Arş.Gör.Dr. Coşkun YÜKSEK Kasım 2014 Activin’in Miyokardiyal Bozulmuş Glukoz Metabolizması ve Komplike olmayan Tip 2 DM’li Hastalarda Sol Ventrikül Remodelling İle İlişkisi Arş.Gör.Dr. Coşkun YÜKSEK Kasım 2014

GİRİŞ Diabetik kardiyomiyopati (KMP), hipertansiyon ve koroner arter hastalığından bağımsız bozulmuş kardiyak fonksiyonlarla karakterize multifaktöryel bir durumdur. Kalbin fonksiyonlarında ve yapısında ki bozukluklar klinik olarak belirgin kalp hastalığı gelişmeden önce tespit edilebilir. Bu bozukluklar terapötik müdahelelerle iyileştirilebilir. Pioglitazon’un tip 2 DM’li hastalarda miyokardın glukoz metabolizması ve diyastolik fonksiyonları üzerine olan yararlı etkileri önceden bildirilmiştir.

Epikardiyal yağ dokusu miyokardı çevreleyen viseral yağ deposudur. Epikardiyal yağ dokusu tarafından salgılanan faktörlerin kalp metabolizması ve kasılma fonksiyonları üzerinde parakrin etkisi olduğu gösterilmiştir. Bu faktörler kardiyovasküler hastalık gelişiminine katkıda bulunabilir.

Epikardiyal yağ dokusundan salınan Aktivin A in vitro olarak tip 2 DM’li hastalarda kardiyomiyosit fonksiyonlarını bozmaktadır. Ayrıca epikardiyal yağ dokusundan salgılanan Aktivin A fibrozise neden olur.

Bu çalışmada; - Aktivin A’nın diyabetik kardiyomiyopati patofizyolojisinde ki rolü - Komplike olmayan tip 2 DM’li erkeklerle karşılaştırılabilir yaş grubundaki sağlıklı erkeklerde dolaşımda ki Aktivin A düzeylerinin kalp fonksiyonları ve metabolizması üzerine olan etkisi - Ayrıca metformin ve pioglitazonun bu duruma olan etkisi araştırılmıtır.

METODLAR Dolaşımdaki aktivin A düzeyleri açlık plazma örneklerinde tespit edilmiştir. Çalışmaya 72 tip 2 DM’li erkek ; 45-65 yaş, BMI (25-32 kg/m2 ), HbA1c (6,5-8,5 %), oturmuş kan basıncı (<150/85 mmhg) dahil edilmiştir. Ayrıca karşılaştırılabilir yaşta, sağlıklı ve 75 gr OGTT ile normal glukoz metabolizmasına sahip 14 erkek alınmıştır.

Tip 2 DM’li erkeklere randomize olarak 24 hafta boyunca pioglitazon (günlük 15 mg ile başlanıp 2 hafta sonra 30 mg’a çıkılmış) ve metformin (500 mg 2x1 ile başlanıp 1000 mg 2x1’e çıkılmıştır) verilmiş. Bu çalışma Hollanda’da iki Üniversite Hastanesinde yapılmış ve iki Üniversitenin de etik komitesinden onay almıştır.

Kardiyak MRG Tüm katılımcılar bir gecelik açlıktan sonra tüm vücut MR taramasına girmişler. Görüntüler özel yazılımla kantitatif analiz edildi. MRG sırasında kan basıncı ve kalp hızı ölçülmüş. Sol ventrikül kütle/hacim oranı (LVMV), diyastol sonu kütle ve hacim oranlanarak hesaplanmıştır.

PET Protokol Miyokardiyal glukoz metabolizma hızı (MMRglu) hiperinsülinemik-öglisemik dönemde 2-flouro-2deoksi-D-glukoz (FDG) kullanılarak ölçülmüştür. 185 MBq FDG injeksiyonundan sonra, 60 dk’lık dinamik emisyon taraması yapıldı.

