UBC Theses and Dissertations

UBC Theses Logo

UBC Theses and Dissertations

Studies on diabetes-induced myocardial alterations in streptozotocin diabetic rats Tahiliani, Arunkumar Govindram 1985

Your browser doesn't seem to have a PDF viewer, please download the PDF to view this item.

Item Metadata

Download

Media
831-UBC_1985_A1 T33.pdf [ 6.12MB ]
Metadata
JSON: 831-1.0096750.json
JSON-LD: 831-1.0096750-ld.json
RDF/XML (Pretty): 831-1.0096750-rdf.xml
RDF/JSON: 831-1.0096750-rdf.json
Turtle: 831-1.0096750-turtle.txt
N-Triples: 831-1.0096750-rdf-ntriples.txt
Original Record: 831-1.0096750-source.json
Full Text
831-1.0096750-fulltext.txt
Citation
831-1.0096750.ris

Full Text

STUDIES ON DIABETES - INDUCED MYOCARDIAL ALTERATIONS IN STREPTOZOTOCIN DIABETIC RATS by ARUNKUMAR GOVINDRAM TAHIL IANI B . P h a r m . , Bombay U n i v e r s i t y , I n d i a , 1979 M. P h a r m . , G u j a r a t U n i v e r s i t y , I n d i a , 1981 M. S c . , U n i v e r s i t y o f B r i t i s h C o l u m b i a , C a n a d a , 1983 A THESIS SUBMITTED IN PARTIAL FULFILMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY i n THE FACULTY OF GRADUATE STUDIES D i v i s i o n o f P h a r m a c o l g y and T o x i c o l o g y o f t h e F a c u l t y o f P h a r m a c e u t i c a l S c i e n c e s We a c c e p t t h i s t h e s i s as c o n f o r m i n g t o t h e r e q u i r e d s t a n d a r d : THE UNIVERSITY OF BRIT ISH COLUMBIA J u l y 1985 © A r u n G . T a h i l i a n i , 1985 In presenting t h i s thesis i n p a r t i a l f u l f i l m e n t of the requirements for an advanced degree at the University of B r i t i s h Columbia, I agree that the Library s h a l l make i t f r e e l y available for reference and study. I further agree that permission for extensive copying of t h i s thesis for scholarly purposes may be granted by the head of my department or by h i s or her representatives. I t i s understood that copying or publication of t h i s thesis for f i n a n c i a l gain s h a l l not be allowed without my written permission. Department" of The University of B r i t i s h Columbia 1956 Main Mall Vancouver, Canada V6T 1Y3 5 - 6 YT/R-n i t ABSTRACT D i a b e t e s i s known t o r e s u l t i n a l a r g e number o f a l t e r a t i o n s w h i c h a f f e c t v a r i o u s s y s t e m s and o r g a n s . One o f t h e more p r o m i n e n t d i s o r d e r s a s s o c i a t e d w i t h d i a b e t e s i s t h a t o f c a r d i a c d i s e a s e . C l i n i c a l l y , d i a -b e t i c s s u f f e r f r o m m o r b i d i t y and m o r t a l i t y o f c a r d i a c o r i g i n t o a g r e a t e r e x t e n t t h a n t h e n o n d i a b e t i c p o p u l a t i o n . V a r i o u s f u n c t i o n a l s t u d i e s have a l s o r e v e a l e d t h a t t h e e f f i c i e n c y o f d i a b e t i c h e a r t s t o f u n c t i o n as pumps i s l o w e r t h a n t h a t o f norma l h e a r t s . E x p e r i m e n t a l l y , m y o c a r d i a l f u n c t i o n o f e i t h e r r a t s o r dogs made d i a b e t i c w i t h e i t h e r s t r e p t o z o t o c i n (STZ) o r a l l o x a n h a s b e e n s t u d i e d and a d e p r e s s i o n c l e a r l y d e m o n s t r a t e d i n b o t h t h e s p e c i e s . The a b n o r m a l i t i e s o f c a r d i a c f u n c t i o n i n e x p e r i m e n t a l d i a -b e t e s a r e a c c o m p a n i e d by d e p r e s s i o n o f v a r i o u s e n z y m e s y s t e m s i n t h e h e a r t . T h e s e i n c l u d e t h e a b i l i t y o f t h e s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m ( S R ) t o t a k e up c a l c i u m ; t h e m y o s i n a n d a c t o m y o s i n A T P a s e a c t i v i t i e s ; a n d t h e N a + , K + A T P a s e a c t i v i t y . A l l t h e s e c h a n g e s c a n b e p r e v e n t e d a n d r e v e r s e d by i n s u l i n t r e a t m e n t s u g g e s t i n g t h a t t h e m y o c a r d i a l p r o b l e m s s e e n i n ST Z o r a l l o x a n d i a b e t i c a n i m a l s a r e d u e t o d i a b e t e s a n d n o t d i r e c t t o x i c i t i e s o f t h e d r u g s . I t i s n o t known w h e t h e r t h e b e n e f i c i a l e f f e c t s o f i n v i v o i n s u l i n t r e a t m e n t a r e due t o i t s d i r e c t m y o c a r d i a l e f f e c t s o r w h e t h e r t h e y a r e s e c o n d a r y t o i t s e f f e c t s m e d i a t e d v i a n o r m a l i s a t i o n o f m e t a b o l i s m i n d i a b e t i c a n i m a l s . T h u s , i n t h e f i r s t p a r t o f t h e p r e s e n t i n v e s t i g a t i o n , we e x a m i n e d t h e d i r e c t e f f e c t s o f i n s u l i n on h e a r t s f r o m e i t h e r c o n t r o l o r d i a b e t i c r a t s u s i n g t h e i s o l a t e d w o r k i n g h e a r t p r e p a r a t i o n . R a t s made d i a b e t i c w i t h STZ (55 m g / k g ) w e r e s a c r i f i c e d e i t h e r 3 d a y s o r 6 w e e k s i i i a f t e r i n d u c t i o n o f t h e d i s e a s e and t h e i r h e a r t s i s o l a t e d and p e r f u s e d i n t h e w o r k i n g h e a r t mode . G l u c o s e c o n c e n t r a t i o n s v a r y i n g f r o m 5mM t o 20mM w e r e u s e d i n t h e p e r f u s i o n m e d i u m , e i t h e r i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f i n s u l i n ( 5 m U / m L ) . L e f t v e n t r i c u l a r f u n c t i o n w a s e x p r e s s e d a s l e f t v e n t r i c u l a r d e v e l o p e d p r e s s u r e ( L V D P ) and t h e r a t e s o f c o n t r a c t i o n and r e l a x a t i o n ( p o s i t i v e and n e g a t i v e d P / d t r e s p e c t i v e l y ) a t v a r i o u s l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s . T h r e e d a y s a f t e r i n j e c t i n g STZ i n t o r a t s , t h e a n i m a l s e x h i b i t e d h y p o i n s u l i n e m i a , h y p e r g l y c e m i a and t h e i r body w e i g h t s a l t h o u g h n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m t h o s e o f c o n t r o l a n i m a l s , t e n d e d t o be l o w e r t h a n t h e body w e i g h t s o f c o n t r o l s . A n i m a l s t r e a t e d i n t h i s manner d i d n o t e x h i b i t d e p r e s s i o n o f c a r d i a c f u n c t i o n when compared w i t h t h e m y o c a r d i a l f u n c t i o n o f c o n t r o l r a t s . H e a r t s f r o m c o n t r o l r a t s e x p o s e d t o r e g u l a r i n s u l i n i n t h e p r e s e n c e o f 5mM g l u c o s e e x h i b i t e d v a l u e s o f c o n t r a c t i l i t y w h i c h were s i g n i f i c a n t l y g r e a t e r a s compared w i t h t h o s e o b t a i n e d f r o m c o n t r o l r a t h e a r t s n o t e x p o s e d t o t h e h o r m o n e . When i n s u l i n was p e r f u s e d a l o n g w i t h a h i g h e r c o n c e n t r a t i o n o f g l u c o s e (lOmM), f u n c t i o n o f c o n t r o l r a t h e a r t s was a f f e c t e d t o a s i g n i f i c a n t e x t e n t . As o p p o s e d t o t h e e f f e c t s on c o n t r o l r a t h e a r t s , i n s u l i n f a i l e d t o i n c r e a s e c o n t r a c t i l i t y i n h e a r t s f r o m 3 d a y d i a b e t i c r a t s when e i t h e r 5 o r lOmM g l u c o s e was u s e d i n t h e p e r f u s i o n medium. T h e s t u d y was t h e n r e p e a t e d u s i n g a n i m a l s w h i c h h a d b e e n d i a b e t i c f o r s i x w e e k s . A t t h e t i m e o f s a c r i f i c e , t h e s e a n i m a l s w e r e h y p o i n s u -l i n e m i c , h y p e r g l y c e m i c and w e i g h e d s i g n i f i c a n t l y l e s s t h a n t h e i r age -m a t c h e d c o n t r o l s . A n a l y s i s o f c a r d i a c f u n c t i o n r e v e a l e d a s i g n i f i c a n t d e p r e s s i o n i n d i a b e t i c r a t s a s c o m p a r e d w i t h c o n t r o l s . I n c r e a s i n g g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n s f r o m 5 t o 20mM i n t h e p e r f u s i o n med ium d i d n o t a f f e c t t h e f u n c t i o n o f e i t h e r c o n t r o l o r d i a b e t i c r a t h e a r t s . P e r f u s i o n i v w i t h r e g u l a r i n s u l i n i n c r e a s e d c o n t r a c t i l i t y i n c o n t r o l r a t h e a r t s ; t h e i n c r e a s e i n c o n t r a c t i l i t y was n o t a f f e c t e d by i n c r e a s i n g t h e g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n f r o m 5 t o l O m M . H o w e v e r , c o n t r a c t i l i t y o f d i a b e t i c r a t h e a r t s w a s n o t a f f e c t e d by i n s u l i n p e r f u s i o n when e i t h e r 5 o r lOmM g l u c o s e was u s e d i n t h e p e r f u s i o n m e d i u m . I n o r d e r t o e l i m i n a t e t h e p o s s i b i l i t y o f i n v o l v e m e n t o f g l u c a g o n ( w h i c h may c o n t a m i n a t e c o m m e r c i a l i n s u l i n p r e p a r a t i o n s ) i n t h e e f f e c t s o f i n s u l i n on c o n t r o l r a t h e a r t s , p a r t o f t h e s t u d y was r e p e a t e d u s i n g g l u c a g o n - f r e e i n s u l i n . W h i l e t h e g l u c a g o n - f r e e i n s u l i n i n c r e a s e d c o n t r a c t i l i t y i n c o n t r o l r a t h e a r t s , d i a b e t i c r a t h e a r t s w e r e n o t a f f e c t e d . T h e s e r e s u l t s a r e i d e n t i c a l t o t h o s e o b t a i n e d w i t h r e g u l a r i n s u l i n , s u g g e s t i n g t h a t t h e e f f e c t s o f i n s u l i n o b s e r v e d were due t o i n s u l i n i t s e l f . A l t h o u g h i n s u l i n t r e a t m e n t p r e v e n t s and r e v e r s e s d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s i n t h e r a t s , d u e t o i t s w i d e s p r e a d m e t a b o l i c e f f e c t s , i t i s n o t a good t o o l f o r i n v e s t i g a t i n g t h e s p e c i f i c f a c t o r s w h i c h c a u s e t h e c a r d i a c a b n o r m a l i t i e s . I n a d d i t i o n , a m a j o r p r o b l e m w i t h i n s u l i n t r e a t m e n t c l i n i c a l l y i s t h e f a c t t h a t h y p o g l y c e m i a c a n b e a s s o c i a t e d w i t h i t , i n a d e q u a t e c o n t r o l o c c u r s i n some d i a b e t i c s a n d s e c o n d a r y c o m p l i c a t i o n s , s u c h a s m y o c a r d i a l p r o b l e m s , o c c u r d e s p i t e i n s u l i n t r e a t m e n t . I t i s t h u s d e s i r a b l e t o h a v e t r e a t m e n t s w h i c h s e l e c t i v e l y a f f e c t c e r t a i n a s p e c t s o f d i a b e t e s so t h a t t h e s u s p e c t e d u n d e r l y i n g c a u s e s c a n be c o r r e c t e d s p e c i f i c a l l y and t h e i r s i g n i f i c a n c e i n c a u s i n g t h e m y o c a r d i a l p r o b l e m s a s s e s s e d . I t w o u l d a l s o be u s e f u l t o have d r u g t r e a t m e n t s w h i c h c o u l d e i t h e r s u b s t i t u t e f o r i n s u l i n o r c o u l d be u s e d i n a d d i t i o n t o t h e p e p t i d e . We have t h u s s t u d i e d t h e e f f e c t i v e n e s s o f c e r t a i n t r e a t m e n t s i n p r e v e n t i n g d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s . T h e f i r s t o n e u s e d was m e t h y l p a l m o x i r a t e , a f a t t y a c i d V a n a l o g w h i c h i s r e p o r t e d t o r e d u c e b l o o d g l u c o s e l e v e l s i n d i a b e t i c r a t s a n d d o g s . The g l u c o s e - l o w e r i n g e f f e c t i s m e d i a t e d v i a i n h i b i t i o n o f f a t t y a c i d m e t a b o l i s m due t o i n h i b i t i o n o f c a r n i t i n e a c y l t r a n s f e r a s e r e s u l t i n g i n i n h i b i t i o n o f a c y l c a r n i t i n e f o r m a t i o n a n d e v e n t u a l l y i n h i b i t i o n o f f a t t y a c i d t r a n s p o r t a c r o s s t h e m i t o c h o n d r i a l m e m b r a n e . R a t s we re t r e a t e d w i t h t h e d r u g ( 2 5 m g / k g / d a y p . o . ) t h r e e days a f t e r t h e y w e r e i n j e c t e d w i t h e i t h e r STZ o r b u f f e r . The t r e a t m e n t was c a r r i e d o u t f o r 6 w e e k s a n d c a r d i a c p e r f o r m a n c e was t h e n a s s e s e d . U n t r e a t e d a n d t r e a t e d d i a b e t i c r a t s were h y p o i n s u l i n e m i c , h y p e r g l y c e m i c and h y p e r l i p e d e m i c a t t h e t i m e o f s a c r i f i c e . C a r d i a c f u n c t i o n , w h i c h was d e p r e s s e d i n d i a b e t i c a n i m a l s , was s t i l l d e p r e s s e d d e s p i t e t h e m e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t . H o w e v e r , t h e a b i l i t y o f t h e m y o c a r d i a l s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m ( S R ) t o t a k e up c a l c i u m , w h i c h was d e p r e s s e d i n d i a b e t i c r a t s , was no rma l i n t r e a t e d d i a b e t i c r a t s . A l s o , t h e l e v e l s o f l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s (LCAC) i n t h e m y o c a r d i a l SR w e r e n o r m a l i s e d by me thy l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t i n d i a b e t i c r a t s . I n an e f f o r t t o n o r m a l i s e d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s i n r a t s , we t h e n a t t e m p t e d a c o m b i n a t i o n o f e i t h e r m e t h y l p a l m o x i r a t e o r c a r n i t i n e ( a s b o t h can p r e v e n t t h e d e p r e s s i o n o f SR c a l c i u m u p t a k e ) w i t h t h y r o i d hormone t r e a t m e n t ( a s i t c a n n o r m a l i s e m y o s i n A T P a s e d e p r e s s i o n i n d i a b e t i c r a t h e a r t s ) . The t r e a t m e n t p r o t o c o l was i d e n t i c a l t o t h a t d e s c r i b e d a b o v e ( 3 0 > g / k g / d a y s . c . T 3 was u s e d ) . A l t h o u g h t h e g e n e r a l f e a t u r e s o f b o t h c o n t r o l and d i a b e t i c a n i m a l s were n o t a f f e c t e d by e i t h e r o f t h e c o m b i n a t i o n t r e a t m e n t s , c a r d i a c d y s f u n c t i o n i n d i a b e t i c r a t s was p r e v e n t e d by m e t h y l p a l m o x i r a t e a n d T 3 t r e a t m e n t . C a r n i t i n e a n d T ^ t r e a t m e n t , on t h e o t h e r h a n d , a f f e c t e d t h e f u n c t i o n o f d i a b e t i c r a t h e a r t s o n l y a t t h e l o w e r l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s . v i T h e s e r e s u l t s s u g g e s t t h a t t h e c o m b i n a t i o n t r e a t m e n t o f me thy l p a l m o x i r a t e and T 3 a f f e c t p a r a m e t e r s b e s i d e s SR c a l c i u m u p t a k e and m y o s i n A T P a s e . T h i s i s b e c a u s e t h e c o m b i n a t i o n o f c a r n i t i n e and T g , w h i c h a l s o s u p p o s e d l y a f f e c t s same p a r a m e t e r s as t h e o t h e r c o m b i n a t i o n , c o u l d n o t p r e v e n t t h e m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s . One o f t h e p o s s i b l e r e a s o n s f o r t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e c o m b i n a t i o n o f me thy l p a l m o x i r a t e and Tg c o u l d be t h a t a n i m a l s t r e a t e d w i t h me thy l p a l m o x i r a t e d e r i v e d a t l e a s t p a r t o f t h e i r m e t a b o l i c e n e r g y ( e s p e c i a l l y a t h i g h e r l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s ) f rom g l u c o s e and t h u s r e d u c e d t he oxygen demand a t h i g h e r f i l l i n g p r e s s u r e s a s opposed t o t h e u n t r e a t e d d i a b e t i c r a t h e a r t s w h i c h depended c o m p l e t e l y on f a t t y a c i d s f o r t h e i r m e t a b o l i c ene rgy demands . J o h n H . M c N e i l l , P h . D . T h e s i s S u p e r v i s o r v i i TABLE OF CONTENTS PAGE ABSTRACT i i L I S T OF TABLES i x L I S T OF FIGURES x L I S T OF ABBREVIATIONS x i v ACKNOWLEDGEMENTS XV INTRODUCTION I. THE CLASSIFICATION, PATHOGENESIS AND ETIOLOGY OF DIABETES MELLITUS 1 II. CARDIAC DERANGEMENTS INDUCED BY DIABETES B i o c h e m i c a l F e a t u r e s 8 C l i n i c a l F e a t u r e s 16 M y o c a r d i a l A l t e r a t i o n s i n E x p e r i m e n t a l D i a b e t e s . . 19 III. NORMALISATION OF DIABETES - INDUCED MYOCARDIAL ALTERATIONS E f f e c t s of L o w e r i n g Blood G l u c o s e 25 O t h e r T r e a t m e n t s 30 IV. THE STREPTOZOTOCIN DIABETIC RAT MODEL 32 PURPOSE OF THE INVESTIGATION 34 MATERIALS AND METHODS I. MATERIALS R a d i o i s o t o p e s 37 v i i i PAGE Enzymes 37 C h e m i c a l s 37 A s s a y k i t s 38 A n i m a l s 38 I I . METHODS P r e p a r a t i o n o f a n i m a l s 38 I s o l a t e d p e r f u s e d w o r k i n g h e a r t p r e p a r a t i o n 40 P r e p a r a t i o n o f m i c r o s o m e s e n r i c h e d i n SR 43 2+ Measurement o f ATP - dependen t Ca u p t a k e i n SR . . 44 D e t e r m i n a t i o n o f l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e l e v e l s . 45 P r o t e i n a s s a y 46 I n s u l i n a s s a y 46 G l u c o s e , t r i g l y c e r i d e s , c h o l e s t e r o l and t o t a l l i p i d s a s s a y 46 T 3 a s s a y 46 T 4 a s s a y 47 P h o s p h o r y l a s e £ a s s a y 47 S t a t i s t i c a l a n a l y s i s 48 RESULTS 49 DISCUSSION 135 SUMMARY AND CONCLUSIONS 156 BIBLIOGRAPHY 159 ix LIST OF TABLES The c l a s s i f i c a t i o n o f d i a b e t e s G e n e r a l f e a t u r e s o f a n i m a l s used i n t h e 3 day i n s u l i n p e r f u s i o n s t u d y G e n e r a l f e a t u r e s o f a n i m a l s used i n t h e 6 week i n s u l i n p e r f u s i o n s t u d y G e n e r a l f e a t u r e s o f a n i m a l s t r e a t e d w i t h me thy l p a l m o x i r a t e G e n e r a l f e a t u r e s o f a n i m a l s t r e a t e d w i t h a c o m b i n a t i o n o f me thy l p a l m o x i r a t e and T3 G e n e r a l f e a t u r e s o f a n i m a l s t r e a t e d w i t h a c o m b i n a t i o n o f m e t h y l p a l m o x i r a t e and T3 L I S T OF FIGURES PAGE 1 . H y p o t h e s i s f o r t h e p r o d u c t i o n o f NIDDM 6 2 . G e n e r a l m e t a b o l i c e v e n t s o f t h e myocard ium 13 3 . S t r u c t u r e o f me thy l p a l m o x i r a t e 15 4 . D i a g r a m a t i c r e p r e s e n t a t i o n o f t h e w o r k i n g h e a r t p r e p a r a t i o n 42 5 . LVDP i n h e a r t s f rom c o n t r o l and 3 day d i a b e t i c r a t s p e r f u s e d w i t h 5 mM g l u c o s e i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f i n s u l i n 60 6 . + d P / d t i n h e a r t s f rom c o n t r o l and 3 day d i a b e t i c r a t s p e r f u s e d w i t h 5 mM g l u c o s e i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f i n s u l i n 62 7 . - d P / d t i n h e a r t s f rom c o n t r o l and 3 day d i a b e t i c r a t s p e r f u s e d w i t h 5 mM g l u c o s e i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f i n s u l i n 64 8 . E f f e c t o f i n c r e a s i n g t h e g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n on m y o c a r d i a l f u n c t i o n o f c o n t r o l and 3 day d i a b e t i c r a t s 66 9 . E f f e c t o f i n s u l i n p e r f u s i o n on LVDP o f h e a r t s f r om c o n t r o l and 3 day d i a b e t i c r a t s u s i n g 10 mM g l u c o s e i n t h e p e r f u s a t e 68 1 0 . E f f e c t o f i n s u l i n p e r f u s i o n on + d P / d t o f h e a r t s x i PAGE f r om c o n t r o l and 3 day d i a b e t i c r a t s u s i n g 10 mM g l u c o s e i n t h e p e r f u s a t e 70 1 1 . E f f e c t o f i n s u l i n p e r f u s i o n on - d P / d t o f h e a r t s f r o m c o n t r o l and 3 day d i a b e t i c r a t s u s i n g 10 mM g l u c o s e i n t h e p e r f u s a t e 72 1 2 . P e r f o r m a n c e o f c o n t r o l r a t h e a r t s p e r f u s e d i n v i t r o w i t h i n c r e a s i n g c o n c e n t r a t i o n s (5mM t o 20 mM) o f g l u c o s e 75 1 3 . P e r f o r m a n c e o f 6 week d i a b e t i c r a t h e a r t s p e r f u s e d i n v i t r o w i t h i n c r e a s i n g c o n c e n t r a t i o n s (5mM t o 20 mM) o f g l u c o s e 77 1 4 . LVDP i n h e a r t s f rom c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s p e r f u s e d w i t h 5 mM g l u c o s e i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f i n s u l i n 79 1 5 . + d P / d t i n h e a r t s f r om c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s p e r f u s e d w i t h 5 mM g l u c o s e i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f i n s u l i n 81 1 6 . - d P / d t i n h e a r t s f rom c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s p e r f u s e d w i t h 5 mM g l u c o s e i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f i n s u l i n 83 1 7 . E f f e c t o f i n s u l i n p e r f u s i o n on LVDP i n c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t h e a r t s w i t h lOmM g l u c o s e i n t h e b u f f e r 85 1 8 . E f f e c t o f i n s u l i n p e r f u s i o n on + d P / d t i n c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t h e a r t s w i t h lOmM g l u c o s e i n t h e b u f f e r 87 1 9 . E f f e c t o f i n s u l i n p e r f u s i o n on - d P / d t i n c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t h e a r t s w i t h lOmM g l u c o s e i n t h e b u f f e r 89 2 0 . E f f e c t o f i n s u l i n on t h e b a s a l l e v e l s o f p h o s p h o r y l a s e a i n c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t h e a r t s 91 xn PAGE 2 1 . E f f e c t o f Humul in® on LVDP i n c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t h e a r t s (10 mM b u f f e r g l u c o s e ) 93 2 2 . E f f e c t o f Humul in® on + d P / d t i n c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t h e a r t s (10 mM b u f f e r g l u c o s e ) 95 2 3 . E f f e c t o f Humul in® on - d P / d t i n c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t h e a r t s (10 mM b u f f e r g l u c o s e ) 97 2 4 . LVDP i n h e a r t s f rom c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h o r w i t h o u t me thy l p a l m o x i r a t e 100 2 5 . + d P / d t i n h e a r t s f rom c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h o r w i t h o u t me thy l p a l m o x i r a t e 102 2 6 . - d P / d t i n h e a r t s f rom c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h o r w i t h o u t me thy l p a l m o x i r a t e 104 2 7 . C a l c i u m u p t a k e a c t i v i t y o f SR p r e p a r e d f r om h e a r t s o f c o n t r o l and d i a b e t i c r a t s w h i c h were t r e a t e d w i t h e i t h e r t h e v e h i c l e o r me thy l p a l m o x i r a t e 106 2 8 . L e v e l s o f t o t a l , f r e e and l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s i n t h e SR f rom me thy l p a l m o x i r a t e t r e a t e d r a t h e a r t s 108 2 9 . E f f e c t o f T 3 t r e a t m e n t on LVDP i n c o n t r o l and d i a b e t i c r a t h e a r t s 111 3 0 . E f f e c t o f To t r e a t m e n t on + d P / d t i n c o n t r o l and d i a b e t i c r a t h e a r t s 113 3 1 . E f f e c t o f To t r e a t m e n t on - d P / d t i n c o n t r o l and d i a b e t i c r a t h e a r t s 115 3 2 . LVDP i n h e a r t s f r om c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h o r w i t h o u t m e t h y l p a l m o x i r a t e 117 x i i i PAGE 3 3 . + d P / d t i n h e a r t s f rom c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h o r w i t h o u t me thy l p a l m o x i r a t e 119 3 4 . - d P / d t i n h e a r t s f rom c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h o r w i t h o u t me thy l p a l m o x i r a t e 121 3 5 . E f f e c t o f a c o m b i n a t i o n t h e r a p y w i t h T 3 and m e t h y l p a l m o x i r a t e on LVDP i n c o n t r o l and d i a b e t i c r a t h e a r t s 123 3 6 . E f f e c t o f a c o m b i n a t i o n t h e r a p y w i t h T 3 and m e t h y l p a l m o x i r a t e on + d P / d t i n c o n t r o l and d i a b e t i c r a t h e a r t s 125 3 7 . E f f e c t o f a c o m b i n a t i o n t h e r a p y w i t h T 3 and m e t h y l p a l m o x i r a t e on - d P / d t i n c o n t r o l and d i a b e t i c r a t h e a r t s 127 3 8 . LVDP i n h e a r t s f rom r a t s t r e a t e d w i t h a c o m b i n a t i o n o f T 3 and c a r n i t i n e 130 3 9 . + d P / d t i n h e a r t s f rom r a t s t r e a t e d w i t h a c o m b i n a t i o n o f T 3 and c a r n i t i n e 132 4 0 . - d P / d t i n h e a r t s f rom r a t s t r e a t e d w i t h a c o m b i n a t i o n o f T 3 and c a r n i t i n e 134 x i v L I S T OF ABBREVIATIONS LVDP L e f t v e n t r i c u l a r d e v e l o p e d p r e s s u r e + d P / d t , P o s i t i v e d P / d t Ra te o f l e f t v e n t i c u l a r p r e s s u r e d e v e l o p m e n t - d P / d t , n e g a t i v e d P / d t R a t e o f l e f t v e n t r i c u l a r p r e s s u r e d e c l i n e STZ LCAC SR To S t r e p t o z o t o c i n Long c h a i n a c y l c a r n i t i n e s S a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m 3,5,3' t r i i o d o t h y r o n i n e 3,5,3',5' t e t r a i o d o t h y r o n i n e XV ACKNOWLEDGEMENTS I t a k e t h i s o p p o r t u n i t y t o e x p r e s s my h e a r t f e l t g r a t i t u d e t o my m e n t o r J o h n H . M c N e i l l , P h . D . whose k n o w l e d g e a b l e d i r e c t i o n , s u s t a i n e d i n t e r e s t and p a t i e n c e has e n a b l e d me t o c o m p l e t e t h i s w o r k . I w o u l d a l s o l i k e t o e x p r e s s s i n c e r e t h a n k s t o D r . C l a y t o n H e y l i g e r , D r . Ahmad F a w z i and D r . R . K . Goya l f o r t h e i r g e n u i n e i n t e r e s t and v a l u a b l e s u g g e s t i o n s d u r i n g t h e c o u r s e o f t h e s t u d y . The s u g g e s t i o n s and s c i e n t i f i c i n p u t f rom t h e members o f t h e s u p e r v i s o r y c o m m i t t e e , D r s . J . D i a m o n d , D. G o d i n , R. P e d e r s o n and K. MacLeod a r e g r a t e f u l l y a c k n o w l e d g e d . I am g r a t e f u l t o M s . G a i l M c G r a t h , M s . D a n i e l l e Wenks te rn and M r . B r u c e W i l s o n f o r t h e i r t e c h n i c a l e x p e r t i s e . My t h a n k s a r e a l s o due t o my c o l l e a g u e s and a s s o c i a t e s who have h e l p e d t o e x p e d i t e my w o r k . F i n a n c i a l a i d f rom t h e C a n a d i a n H e a r t F o u n d a t i o n i s g r a t e f u l l y a c k n o w l e d g e d . A run G . T a h i l i a n i 1 INTRODUCTION I. THE C L A S S I F I C A T I O N , PATHOGENESIS AND ETIOLOGY OF DIABETES MELLITUS D i a b e t e s m e l l i t u s c o n s i s t s o f a v a r i e t y o f syndromes w i t h d i f f e r e n t e t i o l o g i e s . I t i s c h a r a c t e r i z e d by f a s t i n g h y p e r g l y c e m i a and a l t e r e d l i p i d m e t a b o l i s m , t h e u n d e r l y i n g c a u s e o f w h i c h i s a r e l a t i v e o r a b s o l u t e l a c k o f i n s u l i n s e c r e t i o n o r a c t i o n . T h e s y n d r o m e s w h i c h m a k e up d i a b e t e s c a n be b r o a d l y d i v i d e d i n t o two g r o u p s : t h o s e a s s o c i a t e d w i t h i n s u l i n d e f i c i e n c y , w h i c h a c c o u n t f o r a b o u t 20% o f a l l c a s e s , and t h o s e a s s o c i a t e d w i t h i n s u l i n r e s i s t a n c e , w h i c h a c c o u n t f o r n e a r l y 80% o f c a s e s ( G r u n b e r g e r e t a l . , 1 9 8 3 ) . A c c o r d i n g l y , p r i m a r y d i a b e t e s h a s b e e n d e f i n e d a s e i t h e r i n s u l i n - d e p e n d e n t ( IDDM) o r n o n - i n s u l i n - d e p e n d e n t (NIDDM) (NDDG, 1 9 7 9 ) . B e s i d e s t h e s e p r i m a r y s y n d r o m e s , t h e r e a r e o t h e r t y p e s o f d i a b e t e s w h i c h i n c l u d e g e s t a t i o n a l d i a b e t e s ( G D M ) , i m p a i r e d g l u c o s e t o l e r a n c e ( C r a i g , 1 9 8 0 ) a n d d i a b e t e s r e s u l t i n g f r o m o t h e r d i s e a s e s ( T a b l e I ) . IDDM, p r e v i o u s l y r e f e r e d t o as j u v e n i l e o n s e t d i a b e t e s , c a n o c c u r a t any a g e , b u t t h e p a t h o l o g i c a l c h a n g e s r e s u l t i n g f r o m d i a b e t e s a r e more s e v e r e i n t h e p a n c r e a s o f y o u n g d i a b e t i c s t h a n i n t h a t o f p a t i e n t s who d e v e l o p i t a t a l a t e r s t a g e i n l i f e . T h e s e c h a n g e s i n c l u d e r e d u c t i o n i n t h e s i z e o f i s l e t c e l l s , l y m p h o c y t i c i n f i l t r a t i o n o r " i n s u l i t i s " ( t h e o c c u r e n c e o f w h i c h i s n o t a l w a y s s e e n ) , r e d u c t i o n i n t h e number and s i z e o f i s l e t s , and i s l e t r e g e n e r a t i o n a n d h y p e r t r o p h y e s p e c i a l l y i n y o u n g d i a b e t i c s ( G e p t s , 1 9 8 1 ) . A l t h o u g h i t was t h o u g h t t h a t t h e b e t a c e l l s c o m p l e t e l y d i s a p p e a r f r o m t h e p a n c r e a s o f j u v e n i l e d i a b e t i c s , more r e c e n t T A B L E 1 THE CLASSIF ICATION OF DIABETES CLASS Type I i n s u l i n - d e p e n d e n t t y p e (IDDM) ASSOCIATED FACTORS G e n e t i c and e n v i r o n m e n t a l ; a s s o c i a t i o n w i t h H L A - t y p e and abnormal immune r e s p o n s e s , i n c l u d i n g t he p r e s e n c e o f i s l e t - c e l l a n t i b o d i e s Type I I n o n i n s u l i n - d e p e n d e n t t y p e - n o n o b e s e NIDDM - o b e s e NIDDM G e n e t i c f a c t o r s ; a subg roup shows a u t o s o m a l - d o m i n a n t i n h e r i t a n c e . E n v i r o n m e n t a l f a c t o r s a r e a l s o i m p o r t a n t , and o b e s i t y i s s u s p e c t e d as an e t i o l o g i c f a c t o r O t h e r syndromes a s s o c i a t e d w i t h d i a b e t e s P a n c r e a t i c d i s e a s e i n c l u d i n g hemoch roma tos i s H o r m o n a l : C u s h i n g ' s s y n d r o m e , a c r o m e g a l y , pheochromocy toma, g lucagonoma D r u g - o r c h e m i c a l - i n d u c e d I n s u l i n r e c e p t o r a b n o r m a l i -t i e s C e r t a i n g e n e t i c syndromes O t h e r CL IN ICAL CHARACTERSISTICS Dependence on i n j e c t e d i n s u l i n t o p r e v e n t k e t o s i s and p r e s e r v e l i f e T h e r e may be a n o n i n s u l i n d e p e n -d e n t phase i n t h i s d i s e a s e . O n s e t u s u a l l y i n y o u t h , b u t may o c c u r a t any age I n s u l i n o p e n i a P e r s o n s a r e n o t k e t o s i s p r o n e , may use i n s u l i n f o r c o r r e c t i o n o f h y p e r g l y c e m i a . H o w e v e r , k e t o s i s may d e v e l o p unde r c i r c u m s t a n c e s o f s t r e s s o r i n f e c t i o n . Serum i n s u l i n may be n o r m a l , d e -p r e s s e d o r e l e v a t e d . O n s e t u s u a l l y a f t e r 4 0 , b u t may o c c u r a t a l l a g e s . 60-90% a r e o b e s e . R e q u i r e s two d i a g n o s t i c d e t e r m i -n a t i o n s : d i a b e t e s m e l l i t u s and p r e s e n c e o f t h e a s s o c i a t e d synd rome . 3 s t u d i e s u s i n g C - p e p t i d e r a d i o i m m u n o a s s a y have shown e v i d e n c e o f r e s i d u a l i n s u l i n s e c r e t i o n 10 y e a r s a f t e r t h e c l i n i c a l o n s e t o f t h e d i s e a s e ( H e d i n g and R a s m u s s e n , 1 9 7 5 ) . I m m u n o c y t o c h e m i c a l s t u d i e s have a l s o shown t h e p r e s e n c e o f b e t a c e l l s ( i n much s m a l l e r numbers t h a n c o n t r o l s ) i n 50% o f j u v e n i l e d i a b e t i c s w i t h a d i s e a s e o f l e s s t h a n 10 y e a r s a n d i n 18% o f j u v e n i l e d i a b e t i c s w i t h a l o n g e r d u r a t i o n o f t h e d i s e a s e ( G e p t s a n d DeMey, 1 9 7 8 ) . H e t e r o g e n e i t y , w h i c h i m p l i e s t h a t d i f f e r e n t g e n e t i c a n d / o r e n v i r o n -m e n t a l f a c t o r s a r e i n v o l v e d , h a s b e e n e s t a b l i s h e d f o r t h e e t i o l o g y o f d i a b e t e s . S t u d i e s on m o n o z y g o t i c t w i n s h a v e s u g g e s t e d t h a t t h e r e i s a l a r g e g r o u p o f i n d i v i d u a l s w i t h i n s u l i n d e p e n d e n t d i a b e t e s i n whom n o n -g e n e t i c f a c t o r s a r e o f m a j o r i m p o r t a n c e , a l t h o u g h t h e a c t u a l p r e d i s p o s i -t i o n t o d i a b e t e s i s g e n e t i c a l l y d e t e r m i n e d ( T a t t e r s a l l a n d P y k e , 1 9 7 2 ; P y k e , 1 9 7 9 ) . S t u d i e s on h i s t o c o m p a t i b i l i t y c o m p l e x e s (HLA) had shown an i n c r e a s e i n t h e HLA a n t i g e n s B8 and B15 i n i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t i c s ( C u d w o r t h and Woodrow, 1 9 7 5 ; 1 9 7 6 ) . H o w e v e r , more r e c e n t s t u d i e s s u g g e s t t h a t t h e r i s k f o r i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t e s i s s t r o n g e r w i t h HLA-0w3 and Dw4 a l l e l e s ( C h r i s t y e t a l . , 1 9 7 9 ; N e r u p e t a l . , 1977 ) . T h e H L A - B 8 f o r m o f i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t e s n i e l l i t u s a p p e a r s t o be an au to immune d i s e a s e c h a r a c t e r i z e d by an i n c r e a s e d p r e v a l e n c e o f t h e Dw3 a l l e l e , an i n c r e a s e d p e r s i s t e n c e o f p a n c r e a t i c i s l e t c e l l a n t i b o d i e s , a n t i p a n c r e a t i c c e l l - m e d i a t e d i m m u n i t y a n d l a c k o f a n t i b o d y r e s p o n s e t o e x o g e n o u s i n s u l i n ( I r v i n e t a l • , 1 9 7 7 ; 1 9 7 8 ) . T h e o t h e r f o r m , a s s o c i a t e d w i t h H L A - B 1 5 , a p p e a r s t o be a s s o c i a t e d w i t h t h e Cw3 and Dw4 a l l e l e s , i s n o t a s s o c i a t e d w i t h i s l e t c e l l a n t i b o d i e s a n d i s a c c o m p a n i e d by i n c r e a s e d a n t i b o d y r e s p o s e t o e x o g e n o u s i n s u l i n ( R o t t e r and R i m o i n , 1 9 8 1 ) . I s l e t c e l l a n t i b o d i e s w h i c h h a v e b e e n f o u n d i n i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t i c s 4 ( M c L a r e n e t a l . , 1 9 7 5 ; L e r n m a r k e t a l . , 1 9 7 9 ) m a y b e e i t h e r c y t o p l a s m i c a n d / o r c e l l s u r f a c e a n t i b o d i e s ( F r e e d m a n e t a l . , 1 9 7 9 ) . H o w e v e r , t h e s i g n i f i c a n c e o f t h e s e a n t i b o d i e s i n t h e p r o d u c t i o n o f IDDM i s n o t c l e a r . A l s o , i t i s n o t known w h e t h e r t h e s e a n t i b o d i e s a r e t h e r e s u l t o r t h e c a u s e o f b e t a c e l l d e s t r u c t i o n a n d / o r d y s f u n c t i o n . A n o t h e r f a c t o r t h a t has been i m p l i c a t e d i n t h e p a t h o g e n e s i s o f IDDM i s t h e p r e s e n c e o f v i r u s e s . M u m p s , r u b e l l a , c y t o m e g a l o - , r e o - a n d C o c k s a c k i e - v i r u s e s a r e c a p a b l e o f m u l t i p l y i n g i n and c a u s i n g l e s i o n s o f t h e p a n c r e a t i c t i s s u e ( C r a i g h e a d , 1 9 7 5 ) . In r e c e n t y e a r s , a c o r r e l a t i o n b e t w e e n c o c k s a c k i e B4 v i r u s a n d IDDM has b e e n s u g g e s t e d ( Y o o n e t a l . , 1 9 7 9 ) . V a r i o u s s t u d i e s h a v e a l s o been c a r r i e d o u t i n a n i m a l m o d e l s and t h e e v i d e n c e seems t o i m p l i c a t e v i r u s e s i n t h e p a t h o g e n e s i s o f d i a b e t e s ( C r a i g h e a d , 1 9 7 8 ) . I n s u l i n r e s i s t a n c e , w h i c h i s o f t e n a s s o c i a t e d w i t h N I D D M , i s a l s o s e e n i n a s i g n i f i c a n t n u m b e r o f i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t i c s ( D e F r o n z o e t a l _ . , 1 9 8 2 ) . A l t h o u g h t h i s may be due t o f o r m a t i o n o f a n t i b o d i e s t o e x o g e n o u s l y a d m i n s t e r e d i n s u l i n ( G o r d e n e t a l . , 1 9 8 2 ) , a m a j o r i t y o f t h e r e s i s t a n t p a t i e n t s do n o t have h i g h t i t r e s o f c i r c u l a t i n g i n s u l i n a n t i b o d i e s ( D e F r o n z o e t a l . , 1 9 8 2 ) . The c e l l u -l a r mechan ism o f t h e i n s u l i n r e s i s t a n c e t h u s r e m a i n s t o be d e t e r m i n e d . N o n - i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t e s m e l l i t u s , on t h e o t h e r h a n d , p r e s e n t s a d i f f e r e n t p i c t u r e . The p a t h o l o g y o f t h e p a n c r e a s o f p a t i e n t s i n t h i s g r o u p i s n o t a l t e r e d a s d r a m a t i c a l l y as t h a t o f p a t i e n t s w i t h IDDM. As a g r o u p , t h e r e i s some d i m m u n i t i o n o f b e t a c e l l n u m b e r ; h y a l i n e d e p o s i t i o n i s n o t i n f r e q u e n t b u t i n s u l i t i s i s n o t p r e s e n t . F a t t y i n f i l t r a t i o n , w h i c h i s o f t e n f o c a l , i s f r e q u e n t a n d i s a s s o c i a t e d w i t h a t r o p h y and i n t e r -a c i n a r f i b r o s i s ; a t h e r o s c l e r o s i s and a r t e r i o s c l e r o s i s i s s e e n i n a b o u t t w o - t h i r d s o f d i a b e t i c p a n c r e a s e s examined ( V o l k and W e l l m a n , 1 9 7 9 ) . 