Effects of amino acid supplementation on myocardial cell damage and cardiac function in diabetes.

Although amino acid deficiencies are known to occur in diabetes patients and are considered to contribute to the occurrence of cardiomyopathy, the mechanisms of the impact of the restoration of amino acids on improved cardiac function are not completely understood. Accordingly, the present study was conducted to examine the beneficial effects of dietary supplementation of taurine, arginine and carnitine, individually or in combination, in an experimental model of chronic diabetes. For
inducing diabetes, rats received a single injection of streptozotocin (65 mg/kg body weight). Experimental animals were treated (by oral gavage) daily for three weeks with amino acids before the induction of diabetes; this treatment was continued for an additional eight-week period.
Diabetes was observed to induce cardiac dysfunction, myocardial cell damage, and changes in plasma glucose and lipid levels. Treatment of diabetic animals with taurine, unlike carnitine or arginine, attenuated alterations in cardiac function, as evidenced by echocardiography and
in vivo catheterization techniques. Taurine, carnitine and arginine, individually or in combination, attenuated diabetes-induced cell damage as revealed by electron microscopy. While carnitine alone reduced plasma levels of triglycerides with an increase in high-density lipoprotein cholesterol,
none of the amino acids, alone or in combination, had an effect on myocardial glycogen content, lipid accumulation or hyperglycemia. These results suggest that dietary supplementation of taurine attenuates diabetes-induced changes in cardiac contractile function and ultrastructure without any alterations in plasma lipid and glucose levels.

和訳
「糖尿病における心筋細胞の損傷及び心機能に対するアミノ酸補給の効果」

アミノ酸欠乏は、糖尿病患者において生じることが知られており、心筋症の発生に寄与すると考えられている。しかし、アミノ酸回復が心機能の改善に与える影響のメカニズムは、完全には理解されていない。そこで本研究は、タウリン、アルギニン、及びカルニチンを個別に、あるいは組み合わせて食事補給することの有益な効果を、慢性糖尿病の実験モデルにおいて調べるために行われた。糖尿病を誘発するために、ラットにストレプトゾトシン(65 mg/kg体重)を単回注射した。実験動物は、糖尿病誘発前に、毎日3週間アミノ酸で処理(強制経口による)した。この処理を、さらに8週間継続した。糖尿病は、心機能障害、心筋細胞の損傷、および血漿グルコースと脂質レベルの変化を誘導することが観察された。心エコー検査及びin vivoカテーテル法によって証明されるように、糖尿病動物のタウリンによる処置は、カルニチンまたはアルギニンとは異なり、心機能の変化を減弱した。電子顕微鏡法によって明らかにされるように、タウリン、カルニチン、及びアルギニンは、個別でも併用でも、糖尿病誘発性の細胞損傷を低減した。カルニチンは単独で、高密度リポタンパク質コレステロールの増加を伴って血漿トリグリセリドレベルを低下させたが、いずれのアミノ酸も、単独でも併用でも、心筋のグリコーゲン含有量、脂質蓄積、または高血糖に影響を及ぼさなかった。これらの結果は、タウリンの食事補給は、血漿脂質及び血糖レベルに何ら変化を起こすことなく、心収縮機能と超構造の糖尿病誘発変化を低減することを示唆している。

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