BACKGROUND: The hypothesis that mitochondrial dysfunction may accompany development of chronic heart failure (CHF), type 2 diabetes mellitus (T2DM), and their comorbid forms is supported by real-world clinical observations. In patients with CHF with preserved ejection fraction (CHF-pEF) and reduced ejection fraction (CHF-rEF), as well as in patients with T2DM, mitochondrial stress test to assess mitochondrial respiration of peripheral blood mononuclear cells shows a significant decrease in oxygen consumption by mitochondria of peripheral blood mononuclear cells.
AIM: The aim of the study was to evaluate an informative value of the mitochondrial stress test in patients with CHF with T2DM.
MATERIALS AND METHODS: A total of 23 patients (mean age 69.8±10.1 years) with CHF-pEF and CHF-rEF were included. Patients were divided into groups according to the presence or absence of concomitant T2DM. A mitochondrial stress test was performed using the Seahorse XFe96 analyzer (Agilent Technologies, USA). Mitochondrial respiratory function was assessed in adherent mononuclear cells by simultaneous measurement of oxygen consumption and extracellular proton current flow.
RESULTS: In patients with T2DM, the basal respiratory capacity was reduced 1.5-fold and the reserve respiratory capacity was reduced 3.5-fold compared to the control group. The most inhibitory effect of T2DM on mitochondrial respiration was observed in the CHF-rEF group: 2.1 to 3.0 times lower compared to the control group. Concomitant T2DM was associated with a lower reserve respiration capacity which was also 2.4–4.5 times lower in patients with CHF alone and 18.0 times lower in patients with T2DM alone. In addition, T2DM patients showed a 1.28-fold suppression of non-mitochondrial respiration compared to the control group.
CONCLUSION: Significant mitochondrial dysfunction detected in comorbid patients is associated with the rapid clinical progression of CHF with T2DM and high incidence of decompensation. A decrease in basal and reserve respiratory capacity is a key factor in development of CHF in patients with T2DM.
Обоснование. Предположение, что митохондриальная дисфункция может сопровождать развитие хронической сердечной недостаточности (ХСН) и сахарного диабета 2-го типа (СД2), а также коморбидных форм этих клинических фенотипов, получило подтверждение в реальном клиническом наблюдении на больных. При оценке митохондриального дыхания мононуклеаров периферической крови с помощью митохондриального стресс-теста у больных ХСН как с сохранённой, так и с низкой фракцией выброса, а также у больных СД2 обнаруживается выраженное снижение потребления кислорода митохондриями мононуклеарных клеток периферической крови.
Цель исследования — оценить информативность митохондриального стресс-теста у больных с ХСН, коморбидной с СД2.
Материалы и методы. Обследовано 23 пациента (средний возраст — 69,8±10,1 года) с ХСН с сохранённой фракцией выброса (ХСН-сФВ) и низкой фракцией выброса (ХСН-нФВ). Пациентов разделили на группы в зависимости от наличия сопутствующего СД2. Митохондриальный стресс-тест проводили на анализаторе Seahorse XFe96 Analyzer (Agilent Technologies, США). Дыхательную функцию митохондрий оценивали в адгезированных мононуклеарах путём одномоментного измерения скорости расхода кислорода и величины экстрацеллюлярного протонного тока.
Результаты. У больных с СД2 по сравнению с группой контроля показатели базального дыхания были снижены в 1,5 раза, резервного дыхания — в 3,5 раза. Наиболее угнетающее действие СД2 на митохондриальное дыхание наблюдалось при ХСН-нФВ: в 2,1–3,0 раза меньше по сравнению с группой контроля. Сопутствующий СД2 был связан с меньшим значением резервного дыхания, в группах с изолированной ХСН значения показателя были меньше в 2,4–4,5 раза, а у лиц с СД2 — в 18,0 раза. Кроме того, у больных СД2 наблюдалось угнетение и немитохондриального дыхания в 1,28 раза по сравнению с контролем.
Заключение. Выявленная у коморбидных пациентов выраженная дисфункция митохондрий сопоставима со стремительным развитием клиники ХСН, сочетанной с СД2, и высокой частотой декомпенсированных клинических случаев. Уменьшение показателей базального дыхания и запасной дыхательной ёмкости является ключевым фактором развития ХСН у пациентов с СД2.