5 A l a r g e number ( b e t w e e n 60 and 90%) o f t h o s e h a v i n g NIDDM a r e o b e s e and t h e y o f t e n e x h i b i t h y p e r i n s u l i n i s m and a s s o c i a t e d i n s u l i n r e s i s t a n c e . The b a s i s o f NIDDM i s n o t v e r y w e l l u n d e r s t o o d , b u t two f a c t o r s t h a t a r e t h o u g h t t o be o f s i g n i f i c a n c e a r e t h o s e o f i n s u l i n s e c r e t i o n and i n s u l i n r e s i s t a n c e . An a t t r a c t i v e h y p o t h e s i s f o r w a r d e d by Ward e t a l . , ( 1 9 8 4 ) s u g g e s t s t h a t t h e d i s e a s e may be i n i t i a t e d by a p r i m a r y b e t a c e l l l e s i o n w h i c h r e s u l t s i n d e c r e a s e d i n s u l i n o u t p u t . A s a r e s u l t , p l a s m a g l u c o s e l e v e l s r i s e and t h u s i n s u l i n s e c r e t i o n i s s t i m u l a t e d t o normal l e v e l s . I f i n s u l i n r e s i s t a n c e w e r e t o d e v e l o p u n d e r t h e s e c i r c u m s t a n c e s , g l u c o s e l e v e l s w o u l d r i s e even f u r t h e r and t h e n e t r e s u l t o f t h i s c y c l e c o u l d be d e v e l o p m e n t o f d i a b e t e s . T h i s h y p o t h e s i s i s s u m m a r i z e d i n f i g u r e 1 . The d e g r e e o f h y p e r g l y c e m i a i n NIDDM p a t i e n t s i s d e t e r m i n e d by an i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e p a t i e n t s b e t a c e l l s e n s i t i v i t y t o g l u c o s e and t h e d e g r e e o f t i s s u e s e n s i t i v i t y t o i n s u l i n . M a t h e m a t i c a l m o d e l l i n g has p r e d i c t e d t h a t s i g n i f i c a n t h y p e r g l y c e m i a w o u l d r e s u l t f r o m a 50% d e c r e a s e o f b e t a c e l l f u n c t i o n i f t h e r e w e r e m a r k e d i n s u l i n r e s i s t a n c e ( T u r n e r e t a l . , 1 9 7 9 ) . I n c l i n i c a l s t u d i e s , f i r s t - p h a s e i n s u l i n r e l e a s e i . e . t h e i m m e d i a t e r e l e a s e o f i n s u l i n i n r e s p o n s e t o a c h a l l e n g e w i t h i n t r a v e n o u s g l u c o s e ( w h i c h p r o b a b l y i n v o l v e s r e l e a s e o f p r e f o r m e d i n s u l i n ) i s v i r t u a l l y a b s e n t ( B r u n z e l l e t a l . , 1 9 7 6 ) . H o w e v e r , t h e d e l a y e d p h a s e o f g l u c o s e - i n d u c e d i n s u l i n r e l e a s e i s u s u a l l y r e t a i n e d i n d i a b e t i c p a t i e n t s and a p p e a r s t o be no rma l i n p a t i e n t s w i t h f a s t i n g p l a s m a g l u c o s e l e v e l s o f <200 mg% ( P f e i f e r e t a l . , 1 9 8 1 ) . W i t h r e s p e c t t o t h e b e t a c e l l l e s i o n s ( w h i c h , W a r d e t a l . h a v e s u g g e s t e d t o be t h e i n i t i a l e v e n t i n N I D D M ) , a number o f t h e o r i e s h a v e b e e n p r o p o s e d . R e c e n t i n v e s t i g a t i o n s u s i n g DNA h y b r i d i z a t i o n t e c h n i q u e s h a v e s h o w n t h a t d i a b e t i c p a t i e n t s o f c e r t a i n r a c i a l g r o u p s h a v e an 6 NORMAL STEADY-STATE FEEDBACK LOOP NIDDM: COMPENSATED INSULIN SECRETION non-glucose stimuli non-glucose stimuli vB-CELL HYPOTHETICAL INITIAL LESION IN NIDDM NIDDM WITH INSULIN RESISTANCE non-glucose stimuli non-glucose stimuli F i g u r e 1 : A h y p o t h e s i s f o r t h e p a t h o g e n e s i s o f N I D D M f o r w a r d e d b y W a r d e t a l . ( 1 9 8 4 ) . ( A ) N o r m a l b a s a l f e e d b a c k l o o p f o r i n s u l i n a n d g l u c o s e . ( B ) H y p o t h e t i c a l i n i t i a l b e t a - c e l l l e s i o n o f N I D D M . ( C ) E f f e c t o f h y p e r g l y c e m i a t o c o m p e n s a t e f o r t h e b e t a - c e l l d e f e c t i n N I D D M . ( D ) C o n t r o l o f b e t a - c e l l f u n c t i o n i n N I D D M a c c o m p a n i e d b y t i s s u e i n s e n s t i v i t y t o i n s u l i n . ( F r o m W a r d e t a l . , 1 9 8 4 ) . 7 i n c r e a s e d i n c i d e n c e o f a 1.6 k i l o b a s e i n s e r t i o n i n t h e 5 ' f l a n k i n g r e g i o n o f t h e i n s u l i n g e n e on c h r o m o s o m e 11 ( R o t w e i n e t a l . , 1 9 8 3 ) . S i n c e t h i s r e g i o n i s o f t e n a s s o c i a t e d w i t h r e g u l a t i o n o f t h e s t r u c t u r a l g e n e s , i t i s p o s t u l a t e d t h a t s u c h an i n s e r t i o n c o u l d be a s s o c i a t e d w i t h a r e d u c e d a b i l i t y t o s y n t h e s i z e i n s u l i n . M e t a b o l i c f e a t u r e s o f NIDDM w e r e a l s o m i m i c k e d i n a n i m a l and human s t u d i e s i n w h i c h e i t h e r t h e b e t a c e l l n u m b e r ( b y p a n c r e a t e c t o m y i n r a t s : B o n n e r - W e i r e t a l • , 1 9 8 3 ) o r f u n c t i o n (by a d m i n s t r a t i o n o f s o m a t o s t a t i n and g l u c a g o n t o normal humans: Ward e t a l . , 1983 ) had b e e n a l t e r e d . O t h e r s t u d i e s h a v e s u g g e s t e d t h a t i n c r e a s e d s e n s i t i v i t y o f b e t a c e l l s t o t h e i n h i b i t o r y e f f e c t s o f e n d o g e n o u s p r o s t a g l a n d i n s may be p a r t i a l l y r e s p o n s i b l e f o r d i m i n i s h e d r e s p o n s i v e n e s s t o g l u c o s e s i n c e t h e l a t t e r c o u l d be i n c r e a s e d by s o d i u m s a l i c y l a t e , a p r o s t a g l a n d i n s y n t h e s i s i n h i b i t o r ( R o b e r t s o n a n d C h e n , 1 9 7 7 ) . T h e f i n d i n g s t h a t r e s p o n s i v e n e s s t o g l u c o s e c o u l d a l s o be p a r t i a l l y r e s t o r e d by p h e n t o l a m i n e and t h a t some n o n - i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t i c s had s l i g h t l y e l e v a t e d l e v e l s o f c a t e c h o l a m i n e s s u g g e s t a r o l e f o r t h e a l p h a a d r e n e r g i c s y s t e m i n t h e p a t h o g e n e s i s f o r NIDDM ( R o b e r t s o n e t a l . , 1 9 7 6 ) . S i m i l a r i l y , an i n c r e a s e i n i n s u l i n r e s p o n s i v e n e s s h a s b e e n d e m o n s t r a t e d by a d m i n i s t r a t i o n o f n a l o x o n e t o d i a b e t i c s s u g g e s t i n g t h e p a r t i c i p a t i o n o f e n d o g e n o u s o p i a t e - l i k e p e p t i d e s i n t h e a b n o r m a l i s l e t f u n c t i o n o f NIDDM ( G u i g l i a n o e t a l . , 1 9 8 2 ) . A l l t h e s e s t u d i e s s u g g e s t t h a t c o n s i d e r a b l e h e t e r o g e n e i t y e x i s t s i n t h e p r o d u c t i o n o f b e t a c e l l d y s f u n c t i o n i n NIDDM. W i t h r e s p e c t t o t h e m e c h a n i s m o f i n s u l i n r e s i s t a n c e i n N IDDM, t h e p r e c i s e m e c h a n i s m s a r e l a r g e l y u n k n o w n . C i a r a l d i e t a l . ( 1 9 8 2 ) h a v e shown a r i g h t w a r d s h i f t i n t h e d o s e - d e p e n d e n t u p t a k e o f g l u c o s e i n d u c e d by i n s u l i n i n T y p e I I d i a b e t i c s , a s w e l l a s a m a r k e d d e c r e a s e i n t h e 8 m a x i m a l r e s p o n s e t o i n s u l i n . T h e y h a v e t h u s s u g g e s t e d t h a t d e f e c t s i n b o t h r e c e p t o r b i n d i n g a n d i n t h e p o s t - r e c e p t o r e v e n t s e x i s t . O t h e r s t u d i e s a l s o s u p p o r t t h i s v i e w ( H i s s i n e t a l . , 1 9 8 2 ; B o l i n d e r e t a l . , 1 9 8 2 ) . The p o s t - r e c e p t o r d e f e c t i s t h o u g h t t o be due t o an a l t e r a t i o n i n t h e i n t r i s i c a c t i v i t y o f t h e g l u c o s e t r a n s p o r t e r s y s t e m ( C i a r a l d i e t a l . , 1 9 8 2 ) . H o w e v e r , w h e t h e r t h i s i s due t o a d e c r e a s e i n n u m b e r o f t r a n s p o r t i n g u n i t s ( H i s s i n e t a l . , 1 9 8 2 ) o r due t o a d e c r e a s e i n t h e a c c e s s i b i l i t y o f t h e c a r r i e r t o t h e c e l l s u r f a c e (Cushman and W a r d z a l a , 1980 ) i s n o t d e f i n i t e l y k n o w n . I t s h o u l d a l s o be p o i n t e d o u t t h a t t h e p o s t - r e c e p t o r d e f e c t s i n N I D D M may a l s o i n c l u d e m o r e d i s t a l e v e n t s o c c u r i n g w i t h i n t h e c e l l . B e s i d e s i n s u l i n , o t h e r ho rmones may a l s o b e i n v o l v e d i n t h e p a t h o -g e n e s i s o f d i a b e t e s . G l u c a g o n , a p o l y p e p t i d e s e c r e t e d by t h e a l p h a - c e l l s o f t h e p a n c r e a s , i s known t o c a u s e h y p e r g l y c e m i a and i t s l e v e l s a r e known t o be e l e v a t e d i n d i a b e t i c s ( P e k , 1 9 7 7 ; L e f e b v r e a n d L u y c k x , 1 9 7 9 ) . D i a b e t e s h a s been r e f e r e d t o by some w o r k e r s a s a b i h o r m o n a l d i s o r d e r as d i s t u r b a n c e s i n g l u c a g o n s e c r e t i o n h a v e been known t o accompany i n s u l i n d e f i c i e n c y ( U n g e r and O r c i , 1 9 7 5 ) . A l s o , t h e i n h i b i t o r y e f f e c t o f h y p e r -g l y c e m i a on g l u c o a g o n s e c r e t i o n i s l o s t i n d i a b e t e s , and i n some c a s e s , h y p e r g l y c e m i a may even i n c r e a s e t h e s e c r e t i o n o f g l u c a g o n , t h u s a d d i n g t o p r e - e x i s t i n g h y p e r g l y c e m i a . G l u c a g o n has a l s o been known t o i n d u c e g l y c o -g e n o l y s i s and g l u c o n e o g e n e s i s i n t h e l i v e r a n d t h u s h y p e r g l u c o g o n e m i a ( s u c h a s t h a t s e e n i n some d i a b e t i c s ) may w e l l c a u s e h y p e r g l y c e m i a v i a t h i s mechan ism ( P e k , 1 9 7 7 ) . I I . CARDIAC DERANGEMENTS INDUCED BY DIABETES B i o c h e m i c a l F e a t u r e s D i a b e t e s i s known t o c a u s e a number o f d i s o r d e r s i n v a r i o u s s y s t e m s . 9 The mos t o b v i o u s o f t h e s e 1s t h e a l t e r a t i o n o f o v e r a l l m e t a b o l i s m as w e l l a s a l t e r e d m e t a b o l i s m 1n i n d i v i d u a l t i s s u e s I n c l u d i n g t h e h e a r t . O t h e r c o m p l i c a t i o n s o f d i a b e t e s i n c l u d e r e t i n o p a t h y , w h i c h l e a d s t o b l i n d n e s s i n p a t i e n t s w i t h l o n g s t a n d i n g d i a b e t e s ( D a v i s , 1 9 7 4 ) , n e p h r o p a t h y , w h i c h i s t h e m a j o r c a u s e o f d e a t h s i n i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t i c s ( L u n d b a e k , 1 9 6 5 ) , k e t o a c i d o s i s , w h i c h c o u l d p r o g r e s s t o l a c t i c a c i d o s i s , a l c o h o l i c a c i d o s i s a n d , r a r e l y , c e r e b r a l edema ( W a t k i n s e t a l . , 1 9 6 9 ; Young and B r a d l e y , 1967) a s w e l l a s h y p e r o s m o l a r coma w i t h o u t s i g n i f i c a n t k e t o a c i d o s i s ( A r i e f f a n d C a r o l l , 1 9 7 2 ) . A n o t h e r s i g n i f i c a n t p r o b l e m f r e q u e n t l y e n c o u n t e r e d i n d i a b e t i c p a t i e n t s i s an a l t e r a t i o n o f t h e c a r d i o v a s c u l a r s y s t e m . T h i s t o p i c i s d e a l t w i t h i n t h e f o l l o w i n g s e c t i o n s . T h e m e t a b o l i c d i s o r d e r s o f d i a b e t e s h a v e b e e n a t o p i c o f v i g o r o u s i n v e s t i g a t i o n a s a r e s u l t o f w h i c h t h e s e c h a n g e s a r e w e l l c h a r a c t e r i z e d . A s a r e s u l t o f t h e i n s u l i n l a c k , g l u c o s e u p t a k e i n t o m u s c l e c e l l s i s s e v e r e l y r e s t r i c t e d and h y p e r g l y c e m i a d e v e l o p s . A l s o , i n a d i p o s e t i s s u e , i n s u l i n - s u p r e s s i b l e t i s s u e - b o u n d l i p a s e becomes a c t i v a t e d i n t h e a b s e n c e o f i n s u l i n and t h e r e s u l t i s c l e a v a g e o f t r i g l y c e r i d e s i n t o f a t t y a c i d s a n d g l y c e r o l b o t h o f w h i c h a r e r e l e a s e d i n t o t h e p l a s m a a n d t h e n e t r e s u l t i s h y p e r l i p i d e m i a . I n t h e h e a r t , e n e r g y t o s u p p o r t m e c h a n i c a l f u n c t i o n i s d e r i v e d a l m o s t c o m p l e t e l y f r o m a e r o b i c m e t a b o l i s m by t h e p r o c e s s o f o x i d a t i v e p h o s p h o r y l a t i o n i n t h e m i t o c h o n d r i a . I n t h e f e d s t a t e , a p a r t i a l s o u r c e o f e n e r g y i s g l u c o s e due t o h i g h l e v e l s o f g l u c o s e and i n s u l i n and l o w l e v e l s o f f r e e f a t t y a c i d s . H o w e v e r , i n d i a b e t e s and s t a r v a t i o n , due t o a l a c k o f i n s u l i n , g l u c o s e t r a n s p o r t a c r o s s t h e c e l l membrane i s l i m i t e d , and due t o s t i m u l a t i o n o f l i p o l y s i s , f r e e f a t t y a c i d s i n t h e p l a s m a a r e 10 e l e v a t e d . The n e t r e s u l t i s a s h i f t o f m e t a b o l i s m f r o m g l u c o s e t o f a t t y a c i d u t i l i s a t i o n . G l u c o s e and f a t t y a c i d m e t a b o l i s m seem t o b e r e l a t e d t o e a c h o t h e r and t h e r e l a t i o n h a s b e e n d e s c r i b e d by R a n d l e ' s g l u c o s e -f a t t y a c i d c y c l e ( R a n d l e e t a l . , 1 9 6 6 ) w h i c h i s d i s c u s s e d i n t h e f o l l o w i n g t e x t . Two e n z y m e s w h i c h a r e o f m a j o r s i g n i f i c a n c e i n t h e m e t a b o l i s m o f g l u c o s e a r e p h o s p h o f r u c t o k i n a s e and p y r u v a t e d e h y d r o g e n a s e . P h o s p h o f r u c t o k i n a s e i s r e s p o n s i b l e f o r t h e p h o s p h o r y l a t i o n o f f r u c t o s e p h o s p h a t e a n d i s i n h i b i t e d by h i g h c o n c e n t r a t i o n s o f ATP and c i t r a t e ( P a r m e g g i a n i a n d Bowman, 1 9 6 3 ) . T h e enzyme i s i n h i b i t e d i n d i a b e t e s , p e r h a p s b e c a u s e o f an i n c r e a s e i n c i t r a t e i n d i a b e t i c m u s c l e , c o n c o m i t a n t w i t h an i n c r e a s e d o x i d a t i o n o f f a t t y a c i d s ( P a r m e g g i a n i a n d Bowman , 1 9 6 3 ) . P y r u v a t e d e h y d r o g e n a s e , on t h e o t h e r h a n d , i s r e s p o n s i b l e f o r t h e m i t o c h o n d r i a l b reakdown o f p y r u v a t e t o a c e t y l - C o A . W h i l e t h e t o t a l amount o f t h i s enzyme i s n o t a f f e c t e d i n d i a b e t e s , t h e f r a c t i o n p r e s e n t i n t h e a c t i v e f o r m i s s i g n i f i c a n t l y r e d u c e d f r o m 1 6 - 2 0 % f o u n d n o r m a l l y t o 1-6% i n d i a b e t e s ( H e n n i n g e t a l . , 1 9 7 5 ) . A l s o , a c t i v a t i o n o f t h e e n z y m e d u r i n g m u s c l e c o n t r a c t i o n i s s i g n i f i c a n t l y a f f e c t e d i n d i a b e t e s ( f r o m 41% i n c o n t r o l s t o 13% i n d i a b e t i c s ) . The mechan ism f o r t h i s d e p r e s s i o n seems t o be m u l t i f a c e t e d . The enzyme 1s a c t i v a t e d by d e p h o s p h o r y l a t i o n , so one o f t h e r e a s o n s f o r I t s l o w a c t i v i t y i n d i a b e t i c h e a r t s d u r i n g c o n t r a c t i o n c o u l d be i m p a i r e d d e p h o s p h o r y l a t i o n . The enzyme i s a l s o r e g u l a t e d by NADH a n d a c e t y l - C o A , h i g h c o n c e n t r a t i o n s o f e i t h e r b e i n g i n h i b i t o r y . S i n c e f a t t y a c i d s a r e u t i l i s e d a s t h e m a j o r s o u r c e o f m e t a b o l i c f u e l d u r i n g d i a b e t e s a n d c o n c e n t r a t i o n s o f a c e t y l - C o A a n d NADH a r e h i g h , t h i s h a s b e e n s u g g e s t e d t o be one o f t h e m e c h a n i s m s by w h i c h p y r u v a t e d e h y d r o -g e n a s e i s i n h i b i t e d ( B a t e n b u r g and O l s o n , 1 9 7 6 ) . M y o c a r d i a l p y r u v a t e d e h y d r o g e n a s e (PDH) enzyme i n a c t i v a t i o n h a s been 11 shown i n d i a b e t e s ( K o b a y a s h i and N e e l y , 1 9 8 3 ) . A s a r e s u l t , i n c r e a s e d c a r d i a c w o r k a n d e l e v a t e d l e v e l s o f p y r u v a t e do n o t a c t i v a t e PDH i n d i a b e t i c r a t h e a r t s . T h u s t h e u t i l i z a t i o n o f g l u c o s e f r o m endogenous and e x o g e n o u s s o u r c e s i s s e v e r e l y l i m i t e d i n d i a b e t i c r a t h e a r t s . A d i r e c t c o n s e q u e n c e o f t h i s i n a c t i v a t i o n i s t h a t t h e d i a b e t i c r a t h e a r t becomes d e p e n d e n t on l i p i d m e t a b o l i s m f o r e n e r g y t o a v e r y s i g n i f i c a n t e x t e n t . T h e m a j o r l i p i d s u t i l i s e d a r e f a t t y a c i d s a n d k e t o n e b o d i e s s i n c e 1 i p o p r o t e i n - b o u n d t r i g l y c e r i d e u t i l i s a t i o n i s d e c r e a s e d due t o a f a l l i n t h e a c t i v i t y o f l i p o p r o t e i n l i p a s e i n d i a b e t e s . In a r e c e n t s t u d y , P i e p e r e t a l . ( 1 9 8 4 ) s h o w e d t h a t f a t t y a c i d p e r f u s i o n o f d i a b e t i c h e a r t s c a u s e d a t i m e and c o n c e n t r a t i o n - d e p e n d e n t d e c r e a s e i n t h e l e v e l s o f A T P . F u r t h e r m o r e , u t i l i s a t i o n o f k e t o n e b o d i e s by r a t h e a r t s i s r e s t r i c t e d i n t h e TCA c y l c e a t t h e l e v e l o f 2 - o x o g l u t a r a t e d e h y d r o g e n a s e r e a c t i o n . I t i s p r o b a b a l e t h a t t h e m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s seen i n d i a b e t i c r a t s may be t h e r e s u l t o f t h e s e b i o c h e m i c a l a l t e r a t i o n s . T h i s c a n be t e s t e d by u s i n g a g e n t s w h i c h w i l l r e d u c e t h e o x i d a t i o n o f f a t t y a c i d s a n d t h e r e b y n o r m a l i s e t h e m e t a b o l i c e v e n t s o f d i a b e t e s i n t h e h e a r t . F a t t y a c i d m e t a b o l i s m , on t h e o t h e r h a n d , i s a l s o c o n t r o l l e d by c e r t a i n f a c t o r s . N o r m a l l y , f r e e f a t t y a c i d s a r e u s e d i n p r e f e r e n c e o v e r g l u c o s e s i n c e t h e m e t a b o l i c s u b s t r a t e a s t h e g l y c o l y t i c p a t h w a y i s more s e n s i t i v e t o r e g u l a t o r y f a c t o r s ( s u c h as t h e A T P / A D P , a c e t y l - C o A / C o A and NADH/NAD r a t i o s ) t h a n i s t h e b e t a o x i d a t i o n p a t h w a y . T h i s i s b e n e f i c i a l i n v i e w o f t h e m e t a b o l i c demands o f m u s c u l a r c o n t r a c t i o n s i n c e t h e o x i -d a t i o n o f a s i n g l e m o l e o f p a l m i t i c a c i d g e n e r a t e s t h r e e t i m e s t h e amount o f e n e r g y p r o v i d e d by a m o l e o f g l u c o s e . H o w e v e r , i t s h o u l d be p o i n t e d o u t t h a t t h i s c o u l d be d e t r i m e n t a l u n d e r c o n d i t i o n s o f l i m i t e d o x y g e n s u p p l y a s t h e r a t i o o f ATP g e n e r a t e d / o x y g e n c o n s u m e d p e r m o l e o f 12 s u b s t r a t e i s g r e a t e r f o r g l u c o s e t h a n i t i s f o r f a t t y a c i d s ; t h u s u n d e r h y p o x i c c o n d i t i o n s , g l u c o s e w i l l be u t i l i s e d p r e f e r e n t i a l l y . W i t h r e s p e c t t o t h e m e t a b o l i s m o f f a t t y a c i d s i n t h e m y o c a r d i u m , t h e y d i f f u s e f r e e l y a c r o s s t h e c e l l membrane a n d a r e b o u n d t o a c y t o p l a s m i c p r o t e i n , now r e f e r e d t o as t h e Z p r o t e i n , w h i c h p r e v e n t s back d i f f u s i o n o f f a t t y a c i d s o u t o f t h e c e l l . F a t t y a c i d s a r e t h e n m e t a b o l i z e d a c c o r d i n g t o t h e scheme i n f i g u r e 2 . I n c r e a s e i n t h e a c t i v i t y o f c a r n i t i n e a c y l t r a n s f e r a s e has b e e n o b s e r v e d i n t h e l i v e r d u r i n g d i a b e t e s ( H a r a n o e t a l . , 1 9 7 2 ) and t h e l e v e l s o f l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s w e r e a l s o e l e v a t e d i n d i a b e t i c h e a r t s ( F e u v r a y e t a l . , 1 9 7 9 ; Lopaschuk e t a l . , 1 9 8 3 ) . S t u d i e s by R a n d l e a n d c o w o r k e r s h a v e shown t h a t a l t e r a t i o n s o f c a r b o h y d r a t e m e t a b o l i s m w h i c h a r e c h a r a c t e r i s t i c o f t h e d i a b e t i c s t a t e c o u l d be r e p r o d u c e d a l m o s t c o m p l e t e l y i n n o r m a l m u s c l e by an i n c r e a s e d o x i d a t i o n o f f r e e f a t t y a c i d s and k e t o n e s ( R a n d l e e t a l . , 1 9 6 3 ; 1 9 6 4 ; 1 9 6 6 ) . I t was t h u s s u g g e s t e d t h a t f a t t y a c i d s and g l u c o s e m e t a b o l i s m a r e i n t e r d e p e n d e n t and t h a t a l t e r a t i o n s o f f a t t y a c i d m e t a b o l i s m may be t h e p r i m a r y e v e n t i n d i a b e t e s ( R a n d ! e e t a l . , 1 9 6 3 ; 1 9 6 6 ) . I f t h i s h y p o -t h e s i s w e r e t r u e , t h e n d e c r e a s i n g t h e o x i d a t i o n o f f r e e f a t t y a c i d s w o u l d be one a p p r o a c h t o t h e t r e a t m e n t o f d i a b e t e s m e l l i t u s . The f i n d i n g t h a t a number o f a g e n t s i n c l u d i n g h y p o g l y c i n , 4 - p e n t e n o i c a c i d , ( + ) - d e c a n o y l -c a r n i t i n e , and a l p h a - b r o m o f a t t y a c i d s t h a t i n h i b i t f a t t y a c i d o x i d a t i o n p r o d u c e d h y p o g l y c e m i a s u p p o r t e d t h e a b o v e v i e w ( R a n d l e , 1 9 6 9 ; 1 9 7 0 ; S t e w a r t and H a n l e y , 1 9 6 9 ; T u t w i l e r , 1 9 7 3 ; B u r g e s e t a l . , 1 9 6 8 ) . How-e v e r , t h e t o x i c i t y o f t h e c o m p o n d s a n d t h e f i n d i n g s t h a t some o f t hem w e r e n o t o r a l l y e f f e c t i v e ( a l p h a - b r o m o f a t t y a c i d s ) o r i n h i b i t e d enzymes n o t r e l a t e d t o f a t t y a c i d o x i d a t i o n ( R a n d l e , 1 9 7 0 ; S t e w a r t and H a n l e y , 1 9 6 9 ; M c G a r r y and F o s t e r , 1 9 7 3 ; W i l l i a m s o n e t a l . , 1 9 7 3 ; T a n k a , 1975 ) free fatty acids glucose cell membrane (JNSULIN) phospholipids ^ carnitine G - 6 - ® mitochondrial membrane carnitine acyl fatty acylcarnitine transferase glycolysis pyruvate mitochondria carnitine fatty acyl CoA | f3 oxidation r acetyl CoA acetyl CoA * inhibited by methyl palmoxirate SCHEMATIC REPRESENTATION OF METABOLIC EVENTS IN THE MYOCARDIUM 14 l e d t o a s e a r c h f o r n e w e r h y p o g l y c e m i c a g e n t s . I n t h e p r o c e s s , M c N e i l L a b o r a t o r i e s h a v e s y n t h e s i z e d a n u m b e r o f c o m p o u n d s , t w o o f w h i c h ( M c N - 3 8 0 2 , 2 - t e t r a d e c y l g l y c i d i c a c i d o r p a l m o x i r i c a c i d and M c N - 3 7 1 6 , ( m e t h y l 2 - t e t r a d e c y l g l y c i d a t e o r m e t h y l p a l m o x i r a t e ) ( F i g . 3 ) h a v e been i n v e s t i g a t e d t o some e x t e n t . B o t h p a l m o x i r i c a c i d and m e t h y l p a l m o x i r a t e e x h i b i t e d d o s e - d e p e n d e n t h y p o g l y c e m i c a c t i v i t y i n f a s t e d r a t s ( t h e d o s e r a n g e was 5 - 4 0 m g / k g , p . o . a n d t h e b l o o d g l u c o s e l o w e r i n g o b t a i n e d was up t o an 80% d e c r e a s e i n f a s t i n g b l o o d g l u c o s e ) ( T u t w i l e r e t a l . , 1 9 7 8 ) . I n n o n - f a s t e d d i a b e t i c r a t s , a m o d e s t l o w e r i n g o f b l o o d g l u c o s e w a s o b t a i n e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e (25 m g / k g ) b u t l o w e r i n g was much g r e a t e r i n f a s t e d d i a b e t i c r a t s . T h e m o s t i m p r e s s i v e r e s u l t s o f m e t h y l p a l m o x i r a t e w e r e s e e n i n d i a b e t i c ( d e p a n c r e a t i z e d ) dogs where a n o r m a l i s a t i o n o f b l o o d g l u c o s e was s e e n up t o 24 h r a f t e r a d m i n i s t r a t i o n o f t h e d r u g ( 2 5 m g / k g , p . o . ) ( T u t w i l e r e t a l . , 1 9 7 8 ) . V a r i o u s l i n e s o f e v i d e n c e s u g g e s t t h a t t h e mechan ism o f a c t i o n o f m e t h y l p a l m o x i r a t e i s i n d e e d v i a t h e i n h i b i t i o n o f f a t t y a c i d o x i d a t i o n . A d i r e c t i n h i b i t i o n o f CO2 p r o d u c t i o n f r o m p a l m i t a t e h a s been shown i n d i a p h r a g m s f r o m r a t s p r e t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e ( T u t w i l e r e t a l . , 1 9 7 9 ) . H o w e v e r , o x i d a t i o n o f s h o r t c h a i n f a t t y a c i d s , p a l m i t y l c a r n i t i n e , g l u c o s e , g l y c o l y t i c i n t e r m e d i a t e s , b e t a - h y d r o x y b u t y r a y t e , s u c c i n a t e o r c i t r a t e was n o t i n h i b i t e d . On t h e o t h e r h a n d , t h e o x i d a t i o n 1 4 o f g l u c o s e t o CQ^ w a s s t i m u l a t e d i n h e m i d i a p h r a g m s f r o m r a t s t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e , t h e s t i m u l a t i o n b e i n g s e c o n d a r y t o t h e i n h i b i t i o n o f f a t t y a c i d m e t a b o l i s m ( T u t w i l e r e t a l . , 1 9 7 9 ) . T h e m e c h a n i s m by w h i c h m e t h y l p a l m o x i r a t e i n h i b i t s f a t t y a c i d o x i d a t i o n has a l s o been s t u d i e d and i t a p p e a r s t o b e t h r o u g h i r r e v e r s i b l e i n h i b i t i o n o f 15 M c N - 3 7 1 6 methyl 2-tetradecylglycidate C H 3 ( C H 2 ) 1 3 v ^COaCHa •0 M c N - 3 8 0 2 2-tetradecylglycidic ac id C H 3 ( C H 2 ) 1 3 Y C 0 2 H M c N - 3 8 4 5 1 -tetradecylcyclopropane carboxylic acid C H 3 ( C H 2 ) 1 3 C0 2 H McN-3841 2-tetradecyloxiranemethanol , ( C H 2 J 1 3 C H 3 CH 2 OH "0 M c N - X - 8 4 7 methyl trans-3-tridecylglycidate C H 3 ( C H 2 j 1 2 C H - - C H - C 0 2 C H 3 O F i g u r e 3 : P a l m o x i r i c a c i d , m e t h y l p a l m o x i r a t e a n d o t h e r f a t t y a c i d a n a l o g s s y n t h e s i z e d b y M c N e i l l l a b o r a t o r i e s i n t h e s e a r c h f o r n e w e r h y p o g l y c e m i c a g e n t s . 16 c a r n i t i n e p a l m i t o y l t r a n s f e r a s e - A ( T u t w i l e r e t a l . , 1 9 8 1 ; T u t w i l e r and R y z l a k , 1 9 8 0 ) . A r e c e n t r e p o r t has shown t h a t i n h i b i t i o n o f t h e enzyme i s v i a f o r m a t i o n o f t h e CoA e s t e r o f m e t h y l p a l m o x i r a t e ( K i o r p e s e t a l . , 1 9 8 4 ) . F i n a l l y , a l t h o u g h mos t o f t h e s t u d i e s r e p o r t e d were c a r r i e d o u t i n e i t h e r d i a p h r a g m o r i n t h e l i v e r , i n h i b i t i o n o f f a t t y a c i d o x i d a t i o n by p a l m o x i r i c a c i d h a s a l s o b e e n shown i n t h e i s o l a t e d p e r f u s e d r a t h e a r t ( P e a r c e e t a l . , 1 9 7 9 ) . C l i n i c a l F e a t u r e s o f D i a b e t e s - I n d u c e d M y o c a r d i a l A l t e r a t i o n s M y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s o c c u r i n g a s a r e s u l t o f d i a b e t e s h a v e b e e n d e s c r i b e d i n v a r i o u s c l i n i c a l and e x p e r i m e n t a l s e t t i n g s . A number o f c l i n i c a l s t u d i e s h a v e shown t h a t t h e i n c i d e n c e o f c o r o n a r y a n d c o n -g e s t i v e h e a r t d i s e a s e s i s much g r e a t e r among d i a b e t i c s . A m o n g s t o t h e r s t u d i e s , t h e F ram ingham s t u d y showed t h a t t h e m o r b i d i t y i n d i a b e t i c s was a l m o s t t h r e e t i m e s g r e a t e r t h a n i n t h e g e n e r a l p o p u l a t i o n . M o r t a l i t y due t o c a r d i o v a s c u l a r c a u s e s i n d i a b e t i c women was f i v e t i m e s g r e a t e r and i n d i a b e t i c men two t i m e s g r e a t e r t h a n i n n o n d i a b e t i c s o f t h e c o r r e s -p o n d i n g s e x ( K a n n e l e t a l . , 1 9 7 4 ) . S i m i l a r i l y , i n t h e R o c h e s t e r p r o j e c t , t h e o b s e r v e d c a s e s o f c o r o n a r y h e a r t d i s e a s e ( a n g i n a p e c t o r i s , m y o c a r d i a l i n f a r c t i o n o r s u d d e n u n e x p e c t e d d e a t h ) and o f c o n g e s t i v e h e a r t f a i l u r e w i t h o u t a n t e c e d e n t h e a r t d i s e a s e i n p a t i e n t s w i t h m a t u r i t y - o n s e t d i a b e t e s e x c e e d e d t h o s e e x p e c t e d f r o m t h e g e n e r a l p o p u l a t i o n ( P a l u m b o e t a l . , 1 9 8 1 ) . The p a t h o g e n e s i s o f h e a r t f a i l u r e i n d i a b e t e s i n u n c e r t a i n , b u t v a r i o u s c a u s e s s u c h as c o r o n a r y m i c r o a n g i o p a t h y and m a c r o a n g i o p a t h y have been i m p l i c a t e d . M a c r o a n g i o p a t h y , o r l a r g e v e s s e l d i s e a s e , i s known t o o c c u r i n d i a -b e t i c s . E a r l y h i s t o l o g i c s t u d i e s on c o r o n a r y a r t e r i e s r e v e a l e d a t h i c k e n -i n g o f t h e i n t i m a i n d i a b e t i c s ( L e f k o v i t s , 1937) w h i c h was c o n f i r m e d i n a 17 l a t e r s t u d y ( G o o d a l e e t a l . , 1 9 8 0 ) . M o r e r e c e n t l y , a r e d u c t i o n o f t h e l umen o f e x t r a m u r a l c o r o n a r y a r t e r i e s o f y o u n g j u v e n i l e - o n s e t d i a b e t i c s was shown ( C r a l l and R o b e r t s , 1 9 7 5 ) . B e s i d e s t h e s e c h a n g e s , h i s t o c h e m i c a l s t u d i e s h a v e r e v e a l e d an a c c u m u l a t i o n o f h y a l i n e s u b s t a n c e s a l o n g w i t h d e p o s i t i o n o f c h o l e s t e r o l c r y s t a l s , c a l c i u m a n d i n c r e a s e d a m o u n t s o f g l y c o p r o t e i n s ( L e d e t , 1 9 6 8 ) . S u c h a d e p o s i t i o n , w h i c h may r e s u l t i n h a r d e n e d a r t e r i e s and a na r rowed a r t e r i a l l u m e n , s u p e r i m p o s e d on a t h e r o -s c l e r o s i s c o u l d e a s i l y a c c o u n t f o r t h e a n g i n a a n d m y o c a r d i a l i n f a r c t i o n a s s o c i a t e d w i t h d i a b e t e s . M i c r o a n g i o p a t h y , o r s m a l l v e s s e l d i s e a s e , i s a l s o known t o o c c u r i n d i a b e t i c s e s p e c i a l l y i n t h e k i d n e y and t h e e y e . I n t h e h e a r t , a g r e a t e r p e r c e n t a g e o f d i a b e t i c s e x h i b i t p r o l i -f e r a t i v e l e s i o n s o f t h e s m a l l e r i n t r a m u r a l c o r o n a r y a r t e r i e s as compared w i t h n o n d i a b e t i c s ( B l u m e n t h a l e t a l . , 1 9 6 0 ; Hamby e t a l . , 1 9 6 4 ) . The l e s i o n s i n c l u d e e n d o t h e l i a l c e l l u l a r p r o l i f e r a t i o n a n d d e p o s i t i o n o f P A S - p o s i t i v e m a t e r i a l i n t h e v e s s e l s ( B u m e n t h a l e t a l . , 1 9 6 0 ) . S i m i l a r a c c u m u l a t i o n s o f P A S - p o s i t i v e m a t e r i a l i n s m a l l i n t r a m u r a l c o r o n a r y a r t e r i e s h a v e been r e p o r t e d i n o t h e r s t u d i e s ( C r a l l and R o b e r t s , 1 9 7 8 ; L e d e t , 1 9 7 6 ) . H o w e v e r , a number o f s t u d i e s w e r e u n a b l e t o d e m o n s t r a t e o b s t r u c t i v e l e s i o n s o f l e f t v e n t r i c u l a r i n t r a m u r a l v e s s e l s ( R o b e r t s , 1 9 7 2 ; R e g a n e t a l . , 1 9 7 5 ) . D e p r e s s i o n o f c a r d i a c f u n c t i o n o f d i a b e t i c p a t i e n t s was r e p o r t e d a l t h o u g h t h e c o r o n a r y a r t e r i o g r a m s w e r e n o r m a l (Ahmed e t a l . , 1 9 7 5 ) . S i m i l a r i l y , o t h e r s t u d i e s have s u g g e s t e d t h e p r e -s e n c e o f h e a r t d i s e a s e i n s p i t e o f n o r m a l c o r o n a r y a r t e r i e s i n d i a b e t i c p a t i e n t s (Hamby e t a l . , 1 9 7 4 ; Z o n e r a i c h e t a l . , 1 9 7 8 ; O k a d a e t a l . , 1 9 8 3 ) . H e n c e , a l t h o u g h l a r g e c o r o n a r y a r t e r y d i s e a s e may c o n t r i b u t e t o d i a b e t e s - i n d u c e d c a r d i a c d i s o r d e r s , s m a l l v e s s e l i n v o l v e m e n t i s y e t t o be p r o v e n . Whe the r o r n o t d i a b e t e s and c o r o n a r y a r t e r y d i s e a s e a r e c a u s a l l y 18 r e l a t e d has r e c e n t l y been r e v i e w e d by J a r r e t ( 1 9 8 4 ) . Some d i a b e t i c p a t i e n t s who do n o t show symptoms o f c a r d i a c d i s e a s e e x h i b i t c h a n g e s i n c a r d i a c f u n c t i o n . E l e v a t i o n o f l e f t v e n t r i c u l a r e n d d i a s t o l i c p r e s s u r e a n d a d e c r e a s e i n end d i a s t o l i c and s t r o k e v o l u m e s we re s e e n . H o w e v e r , no c h a n g e i n t h e e j e c t i o n f r a c t i o n o r i n t h e r a t e o f c o n t r a c t i l e e l e m e n t s h o r t e n i n g was o b s e r v e d . T h e s e c h a n g e s w e r e n o t a c c o m p a n i e d b y i n c r e a s e d w a l l t h i c k n e s s ( R e g a n e t a l . , 1 9 8 1 ) . H o w e v e r , a c c u m u l a t i o n o f g l y c o p r o t e i n s ( R e g a n e t a l . , 1 9 8 1 ; S o h a r e t a l . , 1 9 7 0 ) a n d c o l l a g e n (Wu e t a l . , 1 9 7 7 ) h a s b e e n o b s e r v e d i n h u m a n d i a b e t i c h e a r t s . R e l a t i v e l y s e v e r e p e r i m y s i a l f i b r o s i s h a s a l s o b e e n r e p o r t e d i n a u t o p s i e d d i a b e t i c h e a r t s ( O k a d a e t a l . , 1 9 8 3 ) . S i n c e e x t r a c e l l u l a r s t r u c t u r e s a r e m a j o r d e t e r m i n a n t s o f e l a s t i c i t y ( B r a d y , 1 9 6 8 ) , p e r i m y s i a l f i b r o s i s r e s u l t i n g f rom d i a b e t e s may r e d u c e c o m p l i a n c e , e l e v a t e e n d d i a s t o l i c p r e s s u r e a n d e v e n t u a l l y i n d u c e h e a r t f a i l u r e . A number o f d e g e n e r a t i v e c h a n g e s a r e s e e n i n t h e d i a b e t i c m y o c a r d i u m . T h e s e i n c l u d e s m a l l a r e a s o f i n f a r c t i o n o r n e c r o s i s , f r e s h i n f a r c t s and l a r g e s c a r s ( P e a r c e e t a l . , 1 9 8 3 ; S o l e r e t a l . , 1 9 7 5 ; I n g e ! f i n g e r e t a l . , 1 9 7 6 ; R e g a n e t a l . , 1 9 7 5 ) . P r e c l i n i c a l a b n o r m a l i t i e s o f t h e d i a b e t i c s t a t e i n c l u d e a p r o l o n g a t i o n o f t h e p r e - e j e c t i o n p e r i o d ( P E P ) , a n d s h o r t e n i n g o f t h e l e f t v e n t r i c u l a r e j e c t i o n t i m e ( L V E T ) (Ahmed e t a l • , 1 9 7 5 ) . An e l e v a t e d P E P / L V E T r a t i o w h i c h i s common ly s e e n d u r i n g h e a r t f a i l u r e (Ahmed e t a l . , 1 9 7 2 ) was a l s o s e e n i n d i a b e t i c s a l t h o u g h t h e e l e v a t i o n w a s n o t a s s e v e r e a s t h a t s e e n i n h e a r t f a i l u r e ( A h m e d e t a l . , 1 9 7 5 ) . B e s i d e s f u n c t i o n a l c h a n g e s , a b n o r m a l i t i e s i n r h y t h m w e r e a l s o s e e n ( R i f f and R i f f , 1 9 7 4 ) . T h e s e c h a n g e s w e r e r e f l e c t e d i n t h e ECG a s c h a n g e s i n t h e T wave and ST segment ( B u r c h , 1 9 8 1 ) . A n o t h e r common a b n o r m a l i t y o c c u r i n g a s a r e s u l t o f d i a b e t e s i s t h a t 19 o f a u t o n o m i c n e u r o p a t h y i n v o l v i n g t h e c a r d i o v a s c u l a r s y s t e m ( E w i n g e t a l . , 1 9 8 0 ; C l a r k e e t a l . , 1 9 7 9 ) . B o t h t h e p a r a s y m p a t h e t i c a n d t h e s y m p a t h e t i c s y s t e m s a r e a f f e c t e d w i t h t h e p a r a s y m p a t h e t i c b e i n g a f f e c t e d f i r s t . Due t o l o s s o f p a r a s y m p a t h e t i c c o n t r o l , an i n c r e a s e i n r e s t i n g h e a r t r a t e was s e e n i n d i a b e t i c p a t i e n t s ( E w i n g e t a l . , 1 9 8 1 ; W e i l i n g e t a l . , 1 9 8 3 ) . F u r t h e r m o r e , h e a r t r a t e i n d i a b e t i c p a t i e n t s d o e s n o t r e s p o n d as w e l l as t h a t i n n o n d i a b e t i c s t o m a n e u v e r s such as f o r c e d b r e a -t h i n g and s t a n d i n g , s u g g e s t i n g a l o s s o f s y m p a t h e t i c f u n c t i o n ( W e i l i n g e t a l . , 1 9 8 3 ; L l o y d - M o s t y n a n d W a t k i n s , 1 9 7 6 ) . A h i g h i n c i d e n c e o f p o s t u r a l h y p o t e n s i o n , a s m a l l e r i n c r e m e n t i n n o r a d r e n a l i n e r e l e a s e i n r e s p o n s e t o s t a n d i n g o r t y r a m i n e and an e x a g g e r a t e d i n c r e a s e i n b l o o d p r e s s u r e t o e x o g e n o u s n o r e p i n e p h r i n e w e r e n o t e d i n d i a b e t i c s (Tomeh e t a l . , 1 9 7 9 ) . The p o s t u r a l h y p o t e n s i o n may b e due t o s y m p a t h e t i c d y s -f u n c t i o n , b u t o t h e r f a c t o r s s u c h as b l u n t e d r e n i n a n d a l d o s t e r o n e r e s -p o n s e s ( B r e t t a - P i c o l i e t a l . , 1981 ) o r e x o g e n o u s l y a d m i n s t e r e d i n s u l i n ( P a g e a n d W a t k i n s , 1 9 7 6 ) may be i n v o l v e d . A l t h o u g h t h e p r e s e n c e o f n e u r o p a t h y i n d i a b e t i c p a t i e n t s i s w e l l d o c u m e n t e d , i t s s i g n i f i c a n c e i n t h e p r o d u c t i o n o f c a r d i a c d i s e a s e i s no t known . A p o s s i b l i t y i s t h a t , due t o an i n c r e a s e d h e a r t r a t e , i n a d e q u a t e l e f t v e n t r i c u l a r f i l l i n g o c c u r s . C o m b i n e d w i t h o t h e r f a c t o r s , s u c h a s i n c r e a s e d w a l l s t i f f n e s s a n d a n a l t e r e d c o n t r a c t i l e a p p a r a t u s ( a s d i s c u s s e d l a t e r ) , i n a d e q u a t e l e f t v e n t r i c u l a r f i l l i n g s u p e r i m p o s e d on d i s e a s e d v a s c u l a t u r e may r e s u l t i n a r e d u c e d c o m p l i a n c e . M y o c a r d i a l A l t e r a t i o n s i n E x p e r i m e n t a l D i a b e t e s I n o r d e r t o c h a r a c t e r i z e c a r d i o v a s c u l a r p r o b l e m s a s s o c i a t e d w i t h d i a b e t e s a n d t h e i r u n d e r l y i n g