PLoS ONE 4(3): e4871, 2009
Glutathione deficiency in cardiac patients is related to the functional status and structural cardiac abnormalities.
Despite considerable advances in treatment, heart failure remains associated with high morbidity and mortality worldwide [1–3]. Better identification of asymptomatic individuals with structural cardiac abnormalities would improve outcomes and reduce incidence of heart failure.
Glutathione was measured using standard enzymatic recycling method in venous blood samples obtained from 91 individuals, including 15 healthy volunteers and 76 patients of New York Heart Association (NYHA) functional class I to IV, undergoing cardiac surgery for coronary artery disease, aortic stenosis or terminal cardiomyopathy. Glutathione was also quantified in right atrial appendages obtained at the time of surgery.
In atrial tissue, glutathione was severely depleted (- 58%) in NYHA class IV patients compared to NYHA class I patients (P = 0.002). In patients with coronary artery disease, this depletion was related to the severity of left ventricular dysfunction (P = 0.006). Compared to healthy controls, blood glutathione was decreased by 21% in NYHA class I patients with structural cardiac disease (P,0.01), and by 40% in symptomatic patients of NYHA class II to IV (P,0.0001). According to the functional NYHA class, significant depletion in blood glutathione occurred before detectable elevation in blood sTNFR1, a marker of symptomatic heart failure severity, as shown by the exponential relationship between these two parameters in the whole cohort of patients (r = 0.88).
Deficiency in systemic glutathione in cardiac patients occurs well before the drop in cardiac tissue glutathione. In fact, systemic glutathione provides many tissues in the body, and its deficiency is likely to affect vital functions including resistance to oxidative stress, mitochondrial function and integrity, immune response and cell survival [33]. Accordingly, early deficiency in systemic glutathione is likely to contribute to the progression of the cardiac disease.
Finally, in agreement with the previous observation made by Carnes et al. [28], we found a 50% decrease in atrial glutathione content in patients with permanent atrial fibrillation compared to other patients with sinus rhythm.
This study provides evidence that cardiac and systemic glutathione deficiency is related to the functional status and structural cardiac abnormalities of patients with cardiac diseases. These data also suggest that blood glutathione test may be an interesting new biomarker to detect asymptomatic patients with structural cardiac abnormalities.
Taken together, these results suggest that glutathione deficiency impinges on the whole damaged heart. They also suggest that glutathione supplementation may improve cardiac cell preservation in cardiac diseases, and be a complement to contemporary treatments.
Glutathione deficiency in cardiac patients is related to the functional status and structural cardiac abnormalities.
แม้วิทยาการแพทย์ด้านโรคหัวใจและหลอดเลือดจะก้าวหน้าไปอย่างมากในปัจจุบัน แต่ภาวะหัวใจล้มเหลวหรือภาวะหัวใจวายก็ยังเป็นสาเหตุสำคัญของภาวะทุพลภาพและการเสียชีวิตในอัตราสูงทั่วโลก แนวทางที่สามารถระบุคนที่ยังไม่มีอาการของโรคหัวใจแต่มีความผิดปกติทางโครงสร้างของหัวใจได้อย่างแม่นยำจะช่วยบรรเทาอาการรุนแรงและลดอุบัติการณ์หัวใจล้มเหลวได้
