تفسيرات علمية متقدمة لفهم التداعيات القلبية لمرض السكري

تراكم الدهون يؤدي لتغيرات في إنتاج الطاقة داخل الخلايا ويقود إلى فشل القلب

قدم الباحثون من جامعة أيوا بالولايات المتحدة تفاصيل أدق حول آلية تضرر خلايا القلب بفعل مرض السكري، وذلك عبر تسبب تراكم الدهون في خلايا القلب بتعطيل نظام إنتاج الطاقة في الخلايا القلبية (Heart Cell›s Energy System).
وقال الباحثون إن تراكم الدهون في داخل خلايا القلب يُسهم في زيادة خطر الإصابة بـ«فشل القلب» (Heart Failure) لدى المرضى المُصابين بمرض السكري، وذلك بنسبة تتراوح بين ضعفين و5 أضعاف مقارنة ببقية الناس الأصحاء. وضمن عدد الخامس من يناير (كانون الثاني) الحالي لـ«مجلة بحوث الدورة الدموية» (Circulation Research)، الصادرة عن «رابطة القلب الأميركية» (AHA)، أفاد الباحثون من جامعة أيوا أن التراكم الزائد للدهون داخل خلايا القلب يتسبب بتغير شكل جسيمات «الميتوكوندريا» (Mitochondria)، وبالتالي يُعطّل «شبكة الميتوكوندريا القلبية لإنتاج الطاقة»، وهو ما، بالتالي، يضر بالقدرة الأساسية للخلايا القلبية في إنتاج الطاقة اللازمة لعملها بكفاءة واقتدار.
اختلال الطاقة
ويُعد القلب أكثر أعضاء الجسم احتياجاً لإنتاج الطاقة كي يتمكن من العمل بكفاءة لضخ الدم إلى الجسم عبر توالي وتتابع انقباض وانبساط عضلات حجرات القلب الأربع. وجسيمات «الميتوكوندريا» الموجودة داخل الخلايا القلبية هي المكان الذي يتم فيه يتم إنتاج الطاقة التي تستخدمها خلايا القلب للقيام بعملها الوظيفي. وهي تستهلك، لدى الإنسان الطبيعي وفي الحالات الطبيعية، الأحماض الدهنية (Fatty Acids) كمصدر للوقود الأيضي (Metabolic Fuel) الذي تقوم بحرقه لإنتاج الطاقة، ومع هذا تمتلك جسيمات «الميتوكوندريا» القدرة على التكيف بسهولة لاستخدام مركبات كيميائية أخرى لحرقها من أجل إنتاج الطاقة، مثل سكر الغلوكوز ومركبات اللكتيت (Lactate) ومركبات الكيتون (Ketone).
وفي حالات السكري، فإن هذا المرض يُقلل من قدرة عضلات القلب على التكيف في إتمام عملية التمثيل الغذائي، وبالتالي يحصل لدى خلايا القلب حالة من الإفراط في استهلاك الدهون مصدرا للوقود.
ووجد الباحثون من جامعة أيوا أن التراكم الزائد للدهون في الخلايا القلبية، بسبب مرض السكري، يُؤدي إلى حصول تغيرات في شكل جسيمات «الميتوكوندريا»، مما يجعلها غير قادرة على إنتاج الطاقة بالوتيرة التي تقوم بها الخلايا القلبية لدى غير المُصابين بمرض السكري، مما قد يلعب دوراً مهماً في نشوء حالة ضعف القلب المرتبطة بمرض السكري.
وعلق البروفسور ديل أبيل، الباحث الرئيسي في الدراسة ورئيس قسم الطب الباطني في «كلية كارفر للطب» بجامعة أيوا ومدير «مركز بحوث السكري» بها، قائلاً: «مرض السكري، الذي يُؤثر على ما يقرب من 30 مليون أميركي، يرفع بشكل كبير من احتمالات الإصابة بفشل القلب، وأحد المظاهر الرئيسية لقلوب مرضى السكري هو الميل إلى الإفراط في استخدام الدهون وقودا أيضيا، الأمر الذي يُسهل في النهاية الإضرار بجسيمات (الميتوكوندريا) في الخلايا القلبية. ولقد كشفنا وأثبتنا كيفية تسبب زيادة تراكم الدهون، التي يستهلكها القلب في إنتاج الطاقة، في حصول تغيرات جذرية في هيكل ووظيفة جسيمات (الميتوكوندريا) في الخلايا القلبية. وتوفر هذه الدراسة نافذة جديدة لمعرفة كيفية حدوث هذه التغيرات بجسيمات (الميتوكوندريا) في حالات تشبع الخلايا القلبية بالدهون».