Biyokimyasal Analiz Plazma aktivin A düzeyleri enzime bağlı bir immuno-sorbent kullanılarak belirlenmiştir. Tetkikin alt limit sınırı 3,67 pg/ml olmuştur. Tetkikin ve tetkikler arası varyasyon katsayıları sırayla % 4,4 ve %5 miş. Bu tetkiklerde aktivin B ve C ile herhangi bir çapraz reaksiyon gözlenmemiştir.

İstatistiksel Analiz Veriler ortalama ± standart sapma (normal olmayan dağılımlarda ortanca ± standard sapma) olarak ifade edilmiştir. Grup farklılıklarını belirlemede normal dağılımda student-t-test, asimetrik dağılımda Mann-Whitney U-test kullanılmıştır. Korelasyon katsayıları Pearson korelasyon kullanılarak hesaplanmıştır. Yaş, BMI, SBP, DBP, kalp hızı, açlık glukozu, açlık trigliserid düzeyleri gibi faktörler, Activin A, LVMV oranı ve aortik nabız dalga hızı ölçümlerini karıştırma potansiyelinden dolayı multivaryasyon analiz uygulanmıştır.

Gruplar arası karşılaştırmalarda araştırılan grup ve bazal değerler ANCOVA kullanılarak düzenlendi. Gruplar içinde bazal değerlere göre olan farklılıklar bağımsız karşılaştırmalı t-test ve normal olmayan dağılımlarda da Wilcoxon testi kullanılarak değerlendirilmiş. İstatistiksel analizde SPSS kullanıldı. P<0,05 istatistiksel olarak anlamlı kabul edilmiş.

SONUÇLAR Tip 2 DM’li hastalarda plazma aktivin A düzeylerinin kontrol grubuyla karşılaştırılması ve bunların kardiyak, metabolik parametrelerle ilişkisi Aktivin A ın mediyan değeri tip 2 dm ve kontrol grubuyla karşılaştırılmış (293-315 pg/ml p: 0,42 şekil 1A).

78 tip 2 DM li erkekle kontrol grubundaki 14 sağlıklı gönüllüde plazma aktivin A düzeyi

Tek değişkenli regresyon analizinde activin A ile MMRglu arasında ters korelasyon saptanmış (p<0,001 şekil 1B).

Mann-Whitney-U testi ile tip 2 DM ve kontrol grubunda plazma aktivin A seviyesi ile MMRglu arasındaki ters korelasyon

Tip 2 DM’li hastalarda aktivin A düzeyleri ile yaş (p:0,04), DM’in süresi (p: 0,04), trigliseridler (p:0,02), SBP (p:0,01), LVMV oranı (p: 0,002) ve PWV (p: 0,04) arasında pozitif korelasyon saptandı.

Sol ventrikül kas/hacim oranı ile aktivin A arasındaki pozitif korelasyon

Tip 2 DM ve kontrol grubunda regresyon analizinde gri çizgide toplanmış (aortik nabız dalga hızı ve aktivin A)

Aktivin A düzeyleri ile açlık plazma glukoz, açlık insülin düzeyleri ve diyastolik fonksiyon parametreleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık saptanmamıştır. Multivaryasyon analizinde aktivin A ile MMRglu arasında ilişki M-değeri ile düzeltmeden etkilenmedi (p:0,001)

LVMV oranı ile Aktivin A düzeyleri arasındaki ilişki SBP için düzeltme yapıldıktan sonra da aynı kaldı (p:0,02). Yaş ve SBP aktivin A düzeyi ile PWV arasındaki ilişkide karıştırıcı faktörlerdi. DBP, kalp hızı, BMI, açlık plazma glukozu, trigliserid düzeyleri aktivin A ile LVMV ya da PWV arasındaki regresyon katsayısını etkilemedi.

Pioglitazon ve Metforminin Plazma aktivin A düzeyleri üzerine etkisi; Pioglitazon ve metforminin glisemik kontrolü iyileştirdiği bilinmektedir. Pioglitazonun metformine kıyasla miyokardın glukoz metabolizması ve diyasyolik fonksiyonlarda iyileşme sağladığı ayrıca pioglitazonun LVMV oranını düşürdüğü daha önce bildirilmiştir. Pioglitazon ve metformin PWV üzerine ise etkisi gösterilmemiştir. Pioglitazon tedavisiyle aktivin A düzeyleri değişmemiştir (p:0,13)(Şekil 2A). Metforminden sonra ise aktivin A düzeyleri azalmıştır (p:0,002 şekil 2 A).