c a u s e s , a n u m b e r o f s t u d i e s h a v e b e e n c a r r i e d o u t u s i n g d i a b e t i c m o d e l s s u c h a s s t r e p t o z o t o c i n ( S T Z ) - o r 20 a l 1 o x a n - t r e a t e d r a t s o r d o g s . A n i m a l s s o t r e a t e d d e v e l o p m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s w h i c h h a v e now b e e n e x t e n s i v e l y s t u d i e d . H e m o d y n a m i c s t u d i e s c a r r i e d o u t i n a l l o x a n - t r e a t e d dogs e l e v e n months a f t e r i n d u c t i o n o f d i a b e t e s showed t h a t i n c r e m e n t s i n end d i a s t o l i c and s t r o k e v o l u m e s w e r e s m a l l e r i n d i a b e t i c h e a r t s a s c o m p a r e d t o c o n t r o l s i n r e s p o n s e t o i n c r e a s e d a f t e r l o a d s ( R e g a n e t a l . , 1 9 7 4 ) . S i m i l a r l y , i n e i g h t e e n m o n t h a l 1 o x a n - d i a b e t i c m o n k e y s , I n c r e a s i n g t h e p r e l o a d r e s u l t e d i n i n c r e a s e d s t r o k e v o l u m e a n d end d i a s t o l i c v o l u m e b u t t h i s i n c r e a s e was s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n i n c o n t r o l s ( H a i d e r e t a l . , 1 9 8 1 ) . I n b o t h s t u d i e s , e n d d i a s t o l i c p r e s s u r e i n c r e a s e d t o a g r e a t e r e x t e n t 1n d i a b e t i c s t h a n i n c o n t r o l s s u g g e s t i n g i n c r e a s e d w a l l s t i f f n e s s i n t h e d i a b e t i c h e a r t s . T h e i n c r e a s e d s t i f f n e s s was s u g g e s t e d t o be d u e t o a c c u m u l a t i o n o f P A S - p o s i t i v e m a t e r i a l and c o l l a g e n i n t h e i n t e r s t i t i u m (Regan e t a l . , 1 9 7 4 ; H a i d e r e t a l , 1 9 8 1 ) . I n a d i f f e r e n t m o d e l , t h e a l 1 o x a n - d i a b e t i c r a t , d e p r e s s i o n o f c a r d i a c f u n c t i o n h a s been shown i n t h e i s o l a t e d w o r k i n g h e a r t ( M i l l e r , 1 9 7 9 ; P e n p a r g k u l e t a l . , 1 9 8 0 ; V a d l a m u d i e t a l . , 1 9 8 2 ) . I n t h e s e s t u d i e s , v a r i o u s p a r a m e t e r s o f c a r d i a c f u n c t i o n s u c h a s l e f t v e n t r i c u l a r d e v e l o p e d p r e s s u r e , r a t e s o f c o n t r a c t i o n and r e l a x a t i o n , c a r d i a c o u t p u t and a o r t i c o u t p u t we re r e c o r d e d a t i n c r e a s i n g l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s -s u r e s . One s t u d y showed a d e p r e s s i o n t h r e e d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s w h i c h was a c c o m p a n i e d by d e p r e s s e d g l u c o s e u p t a k e and l o w e r ATP l e v e l s . The d e p r e s s i o n o f f u n c t i o n , ATP l e v e l s and o f g l u c o s e u p t a k e c o u l d be r e v e r s e d e i t h e r by i n c r e a s i n g t h e g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n ( f r o m 5mM t o lOmM) o r by i n c l u d i n g i n s u l i n i n t h e b u f f e r ( M i l l e r , 1 9 7 9 ) . A n o t h e r s t u d y r e p o r t e d a d e p r e s s i o n o f c a r d i a c f u n c t i o n t h i r t y d a y s a f t e r a l l o x a n t r e a t m e n t ( V a d l a m u d i e t a l . , 1 9 8 2 ) . I n t h e l a t t e r s t u d y no 21 d e p r e s s i o n was s e e n s e v e n d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s and t h e d i s c r e p a n c e was a t t r i b u t e d t o a h i g h e r g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n (lOmM) u s e d . I n a s t u d y by P e n p a r g k u l e t a l . , ( 1 9 8 0 ) , e i g h t week S T Z - d i a b e t i c r a t s e x h i b i t e d d e p r e s s e d c a r d i a c f u n c t i o n w h i c h was n o t a c c o m p a n i e d by d e p r e s s e d c o r o n a r y f l o w o r by d e c r e a s e d m y o c a r d i a l o x y g e n a t i o n . I t t h u s seems t h a t a t e a r l y t i m e p o i n t s i n d i a b e t e s , d e p r e s s e d c a r d i a c f u n c t i o n may be t h e r e s u l t o f a l t e r e d g l u c o s e t r a n s p o r t w h i c h r e s u l t s i n d e c r e a s e d ATP l e v e l s ( M i l l e r , 1 9 7 9 ) . A t i m e c o u r s e s t u d y on i s o l a t e d p e r f u s e d h e a r t s r e v e a l e d t h a t t h e o n s e t o f d e p r e s s i o n o f f u n c t i o n i n S T Z - d i a b e t i c r a t h e a r t s was b e t w e e n t h i r t y d a y s a n d t h r e e m o n t h s o f d i a b e t e s , t h e p r e c i s e t i m e p o i n t o f w h i c h was l a t e r d e t e r m i n e d t o be a r o u n d s i x weeks ( T a h i l i a n i e t a l . , 1 9 8 3 ) . F u r t h e r m o r e , t h e d e p r e s s i o n d i d n o t seem t o w o r s e n w i t h t h e p r o g r e s s i o n o f d i a b e t e s ( V a d l a m u d i e t a l . , 1 9 8 2 ) . I t s h o u l d be p o i n t e d o u t t h a t t h e d e c r e a s e d r e s p o n s e t o i n c r e a s i n g f i l l i n g p r e s s u r e s i s s e e n o n l y a t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s s u r e s i n b o t h a l l o x a n -and S T Z - d i a b e t i c r a t s ( M i l l e r , 1 9 7 9 ; P e n p a r g k u l e t a l . , 1 9 8 0 ; V a d l a m u d i . e t a l . , 1 9 8 2 ) T h e s e r e s u l t s s u g g e s t t h a t d i a b e t i c h e a r t s h a v e a l o w e r c a r d i a c r e s e r v e a n d , a l t h o u g h c a p a b l e o f f u n c t i o n i n g l i k e c o n t r o l s u n d e r no rma l c o n d i t i o n s , may n o t be a b l e t o t o l e r a t e s i t u a t i o n s o f h i g h s t r e s s and i n c r e a s e d venous r e t u r n . M e c h a n i c a l s t u d i e s on i s o l a t e d p a p i l l a r y m u s c l e s f r o m d i a b e t i c h e a r t s r e v e a l e d a b n o r m a l i t i e s i n r e l a x a t i o n ( F e i n e t a l . , 1 9 8 0 ; 1 9 8 1 ) . W h i l e r e s t i n g t e n s i o n o f t h e s e m u s c l e s was u n a f f e c t e d , t h e o n s e t o f r e l a x a t i o n was d e l a y e d , t h e r a t e o f r e l a x a t i o n was s l o w e r and t h e r e was a d e l a y i n r e a c h i n g t h e peak r e l a x a t i o n r a t e ( F e i n e t a l . , 1 9 8 0 ) . However t h e p e a k t e n s i o n d e v e l o p e d a n d p e a k s h o r t e n i n g w e r e n o t a f f e c t e d b y d i a b e t e s . I t was s u g g e s t e d t h a t a l t e r e d r e l a x a t i o n m i g h t i m p a i r d i a s t o l i c 22 f i l l i n g o f v e n t r i c l e s a t p h y s i o l o g i c a l h e a r t r a t e s and e v e n t u a l l y c o n t r i -b u t e t o i m p a i r e d f u n c t i o n ( F e i n e t a l . , 1 9 8 0 ) . H o w e v e r , i t s h o u l d be p o i n t e d o u t t h a t S T Z - d i a b e t i c r a t s e x h i b i t s i g n i f i c a n t l y l o w e r h e a r t r a t e s t h a n do norma l r a t s . I t i s n o t known w h e t h e r v e n t r i c u l a r f i l l i n g i s i m p a i r e d i n d i a b e t i c r a t s . I t i s p o s s i b l e t h a t r e l a x a t i o n may o n l y be a r e s u l t o f t h e a l t e r e d b i o c h e m i c a l c h a n g e s o c c u r i n g a s a r e s u l t o f d i a -b e t e s ( a s d i s c u s s e d l a t e r ) and may n o t be r e s p o n s i b l e f o r t h e f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s s e e n . As 1n t h e s t u d i e s on w h o l e h e a r t f u n c t i o n , t h e a l t e r a -t i o n s o f p a p i l l a r y m u s c l e m e c h a n i c s i n d u c e d by d i a b e t e s seem t o o c c u r a b o u t f i v e w e e k s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f S T Z - d i a b e t e s . F u r t h e r , t h e y do n o t seem t o w o r s e n as t h e d i s e a s e p r o g r e s s e s . M y o c a r d i a l c o n t r a c t i l e a b n o r m a l i t i e s i n d u c e d by d i a b e t e s a r e a l s o s e e n i n r a b b i t s . I n a r e c e n t s t u d y , 10 week a l l o x a n - d i a b e t i c r a b b i t s e x h i b i t e d a d e p r e s s i o n o f l e f t v e n t r i c u l a r d e v e l o p e d p r e s s u r e a n d t h e r a t e o f p r e s s u r e d e v e l o p m e n t . L e f t v e n t r i c u l a r end d i a s t o l i c p r e s s u r e was e l e v a t e d i n t h e s e a n i m a l s a s compared w i t h c o n t r o l s ( B h i m j i e t a l . , 1 9 8 5 ) . H e a r t s f r om s i x t o n i n e day d i a b e t i c r a t s have been shown t o be more s u s c e p t i b l e t o i s c h e m i a a s c o m p a r e d t o c o n t r o l s ( H e a r s e e t a l . , 1 9 7 5 ) . The i n c r e a s e d v u l n e r a b i l i t y c o u l d be a b o l i s h e d by i n c l u d i n g i n s u l i n (10 mU/mL) i n t h e b u f f e r . I n o t h e r s t u d i e s , w h i l e m i l d i s c h e m i a a f f e c t e d c o n t r o l a n d d i a b e t i c r a t h e a r t s t o t h e same e x t e n t , s e v e r e i s c h e m i a c a u s e d damage i n d i a b e t i c h e a r t s more r a p i d l y t h a n i t d i d i n c o n t r o l s ( F e u v r a y e t a l . , 1 9 7 9 ; I n g e b r e t s e n e t a l . , 1 9 8 0 ) . S i m i l a r l y , i n t h e d o g , i s c h e m i a was shown t o r e d u c e f u n c t i o n t o a g r e a t e r e x t e n t i n d i a -b e t i c a n i m a l s t h a n i n c o n t r o l s ( H a i d e r e t a l . , 1 9 7 7 ) . R a t m y o c a r d i a l u l t r a s t r u c t u r e , on t h e o t h e r h a n d , d o e s n o t show s i g n s o f damage a t t h e e a r l i e r t i m e p o i n t s i n d i a b e t e s . S e v e n d a y s and 23 s i x weeks a f t e r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s , e l e c t r o n m i c r o s c o p i c a n a l y s i s d i d n o t r e v e a l s i g n i f i c a n t damage ( R e n i l a and A k e r b l o m , 1 9 8 4 ; J a c k s o n e t a l . , 1 9 8 5 ) . H o w e v e r , s i g n i f i c a n t damage was s e e n a f t e r t h r e e m o n t h s o f d i a b e t e s . Among t h e c h a n g e s s e e n w e r e an a c c u m u l a t i o n o f l i p i d s a n d g l y c o g e n a c c o m p a n i e d by m y e l i n f o r m a t i o n . T h e r e was a l o s s o f m y o f i l a -m e n t s and a l o s s o f m i t o c h o n d r i a l c r i s t a e . A f t e r s i x m o n t h s o f d i a b e t e s , t h e d e g r e e o f damage was g r e a t e r . In a d d i t i o n t o t h e a b o v e m e n t i o n e d c h a n g e s m y o c y t o l y s i s and damage t o t h e m i t o c h o n d r i a l membrane we re a l s o seen ( J a c k s o n e t a l . , 1 9 8 5 ) . On t h e o t h e r h a n d , a number o f a l t e r a t i o n s i n v a r i o u s m y o c a r d i a l enzyme s y s t e m s a r e s e e n a s a r e s u l t o f d i a b e t e s . Amongs t o t h e r s , two o f t h e c a r d i a c e n z y m e s y s t e m s s t u d i e d d u r i n g d i a b e t e s a r e m y o s i n a n d a c t o m y o s i n A T P a s e s . A number o f s t u d i e s h a v e shown a d i a b e t e s - i n d u c e d d e p r e s s i o n o f t h e s e e n z y m e s i n r a t h e a r t s ( D i l l m a n n , 1 9 8 0 ; M a l h o t r a e t a l . , 1 9 8 1 ; G a r b e r e t a l . , 1 9 8 3 ) . S i m i l a r i l y , m y o f i b r i l l a r A T P a s e f r o m d i a b e t i c r a t h e a r t s i s a l s o d e p r e s s e d ( P i e r c e a n d D h a l l a , 1 9 8 1 ) . T h i s d e p r e s s i o n w a s s u g g e s t e d t o b e d u e t o a l t e r e d m y o s i n i s o e n z y m e d i s t r i b u t i o n . I n n o n d i a b e t i c c o n t r o l r a t s , m y o s i n A T P a s e i s p r e s e n t p r e d o m i n a n t l y i n t h e m o s t a c t i v e f o r m ( a b o u t 72% o f t h e t o t a l ) and a b o u t 13% i n t h e V 3 f o r m . The V 3 f o r m i s t h o u g h t t o be t h e s l o w e s t o f t h e m y o s i n i s o e n z y m e s w i t h r e g a r d t o ATP h y d r o l y s i s a s w e l l a s c r o s s -b r i d g e f o r m a t i o n a n d i s s e e n 1n h i g h c o n c e n t r a t i o n s i n d i a b e t i c r a t h e a r t s w h i l e t h e c o n t e n t o f t h e s e h e a r t s i s l o w ( D i l m a n n , 1 9 8 0 ) . The m e c h a n i s m by w h i c h d i a b e t e s i n d u c e s a s h i f t o f m y o s i n A T P a s e i s o e n z y m e s i s t h o u g h t t o o c c u r a s a r e s u l t o f d i a b e t e s - i n d u c e d h y p o t h y r o i d i s m . D e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e a c t i v i t y h a s a l s o b e e n d e m o n s t r a t e d An t h e a l l o x a n - d i a b e t i c r a b b i t ( B h i m j i e t a l . , 1 9 8 5 ) . H o w e v e r , i n n o r m a l 24 r a b b i t s t h e f o r m o f m y o s i n A T P a s e p r e d o m i n a t e s , s o t h e m e c h a n i s m f o r d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e w o u l d be d i f f e r e n t f r o m t h a t s e e n i n r a t s . V a r i o u s s t u d i e s h a v e d e m o n s t r a t e d t h e p r e s e n c e o f h y p o t h y r o i d i s m 1n d i a b e t i c p a t i e n t s a n d a n i m a l s ( F e i n e t a l . , 1 9 8 0 ; D i l l m a n n , 1 9 8 0 ; P i t t m a n e t a l . , 1 9 7 9 ; B a l s a m e t a l . , 1 9 7 8 ) . T h y r o i d h o r m o n e s , i n t u r n , h a v e a p r o f o u n d e f f e c t on t h e c a r d i o v a s c u l a r s y s t e m . W h i l e t h y r o i d ho rmone a d m i n i s t r a t i o n i n r a b b i t s and g u i n e a p i g s r e s u l t s i n i n c r e a s e d s y n t h e s i s o f c a r d i a c m y o s i n i s o e n z y m e ( G o o d k i n d e t a l . , 1 9 7 7 ; F l i n k e t a l . , 1 9 7 9 ) , t h y r o i d e c t o m y i n r a t s d e c r e a s e d a c t i v i t y o f t h e enzyme i n t h e h e a r t ( Y a z a k i and R a b e n , 1 9 7 5 ) . F u r t h e r e v i d e n c e s u g g e s t i n g t h e r o l e o f h y p o t h y r o i d i s m i n d i a b e t e s - i n d u c e d d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e i s p r o v i d e d by s t u d i e s i n w h i c h d e p r e s s i o n o f t h e enzyme i n d i a b e t i c r a t s c o u l d be p r e v e n t e d by t h y r o i d r e p l a c e m e n t t h e r a p y ( D i l l m a n n , 1 9 8 2 ) . S i n c e a c t i v i t y o f m y o s i n A T P a s e i s known t o c o r r e l a t e c l o s e l y w i t h c o n t r a c t i -l i t y ( S c h e u e r and B h a n , 1 9 7 9 ; B a r a n y , 1 9 6 7 ) , 1 t c a n be h y p o t h e s i z e d t h a t d i a b e t e s i n d u c e s d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e i n t h e h e a r t w h i c h t h e n l e a d s t o a l t e r e d c o n t r a c t i l i t y . H o w e v e r , e v i d e n c e d i s c u s s e d b e l o w s u g g e s t s t h a t d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e i s n o t t h e o n l y f a c t o r r e s p o n s i b l e f o r d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l d e p r e s s i o n . A n o t h e r s y s t e m i n t h e h e a r t w h i c h i s a f f e c t e d by d i a b e t e s i s t h e s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m ( S R ) . S t u d i e s on t h e u p t a k e o f c a l c i u m i n t o SR h a v e s h o w n a d e p r e s s i o n o f c a l c i u m t r a n s p o r t i n d i a b e t i c h e a r t s ( P e n p a r g k u l e t a l . , 1 9 8 1 ; L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 3 ) . S i n c e t h e a m o u n t o f c a l c i u m t a k e n up by t h e SR i s l o w e r t h a n n o r m a l , t h e q u a n t i t y o f c a l c i u m a v a i l a b l e f o r r e l e a s e and t h u s t h e a m o u n t o f c a l c i u m a c t u a l l y r e l e a s e d d u r i n g s u b s e q u e n t b e a t s may be a l t e r e d and c o n t r a c t i l i t y may t h u s be a f f e c t e d . Though t h i s h y p o t h e s i s i s a t t r a c t i v e , c e r t a i n d a t a f r om 25 o u r l a b o r a t o r y ( d e s c r i b e d l a t e r ) do n o t s u p p o r t t h e v i e w t h a t a b n o r m a l c a l c i u m u p t a k e i s e n t i r e l y r e s p o n s i b l e f o r a b n o r m a l c o n t r a c t i l i t y . The d e p r e s s i o n o f c a l c i u m u p t a k e i s a c c o m p a n i e d by an e l e v a t i o n o f l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s ( L C A C ) i n t h e SR ( L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 3 ) . As m e n t i o n e d i n t h e p r e v i o u s s e c t i o n s o f t h e t e x t , m y o c a r d i a l LCAC l e v e l s a r e e l e v a t e d d u r i n g d i a b e t e s ( F e u v r a y e t a l . , 1 9 7 9 ) . LCAC have been shown t o d e p r e s s SR c a l c i u m u p t a k e i n v i t r o ( P i t t s e t a l . , 1 9 7 8 ) a n d may t h u s b e r e s p o n s i b l e f o r t h e d e p r e s s i o n o f c a l c i u m t r a n s p o r t . E l e v a t e d l e v e l s o f LCAC i n r a t m y o c a r d i a l SR can be l o w e r e d by c a r n i t i n e t r e a t m e n t b u t t h e m e c h a n i s m f o r t h i s n o r m a l i z a t i o n i s n o t c l e a r . The s u g g e s t i o n t h a t LCAC may b e c a u s a l l y r e l a t e d t o t h e d e p r e s s i o n o f SR c a l c i u m u p t a k e i s s u p p o r t e d by v a r i o u s s t u d i e s i n w h i c h an e l e v a t i o n o f LCAC i s s e e n t o o c c u r s i m u l t a n e o u s l y w i t h a d e p r e s s i o n o f t h e S R . T h e s e s t u d i e s a r e d e s c r i b e d i n t h e s e c t i o n s t h a t f o l l o w . I I I . N O R M A L I Z A T I O N OF D I A B E T E S - I N D U C E D M Y O C A R D I A L A L T E R A T I O N S E f f e c t s o f L o w e r i n g B l o o d G l u c o s e By f a r t h e m o s t s u c c e s s f u l t r e a t m e n t i n p r e v e n t i n g a n d r e v e r s i n g c a r d i a c a b n o r m a l i t i e s a s s o c i a t e d w i t h d i a b e t e s i s t h a t o f i n s u l i n . D o s e s o f i n s u l i n w h i c h h a v e b e e n u s e d e f f e c t i v e l y a r e a r o u n d l O U / k g / d a y . The e f f e c t i v e n e s s o f i n s u l i n i s n o t t o t a l l y u n e x p e c t e d s i n c e i n s u l i n l a c k i s t h e m a i n s t a y o f d i a b e t e s . A t a r e l a t i v e l y e a r l y ( s i x w e e k s ) s t a g e o f d i a b e t e s , a l l t h e a b n o r m a l i t i e s s t u d i e d were p r e v e n t e d when t r e a t m e n t was i n i t i a t e d a s s o o n as d i a b e t e s was d e t e c t e d . The c h a n g e s s t u d i e d i n c l u d e d h y p e r g l y c e m i a , w e i g h t l o s s , g l y c o s y l a t i o n o f h e m o g l o b i n and d e p r e s s e d c a r d i a c f u n c t i o n ( T a h i l i a n i e t a l . , 1 9 8 3 ) . A l s o , m y o c a r d i a l , m e c h a n i c a l and f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s and h y p o t h y r o i d i s m have been r e v e r s e d by f o u r 26 w e e k s o f i n s u l i n t r e a t m e n t when t h e t r e a t m e n t was s t a r t e d a f t e r t h e a b n o r m a l i t i e s h a d s e t i n i . e . a b o u t s i x w e e k s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s ( T a h i l i a n i e t a l . , 1 9 8 3 ; G a r b e r and N e e l y , 1 9 8 3 ; F e i n e t a l . 1 9 8 1 ) . H o w e v e r , a l t h o u g h t h e s e s t u d i e s a r e a s t a r t i n g p o i n t , t h e y do n o t r e s e m b l e t h e c l i n i c a l p i c t u r e . H e n c e , i t w o u l d be i n t e r e s t i n g a n d p r o b a b l y more r e l e v a n t c l i n i c a l l y i f t h e e f f e c t i v e n e s s o f c h r o n i c i n s u l i n t r e a t m e n t was s t u d i e d i n m o r e c h r o n i c d i a b e t i c m o d e l s . I n o n e s t u d y , t r e a t m e n t was i n i t i a t e d i n 5 m o n t h d i a b e t i c r a t s a n d c o n t i n u e d f o r 4 w e e k s ( T a h i l i a n i e t a l . , 1 9 8 4 ) . T h e r e s u l t s o f t h i s s t u d y i n d i c a t e d t h a t t h e c a r d i a c c h a n g e s we re o n l y p a r t i a l l y r e v e r s i b l e u s i n g t h a t p a r -t i c u l a r t r e a t m e n t p r o t o c o l . W h e t h e r t h e c h a n g e s a r e i r r e v e r s i b l e a t t h i s s t a g e o f d i a b e t e s o r w h e t h e r i n s u l i n t h e r a p y u t i l i z e d was i n s u f f i c i e n t has n o t been d e t e r m i n e d . H o w e v e r , w h e t h e r t h e b e n e f i c i a l e f f e c t s o f i n s u l i n t h e r a p y on t h e f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s i n d i a b e t i c r a t h e a r t s a r e d u e t o i t s d i r e c t m y o c a r d i a l e f f e c t s o r a r e s e c o n d a r y t o i t s e f f e c t s on m e t a b o l i s m i s n o t k n o w n . A s m e n t i o n e d i n t h e p r e c e d i n g s e c t i o n on t h e d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s , m y o c a r d i a l I m p a i r m e n t i n d u c e d by a c u t e a l l o x a n d i a b e t e s h a s b e e n s u g g e s t e d t o a r i s e a s a r e s u l t o f i m p a i r e d g l u c o s e u p t a k e ( M i l l e r , 1 9 7 9 ) , s i n c e t h e i m p a i r m e n t c o u l d be n o r m a l i z e d by i n c r e a s e d p e r f u s a t e g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n s a s w e l l a s by i n c l u s i o n o f i n s u l i n i n t h e b u f f e r . I n s u l i n p e r f u s i o n h a s been shown t o e n h a n c e myo-c a r d i a l c o n t r a c t i l i t y ( D o w n i n g e t a l . , 1 9 7 7 ; Down ing and L e e , 1 9 7 9 ) b u t t h e mechan i sm i s n o t c l e a r ( f o r r e v i e w , see F a r a h and A l o u s i 1 9 8 1 ) . A l s o , n o t much i s known a b o u t t h e e f f e c t o f i n s u l i n p e r f u s i o n on m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s i n d u c e d by c h r o n i c d i a b e t e s . C h a i n e t a l . , ( 1 9 6 9 ) r e p o r t e d t h a t i n s u l i n p e r f u s i o n i n t h e w o r k i n g h e a r t e n h a n c e d g l u c o s e u p t a k e and 27 c o n v e r s i o n o f g l u c o s e t o C 0 2 i n c o n t r o l h e a r t s w h e r e a s i n 7 d a y d i a b e t i c h e a r t s , o n l y t h e u p t a k e o f g l u c o s e was s t i m u l a t e d w h i l e COg p r o d u c t i o n w a s 50% l e s s t h a n t h a t i n c o n t r o l h e a r t s . F e i n e t a l . , ( 1 9 8 1 ) w e r e u n a b l e t o d e m o n s t r a t e a n y e f f e c t o f i n s u l i n i n v i t r o on c o n t r o l o r d i a b e t i c p a p i l l a r y m u s c l e m e c h a n i c s . S i m i l a r i l y , P e n p a r g k u l e t a l . , ( 1 9 8 0 ) f o u n d t h a t i n s u l i n d i d n o t r e v e r s e t h e a b n o r m a l i t i e s i n v e n t r i c u l a r f u n c t i o n i n d u c e d by c h r o n i c d i a b e t e s . T h e e f f e c t i v e n e s s o f i n s u l i n t r e a t m e n t h a s a l s o b e e n s t u d i e d i n p r e v e n t i n g o r r e v e r s i n g v a r i o u s d i a b e t e s - i n d u c e d b i o c h e m i c a l p a r a -m e t e r s . The c h a n g e i n m y o s i n A T P a s e a c t i v i t y and t h e s h i f t i n i s o e n z y m e c o m p o s i t i o n was r e v e r s e d by f o u r weeks o f i n s u l i n t r e a t m e n t ( D i l l m a n n , 1 9 8 0 ) . S i m i l a r r e s u l t s w e r e o b t a i n e d i n a d i f f e r e n t s t u d y i n w h i c h 6 - 1 0 week d i a b e t i c r a t s we re t r e a t e d w i t h i n s u l i n f o r p e r i o d s be tween 2 and 28 d a y s . W h i l e t h e a n i m a l s t r e a t e d f o r 2 o r 6 d a y s e x h i b i t e d a c t o m y o s i n and m y o s i n A T P a s e a c t i v i t i e s s i m i l a r t o t h o s e i n u n t r e a t e d d i a b e t i c s and t h o s e t r e a t e d f o r 10 d a y s s h o w e d o n l y t r e n d s t o w a r d s r e c o v e r y , r a t s t r e a t e d f o r 28 d a y s had v a l u e s s i m i l a r t o c o n t r o l s ( F e i n e t a l . , 1 9 8 1 ) . R e v e r s i b i l i t y o f d i m i n i s h e d m y o s i n A T P a s e a c t i v i t i e s h a s a l s o b e e n r e p o r t e d by G a r b e r e t a l . ( 1 9 8 3 ) . I n a s e r i e s o f r e c e n t r e p o r t s , r e s p o n s i v e n e s s t o d i f f e r e n t d o s e s o f i n s u l i n was s t u d i e d ( F e i n e t a l . , 1 9 8 4 ; R u b i n s t e i n e t a l . , 1 9 8 4 ) . An i n v e r s e c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e b l o o d g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n s and e i t h e r a c t o m y o s i n A T P a s e a c t i v i t i e s , m y o s i n i s o e n z y m e c o m p o s i t i o n , m y o c a r d i a l f u n c t i o n o r m y o c a r d i a l m e c h a n i c s was f o u n d . T h e s e r e s u l t s s u g g e s t t h a t a l t h o u g h t h e a b n o r m a l i t i e s i n d u c e d b y d i a b e t e s may b e i n d e p e n d e n t o f t h e d u r a t i o n o f d i a b e t e s ( F e i n e_t a l . , 1 9 8 1 ; V a d l a m u d i e t a l . , 1 9 8 2 ) , t h e y d e p e n d on t h e s e v e r i t y o f t h e d i s e a s e . 28 The a b i l i t y o f i n s u l i n t o p r e v e n t and r e v e r s e t h e SR c a l c i u m u p t a k e a b n o r m a l i t i e s i n t h e h e a r t h a s a l s o been s t u d i e d . G a n g u l y e t a l . ( 1 9 8 3 ) showed t h a t t h e d e p r e s s i o n o f SR c a l c i u m u p t a k e c o u l d be r e v e r s e d by 2 weeks o f i n s u l i n t r e a t m e n t . S i m i l a r i t y , s t u d i e s f r o m o u r l a b o r a t o r y have shown t h a t t h e d e f e c t c a n be p r e v e n t e d and r e v e r s e d by 4 weeks o f i n s u l i n t r e a t m e n t ( L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 4 ) . As m e n t i o n e d p r e v i o u s l y , t h e d e f e c t i n SR c a l c i u m u p t a k e a c t i v i t y may be due t o t h e e l e v a t i o n o f LCAC i n t h e S R . T h e l e v e l s o f t h e l a t t e r h a v e a l s o b e e n shown t o be n o r m a l i z e d by i n s u l i n t r e a t m e n t ( L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 4 ) . A n o t h e r f a c t o r t h a t may be r e s p o n s i b l e f o r t h e SR d e p r e s s i o n o b s e r v e d i n d i a b e t e s i s t h e m i c r o -2+ e n v i r o n m e n t s u r r o u n d i n g t h e Ca - s t i m u l a t e d A T P a s e p r o t e i n . The a l t e r e d c h o l e s t e r o l / p h o s p h o l i p i d r a t i o w h i c h has been u s e d a s a c r u d e gauge o f membrane f l u i d i t y and c o u l d a f f e c t t h e h y d r o p h i l i c e n v i r o n m e n t ( C o o p e r , 1 9 7 7 ) i s a l t e r e d i n d i a b e t e s a n d , m o r e o v e r , c a n be r e v e r s e d by i n s u l i n t r e a t m e n t ( G a n g u l y e t a l . , 1 9 8 3 ) . B e s i d e s t h e b i o c h e m i c a l and f u n c t i o n a l p a r a m e t e r s , i n s u l i n t h e r a p y i s a l s o e f f e c t i v e i n p r e v e n t i n g t h e d i a b e t e s - i n d u c e d u l t r a s t r u c t u r a l a l t e r a t i o n s i n t h e m y o c a r d i u m ( R e i n l a a n d A k e r b l o m , 1 9 8 4 ; B a a n d r u p , 1 9 8 0 ) . I n o n e s t u d y , i n s u l i n t r e a t m e n t was c a r r i e d o u t f o r 9 m o n t h s s t a r t i n g f r om t h e s e c o n d day o f i n d u c t i o n o f t h e d i s e a s e and t h e d i a b e t e s - i n d u c e d i n c r e a s e i n t h e amount o f m y o c a r d i a l c o n n e c t i v e t i s s u e c o u l d be p r e v e n t e d ( B a a n d r u p , 1 9 8 0 ) . I n a n o t h e r s t u d y , m o r p h o l o g i c a l d a m a g e c h a r a c t e r i z e d by e n l a r g e d m i t o c h o n d r i a and d i l a t e d s a r c o p l a s m i c r e t i c u l a r t u b u l e s was e v i d e n t 7 d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s . T h i s d e f e c t c o u l d be c o m p l e t e l y n o r m a l i z e d by i n s u l i n t r e a t m e n t ( R e i n l a and A k e r b l o m , 1 9 8 4 ) . I n c o n t r a s t t o t h e b e n e f i c i a l e f f e c t s o f i n s u l i n , c h r o n i c t o l b u t -29 a m i d e t h e r a p y i n a l l o x a n - d i a b e t i c dogs d i d n o t n o r m a l i z e t h e e f f e c t s o f d i a b e t e s . I n s t e a d , f u r t h e r r e d u c t i o n o f l e f t v e n t r i c u l a r f u n c t i o n and a w o r s e n i n g o f m y o c a r d i a l m o r p h o l o g y was s e e n d e s p i t e i m p r o v e d g l u c o s e t o l e r a n c e (Wu e t a l . , 1 9 7 7 ) . T h e s e e f f e c t s a r e p r o b a b l y d r u g - r e l a t e d a s h e a r t s f r o m c o n t r o l a n i m a l s t r e a t e d w i t h t h e d r u g w e r e a l s o a d v e r s e l y a f f e c t e d (Wu e t a l . , 1 9 7 7 ) . C l i n i c a l l y , a m a j o r p r o b l e m w i t h i n s u l i n t r e a t m e n t i s t h e h y p o -g l y c e m i a t h a t c a n be a s s o c i a t e d w i t h i t as w e l l as t h e l a c k o f a d e q u a t e c o n t r o l i n some d i a b e t i c s . M o r e o v e r , t h e m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s s e e n i n v a r i o u s c l i n i c a l s t u d i e s e x i s t d e s p i t e i n s u l i n t r e a t m e n t . E x p e r i m e n t a l l y , a d i s a d v a n t a g e w i t h u s i n g i n s u l i n as a t o o l t o i n v e s t i g a t e m e c h a n i s m s o f t h e c a r d i o m y o p a t h y i s t h a t i t i s n o n s p e c i f i c s i n c e i t r e v e r s e s m o s t known p r o b l e m s a s s o c i a t e d w i t h d i a b e t e s o r p r e v e n t s them f r o m o c c u r i n g , a t l e a s t i n t h e more a c u t e s t a g e s o f t h e d i s e a s e . I t i s t h u s d e s i r a b l e t o h a v e t r e a t m e n t s w h i c h s e l e c t i v e l y a f f e c t o n l y c e r t a i n a s p e c t s o f d i a b e t e s . By d o i n g s o , i t w o u l d b e p o s s i b l e t o c o r r e c t t h e s e p r o b l e m s i n d i v i d u a l l y and e s t i m a t e t h e s i g n i f i c a n c e o f e a c h i n c a u s i n g m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s . These t r e a t m e n t s a r e d e s c r i b e d 1n t h e f o l l o w i n g s e c t i o n s . One o f t h e m o s t i m p r e s s i v e o f s u c h t r e a t m e n t s h a s been t h a t o f v a n a -d a t e t r e a t m e n t . T h i s t r e a t m e n t was s e l e c t e d a s v a n a d a t e had been r e p o r t e d t o h a v e an i n s u l i n - l i k e e f f e c t ( D e g a n i e t a l . , 1 9 8 1 ; T a m u r a e t a l . , 1 9 8 3 ; S c h e t e r e t a l . , 1 9 8 0 ) and m o r e o v e r , v a n a d a t e h a s a l s o b e e n shown t o h a v e p o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t s ( S c h w a r t z e t a l . , 1 9 8 0 ; S c h o l z e t a l . , 1 9 8 0 ) . I n a s t u d y f r o m o u r l a b o r a t o r y , d i a b e t i c r a t s , a d m i n s -t e r e d v a n a d a t e d i d n o t e x h i b i t any g l y c o s u r i a and on s a c r i f i c e , h a d b l o o d g l u c o s e l e v e l s n o t d i f f e r e n t f r o m c o n t r o l s ( H e y ! i g e r e t a l . , 1 9 8 5 ) . The m e c h a n i s m o f t h e b l o o d g l u c o s e - l o w e r i n g e f f e c t o f v a n a d a t e i s a s y e t 30 s p e c u l a t i v e b u t t h e n e t r e s u l t i s an i n s u l i n l i k e e f f e c t . R e c e n t s t u d i e s have shown t h a t v a n a d a t e i n d u c e s p h o s p h o r y l a t i o n o f t h e i n s u l i n r e c e p t o r w h i c h i s m e d i a t e d v i a s t i m u l a t i o n o f t y r o s i n e k i n a s e ( T a m u r a e t a l 1 9 8 4 ) . C a r d i a c f u n c t i o n o f d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h v a n a d a t e was n o t d i f f e r e n t f r o m t h a t o f c o n t r o l s . T h i s f i n d i n g c o n f i r m s t h e p r e v i o u s o b s e r v a t i o n o f a c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e s e v e r i t y o f d i a b e t e s a n d t h e m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s ( T a h i l i a n i e t a l . , 1 9 8 3 ; F e i n e t a l . , 1 9 8 1 ) . B i o c h e m i c a l s t u d i e s a r e c u r r e n t l y i n p r o g r e s s i n o u r l a b o r a t o r y and no d a t a a r e a v a i l a b l e as y e t . In v i e w o f t h e o u t s t a n d i n g s u c c e s s o f v a n a d a t e i n c o n t r o l l i n g a l l o f t h e symptoms and a b n o r m a l i t i e s o f d i a b e t e s s t u d i e d ( H e y ! i g e r e t a l . , 1 9 8 5 ) , n o r m a l i z a t i o n o f t h e b i o c h e m i c a l p a r a m e t e r s w o u l d n o t b e u n e x p e c t e d . T h u s , a l t h o u g h t h e d i s c o v e r y o f v a n a d a t e a s a h y p o g l y c e m i c a g e n t d o e s n o t r e s o l v e t h e p r o b l e m o f t h e mechan ism by w h i c h d i a b e t e s i n d u c e s m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s , t h e f i n d i n g i s o b v i o u s l y s i g n i f i c a n t . O t h e r t r e a t m e n t s A s m e n t i o n e d a b o v e , o n e o f t h e f e a t u r e s o f d i a b e t e s i s t h e p r e -s e n c e o f a h y p o t h y r o i d s t a t e . S i n c e h y p o t h y r o i d i s m i s known t o a f f e c t m y o c a r d i a l m y o s i n A T P a s e , D i l l m a n n ( 1 9 8 2 ) a t t e m p t e d t o n o r m a l i z e t h e a l t e r e d m y o s i n A T P a s e w i t h T 3 t r e a t m e n t . W h i l e a l o w e r d o s e ( 3 ^ g / k g / d a y ) d i d n o t a f f e c t t h e i s o e n z y m e c o m p o s i t i o n , a l a r g e r p h a r m a c o l o g i c a l d o s e ( 3 0 n g / k g / d a y ) n o r m a l i z e d t h e m y o s i n A T P a s e . I n t h a t s t u d y , t h e t h y r o i d h o r m o n e l e v e l s o f d i a b e t i c a n i m a l s t r e a t e d w i t h T ^ w e r e n o t r e p o r t e d and s o t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e l o w e r d o s a g e p r o t o c o l i n c o r -r e c t i n g t h e t h y r o i d d e f i c i e n c y i n d i a b e t i c a n i m a l s i s n o t k n o w n . The d e c r e a s e i n h e a r t r a t e o c c u r i n g a s a r e s u l t o f d i a b e t e s i s a l s o c o r r e c -t a b l e by t h y r o i d hormone t r e a t m e n t ( G a r b e r e t a l . , 1983 ) b u t m y o c a r d i a l 31 f u n c t i o n i s d e p r e s s e d d e s p i t e t h e t r e a t m e n t ( T a h i l i a n i a n d M c N e i l l , 1 9 8 4 ) . The s u g g e s t i o n t h a t d i a b e t e s may i n d u c e a d e c r e a s e i n T3 b i n d i n g i n t h e h e a r t ( G a r b e r e t a l . , 1 9 8 3 ) i s p o s s i b l e , b u t a m o r e l i k e l y e x p l a n a t i o n f o r t h e i n a b i l i t y o f t h y r o i d hormone t o c o r r e c t t h e d i a b e t e s -i n d u c e d f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s c o u l d be t h e f a c t t h a t s y s t e m s b e s i d e s m y o s i n A T P a s e w h i c h a r e known t o r e g u l a t e c a r d i a c c o n t r a c t i l i t y ( s u c h as t h e a b i l i t y o f SR t o t a k e up c a l c i u m ) a r e a l t e r e d by d i a b e t e s a n d n o t c o r r e c t e d b y T 3 t r e a t m e n t ( G a n g u l y e t a l . , 1 9 8 3 ; T a h i l i a n i a n d M c N e i l l , 1 9 8 4 ) . V a r i o u s t r e a t m e n t s h a v e a l s o been t r i e d i n a t t e m p t s t o c o r r e c t t h e a b n o r m a l i t y o f c a l c i u m u p t a k e i n t h e SR. As m e n t i o n e d a b o v e , t h e d e p r e s -s i o n seems t o b e a r e s u l t o f e l e v a t e d l e v e l s o f LCAC i n t h e S R . T h e r e a r e two l i n e s o f e v i d e n c e w h i c h s u p p o r t t h i s v i e w . F i r s t , t h e two e v e n t s o c c u r s i m u l t a n e o u s l y u n d e r v a r i o u s c o n d i t i o n s s u c h a s d i a b e t e s o r e u t h y -r o i d d i a b e t e s ( T a h i l i a n i and M c N e i l l , 1 9 8 4 ) . I n s u l i n t r e a t m e n t w h i c h p r e v e n t s and r e v e r s e s t h e e l e v a t i o n o f LCAC a l s o p r e v e n t s and r e v e r s e s t h e d e p r e s s i o n o f SR c a l c i u m u p t a k e i n d i a b e t i c r a t s ( L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 4 ) . S e c o n d , i n v i t r o s t u d i e s have shown t h a t p a l m i t y l c a r n i t i n e i s a p o t e n t i n h i b i t o r o f c a l c i u m t r a n s p o r t i n t h e SR (Adam e t a l . , 1 9 7 8 ) . T h u s , a t t e m p t s t o c o r r e c t t h e c a l c i u m u p t a k e have been made by c o r r e c t i n g t h e e l e v a t i o n o f LCAC i n t h e S R . One o f t h e t r e a t m e n t s t r i e d was t h e use o f c a r n i t i n e . A l t h o u g h t h e mechan ism f o r t h e c a r n i t i n e - i n d u c e d l o w e r i n g o f c a r d i a c LCAC i s n o t u n d e r s t o o d , a d e f i n i t e l o w e r i n g i s o b t a i n e d i n r a t s ( L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 4 ) . In k e e p i n g w i t h t h e h y p o t h e s i s t h a t LCAC a r e r e s p o n s i b l e f o r t h e d e p r e s s i o n o f c a r d i a c S R , c a r n i t i n e t r e a t m e n t a l s o r e v e r s e d t h e SR d e p r e s s i o n . H o w e v e r , t h e m y o c a r d i a l f u n c t i o n a l d e p r e s s i o n was n o t a f f e c t e d by c a r n i t i n e t r e a t m e n t ( L o p a s c h u k e t a l . , 32 1 9 8 4 ) . The s t u d y s u g g e s t e d t h a t , l i k e t h e d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e , d e p r e s s e d SR c a l c i u m u p t a k e i s n o t t h e o n l y f a c t o r c o n t r i b u t i n g t o w a r d s a l t e r e d f u n c t i o n i n d i a b e t e s . I V . THE STREPTOZOTOCIN-DIABETIC RAT MODEL D i a b e t e s c a n b e i n d u c e d e x p e r i m e n t a l l y i n a n i m a l s u s i n g e i t h e r s t r e p t o z o t o c i n ( S T Z ) ( R a k i e t e n e t a l . , 1 9 6 3 ) o r a l l o x a n ( D u n n a n d M c L e t c h i e , 1 9 4 3 ) . T h e d i a b e t i c s y n d r o m e p r o d u c e d by e i t h e r d r u g i s s i m i l a r b u t t h e mechan isms by w h i c h t h e y p r o d u c e d i a b e t e s a r e n o t a s w e l l u n d e r s t o o d . T h e r e a p p e a r s t o be some d e b a t e a s t o w h i c h k i n d o f human d i a b e t e s i s m i m i c k e d by t h e synd rome p r o d u c e d by e i t h e r a l l o x a n o r S T Z . On t h e one h a n d , b o t h d e f i n i t e l y c a u s e b e t a c e l l damage w h i c h w o u l d s u g g e s t t h a t t h e d i a b e t e s i s o f t h e Type I f o r m . H o w e v e r , i n s u l i n l e v e l s a r e r e d u c e d by o n l y 50% as compared w i t h c o n t r o l s and S T Z - t r e a t e d a n i m a l s c a n s u r v i v e w i t h o u t a d m i n s t r a t i o n o f e x o g e n o u s i n s u l i n s u g g e s t i n g t h a t t h e c o n d i t i o n i s n o t i n s u l i n - d e p e n d e n t . R e c e n t l y , S c h a f f e r e t a l . , ( 1 9 8 5 ) h a v e d e v e l o p e d a model o f NIDDM by i n j e c t i n g 3 day o l d r a t s w i t h S T Z . T h e s e r a t s had m a r k e d g l u c o s e i n t o l e r a n c e , a s d e t e r m i n e d by i n t r a -p e r i t o n e a l g l u c o s e t o l e r a n c e t e s t s , b u t f a s t i n g and non f a s t i n g p l a s m a g l u c o s e l e v e l s were n e a r normal up t o 12 months a f t e r t h e i n j e c t i o n . A l l o x a n - i n d u c e d d i a b e t e s i s p r e c e d e d by a c h a r a c t e r i s t i c t r i p h a s i c r e s p o n s e i n b l o o d g l u c o s e l e v e l s ( L u n d q u i s t and R e r u p , 1 9 6 7 ) . A s i m i l a r r e s p o n s e t o STZ h a s a l s o been r e p o r t e d ( J u n o d e t a l . , 1 9 6 9 ) . The v a r i a -t i o n s i n b l o o d g l u c o s e w i t h a l l o x a n a r e as f o l l o w s : 1 . An i n i t i a l s h o r t l a s t i n g h y p e r g l y c e m i a , w h i c h i s p r o b a b l y d u e t o i n c r e a s e d g l y c o g e n o l y s i s In t h e l i v e r , 2 . A t r a n s i e n t h y p o g l y c e m i a w h i c h i s p r o b a b l y due t o a v a i l a b i l i t y o f l a r g e a m o u n t s o f i n s u l i n r e l e a s e d by b e t a c e l l damage ; t h i s p h a s e l a s t s 33 a b o u t 48 h o u r s , and 3 . A pe rmanen t h y p e r g l y c e m i a . W i t h r e s p e c t t o t h e m e c h a n i s m s o f d i a b e t o g e n i c i t y , o n l y h y p o t h e s e s a r e a v a i l a b l e . A l l o x a n i s t a k e n up by p a n c r e a t i c c e l l s and may be r e d u c e d t o d i a l u r i c a c i d . T h e s e two compounds t h e n f o r m an o x i d a t i o n - r e d u c t i o n c y c l e , t h e n e t r e s u l t o f w h i c h i s g e n e r a t i o n o f h i g h l y r e a c t i v e o x y g e n -c o n t a i n i n g f r e e r a d i c a l s w h i c h c o u l d t h e n d a m a g e t h e b e t a c e l l s ( M a L a i s s e , 1 9 8 2 ) . S T Z , on t h e o t h e r h a n d , w h i c h h a s a g l u c o s e m o i e t y ( 2 - d e o x y D - g l u c o s e ) c o u p l e d t o N - n i t r o s o m e t h y l u r e a may b e t a k e n up v i a t h e g l u c o s e t r a n s p o r t s y s t e m i n t h e p a n c r e a s , w h i c h w o u l d e x p l a i n i t s a c c u m u l a t i o n i n t h e p a n c r e a t i c i s l e t s ( J o h a n s o n and T j a l v e , 1 9 7 8 ) . How i t p r o d u c e s i t s d i a b e t o g e n i c e f f e c t beyond t h i s s t e p i s n o t known . A r e c e n t s t u d y h a s s u g g e s t e d t h e i n v o l v e m e n t o f immune r e s p o n s e s , a t l e a s t i n t h e p r o d u c t i o n o f m u l t i p l e d o s e STZ (40 m g / d a y f o r 5 d a y s ) - i n d u c e d d i a b e t e s ( K i m a n d S t i e n b e r g , 1 9 8 4 ) . The e v i d e n c e s u g g e s t i n g t h i s c o n c l u s i o n was t h a t d i a b e t e s p r o d u c e d u s i n g t h i s d o s a g e p r o t o c o l c o u l d n o t be p r o d u c e d i n T - c e l 1 - d e f i c l e n t m i c e and s e c o n d l y , l o w d o s e - S T Z - p r e t r e a t e d m i c e were r e n d e r e d d i a b e t i c b y t h e t r a n s f e r o f s p l e e n c e l l s f r o m STZ d i a b e t i c m i c e . I t i s t h u s p o s s i b l e t h a t STZ may m o d i f y t h e b e t a c e l l a n d t h u s t r i g g e r an au to immune r e s p o n s e w h i c h l e a d s t o t h e i r d e s t r u c t i o n . I f t h i s t h e o r y i s c o r r e c t , t h e n i t w o u l d add a d d i t i o n a l w e i g h t t o t h e s u g g e s t i o n t h a t S T Z - i n d u c e d d i a b e t e s i s Type I a s an au to immune component i s t h o u g h t t o b e o f i m p o r t a n c e i n Type I d i a b e t e s . H o w e v e r , i t s h o u l d be n o t e d t h a t w h i l e t h e s t u d y by K im and S t e i n b e r g (1984) may e x p l a i n t h e d i a b e t o g e n i c e f f e c t s o f m u l t i p l e d o s i n g , a c u t e i n j e c t i o n s o f l a r g e r amounts o f STZ c a n a l s o p r o d u c e d i a b e t e s i n a much s h o r t e r t i m e s p a n i n w h i c h an au to immune r e s p o n s e l i k e l y wou ld n o t o c c u r . 