图像显示来自正常心脏（左）和脂质过载心脏（右）的线粒体。过多的脂肪导致更多，更扭曲的线粒体。这些畸形线粒体不能像正常线粒体一样有效地产生能量，因此，脂质过载会扰乱心脏的能量产生系统，并可能导致糖尿病患者心力衰竭的风险增加2到5倍。
爱荷华大学的一项研究已经确定了心脏中多余脂肪（糖尿病和肥胖的一个共同特征）如何损害细胞产生能量的基本能力。研究人员认为，这种机制可能会导致糖尿病患者心力衰竭风险增加2到5倍。
心脏是体内最耗能的器官。就像内燃机燃烧燃料为活塞提供动力一样，健康的心脏细胞会消耗燃料分子，从而产生必要的能量来保持心脏的泵送。这种必需的能量产生发生在线粒体内，线粒体是细胞内独立的“动力装置”细胞器。
虽然健康心脏中的线粒体主要使用脂肪酸作为燃料，但它们可以根据需要轻松适应其他燃料分子，包括葡萄糖，乳酸盐和酮体。然而，糖尿病会降低心肌的代谢适应能力，并导致心脏细胞过度使用脂肪作为代谢燃料。
这项发表在Circulation Research上的研究发现，这种心脏脂质过载导致许多小的，畸形的线粒体不像正常线粒体那样产生能量。来自UI团队的先前研究表明，线粒体能量产生的问题可能在与糖尿病相关的心力衰竭中起作用。
“影响近3000万美国人的糖尿病显着增加了心力衰竭的风险糖尿病患者心脏的一种主要表现是过度使用脂肪作为代谢燃料的倾向，最终导致线粒体和心脏损伤，“研究负责人E. Dale Abel解释说，医学博士，博士，教授和部门UI Carver医学院内科医学执行官和UI老鹰糖尿病研究中心主任。“我们已经证实并检测到心脏消耗的脂肪（脂质）增加会导致剧烈变化在心脏线粒体的结构和功能。这些研究为脂质过载心脏中线粒体的这些变化提供了一个新的窗口。“
UI团队使用转基因小鼠模拟糖尿病特征的脂肪酸摄取增加（脂质超负荷）调查心脏脂质超负荷对线粒体的影响。由德国同事开发的一种新型三维电子显微镜细胞成像技术使研究人员能够直接观察线粒体的结构变化 - 就像在心肌细胞内戴上虚拟现实耳机一样，Abel说。在小鼠模型中，对心脏的脂质摄取加倍。这种适度增加导致线粒体变得比健康心脏细胞中的线粒体更薄且更扭曲。当通过常规电子显微镜成像时，这些结构变化（几乎像通过心脏蜿蜒的面条）导致线粒体断裂的出现。
该研究还揭示了线粒体结构变化的分子原因。长期脂质过载会导致称为活性氧（ROS）的有害物质水平升高。过量的ROS通过改变几种有助于控制线粒体大小和形状的重要蛋白质的活性来破坏线粒体网络。
通过过度表达有助于“清除”ROS分子的分子去除多余的ROS，恢复了看起来正常的线粒体，尽管脂质过载，但线粒体仍能正常工作。
令人惊讶的是，使用相同的方法去除正常心脏细胞中的ROS导致线粒体是正常情况的四倍，这表明ROS水平与线粒体大小成反比。
研究结果表明，心脏脂质超负荷会破坏正常的线粒体结构，这可能会削弱能量产生并损害心脏功能。#清风计划#