เราใช้วิธี enzymatic recycling แบบมาตรฐานเพื่อวัดค่ากลูทาไธโอนในตัวอย่างเลือดจากหลอดเลือดดำที่ได้จากกลุ่มตัวอย่าง 91 คนโดยแบ่งเป็นคนสุขภาพปกติ 15 คนและผู้ป่วยโรคหัวใจ 76 คนที่ถูกประเมินระดับความรุนแรงของโรคหัวใจด้วยเกณฑ์ New York Heart Association (NYHA) functional class* ที่จัดระดับความรุนแรงของการสูญเสียสมรรถภาพร่างกายจากน้อยไปถึงมากหรือขั้นที่ I ถึง IV โดยเป็นผู้ป่วยที่เข้ารับการรักษา
ผ่าตัดหัวใจเนื่องด้วยหลอดเลือดเลี้ยงกล้ามเนื้อหัวใจอุดตัน ลิ้นหัวใจตีบ หรือกล้ามเนื้อหัวใจเสื่อมขั้นสุดท้าย
ค่ากลูทาไธโอนยังถูกวัดจากเนื้อเยื่อส่วนที่ยื่นจากหัวใจห้องบนขวา (right atrial appendages) ที่ได้มาในระหว่างการผ่าตัดหัวใจ
ผลการวิจัยพบว่าเนื้อเยื่อหัวใจห้องบนขวาของผู้ป่วยโรคหัวใจระดับ IV ตามเกณฑ์ NYHA แสดงภาวะขาดแคลน
กลูทาไธโอนอย่างรุนแรงหรือมีค่ากลูทาไธโอนต่ำกว่าค่าที่วัดได้ในผู้ป่วยโรคหัวใจระดับ I ถึง 58% ในบรรดาผู้ป่วยโรคหลอดเลือดเลี้ยงหัวใจอุดตัน ภาวะขาดแคลนกลูทาไธโอนมีความเกี่ยวพันธ์กับการทำงานที่ผิดปกติขั้นรุนแรงของหัวใจห้องล่างซ้าย ส่วนกลูทาไธโอนที่วัดได้ในเลือดของผู้ป่วยโรคหัวใจระดับ I ตามเกณฑ์ NYHA และเป็นผู้ที่มีความผิดปกติกับโครงสร้างของหัวใจพบว่ามีระดับต่ำกว่ากลุ่มคนสุขภาพปกติ 21% และในกลุ่มผู้ป่วยโรคหัวใจระดับ II ถึง IV ตามเกณฑ์ NYHA ที่ปรากฎอาการของโรคหัวใจแล้ว กลูทาไธโอนที่วัดได้อยู่ในระดับที่ต่ำกว่ากลุ่มคนสุขภาพปกติถึง 40% ที่สำคัญเมื่อพิจารณาผู้ป่วยโรคหัวใจตามระดับความรุนแรงของอาการตามเกณฑ์ NYHA
กลูทาไธโอนในเลือดลดต่ำลงมากก่อนการเพิ่มขึ้นของระดับสาร sTNFR1 ซึ่งเป็นชีวโมเลกุลบ่งชี้ภาวะอาการหัวใจล้มเหลวขั้นรุนแรง
ภาวะกลูทาไธโอนต่ำในกระแสเลือดเกิดขึ้นล่วงหน้าก่อนการลดลงของระดับกลูทาไธโอนในเนื้อเยื่อของหัวใจเป็นอย่างมาก ความจริงก็คือกลูทาไธโอนในกระแสเลือดถูกแจกจ่ายไปยังอวัยวะต่างๆมากมายในร่างกาย ฉะนั้นการขาด
กลูทาไธโอนในเลือดย่อมส่งผลกระทบการทำงานที่จำเป็นหลายอย่างของร่างกาย รวมถึงการต่อต้านอนุมูลอิสระเพื่อป้องกันภาวะเครียดจากอ็อกซิเดชั่น การรักษาการทำงานและโครงสร้างของไมโทคอนเดรีย(โรงงานผลิตพลังงานภายในเซลล์) ปฏิกิริยาโต้ตอบของภูมิคุ้มกันและความอยู่รอดของเซลล์ จึงทำให้สรุปได้ว่าภาวะบกพร่องแรกเริ่มของ
กลูทาไธโอนในกระแสเลือดน่าจะมีบทบาทส่งผลต่อพัฒนาการของโรคหัวใจ
สุดท้ายนี้ ผลการวิจัยของเรายังสอดคล้องกับข้อสังเกตุโดยคาร์นส์และทีมวิจัย โดยเราพบว่ากลูทาไธโอนในเนื้อเยื่อหัวใจห้องขวาบนของผู้ป่วยโรคหัวใจที่มีภาวะหัวใจสั่นพริ้วแบบถาวรมีระดับต่ำกว่าที่วัดได้ในผู้ป่วยโรคหัวใจที่มีการเต้นของหัวใจปกติถึง 50%
การวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าภาวะบกพร่องของกลูทาไธโอนในหัวใจและกระแสเลือดมีสหสัมพันธ์กับสถานภาพการทำงานและโครงสร้างของหัวใจที่ผิดปกติในผู้ป่วยโรคหัวใจ ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการวัดค่ากลูทาไธโอนในเลือดอาจจะเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่น่าสนใจที่สามารถตรวจหาผู้ป่วยที่ยังไม่แสดงอาการแต่มีพยาธิสภาพหรือความผิดปกติทางโครงสร้างของหัวใจได้
จากข้อมูลทั้งหมดนี้ทำให้สรุปได้ว่า ภาวะขาดกลูทาไธโอนส่งผลกระทบโดยตรงต่อหัวใจที่เกิดความเสียหาย นอกจากนี้การเพิ่มระดับกลูทาไธโอนอาจช่วยฟื้นฟูสภาพของเซลล์หัวใจที่เป็นโรคหัวใจและอาจใช้เป็นมาตราการเสริมให้กับการรักษาของแพทย์แผนปัจจุบัน
*หมายเหตุ
New York Heart Association Classification (NYHA) เป็นหลักเกณฑ์ที่ใช้แบ่งระดับความรุนแรงของโรคหัวใจล้มเหลว ดังต่อไปนี้
Functional Class I: คือผู้ป่วยโรคหัวใจที่สามารถทำกิจกรรมออกแรงได้ตามปกติโดยที่ไม่มีอาการเหนื่อยหอบ
ใจสั่น หรือเจ็บหน้าอก เช่น การเดิน, การขึ้นบันได
Functional Class II: คือผู้ป่วยโรคหัวใจที่สามารถทำกิจกรรมปกติลดลงเล็กน้อย มีอาการสบายขณะนั่งพัก แต่การออกแรงทำกิจวัตรประจำวันจะทำให้เกิดอาการเหนื่อย ใจสั่นหรือเจ็บหน้าอกได้