34 P U R P O S E O F T H E P R E S E N T I N V E S T I G A T I O N A l t h o u g h i n s u l i n t r e a t m e n t i n v i v o h a s b e e n shown t o h a v e b e n e -f i c i a l e f f e c t s on d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l d y s f u n c t i o n , i t i s n o t known w h e t h e r t h e s e b e n e f i c i a l e f f e c t s o f i n s u l i n t h e r a p y a r e due t o i t s d i r e c t m y o c a r d i a l e f f e c t s o r a r e s e c o n d a r y t o i t s e f f e c t s on m e t a b o l i s m . A s m e n t i o n e d i n t h e p r e c e e d i n g s e c t i o n on t h e d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r -d i a l a l t e r a t i o n s , m y o c a r d i a l i m p a i r m e n t i n d u c e d by a c u t e a l l o x a n d i a b e t e s h a s b e e n s u g g e s t e d t o a r i s e a s a r e s u l t o f i m p a i r e d g l u c o s e u p t a k e ( M i l l e r , 1979 ) s i n c e t h e i m p a i r m e n t c o u l d be n o r m a l i z e d by an i n c r e a s e i n p e r f u s a t e g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n s a s w e l l a s b y t h e i n c l u s i o n o f i n s u l i n i n t h e b u f f e r . H o w e v e r , no s u c h i m p a i r m e n t was s e e n i n t h e s t u d y b y V a d l a m u d i e t a l . , ( 1 9 8 2 ) u n t i l 3 0 d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s w i t h a l l o x a n . H e n c e , t h e p r e s e n t i n v e s t i g a t i o n was u n d e r t a k e n t o r e - e v a l u a t e t h e e f f e c t s o f 3 d a y s o f d i a b e t e s on m y o c a r d i a l p e r f o r m a n c e and t h e e f f e c t s o f i n v i t r o i n s u l i n p e r f u s i o n on t h e c a r d i a c f u n c t i o n o f a c u t e l y S T Z -d i a b e t i c r a t s . We w e r e a l s o i n t e r e s t e d i n t h e e f f e c t s o f i n c r e a s i n g p e r f u s a t e g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n s on m y o c a r d i a l f u n c t i o n i n d i a b e t i c and c o n t r o l a n i m a l s . We w e r e a l s o i n t e r e s t e d i n d e t e r m i n i n g w h e t h e r t h e b e n e -f i c i a l e f f e c t s o f i n s u l i n t r e a t m e n t on d i a b e t e s i n d u c e d m y o c a r d i a l a b n o r -m a l i t i e s were due t o t h e d i r e c t m y o c a r d i a l e f f e c t s o f i n s u l i n o r were due t o t h e s e c o n d a r y e f f e c t s o f i n s u l i n i n c h r o n i c (6 w e e k ) d i a b e t i c s . The r a t i o n a l e f o r s t u d y i n g t h e e f f e c t s o f H u m u l i n ® ( w h i c h i s g l u c a g o n - f r e e ) was t o e l i m i n a t e t h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e e f f e c t s o f i n s u l i n we w e r e o b s e r v i n g w e r e due t o g l u c a g o n a s t h e l a t t e r i s known t o be p r e s e n t i n 35 c o m m e r c i a l i n s u l i n p r e p a r a t i o n s . I n t h e o t h e r p a r t o f t h e p r e s e n t I n v e s t i g a t i o n , we have a t t e m p t e d t o n o r m a l i s e t h e d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s by u s i n g a number o f i n t e r v e n t i o n s w i t h d i f f e r e n t p r o p o s e d m e c h a n i s m s o f a c t i o n . T h e f i r s t o n e u s e d w a s m e t h y l p a l m o x i r a t e ( a l s o k n o w n a s m e t h y l 2 - t e t r a d e c y l g l y c i d a t e ) , a compound s y n t h e s i z e d by M c N e i l L a b o r a t o r i e s i n a s e a r c h f o r newer h y p o g l y c e m i c a g e n t s . I t i s a f a t t y a c i d a n a l o g and t h e s t r u c t u r e i s shown i n f i g u r e 3 . The d r u g h a s b e e n r e p o r t e d t o h a v e a b l o o d g l u c o s e - l o w e r i n g e f f e c t w h i c h i s m o s t p r o n o u n c e d i n a n i m a l s w h i c h depend on f a t t y a c i d s as t h e i r s o u r c e f o r m e t a b o l i c f u e l s u c h as d i a b e t i c a n d / o r s t a r v e d a n i m a l s ( T u t w i l e r e t a l . , 1 9 7 9 ) . The m e c h a n i s m o f a c t i o n o f m e t h y l p a l m o x i r a t e i s s u g g e s t e d t o be v i a i n h i b i t i o n o f f a t t y a c i d m e t a b o l i s m w h i c h i s b r o u g h t a b o u t by i n h i b i t i o n o f c a r n i t i n e a c y l t r a n s -f e r a s e , t h e l a t t e r b e i n g r e s p o n s i b l e f o r t h e f o r m a t i o n o f f a t t y a c y l c a r n i t i n e s a n d t h u s t r a n s f e r o f f a t t y a c i d s f r o m t h e c y t o s o l t o t h e m i t o c h o n d r i a ( s e e f i g u r e 2 ) . In t h i s w a y , t h e u t i l i s a t i o n o f g l u c o s e i s i n c r e a s e d and b l o o d g l u c o s e i s l o w e r e d , an o b s e r v a t i o n w h i c h i s c o n s i s -t e n t w i t h R a n d l e ' s g l u c o s e - f a t t y a c i d c y c l e ( R a n d l e e t a l . , 1 9 6 6 ) . The compound was t h u s i n t e r e s t i n g t o us f o r two r e a s o n s . F i r s t , i t d e c r e a s e d t h e f o r m a t i o n o f LCAC and t h u s w o u l d be e x p e c t e d t o n o r m a l i s e t h e d e p r e s -s i o n o f c a l c i u m u p t a k e i n t h e S R . S e c o n d , i t was shown t o c o n t r o l h y p e r -g l y c e m i a i n d i a b e t i c a n i m a l s and so c o u l d be u s e d as a t o o l f o r s t u d y i n g t h e c o n t r i b u t i o n o f e l e v a t e d g l u c o s e l e v e l s t o d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s . T h e r e s u l t s o f e x p e r i m e n t s w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e p r o v e d t o be p a r t i a l l y s u c c e s s f u l , 1n t h a t t h e d r u g p r e v e n t e d t h e e l e v a t i o n o f LCAC a n d t h e r e s u l t i n g d e p r e s s i o n o f c a l c i u m u p t a k e i n t h e S R , b u t i t was 36 u n a b l e t o c o n t r o l e i t h e r t h e h y p e r g l y c e m i a o r t h e f u n c t i o n a l d e p r e s s i o n i n d u c e d by d i a b e t e s . H e n c e , we t e s t e d a c o m b i n a t i o n t h e r a p y o f m e t h y l p a l m o x i r a t e w i t h T 3 t r e a t m e n t 1n S T Z - d i a b e t i c r a t s , a s t h e l a t t e r h a s b e e n shown t o p r e v e n t t h e d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e i n t h e h e a r t s o f d i a b e t i c r a t s ( D i l l m a n n , 1 9 8 2 ; G a r b e r e t a l . , 1 9 8 3 ) . S i n c e t h e t r e a t m e n t s u c c e s s f u l l y p r e v e n t e d t h e f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s , t h e r e b y s u g g e s t i n g t h a t t h e f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n was due t o a c o m b i n a t i o n o f d e p r e s s e d m y o c a r d i a l SR c a l c i u m u p t a k e and d e p r e s s e d m y o c a r d i a l m y o s i n A T P a s e , we c a r r i e d o u t t r e a t m e n t w i t h a n o t h e r d r u g c o m b i n a t i o n w h i c h w o u l d be e x p e c t e d t o h a v e s i m i l a r r e s u l t s . T h i s was t h e r a t i o n a l e f o r u s i n g a c o m b i n a t i o n o f T ^ a n d c a r n i t i n e , a s t h e l a t t e r a l s o p r e v e n t s t h e e l v a t i o n o f L C A C i n t h e m y o c a r d i u m a n d p r e v e n t s t h e d e p r e s s i o n o f m y o c a r d i a l SR c a l c i u m u p t a k e ( L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 4 ) . 37 MATERIALS AND METHODS A) MATERIALS J_ R a d i o i s o t o p e s : 4 5 C a C l 2 ( l O n C i / m o l e ) a n d (1 - 1 4 C ) a c e t y l CoA w e r e p u r c h a s e d f rom Amersham R a d i o c h e m i c a l s ( T o r o n t o , O n t a r i o ) . II Enzyme C a r n i t i n e a c e t y l t r a n s f e r a s e was p u r c h a s e d f rom Sigma C h e m i c a l C o . I I I C h e m i c a l s : T h e f o l l o w i n g c h e m i c a l s w e r e p u r c h a s e d f r o m S i g m a C h e m i c a l C o . : T r i z m a A d e n o s i n e T r i p h o s p h a t e ( T r i s - A T P ) , 1 X 8 - 4 0 0 - 1 Dowex a n i o n e x c h a n g e r e s i n , B o v i n e Serum A l b u m i n , L - h i s t i d i n e f r e e b a s e , EGTA, EDTA, m a g n e s i u m c h l o r i d e , p o t a s s i u m c h l o r i d e , s o d i u m c h l o r i d e , s o d i u m a z i d e , s u c r o s e , T r i z m a b a s e , T r i z m a H C 1 , T r i z m a m a l e a t e , D , L - c a r n i t i n e , L - c a r n i t i n e , a c e t y l c o e n z y m e A , c o p p e r s u l f a t e , d e o x y c h o l a t e , 3 , 5 , 3 ' t r i i o d o t h y r o n i n e , c i t r i c a c i d , t r i s o d i u m s a l t o f c i t r i c a c i d . C a l c i u m c h l o r i d e d i h y d r a t e , T r i z m a o x a l a t e , D - g l u c o s e , sod ium b i c a r b o n a t e were p u r c h a s e d f rom A v a l a r C h e m i c a l s . Sod ium t e t r a t h i o n a t e was p u r c h a s e d f rom P i e r c e C h e m i c a l C o . Aquaso l® was p u r c h a s e d f r om New E n g l a n d N u c l e a r . R e g u l a r i n s u l i n ( lOOU/mL) was p u r c h a s e d f r om Connaugh t L a b o r a t o r i e s and Humul in® f rom E l i L i l l y and C o . . S t r e p t o z o t o c i n was g e n e r o u s l y d o n a t e d by Up john P h a r m a c e u t i c a l s . M e t h y l p a l m o x i r a t e was a g e n e r o u s g i f t f r om M c N e i l L a b o r a t o r i e s . 3 8 A s s a y k i t s : A s s a y k i t s f o r t h e f o l l o w i n g s u b s t a n c e s were p u r c h a s e d f r om B o e h r i n g e r Mannheim Canada : g l u c o s e , t r i g l y c e r i d e s , c h o l e s t e r o l , and t o t a l l i p i d s . I n s u l i n a s s a y k i t s were p u r c h a s e d f r om Amersham. T 3 and a s s a y k i t s were p u r c h a s e d f rom A b b o t t L a b o r a t o r i e s . A n i m a l s : F e m a l e W i s t a r r a t s ( C a n a d i a n B r e e d i n g F a r m s , M o n t r e a l ) w e i g h i n g betweem 150 and 175 g we re u s e d t h r o u g h o u t t h e s t u d y . They r e c e i v e d f o o d and w a t e r ad l i b i t u m . B) METHODS I. P r e p a r a t i o n o f A n i m a l s a ) I n d u c t i o n o f d i a b e t e s : The r a t s were made d i a b e t i c by a s i n g l e i n t r a v e n o u s i n j e c t i o n o f s t r e p t o z o t o c i n (STZ) (55mg/kg ) d i s s o l v e d i n 0 .1M c i t r a t e b u f f e r . The b u f f e r was made by m i x i n g 0 . 1 M c i t r i c a c i d and 0 . 1 M s o d i u m c i t r a t e u n t i l a pH o f 4 . 5 was o b t a i n e d . R a t s we re a n a e s t h e t i z e d l i g h t l y w i t h d i e t h y l e t h e r and t h e i r t a i l v e i n s d i l a t e d by i n s e r t i n g i n t o warm w a t e r . C o n t r o l r a t s w e r e i n j e c t e d w i t h t h e b u f f e r a l o n e . The o n s e t o f d i a b e t e s was a s s e s s e d by t e s t i n g f o r u r i n e g l u c o s e u s i n g TesTape® ( L i l l y ) . When a n i m a l s w e r e t o be u s e d t h r e e d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s , t h e y were s a c r i f i c e d a b o u t 72 h o u r s a f t e r t h e i n j e c t i o n o f S T Z . b) T r e a t m e n t p r o t o c o l s : GENERAL : V a r i o u s t r e a t m e n t s h a v e b e e n u s e d i n t h e c o u r s e o f t h e s t u d y . I n g e n e r a l , a f t e r d i a b e t e s was a s c e r t a i n e d a s m e n t i o n e d a b o v e , t h e a n i m a l s w e r e d i v i d e d i n t o e q u a l g r o u p s . T h i s was u s u a l l y done t h r e e d a y s a f t e r t h e y w e r e i n j e c t e d w i t h S T Z . One s u b g r o u p i n e a c h g r o u p r e c e i v e d t h e t r e a t m e n t w i t h t h e d r u g w h i l e t h e o t h e r s u b g r o u p s e r v e d as a c o n t r o l . 39 A n i m a l s we re w e i g h e d d a i l y a t t h e t i m e o f d r u g o r v e h i c l e a d m i n i s t r a t i o n and whe re a c h a n g e i n g l u c o s e l e v e l s was e x p e c t e d , t h e u r i n e g l u c o s e was m o n i t o r e d d a i l y . D rug a d m i n i s t r a t i o n was u s u a l l y done a r o u n d 3 p . m . and e f f o r t s were made t o keep t h i s t i m e c o n s t a n t t h r o u g h o u t t h e s t u d y . i ) M e t h y l p a l m o x i r a t e s t u d y : T h r e e d a y s a f t e r i n j e c t i o n o f S T Z , b o t h c o n t r o l s and d i a b e t i c s w e r e r a n d o m l y d i v i d e d i n t o two s u b g r o u p s . W h i l e o n e s u b g r o u p f r o m e a c h r e c e i v e d 1 m L / k g o f 1 . 5 % t r a g a c a n t h s u s p e n s i o n v i a an i n t r a g a s t r i c t u b e , t h e o t h e r s u b g r o u p o f e a c h r e c e i v e d 2 5 m g / k g m e t h y l p a l m o x i r a t e p . o . a s a s u s p e n s i o n i n 1.5% t r a g a c a n t h . D a i l y t r e a t m e n t w i t h t h e d r u g was c o n t i n u e d f o r s i x weeks a t w h i c h p o i n t t h e a n i m a l s were s a c r i f i c e d . i i ) T 3 a n d m e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t : T h r e e d a y s a f t e r STZ t r e a t m e n t , c o n t r o l s and d i a b e t i c a n i m a l s we re d i v i d e d i n t o f o u r s u b g r o u p s e a c h . One s u b g r o u p f r o m e a c h r e c e i v e d 1 m L / k g o f a 1 .5% t r a g a c a n t h s u s p e n s i o n p . o . a n d l m L / k g a l k a l i n e s a l i n e s . c . d a i l y . T h e s e g r o u p s s e r v e d a s t h e c o n t r o l g r o u p s . A n o t h e r s e t o f s u b g r o u p s (one c o n t r o l and o n e d i a b e t i c ) r e c e i v e d 30 ^ g / k g T 3 d i s s o l v e d i n a l k a l i n e s a l i n e s . c . d a i l y f o r s i x w e e k s . The t h i r d s e t o f s u b g r o u p s r e c e i v e d a d a i l y d o s e o f m e t h y l p a l m o x i r a t e (25 mg /kg i n 1.5% t r a g a c a n t h p . o . ) f o r s i x weeks w h i l e t h e l a s t s e t r e c i e v e d b o t h T 3 a n d m e t h y l p a l m o x i r a t e i n t h e a b o v e m e n t i o n e d d o s e s d a i l y a l s o f o r s i x w e e k s . A f t e r c o m p l e t i o n o f t h e t r e a t m e n t o r when t h e d e s i r e d t i m e p o i n t was a c h i e v e d , t h e r a t s w e r e s a c r i f i c e d b y d e c a p i t a t i o n a n d b l o o d w a s c o l l e c t e d i n h e p a r i n i z e d t u b e s . H e a r t s w e r e e x c i s e d i m m e d i a t e l y and u s e d f o r e i t h e r p e r f u s i o n , as d e s c r i b e d b e l o w f o r f u n c t i o n s t u d i e s , o r f o r t h e p r e p a r a t i o n o f s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m ( S R ) . B l o o d was c e n t r i f u g e d a t 1500 rpm f o r 10 m i n . and t h e p l a s m a s e p a r a t e d and f r o z e n a t - 2 0 ° C . A t a l a t e r 40 t i m e ( u s u a l l y w i t h i n 3 w e e k s ) i t was t h a w e d and u s e d f o r e s t i m a t i o n o f i n s u l i n , g l u c o s e , t o t a l l i p i d s , t r i g l y c e r i d e s , c h o l e s t e r o l , T3 and l e v e l s . I I . I s o l a t e d p e r f u s e d w o r k i n g h e a r t p r e p a r a t i o n The m e t h o d u s e d f o r p e r f u s i n g h e a r t s i s a m o d i f i c a t i o n o f N e e l y ' s w o r k i n g h e a r t p r e p a r a t i o n a s d e s c r i b e d b y R o d g e r s e t a l ( 1 9 8 1 ) , a s c h e m a t i c o f w h i c h i s shown i n f i g u r e 4 . The p e r f u s i o n f l u i d u s e d was t h a t d e s c r i b e d by Chenoweth and K o e l l e (1946 ) and c o n t a i n e d t h e f o l l o w i n g ( i n mM) : N a C l , 1 2 0 ; K C 1 , 5 . 6 , M g C l 2 , 2 . 1 ; C a C l 2 , 2 . 1 8 a n d N a H C 0 3 , 1 9 . G l u c o s e c o n c e n t r a t i o n s v a r y i n g be tween 5 and 20mM w e r e u s e d f o r p a r t o f t h e s t u d y . When no t s p e c i f i e d , t h e c o n c e n t r a t i o n o f g l u c o s e u s e d was l O m M . R e g u l a r i n s u l i n o r H u m u l i n ® (5mU/mL) w e r e u s e d i n p a r t o f t h e s t u d y . E a c h h e a r t was p e r f u s e d e i t h e r i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f i n s u l i n . The b u f f e r was c o n s t a n t l y o x y g e n a t e d w i t h 95% o x y g e n a n d 5% c a r b o n d i o x i d e a n d t h e t e m p e r t u r e m a i n t a i n e d w i t h t h e a i d o f w a t e r j a c k e t s a t 37±1° C (pH 7 . 4 ) . A 3 cm p i e c e o f PE 90 t u b i n g was a t t a c h e d on one s i d e t o a S t a t h a m P23AA t r a n s d u c e r ( G o u l d S t a t h a m I n s t r u m e n t s ) v i a a 20 g a u g e n e e d l e and t o a n o t h e r 20 g a u g e n e e d l e on t h e o t h e r s i d e . L e f t v e n t r i c u l a r d e v e l o p e d p r e s s u r e ( L V D P ) was m e a s u r e d by i n s e r t i n g t h e l a t t e r n e e d l e t h r o u g h t h e a p e x o f t h e h e a r t I n t o t h e l e f t v e n t r i c l e . I n t r a a o r t i c p r e s s u r e w a s m e a s u r e d b y c o n n e c t i n g a n o t h e r S t a t h a m t r a n s d u c e r t o t h e s i d e arm o f t h e a o r t i c o u t f l o w s y s t e m . The h e a r t s were s u b j e c t e d t o a 75 cm w a t e r c o l u m n a f t e r l o a d and t h e e j e c t i o n f r o m t h e h e a r t was b u f f e r e d by 2 - 3 mL o f a i r 1n t h e a o r t i c o u t f l o w s y s t e m . L V D P , I n t r a a o r t i c p r e s s u r e , f i r s t d e r i v a t i v e o f t h e LVDP and t h e h e a r t r a t e w e r e r e c o r d e d on a G r a s s Mode l 79D p o l y g r a p h . The h e a r t s were s t i m u l a t e d 41 F i g u r e 4 : A s c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o n o f t h e w o r k i n g h e a r t a p p a r a t u s . R a t h e a r t s a r e f i r s t p e r f u s e d i n t h e r e t r o g r a d e mode by way o f t h e a o r t a w i t h b u f f e r f r o m t h e j a c k e t e d r e s e r v o i r A . The h e a r t i s t h e n p e r f u s e d by way o f t h e l e f t a t r i u m w i t h b u f f e r f r o m r e s e v o i r B . C o n s t a n t l e v e l f l u i d r e s e r v o i r s C and D a r e u s e d f o r m a i n t a i n g c o n s t a n t p e r f u s i o n p r e s s u r e w h i c h c a n be c h a n g e d by r a i s i n g o r l o w e r i n g t h e r e s e r v o i r s . The h e a r t pumps a g a i n s t an a f t e r l o a d o f 75 cm HpO ( r e s i s t a n c e u n i t i s s h o w n a s E a b o v e ) . F i s t h e c a p a c i t a n c e u n i t c o n t a i n i n g 2 - 3 ml o f a i r and i s u s e d t o p r o v i d e e l a s t i c i t y t o t h e s y s t e m . T r a n s d u c e r s G and H r e c o r d t h e p r e s s u r e s i n t h e v e n t r i c l e and t h e a o r t i c o u t f l o w s y s t e m r e s p e c t i v e l y . P l a t i n u m e l e c t r o d e s a r e p l a c e d on t h e l e f t a t r i u m t o pace t h e h e a r t a t 300 b e a t s p e r m i n u t e . 43 by means o f p l a t i n u m e l e c t r o d e s p l a c e d on t h e l e f t a t r i u m a t t w i c e t h e t h r e s h o l d v o l t a g e w i t h s q u a r e p u l s e s o f 5 msec d u r a t i o n f r o m a G r a s s M o d e l SD9D s t i m u l a t o r t o g i v e a r a t e o f 300 b e a t s / m i n . The d a t a w e r e c o l l e c t e d and a n a l y z e d w i t h a m i c r o c o m p u t e r a c c o r d i n g t o t h e m e t h o d o f H a r r i s e t a l . , ( 1 9 8 3 ) u s i n g an A p p l e I I P l u s " c o m p u t e r w i t h a M o u n t a i n h a r d w a r e b o a r d . T h e p r e s s u r e t r a n s d u c e r s i g n a l f r o m t h e p o l y g r a p h was s a m p l e d a t 667 Hz o v e r a 1.5 s e c o n d d u r a t i o n a t e a c h p o i n t where t h e d a t a w e r e r e c o r d e d . S i x c o m p l e t e c a r d i a c p u l s e s w e r e t h u s o b t a i n e d a n d a n a l y z e d u s i n g v a r i o u s c u r v e f i t t i n g t e c h n i q u e s t o d e t e r m i n e p u l s e h e i g h t , s l o p e s o f t h e c u r v e s , a r e a s u n d e r t h e c u r v e s , t i m e s f o r c o n t r a c t i o n , r e l a x a t i o n a n d t h e t o t a l t i m e o f t h e p u l s e . V a l u e s f r o m t h r e e p u l s e s were a v e r a g e d t o p r o d u c e d a t a v a l u e s a t e a c h p o i n t . F u n c t i o n c u r v e s w e r e p e r f o r m e d o n e a c h h e a r t a f t e r i t h a d e q u i l i b r a t e d f o r a b o u t 10 m i n u t e s a t a l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e o f 15 cm HgO. S t u d i e s w e r e p e r f o r m e d by v a r y i n g t h e h e i g h t o f t h e l e f t a t r i a l f i l l i n g r e s e r v o i r (and t h u s v a r y i n g l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e ) f r o m 5 t o 2 2 . 5 cm H 2 0 i n 2 . 5 cm s t e p s . The h e i g h t was f i r s t l o w e r e d f r o m 15 cm t o 5 c m ; i n c r e a s e d t o 2 2 . 5 cm and f i n a l l y l o w e r e d t o 15 c m , d a t a b e i n g r e c o r d e d a t e a c h p o i n t a f t e r 1 t had s t a b i l i z e d ( u s u a l l y b e t w e e n 45 s e e s and 1 m i n ) . A c o m p l e t e f u n c t i o n c u r v e t ook a b o u t 20 - 30 m i n s t o p e r f o r m , t h e t o t a l p e r f u s i o n t i m e was a b o u t 4 5 m i n s . A t t h e end o f t h e f u n c t i o n a l m e a s u r e m e n t s , t h e h e a r t s were u s u a l l y f r o z e n w i t h t h e a i d o f W o l l e n b e r g e r c l a m p s p r e c o o l e d i n l i q u i d n i t r o g e n , l a b e l l e d and s t o r e d a t - 8 0 ° C f o r f u r t h e r a n a l y s i s . I I I . P r e p a r a t i o n o f m i c r o s o m e s e n r i c h e d i n S a r c o p l a s m i c R e t i c u l u m T h i s p r e p a r a t i o n was made by a m o d i f i c a t i o n o f t h e method o f Sumida e t a l . , ( 1 9 7 8 ) . H e a r t s were e x c i s e d and p l a c e d i n c o l d lOmM T r i s 44 m a l e a t e b u f f e r ( p H 6 . 8 ) . The v e n t r i c l e s were s e p a r a t e d , w e i g h e d and homogen ized i n a b o u t 15mL o f lOmM T r i s m a l e a t e w i t h a t e f l o n p e s t l e f o r 15 sec a t 1500 rpm. The r e s u l t i n g homogenate was p l a c e d i n a Korex™ t u b e and c e n t r i f u g e d a t 4 , 0 0 0 t i m e s g f o r 10 m i n . The s u p e r n a t a n t was p a s s e d t h r o u g h f o u r l a y e r s o f c h e e s e c l o t h and c e n t r i f u g e d a t 9 , 0 0 0 t i m e s g f o r 20 m i n . The s u p e r n a t a n t was p a s s e d t h r o u g h c h e e s e c l o t h a g a i n and c e n t r i -f u g e d a t 4 0 , 0 0 0 t i m e s g f o r 100 m i n . The r e s u l t i n g p e l l e t was s u s p e n d e d i n a lOmM T r i s m a l e a t e b u f f e r c o n t a i n i n g 0 . 6 M KC1 a n d c e n t r i f u g e d a t 4 0 , 0 0 0 t i m e s g f o r 100 m i n . The s u p e r n a t a n t was d i s c a r d e d and t h e p e l l e t washed g e n t l y w i t h 10 mM T r i s m a l e a t e b u f f e r . I t was t h e n r e s u s p e n d e d i n 10 mM T r i s m a l e a t e c o n t a i n i n g 40% s u c r o s e , q u i c k f r o z e n i n a c e t o n e on d r y i c e and s t o r e d a t - 7 0 ° C u n t i l f u r t h e r u s e . I V . Measuremen t o f ATP dependen t Ca u p t a k e i n SR + 2 A T P - d e p e n d e n t Ca u p t a k e i n m i c r o s o m e s e n r i c h e d i n SR w a s m e a s u r e d by t h e m e t h o d o f T a d a e t a l . , ( 1 9 7 4 ) w i t h a f ew m o d i f i c a t i o n s . T h e i n c u b a t i o n medium u s e d c o n t a i n e d 4 0 mM h i s t i d i n e h y d r o c h l o r i d e (pH 6 . 8 ) , 5 mM M g C l 2 , 110 mM K C 1 , 5 mM T r i s - A T P , 2 . 5 mM T r i s - o x a l a t e and 4 5 v a r y i n g c o n c e n t r a t i o n s o f C a C l 2 c o n t a i n i n g C a C l g . T h e d e s i r e d 2+ c o n c e n t r a t i o n o f f r e e C a was o b t a i n e d by t h e a d d i t i o n o f e t h y l e n e g l y c o l b i s ( B - a m i n o e t h y l e t h e r ) - N , N ' - t e t r a a c e t a t e ( E G T A ) , and t h e f r e e c a l c i u m c o n c e n t r a t i o n was d e t e r m i n e d by t h e e q u a t i o n s o f K a t z e t a l . , ( 1 9 7 0 ) . E a c h i n c u b a t i o n t u b e c o n t a i n e d a b o u t 2 0 - 5 0 ^ g o f m i c r o s o m a l s a r c o p l a s m i c r e t i c u l a r p r o t e i n . S a m p l e s we re p r e i n c u b a t e d f o r 11 m i n a t 3 0 ° C a n d t h e r e a c t i o n w a s s t a r t e d b y t h e a d d i t i o n o f C a C l 2 . T h e i n c u b a t i o n was c a r r i e d o u t f o r 5 m in a f t e r w h i c h p e r i o d t h e r e a c t i o n was t e r m i n a t e d by f i l t e r i n g an a l i q u o t o f t h e i n c u b a t i o n m i x t u r e t h r o u g h a 45 m i l l i p o r e f i l t e r ( p o r e s i z e 0 . 4 5 n ) . The f i l t e r was t h e n washed w i t h 20 mL o f 40 mM T r i s - C l ( p H 7 . 2 ) , d r i e d a n d c o u n t e d f o r r a d i o a c t i v i t y i n Aquaso l® u s i n g s t a n d a r d s c i n t i l l a t i o n c o u n t i n g t e c h n i q u e s . ASSAY PROCEDURES V . D e t e r m i n a t i o n o f l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e l e v e l s F o r e s t i m a t i o n o f l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s ( L C A C ) i n t h e S R , an a l i q u o t o f t h e m i c r o s o m a l s u s p e n s i o n c o n t a i n i n g a b o u t 0 . 5 mg o f p r o t e i n was d i l u t e d t o 4 mL w i t h 10 mM T r i s m a l e a t e and c e n t r i f u g e d a t 4 0 , 0 0 0 t i m e s g f o r 45 m i n . The p e l l e t was r e s u s p e n d e d i n 0 . 5 mL o f c o l d 6% p e r c h l o r i c a c i d . The s u s p e n s i o n was c e n t r i f u g e d a t 1 2 , 0 0 0 t i m e s g f o r 10 m i n . To a 200 W. a l i q u o t o f t h e s u p e r n a t e n t , 150 nL o f a 2 M T r i s b a s e s o l u t i o n was a d d e d . T h e p e l l e t was w a s h e d w i t h 6% p e r c h l o r i c a c i d , s u s p e n d e d i n 100 ^ L d i s t i l l e d w a t e r and s u b j e c t e d t o a l k a l i n e h y d r o l y s i s by i n c u b a t i n g i t w i t h 100 W. o f 1 M T r 1 s b a s e and 50 HL o f 0 . 4 N K0H a t 7 0 ° C f o r 1 h o u r . F o l l o w i n g i n c u b a t i o n , 0 . 5 7 5 N HC1 (200 nL ) was a d d e d t o n e u t r a l i z e t h e b a s e . T h e a c t u a l d e t e r m i n a t i o n o f c a r n i t i n e w a s d o n e a c c o r d i n g t o a r a d i o i s o t o p i c m e t h o d d e v e l o p e d by M c G a r r y a n d F o s t e r ( 1 9 7 6 ) . A med ium c o n t a i n i n g 1 2 0 UM T r i s c h l o r i d e ( 7 . 3 ) , 2 uM s o d i u m t e t r a t h i p n a t e and 2 5 n m o l e s ( 0 . 0 2 5 n C i ) o f l - 1 4 C a c e t y l c o e n z y m e A w a s p r e p a r e d a n d 1 . 0 5 mL added t o each o f t h e s u p e r n a t a n t o r h y d r o l y z e d s a m p l e s c o n t a i n i n g c a r n i t i n e . F r e e c a r n i t i n e i n t h e s a m p l e was c o n v e r t e d t o l a b e l l e d a c e t y l c a r n i t i n e by t h e a d d i t i o n o f 0 . 5 U o f t h e e n z y m e c a r n i t i n e a c e t y l t r a n s f e r a s e . The r e a c t i o n m i x t u r e was I n c u b a t e d a t room t e m p e r a t u r e f o r 30 m i n . To t h i s was added 0 . 3 mL o f Dowex 1 X 8 - 4 0 0 a n i o n e x c h a n g e r e s i n ( 2 0 0 - 4 0 0 mesh i n c h l o r i d e f o r m ) s u s p e n s i o n ( c o n t a i n i n g 0 . 0 8 mL o f t h e r e s i n i n 0 . 2 2 mL o f w a t e r ) and t h e s a m p l e was p l a c e d on i c e . The s a m p l e 46 was v o r t e x e d t w i c e a t 10 m i n i n t e r v a l s and c e n t r i f u g e d a t 3000 t i m e s g f o r 5 m i n . To a 0 . 7 mL a l i q u o t o f t h e s u p e r n a t e n t , 10 mL o f a q u a s o l ® was a d d e d and t h e s a m p l e c o u n t e d u s i n g s t a n d a r d s c i n t i l l a t i o n t e c h n i q u e s . L e v e l s o f f r e e c a r n i t i n e a n d L C A C w e r e e x p r e s s e d a s n m o l e s / m g SR p r o t e i n . V I . P r o t e i n a s s a y To a 20 14. a l i q u o t o f t h e m i c r o s o m a l s a m p l e , 1 mL d i s t i l l e d w a t e r w a s a d d e d . T e n UL o f 2% d e o x y c h o l a t e s o l u t i o n w e r e a d d e d t o t h e s u s p e n s i o n and a f t e r 10 m i n o f i n c u b a t i o n a t room t e m p e r a t u r e , 0 . 5 mL 2% t r i c h l o r o a c e t i c a c i d we re a d d e d t o p r e c i p i t a t e t h e p r o t e i n s . The t u b e s we re c e n t r i f u g e d a t 3000 t i m e s g f o r 30 min and t h e p r e c i p i t a t e d p r o t e i n w a s a s s a y e d u s i n g L o w r y ' s m e t h o d ( L o w r y e t a l . , 1 9 5 1 ) . B o v i n e s e r u m a l b u m i n was used as a s t a n d a r d . V I I . I n s u l i n a s s a y P l a s m a i m m u n o r e a c t i v e i n s u l i n was d e t e r m i n e d by t h e r a d i o i m m u n o a s s a y m e t h o d o f H e r b e r t e t a l . , ( 1 9 6 5 ) . R e a g e n t s f o r t h e a s s a y w e r e o b t a i n e d f r o m A m e r s h a m . T h e i n s u l i n a s s a y r e a g e n t s c o n s i s t e d o f human i n s u l i n 125 s t a n d a r d s and [ I ] p o r c i n e i n s u l i n , f o r w h i c h human i n s u l i n e x h i b i t s 100% and r a t i n s u l i n 90% c r o s s r e a c t i v i t y . Human i n s u l i n s t a n d a r d s w e r e u s e d s i n c e t h e e r r o r made i n t h e e s t i m a t i o n o f r a t i n s u l i n l e v e l s was m i n i m a l ow ing t o t h e v e r y h i g h - c r o s s r e a c t i v i t y w i t h r a t i n s u l i n . V I I I . G l u c o s e , t r i g l y c e r i d e s , c h o l e s t e r o l and t o t a l l i p i d s T h e s e w e r e e s t i m a t e d u s i n g t h e r e s p e c t i v e k i t s . A l l a n a l y s e s w e r e done e n z y m a t i c a l l y f o l l o w e d by a c o l o r i m e t r i c d e t e r m i n a t i o n . I X . T 3 T h y r o i d s t a t u s o f t h e r a t s w a s d e t e r m i n e d by m e a s u r i n g t h e T-jB i n d e x o f t h e s e r u m u s i n g a T r i o b e a d ® - 125 k i t . The a s s a y i s b a s e d on 47 t h e p r i n c i p l e o f r a d i o a c t i v i t y p a r t i t i o n i n g be tween serum p r o t e i n s w h i c h a r e c a p a b l e o f b i n d i n g T 3 and c h a r c o a l b e a d s w h i c h a r e p r o v i d e d as p a r t o f t h e k i t . When t h e l e v e l s o f s e r u m T 3 a r e h i g h , t h e s a t u r a t i o n o f s e r u m p r o t e i n s 1s h i g h a n d t h u s t h e b i n d i n g o f l a b e l e d T 3 t o t h e s e p r o t e i n s i s l o w . As a r e s u l t , t h e amount o f l a b e l a v a i l a b l e f o r b i n d i n g t o t h e b e a d s i s h i g h . On t h e o t h e r h a n d , when s e r u m T 3 i s l o w , l a b e l b o u n d t o t h e b e a d s i s l o w . T h e a s s a y p r o c e d u r e i n v o l v e s i n c u b a t i o n o f b e a d s w i t h t h e se rum and l a b e l e d T 3 , s e p a r a t i o n o f t h e b e a d s f r o m t h e se rum and f i n a l l y e s t i m a t i o n o f t h e l a b e l bound t o t h e b e a d s by c o u n t i n g i n a gamma c o u n t e r . As m e n t i o n e d a b o v e , t h i s p r o c e d u r e y i e l d s a p e r c e n t o f t h e T 3 u p t a k e v a l u e f o r a r e f e r e n c e c o n t r o l p r o v i d e d w i t h t h e k i t and n o t t h e a c t u a l T 3 c o n t e n t . The a s s a y k i t s w e r e o b t a i n e d f r o m A b b o t t L a b o r a t o r i e s . X . T 4 T^ was d e t e r m i n e d by a r a d i o i m m u n o a s s a y p r o c e d u r e . The a n t i b o d y t o T ^ was c o a t e d on g l a s s b e a d s . The p r o c e d u r e c o n s i s t e d o f i n c u b a t i n g t h e b e a d s w i t h s e r u m a n d l a b e l e d T ^ , s e p a r a t i n g t h e b e a d s a n d e s t i m a t i n g t h e r a d i o a c t i v i t y o f t h e b e a d s . The k i t s , m a r k e t e d a s T e t r a b e a d ® - 125 was o b t a i n e d f r om A b b o t t l a b o r a t o r i e s . X I . P h o s p h o r y l a s e £ a s s a y P h o s p h o r y l a s e £ a c t i v i t y was m e a s u r e d i n t h e d i r e c t i o n o f g l y c o g e n s y n t h e s i s a c c o r d i n g t o a m o d i f i c a t i o n o f t h e m e t h o d o f C o r i a n d C o r i ( 1 9 4 0 ) a s d e s c r i b e d by M c N e i l l a n d B r o d y ( 1 9 6 6 ) . The a s s a y was d o n e 1n t h e a b s e n c e o f 5 ' - AMP and i n v o l v e d an e n z y m a t i c r e a c t i o n c a t a l y z e d by p h o s p h o r y l a s e i n w h i c h g l u c o s e - 1 - p h o s p h a t e was c o n v e r t e d t o g l y c o g e n w i t h t h e r e l e a s e o f I n o r g a n i c p h o s p h a t e . T h e I n o r g a n i c p h o s p h a t e was d e r t e r m i n e d by t h e me thod o f F i s k e and S u b b a r o w ( 1 9 2 8 ) . P h o s p h o r y l a s e a 48 a c t i v i t y was e x p r e s s e d as a p e r c e n t o f t o t a l p h o s p h o r y l a s e a c t i v i t y . The l a t t e r was e s t i m a t e d i n t h e p r e s e n c e o f 5 ' - AMP and was e x p r e s s e d a s umo les o f i n o r g a n i c p h o s p h a t e r e l e a s e d /mg t i s s u e / m i n . X I I . S t a t i s t i c a l a n a l y s e s A l l r e s u l t s f o r any p a r t i c u l a r g r o u p we re a v e r a g e d and t h e s t a n d a r d e r r o r o f t h e mean ( S . E . M . ) d e t e r m i n e d a t e a c h e x p e r i m e n t a l p o i n t . One way o r two way a n a l y s i s o f v a r i a n c e (ANOVA) f o l l o w e d by N e w m a n - K e u l s t e s t were used f o r c o m p a r i n g r e s u l t s d e p e n d i n g on t h e number o f c o m p a r i s i o n s . A p r o b a b i l i t y o f l e s s t h a n 0 . 