24 haftalık pioglitazon ve metformin tedavisinin etkisi

Metformin ve pioglitazon tedavisini takiben aktivin A üzerinden MMRglu ve PWV de ki değişikliklerde herhangibir korelasyon görülmedi. Pioglitazon tedavisi sonrası aktivin A düzeyinde değişikliğe bağlı LVMV oranında sınırda anlamlı bir değişiklik gözlenmiş (p: 0,051) ancak metforminde gözlenmemiş (p: 0,78) (şekil 2c).

Tartışma Bu çalışmada kardiyovasküler komplikasyonu olmayan tip 2 dm li erkeklerde plazma aktivin A düzeyleri ile bozulmuş miyokardiyal glukoz metabolizmasının ilişkili olduğu gösterilmiştir. Ayrıca LVMV oranı ile de pozitif bir ilişki gözlenmiş. Metformin tedavisi aktivin A düzeylerini düşürmüş ancak pioglitazonun aktivin düzeyi üzerine etkisi saptanmamış.

Ayrıca pioglitazon tedavisi alan hastalarda plazma aktivin A da değişikliğe bağlı LVMV de sınırda anlamlı bir korelasyon gözlenmiş. Gruplar arasında pioglitazon ve metformin tedavisi sonrası plazma aktivin A da ve MMRglu 'da ilişki gösterilmemiştir. Tip 2 DM li hastalarda aktivin A kardiyak bozukluklukların patogenezinde rol oynadığı söylenebilir.

Diabetik KMP’in patogenezi henüz tam anlamıyla bilinmemektedir. Tip 2 DM’li hastalarda miyokardiyal işlev bozukluğu endotelial öncül hücrelerin azalması ve artmış oksidatif strese bağlı olabileceği öne sürülmüştür. Ayrıca tip 2 DM’li hastalarda erken dönemde sarkoplazmik retikulumda CaATPaz (SERCA) /Fosfolamban oranının artması ile de ilişkili olabilir.

Sonuç olarak dolaşımda osteoprotegerin ve adiponektin, unkomplike tip 2 DM’li kardiyak anormalliği olan erkeklerde ilişkili bulunmuştur. Bu çalışmada aktivin A’ın diyabetik KMP’de miyokard disfonksiyonun patogenezinde rol alabileceği görülmüştür.

Yapılan diğer çalışmalarda da aktivin A düzeyleri aynı aralıkta saptanmış. Bir çalışmada tip 2 DM olduğu bilinmeyen miyokard infarktüsü geçiren hastalarda yüksek aktivin A düzeyleri ile anormal glukoz regülasyonu olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmada ise unkomplike tip 2 DM’li grupla kontrol grubu arasında farklı aktivin A düzeyi bulanamamıştır.

Kardiyovasküler hastalıkta aktivin A düzeyleri yüksektir. Stabil ve unstabil anjinalı hastalarda sağlıklı kişilere göre aktivin A düzeyleri daha yüksektir.

Koroner arter hastalığı olan tip 2 DM’li hastalarda, koroner arter hastalığı olmayan tip 2 DM’li hastalardan daha yüksek aktivin A düzeyleri olduğu görülmüştür. Sonuç olarak kalp yetmezliği olan kişilerde sağlıklı gönüllülere göre aktivin A düzeylerinin arttığı gösterilmiştir.

Bazı çalışmalarda aktivin A’in yararlı etkilerinden bahsedilmiştir. Aktivin A bir disülfid bağıyla bağlanmış iki inhibin ßA monomerden olaşan bir dimerik moleküldür. Farelerde maternal diyabete bağlı inhibin ßA’ın down-regülasyonuna bağlı embriyoda kardiyak malformasyonlar görülmüştür.

