Abnormal function and glucose metabolism in the type-2 diabetic db/db mouse heart

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Abstract

This study examined cardiac function and glucose metabolism in the 6-month-old db/db mouse, a model of type-2 diabetes. Cine magnetic resonance spectroscopy (MRI) was used to measure cardiac function in vivo. The db/db mice had decreased heart rates (17%, p < 0.01) and stroke volumes (21%, p < 0.05) that resulted in lower cardiac output (35%, p < 0.01) than controls. Although there was no difference in ejection fraction between the 2 groups, db/db mouse hearts had a 35% lower maximum rate of ejection (p < 0.01) than controls. In a protocol designed to assess maximal insulin-independent glucose uptake, hearts were isolated and perfused in Langendorff mode and subjected to 0.75 mL·min−1·(g wet mass)−1 low flow ischemia for 32 min. Glucose uptake during ischemia was 21% lower than in controls, and post-ischemic recovery of cardiac function was decreased by 30% in db/db mouse hearts (p < 0.05). Total cardiac GLUT 4 protein was 56% lower (p < 0.01) in db/db mice than in controls. In summary, the db/db mouse has abnormal left ventricular function in vivo, with impaired glucose uptake during ischemia, leading to increased myocardial damage.

La présente étude examine la fonction cardiaque et le métabolisme du glucose chez la souris db/db âgée de 6 mois, un modèle de diabète de type 2. Nous avons utilisé la spectroscopie par résonance magnétique en mode ciné (IRM) pour mesurer la fonction cardiaque in vivo. Les souris db/db ont présenté une diminution de fréquence cardiaque (17%, p < 0,01) et de volume d'éjection cardiaque (21%, p < 0,05), qui a donné lieu à un débit cardiaque plus faible (35%, p < 0,01) que celui des témoins. Il n'y a pas eu de différence dans la fraction d'éjection des 2 groupes; toutefois, le volume d'éjection maximum des coeurs des souris db/db a été 35% plus faible (p < 0,01) que celui des témoins. Dans un protocole conçu pour évaluer la capture maximale de glucose indépendante de l'insuline, nous avons isolé, perfusé selon la méthode de Langendorff et soumis des coeurs à une ischémie modérée de 0,75 mL·min−1·gph−1 pendant 32 min. Durant l'ischémie, la capture de glucose a été 21% plus faible chez les souris db/db que chez les témoins, et le rétablissement post-ischémique de la fonction cardiaque a diminué de 30% dans les coeurs des souris db/db (p < 0,05). L'expression de la protéine GLUT 4 cardiaque totale a été 56% plus faible (p < 0,01) chez les souris db/db que chez les témoins. Ainsi, la souris db/db a une fonction ventriculaire gauche anormale in vivo et une capture de glucose altérée durant l'ischémie, ce qui a pour effet d'augmenter la lésion myocardique.

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