0 5 ( p < 0 . 0 5 ) w a s u s e d a s t h e l e v e l o f s i g n i f i c a n c e . 49 RESULTS GENERAL FEATURES OF ANIMALS USED IN THE STUDIES R a t s t r e a t e d w i t h s t r e p t o z o t o c i n ( S T Z ) e x h i b i t e d s i g n s and symptoms t h a t a r e c h a r a c t e r i s t i c o f t h e d i a b e t i c s t a t e . They a p p e a r e d e m a c i a t e d 6 w e e k s a f t e r i n d u c t i o n o f d i a b e t e s and t h i s was r e f l e c t e d i n t h e i r l o w e r body w e i g h t s as c o m p a r e d t o a g e - m a t c h e d c o n t r o l s t h a t had b e e n i n j e c t e d w i t h t h e b u f f e r a l o n e . A l t h o u g h n o t q u a n t i t a t i v e l y m e a s u r e d , t h e i r f o o d and w a t e r i n t a k e was g r e a t e r t h a n c o n t r o l s as was t h e i r f a e c a l and u r i n e o u t p u t . T h e s e f e a t u r e s w e r e n o t a p p a r e n t i n r a t s 3 d a y s a f t e r t h e y had been i n j e c t e d w i t h S T Z . H o w e v e r , u n l i k e c o n t r o l r a t s , t h e s e r a t s d i d n o t g a i n any w e i g h t f o l l o w i n g t h e i n j e c t i o n o f S T Z . U r i n e g l u c o s e , w h i c h was q u a l i t a t i v e l y a s s e s s e d u s i n g Tes Tape® on a s c a l e o f 1+ ( 0 . 1 % ) t o 4 + ( 2 . 0 % ) , was b e t w e e n 3+ a n d 4+ f o r m o s t o f t h e r a t s 3 d a y s a f t e r t h e y had been i n j e c t e d w i t h S T Z . The r a t s t h a t showed 1+ g l y c o s u r i a w e r e n o t u s e d f o r t h e s t u d y . The r a t s t h a t showed 2+ w e r e u s e d i n t h e s t u d y , b u t t h e i r e x p e r i m e n t a l v a l u e s w e r e i n c l u d e d o n l y i f t h e i r b l o o d g l u c o s e was g r e a t e r t h a n 350 mg%. The p l a s m a g l u c o s e l e v e l s o f d i a b e t i c a n i m a l s was a l w a y s e l e v a t e d 3 - 4 f o l d a s c o m p a r e d w i t h c o n t r o l s . T h i s was s e e n i n b o t h 6 week as w e l l as 3 day d i a b e t i c r a t s . On t h e o t h e r h a n d , p l a s m a i n s u l i n l e v e l s i n d i a b e t i c a n i m a l s w e r e f o u n d t o be a b o u t 50% o f t h o s e o f c o n t r o l r a t s . The o v e r a l l m o r t a l i t y i n a l l t h e s t u d i e s w a s l o w . W h i l e no m o r t a l i t y o c c u r r e d i n t h e c o n t r o l g r o u p s ( t r e a t e d o r u n t r e a t e d ) a t a n y t i m e , some m o r t a l i t y d i d o c c u r i n t h e 50 d i a b e t i c g r o u p s . T h e n u m b e r o f d e a t h s i s p r e s e n t e d i n t h e r e s p e c t i v e s e c t i o n s b e l o w . T a b l e 2 s u m m a r i z e s t h e g e n e r a l f e a t u r e s o f a n i m a l s u s e d i n t h e i n s u l i n p e r f u s i o n s t u d y . T h e s e r a t s we re u s e d a b o u t 72 h o u r s a f t e r t h e y w e r e i n j e c t e d w i t h S T Z . As m e n t i o n e d a b o v e , t h e i r body w e i g h t s w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n t h o s e o f t h e c o n t r o l a n i m a l s , b u t t h e y d i d n o t a p p e a r t o g a i n a n y w e i g h t i n c o n t r a s t t o t h e c o n t r o l r a t s . T h e b l o o d g l u c o s e l e v e l s were s i g n i f i c a n t l y e l e v a t e d and t h e p l a s m a i n s u l i n l e v e l s were s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n t h o s e i n t h e c o n t r o l g r o u p s . A n i m a l s s a c r i f i c e d i n t h e 6 week s t u d y e x h i b i t e d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f d i a b e t e s t o a g r e a t e r e x t e n t . T h e i r b o d y w e i g h t s a t t h e t i m e o f s a c r i f i c e w e r e s i g n i f i c a n t l y d e p r e s s e d a s compa red w i t h c o n t r o l s . A t t h e t i m e o f s a c r i f i c e , p l a s m a g l u c o s e l e v e l s we re s i g n i f i c a n t l y e l e v a t e d and t h e i n s u l i n l e v e l s s i g n i f i c a n t l y d e p r e s s e d . Out o f a t o t a l o f 41 d i a b e t i c r a t s u s e d i n t h e s t u d y , o n l y 3 r a t s d i e d , t h e d e a t h s o c c u r i n g a b o u t 4 weeks a f t e r t r e a t m e n t w i t h S T Z . These r e s u l t s a r e summar ized i n T a b l e 3 . I n t h e n e x t s t u d y , ( T a b l e 4 ) , c o n t r o l and d i a b e t i c r a t s w e r e t r e a -t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e . A g a i n , t h e u n t r e a t e d d i a b e t i c r a t s w e i g h e d s i g n i f i c a n t l y l e s s t h a n r a t s i n t h e c o n t r o l g r o u p s . W h i l e me thy l p a l m o x i -r a t e t r e a t m e n t d i d n o t a f f e c t t h e body w e i g h t s o f c o n t r o l r a t s , d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h t h e d r u g w e i g h e d s l i g h t l y b u t n o t s i g n i f i c a n t l y more t h a n u n t r e a t e d d i a b e t i c s . When t h e h y p e r g l y c e m i c s t a t e o f t h e r a t s was m o n i t o r e d 3 d a y s a f t e r t h e i n j e c t i o n w i t h S T Z , a l l t h e r a t s w e r e g l y c o s u r i c ( b e t w e e n 3+ a n d 4+ on t h e T e s T a p e ® ) . T r e a t m e n t was t h e n s t a r t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e and t h e g l y c o s u r i a was a b o l i s h e d f o r t h e f i r s t 3 d a y s w i t h d a i l y t r e a t m e n t . H o w e v e r , t h e e f f e c t was n o t s e e n a f t e r t h a t t i m e . A t t h e t i m e o f s a c r i f i c e , t h e s e a n i m a l s e x h i b i t e d s e v e r e 51 h y p e r g l y c e m i a a n d , a l t h o u g h t h e p l a s m a g l u c o s e l e v e l s i n t h e t r e a t e d g r o u p w e r e s l i g h t l y l o w e r t h a n t h o s e o f t h e u n t r e a t e d d i a b e t i c r a t s , t h e y w e r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t . P l a s m a g l u c o s e l e v e l s i n c o n t r o l r a t s we re n o t a f f e c t e d by m e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t . The i n s u l i n l e v e l s i n b o t h t h e d i a b e t i c g r o u p s were d e c r e a s e d t o a b o u t 3 5 - 40% t h o s e o f c o n t r o l r a t s . P l a s m a t r i g l y c e r i d e s we re e l e v a t e d i n d i a b e t i c a n i m a l s and t h e d i a -b e t i c t r e a t e d r a t s e x h i b i t e d o n l y s l i g h t l y l o w e r p l a s m a t r i g l y c e r i d e s . S i m i l i a r l y , t h e t o t a l l i p i d s w e r e e l e v a t e d i n t h e d i a b e t i c a n i m a l s and were n o t a f f e c t e d by t h e t r e a t m e n t . D u r i n g t h e c o u r s e o f t r e a t m e n t we made two o b s e r v a t i o n s t h a t d e s e r v e m e n t i o n . F i r s t , o f t h e 8 d i a b e t i c a n d 7 c o n t r o l a n i m a l s b e i n g t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e , 2 i n e a c h g r o u p d e v e l o p e d n e c r o s i s on t h e s c r u f f o f t h e neck w h i c h s t a r t e d a b o u t 2 weeks a f t e r t h e i n i t i a t i o n o f t r e a t m e n t a n d s p o n t a n e o u s l y d i s a p p e a r e d by a b o u t 5 w e e k s . S e c o n d , on s a c r i f i c e , v a r i o u s t i s s u e s o f t h e a n i m a l s t r e a t e d w i t h t h e d r u g ( c o n t r o l a n d d i a b e t i c ) e x h i b i t e d a y e l l o w d i s c o l o r a t i o n . The t i s s u e s i n c l u d e d t h e k i d n e y , l i v e r and i n t e s t i n e . R e s u l t s s i m i l a r t o t h o s e d e s c r i b e d above w e r e a l s o s e e n i n t h e n e x t s t u d y w h e r e a n i m a l s w e r e t r e a t e d w i t h b o t h m e t h y l p a l m o x i r a t e a n d T 3 -D i a b e t i c r a t s ( u n t r e a t e d and t r e a t e d ) w e i g h e d s i g n i f i c a n t l y l e s s t h a n a n i m a l s i n t h e c o n t r o l g r o u p s . T h e d i a b e t i c a n i m a l s t r e a t e d w i t h T 3 w e i g h e d s l i g h t l y l e s s t h a n u n t r e a t e d d i a b e t i c s o r t h o s e t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e . P l a s m a g l u c o s e l e v e l s w e r e e l e v a t e d and t h e i n s u l i n l e v e l s s i g n i f i c a n t l y l o w e r i n a l l d i a b e t i c g r o u p s a s c o m p a r e d w i t h c o n -t r o l s . P l a s m a l i p i d s w e r e e l e v a t e d i n d i a b e t i c s and r e m a i n e d e l e v a t e d d e s p i t e t h e t r e a t m e n t s . The T^B i n d e x o f d i a b e t i c a n i m a l s was d e p r e s s e d i n u n t r e a t e d d i a b e t i c r a t s . T h i s d e p r e s s i o n was n o r m a l i s e d i n d i a b e t i c s 52 t r e a t e d w i t h T - j . C o n t r o l s t r e a t e d w i t h T 3 , on t h e o t h e r h a n d , h a d h i g h e r T ^ B i n d i c e s t h a n u n t r e a t e d c o n t r o l s . U n t r e a t e d d i a b e t i c s a l s o e x h i b i t e d l o w e r p l a s m a l e v e l s t h a n c o n t r o l s w h i l e d i a b e t i c s t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e had n o r m a l l e v e l s . A l l t h e r a t s t r e a t e d w i t h T 3 had s i g n i f i c a n t l y l o w e r l e v e l s t h a n t h o s e w h i c h d i d n o t r e c e i v e T 3 » O f t h e 8 d i a b e t i c r a t s r e c e i v i n g t h e c o m b i n a t i o n t r e a t m e n t , 2 d e v e l o p e d n e c r o s i s and 2 d i e d d u r i n g t h e c o u r s e o f t h e s t u d y . The g e n e r a l f e a t u r e s o f a n i m a l s used i n t h i s s t u d y a r e shown i n T a b l e 5 . F i n a l l y , i n t h e l a s t s t u d y c a r r i e d o u t , c o n t r o l s and d i a b e t i c s were t r e a t e d w i t h T 3 a n d c a r n i t i n e . T h e g e n e r a l f e a t u r e s o f t h e s e a n i m a l s a r e d e s c r i b e d i n T a b l e 6 . In t h i s s e t o f e x p e r i m e n t s , as i n t h e p r e v i o u s e x p e r i m e n t s , t h e u n t r e a t e d and t r e a t e d d i a b e t i c r a t s w e i g h e d s i g n i f i c a n t -l y l e s s t h a n t h e c o n t r o l g r o u p s . R a t s i n b o t h t h e d i a b e t i c g r o u p s w e r e h y p e r g l y c e m i c and h y p o i n s u l i n e m i c . W h i l e t h e u n t r e a t e d d i a b e t i c r a t s were h y p o t h y r o i d , t h e T 3 t r e a t e d d i a b e t i c s w e r e e u t h y r o i d a n d t h e t r e a t e d c o n t r o l s had T 3 i n d i c e s w h i c h were g r e a t e r t h a n t h o s e o f c o n t r o l s . E F F E C T OF INSUL IN PERFUSION ON PERFORMANCE OF 3 DAY D I A B E T I C RAT HEARTS C a r d i a c p e r f o r m a n c e was s t u d i e d by d e t e r m i n i n g t h e c h a n g e s i n l e f t v e n t r i c u l a r d e v e l o p e d p r e s s u r e and t h e r a t e s o f p r e s s u r e d e v e l o p m e n t and d e c l i n e i n r e s p o n s e t o t h e c h a n g e s i n l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s . When t h e maximum LVDP o f h e a r t s f r o m 3 d a y d i a b e t i c r a t s was c o m p a r e d w i t h t h a t i n c o n t r o l r a t h e a r t s i n t h e p r e s e n c e o f 5 mM g l u c o s e no s i g n i f i c a n t d e p r e s s i o n was s e e n ( F i g . 5 ) . S i m i l a r i t y , t h e maximum p o s i t i v e d P / d t and maximum n e g a t i v e d P / d t w e r e a l s o n o t d e p r e s s e d a t a n y f i l l i n g p r e s s u r e ( F i g s . 6 , 7 ) . When i n s u l i n (5 mU/mL r e g u l a r i n s u l i n ) was i n c l u d e d i n t h e p e r f u s i o n m e d i u m , c o n t r o l h e a r t s d e v e l o p e d g r e a t e r v e n t r i c u l a r p r e s s u r e s 53 a s c o m p a r e d t o c o n t r o l h e a r t s p e r f u s e d w i t h o u t i n s u l i n ( F i g . 5 ) . T h i s i n c r e a s e was s t a t i s t i c a l l y s i g n i f i c a n t a t f i l l i n g p r e s s u r e s g r e a t e r t h a n 15cm H 2 0 . S i m i l a r i l y , t h e r a t e s o f p r e s s u r e d e v e l o p m e n t a n d d e c l i n e we re a l s o g r e a t e r ( F i g s . 6 , 7 ) . On t h e o t h e r h a n d , d i a b e t i c r a t h e a r t s d i d n o t a p p e a r t o be a f f e c t e d by p e r f u s i o n w i t h i n s u l i n ( F i g s . 5 , 6 , 7 ) . When t h e g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n was i n c r e a s e d t o 10 mM, no e n h a n c e -men t o f f u n c t i o n was s e e n i n e i t h e r c o n t r o l o r d i a b e t i c h e a r t s ( F i g . 8 ) . A g a i n , a s i n t h e s t u d y w i t h 5 mM g l u c o s e , i n s u l i n (5 mU/mL) e n h a n c e d t h e f u n c t i o n o f c o n t r o l h e a r t s a t h i g h e r l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s w h i l e t h a t o f d i a b e t i c r a t h e a r t s was u n a f f e c t e d ( F i g u r e s 9 , 1 0 , 1 1 ) . E F F E C T O F I N S U L I N P E R F U S I O N O N C A R D I A C F U N C T I O N O F 6 WEEK D I A B E T I C R A T S H a v i n g o b s e r v e d a l o s s o f s e n s i t i v i t y t o i n s u l i n i n v i t r o i n d i a b e t i c r a t h e a r t s t h r e e d a y s a f t e r t h e y we re i n j e c t e d w i t h S T Z , we s t u -d i e d t h e e f f e c t s o f i n s u l i n p e r f u s i o n and I n c r e a s i n g g l u c o s e c o n c e n t r a -t i o n s on 6 week d i a b e t i c r a t h e a r t f u n c t i o n . I n c r e a s i n g t h e c o n c e n t r a t i o n o f g l u c o s e f r o m 5mM t o 20mM d i d n o t c a u s e any s i g n i f i c a n t c h a n g e i n t h e c a r d i a c p e r f o r m a n c e o f e i t h e r c o n t r o l ( F i g . 12) o r d i a b e t i c ( F i g . 13) r a t h e a r t s . When t h e f u n c t i o n o f c o n t r o l r a t h e a r t s was compared w i t h t h a t o f d i a b e t i c r a t h e a r t s a t a g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n o f 5mM, i t was n o t e d t h a t t h e d i a b e t i c r a t h e a r t s d i d n o t d e v e l o p v e n t r i c u l a r p r e s s u r e s o f t h e same m a g n i t u d e a s t h e c o n t r o l r a t h e a r t s e s p e c i a l l y a t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s s u r e s ( F i g . 1 4 ) . S i m i l a r l y , b o t h p o s i t i v e a n d n e g a t i v e d P / d t w e r e a l s o l o w e r i n h e a r t s f r o m d i a b e t i c a n i m a l s a t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s -s u r e s ( F i g s . 1 5 , 1 6 ) . When p e r f u s e d w i t h r e g u l a r I n s u l i n (5 m U / m L ) , a l l t h r e e p a r a m e t e r s o f f u n c t i o n o f c o n t r o l r a t h e a r t s w e r e e n h a n c e d s i g n i f i c a n t l y a t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s s u r e s ( F i g s . 1 4 , 1 5 , 1 6 ) . D i a b e t i c 54 r a t h e a r t s , on t h e o t h e r h a n d , d i d n o t r e s p o n d t o i n s u l i n ( F i g s . 1 4 , 1 5 , 1 6 ) . T h e s e e x p e r i m e n t s w e r e c a r r i e d o u t u s i n g 5 mM g l u c o s e . When t h e e x p e r i m e n t s we re r e p e a t e d i n t h e p r e s e n c e o f 10 mM g l u c o s e i n an e f f o r t t o i n c r e a s e t h e a v a i l a b i l i t y o f s u b s t r a t e , i d e n t i c a l r e s u l t s w e r e o b t a i n e d ( F i g s . 1 7 , 1 8 , 1 9 ) . P h o s p h o r y l a s e £ l e v e l s w h i c h w e r e d e t e r m i n e d i n m y o c a r d i a l t i s s u e s o f b o t h c o n t r o l and d i a b e t i c a n i m a l s a r e shown i n F i g u r e 2 0 . The l e v e l s o f p h o s p h o r y l a s e a_ w e r e e l e v a t e d i n d i a b e t i c m y o c a r d i u m a s c o m p a r e d w i t h t h o s e o f c o n t r o l . I n s u l i n p e r f u s i o n d i d n o t s e e m t o a f f e c t t h e l e v e l s i n e i t h e r g r o u p o f a n i m a l s . A s r e g u l a r i n s u l i n may be c o n t a m i n a t e d w i t h g l u c a g o n d u e t o i t s s o u r c e , t h e s t u d y was r e p e a t e d w i t h human i n s u l i n ( H u m u l i n ® ) (5 mU/mL) w h i c h i s g l u c a g o n - f r e e . T h e s e e x p e r i m e n t s w e r e c a r r i e d o u t u s i n g 10 mM g l u c o s e as s u b s t r a t e and t h e r e s u l t s a r e shown i n F i g u r e s 2 1 , 22 and 2 3 . The r e s u l t s o b t a i n e d we re s i m i l a r t o t h o s e f o u n d u s i n g c o m m e r c i a l a n i m a l i n s u l i n i n t h a t t h e i n s u l i n s t i m u l a t e d t h e c o n t r a c t i l i t y o f o n l y c o n t r o l r a t h e a r t s and n o t t h a t o f d i a b e t i c r a t h e a r t s . T h u s , t h e r e a p p e a r s t o be a l o s s o f s e n s i t i v i t y i n d i a b e t i c h e a r t s t o i n s u l i n whose o n s e t seems t o be as e a r l y a s 3 d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s a n d w h i c h p e r s i s t s t h r o u g h t h e more c h r o n i c s t a g e s o f t h e d i s e a s e . F u r t h e r m o r e , t h e r e s u l t s s u g g e s t t h a t t h e e f f e c t s s e e n a r e due t o i n s u l i n i t s e l f and n o t t o g l u c a g o n w h i c h may c o n t a m i n a t e c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e a n i m a l i n s u l i n . E F F E C T S O F M E T H Y L P A L M O X I R A T E T R E A T M E N T O N C A R D I A C F U N C T I O N A N D B I O C H E M I S T R Y T h e l e f t v e n t r i c u l a r d e v e l o p e d p r e s s u r e ( L V D P ) a t v a r i o u s f i l l i n g p r e s s u r e s I n h e a r t s f r o m t r e a t e d and u n t r e a t e d c o n t r o l and d i a b e t i c r a t s i s shown i n F i g . 2 4 . A s r e p o r t e d p r e v i o u s l y ( T a h i l i a n i e t a l . , 1 9 8 3 ) , h e a r t s f r o m d i a b e t i c r a t s d e v e l o p e d l o w e r p r e s s u r e s a s c o m p a r e d w i t h 55 c o n t r o l h e a r t s a t f i l l i n g p r e s s u r e s g r e a t e r t h a n 1 7 . 5 c m H 2 0 . A l s o , p r e s s u r e d e v e l o p m e n t was l o w e r i n d i a b e t i c h e a r t s a t t h e l o w e r f i l l i n g p r e s s u r e s a s c o m p a r e d w i t h c o n t r o l s , b u t t h e d i f f e r e n c e was n o t s t a t i s -t i c a l l y s i g n i f i c a n t . S i m i l a r l y , when t h e r a t e o f c o n t r a c t i o n ( + d P / d t ) and r a t e o f r e l a x a t i o n ( - d P / d t ) i n d i a b e t i c r a t h e a r t s w e r e c o m p a r e d w i t h t h o s e i n h e a r t s f r o m c o n t r o l a n i m a l s , a d e p r e s s i o n w a s o b s e r v e d i n d i a b e t i c s ( F i g s . 2 5 , 2 6 ) . T r e a t m e n t o f e i t h e r c o n t r o l o r d i a b e t i c r a t s w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e d i d n o t a p p e a r t o have any s i g n i f i c a n t e f f e c t on h e a r t f u n c t i o n i n t h e r e s p e c t i v e g r o u p s ( F i g s . 2 4 , 2 5 , 2 6 ) . When c a l c i u m t r a n s p o r t i n t h e s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m was s t u d i e d , a d e p r e s s i o n i n t h e a b i l i t y o f SR f r o m d i a b e t i c r a t h e a r t s t o t a k e up c a l c i u m w a s s e e n a t a l l t h e c a l c i u m c o n c e n t r a t i o n s u s e d . H o w e v e r , s t a t i s t i c a l s i g n i f i c a n c e was o b s e r v e d a t c o n c e n t r a t i o n s a b o v e 0 . 7 f r e e c a l c i u m ( F i g . 2 7 ) . W h i l e m e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t d i d n o t seem t o h a v e any s i g n i f i c a n t e f f e c t on c a l c i u m u p t a k e i n c o n t r o l r a t s , d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h t h e d r u g d i d n o t e x h i b i t a n y d e p r e s s i o n a s c o m p a r e d w i t h c o n t r o l s s u g g e s t i n g a p r e v e n t i o n o f t h e d e p r e s s i o n o f c a l c i u m u p t a k e i n t h e SR o f d i a b e t i c r a t s ( F i g . 2 7 ) . L e v e l s o f v a r i o u s c a r n i t i n e s ( t o t a l - , a c i d s o l u b l e o r f r e e - a n d l o n g c h a i n a c y l - c a r n i t i n e s ) w e r e a l s o d e t e r m i n e d i n t h e SR o f t r e a t e d a n d u n t r e a t e d c o n t r o l and d i a b e t i c r a t h e a r t s . No s i g n i f i c a n t c h a n g e i n t h e l e v e l s o f t o t a l o r f r e e c a r n i t i n e s r e s u l t e d f r o m t h e d i a b e t i c s t a t e . H o w e v e r , a s r e p o r t e d i n e a r l i e r s t u d i e s ( L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 3 ) , t h e l e v e l s o f l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s w e r e s i g n i f i c a n t l y e l e v a t e d i n t h e SR o f d i a b e t i c r a t h e a r t s ( F i g 2 8 ) . No s u c h e l e v a t i o n was s e e n i n m e t h y l p a l m o x i r a t e - t r e a t e d d i a b e t i c r a t s . L e v e l s o f e i t h e r f r e e o r t o t a l c a r n i t i n e s i n SR w e r e n o t a f f e c t e d by t h e t r e a t m e n t . C a r n i t i n e l e v e l s 56 ( t o t a l , f r e e o r l o n g c h a i n ) i n c o n t r o l r a t s w e r e n o t a f f e c t e d by t h e d r u g ( F i g . 2 8 ) . EFFECTS OF METHYL PALMOXIRATE AND T 3 TREATMENT ON CARDIAC FUNCTION A s m e n t i o n e d a b o v e , d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h e i t h e r T 3 a l o n e o r i n c o m b i n a t i o n w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e e x h i b i t e d n o r m a l l e v e l s o f T 3 and T^ ( T a b l e 5 ) . When t h e f u n c t i o n o f h e a r t s f r o m t h e s e a n i m a l s was s t u d i e d , T 3 t r e a t m e n t a l o n e d i d n o t a f f e c t t h e f u n c t i o n i n e i t h e r c o n t r o l o r d i a b e t i c r a t s . F i g u r e 29 s h o w s t h e LVDP i n t h e s e h e a r t s . 1 P o s i t i v e and n e g a t i v e d P / d t , w h i c h we re d e p r e s s e d i n t h e d i a b e t i c g r o u p , w e r e n o t a f f e c t e d by T 3 a l o n e ( F i g s . 3 0 , 3 1 ) . R e s u l t s s i m i l a r t o t h o s e s e e n p r e v i o u s l y w e r e o b t a i n e d when f u n c t i o n o f h e a r t s f r o m r a t s t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e a l o n e was s t u d i e d ( F i g s . 3 2 , 3 3 , 3 4 ) . H o w e v e r , t h e max imum v e n t r i c u l a r p r e s s u r e d e v e l o p e d i n h e a r t s f r o m d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h b o t h m e t h y l p a l m o x i r a t e and T 3 w a s n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom t h a t d e v e l o p e d i n e i t h e r c o n t r o l o r u n t r e a t e d d i a b e t i c r a t h e a r t s a t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s s u r e s ( F i g . 3 5 ) s u g g e s t i n g t h a t t h e t r e a t m e n t was a t l e a s t p a r t i a l l y s u c c e s s f u l i n p r e v e n t i n g t h e d i a b e t e s -i n d u c e d f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s i n t h e m y o c a r d i u m . T h i s p r e v e n t i o n was m o r e p r o m i n e n t w i t h t h e c o m b i n a t i o n when e i t h e r t h e p o s i t i v e o r t h e n e g a t i v e d P / d t were s t u d i e d ( F i g s . 3 6 , 3 7 ) . EFFECTS OF CARNITINE AND Tg TREATMENT ON CARDIAC FUNCTION I n t h e l a s t s e t o f e x p e r i m e n t s , c o n t r o l a n d d i a b e t i c r a t s w e r e t r e a t e d w i t h a c o m b i n a t i o n o f c a r n i t i n e and T 3 « M y o c a r d i a l p e r f o r m a n c e o f t h e d i a b e t i c r a t s was d e p r e s s e d a t l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s g r e a t e r t h a n 7 . 5 c m H ? 0 a s r e f l e c t e d b y e i t h e r t h e LVDP ( F i g . 3 8 ) , 57 p o s i t i v e d P / d t ( f i g . 39 ) o r t h e n e g a t i v e d P / d t ( f i g . 4 0 ) . The c o m b i n a t i o n t r e a t m e n t d i d n o t a p p e a r t o a f f e c t c o n t r a c t i l e f u n c t i o n a t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s s u r e s . H o w e v e r , a t t h e l o w e r f i l l i n g p r e s s u r e s ( l e s s t h a n a b o u t 15cm H2O), h e a r t s f r o m d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h t h e c o m b i n a t i o n p e r f o r m e d s i g n i f i c a n t l y b e t t e r t h a n u n t r e a t e d d i a b e t i c s . T h e s e r e s u l t s a r e d e p i c t e d i n f i g u r e s 3 8 , 39 and 4 0 . TABLE 2 GENERAL FEATURES OF ANIMALS USED IN THE 3 DAY STUDY Body W e i g h t b e f o r e i n j e c t i o n o f STZ o r b u f f e r (g) Body We igh t a t s a c r i f i c e (g) B l o o d G l u c o s e (mg %) P l a s m a I m m u n o r e a c t i v e I n s u l i n (MJ /mL) CONTROL (36 ) ' 171 .9+1 .5 1 7 4 . 8 ± 1 . 9 1 0 3 . 8 ± 8 . 0 2 2 . 1 ± 1 . 5 DIABETIC (31) 1 7 3 . 5 ± 1 . 5 1 6 5 . 6 ± 1 . 7 4 0 8 . 1 ± 1 2 . 1 * 1 0 . 6 + 2 . 1 * * : S i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom c o n t r o l a n i m a l s (p<0.05) 59 F i g u r e 5 : E f f e c t o f v a r i o u s l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s on t h e l e f t v e n t r i c u l a r d e v e l o p e d p r e s s u r e (LVDP) i n h e a r t s f r o m c o n t r o l and 3 day d i a b e t i c r a t s u s i n g 5mM g l u c o s e 1n t h e b u f f e r . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r om a l l o t h e r g r o u p s a t p < 0 . 0 5 ) . 60 1 5 0 - i Cx)—(x) control Cn=93 (x)—(x) insulin perfused control Cn=12) (•)—(•) d iabet ic (n=6) (•)—(•) insulin perfused diabet ic (n=8) 1 2 0 -X o. Q > 9 0 -60 1 1 r 0 5 10 15 20 25 FILLING PRESSURE Ccm H 2 0 ) 61 F i g u r e 6 : E f f e c t o f v a r i o u s l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s on t h e p o s i t i v e d P / d t i n h e a r t s f r o m c o n t r o l a n d 3 d a y d i a b e t i c r a t s i n t h e p r e s e n c e o f 5 mM p e r f u s a t e g l u c o s e p e r f u s e d w i t h (CON + I N S ; D IA + INS) o r w i t h o u t ( C O N ; DIA) i n s u l i n . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r om a l l o t h e r g r o u p s a t p < 0 . 0 5 ) . 62 1500 -• 0 1 1 1 1 5 10 15 20 F i l l i n g P r e s s u r e (Cm H20) I 25 6 3 F i g u r e 7 : E f f e c t o f v a r i o u s l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s on t h e n e g a t i v e d P / d t i n h e a r t s f r o m c o n t r o l a n d 3 d a y d i a b e t i c r a t s w i t h 5mM g l u c o s e e i t h e r i n t h e p r e s e n c e (CON + I N S ; DIA + INS) o r a b s e n c e (CON; DIA) o f i n s u l i n . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l o t h e r g r o u p s a t p < 0 . 0 5 ) . 64 1000 -f 0 I 1 1 1— 5 10 15 20 F i l l i n g Pressure (Cm H20) -1 25 65 Figure 8 : Effe c t s of various glucose concentrations on myocardial f u n c t i o n of c o n t r o l and 3 day d i a b e t i c rat hearts. Results are expressed as mean ± S.E.M. 66 ( O ) C o n t r o l <5mM G I U C O S Q ) CN«*9> C. •> C o n t r o l <10mM G l u c o s e ) CN«8) C A ) D i a b e t i c <5mM G l u c o s e ) (N-6) C V) D i a b u t i c ClOmM G l u c o s e ) (N°8) 60--• 1 1 1 1 5 10 15 20 F i l l i n g P r e s s u r e CCm H2Q) 25 67 Figure 9 : Effect of various left atrial filling pressures on the left ventricular developed pressure (LVDP) in hearts from control and 3 day diabetic rats using lOmM glucose in the buffer. Results are expressed as mean ± S.E.M. (* denotes significantly different from all other groups at p<0.05). 68 FILLING P R E S S U R E (cm H 2 C0 69 F i g u r e 10 : E f f e c t o f v a r i o u s l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s o n t h e p o s i t i v e d P / d t i n h e a r t s f r o m c o n t r o l a n d 3 d a y d i a b e t i c r a t s i n t h e p r e s e n c e o f lOmM p e r f u s a t e g l u c o s e w i t h (CON + I N S ; DIA + INS) o r w i t h o u t (CON; DIA) i n s u l i n . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l o t h e r g r o u p s a t p < 0 . 0 5 ) . 70 6000 -i • 5 10 15 20 25 F i l l i n g Pressure (Cm H2G0 71 F i g u r e 11 : E f f e c t o f v a r i o u s l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s o n t h e n e g a t i v e d P / d t i n h e a r t s f r o m c o n t r o l a n d 3 d a y d i a b e t i c r a t s w i t h lOmM g l u c o s e e i t h e r i n t h e p r e s e n c e (CON + I N S ; DIA + INS) o r a b s e n c e (CON; DIA) o f i n s u l i n . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r om a l l o t h e r g r o u p s a t p < 0 . 0 5 ) . 72 4500 -i 0 5 10 15 20 25 F i l l i n g P r e s s u r e CCm H200 TABLE 3 GENERAL FEATURES OF ANIMALS USED IN THE 6 WEEK STUDY Body We igh t Body We igh t B l o o d G l u c o s e P l a s m a b e f o r e i n j e c t i o n a t s a c r i f i c e (mg %) I m m u n o r e a c t i v e I n s u l i n n o f STZ o r b u f f e r (g) (nU/mL) CONTROL (52) 158 .2+3 .8 2 2 4 . 0 + 4 . 2 9 1 . 1 ± 2 . 6 1 5 . 8 ± 1 . 6 DIABETIC (41) 1 6 3 . 8 ± 2 . 2 1 6 9 . 8 ± 8 . 0 * 3 2 0 . 9 ± 9 . 0 * 6 . 8 + 0 . 4 * * Deno tes s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t l y f rom s o l v e n t c o n t r o l s a t p < 0 . 0 5 . 74 F i g u r e 12 : P e r f o r m a n c e o f c o n t r o l r a t h e a r t s p e r f u s e d i n v i t r o w i t h v a r i o u s (5mM t o 20mM g l u c o s e ) c o n c e n t r a t i o n s o f -g l u c o s e i n t h e b u f f e r . The o n l y s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e s e e n was be tween 5mM and 20mM a t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s s u r e s . (* d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom 5mM). 75 120-(x) 5 mM glucose (n=9D (•) 10mM glucose (n=10) Co) 20mM glucose (n=8) 100-IE E E >—< o_ D > 80-60 10 15 —r— 20 25 FILLING PRESSURE (cm H2C0 76 F i g u r e 1 3 : P e r f o r m a n c e o f 6 w e e k d i a b e t i c r a t h e a r t s p e r f u s e d i n v i t r o w i t h v a r i o u s (5mM t o 20mM g l u c o s e ) c o n c e n t r a t i o n s o f g l u c o s e i n t h e b u f f e r . No s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e was seen between any o f t h e g r o u p s . 77 — Cx) 5 mM glucose (n=8) -—Co] 10 mM glucose (n=7) - - (•) 20 mM glucose Cn=7] 110-1 78 F i g u r e 14 : F u n c t i o n o f h e a r t s f r o m c o n t r o l a n d 6 week d i a b e t i c r a t s p e r f u s e d w i t h 5mM g l u c o s e i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f i n s u l i n ( 5 m U / m l ) . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s LVDP a t v a r i o u s f i l l i n g p r e s s u r e s . E a c h p o i n t r e p r e s e n t s t h e m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m d i a b e t i c g r o u p s ; * * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l o t h e r g r o u p s ) . 79 FILLING PRESSURE Ccm H 2 0 ) 80 F i g u r e 15 : F u n c t i o n o f h e a r t s f r o m c o n t r o l a n d 6 week d i a b e t i c r a t s p e r f u s e d w i t h 5mM g l u c o s e i n t h e p r e s e n c e (CON + I N S ; DIA + INS) o r a b s e n c e (CON; DIA) o f i n s u l i n ( 5 m U / m l ) . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s + d P / d t a t v a r i o u s f i l l i n g p r e s s u r e s . E a c h p o i n t r e p r e s e n t s t h e m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m d i a b e t i c g r o u p s ; * * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l o t h e r g r o u p s ) . 81 4 5 0 0 - i 4 0 0 0 -3 5 0 0 -U 01 if) \ cn i J 3 0 0 0 •P TJ \ 0. TJ 2 5 0 0 -ai > 0 0_ 2 0 0 0 1 5 0 0 -^ J j ^ CON + INS (9) CON (10) DIA + INS (8) DIA (7) 1 0 0 0 1 T 1 1 5 1 0 1 5 2 0 F i l l i n g P r e s s u r e C C m H2D0 2 5 82 F i g u r e 16 : F u n c t i o n o f h e a r t s f r o m c o n t r o l a n d 6 week d i a b e t i c r a t s p e r f u s e d w i t h 5mM g l u c o s e i n t h e p r e s e n c e (CON + I N S ; DIA + INS) o r a b s e n c e ( C O N ; DIA) o f i n s u l i n ( 5 m U / m l ) . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s - d P / d t a t v a r i o u s f i l l i n g p r e s s u r e s . E a c h p o i n t r e p r e s e n t s t h e m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m d i a b e t i c g r o u p s ; * * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r om a l l o t h e r g r o u p s ) . 83 3500 - i 0 5 10 15 20 25 F i l l i n g P r e s s u r e CCm H20) 84 F i g u r e 17 : C a r d i a c p e r f o r m a n c e o f c o n t r o l a n d 6 week d i a b e t i c r a t s . T h e h e a r t s w e r e p e r f u s e d w i t h lOmM g l u c o s e e i t h e r i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f 5mU/ml r e g u l a r i n s u l i n . E a c h v a l u e r e p r e s e n t s t h e LVDP a t t h a t l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e and i s e x p r e s s e d a s t h e mean ± S . E . M . ( * d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f r o m d i a b e t i c g r o u p s ; * * d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f rom a l l o t h e r g r o u p s ) . 85 (x)—(x) control (n=10) (x)—(x) insulin perfused control (n=10) (•)—(•) diabet ic (n=7) (•) —(•) insulin perfused diabet ic (n=6) 50 i 1 j 1 1 1 0 5 10 15 20 25 FILLING PRESSURE (cm H 2 0) 86 F i g u r e 18 : C a r d i a c p e r f o r m a n c e o f c o n t r o l a n d 6 week d i a b e t i c r a t s . T h e h e a r t s w e r e p e r f u s e d w i t h lOmM g l u c o s e e i t h e r i n t h e p r e s e n c e (CON + I N S ; D I A + INS) o r a b s e n c e (CON; DIA) o f 5mU/ml r e g u l a r i n s u l i n . E a c h v a l u e r e p r e s e n t s t h e + d P / d t a t t h a t l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e and i s e x p r e s s e d a s t h e mean ± S . E . M . ( * d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f r o m d i a b e t i c g r o u p s ; * * d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f rom a l l o t h e r g r o u p s ) . 87 i 88 F i g u r e 19 : C a r d i a c p e r f o r m a n c e o f c o n t r o l a n d 6 week d i a b e t i c r a t s . T h e h e a r t s w e r e p e r f u s e d w i t h lOmM g l u c o s e e i t h e r i n t h e p r e s e n c e (CON + I N S ; DIA + INS) o r a b s e n c e (CON; DIA) o f 5mU/ml r e g u l a r i n s u l i n . E a c h v a l u e r e p r e s e n t s t h e n e g a t i v e d P / d t a t t h a t l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e and i s e x p r e s s e d a s t h e mean ± S . E . M . (* d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f r o m d i a b e t i c g r o u p s ; * * d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f r o m a l l o t h e r g r o u p s ) . 89 1000 -f 0 1 1 1 1 5 10 15 20 F i l l i n g P r e s s u r e (Cm H2G0 1 25 90 F i g u r e 20 : E f f e c t o f i n s u l i n ( 5 m U / m l o f p e r f u s a t e ) on t h e b a s a l l e v e l s o f p h o s p h o r y l a s e a_ i n h e a r t s f r o m c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s . E a c h b a r r e p r e s e n t s t h e m e a n ± S . E.M. o f 4 h e a r t s . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m c o n t r o l g r o u p s ; * * d e n o t e s s t a t i s t i c a l s i g n i f i c a n c e f r om a l l o t h e r g r o u p s ) . 91 * 1 1 r in in in • • D B S D i X J O U j d s O U J c J % 92 F i g u r e 21 : E f f e c t o f v a r i o u s l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s on t h e l e f t v e n t r i c u l a r d e v e l o p e d p r e s s u r e (LVDP) i n h e a r t s f r o m c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s u s i n g lOmM g l u c o s e i n t h e b u f f e r . The h e a r t s we re p e r f u s e d e i t h e r i n t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o f human i n s u l i n ( H u m u l i n ® ) . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * D e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m d i a b e t i c g r o u p s ; * * D e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l o t h e r g r o u p s ) . 93 125 r 5 10 15 20 25 FILLING PRESSURE (cm H 2 0 ) 94 F i g u r e 22 : E f f e c t o f v a r i o u s l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s i n t h e r a t e o f p r e s s u r e d e v e l o p m e n t i n h e a r t s f r o m c o n t r o l a n d 6 week d i a b e t i c r a t s u s i n g lOmM g l u c o s e i n t h e b u f f e r . The h e a r t s were p e r f u s e d e i t h e r i n t h e p r e s e n c e (CON + I N S ; DIA + INS) o r a b s e n c e (CON; DIA) o f human i n s u l i n ( H u m u l i n ® ) . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * D e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m d i a b e t i c g r o u p s ; * * D e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l o t h e r g r o u p s ) . 95 45DD-! 1 0 0 0 - 1 | \ , 1 1 0 5 10 15 2 0 2 5 F I L L I N G P R E S S U R E CCM H 2 D > 96 F i g u r e 23 : E f f e c t o f v a r i o u s l e f t a t r i a l f i l l i n g p r e s s u r e s on t h e r a t e o f p r e s s u r e d e c l i n e i n h e a r t s f r om c o n t r o l and 6 w e e k d i a b e t i c r a t s u s i n g lOmM g l u c o s e i n t h e b u f f e r . The h e a r t s were p e r f u s e d e i t h e r i n t h e p r e s e n c e (CON + I N S ; DIA + INS) o r a b s e n c e (CON; DIA) o f human i n s u l i n ( H u m u l i n ® ) . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * D e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m d i a b e t i c g r o u p s ; * * D e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l o t h e r g r o u p s ) . 