Functional Class III: คือผู้ป่วยโรคหัวใจที่มีการจำกัดของการทำกิจกรรมมากพอสมควร มีอาการสบายขณะนั่งพัก แต่การออกแรงแม้ไม่มากนักก็ทำให้เกิดอาการเหนื่อย ใจสั่น หรือเจ็บหน้าอกได้
Functional Class IV: คือผู้ป่วยโรคหัวใจที่มีการจำกัดกิจกรรมอย่างมาก โดยมีอาการเหนื่อยแม้ขณะพักและมักต้องอยู่บนเตียง
Despite considerable advances in treatment, heart failure remains associated with high morbidity and mortality worldwide [1–3]. Better identification of asymptomatic individuals with structural cardiac abnormalities would improve outcomes and reduce incidence of heart failure.
Glutathione was measured using standard enzymatic recycling method in venous blood samples obtained from 91 individuals, including 15 healthy volunteers and 76 patients of New York Heart Association (NYHA) functional class I to IV, undergoing cardiac surgery for coronary artery disease, aortic stenosis or terminal cardiomyopathy. Glutathione was also quantified in right atrial appendages obtained at the time of surgery.
In atrial tissue, glutathione was severely depleted (- 58%) in NYHA class IV patients compared to NYHA class I patients (P = 0.002). In patients with coronary artery disease, this depletion was related to the severity of left ventricular dysfunction (P = 0.006). Compared to healthy controls, blood glutathione was decreased by 21% in NYHA class I patients with structural cardiac disease (P,0.01), and by 40% in symptomatic patients of NYHA class II to IV (P,0.0001). According to the functional NYHA class, significant depletion in blood glutathione occurred before detectable elevation in blood sTNFR1, a marker of symptomatic heart failure severity, as shown by the exponential relationship between these two parameters in the whole cohort of patients (r = 0.88).
Deficiency in systemic glutathione in cardiac patients occurs well before the drop in cardiac tissue glutathione. In fact, systemic glutathione provides many tissues in the body, and its deficiency is likely to affect vital functions including resistance to oxidative stress, mitochondrial function and integrity, immune response and cell survival [33]. Accordingly, early deficiency in systemic glutathione is likely to contribute to the progression of the cardiac disease.
Finally, in agreement with the previous observation made by Carnes et al. [28], we found a 50% decrease in atrial glutathione content in patients with permanent atrial fibrillation compared to other patients with sinus rhythm.
This study provides evidence that cardiac and systemic glutathione deficiency is related to the functional status and structural cardiac abnormalities of patients with cardiac diseases. These data also suggest that blood glutathione test may be an interesting new biomarker to detect asymptomatic patients with structural cardiac abnormalities.
Taken together, these results suggest that glutathione deficiency impinges on the whole damaged heart. They also suggest that glutathione supplementation may improve cardiac cell preservation in cardiac diseases, and be a complement to contemporary treatments.
HMS 90®
สนใจสอบถามหรือสั่งซื้อสินค้า
Contact Details
บริษัท อิมมูโนไทย จำกัด245/4 ถ.สุขุมวิท 21 (อโศก) แขวงคลองเตยเหนือ เขตวัฒนา กรุงเทพฯ 10110092-696-6925info@immunothai.co.th