Zhao ve ark.’ları farelerde maternal diyabette aktivinA’ın süpresyonuna bağlı miyokardiyal hücre proliferasyonu ve endokardiyal hücre göçünün azalmasına neden olduğunu göstermiştir. Aktivin A’ın inflammasyon ve aterogenez üzerinde yararlı etkileri olduğu bildirilmiştir. Yüksek aktivin A düzeylerinin anti-inflammatuar ve anti-oksidatif yanıta katkıda bulunduğu bildirilmiştir.

Bu çalışmada ve daha önce yapılan çalışmalarda bunları destekleyen bir bulgu saptanmamıştır. Tip 2 DM li hastalardan elde edilen aktivin A’ın kardiyomiyositlerde insülin duyarlılığını bozduğu gösterilmiştir. Tip 2 DM li hastalarda erken remodelling dönemi aktivin A ile LVMV oranı arasındaki ilişkiye bağlı olabilir.

Bu çalışmada pioglitazon tedavisi alanlarda aktivin A düzeyindeki değişikliklere bağlı LVMV oranı arasında sınırda pozitif korelasyon olduğu gösterilmiştir. İn-vitro yapılan bir çalışmada pioglitazonun monositlerden aktivin salınımına etkisi olmadığı gösterilmesine karşın pioglitazonun ana etkisinin PPAR-ɣ üzerinden olduğu ve bunun da adipoz dokudan özellikle eksprese edildiği unutulmamalıdır.

Aktivin A en çok insan adiposit progenitör hücresinden sentezlenir. Adipositlerde farklılaşma aktivin A sentezini baskılamaktadır. Aktivin A sinyalizasyonunun azalması adipogenezisi arttırdığı bulunmuştur.

İlginç olarak bir çalışmada EAT dan salınan aktivin A’nın doğrudan kardiyak fibrozise neden olduğu rapor edilmiştir. Pioglitazon ile tedavi edilen hastalarda LVMV oranındaki azalma aktivin A’ın sistemik dolaşımdaki etkisinden ziyade pioglitazonun epikardiyal adipoz dokudaki lokal etkilerine bağlı olma ihtimali daha yüksektir.

Aktivin A tip 2 DM’li hastalarda EAT’de arttığı ve salındığı gösterilmiştir. EAT, altındaki dokudan fasya ile ayrılmamıştır ve miyokard EAT’ye kan desteği sağlar. Sonuçta EAT’den salınan aktivin A doğrudan kalp fonksiyonlarını parakrin bir şekilde etkileyebilir.

Mevcut bulgular pioglitazonun sol ventrikül diastolik fonksiyonları iyileştirerek LVMV oranını etkilediği olasılığını dışlamamıştır. Metforminin dolaşımdaki aktivin düzeylerini düşürmesine rağmen LVMV oranı dahil kardiyak fonksiyonları etkilemediği görülmüştür.

Metformine maruziyet sonrası dolaşımdaki aktivin A düzeylerinin azaldığı invitro monositlerde yapılan çalışmalarla gösterilmiştir.

Dikkat edilmedi gereken bir diğer konu aktivin A salınımının sadece EAT ile sınırlı olmamasıdır. Aktivin A yağ dokusu dahil çok sayıda hücre ve dokudan salınmaktadır. Bu çalışmada da tip2DM li hastalarla kontrol grubu arasında dolaşımdaki aktivin A düzeyleri arasında bir farklılık saptanmamıştır.

Bu çalışma ve daha önce yapılan invitro çalışmalara göre tip 2 DM li hastalarda aktivin A nın kardiyak bozuklukların gelişimine katkıda bulunduğu söylenebilir.

Tartışma Bu çalışmayla; kardiyak komplikasyonları olmayan tip 2 DM li hastalarda plazma aktivin A düzeyi ile LVMV oranında artma ve bozulmuş miyokard glukoz metobolizması arasında anlamlı bir ilişki olduğu gösterilmiştir. Diyabetik KMP patogenezi tam olarak bilinmemektedir. Mevcut verilerle aktivin A’ın erken dönemde diyabetik KMP gelişiminde potansiyel bir rolü olabilir. Diyabetik KMP de aktivin A’ın rolünün kesin olarak belirlenmesi için ileri çalışmalar ihtiyaç vardır.

TEŞEKKÜRLER