97 5 0 0 - • • 1 1 1 1 5 1 0 1 5 2 0 F i l l i n g P r e s s u r e ( C m H 2 0 ) TABLE 4 GENERAL FEATURES OF ANIMALS USED IN THE METHYL PALMOXIRATE STUDY Body P l a s m a P lasma W e i g h t G l u c o s e I n s u l i n (g ) (mg %) (wi/mL) T r i g l y c e r i d e s (mg %) T o t a l l i p i d s (mg%) CONTROL UNTREATED 227±4 112±6 34+3 95±7 326±29 CO CONTROL + METHYL PALMOXIRATE 224+5 DIABETIC UNTREATED 173+7* 118+6 657+43* 36+5 12+3* 72±5 529±40* 336±21 2260±119* DIABETIC + METHYL PALMOXIRATE 197±5* 579±36* 15+5* 403+45* 2127±117* * : s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l c o n t r o l g r o u p s 99 F i g u r e 24 : L e f t v e n t r i c u l a r p r e s s u r e d e v e l o p m e n t i n h e a r t s f r o m c o n t r o l a n d 6 week d i a b e t i c r a t s . T h e s e r a t s w e r e t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e ( 2 5 m g / k g / d a y as a s u s p e n s i o n i n 1.5% t r a g a c a n t h ) f o r 6 w e e k s , t h e t r e a t m e n t b e i n g i n i t i a t e d 3 d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f STZ d i a b e t e s . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom b o t h d i a b e t i c g r o u p s ) . 100 140 115 I E E CL Q > 90 65 40 (o) control (n=5) control-treated (n=4) diabetic (n=4) (•) diabetic-treated (n = 5) 1 5 10 15 20 FILLING PRESSURE (cm H 00) 25 101 V F i g u r e 25 : R a t e o f l e f t v e n t r i c u l a r p r e s s u r e d e v e l o p m e n t i n h e a r t s f r o m c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s . T h e s e r a t s w e r e t r e a t e d w i t h e i t h e r m e t h y l p a l m o x i r a t e ( 2 5 m g / k g / d a y as a s u s p e n s i o n i n 1.5% t r a g a c a n t h ) o r t h e v e h i c l e a l o n e f o r 6 w e e k s , t h e t r e a t m e n t b e i n g i n i t i a t e d 3 d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f STZ d i a b e t e s . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom b o t h d i a b e t i c g r o u p s ) . 1 0 2 5000 10001 1 1 1 u  0 5 10 15 20 25 FILLING PRESSURE (cm H20) 103 F i g u r e 26 : R a t e o f l e f t v e n t r i c u l a r p r e s s u r e d e c l i n e i n h e a r t s f r o m c o n t r o l and 6 week d i a b e t i c r a t s . T h e s e r a t s w e r e t r e a t e d w i t h e i t h e r m e t h y l p a l m o x i r a t e ( 2 5 m g / k g / d a y as a s u s p e n s i o n i n 1.5% t r a g a c a n t h ) o r t h e v e h i c l e a l o n e f o r 6 w e e k s , t h e t r e a t m e n t b e i n g i n i t i a t e d 3 d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f STZ d i a b e t e s . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n + S . E . M . ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom b o t h d i a b e t i c g r o u p s ) . 104 500" J —J 1 L 0 5 10 15 20 25 FILLING PRESSURE (cm H 20) 105 F i g u r e 27 : C a l c i u m u p t a k e a c t i v i t y o f s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m p r e p a r e d f rom h e a r t s o f c o n t r o l and d i a b e t i c r a t s . T h e s e r a t s w e r e t r e a t e d w i t h e i t h e r m e t h y l p a l m o x i r a t e ( 2 5 m g / k g / d a y a s a s u s p e n s i o n i n 1.5% t r a g a c a n t h ) o r t h e v e h i c l e a l o n e f o r 6 w e e k s , t h e t r e a t m e n t b e i n g i n i t i a t e d 3 d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f STZ d i a b e t e s . C a l c i u m u p t a k e was ATP - d e p e n d e n t and c a r r i e d o u t i n t h e p r e s e n c e o f o x a l a t e . R e s u l t s a r e e x p r e s s e d a s m e a n ± S . E . M . ( * d e n o t e s s t a t i s t i c a l s i g n i f i c a n c e f rom a l l o t h e r g r o u p s ) . 1 0 6 0 ' 1 1 1 i i i i i I • 1 1 i i i i i 0.1 1 10 FREE Ca (log cone) juM 107 F i g u r e 2 8 : L e v e l s o f t o t a l , f r e e a n d l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s i n t h e SR p r e p a r e d f r o m m e t h y l - p a l m o x i r a t e t r e a t e d and u n t r e a t e d c o n t r o l and d i a b e t i c r a t s . T r e a t m e n t p r o t o c o l u s e d was a s d e s c r i b e d i n l e g e n d t o F i g u r e 2 7 . T h e b a r s r e p r e s e n t mean ± S . E . M . o f 4 p r e p a r a t i o n s . {* d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l o t h e r g r o u p s ) . nmol CARNITINE/MG SR PROTEIN 801 TABLE 5 GENERAL FEATURES OF ANIMALS USED IN THE METHYL PALMOXIRATE AND T , STUDY Body_ We igh t (g) P lasma G l u c o s e (mg %) P l a s m a I n s u l i n (MJ/mL) T o t a l L i p i d s (mg %) T , B Index J (%) P l a s m a T-%) CONTROL UNTREATED 226+6 97±2 48±1 v. 674±122 5 8 . 3 ± 2 . 4 4 . 8 ± 0 . 7 * * CONTROL + T 3 223±1 109±5 52±6 846±99 6 5 . 6 ± 0 . 6 1 . 2 ± 0 . 2 CONTROL + METHYL PALMOXIRATE 233±7 112±6 46±6 575±69 5 7 . 9 ± 2 . 9 3 . 7 ± 0 . 5 * * CONTROL + T , + METHYL PALMOXIRATE 223±6 119+3 50±4 619±40 6 1 . 8 ± 2 1 . 5 S 0 . 3 DIABETIC UNTREATED 187±10* 481±24* 2 0 ± 2 * 2143±254* 4 5 . 0 ± 1 . 3 * * * 2 . 5 ± 0 . 3 * * * DIABETIC + T 3 163+3* 484+37* 19+4* 2628±194* 5 3 . 6 ± 1 . 5 1 . 0 ± 0 . 2 DIABETIC + METHYL PALMOXIRATE 1 9 8 ± 1 1 * 513±25* 2 3 ± 2 * 2005±210* 4 4 . 3 ± 1 . 6 * * * 3 . 2 ± 0 . 4 * * DIABETIC + T ? + METHYL PALMOXIRATE 162±8* 428±43* 17±4* 2581±232* 5 2 . 4 ± 1 . 3 1 . 3 ± 0 . 3 S i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l c o n t r o l g roups S i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l T 3 t r e a t e d g roups S i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l o t h e r g roups \ 110 F i g u r e 29 : E f f e c t o f T 3 ( 3 0 ^ g / k g / d a y s . c . ) t r e a t m e n t on c a r d i a c p e r f o r m a n c e i n c o n t r o l and d i a b e t i c r a t s . T r e a t m e n t was i n i t i a t e d 3 d a y s a f t e r t h e r a t s w e r e made d i a b e t i c and c a r r i e d o u t f o r 6 weeks t h e r e a f t e r . E a c h v a l u e r e p r e s e n t s mean ± S . E . M . o f LVDP ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r om d i a b e t i c g r o u p s ) . 112 F i g u r e 30 : E f f e c t o f T 3 ( 3 0 ^ g / k g / d a y s . c . ) t r e a t m e n t on c a r d i a c p e r f o r m a n c e i n c o n t r o l and d i a b e t i c r a t s . T r e a t m e n t was i n i t i a t e d 3 d a y s a f t e r t h e r a t s w e r e made d i a b e t i c and c a r r i e d o u t f o r 6 weeks t h e r e a f t e r . E a c h v a l u e r e p r e s e n t s mean ± S.E.M. o f + d P / d t ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom d i a b e t i c g r o u p s ) . 113 4500 4000 ^ 3500 CO 3000 2500 2000 1500 1000 Co) CONTROL (n = 5) (v) CONTROL+ T3 (n=4) C») DIABETIC Cn-4D (•) DIABETIC+T3 (n = 6D 5 10 15 20 FILLING PRESSURE (Cm H 20) 25 114 F i g u r e 31 : E f f e c t o f T 3 ( 3 0 ^ g / k g / d a y s . c . ) t r e a t m e n t on c a r d i a c p e r f o r m a n c e i n c o n t r o l and d i a b e t i c r a t s . T r e a t m e n t was i n i t i a t e d 3 d a y s a f t e r t h e r a t s w e r e made d i a b e t i c and c a r r i e d o u t f o r 6 weeks t h e r e a f t e r . E a c h v a l u e r e p r e s e n t s mean ± S . E . M . o f - d P / d t ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom d i a b e t i c g r o u p s ) . 1 1 5 500 -+ 0 1 1 1 1 5 10 15 20 F i l l i n g P r e s s u r e (Cm H20) - 1 25 116 F i g u r e 32 : E f f e c t o f m e t h y l p a l m o x i r a t e (25 m g / k g / d a y p . o . ) t r e a t m e n t on c a r d i a c p e r f o r m a n c e i n c o n t r o l a n d d i a b e t i c r a t s . T r e a t m e n t was i n i t i a t e d 3 d a y s a f t e r t h e r a t s w e r e made d i a b e t i c and c a r r i e d o u t f o r 6 w e e k s t h e r e a f t e r . T h i s s t u d y was c a r r i e d o u t a s p a r t o f t h e c o m b i n a t i o n t r e a t m e n t w i t h T^ and me thy l p a l m o x i r a t e . E a c h v a l u e r e p r e s e n t s mean ± S . E . M . o f LVDP ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom d i a b e t i c g r o u p s ) . 117 118 Figure 33 : Effect of methyl palmoxirate (25 mg/kg/day p.o.) treatment on cardiac performance in control and diabetic rats. Treatment was initiated 3 days after the rats were made diabetic and carried out for 6 weeks thereafter. This study was carried out as part of the combination treatment with T^  and methyl palmoxirate. Each value represents mean ± S.E.M. of +dP/dt (* denotes significantly different from diabetic groups). 119 4 5 0 G T FILLING PRESSURE Cm H 2 0) 120 F i g u r e 34 : E f f e c t o f m e t h y l p a l m o x i r a t e (25 m g / k g / d a y p . o . ) t r e a t m e n t on c a r d i a c p e r f o r m a n c e i n c o n t r o l a n d d i a b e t i c r a t s . T r e a t m e n t was i n i t i a t e d 3 d a y s a f t e r t h e r a t s w e r e made d i a b e t i c and c a r r i e d o u t f o r 6 w e e k s t h e r e a f t e r . T h i s s t u d y was c a r r i e d o u t a s p a r t o f t h e c o m b i n a t i o n t r e a t m e n t w i t h Tg and me thy l p a l m o x i r a t e . E a c h v a l u e r e p r e s e n t s mean ± S . E . M . o f - d P / d t ( * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom d i a b e t i c g r o u p s ) . CON, CON+M.P. : c o n t r o l , me thy l p a l m o x i r a t e - t r e a t e d c o n t r o l D I A , D I A + M . P . : d i a b e t i c , m e t h y l p a l m o x i r a t e - t r e a t e d d i a b e t i c 121 3500 n 0 5 10 15 20 25 F i l l i n g P r e s s u r e CCm H20> 122 Figure 35 : Cardiac function of control and diabetic rats treated with a combination of methyl palmoxirate and T 3 using doses and treatment protocol as in the previous figures. Each value represents mean ± S.E.M. of LVDP (* denotes significantly different from untreated diabetics; ** denotes significantly different from a l l other groups). 1 2 3 130 0 5 10 20 25 FILLING PRESSURE (Cm H 2 0) 124 F i g u r e 36 : R a t e o f p r e s s u r e d e v e l o p m e n t i n l e f t v e n t r i c l e s f r o m h e a r t s o f c o n t r o l and d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h t h e c o m b i n a t i o n o f m e t h y l p a l m o x i r a t e and T ^ . E a c h v a l u e r e p r e s e n t s mean ± S . E . M . (* d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r o m u n t r e a t e d d i a b e t i c s ; * * d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r om a l l o t h e r g r o u p s ) . 1 2 5 4500 FILLING PRESSURE (Cm H 2 0) 126 F i g u r e 37 : R a t e o f p r e s s u r e d e c l i n e i n l e f t v e n t r i c l e s f rom h e a r t s o f c o n t r o l a n d d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h t h e c o m b i n a t i o n o f me thy l p a l m o x i r a t e and T ^ . E a c h v a l u e r e p r e s e n t s mean ± S . E . M . (* d e n o t e s s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f r om u n t r e a t e d d i a b e t i c s ) . 1 2 7 3 5 0 0 FILLING PRESSURE Cm H 2 0) TABLE 6 GENERAL FEATURES OF ANIMALS USED IN THE CARNITINE AND T 3 STUDY Body We igh t (g ) P l a s m a G l u c o s e (mg l) P l a s m a I n s u l i n (WJ/mL) T q B Index 6 (%) CONTROL UNTREATED 216+6 122±7 22 .5+0 .4 5 8 . 6 ± 4 . 2 CONTROL + T . + CARNITINE J 209±4 115±6 2 8 . 6 ± 1 . 0 7 0 . 5 ± 5 . 0 * * DIABETIC UNTREATED 168±12* DIABETIC + T - + CARNITINE J 149±9* 425±22* 456±24* 1 0 . 8 ± 0 . 9 * 1 1 . 2 + 0 . 8 * 4 5 . 4 ± 3 . 1 * 5 6 . 9 ± 4 . 5 * : S i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l c o n t r o l g roups * * : S i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t f rom a l l o t h e r g roups 1 2 9 F i g u r e 38 : L e f t v e n t r i c u l a r d e v e l o p e d p r e s s u r e i n h e a r t s f r o m c o n t r o l and d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h o r w i t h o u t t h e c o m b i n a t i o n o f T \ ( 3 0 ^ g / k g / d a y s . c . ) a n d c a r n i t i n e ( 3 g / k g / d a y i n t h e d r i n k i n g w a t e r ) . D a t a a r e e x p r e s s e d as means ± S . E . M . ( * d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f r o m u n t r e a t e d d i a b e t i c g r o u p s ; + d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f r om b o t h d i a b e t i c g r o u p s ) . 130 50 1 i 1 1 1 0 5 10 15 20 25 FILLING PRESSURE (cm H 2 0) 131 F i g u r e 39 : R a t e o f L e f t v e n t r i c u l a r p r e s s u r e d e v e l o p m e n t i n h e a r t s f r o m c o n t r o l a n d d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h o r w i t h o u t t h e c o m b i n a t i o n o f T . ( 3 0 ^ g / k g / d a y s . c . ) a n d c a r n i t i n e ( 3 g / k g / d a y i n t h e d r i n k i n g w a t e r ) . D a t a a r e e x p r e s s e d as means ± S . E . M . ( * d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f r o m u n t r e a t e d d i a b e t i c g r o u p s ; + d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f rom b o t h d i a b e t i c g r o u p s ) . 1 3 2 5000-, FILLING PRESSURE (cm H 20) 133 F i g u r e 4 0 : R a t e o f L e f t v e n t r i c u l a r p r e s s u r e d e c l i n e i n h e a r t s f r o n c o n t r o l a n d d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h o r w i t h o u t t h e c o m b i n a t i o n o f T 3 ( 3 0 n g / k g / d a y s . c . ) a n d c a r n i t i n e ( 3 g / k g / d a y i n t h e d r i n k i n g w a t e r ) . D a t a a r e e x p r e s s e d as means ± S . E . M . ( * d e n o t e s s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e f rom d i a b e t i c g r o u p s ) . 134 4000 n 3500-500 1 1 1 1 1 1 0 5 10 15 20 25 FILLING PRESSURE (cm H 2 0) 135 DISCUSSION A n i m a l s t r e a t e d w i t h STZ e x h i b i t e d t h e c l a s s i c a l f e a t u r e s o f d i a -b e t e s . Q u a n t i t a t i v e d e t e r m i n a t i o n s c a r r i e d o u t r e v e a l e d h y p e r g l y c e m i a , h y p o i n s u l i n e m i a , h y p o t h y r o i d i s m and h y p e r l i p i d e m i a i n t h e d i a b e t i c r a t s w h i c h a l s o w e i g h e d l e s s t h a n c o n t r o l s . Q u a l i t a t i v e o b s e r v a t i o n s c o n f i r m e d t h e p r e s e n c e o f p o l y u r i a , p o l y p h a g i a a n d p o l y d i p s i a . A l l o f t h e s e f e a t u r e s o f d i a b e t e s h a v e b e e n r e p o r t e d i n a number o f p r e v i o u s s t u d i e s w i t h STZ ( F e i n e t a l . , 1 9 8 0 ; 1 9 8 1 ; V a d l a m u d i e t a l . , 1 9 8 2 ) . I t c a n n o t b e c o n c l u s i v e l y s t a t e d a s t o t h e t y p e o f human d i a b e t e s r e p r e s e n t e d by t h i s m o d e l . P a n c r e a t i c b e t a c e l l d a m a g e , w h i c h i s t h e b a s i s o f d i a b e t e s i n t h e s e r a t s , s u g g e s t s t h a t t h e d i a b e t e s i s s i m i l a r t o T y p e I ( i n s u l i n d e p e n d e n t - t y p e ) . H o w e v e r , t h e p r e s e n c e o f s i g n i f i c a n t amoun ts o f c i r c u l a t i n g i n s u l i n ( a l t h o u g h t h e y a r e r e d u c e d by a b o u t 50%) a n d t h e s u r v i v a l o f t h e s e r a t s w i t h o u t t h e a d m i n i s t r a t i o n o f e x o g e n o u s i n s u l i n a r g u e s a g a i n s t c l a s s i f y i n g t h i s d i a b e t e s a s Type I. On t h e o t h e r h a n d , i f l e f t u n t r e a t e d , t h e s e r a t s d e v e l o p a number o f c o m p l i c a t i o n s , i n c l u d i n g t h o s e a f f e c t i n g t h e c a r d i a c ( F e i n e t a l . , 1 9 8 0 ) , v a s c u l a r ( R e i n i l a , 1 9 8 1 ) , r e n a l ( J e n s e n e t a l . , 1981 ) and t h e n e r v o u s ( B e s t e t t i e t a l . , 1981 ) s y s t e m s s o i t w o u l d be r e a s o n a b l e t o r e f e r t o t h e s e r a t s a s p o o r l y c o n t r o l l e d d i a b e t i c s . W h a t e v e r t h e t y p e , i t i s d e f i n i t e t h a t t h e model has f e a t u r e s w h i c h a r e seen c l i n i c a l l y i n d i a b e t i c s . I t i s a l s o a p p a r e n t f r om t h e s t u d y t h a t t h e e f f e c t s o f STZ a r e seen w i t h i n 3 d a y s o f i t s i n j e c t i o n . The r a t s e x h i b i t g l y c o s u r i a , h y p e r g l y -c e m i a and h y p o i n s u l i n e m i a a n d , s i m u l t a n e o u s l y , t h e i r w e i g h t g a i n s t o p s 136 ( T a b l e 2 ) . I t i s p o s s i b l e t h a t t h e s e o b s e r v a t i o n s a r e due t o t h e d i r e c t e f f e c t s o f S T Z . H o w e v e r , a mo re l i k e l y p o s s i b i l i t y i s t h a t t h e e f f e c t s a r e due t o t h e d i a b e t e s i n d u c e d by STZ s i n c e i n s u l i n t r e a t m e n t p r e v e n t s a l l t h e d e t r i m e n t a l e f f e c t s o f d i a b e t e s i n r a t s . ( F e i n e t a l . , 1 9 8 1 ; T a h i l i a n i e t a l . , 1 9 8 3 ) . A l s o , symptoms s i m i l a r t o t h o s e s e e n w i t h STZ d i a b e t e s a r e s e e n i n s p o n t a n e o u s l y d i a b e t i c r a t s (BB r a t s ) when t h e y become d i a b e t i c ( C h a p e l l and C h a p e l l , 1 9 8 3 ) . The s e v e r i t y o f symptoms i s much g r e a t e r i n t h e l a t t e r model b u t t h i s i s p r o b a b l y due t o t h e d r a s t i c r e d u c t i o n i n i n s u l i n l e v e l s a t t h e o n s e t o f d i a b e t e s i n t h e s e r a t s ( M a r l i s s e t a l . , 1 9 8 3 ) , a s o p p o s e d t o t h e s i t u a t i o n i n S T Z - t r e a t e d r a t s w h e r e t h e i n s u l i n l e v e l s u s u a l l y r e m a i n a r o u n d 50% t h o s e o f c o n t r o l s ( T a b l e s 2 - 6 ) . W i t h r e s p e c t t o t h e e f f e c t s o f e x p e r i m e n t a l l y - i n d u c e d d i a b e t e s on c a r d i a c f u n c t i o n , v a r i o u s s t u d i e s h a v e shown a d e p r e s s i o n o f c a r d i a c p e r f o r m a n c e i n r a t s s o t r e a t e d . I n o n e s t u d y by M i l l e r ( 1 9 7 9 ) , 3 day a l l o x a n - d i a b e t i c r a t s e x h i b i t e d d e p r e s s i o n o f c a r d i a c f u n c t i o n a t a 5mM g l u c o s e p e r f u s a t e c o n c e n t r a t i o n . T h e d e p r e s s i o n c o u l d b e r e v e r s e d i n v i t r o by i n s u l i n p e r f u s i o n o r by i n c r e a s i n g t h e g l u c o s e c o n c e n -t r a t i o n t o lOmM. I t was t h u s s u g g e s t e d t h a t a c u t e e x p e r i m e n t a l d i a b e t e s i n t h e r a t r e s u l t s i n i m p a i r e d m y o c a r d i a l g l u c o s e u p t a k e w h i c h c a n be r e v e r s e d i n v i t r o . H o w e v e r , u s i n g a s i m i l a r p r e p a r a t i o n , V a d l a m u d i e t a l . , ( 1 9 8 2 ) w e r e u n a b l e t o d e m o n s t r a t e any d e p r e s s i o n o f f u n c t i o n 7 d a y s a f t e r e i t h e r a l l o x a n o r s t r e p t o z o t o c i n t r e a t m e n t . T h e d i s c r e p a n c y b e t w e e n t h e two s t u d i e s was s u g g e s t e d t o be due t o t h e h i g h e r c o n c e n t r a -t i o n o f g l u c o s e i n t h e p e r f u s i o n medium u s e d by t h e l a t t e r g r o u p w h i c h c o u l d h a v e o v e r c o m e t h e d e p r e s s i o n o f f u n c t i o n . A l s o , t h e t i m e p o i n t s s t u d i e d by t h e two g r o u p s w e r e d i f f e r e n t and i t was p o s s i b l e t h a t a l l o x a n 137 d i a b e t e s r e s u l t e d i n a c u t e m y o c a r d i a l c h a n g e s w h i c h t h e n n o r m a l i z e d ( a r o u n d 7 d a y s a n d so w e r e m i s s e d by V a d l a m u d i e t a l ) a n d a t a l a t e r p o i n t i n t i m e r e s u l t e d i n c h r o n i c c h a n g e s . In t h e p r e s e n t i n v e s t i g a t i o n , STZ d i a b e t i c r a t s d i d n o t e x h i b i t m y o c a r d i a l d e p r e s s i o n a s c o m p a r e d t o c o n t r o l s when 5mM g l u c o s e was u s e d . I t t h u s seems t h a t t h e e f f e c t s s e e n i n t h e s t u d y by M i l l e r (1979) a r e u n i q u e t o a c u t e a l l o x a n d i a b e t e s i n t h e r a t s i n c e Down ing e t a l . ( 1 9 8 1 ) d i d n o t o b s e r v e a d e p r e s s i o n o f v e n t r i -c u l a r f u n c t i o n o f 2 - 4 day a l l o x a n d i a b e t i c l a m b s . When we added i n s u l i n t o t h e b u f f e r c o n t a i n i n g 5mM g l u c o s e , f u n c t i o n o f c o n t r o l r a t h e a r t s was s i g n i f i c a n t l y e n h a n c e d . H o w e v e r , when 3 d a y d i a b e t i c r a t h e a r t s we re p e r f u s e d w i t h i n s u l i n , no s u c h e n h a n c e m e n t was s e e n . A n u m b e r o f s t u d i e s h a v e e x a m i n e d t h e e f f e c t s o f i n s u l i n on v a r i o u s c a r d i a c p r e p a r a t i o n s . P o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t s o f i n s u l i n have b e e n s h o w n by R i e k e r e t a l . , ( 1 9 7 5 ) i n p i g l e t s ; by S a s s i n e e t a l . , ( 1 9 7 5 ) i n i s o l a t e d r a b b i t a t r i a a n d on t h e i s o l a t e d r a b b i t h e a r t by K l i n g e and W a f i n ( 1 9 7 1 ) . The e f f e c t s o f i n s u l i n on g l u c o s e m e t a b o l i s m a r e w e l l k n o w n . I n c o n t r o l h e a r t s , an i n c r e a s e i n g l u c o s e u p t a k e and g l u c o s e p h o s p h o r y l a t i o n i n r e s p o n s e t o i n s u l i n w a s shown by M o r g a n e t a l . , ( 1 9 6 1 a ) , t h e k i n e t i c s o f w h i c h w e r e s t u d i e d m o r e r e c e n t l y by C h e u n g e t a l . , ( 1 9 7 8 ) . A l s o , i n s u l i n h a s b e e n shown t o i n c r e a s e C 0 2 p r o d u c t i o n f r o m g l u c o s e 1n n o r m a l w o r k i n g h e a r t s ( C h a i n e t a l . , 1969 ) a n d t o i n c r e a s e t h e c o n c e n t r a t i o n s o f v a r i o u s g l u c o s e m e t a b o l i t e s ( D a s a n d C h a i n , 1 9 7 6 ) . R e c e n t l y , H a w o r t h e t a l . , ( 1 9 8 4 ) d e m o n s t r a t e d t h e a b i l i t y o f i n s u l i n t o s t i m u l a t e 3 - 0 - m e t h y l g l u c o s e u p t a k e i n t o a d u l t r a t h e a r t c e l l s . T h u s , t h e e f f e c t s o f i n s u l i n on c o n t r o l h e a r t s s e e n i n o u r s t u d y may be d u e t o i n c r e a s e d g l u c o s e t r a n s p o r t and m e t a b o l i s m i n t h e m y o c a r d i a l c e l l s . T h e m e c h a n i s m by w h i c h i n s u l i n s t i m u l a t e s g l u c o s e 138 t r a n s p o r t i n t o c e l l s i s n o t v e r y w e l l u n d e r s t o o d . G l u c o s e t r a n s p o r t i n t o c e l l s i s m e d i a t e d v i a t h e g l u c o s e t r a n s p o r t e r . E v i d e n c e e x i s t s t h a t t h e r e a r e two p o o l s o f t h e g l u c o s e t r a n s p o r t e r u n i t s i n c e l l s . One i s a t t h e s u r f a c e o f c e l l s and i t i s t h i s poo l w h i c h i s r e s p o n s i b l e f o r t h e a c t u a l t r a n s p o r t o f g l u c o s e a c r o s s t h e c e l l membrane w h i l e t h e o t h e r p o o l may be a t a d i s t a n t s i t e i n t h e c e l l . One h y p o t h e s i s s u g g e s t s t h a t i n s u l i n e n h a n c e s t h e t r a n s p o r t o f g l u c o s e by i n c r e a s i n g t h e t r a n s l o c a t i o n o f g l u c o s e t r a n s p o r t e r s f r o m t h e i n t r a c e l l u l a r t o t h e s u r f a c e p o o l and t h u s i n c r e a s e s t h e a c t u a l n u m b e r o f t r a n s p o r t e r s a v a i l a b l e ( C u s h m a n a n d W a r d z a l a , 1 9 8 0 ; H i s s i n e t a l . , 1 9 8 2 ) . W h a t e v e r t h e m e c h a n i s m , g l u c o s e t r a n s p o r t i s i n c r e a s e d by i n s u l i n and t h i s i n c r e a s e may c o n t r i b u t e t o t h e e n h a n c e m e n t o f f u n c t i o n i n d u c e d by i n s u l i n . H o w e v e r , a s d i s c u s s e d l a t e r , t h i s may n o t be t h e s o l e mechan ism o f i n s u l i n i n o t r o p y . I n d i a b e t i c r a t h e a r t s , t h e e f f e c t s o f i n s u l i n a r e n o t as p r o m i n e n t . M o r g a n e t a l . , ( 1 9 6 1 b ) h a v e s h o w n t h a t g l u c o s e t r a n s p o r t i s t h e l i m i t i n g f a c t o r f o r g l u c o s e u p t a k e i n t h e a b s e n c e o f i n s u l i n i n d i a b e t i c h e a r t s and t h a t , i n t h e p r e s e n c e o f i n s u l i n , t h e t r a n s p o r t o f g l u c o s e c a n b e n o r m a l i z e d b u t t h e d e p r e s s e d p h o s p h o r y l a t i o n o f g l u c o s e c a n n o t be r e t u r n e d t o n o r m a l . I n d i a b e t i c r a t h e a r t s , h o w e v e r , a c c e l e r a t i o n o f g l u c o s e t r a n s p o r t b y i n s u l i n i s s l o w e r t h a n i n n o r m a l h e a r t s ( M o r g a n e t a l . , 1 9 6 1 a ; b ) a n d i n s u l i n was a l s o s h o w n n o t t o b e c a p a b l e o f s t i m u l a t i n g COg p r o d u c t i o n f r o m g l u c o s e t o an e x t e n t s e e n i n no rma l r a t h e a r t s ( C h a i n e t a l . , 1 9 6 9 ) . T h e s e d e f e c t s i n t h e h a n d l i n g o f g l u c o s e seen i n d i a b e t i c r a t h e a r t s may be r e f l e c t e d i n o u r s t u d y a s an i n a b i l i t y o f i n s u l i n t o s t i m u l a t e m y o c a r d i a l f u n c t i o n i n d i a b e t i c a n i m a l s . I n c r e a -s i n g t h e g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n f r om 5mM t o lOmM d i d n o t a l t e r t h e r e s p o n -s i v e n e s s o f d i a b e t i c h e a r t s t o i n s u l i n s u g g e s t i n g t h a t t h e u p t a k e a n d 139 p e r h a p s t h e m e t a b o l i s m o f g l u c o s e i n d i a b e t i c r a t h e a r t s i s i m p a i r e d and c a n n o t b e c o r r e c t e d by h i g h c o n c e n t r a t i o n s o f g l u c o s e e v e n i n t h e p r e s e n c e o f i n s u l i n . D i a b e t o g e n i c a g e n t s i n d u c e d i a b e t e s b y s e l e c t i v e l y d e s t r o y i n g p a n c r e a t i c b e t a c e l l s ( V e l e m i n s k y , 1 9 7 0 ) . A l l o x a n h a s b e e n shown t o r e s u l t i n an a c u t e t r a n s i e n t h y p o g l y c e m i c p h a s e w h i c h c o u l d be due t o r e l e a s e o f i n s u l i n c a u s e d by t h e d e g r a n u l a t i o n o f b e t a c e l l s o f t h e i s l e t s i n t h e p a n c r e a s ( L u n d q u i s t a n d R e r u p , 1 9 6 7 ) . A d e c r e a s e i n t h e number o f f u n c t i o n i n g c e l l s u r f a c e i n s u l i n r e c e p t o r s i s known t o r e s u l t f r o m e x p o s u r e t o I n s u l i n i n v a r i o u s t i s s u e s ( K r u p p a n d L a n e , 1 9 8 1 ; M a r s h a l l and O f e l s k y , 1 9 8 0 ) . T h u s , t h e m e c h a n i s m o f t h e l a c k o f i n s u l i n r e s p o n s e i n d i a b e t i c r a t h e a r t s c o u l d be t h a t s t r e p t o z o t o c i n c a u s e d a r e l e a s e o f i n s u l i n f r o m t h e p a n c r e a s w h i c h r e s u l t e d i n i n t e r n a l i z a t i o n o f t h e i n s u l i n r e c e p t o r s . I t i s p o s s i b l e t h a t t h r e e d a y s a f t e r i n j e c t i o n w i t h t h e a g e n t , t h e c a r d i a c i n s u l i n r e c e p t o r s may s t i l l be l o w , and so a l o s s o f s e n s i t i v i t y t o i n s u l i n may b e s e e n . H o w e v e r , t h i s h y p o t h e s i s s t i l l d o e s n o t e x p l a i n t h e r e s u l t s o b t a i n e d by M i l l e r ( 1 9 7 9 ) i n w h i c h i n s u l i n was f o u n d t o e l i c i t a r e s p o n s e i n d i a b e t i c r a t h e a r t s . A p o s s i -b i l i t y i s t h a t t h e r e l e a s e o f i n s u l i n c a u s e d by a l l o x a n may be more a c u t e t h a n t h a t c a u s e d by S T Z , a n d t h r e e d a y s a f t e r t r e a t m e n t , t h e i n s u l i n r e c e p t o r p o p u l a t i o n i s a t l e a s t p a r t i a l l y r e s t o r e d ( a n d h e n c e r e s p o n s i v e n e s s t o i n s u l i n ) i n a l l o x a n - t r e a t e d r a t s . I f t h e h y p o t h e s i s t h a t t h e l o s s o f i n s u l i n s e n s i t i v i t y 1n 3 d a y d i a b e t i c r a t h e a r t s i s due t o a d e c r e a s e 1n t h e i n s u l i n r e c e p t o r s i n t h e m y o c a r d i u m w e r e t r u e , t h e n 1 f we a l l o w e d a s u f f i c i e n t p e r i o d f o r t h e r e c e p t o r s t o r e g e n e r a t e , a r e s p o n s e t o i n s u l i n w o u l d be e x p e c t e d i n d i a b e t i c r a t h e a r t s . T h i s was one o f t h e r e a s o n s why t h e s e c o n d p a r t o f 140 o u r s t u d y was u n d e r t a k e n . The o t h e r r e a s o n f o r u n d e r t a k i n g t h i s s t u d y was t o d e t e r m i n e w h e t h e r i n s u l i n p e r f u s i o n c o u l d r e v e r s e t h e d e p r e s s i o n o f m y o c a r d i a l f u n c t i o n . I n t h i s s t u d y , t h e e x p e r i m e n t s we re r e p e a t e d s i x w e e k s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s . S i x week d i a b e t i c r a t h e a r t s e x h i b i t e d a d e p r e s s i o n o f c a r d i a c f u n c t i o n w h i c h i s i n a g r e e m e n t w i t h p r e v i o u s s t u d i e s f rom o u r l a b o r a t o r y . V a r i o u s b i o c h e m i c a l f a c t o r s h a v e been s u g g e s t e d t o be i n v o l v e d w i t h s u c h a d e p r e s s i o n . T h e s e i n c l u d e a d e p r e s s e d c a l c i u m u p t a k e i n t h e SR ( P e n p a r g k u l e t a l . , 1 9 8 1 ; L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 3 ) ; d e p r e s s e d m y o s i n A T P a s e a c t i v i t y o f t h e m y o c a r d i u m ( D i l l m a n n , 1 9 8 0 ) . R e s u l t s f r o m more r e c e n t s t u d i e s seem t o s u g g e s t t h a t t h e e l e v a t e d l e v e l s o f c i r c u l a t i n g l i p i d s may be i m p o r t a n t t o w a r d s t h e d e v e l o p m e n t o f c a r d i a c p r o b l e m s i n d i a b e t e s ( R o d r i g u e s e t a l . , 1 9 8 5 ; M c N e i l l a n d R o d r i g u e s , 1 9 8 5 ) . T h e s e d a t a a r e d i s c u s s e d i n t h e f o l l o w i n g s e c t i o n s . C a r d i a c c o n t r a c t i l i t y was n o t s i g n i f i c a n t l y a f f e c t e d by i n c r e a s i n g t h e g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n i n e i t h e r c o n t r o l o r d i a b e t i c r a t h e a r t s . T h i s s u g g e s t s t h a t t h e a v a i l a b i l i t y o f g l u c o s e o r e n e r g y a v a i l a b l e f o r c o n -t r a c t i o n by way o f g l u c o s e m e t a b o l i s m c o u l d n o t be e n h a n c e d any f u r t h e r i n t h e a b s e n c e o f i n s u l i n . The u p t a k e o f g l u c o s e and i t s p h o s p h o r y l a t i o n a r e known t o i n c r e a s e a s s u b s t r a t e c o n c e n t r a t i o n i s i n c r e a s e d i n c o n t r o l a n d i n d i a b e t i c r a t h e a r t s , t h o u g h a t a s l o w e r r a t e i n d i a b e t i c s as com-p a r e d t o c o n t r o l s ( M o r g a n e t a l . , 1 9 6 1 a ; b ) . T h e f i n d i n g t h a t t h e f u n c t i o n o f d i a b e t i c h e a r t s i s d e p r e s s e d d e s p i t e t h e e l e v a t e d l e v e l s o f g l u c o s e i s n o t s u r p r i s i n g a s d i a b e t e s i s k n o w n t o i n d u c e d e p r e s s e d m y o c a r d i a l p e r f o r m a n c e i n v i v o i n v a r i o u s s p e c i e s i n c l u d i n g dog ( R e g a n e t a l . , 1 9 7 4 ) and man ( S h a p i r o e t a l . , 1 9 8 0 a ; b ) . A l s o , i t i s e v i d e n t f r o m o u r r e s u l t s t h a t a c u t e l y e l e v a t e d g l u c o s e l e v e l s and t h u s t h e r e s u l -141 t a n t i n c r e a s e i n o s m o l a l i t y a r e n o t d e t r i m e n t a l t o p e r f o r m a n c e 1n c o n t r o l h e a r t s . A s i n t h e p r e v i o u s e x p e r i m e n t s , i n s u l i n p e r f u s i o n s i g n i f i c a n t l y e n h a n c e d m y o c a r d i a l f u n c t i o n i n c o n t r o l a n i m a l s . In d i a b e t i c a n i m a l s , h o w e v e r , t h e f u n c t i o n was u n a f f e c t e d by i n s u l i n . T h e s e r e s u l t s w o u l d s u g g e s t t h a t t h e r e c e p t o r s w e r e d o w n - r e g u l a t e d 3 d a y s a f t e r STZ i n j e c t i o n a n d d i d n o t r e c o v e r up t o s i x w e e k s l a t e r . A s we h a v e n o t d e t e r m i n e d r e c e p t o r p o p u l a t i o n s , i t i s n o t p o s s i b l e t o d raw any s u c h c o n c l u s i o n s a s y e t . H o w e v e r , t h i s seems t o be a l i k e l y p o s s i b i l i t y i n v i e w o f f i n d i n g s f r o m v a r i o u s s t u d i e s i n w h i c h r e s p o n s i v e n e s s t o i n s u l i n d i s a p p e a r s i n d i a b e t e s b u t r e a p p e a r s when i n s u l i n t r e a t m e n t i s i n s t i t u t e d . A l s o , r e s p o n s i v e n e s s t o i n s u l i n i s known t o i n c r e a s e d u r i n g c h r o n i c h y p e r -i n s u l i n i s m i n e x p e r i m e n t a l d i a b e t e s and t h i s h a s b e e n r e f e r e d t o a s t h e p r o p e r t y o f i n s u l i n t o m a i n t a i n s e n s i t i v i t y o f v a r i o u s o r g a n s ( a n d c e l l s ) t o w a r d s i t s e l f . W h e t h e r o r n o t t h e i n s u l i n r e c e p t o r i s d i r e c t l y r e s p o n -s i b l e f o r t h e p o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t o f I n s u l i n i s n o t known. The f i n d i n g t h a t t h e p o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t s o f i n s u l i n a r e seen even i n t h e a b s e n c e o f g l u c o s e one w o u l d s u g g e s t t h a t t h e pa thways by w h i c h i n s u l i n i n c r e a s e s g l u c o s e u p t a k e and t h a t by w h i c h i t p r o d u c e s p o s i t i v e i n o t r o p y a r e d i f f e r e n t and may n o t be r e l a t e d t o e a c h o t h e r . On t h e o t h e r h a n d , i f i t i s assumed t h a t i n s u l i n r e c e p t o r s a r e a l t e r e d by a c u t e d i a b e t e s and n o r m a l i z e d i n t h e c h r o n i c p h a s e s o f d i a b e t e s , t h e n o u r s t u d i e s w o u l d s u g g e s t t h a t t h e p o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t s o f i n s u l i n a r e n o t i n d i r e c t l y ( t h r o u g h i n c r e a s e d g l u c o s e t r a n s p o r t ) r e c e p t o r - m e d i a t e d . T h i s l a t t e r v i e w i s s u p p o r t e d by f i n d i n g s i n w h i c h t h e p o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t s o f i n s u l i n a r e seen even i n t h e a b s e n c e o f g l u c o s e ( s e e C h r i s t e n s e n e t a l . , 1 9 8 3 ) . 