وكان الباحثون قد استخدموا تقنيات متطورة جداً في تصوير المجهر الإلكتروني الخليوي ثلاثي الأبعاد (3 - D Electron Microscopic Cellular Imaging)، وهي تقنية حديثة طورها الباحثون الألمان وأصبحت تُمكن الباحثين من مراقبة التغيرات الهيكلية والوظيفية لـ«الميتوكوندريا» بشكل مباشر. ووفق نتائج استخدام هذه التقنية، فقد تمكن الباحثون من الملاحظة بشكل مباشر للتغيرات الهيكلية في «الميتوكوندريا» التي تحصل نتيجة تضاعف كمية الدهون في الخلايا القلبية، مما أدى إلى أن جسيمات «الميتوكوندريا» أصبحت أرق في سمكها وأكثر التواءً في شكلها، بخلاف ما هو طبيعي لدى الخلايا القلبية لغير مرضى السكري. وشبه الباحثون هذه التغيرات بـ«المعكرونة».
الدهون وفشل القلب
كما أظهرت نتائج هذه الدراسة أن استمرار حالة التراكم الزائد للدهون في خلايا القلب لفترات طويلة يُؤدي إلى ارتفاع مستوى مواد كيميائية ضارة، تُسمى طبيا «مركبات أنواع الأكسجين التفاعلية» Reactive Oxygen Species (ROS). وهذا الارتفاع في مستوى وجود هذه المركبات التفاعلية في داخل الخلايا القلبية يُعوق «الميتوكوندريا» عن استعادة شكلها الطبيعي والحفاظ على مستوى كفاءة عملها الطبيعي، وبالمقابل، فإن إزالة هذه المركبات التفاعلية الضارة ثبت أنه يُؤدي إلى استعادة «الميتوكوندريا» كفاءة نشاطها الطبيعي والحفاظ على هيكل شكلها.
وتقول «الرابطة الأميركية للسكري» ADA، إن هناك صلة كبيرة بين السكري وأمراض القلب والسكتة الدماغية، والأشخاص الذين يعانون من مرض السكري لديهم خطر أعلى من المتوسط في الإصابة بنوبة الجلطات القلبية أو السكتة الدماغية، وتحديداً مرضى السكري عُرضة بمقدار الضعف لاحتمالات الإصابة بأي منهما، أي نوبة الجلطة القلبية أو السكتة الدماغية، مقارنة بالناس غير المُصابين بمرض السكري.
وتُضيف «المؤسسة الوطنية للقلب والرئة والدم» (National Heart، Lung)، التابعة لـ«المؤسسة الوطنية للصحة» NIH بالولايات المتحدة، قائلة: «مصطلح (مرض سكري القلب) DHD يشير إلى أمراض القلب التي تتطور بالنشوء في قلوب الناس الذين يعانون من مرض السكري. وبالمقارنة مع الأشخاص الذين ليس لديهم مرض السكري، فإن الناس الذين يعانون من مرض السكري هم أعلى عُرضة للإصابة بأمراض القلب، ولديهم أسباب إضافیة لارتفاع احتمالات الإصابة بأمراض القلب، وقد تنشأ لديهم أمراض القلب في سن أصغر، وقد يكون لديهم مرض القلب أكثر حدة». وأوضحت بشيء من التفصيل لأنواع مكونات «مرض سكري القلب» أنه يشمل 3 أنواع رئيسية، هي: أولاً، أمراض شرايين القلب التاجية، وثانياً فشل القلب (Heart Failure)، وثالثاً اعتلال عضلة القلب السكري (Diabetic Cardiomyopathy).