142 H o w e v e r , i f t h e i n s u l i n i n o t r o p y i s n o t r e c e p t o r - m e d i a t e d and t h u s n o t d e p e n d e n t on g l u c o s e , t h e n t h e q u e s t i o n r e g a r d i n g t h e m e c h a n i s m o f i n s u l i n a c t i o n a r i s e s . C a t e c h o l a m i n e r e l e a s e h a s been s u g g e s t e d , b u t t h e i n v o l v e m e n t a p p e a r s t o be u n l i k e l y ( f o r r e v i e w , s e e C h r i s t e n s e n e t a l . , 1 9 8 3 ) . In an a t t e m p t t o e l u c i d a t e t h e mechan ism o f a c t i o n , we s t u d i e d t h e e f f e c t o f i n s u l i n on t h e c y c l i c AMP s y s t e m , as s t i m u l a t i o n o f t h i s s y s t e m r e s u l t s i n p o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t s . An i n c r e a s e i n t h e l e v e l s o f p h o s -p h o r y l a s e a_ i n d i a b e t i c r a t h e a r t s was o b s e r v e d . T h i s i s i n a g r e e m e n t w i t h p r e v i o u s d a t a f r o m o u r l a b o r a t o r y ( V a d l a m u d i a n d M c N e i l l , 1 9 8 4 ) . H o w e v e r , i n s u l i n d i d n o t a f f e c t t h e l e v e l s o f p h o s p h o r y l a s e a_ i n e i t h e r c o n t r o l o r d i a b e t i c r a t h e a r t s s u g g e s t i n g t h a t t h e c y c l i c AMP s y s t e m was n o t i n v o l v e d i n t h e p o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t o f i n s u l i n . T h i s f i n d i n g a l s o seems t o r u l e o u t t h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e e f f e c t s o f i n s u l i n may be m e d i a t e d v i a a r e l e a s e o f n o r a d r e n a l i n e w h i c h i s c o n s i s t e n t w i t h d a t a f r o m p r e v i o u s s t u d i e s ( C h r i s t e n s e n e t a l . , 1 9 8 3 ) . In b r u s h b o r d e r c e l l s , g l u c o s e t r a n s p o r t i s a c c o m p a n i e d by an i n f l u x i n N a + . I f s u c h a s y s t e m e x i s t e d i n t h e m y o c a r d i u m , an i n c r e a s e i n N a + i n f l u x c o u l d l e a d 2+ t o an i n c r e a s e i n Ca v i a t h e N a - C a e x c h a n g e r s y s t e m w h i c h c o u l d t h e n e x p l a i n t h e p o s i t i v e i n o t r o p y o f i n s u l i n . However t h e r e a r e two d r a w b a c k s t o t h i s h y p o t h e s i s . F i r s t , no s u c h s y s t e m h a s b e e n d e m o n s t r a t e d i n t h e m y o c a r d i u m and s e c o n d l y , even i f s u c h a s y s t e m d i d e x i s t , 1 t w o u l d s t i l l n o t e x p l a i n t h e i n s u l i n i n o t r o p y a s t h e l a t t e r a p p a r e n t l y d o e s n o t r e q u i r e t h e p r e s e n c e o f g l u c o s e i n t h e p e r f u s i o n m e d i u m . T h e o t h e r p o s s i b i l i t y , w h i c h i s s t i l l t o be t e s t e d , i s t h a t i n s u l i n c o u l d i n c r e a s e t h e i n f l u x o f c a l c i u m d i r e c t l y i n t o m y o c a r d i a l c e l l s a n d t h u s p r o d u c e i n o t r o p i c e f f e c t s . F i n a l l y , c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e i n s u l i n h a s b e e n s u g g e s t e d t o be 143 c o n t a m i n a t e d w i t h g l u c a g o n ( s e e F a r a h a n d A l o u s i , 1 9 8 1 ) . In o t h e r s t u d i e s , i n h i b i t o r s o f i n s u l i n a c t i o n h a v e b e e n f o u n d i n c o m m e r c i a l i n s u l i n p r e p a r a t i o n s ( K l i n g e a n d W a f i n , 1 9 7 1 ; B I o o m e t a l . , 1 9 7 8 ) . C o n t a m i n a t i o n w i t h g l u c a g o n i s p r o b a b l y due t o t h e s o u r c e o f m a n u f a c t u r e o f c o m m e r c i a l i n s u l i n . I n o r d e r t o e l i m i n a t e t h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e e f f e c t o f i n s u l i n we w e r e g e t t i n g i n t h e c o n t r o l h e a r t s w a s d u e t o g l u c a g o n , we r e p e a t e d t h e l a s t p a r t o f o u r s t u d y u s i n g g l u c a g o n - f r e e i n s u l i n . T h e r e s u l t s w e r e i d e n t i c a l t o t h o s e o b t a i n e d u s i n g r e g u l a r i n s u l i n , s u g g e s t i n g t h a t t h e o b s e r v e d e f f e c t s w e r e p r o b a b l y d u e t o i n s u l i n i t s e l f . I n c o n c l u s i o n , t h e s t u d y b r i n g s o u t a n u m b e r o f f e a t u r e s w i t h r e s p e c t t o t h e m y o c a r d i a l e f f e c t s o f i n s u l i n . F i r s t , t h e hormone p r o d u c e s a p o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t i n t h e c o n t r o l r a t h e a r t w h i c h i s n o t t h e r e s u l t o f any c o n t a m i n a n t s i n t h e i n s u l i n p r e p a r a t i o n . T h e e f f e c t d o e s n o t c h a n g e as t h e p e r f u s a t e c o n c e n t r a t i o n o f g l u c o s e i s i n c r e a s e d s u g g e s -t i n g t h a t t h e m a x i m a l e f f e c t o c c u r s a t 5 mM g l u c o s e . The i n o t r o p y may be t h e r e s u l t o f i n c r e a s e d g l u c o s e t r a n s p o r t a n d m e t a b o l i s m b u t t h i s i s u n l i k e l y i n v i e w o f p r e v i o u s f i n d i n g s . O t h e r mechan isms s u c h as i n c r e a s e d c a l c i u m i n f l u x may be i n v o l v e d b u t d a t a a r e s t i l l n o t a v a i l a b l e t o s u b s t a n t i a t e t h i s h y p o t h e s i s . S e c o n d l y , i n o t r o p i c r e s p o n s e s t o i n s u l i n a r e n o t seen i n d i a b e t i c r a t h e a r t s and t h e l o s s o f s e n s i t i v i t y i s s e e n 3 d a y s a n d 6 w e e k s a f t e r STZ i n j e c t i o n . T h e m e c h a n i s m f o r t h i s i s n o t k n o w n . F i n a l l y , t h e s t u d y shows t h a t t h e b e n e f i c i a l e f f e c t s o f i n v i v o i n s u l i n t r e a t m e n t a r e n o t due t o d i r e c t i n o t r o p i c e f f e c t s o f i n s u l i n i n d i a b e t i c h e a r t s . EFFECTS OF VARIOUS TREATMENTS ON DIABETES-INDUCED MYOCARDIAL ALTERATIONS 144 D i a b e t e s i s known t o r e s u l t i n a number o f a l t e r a t i o n s , t h e m o s t p r o m i n e n t o n e s b e i n g t h o s e o f a b n o r m a l c a r b o h y d r a t e and f a t m e t a b o l i s m a n d t h e r e s u l t a n t e l e v a t i o n o f t h e s e s u b s t a n c e s i n t h e b l o o d o f d i a b e t i c s . The e x t e n t o f t h e c o n t r i b u t i o n o f e i t h e r o f t h e s e t o w a r d s d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s i s n o t k n o w n d e f i n i t e l y . E l e v a t e d l e v e l s o f g l u c o s e may a l t e r e n z y m e a c t i v i t i e s by i n d u c i n g g l y c o s y l a t i o n o f t h e e n z y m e s e v e n t u a l l y l e a d i n g t o o r c o n t r i b u t i n g t o w a r d s f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s . E l e v a t e d l i p i d s , on t h e o t h e r h a n d , may a l t e r t h e c a r d i a c f u n c t i o n by a v a r i e t y o f m o d e s . Among o t h e r c h a n g e s , i n c r e a s e d m y o c a r d i a l l i p i d m e t a b o l i s m , o c c u r i n g a s a r e s u l t o f d e c r e a s e d g l u c o s e t r a n s p o r t and e l e v a t e d f r e e f a t t y a c i d l e v e l s c a u s e s e l e v a t i o n o f m e t a b o l i c i n t e r m e d i a t e s s u c h a s l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s ( L C A C ) and l o n g c h a i n a c y l CoA i n t h e h e a r t . LCAC have been shown t o i n h i b i t v a r i o u s e n z y m e s i n t h e h e a r t i n c l u d i n g Na + , K + A T P a s e (Wood e t a l . , 1 9 7 7 ; P i t t s a n d O k h u y s e n , 1 9 8 4 ) , a n d c a l c i u m t r a n s p o r t i n t h e SR ( A d a m e t a l . , 1 9 7 8 ; P i t t s e t a l . , 1 9 7 8 ) . T h e l a t t e r c h a n g e s a r e a l s o known t o o c c u r a s a r e s u l t o f d i a b e t e s ( K u a n d S e l l e r s , 1 9 8 2 ; L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 3 ) . I t i s t h u s p o s s i b l e t h a t d i a b e t e s - i n d u c e d a l t e r a t i o n s o f l i p i d m e t a b o l i s m may be a t l e a s t p a r t i a l l y r e s p o n s i b l e f o r t h e c a r d i a c f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s a s s o c i a t e d w i t h t h e d i s e a s e a n d L C A C may b e c o n t r i b u t i n g f a c t o r s . I n o r d e r t o t e s t t h i s h y p o t h e s i s , we s t u d i e d t h e e f f e c t i v e n e s s o f m e t h y l p a l m o x i r a t e ( M c N - 3 7 1 6 ; m e t h y l t e t r a d e c y l g l y c i d a t e ) on d i a b e t e s -i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s . The d r u g 1s a f a t t y a c i d a n a l o g w h i c h b l o c k s o x i d a t i o n o f f r e e f a t t y a c i d s i n t h e h e a r t by i n h i b i t i n g c a r n i t i n e p a l m i t y l t r a n s f e r a s e and t h u s i n h i b i t i n g t h e t r a n s p o r t o f f a t t y a c y l CoA i n t o t h e m i t o c h o n d r i a ( T u t w i l e r a n d R y z l a k , 1 9 8 0 ) . By v i r t u e o f t h i s 145 a c t i o n , m e t h y l p a l m o x i r a t e i s t h o u g h t t o i n c r e a s e g l u c o s e m e t a b o l i s m and t h u s d e c r e a s e t h e l e v e l s o f g l u c o s e i n t h e b l o o d o f e i t h e r d i a b e t i c o r s t a r v e d a n i m a l s i . e . i n a n i m a l s d e p e n d e n t on f a t s a s t h e i r s o u r c e f o r m e t a b o l i s m ( T u t w i l e r e t a l . , 1 9 7 8 ) . I n t h e p r e s e n t s t u d y , h o w e v e r , we w e r e u n a b l e t o d e m o n s t r a t e any s i g n i f i c a n t d e c r e a s e i n b l o o d g l u c o s e l e v e l s i n t h e d i a b e t i c a n i m a l s by m e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t . We d i d o b s e r v e a d e c r e a s e i n t h e s e v e r i t y o f g l y c o s u r i a d u r i n g t h e i n i t i a l s t a g e s o f t r e a t m e n t ( d u r i n g t h e f i r s t two d a y s ) f r o m 4+ (>2.0%) t o 1+ (0 .1%) u s i n g L i l l y Tes Tape® when t h e a n i m a l s w e r e t e s t e d 24 h o u r s a f t e r a d m i n i s t r a t i o n o f t h e d r u g . T h i s d e c r e a s e was n o t s e e n i n t h e l a t t e r s t a g e s . I n t h e s t u d y by T u t w i l e r e t a l . ( 1 9 7 8 ) , t h e e f f e c t o f m e t h y l p a l m o x i r a t e was m o s t p r o m i n e n t i n f a s t e d , s e v e r e l y d i a b e t i c r a t s r a t h e r t h a n i n f e d d i a b e t i c s i n w h i c h o n l y a m o d e r a t e l o w e r i n g o f g l u c o s e l e v e l s i s s e e n . T h i s may e x p l a i n t h e i n e f f e c t i v e n e s s o f t h e d r u g i n o u r s t u d y w h e r e t h e a n i m a l s had f r e e a c c e s s t o f o o d a t a l l t i m e s . We d i d o b s e r v e s l i g h t l y l o w e r b l o o d g l u c o s e l e v e l s a s w e l l a s s l i g h t l y e l e v a t e d b o d y w e i g h t s i n d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e . I t may be a r g u e d t h a t t h e r a t s i n t h e t r e a t e d g r o u p w e r e n o t a s s e v e r e l y d i a b e t i c b e f o r e t r e a t m e n t was i n i t i a t e d , b u t t h i s seems u n l i k e l y as i n s u l i n l e v e l s w e r e s i m i l a r i n b o t h t h e s e g r o u p s . T h i s f i n d i n g s u g g e s t s t h a t t h e d r u g p r o b a b l y d i d i n c r e a s e g l u c o s e u p t a k e i n t o c e l l s t o a s m a l l e x t e n t and i t may h e l p t o e x p l a i n some o f o u r l a t e r r e s u l t s . A n o t h e r o b s e r v a t i o n we made was a y e l l o w d i s c o l o r a t i o n i n t h e l i v e r , k i d n e y and i n t e s t i n e w h i c h i s s u g g e s t i v e o f f a t t y i n f i l t r a t i o n . S i m i l a r o b s e r v a t i o n s h a v e b e e n r e p o r t e d by Bachmann e t a l . , ( 1 9 8 4 ) . A n a l y s i s o f c a r d i a c f u n c t i o n r e v e a l e d t h a t s i x weeks a f t e r I n d u c t i o n o f d i a b e t e s , d e p r e s s i o n o f L V D P , + d P / d t and - d P / d t w e r e p r e s e n t i n t h e 146 S T Z - d i a b e t i c r a t s . T h e s e r e s u l t s a g r e e w i t h t h o s e r e p o r t e d p r e v i o u s l y ( T a h i l i a n i e t a l . , 1 9 8 3 ; T a h i l i a n i a n d M c N e i l l , 1 9 8 4 a ) . T h e f i n d i n g t h a t m e t h y l p a l m o x i r a t e d i d n o t p r e v e n t f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s f r o m o c c u r i n g s u g g e s t e d t h a t t h e d r u g was e i t h e r n o t h a v i n g any e f f e c t s o r t h a t t h e i n h i b i t i o n o f f a t t y a c i d m e t a b o l i s m was n o t s u f f i c i e n t t o p r e v e n t t h e m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s . The l a t t e r p o s s i b i l i t y c a n n o t be e l i m i n a t e d a s we h a v e n o t s t u d i e d t h e e x t e n t o f i n h i b i t i o n o f f a t m e t a b o l i s m i n t h e h e a r t s o f f e d d i a b e t i c r a t s . A l t e r n a t i v e l y , i t s u g g e s t e d t h a t f a t t y a c i d m e t a b o l i s m w a s n o t c a u s a l l y r e l a t e d t o m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s i n t h e h e a r t . In v i e w o f t h e d e t r i m e n t a l e f f e c t s e l e v a t e d l e v e l s o f f a t t y a c i d s c a n h a v e on m y o c a r d i a l f u n c t i o n d i r e c t l y ( M y o s , 1 9 7 1 ; H e n d e r s o n e t a l . , 1 9 7 0 ) , a s w e l l a s t h e e f f e c t s t h a t may be e x e r t e d by f a t t y a c i d m e t a b o l i t e s such a s a c y l c a r n i t i n e s and a c y l CoA ( s e e C o r r e t a l . , 1 9 8 4 ) , i t seems u n l i k e l y t h a t e l e v a t e d l i p i d s a r e n o t c a u s a l l y r e l a t e d t o t h e m y o c a r d i a l d y s f u n c t i o n i n d i a b e t i c a n i m a l s . F u r t h e r m o r e , r e c e n t d a t a f r o m o u r l a b o r a t o r y have shown t h a t m y o c a r d i a l d y s f u n c t i o n c a n be r e v e r s e d by h y d r a l a z i n e t r e a t m e n t o f d i a b e t i c r a t s and t h i s r e v e r s a l i s a c c o m p a n i e d by a r e v e r s a l o f e l e v a t e d l e v e l s o f c i r c u l a t i n g l i p i d s t o n o r m a l ( M c N e i l l and R o d r i g u e s , 1 9 8 5 ) . A l s o , i n a d i f f e r e n t s t u d y , i t was d e m o n s t r a t e d t h a t , i n t h e WKY s t r a i n o f r a t s , S T Z i n d u c e d h y p e r g l y c e m i a b u t d i d n o t c a u s e h y p e r l i p i d e m i a . I n t e r e s t i n g l y , t h e s e WKY r a t s d i d n o t d e m o n s t r a t e a d e p r e s s i o n o f c a r d i a c f u n c t i o n ( R o d r i g u e s e t a l . , 1 9 8 5 ) . A l t h o u g h p r e l i m i n a r y , t h e s e s t u d i e s f u r t h e r s u p p o r t t h e h y p o t h e s i s t h a t e l e v a t e d l e v e l s o f c i r c u l a t i n g l i p i d s a r e d e t r i m e n t a l t o c a r d i a c f u n c t i o n i n d i a b e t i c r a t s . When we d e t e r m i n e d t h e l e v e l s o f f r e e , t o t a l a n d l o n g c h a i n a c y l ( L C A C ) c a r n i t i n e s i n t h e S R , o n l y t h e l e v e l s o f LCAC w e r e s i g n i f i c a n t l y 147 e l e v a t e d i n u n t r e a t e d d i a b e t i c r a t h e a r t s . T h i s h a s b e e n r e p o r t e d i n p r e v i o u s s t u d i e s ( F e u v r a y e t a l . , 1 9 7 9 ; L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 3 ; T a h i l i a n i e t a l . , 1983 ) a n d i s p r o b a b l y due t o a v a i l a b i l i t y o f g r e a t e r a m o u n t s o f f a t t y a c i d s f o r m e t a b o l i s m i n d i a b e t i c r a t h e a r t s . F u r t h e r , t h i s e l e v a t i o n c o u l d be p r e v e n t e d by m e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t . A l s o , we f o u n d t h a t t h e d e p r e s s i o n o f c a r d i a c SR c a l c i u m u p t a k e i n d i a b e t i c a n i m a l s was n o t p r e s e n t i n t h o s e a n i m a l s t r e a t e d w i t h t h e d r u g . T h e s e r e s u l t s s u g g e s t t h a t t h e d r u g i s i n d e e d I n h i b i t i n g f a t t y a c i d o x i d a t i o n t o some e x t e n t . As f a t t y a c i d m e t a b o l i s m i s b e i n g a f f e c t e d w h i l e f u n c t i o n i s n o t , i t w o u l d seem t h a t t h e f o r m e r i s n o t t h e o n l y r e s p o n s i b l e f a c t o r i n d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l d y s f u n c t i o n and t h a t o t h e r f a c t o r s may be i n v o l v e d . On t h e o t h e r h a n d , i t may a l s o s u g g e s t t h a t t h e i n h i b i t i o n i s n o t s e v e r e e n o u g h f o r m y o c a r d i a l f u n c t i o n t o be a f f e c t e d . A n o t h e r p o s s i b i l i t y i s t h a t t h e t r e a t m e n t c o u l d be h a v i n g e f f e c t s w h i c h may be d e t r i m e n t a l and m i g h t n u l l i f y t h e b e n e f i c i a l e f f e c t s o f d e c r e a s e d f a t t y a c i d m e t a b o l i s m . A p o s s i b i l i t y o f t h e l a t t e r c o u l d be t h a t by i n h i b i t i n g t h e m e t a b o l i s m o f f r e e f a t t y a c i d s , m e t h y l p a l m o x i r a t e c o u l d e l e v a t e c i r c u l a t i n g f r e e f a t t y a c i d s I n t h e d i a b e t i c s . We d i d o b s e r v e a s l i g h t b u t i n s i g n i f i c a n t i n c r e a s e i n t h e l e v e l s o f p l a s m a f a t t y a c i d s o f d i a b e t i c r a t s . H o w e v e r , t h i s seems t o be an u n l i k e l y p o s s i b i l i t y s i n c e no d e p r e s s i o n o f m y o c a r d i a l f u n c t i o n w a s s e e n i n c o n t r o l a n i m a l s t h a t r e c e i v e d t h e d r u g t r e a t m e n t . H o w e v e r , I t s h o u l d be p o i n t e d o u t t h a t t h e f a t t y a c i d l e v e l s were n o t e l e v a t e d i n t h e p l a s m a o f c o n t r o l a n i m a l s . The f i n d i n g t h a t m e t h y l p a l m o x i r a t e - t r e a t e d c o n t r o l s e x h i b i t e d n o r m a l f u n c t i o n i s i n t e r e s t i n g i n v i e w o f t h e f i n d i n g s o f B a c h m a n n e t a l . ( 1 9 8 4 ) , who r e p o r t e d t h a t t h e d r u g c a u s e d a p r o g r e s s i v e u n c o u p l i n g o f o x i d a t i v e p h o s p h o r y l a t i o n o f h e a r t m i t o c h o n d r i a i n c o n t r o l r a t s . T h i s was 148 f o u n d t o b e due t o i n h i b i t i o n o f t h e f o r m a t i o n o f h i g h e n e r g y b o n d s and t h e i r t r a n s f e r t o t h e c y t o s o l . P r o b a b l y , t h e p r o c e s s was n o t s u f f i c i e n t l y i m p a i r e d f o r f u n c t i o n a l damage t o o c c u r . The f i n d i n g t h a t o x i d a t i v e p h o s p h o r y l a t i o n was d e p r e s s e d i n m e t h y l p a l m o x i r a t e - t r e a t e d r a t h e a r t s may b e a n o t h e r s i d e e f f e c t o f m e t h y l p a l m o x i r a t e w h i c h c o u l d n e u t r a l i s e any b e n e f i c i a l e f f e c t s i t may have had on m y o c a r d i a l c o n t r a c t i l i t y . T h e s t u d y a l s o d e m o n s t r a t e s t h a t m y o c a r d i a l f u n c t i o n a l d e p r e s s i o n o c c u r s i n t h e h e a r t s o f d i a b e t i c a n i m a l s d e s p i t e normal c a l c i u m u p t a k e i n t h e S R . The f i n d i n g c o n f i r m s p r e v i o u s s t u d i e s i n o u r l a b o r a t o r y i n w h i c h c a r n i t i n e t r e a t m e n t n o r m a l i s e d t h e SR c a l c i u m u p t a k e b u t f a i l e d t o a f f e c t c a r d i a c f u n c t i o n i n d i a b e t i c r a t h e a r t s ( L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 4 ) . The e x p l a n a t i o n f o r w a r d e d was t h a t d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s w e r e n o t s o l e l y t h e r e s u l t o f d e p r e s s e d c a r d i a c SR c a l c i u m u p t a k e and o t h e r f a c t o r s s u c h a s a d e p r e s s e d m y o s i n A T P a s e a c t i v i t y w h i c h w e r e p r o b a b l y n o t a f f e c t e d by c a r n i t i n e t r e a t m e n t w e r e e q u a l l y i m p o r t a n t . H o w e v e r , i n t h e c a s e o f m e t h y l p a l m o x i r a t e , a r e c e n t s t u d y has d e m o n s -t r a t e d t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e d r u g i n p r e v e n t i n g t h e d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e i n d i a b e t i c r a t h e a r t s ( B a r r i e u x and D i l l a m n n , 1 9 8 5 ) . T h i s f i n d i n g i s i n t e r e s t i n g as h y p o t h y r o i d i s m ( w h i c h was o r i g i n a l l y t h o u g h t t o i n d u c e t h e d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e i n r a t s ) was n o t c o r r e c t e d by m e t h y l p a l m o x i r a t e i n o u r s t u d i e s . T h u s i t w o u l d seem t h a t d i a b e t e s i n v o l v e s f a c t o r s b e s i d e s d e p r e s s e d m y o s i n A T P a s e and SR c a l c i u m u p t a k e w h i c h a r e d e t r i m e n t a l t o w a r d s f u n c t i o n and a r e n o t c o r r e c t e d by m e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t . An i n t e r e s t i n g q u e s t i o n a r i s e s f r o m t h i s s t u d y w i t h r e g a r d t o t h e s o u r c e o f m e t a b o l i c e n e r g y i n h e a r t s t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e . I n t h e c a s e o f d i a b e t i c r a t h e a r t s , t h e a b i l i t y t o t a k e up g l u c o s e i s 149 i m p a i r e d by t h e l o w e r l e v e l s o f c i r c u l a t i n g i n s u l i n a n d i n c a s e o f d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e t h e a b i l i t y t o m e t a b o l i s e f a t t y a c i d s i s now i m p a i r e d by t h e d r u g . In a r e c e n t s t u d y by K i o r p e s e t a l . ( 1 9 8 4 ) , i t was f o u n d t h a t m e t h y l p a l m o x i r a t e ( 1 X 1 0 " ^ M) p r o d u c e d an 80% i n h i b i t i o n o f h e p a t i c c a r n i t i n e p a l m i t y l t r a n f e r a s e . H o w e v e r , i t i s n o t p o s s i b l e t o t r a n s l a t e t h e s e d a t a t o numbers t h a t w o u l d be r e l e v a n t f o r d e t e r m i n i n g t h e e x t e n t o f i n h i b i t i o n o f c a r d i a c c a r n i t i n e p a l m i t y l t r a n s f e r a s e as t h e s e s t u d i e s w e r e c a r r i e d o u t i n t h e l i v e r . I n a d d i t i o n , t h e p h a r m a c o k i n e t i c s o f m e t h y l p a l m o x i r a t e have n o t been i n v e s t i g a t e d and t h e p l a s m a c o n c e n t r a t i o n f o l l o w i n g a 25 mg /kg d o s e i n r a t s i s n o t k n o w n . S i n c e g l u c o s e u p t a k e was p r o b a b l y s t i m u l a t e d t o a t l e a s t some e x t e n t by m e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t ( a s m e n t i o n e d i n t h e p r e c e e d i n g s e c t i o n s ) and b e s i d e s , s i n c e t h e d i a b e t i c r a t s a r e n o t t o t a l l y d e v o i d o f i n s u l i n , some e n e r g y m u s t be d e r i v e d f r o m g l u c o s e . T h e r e m a i n d e r w o u l d h a v e t o come f r o m f a t t y a c i d s . T h i s i s s u p p o r t e d by o u r f i n d i n g t h a t n o r m a l l e v e l s o f l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s were f o u n d i n t h e h e a r t s o f d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e . T h i s s u g g e s t s t h a t c a r d i a c c a r n i t i n e p a l m i t y l t r a n s f e r a s e i s n o t c o m p l e t e l y i n h i b i t e d by m e t h y l p a l m o x i r a t e i n t h e dosage s c h e d u l e u s e d . I n t h e o t h e r p a r t o f o u r s t u d y , we u s e d a c o m b i n a t i o n o f T-j a n d m e t h y l p a l m o x i r a t e i n an a t t e m p t t o p r e v e n t t h e c a r d i a c d y s f u n c t i o n f r om o c c u r i n g . T^ t r e a t m e n t i n d i a b e t i c r a t s h a s b e e n shown t o p r e v e n t t h e d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e i n d i a b e t i c r a t h e a r t s ( D i l l m a n n , 1 9 8 2 ) s u g g e s t i n g t h a t d i a b e t e s - i n d u c e d h y p o t h y r o i d i s m i s r e s p o n s i b l e f o r t h e m y o s i n A T P a s e d e p r e s s i o n i n d i a b e t i c r a t s . S i n c e o u r h y p o t h e s i s was t h a t m e t h y l p a l m o x i r a t e a f f e c t e d o n l y t h e SR b u t n o t m y o s i n A T P a s e In h e a r t s f r o m d i a b e t i c r a t s ( w h i c h was why we d i d n o t g e t a n o r m a l i s a t i o n o f 150 c a r d i a c f u n c t i o n ) , we t r e a t e d r a t s w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e a s w e l l as T3. a l o n e was f o u n d t o be i n e f f e c t i v e i n p r e v e n t i n g t h e f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s s e e n i n d i a b e t e s ( T a h i l i a n i e t a l . , 1 9 8 4 ) . G a r b e r and N e e l y ( 1 9 8 3 ) have a l s o r e p o r t e d t h a t p h y s i o l o g i c a l d o s e s o f T 3 w e r e i n e f f e c -t i v e i n p r e v e n t i n g t h e m y o c a r d i a l d y s f u n c t i o n a l a b n o r m a l i t i e s i n d u c e d by d i a b e t e s . H o w e v e r , t h e y r e p o r t e d t h a t t h e f u n c t i o n c o u l d be n o r m a l i s e d w i t h l a r g e d o s e s o f T 3 . T h i s e f f e c t was p r o b a b l y a d i r e c t t o x i c i t y o f t h e h y p e r t h y r o i d i s m so i n d u c e d . I n a g r e e m e n t w i t h o u r p r e v i o u s s t u d y , B a r b e e a n d B u r n s , ( 1 9 8 5 ) w e r e u n a b l e t o p r e v e n t t h e d i a b e t e s i n d u c e d a l t e r a t i o n s i n f u n c t i o n w i t h T 3 t r e a t m e n t . T h e s e s t u d i e s s u g g e s t e d t h a t o t h e r f a c t o r s b e s i d e s m y o s i n A T P a s e a r e i n v o l v e d i n t h e f u n c t i o n a l d e p r e s s i o n . I n t h e p r e s e n t s t u d y , we f o u n d t h a t w h i l e m e t h y l p a l m o x i r a t e a l o n e d i d n o t a f f e c t T 3 o r T^ l e v e l s , t h e c o m b i n a t i o n o f T 3 a n d m e t h y l p a l m o x i r a t e was e f f e c t i v e i n p r e v e n t i n g d i a b e t e s - i n d u c e d h y p o t h y r o i d i s m a s r e f l e c t e d b y t h e T 3 B i n d e x . H o w e v e r , t h e T 4 l e v e l s w h i c h w e r e d e p r e s s e d i n d i a b e t i c r a t s w e r e f u r t h e r d e p r e s s e d by T 3 t r e a t m e n t . T 3 i s f o r m e d i n t h e l i v e r by t h e p r o c e s s o f m o n o d e i o d i n a t i o n f r o m T ^ a n d t h e l o w e r l e v e l s o f T 3 i n d i a b e t i c r a t s a r e due t o t h e d e p r e s s i o n o f m o n o d e i o d i n a t i n g e n z y m e s i n t h e l i v e r ( P i t t m a n e t a l . , 1 9 7 9 ; B a l s a m e t a l . , 1 9 7 8 ) . T h e p r o d u c t i o n o f T 3 i s c o n t r o l l e d by a f e e d b a c k l o o p a n d t h u s when t h e l e v e l s o f T 3 a r e e l e v a t e d , i t s p r o d u c t i o n f r o m T ^ a s w e l l a s t h e p r o d u c t i o n o f T^ i s s h u t o f f . T h i s e x p l a i n s t h e l o w e r l e v e l s o f T^ i n d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h T 3 « T h e o t h e r i m p o r t a n t f e a t u r e o f t h i s s t u d y was t h e s u c c e s s o f t h e c o m b i n a t i o n i n p r e v e n t i n g c a r d i a c f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s s e e n i n d i a b e t i c r a t s . I t s h o u l d be p o i n t e d o u t t h a t w h i l e f u n c t i o n o f t r e a t e d d i a b e t i c 151 r a t h e a r t s a t t h e l o w e r f i l l i n g p r e s s u r e s was s i m i l a r t o t h a t i n u n t r e a -t e d d i a b e t i c s no d e p r e s s i o n was s e e n a t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s s u r e s . A l t h o u g h t h e p r e v e n t i o n was s t a t i s t i c a l l y s i g n i f i c a n t , i n o u r o p i n i o n , 1 t was n o t a s I m p r e s s i v e a s t h a t p r o d u c e d by i n s u l i n i n t h e same p r e p a r a t i o n ( T a h i l i a n i e t a l . , 1 9 8 3 ) . T h i s v i e w i s b a s e d on t h e o b s e r v a t i o n t h a t i n t h e p r e s e n t s t u d y , p r e v e n t i o n o f LVDP d e p r e s s i o n i n u n t r e a t e d d i a b e t i c h e a r t s was s e e n o n l y a t t h e h i g h e s t f i l l i n g p r e s s u r e ( 2 2 . 5 c m H^O) w h i l e t h a t i n i n s u l i n - t r e a t e d d i a b e t i c r a t h e a r t s was s e e n a t l e f t a t r i a l f i l l -i n g p r e s s u r e s a b o v e 15cm H g O . A l s o , w h i l e i n s u l i n - t r e a t e d d i a b e t i c r a t h e a r t s p e r f o r m e d s l i g h t l y ( a l t h o u g h n o t s i g n i f i c a n t l y ) b e t t e r t h a n c o n t r o l r a t h e a r t s , no such o b s e r v a t i o n was made i n t h e p r e s e n t s t u d y . I t t h u s s e e m s t h a t t h e h e a r t s f r o m d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h T ^ a n d m e t h y l p a l m o x i r a t e h a v e a n o r m a l r e s e r v e . A t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s -s u r e s , e n e r g y c o n s u m p t i o n i n c r e a s e s w h i c h i s m e t b y I n c r e a s e d e n e r g y p r o d u c t i o n t h r o u g h a c c e l e r a t e d m e t a b o l i s m ( C r a s s e t a l . , 1 9 7 1 ) . I n d i a b e t i c h e a r t s , due t o e x c e s s i v e a v a i l a b i l i t y o f c i r c u l a t i n g f r e e f a t t y a c i d s and r e s t r i c t i o n o f g l u c o s e t r a n s p o r t , f a t m e t a b o l i s m i n c r e a s e s . T h i s i n c r e a s e i n f a t t y a c i d m e t a b o l i s m i n c r e a s e s t h e o x y g e n demand t o a g r e a t e r e x t e n t t h a n t h a t i n c o n t r o l h e a r t s w h e r e t h e i n c r e a s e d e n e r g y demand i s m e t b y i n c r e a s e d f a t a n d c a r b o h y d r a t e m e t a b o l i s m s i n c e t h e r a t i o o f e n e r g y p r o d u c e d t o o x y g e n consumed i s g r e a t e r f o r g l u c o s e t h a n t h a t f o r f a t s . C a r d i a c d y s f u n c t i o n s e e n i n d i a b e t i c r a t s may i n p a r t r e f l e c t t h e i m b a l a n c e b e t w e e n s u p p l y and demand o f o x y g e n . Our r e s u l t s s u g g e s t t h a t t h i s may be t r u e s i n c e I n h i b i t i o n o f f a t t y a c i d o x i d a t i o n by t h e d r u g , w h i c h h a s been shown t o i n c r e a s e c a r b o h y d r a t e u t i l i s a t i o n , may i n f a c t i n c r e a s e c a r d i a c g l u c o s e m e t a b o l i s m and t h u s r e d u c e t h e o x y g e n d e m a n d . F u r t h e r , a s m e n t i o n e d i n p r e c e e d i n g s e c t i o n s , t r e a t m e n t w i t h 152 m e t h y l p a l m o x i r a t e d i d d e c r e a s e t h e b l o o d g l u c o s e l e v e l s s l i g h t l y s u g g e s -t i n g t h a t t h e u p t a k e o f g l u c o s e i n t o c e l l s was i n c r e a s e d by t h e d r u g and t h i s f i n d i n g may be t a k e n as s u p p o r t f o r t h e a b o v e s u g g e s t i o n . H o w e v e r , t h i s mechan i sm does n o t a c c o u n t f o r t h e d y s f u n c t i o n e n t i r e l y s i n c e m e t h y l p a l m o x i r a t e a l o n e was u n a b l e t o n o r m a l i s e t h e f u n c t i o n . I t w o u l d a p p e a r t h a t Tg t r e a t m e n t h a s c e r t a i n e f f e c t s w h i c h i n c o m b i n a t i o n w i t h t h o s e e x e r t e d by m e t h y l p a l m o x i r a t e a r e b e n e f i c i a l t o t h e d i a b e t i c h e a r t s . T h i s i s p r o b a b l y n o t m e r e l y a r e v e r s a l o f t h e m y o s i n A T P a s e t o n o r m a l ( a s h y p o t h e s i z e d p r e v i o u s l y ) a s m e t h y l p a l m o x i r a t e i t s e l f c a n p r o d u c e s u c h a n o r m a l i s a t i o n ( B a r r i e u x a n d D i l l m a n n , 1 9 8 5 ) . T^ may be d o i n g s o m e t h i n g t o c o m p e n s a t e f o r t h e s i d e e f f e c t s i n d u c e d by m e t h y l p a l m o x i r a t e ( w h i c h as s u g g e s t e d e a r l i e r may mask i t s b e n e f i c i a l e f f e c t s ) . On t h e o t h e r h a n d , t h e h y p o t h y r o i d i s m I n d u c e d by d i a b e t e s i s n o t c o r r e c t e d by m e t h y l p a l m o x i r a t e a l o n e . Thus h y p o t h y r o i d i s m may be an a d d i t i o n a l f a c t o r ( b e s i d e s t h e d e p r e s s e d c a l c i u m u p t a k e and d e p r e s s e d m y o s i n A T P a s e ) w h i c h i s o f m a j o r s i g n i f i c a n c e i n d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r -d i a l a l t e r a t i o n s w h i c h i s c o r r e c t e d by Tg t r e a t m e n t . T h i s c o r r e c t i o n , i n c o m b i n a t i o n w i t h t h e b e n e f i c i a l e f f e c t s o f m e t h y l p a l m o x i r a t e , may e x p l a i n t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e c o m b i n a t i o n . The m e c h a n i s m b y w h i c h h y p o t h y r o i d i s m e x e r t s i t s I n f l u e n c e i n d i a b e t e s o b v i o u s l y e x t e n d s b e y o n d t h e d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e . I n s u m m a r y , t h e c o m b i n a t i o n o f Tg a n d m e t h y l p a l m o x i r a t e s e e m s e f f e c t i v e a s i t n o r m a l i s e s m y o s i n A T P a s e and c a l c i u m u p t a k e i n t h e S R . O t h e r p o s s i b i l i t i e s s u c h a s d e c r e a s e d o x y g e n demand and t h e e f f e c t s o f T 3 on m e t a b o l i s m may a l s o c o n t r i b u t e t o t h e p r e v e n t i o n o f c a r d i a c d y s f u n c t i o n . In t h e l a s t s t u d y , we i n v e s t i g a t e d t h e e f f e c t s o f a c o m b i n a t i o n o f 153 and c a r n i t i n e on t h e d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s . In p r e v i o u s s t u d i e s , c a r n i t i n e was shown t o l o w e r t h e l e v e l s o f LCAC i n c a r d i a c SR o f d i a b e t i c r a t s and a l s o t o n o r m a l i s e t h e d e p r e s s i o n o f SR c a l c i u m u p t a k e i n t h e s e a n i m a l s ( L o p a s c h u k e t a l . , 1 9 8 4 ) . The m e c h a n i s m by w h i c h c a r n i t i n e p r o d u c e s a l o w e r i n g o f LCAC i n t h e m y o c a r d i u m i s o n l y s p e c u l a t i v e . As s u g g e s t e d by L i e d t k e e t a l . ( 1 9 8 1 ) , c a r n i t i n e may i n h i -b i t f r e e f a t t y a c i d u p t a k e a t t h e p l a s m a m e m b r a n e . T h u s t h e amoun t o f f a t t y a c i d s a v a i l a b l e f o r c o n v e r s i o n t o LCAC may be l o w e r t h a n norma l and t h u s t h e l o w e r i n g o f L C A C . O t h e r mechan i sms by w h i c h c a r n i t i n e may l o w e r i n t r a c e l l u l a r LCAC t h a t h a v e b e e n s u g g e s t e d i n c l u d e a c a r n i t i n e - L C A C t r a n s l o c a s e s y s t e m i n t h e s a r c o l e m m a , s i m i l a r t o t h a t f o u n d i n t h e m i t o c h o n d r i a l membrane ( L o p a s c h u k , 1 9 8 4 ) . H o w e v e r , i t d i d n o t p r o d u c e any s i g n i f i c a n t e f f e c t s on t h e d e p r e s s e d m y o c a r d i a l f u n c t i o n i n d i a b e t i c a n i m a l s . Our s t u d y r e v e a l e d t h a t t h e c o m b i n a t i o n d i d have some e f f e c t s on t h e m y o c a r d i a l f u n c t i o n o f d i a b e t i c r a t s . A t t h e l o w e r f i l l i n g p r e s s u r e s , t h e f u n c t i o n a l p a r a m e t e r s d e v e l o p e d i n t h e t r e a t e d d i a b e t i c r a t s w e r e s i m i l a r t o t h o s e i n n o r m a l r a t s b u t a t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s s u r e s , t h e s e p a r a m e t e r s w e r e d e p r e s s e d . T h i s i s i n c o n t r a s t t o t h e p r e v i o u s s t u d y w i t h t h e c o m b i n a t i o n o f m e t h y l p a l m o x i r a t e a n d Tg w h e r e a n o r m a l i s a t i o n o f f u n c t i o n was o b t a i n e d a t t h e h i g h e r f i l l i n g p r e s s u r e s a s w e l l . A l t h o u g h t h e r e a s o n s f o r t h e s e d i f f e r e n c e s a r e n o t c l e a r , i t i s o b v i o u s t h a t t h e two c o m b i n a t i o n s have e f f e c t s w h i c h a r e d i f f e r e n t f r o m e a c h o t h e r . We had o r i g i n a l l y a s s u m e d t h a t c a r n i t i n e o r m e t h y l p a l m o x i -r a t e t r e a t m e n t s a f f e c t e d o n l y t h e c a l c i u m u p t a k e i n SR w h i l e Tg t r e a t -m e n t a f f e c t e d o n l y t h e c a r d i a c m y o s i n A T P a s e . W h i l e t h i s a s s u m p t i o n d i d n o t h o l d w i t h r e g a r d t o m e t h y l p a l m o x i r a t e , t h i s c a n n o t be s a i d a b o u t t h e 154 e f f e c t o f c a r n i t i n e on m y o s i n A T P a s e as t h i s h a s n o t b e e n d e t e r m i n e d . A l s o , we t h o u g h t t h a t m y o s i n A T P a s e a n d SR c a l c i u m u p t a k e w e r e t h e two m a j o r f a c t o r s 1n p r o d u c i n g t h e c a r d i a c f u n c t i o n a l d e r a n g e m e n t s . T h i s a l s o d o e s n o t a p p e a r t o be t r u e a s m e t h y l p a l m o x i r a t e a l o n e , w h i c h a f f e c t s b o t h t h e s e p a r a m e t e r s d i d n o t a f f e c t f u n c t i o n . T h u s t h e s i t u a t i o n o f d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l d y s f u n c t i o n 1s more c o m p l e x t h a n o r i g i n a l l y t h o u g h t and must i n v o l v e v a r i o u s o t h e r f a c t o r s . One s u c h f a c t o r c o u l d be t h e a c c u m u l a t i o n o f c o l l a g e n i n t h e h e a r t s f r o m d i a b e t i c s w h i c h w o u l d r e s u l t i n i n c r e a s e d s t i f f n e s s o f t h e v e n t r i -c u l a r w a l l . R e g a n e t a l . ( 1 9 8 1 ) h a v e r e p o r t e d an i n c r e a s e i n t h e c o n c e n t r a t i o n s o f c o l l a g e n i n h e a r t s f rom 12 month a l l o x a n - d i a b e t i c d o g s . H o w e v e r , t h i s i n c r e a s e was n o t a f f e c t e d by t h e i n s u l i n t h e r a p y w h i c h t h e y u s e d . S i m i l i a r l y , i n a p o s t m o r t e m s t u d y o f human s u b j e c t s , Regan e t a l . ( 1 9 7 7 ) f o u n d h i s t o l o g i c e v i d e n c e o f i n c r e a s e d a m o u n t s o f c o l l a g e n and m u c o p o l y s a c c h a r i d e s i n t h e i n t e r s t i t i u m w i t h o u t e v i d e n c e o f l a r g e o r s m a l l v e s s e l c o r o n a r y a t h e r o s c l e r o s i s . S i n c e t h e s e o b s e r v a t i o n s w e r e made i n p a r a l l e l w i t h a b n o r m a l i t i e s o f c a r d i a c f u n c t i o n , i t was s u g g e s t e d t h a t t h e a c c u m u l a t i o n o f m y o c a r d i a l c o l l a g e n may I n d e e d be a s i g n i f i c a n t p r o b l e m i n d i a b e t i c s . H o w e v e r , i n a s t u d y o n c o l l a g e n m e t a b o l i s m on S T Z -d i a b e t i c r a t s 18 and 26 weeks a f t e r t h e y w e r e made d i a b e t i c , no i n c r e a s e i n t h e c o n c e n t r a t i o n s o f m y o c a r d i a l c o l l a g e n was s e e n ( M o d r a k , 1 9 8 0 ) . I t may be a r g u e d t h a t c h a n g e s i n c o l l a g e n m e t a b o l i s m may o c c u r i n t h e l a t e r s t a g e s o f d i a b e t e s . H o w e v e r , k e e p i n g i n v i e w t h e r e s u l t s o f M o d r a k ( 1 9 8 0 ) , i t i s u n l i k e l y t h a t c o l l a g e n d e p o s i t i o n was a s i g n i f i c a n t f a c t o r i n o u r s t u d i e s w h i c h were r e l a t i v e l y s h o r t t e r m . A n o t h e r f a c t o r t h a t may a l s o c o n t r i b u t e t o a s i g n i f i c a n t e x t e n t t o w a r d s t h e d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s i s a n a l t e r e d 155 s a r c o l e m m a . A d e p r e s s i o n o f t h e c a r d i a c N a + , K + A T P a s e a c t i v i t y h a s b e e n shown ( K u a n d S e l l e r s , 1 9 8 2 ; P i e r c e a n d D h a l l a , 1 9 8 3 ) . C a r d i a c a d e n y l a t e c y c l a s e a c t i v i t y i s a l s o d e p r e s s e d i n d i a b e t i c r a t h e a r t s ( S m i t h e t a l . , 1 9 8 4 ) . I n a n o t h e r s t u d y , t h e c a l c i u m b i n d i n g c a p a b i l i t y was shown t o b e a l t e r e d i n d i a b e t e s . I n t h e same s t u d y , t h e c o n t e n t o f s a r c o l e m m a l c a l c i u m was a l s o f o u n d t o be d e p r e s s e d i n c h r o n i c a l l y d i a b e t i c r a t s ( P i e r c e e t a l . , 1 9 8 4 ) . I n a r e c e n t s t u d y , G a n g u l y e t a l . ( 1 9 8 4 ) h a v e i d e n t i f i e d a d e f e c t i n t h e s a r c o l e m m a l p h o s p h a t i d y l -e t h a n o l a m i n e N - m e t h y l a t i o n . S u c h a d e f e c t may a l t e r t h e l i p i d m i c r o -e n v i r o n m e n t a n d t h u s a l t e r t h e b i o p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f t h e c a r d i a c membranes and c o u l d l e a d t o a l t e r e d i o n f l u x e s t h r o u g h t h e sa rco lemma and a l t e r m e c h a n i c s o f t h e h e a r t . T h u s , t h e s a r c o l e m m a c e r t a i n l y seems t o be a l t e r e d i n d i a b e t e s and may w e l l be a s i g n i f i c a n t c a u s a t i v e f a c t o r i n t h e p r o d u c t i o n o f d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s . 