وفي حالات «أمراض شرايين القلب التاجية» تنشأ تراكمات لمواد شمعية من الكولسترول والدهون والكالسيوم (Plaque) داخل جدران الشرايين القلبية، وهو ما يُسمى طبيا «التصلب العصدي» (Atherosclerosis) للشرايين. ويُؤدي زيادة حجم هذه التراكمات في جدار الشريان إلى حصول ضيق في مجرى الشريان القلبي الذي تكونت فيه، وبالتالي تحصل إعاقة لوفرة تدفق الدم من خلال ذلك الشريان المتضيق لتزويد أجزاء من عضلة القلب بالأكسجين والمواد الغذائية اللازمة لحياتها وعملها بكفاءة. وبالنتيجة، يحدث أحد أمرين: إما أن يشكو المُصاب من آلام الذبحة الصدرية Angina، نتيجة لتدني تدفق الدم إلى أجزاء من عضلة القلب عبر الشريان المتضيق، أو أن يزيد التضيق إلى حد السدد، ويُصاب حينها المريض بنوبة الجلطة القلبية (Heart Attack)، نتيجة للتوقف التام في تدفق الدم لأجزاء من عضلة القلب. كما قد يُصاب المريض باضطرابات في إيقاع نبض القلب (Arrhythmias) بوصفها من المضاعفات المحتملة لكل من الذبحة الصدرية والنوبة القلبية.
فشل القلب
و«فشل القلب» حالة لا يقوى القلب فيها على ضخ كميات كافية من الدم في كل نبضة إلى أرجاء الجسم التي هي بحاجة ماسة إليه. وتجدر ملاحظة أن «فشل القلب» لا يعني توقف القلب عن العمل، بل تتدنى فيه قدرات عضلة القلب على «الانبساط» لتوسيع حجم القلب كي يستوعب الدم الآتي إليه من الجسم والرئتين، وتدني قدرات عضلة القلب على «الانقباض» بكفاءة وقوة لكي يتم دفع الدم وضخه من القلب إلى أرجاء الجسم كافة.
وهناك درجات لمقدار شدة فشل القلب، كما أن هناك أسبابا متعددة لحصول الضعف في عضلة القلب لدى مرضى السكري؛ منها أمراض الشرايين التاجية متقدمة الذكر، ومنها التغيرات الوظيفية في خلايا القلب التي تم عرض جانب منها في هذه الدراسة الحديثة للباحثين من جامعة أيوا. وتظهر أعراض ضعف أو فشل القلب، بدرجات متفاوتة، مثل ضيق التنفس حال بذل الجهد البدني، وضيق التنفس حال الاستلقاء على الظهر، وتورم في الساقين والبطن، وربما تراكم السوائل في الرئة في حالات استسقاء الرئة (Pulmonary Edema).
وفي حالات «اعتلال عضلة القلب السكري» يحصل تلف في بنية ووظيفة عمل القلب، مما قد يُؤدي إلى ضعف عضلة القلب ونشوء اضطرابات في إيقاع نبض القلب. وكلما زاد الاضطراب في ضبط نسبة سكر الغلوكوز في الدم، وطال أمد حصول عدم الانضباط هذا في نسبة سكر الغلوكوز بالدم، ارتفعت احتمالات حصول حالة اعتلال عضلة القلب السكري. وهناك آليتان رئيسيتان؛ أولاهما أن مرض السكري بحد ذاته أحد أهم عوامل خطورة الإصابة بأمراض شرايين القلب التاجية، التي منها أيضاً ارتفاع ضغط الدم واضطرابات الكولسترول والدهون والتدخين. وثانيتهما، أن مرض السكري يُرافقه تغيرات في العمليات الكيميائية الحيوية للتمثيل الغذائي، وهو ما يُعرف بـ«متلازمة الأيض» (Metabolic Syndrome). وهما يتطلبان من مريض السكري الحرص في التعامل مع احتمالات تضرر القلب كأحد أهداف المعالجة لمرض السكري.
وعليه، يكون الاهتمام العلاجي الجاد بثلاثة أمور: أولها ضبط نسبة سكر الغلوكوز في الدم دون أي تهاون في ذلك. وثانيها ضبط أي عوامل أخرى ترفع من احتمالات الإصابة بأمراض القلب، مثل ارتفاع ضغط الدم وضعف الكلى وارتفاع الكولسترول والسمنة وغيرها. وثالثها الاهتمام بممارسة السلوكيات الصحية في نمط عيش الحياة اليومية، مثل ممارسة الرياضة البدنية يومياً والاهتمام بالتغذية الصحية والامتناع عن التدخين.