156 SUMMARY A N D C O N C L U S I O N S 1 . S t r e p t o z o t o c i n - i n d u c e d d i a b e t e s i n r a t s d i d n o t a f f e c t m y o c a r d i a l f u n c t i o n 3 d a y s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f t h e d i s e a s e . H o w e v e r , a s i g n i f i c a n t d e p r e s s i o n o f c a r d i a c f u n c t i o n was s e e n i n 6 week d i a b e t i c r a t s . 2 . I n c r e a s i n g t h e b u f f e r c o n c e n t r a t i o n o f g l u c o s e f r o m 5 mM t o 20mM d i d n o t a f f e c t t h e f u n c t i o n o f e i t h e r c o n t r o l , 3 day o r 6 week d i a b e t i c r a t h e a r t s . I n c l u s i o n o f i n s u l i n ( 5 m U / m l ) 1n t h e p e r f u s i o n m e d i u m ( c o n t a i n i n g 5 mM g l u c o s e ) e n h a n c e d t h e f u n c t i o n o f c o n t r o l r a t h e a r t s t o a s i g n i f i c a n t e x t e n t . H o w e v e r , 3 d a y o r 6 w e e k d i a b e t i c r a t h e a r t f u n c t i o n was n o t a f f e c t e d by t h e i n s u l i n p e r f u s i o n . S i m i l a r r e s u l t s were o b t a i n e d i n t h e p r e s e n c e o f 10 mM g l u c o s e . 3 . R e s u l t s s i m i l a r t o t h o s e o b t a i n e d w i t h r e g u l a r i n s u l i n were o b t a i n e d w h e n g l u c a g o n f r e e i n s u l i n ( H u m u l i n ® ) w a s u s e d i n s t e a d o f r e g u l a r i n s u l i n . 4 . I n v i t r o i n s u l i n p e r f u s i o n d i d n o t a f f e c t t h e b a s a l l e v e l s o f p h o s p h o r y l a s e a^  i n h e a r t s f rom e i t h e r c o n t r o l o r d i a b e t i c r a t s . 5 . S i x w e e k s o f m e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t d i d n o t a f f e c t t h e l e v e l s o f p l a s m a g l u c o s e , l i p i d s o r i n s u l i n i n e i t h e r c o n t r o l o r S T Z - t r e a t e d r a t s . A l s o , t h e d e p r e s s i o n o f m y o c a r d i a l f u n c t i o n i n d i a b e t i c r a t s 6 w e e k s a f t e r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s was n o t a f f e c t e d by t h e t r e a t m e n t . H o w e v e r , t h e d e p r e s s i o n o f t h e c a r d i a c s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m c a l c i u m 157 u p t a k e w h i c h was d e p r e s s e d i n d i a b e t i c r a t s was n o r m a l i s e d by m e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t . A l s o , l e v e l s o f l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s , w h i c h w e r e e l e v a t e d i n SR f r o m d i a b e t i c r a t h e a r t s were n o r m a l i s e d by t h e d r u g . 6 . T r e a t m e n t o f r a t s w i t h e i t h e r Tg a l o n e o r i n c o m b i n a t i o n w i t h m e t h y l p a l m o x i r a t e c o r r e c t e d t h e d i a b e t e s - i n d u c e d h y p o t h y r o i d i s m i n r a t s . W h i l e T 3 o r m e t h y l p a l m o x i r a t e a l o n e d i d n o t a f f e c t t h e d i a b e t e s -i n d u c e d d e p r e s s i o n o f m y o c a r d i a l f u n c t i o n , c o m b i n a t i o n t r e a t m e n t w i t h b o t h t h e a g e n t s was e f f e c t i v e i n p r e v e n t i n g t h e d e p r e s s i o n . 7 . U n l i k e t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e T g a n d m e t h y l p a l m o x i r a t e c o m b i n a t i o n , t r e a t i n g t h e d i a b e t i c r a t s w i t h a c o m b i n a t i o n o f Tg and c a r n i t i n e d i d n o t a f f e c t t h e m y o c a r d i a l d e p r e s s i o n i n d i a b e t i c r a t s . I n c o n c l u s i o n , i n s u l i n p r o d u c e s an e n h a n c e m e n t o f f u n c t i o n i n c o n t r o l r a t h e a r t s w h i l e h e a r t s f rom S T Z - d i a b e t i c r a t s do n o t r e s p o n d t o i n s u l i n . The mechan ism f o r t h e i n o t r o p y i n c o n t r o l r a t h e a r t s may i n v o l v e i n c r e a s e d g l u c o s e t r a n s p o r t and p e r h a p s m e t a b o l i s m , b u t t h e f i n d i n g t h a t i n o t r o p i c e f f e c t s o f i n s u l i n a r e s e e n e v e n 1n t h e a b s e n c e o f g l u c o s e a r g u e a g a i n s t t h e i n v o l v e m e n t o f g l u c o s e . I n v o l v e m e n t o f t h e a d e n y l a t e c y c l a s e - cAMP s y s t e m o r t h e p o s s i b i l i t y t h a t t h e e f f e c t s o f i n s u l i n a r e m e d i a t e d by a r e l e a s e p h e n o m e n o n seem u n l i k e l y s i n c e t h e l e v e l s o f p h o s p h o r y l a s e a_ w e r e n o t a f f e c t e d by i n s u l i n . The m e c h a n i s m by w h i c h d i a b e t e s i n d u c e s r e s i s t a n c e t o i n s u l i n i s n o t c l e a r . T h e s t u d y a l s o s u g g e s t s t h a t t h e e f f e c t i v e n e s s o f i n s u l i n t r e a t m e n t i n p r e v e n t i n g and r e v e r s i n g d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s i s n o t due t o t h e d i r e c t e f f e c t s o f i n s u l i n b u t i s t h e r e s u l t o f t h e e f f e c t s o f i n s u l i n on m e t a b o l i s m i n v i v o . 158 T h e o t h e r p a r t o f t h i s s t u d y s h o w s t h a t t h e d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s c a n n o t be a c c o u n t e d f o r by t h e c o m b i n a t i o n o f t h e d e p r e s s i o n o f m y o s i n A T P a s e and t h e d e p r e s s i o n o f c a l c i u m u p t a k e i n t h e S R . H y p o t h y r o i d i s m may be an i m p o r t a n t f a c t o r a s m e t h y l p a l m o x i r a t e a l o n e , w h i c h has been shown t o c o r r e c t b o t h t h e above m e n t i o n e d p a r a m e t e r s d i d n o t a f f e c t t h e f u n c t i o n , b u t used i n c o m b i n a t i o n w i t h Tg p r e v e n t e d t h e f u n c t i o n a l d e p r e s s i o n . H o w e v e r , t h e c o m b i n a t i o n o f c a r n i t i n e a n d T g w h i c h w o u l d a l s o be e x p e c t e d t o n o r m a l i s e t h e d e p r e s s i o n o f c a r d i a c m y o s i n A T P a s e a n d SR c a l c i u m u p t a k e d i d n o t n o r m a l i s e t h e f u n c t i o n a l d e p r e s s i o n . T h e s e f i n d i n g s s u g g e s t t h a t t h e c o m b i n a t i o n o f Tg and m e t h y l p a l m o x i r a t e d o e s s o m e t h i n g i n a d d i t i o n t o n o r m a l i s i n g m y o s i n ATPase and SR c a l c i u m u p t a k e . 159 BIBLIOGRAPHY Adams, R . J . , C o h e n , D . W . , G u p t e , J . , J o h n s o n , D . , W a l l i c k , E . T . , Wang, T . and S c h w a r t z , A . : In v i t r o e f f e c t s o f p a l m i t o y l - c a r n i t i n e on c a r d i a c p l a s m a membrane N a , K - A T P a s e , s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m Ca ATPase and C a ^ t r a n s p o r t . J . B i o l . Chem. 254 : 12404-12410 ( 1 9 7 8 ) . Ahmed, S . S . , L e v i n s o n , G . E . , S c h w a r t z , C . J . and E t t i n g e r , P . O . : S y s t o l i c t i m e i n t e r v a l s as m e a s u r e s o f t h e c o n t r a c t i l e s t a t e o f t h e l e f t v e n t r i c u l a r myocard ium i n man . C i r c u l a t i o n 46 : 559 -571 ( 1 9 7 2 ) . Ahmed, S . S . , G h a z a n f a r , A . J . , N a r a n g , R . M . and R e g a n , T . J . : P r e c l i n i c a l a b n o r m a l i t y o f l e f t v e n t r i c u l a r f u n c t i o n i n d i a b e t e s m e l l i t u s . Amer . H e a r t J . 89 : 153 -158 ( 1 9 7 5 ) . A r i e f f , A . I . and C a r o l l , H . J . : N o n k e t o t i c h y p e r o s m o l a r coma w i t h h y p e r g l y c e m i a : c l i n i c a l f e a t u r e s , p a t h o p h y s i o l o g y , r e n a l f u n c t i o n , a c i d b a s e b a l a n c e , p l a s m a c e r e b r o s p i n a l f l u i d e q u i l i b r i a and t h e e f f e c t s o f t h e r a p y i n 37 c a s e s . M e d i c i n e 5 1 : 7 3 - 9 4 ( 1 9 7 2 ) . B a a n d r u p , U . , L e d e t , T . and R a s c h , R. : E x p e r i m e n t a l d i a b e t i c c a r d i o m y o p a t h y p r e v e n t a b l e by i n s u l i n t r e a t m e n t . L a b . I n v e s t . 45 : 1 6 9 - 1 7 3 ( 1 9 8 1 ) . ~ ~ Bachmann, E . , Weber , E . and Z b i n d e n , G . : The e f f e c t o f m e t h y l - 2 -t e t r a d e c y l g l y c i d a t e ( M c N e i l l 3716) on h e a r t m i t o c h o n d r i a l m e t a b o l i s m i n r a t s . B i o c h e m i c a l P h a r m a c o l . 33 : 1947-1950 ( 1 9 8 4 ) . B a l s a m , A . , I n b a r , S . H . and S e x t o n , F . C . : The i n f l u e n c e o f f a s t i n g , d i a b e t e s and s e v e r a l p h a r m a c o l o g i c a l a g e n t s on t h e pa thways o f t h y r o x i n e m e t a b o l i s m i n r a t l i v e r . J . C l i n . I n v e s t . 62 : 4 1 5 - 4 2 4 ( 1 9 7 8 ) . B a r a n y , M. : ATPase a c t i v i t y o f m y o s i n c o r r e l a t e d w i t h speed o f m u s c l e s h o r t e n i n g . J . G e n . P h y s i o l . 50 : 197 -218 ( 1 9 6 7 ) . B a r b e e , R.W. and B u r n s , A . H . : The e f f e c t s o f t r i i o d o t h y r o n i n e on c a r d i a c f u n c t i o n i n t h e c h r o n i c a l l y d i a b e t i c r a t . F e d . P r o c . 44 : 1101 ( 1 9 8 5 ) . B a r r i e u x , A . and D i l l m a n n , W . H . : E f f e c t o f , i n s u l i n and me thy l p a l m o x i r a t e on t h e e x p r e s s i o n o f heavy c h a i n mRNAs i n t h e r a t h e a r t . F e d . P r o c . 44 : 867 ( 1 9 8 5 ) . B a t e n b u r g , J . J . and O l s o n , M . S . : R e g u l a t i o n o f p y r u v a t e d e h y d r o g e n a s e by f a t t y a c i d and i s o l a t e d r a t l i v e r m i t o c h o n d r i a . J . B i o l . Chem. 251 1364 -1370 ( 1 9 7 6 ) . 160 B e s t e t t i , G . : Changes i n t h e p e r i p h e r a l n e r v e s o f r a t s f o u r months a f t e r i n d u c t i o n o f s t r e p t o z o t o d n d i a b e t e s . A q u a l i t a t i v e and q u a n t i t a t i v e s t u d y . A c t a . N e u r o p a t h o l . 54 : 129 -134 ( 1 9 8 1 ) . B h i m j i , S . , G o d i n , D . V . and M c N e i l l , J . H . : B i o c h e m i c a l and f u n c t i o n a l c h a n g e s i n h e a r t s f rom r a b b i t s w i t h d i a b e t e s . D i a b e t o l o g i a ( I n P r e s s ) ( 1 9 8 5 ) . B l o o m , S . R . , W e s t , A . M . , P o l a k , J . M . , B a r n e s , A . J . and Adam, T . E . : Hormonal c o n t a m i n a n t s o f i n s u l i n . I n Gu t Ho rmones , e d . by S . R . B loom and M . I . G r o s s m a n , pp 3 1 8 - 3 2 7 7 C h u r c h i l l - L i v i n g s t o n e L t d . , E d i n b u r g h , 1 9 7 8 . B l u m e n t h a l , H . T . , A l e x , M. and G o l d b e r g , S . : A s t u d y o f l e s i o n s o f t h e i n t r a m u r a l c o r o n a r y a r t e r y b r a n c h e s i n d i a b e t e s m e l l i t u s . A r c h . P a t h o l . 70 : 1 3 - 2 8 ( 1 9 6 0 ) . B o l i n d e r , J . , Os tman , J . and A r n e r , P . : P o s t r e c e p t o r d e f e c t c a u s i n g i n s u l i n r e s i s t a n c e i n n o r m o i n s u l i n e m i c n o n - i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t e s m e l l i t u s . D i a b e t e s 31, : 9 1 1 - 9 1 6 ( 1 9 8 2 ) . B o n n e r - W e i r , S . , T r e n t , D . F . and W e i r , G . S . : P a r t i a l p a n c r e a t e c t o m y i n t h e r a t and s u b s e q u e n t d e f e c t i n g l u c o s e i n d u c e d i n s u l i n r e l e a s e . J . C l i n . I n v e s t . 71 : 5144 -5153 ( 1 9 8 3 ) . B r a d y , A . J . : A c t i v e s t a t e i n c a r d i a c m u s c l e . P h y s i o l . R e v . 48 : 5 7 0 - 6 0 0 ( 1 9 6 8 ) . ~ ~ B r e t t a - P i c c o l i , C . Weidman, P . and K e u s c h , G . : R e s p o n s i v e n e s s o f p l a s m a r e n i n and a l d o s t e r o n e i n d i a b e t e s m e l l i t u s . K i d n e y I n t . 20 : 2 5 9 - 2 6 6 ( 1 9 8 1 ) . ~ ~ B r u n z e l l , J . D . , R o b e r t s o n , R . P . , L e r n e r , R . L . , H a z z a r d , W . R . , E n s w i c k , J . W . , B i e r m a n , E . L . and P o r t e , D . , J r . : R e l a t i o n s h i p s be tween f a s t i n g p l a s m a g l u c o s e l e v e l s and i n s u l i n s e c r e t i o n d u r i n g i n t r a v e n o u s g l u c o s e t o l e r a n c e t e s t s . J . C l i n . E n d o c r i n o l . M e t a b . 42 : 2 2 2 - 2 2 9 ( 1 9 7 6 ) . B u r c h , G . E . : D i a b e t i c c a r d i o m y o p a t h y . In : C l i n i c a l C a r d i o l o g y and D i a b e t e s p l 3 7 F u t u r a P u b l i s h i n g C o . I n c . , New Y o r k ( 1 9 8 1 ) . B u r g e s , R . A . , B u t t , W.D. and B a g g a l e y , A . : Some e f f e c t s o f a l p h a -b r o m o p a l m i t a t e , an i n h i b i t o r o f f a t t y a c i d o x i d a t i o n , on c a r b o h y d r a t e m e t a b o l i s m i n t h e r a t . B i o c h e m . J . 109 : 38 (1968) C h r i s t e n s e n , N . J . : A c u t e e f f e c t s o f I n s u l i n on c a r d i o v a s c u l a r f u n c t i o n and n o r a d r e n a l i n e u p t a k e and r e l e a s e . D i a b e t o l o g i a 2 5 : 3 7 7 - 3 8 1 , 1 9 8 3 . C h r i s t y , M . , G r e e n , A . , C h r i s t a u , B . , K romann , H . , N e r u p , J . , P l a t z , P . , Thomsen , M . , R y d e r , L . P . and S v e j g a a r d , A . : S t u d i e s o f t h e HLA s y s t e m and i n s u l i n d e p e n d e n t d i a b e t e s m e l l i t u s . D i a b e t e s C a r e 2 : 209 -214 ( 1 9 7 9 ) . 161 C i a r a l d i , T . P . , K o l t e r m a n , O . G . , S c a r l e t t , J . A . , K a o , M. and O l e f s k y , J . M . : R o l e o f g l u c o s e t r a n s p o r t i n t h e p o s t r e c e p t o r d e f e c t o f n o n - i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t e s m e l l i t u s . D i a b e t e s 31 : 1016 -1022 ( 1 9 8 2 ) . — C l a r k e , B . , E w i n g , D. and C a m p b e l l , I. : D i a b e t i c au tonom ic n e u r o p a t h y . D i a b e t o l o g i a 17 : 195 -212 ( 1 9 7 9 ) . C h a i n , E . B . , M a n s f o r d , K . R . L . and O p i e , L . H . : E f f e c t s o f i n s u l i n on t h e p a t t e r n o f g l u c o s e m e t a b o l i s m i n t h e p e r f u s e d w o r k i n g and L a n g e n d o r f f h e a r t o f normal and i n s u l i n d e f i c i e n t r a t s . B i o c h e m . J . 1 1 5 : 537 -547 ( 1 9 6 9 ) . C h e u n g , J . Y . , C o n o v e r , C , R e g e n , D . M . , W h i t f e i l d , C . F . and Morgan H . E . : E f f e c t o f i n s u l i n on k i n e t i c s o f s u g a r t r a n s p o r t i n h e a r t m u s c l e . Am. J . P h y s i o l . 2 3 4 b : E 7 0 - E 7 8 , 1 9 7 8 . C o o p e r , R . A . : A b n o r m a l i t i e s o f c e l l - membrane f l u i d i t y i n t h e p a t h o g e n e s i s o f d i s e a s e . New E n g l . J . Med. 297_ : 371 -377 ( 1 9 7 7 ) . C o r i , G . T . and C o r i , G . F . : The k i n e t i c s o f e n z y m a t i c s y n t h e s i s o f g l y c o g e n f r o m g l u c o s e 1 - p h o s p h a t e . J . B i o l . Chem. 135 - 7 3 3 - 7 5 6 ( 1 9 4 0 ) . C o r r , P . B . , G r o s s , R.W. and S o b e l , B . E . : A m p h i p a t h i c m e t a b o l i t e s and membrane d y s f u n c t i o n i n i s c h e m i c m y o c a r d i u m . C i r c . R e s . 55 : 135 -154 ( 1 9 8 4 ) . ~ ~ C r a i g , J . W . : C l i n i c a l i m p l i c a t i o n s o f t h e new d i a b e t e s c l a s s i f i c a t i o n . P o s t g r a d u a t e M e d . 68 : 1 2 2 - 1 3 3 ( 1 9 8 0 ) . C r a i g h e a d , J . E . : The r o l e o f v i r u s e s i n t h e p a t h o g e n e s i s o f p a n c r e a t i c d i s e a s e and d i a b e t e s m e l l i t u s . I n : " P r o g r e s s i n M e d i c a l V i r o l o g y " . E d . Mel n i c k J . L . . S . K r a g e r , B a s s e k , M u n c h e n , P a r i s , L o n d o n , New Y o r k , S y d n e y . V o l . 19 p p l 6 2 - 2 1 4 . ( 1 9 7 5 ) . C r a l l , F . V . and R o b e r t s , W . C . : The e x t r a m u r a l and i n t r a m u r a l c o r o n a r y a r t e r i e s i n j u v e n i l e d i a b e t e s m e l l i t u s . Am. J . Med 64 : 2 2 1 - 2 3 0 ( 1 9 7 8 ) . C r a s s M . F . , I I I , M c C a s k i l l , E . S . , s h i p p , J . C , and M u r t h y , V . K . : M e t a b o l i s m o f endogenous l i p i d s i n c a r d i a c m u s c l e : e f f e c t o f p r e s s u r e d e v e l o p m e n t . Am. J . P h y s i o l . 220 : 4 2 8 - 4 3 5 ( 1 9 7 1 ) . C u d w o r t h , A . G . and Woodrow, J . C . : E v i d e n c e f o r H L A - 1 i n k e d genes i n j u v e n i l e d i a b e t e s m e l l i t u s . B r i t . M e d . J . Z : 1 3 3 - 1 3 5 ( 1 9 7 5 ) . C u d w o r t h , A . G . and Woodrow, J . C . : E v i d e n c e f o r H L A - 1 i n k e d genes i n j u v e n i l e d i a b e t e s m e l l i t u s . B r i t . M e d . J . 2 : 1 3 3 - 1 3 5 ( 1 9 7 5 ) . C u d w o r t h , A . G . and Woodrow, J . C . : G e n e t i c s u c e p t i b i l i t y i n d i a b e t e s m e l l i t u s - a n a l y s i s o f t h e HLA a s s o c i a t i o n . B r i t . Med . J . £ : 8 4 6 - 8 4 8 ( 1 9 7 6 ) . Cushman , S . W . and W a r d z a l a , L . J . : P o t e n t i a l mechan i sms o f i n s u l i n a c t i o n on g l u c o s e t r a n s p o r t i n t h e i s o l a t e d r a t a d i p o s e c e l l - a p p a r e n t 162 t r a n s l o c a t i o n o f i n t r a c e l l u l a r t r a n s p o r t s y s t e m t o t h e p l a s m a membrane. J . B i o l . Chem. 255 : 4758 -4762 ( 1 9 8 0 ) . D a s , I. and C h a i n , E . B . : E f f e c t o f h e a r t work and i n s u l i n on 1 4 C -g l u c o s e i n t o hexose p h o s p h a t e s , u r i d i n e d i p h o s p h a t e g l u c o s e and g l y c o g e n on normal and i n s u l i n d e f i c i e n t r a t h e a r t unde r w o r k i n g and non w o r k i n g c o n d i t i o n s . B iochem J . 1 5 4 : 765 -772 ( 1 9 7 6 ) . D a v i s , M . D . : D e f i n i t i o n , c l a s s i f i c a t i o n and c o u r s e o f d i a b e t i c r e t i n o p a t h y . In " D i a b e t i c R e t i n o p a t h y " . E d . L y n n , J . R . , S y n d e r , W . B . and V a s s i e r , A . Grune and S t r a t t o n , New Y o r k , pp 147 -170 ( 1 9 7 4 ) . D e F r o n z o , R . A . , H e n d l e r , R. and S i m o n s o n , D. : I n s u l i n r e s i s t a n c e i s a p r o m i n e n t f e a t u r e o f i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t e s . D i a b e t e s 31 : 795 -801 ( 1 9 8 2 ) . ~ ~ D e g a n i , H . , G o c h i n , M . , K a r l i s h , S . J . D . and S h e c h t e r , Y . : E l e c t r o n p a r a m a g n e t i c r e s o n a n c e s t u d i e s and i n s u l i n l i k e e f f e c t s o f vanad ium im r a t a d i p o c y t e s . B i o c h e m i s t r y 20 : 5795 -5799 ( 1 9 8 1 ) . D i l l m a n n , W . H . : D i a b e t e s m e l l i t u s i n d u c e d c h a n g e s i n c a r d i a c m y o s i n o f t h e r a t . D i a b e t e s 29 : 579 -582 ( 1 9 8 0 ) . D i l l m a n n , W . H . : I n f l u e n c e o f t h y r o i d hormone a d m i n i s t r a t i o n on m y o s i n ATPase a c t i v i t y and m y o s i n i s o e n z y m e d i s t r i b u t i o n i n t h e h e a r t s o f d i a b e t i c r a t s . M e t a b o l i s m 31 : 199 -204 ( 1 9 8 2 ) . D o w n i n g , S . E . , L e e , J . C . and W e r n e r , J . C . : E f f e c t s o f i n s u l i n on v e n t r i c u l a r f u n c t i o n i n d i a b e t i c l ambs w i t h a c i d o s i s . Am. J . P h y s i o l . 241 : H401-H497 ( 1 9 8 1 ) . Dunn , J . S . and M c L e t c h i e , N . G . B . : E x p e r i m e n t a l a l l o x a n d i a b e t e s i n t h e r a t . L a n c e t U : 384 ( 1 9 4 3 ) . E w i n g , D . , C a m p b e l l , I . and C l a r k e , B . : The n a t u r a l h i s t o r y o f d i a b e t i c a u t o n o m i c n e u r o p a t h y . Q . J . M e d . 49_ : 95 -108 ( 1 9 8 0 ) . E w i n g , D . J . , C a m p b e l l , I .W. and C l a r k e , B . : H e a r t r a t e c h a n g e s i n d i a b e t e s m e l l i t u s . L a n c e t 1_ : 1 8 3 - 1 8 6 ( 1 9 8 1 ) . F a r a h , A . E . and A l o u s i , A . A . : The a c t i o n s o f i n s u l i n on c a r d i a c c o n t r a c t i l i t y . L i f e S c i . 2 9 : 9 7 5 - 1 0 0 0 , 1 9 8 1 . F e i n , F . S . , K o r n s t e i n , L . B . , S t r o b e c k , J . E . , C a p a s s o , J . N . and S o n n e n b l i c k , E . H . : A l t e r e d m y o c a r d i a l m e c h a n i c s i n d i a b e t i c r a t s . C i r c . R e s . 47 : 9 2 2 - 9 3 3 ( 1 9 8 0 ) . F e i n , F . S . , S t r o b e c k , J . E . , M a l h o t r a , A . , S c h e u e r , J . and S o n n e n b l i c k , E . H . : R e v e r s i b i l i t y o f d i a b e t i c c a r d i o m y o p a t h y w i t h i n s u l i n i n r a t s . C i r c . R e s . 49 : 1251-1261 ( 1 9 8 1 ) . F e i n , F . S . , M a l h o t r a , A . , M i l l e r - G r e e n , G . , S c h e u e r , J . and S o n n e n b l i c k , E . H . : D i a b e t i c c a r d i o m y o p a t h y i n r a t s : m e c h a n i c a l and b i o c h e m i c a l r e s p o n s e t o d i f f e r e n t i n s u l i n d o s e s . Am J . P h y s i o l . 247_ : H817-H823 163 ( 1 9 8 4 ) . F e u v r a y , D . F . , I d e l l - W e n g e r , J . A . and N e e l y , J . R . : E f f e c t s o f I s c h e m i a on r a t m y o c a r d i a l f u n c t i o n and m e t a b o l i s m i n d i a b e t e s . C i r c . R e s . 44 : 3 2 2 - 3 2 9 ( 1 9 7 9 ) . ~ ~ F l i n k , I . L . , R a d e r , J . H . and M o r k i n , E . : T h y r o i d s t i m u l a t e s s y n t h e s i s o f a c a r d i a c m y o s i n i s o e n z y m e . J . B i o l . Chem. 254 : 3105 -3110 ( 1 9 7 9 ) . F r e e d m a n , Z . R . , F e e k . C . M . , I r v i n e , W . J . , L e r n m a r k , A . , R u b i n s t i e n , A . H . , S t i e n e r , D . F . and Huen , A . : I s l e t c e l l c y t o p l a s m i c and c e l l s u r f a c e a n t i b o d i e s i n d i a b e t e s m e l l i t u s . T r a n s . A s s o c . Am. P h y s i c i a n s 92 : 6 4 - 7 6 ( 1 9 7 9 ) . ~ G a n g u l y , P . K . , P i e r c e , G . N . , D h a l l a , K . S . and D h a l l a , N . S . : I n s u l i n -i n d u c e d r e v e r s i b i l i t y o f t h e d e f e c t i n s a r c o p l a s m i c r e t i c u l a r c a l c i u m t r a n s p o r t i n d i a b e t i c c a r d i o m y o p a t h y . Am. J . P h y s i o l . 244 : E 5 2 8 - E 5 3 5 ( 1 9 8 3 ) . G a n g u l y , P . K . , R i c e , K . M . , P a n a g i a , V . and D h a l l a , N . S . : Sa rco lemma l p h o s p h a t i d y l e t h a n o l a m i n e N - m e t h y l a t i o n i n d i a b e t i c c a r d i o m y o p a t h y . C i r c . R e s . 55 5 0 4 - 5 1 2 ( 1 9 8 4 ) . G a r b e r , D . W . , E v e r e t t , A . M . and N e e l y , J . R . : C a r d i a c f u n c t i o n and m y o s i n ATPase i n d i a b e t i c r a t s t r e a t e d w i t h i n s u l i n , T 7 , and T 4 . Am. J . P h y s i o l . 244 : 592-H598 ( 1 9 8 3 ) . J * G a r b e r , D.W. and N e e l y , J . R . : D e c r e a s e d m y o c a r d i a l f u n c t i o n and m y o s i n ATPase i n h e a r t s f rom d i a b e t i c r a t s . Am. J . P h y s i o l . 244 : H586-H591 ( 1 9 8 3 ) . G e p t s , W. : M o r p h o l o g i c a l p a t h o l o g y o f t h e i s l e t s o f L a n g e r h a n s i n j u v e n i l e d i a b e t e s . I n : " E t i o l o g y and p a t h o g e n e s i s o f i n s u l i n d e p e n d e n t d i a b e t e s m e l l i t u s " e d . J . M . M a r t i n , R . M . E h r l i c h and F . J . H o l l a n d , Raven P r e s s , New Y o r k ( 1 9 8 1 ) . G e p t s , W. and DeMey, J . : I s l e t c e l l s u r v i v a l d e t e r m i n e d by m o r p h o l o g y : An i m m u n o c y t o c h e m i c a l s t u d y o f t h e i s l e t s o f L a n g e r h a n s i n j u v e n i l e d i a b e t e s m e l l i t u s . D i a b e t e s 27 ( S u p p l . 1) : 251 -261 (1978) G i u g l i a n o , D . , C e r i e l l o , A . , D i P i n t o , P . , S a c c o m a n n o , F . , G e n t i l e , S . and C a p p i a p u o t i , F . : I m p a i r e d i n s u l i n s e c r e t i o n i n human d i a b e t e s m e l l i t u s : t h e e f f e c t o f n a l o x o n e - i n d u c e d o p i a t e r e c e p t o r b l o c k a d e . D i a b e t e s 3 1 : 3 6 7 - 370 ( 1 9 8 2 ) . ~ ~ G o o d a l e , F . , D a o u d , A . S . , F l o r e t i n , A . R . , L e e , K . T . and G i t t e l s o h n , A . : C h e m i c o a n a t o m i c s t u d i e s o f a t h e r o s c l e r o s i s i n d i a b e t e s . I : C o r o n a r y a r t e r i a l w a l l t h i c k n e s s , t h r o m b o s i s and m y o c a r d i a l i n f a r c t s i n a u t o p s i e d N o r t h A m e r i c a n s . E x p . M o l e c . P a t h o l . 1_ : 3 5 3 - 3 6 3 ( 1 9 6 2 ) . G o o d k i n d , M . J . , Damback, G . E . , Thy rum, P . T . and L u c h i , R. : E f f e c t o f t h y r o x i n e on v e n t r i c u l a r m y o c a r d i a l c o n t r a c t i l i t y and ATPase a c t i v i t y i n g u i n e a p i g s . Am. J . P h y s i o l . 226 : 6 6 - 7 2 ( 1 9 7 4 ) . 164 G o r d e n , P . , G r u n b e r g e r , G . , P o d s k a l n y , j . M . and T a y l o r , S . I . : The i n s u l i n r e c e p t o r and d i s e a s e o f i n s u l i n r e s i s t a n c e i n man. In : " C u r r e n t and F u t u r e T h e r a p i e s w i t h I n s u l i n " . E d . N . Sakamoto and K . G . M . M . A l b e r t i p p 7 - 1 9 . E x c e r p t a M e d i c a , Amsterdam - O x f o r d - P r i n c e t o n ( 1 9 8 2 ) . G r u n b e r g e r , G . , T a y l o r , S . I . , D o n s , R . F . and G o r d e n , P . : I n s u l i n r e c e p t o r s i n normal and d i s e a s e s t a t e s . C l i n E n d o c r i n o l . M e t a b . 12 : 1 9 1 - 2 1 9 ( 1 9 8 3 ) . " ~ H a i d e r , B . , Y e h , C . K . , Thomas , G . , O l d w u r t e l , H . A . , L y o n s , M .M. and R e g a n , T . J . : I n f l u e n c e o f d i a b e t e s on t h e myocard ium and c o r o n a r y a r t e r i e s o f r h e s u s monkey f e d an a t h e r o g e n i c d i e t . C i r c R e s . 49 : 1278 -1288 ( 1 9 8 1 ) . — Hamby, R . I . , Z o n e r a i c h , S . and She rman , L . : D i a b e t i c c a r d i o m y o p a t h y . J . Am. M e d . A s s o c . 229 : 1749 -1754 ( 1 9 7 4 ) . H a r a n o , Y . , K o w a l , J . , Y a m a z a k i , R . , L a v i n e , L . and M i l l e r , M. : C a r n i t i n e p a l m i t y l t r a n s f e r a s e a c t v i t y (1 and 2) and t h e r a t e o f p a l m i t a t e o x i d a t i o n i n l i v e r m i t o c h o n d r i a f rom d i a b e t i c r a t s . A r c h . B i o c h e m . B i o p h y s . 153 : 426 -437 ( 1 9 7 2 ) . H a w o r t h , R . A . , H u n t e r , D . R . and B e r k o f f , H . A . : H e t e r o g e n o u s r e s p o n s e o f i s o l a t e d a d u l t r a t h e a r t c e l l s t o i n s u l 1 n . A r c h . B i o c h e m . B i o p h y s . 2 3 3 : 106 -114 ( 1 9 8 4 ) . H e a r s e , D . J . , S t e w a r t , D . A . and C h a i n , E . B . : D i a b e t e s and t h e s u r v i v a l and r e c o v e r y o f t h e a n o x i c m y o c a r d i u m . J . M o l . C e l l . C a r d i o l . 7 : 3 9 7 - 4 1 5 ( 1 9 7 5 ) . H e d i n g , L . G . and R a s m u s s e n , S . M . : Human C - p e p t i d e i n norma l and d i a b e t i c s u b j e c t s . D i a b e t o l o g i a 11 : 2 0 1 - 2 0 6 (1975) H e n d e r s o n , A . H . , C r a i g , R . J . , G o r l i n , R. and S o n n e n b l i c k , E . H . : F r e e f a t t y a c i d s and m y o c a r d i a l f u n c t i o n i n p e r f u s e d r a t h e a r t s . C a r d i o v a s c . R e s . 4 : 4 6 6 - 4 7 2 ( 1 9 7 0 ) . H e n n i n g , G . , L o f f l e r , G . and W i e l a n d , O . H . : A c t i v e and i n a c t i v e f o r m s o f p y r u v a t e d e h y d r o g e n a s e i n s k e l e t a l m u s c l e a s r e l a t e d t o t h e m e t a b o l i c and f u n c t i o n a l s t a t e o f t h e c e l l . FEBS L e t t . 59 : 142 ( 1 9 7 5 ) . H e r b e r t , J . , L a u , K . S . and P a r i e n t , K .W. : C o a t e d c h a r c o a l immunoassay o f i n s u l i n . J . C l i n . E n d o c r i n o l . 25 : 1375 -1389 ( 1 9 6 5 ) . H e y l i g e r C . E . , T a h i l i a n i , A . G . and M c N e i l l J . H . : E f f e c t o f v a n a d a t e on e l e v a t e d b l o o d g l u c o s e . S c i e n c e 227_ (4693) : 1474-1477 ( 1 9 8 5 ) . H i s s i n , P . J . , K a r n i e l i , E . , S i m p s o n , I . A . , S a l a n s , S . B . and Cushman, S . W . : A p o s s i b l e mechan ism o f I n s u l i n r e s i s t a n c e i n t h e r a t a d i p o s e c e l l w i t h h i g h - f a t / l o w - c a r b o h y d r a t e f e e d i n g - d e p l e t i o n o f i n t r a c e l l u l a r g l u c o s e t r a n s p o r t s y s t e m s . D i a b e t e s 31 : 589 -592 ( 1 9 8 2 ) . I n g e b r e t s e n , C . G . , M o r e a u , P . , Hawelu J o h n s o n , C . and I n g e b r e t s e n , W . R . J r . : P e r f o r m a n c e o f d i a b e t i c r a t h e a r t s : e f f e c t s o f a n o x i a and 165 i n c r e a s e d w o r k . Am. J . P h y s i o l . 239 : H614-H620 ( 1 9 8 0 ) . I r v i n e , W . J . , M c C a l l u m , C . J . , G r a y , R . S . , C a m p b e l l , C . J . , D u n c a n , L . J . P , F a r q u a h a r , J . , Y a u g h a n , H . and M o r r i s , P . J . : P a n c r e a t i c i s l e t c e l l a n t i b o d i e s i n d i a b e t e s m e l l i t u s c o r e l a t e d w i t h t h e d u r a t i o n and t y p e o f d i a b e t e s , c o e x i s t e n t auto immune d i s e a s e , and HLA t y p e . D i a b e t e s 26 : 138 -147 ( 1 9 7 7 ) . ~ ~ J a c k s o n , C . V . , M c G r a t h , G . M . , T a h i l i a n i A . G . , V a d l a m u d i , R . V . S . V . and M c N e i l l , J . H . : A f u n c t i o n a l and u l t r a s t r u c t u r a l a n a l y s i s o f e x p e r i m e n t a l d i a b e t i c r a t m y o c a r d i u m : m a n i f e s t a t i o n o f a c a r d i o m y o p a t h y . D i a b e t e s ( I n P r e s s ) ( 1 9 8 5 ) . J a r r e t . R . J . : Type 2 ( n o n - i n s u l i n - d e p e n d e n t ) d i a b e t e s m e l l i t u s and c o r o n a r y h e a r t d i s e a s e - c h i c k e n , egg o r n e i t h e r ? D i a b e t o l o g i a 26 : 9 9 - 1 0 2 ( 1 9 8 4 ) . ~ J o h a n s o n . - E . B . and T j a l v e , H. : S t u d i e s on t h e t i s s u e - d e p o s i t i o n and f a t e o f [ C ] - s t r e p t o z o t o c i n w i t h s p e c i a l r e f e r e n c e t o p a n c r e a t i c i s l e t s . A c t a E n d o c r i n o l . 89 : 339 -351 ( 1 9 7 8 ) . J u n o d , A . , Lamber t A . E . , S t a u f f a c h e r , W. and R e n o l d , A . E . : D i a b e t o g e n i c a c t i o n o f s t r e p t o z o t o c i n : R e l a t i o n s h i p o f dose t o m e t a b o l i c r e s p o n s e . J . C l i n . I n v e s t . 48 : 2129 -2139 ( 1 9 6 9 ) . K a n n e l , W . B . , H j o r t l a n d , M. and C a s t e l l i , W . P . : R o l e o f d i a b e t e s i n c o n g e s t i v e h e a r t f a i l u r e : The Framingham s t u d y . Am. J . C a r d i o l . 34 : 2 9 - 3 4 ( 1 9 7 4 ) . ~ ~ K i m , Y . T . and S t e i n b e r g , C . : Immuno log ic s t u d i e s on t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s i n e x p e r i m e n t a l a n i m a l s . C e l l u l a r b a s i s f o r t h e i n d u c t i o n o f d i a b e t e s by s t r e p t o z o t o c i n . D i a b e t e s 33 771 -777 ( 1 9 8 4 ) . K i o r p e s , T . C . , H o e r r , D . , H o , W . , Weaner , L . Inman, M . G . and T u t w i l e r , G . F . : I d e n t i f i c a t i o n o f 2 - t e t r a d e c y l g l y c i d y l coenzyme A as t h e a c t i v e fo rm o f m e t h y l 2 - t e t r a g l y c i d a t e (me thy l p a l m o x i r a t e ) and i t s c h a r a c t e r i z a t i o n as an i r r e v e r s i b l e , a c t i v e s i t e - d i r e c t e d i n h i b i t o r o f c a r n i t i n e p a l m i t o y l t r a n s f e r a s e A i n i s o l a t e d r a t l i v e r m i t o c h o n d r i a . J . B i o l . Chem. 259 : 9750 -9755 ( 1 9 8 4 ) . K l i n g e , E . and W a f i n , F . : I n c r e a s e i n c a r d i a c c o n t r a c t i l e f o r c e c a u s e d by po rk i n s u l i n . A n n . R e v . B i o l . F e n n . 4 9 : 138 -142 ( 1 9 7 1 ) . K o b a y a s h i , K . and N e e l y , J . R . : E f f e c t s o f I n c r e a s e d c a r d i a c work on p y r u v a t e d e h y d r o g e n a s e a c t i v i t y i n h e a r t s f r om d i a b e t i c a n i m a l s . J . M o l . C e l l . C a r d i o l . 1 5 : 347 -357 ( 1 9 8 3 ) . K r u p p , M. and L a n e , M . D . : On t h e mechan ism o f l i g a n d - i n d u c e d down -r e g u l a t i o n o f I n s u l i n r e c e p t o r l e v e l i n t h e l i v e r c e l l . J . B i o l . Chem. 2 5 6 : 1689 -1694 ( 1 9 8 1 ) . K u , D . D . and S e l l e r s , B . M . : E f f e c t s o f s t r e p t o z o t o c i n d i a b e t e s and i n s u l i n t r e a t e m e n t on m y o c a r d i a l sod ium pump and c o n t r a c t i l i t y o f t h e r a t h e a r t . J . P h a r m a c o l . E x p . T h e r . 222 : 3 9 5 - 4 0 0 ( 1 9 8 2 ) . 166 L e d e t , T . : H i s t o l o g i c a l and h i s t o c h e m i c a l c h a n g e s i n t h e c o r o n a r y a r t e r i e s o f o l d d i a b e t i c p a t i e n t s . D i a b e t o l o g i a 4 : 268-272 ( 1 9 6 8 ) . L e f e b v r e , P . J . and L u y c k x , A . S . : G l u c a g o n and d i a b e t e s : A r e a p p r a i s a l . D i a b e t o l o g i a 16 : 207 -209 ( 1 9 7 9 ) . L e f k o v i t s , A . M . : C o r o n a r y d i a s e a s e i n d i a b e t e s m e l l i t u s . J . C l i n . L a b . Med . 23 : 354 -357 ( 1 9 3 7 ) . L e r n m a r k , A . , H a g g l o f , B . , H o l m g r e n , G . and L u d v i g s s o n , J . : A n t i b o d i e s a g a i n s t t h e p a n c r e a t i c b e t a c e l l p l a s m a membrane i n i n s u l i n d e p e n d e n t d i a b e t i c c h i l d r e n . A c t a E n d o c r i n o l . ( C o p e n h . ) 91^ ( S u p p l . 227) : 4 8 - 4 9 L i e d t k e , A . J . , N e l l i s , S . H . and W h i t e s e l l , L . F . : E f f e c t s o f c a r n i t i n e i s o m e r s on f a t t y a c i d m e t a b o l i s m i n i s c h e m i c s w i n e h e a r t s . C i r c . R e s . 48 : 8 5 9 - 8 6 6 ( 1 9 8 1 ) . L l o y d - M o s t y n , R. and W a t k i n s , P . : T o t a l c a r d i a c d e n e r v a t i o n i n d i a b e t i c a u t o n o m i c n e u r o p a t h y . D i a b e t e s 25 : 748-751 ( 1 9 7 6 ) . L o p a s c h u k , G . D . , K a t z , S . and M c N e i l l , J . H . : The e f f e c t o f a l l o x a n - and s t r e p t o z o t o c i n - i n d u c e d d i a b e t e s on c a l c i u m t r a n s p o r t i n r a t c a r d i a c s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m . The p o s s i b l e i n v o l v e m e n t o f l o n g c h a i n a c y l c a r n i t i n e s . C a n . J . P h y s i o l . P h a r m a c o l . 61 : 4 3 9 - 4 4 8 ( 1 9 8 3 ) . L o p a s c h u k , G . D . : D i a b e t e s i n d u c e d c h a n g e s i n c a r d i a c s a r c o p l a s m i c r e t i c u l a r f u n c t i o n ( T h e s i s ) . U n i v e r s i t y o f B r i t i s h C o l u m b i a , V a n c o u v e r , Canada ( 1 9 8 3 ) . L o p a s c h u k , G . D . , T a h i l i a n i , A . G . , V a d l a m u d i , R . V . S . V . , K a t z , S . and M c N e i l l , J . H . : C a r d i a c s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m f u n c t i o n i n i n s u l i n - o r c a r n i t i n e t r e a t e d d i a b e t i c r a t s . Am. J . P h y s i o l . 245 : H969-H976 ( 1 9 8 4 ) . L u n d b a e k , K . : N e p h r o p a t h y i n d i a b e t i c s u b j e c t s . In "On t h e n a t u r e and t r e a t m e n t o f d i a b e t e s " . E d . L e i b e l , B . S and W r e n s h a l l G . A . . E x c e r p t a M e d i c a l F o u n d a t i o n , New York pp 4 3 6 - 4 4 6 ( 1 9 6 5 ) . L u n d q u i s t , I. and R e r u p , C . : On t h e d e v e l o p m e n t o f a l l o x a n d i a b e t e s 1n m i c e . E u r . J . P h a r m a c o l . 2 : 35 -41 ( 1 9 6 7 ) . M a c L a r e n , N . K . , Huang S . - W . and F o g h , J . : A n t i b o d y t o c u l t u r e d human i n s u l i n o m a c e l l s i n i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t e s . L a n c e t 1 : 9 9 7 - 1 0 0 0 ( 1 9 7 5 ) . M c G a r r y , J . D . and F o s t e r , D.W. : A c u t e r e v e r s a l o f d i a b e t i c k e t o a c i d o s i s 1n t h e r a t w i t h ( + ) - d e c a n o y l c a r n i t i n e . J . C l i n . I n v e s t . 52 : 8 7 7 - 8 8 4 ( 1 9 7 3 ) . — M c N e i l l , J . H . and B r o d y , T . M . : The e f f e c t s o f a n t i h i s t a m i n e s , c o c a i n e and r e s e r p i n e on amine i n d u c e d c a r d i a c p h o s p h o r y l a s e a c t i v a t i o n . J . P h r m a c o l . E x p . T h e r . 152 : 4 7 8 - 4 8 7 ( 1 9 6 6 ) . 167 M c N e i l l , J . H . and R o d r i g u e s , B . : H y d r a l a z i n e r e v e r s e s b r a d y c a r d i a , h y p e r t e n s i o n and e l e v a t e d serum l i p i d s i n STZ d i a b e t i c r a t s . F e d . P r o c . 44 : 1658 ( 1 9 8 5 ) . M a L a i s s e , W . J . : A l l o x a n t o x i c i t y t o t h e p a n c r e a t i c b e t a c e l l . A new h y p o t h e s i s . B i o c h e m . P h a r m a c o l . 31 : 3527 -3534 ( 1 9 8 2 ) . M a l h o t r a , A . , P e n p a r g k u l , S . , F e i n , F . S . , S o n n e n b l i c k , E . H . and S c h e u e r , J . : The e f f e c t o f s t r e p t o z o t o c i n - i n d u c e d d i a b e t e s i n r a t s on c a r d i a c c o n t r a c t i l e p r o t e i n s . C i r c . R e s . 49 : 1243-1250 ( 1 9 8 1 ) . M a r l i s s , E . B . , N a k f o o d a , A . F . and P o u s s i e r , P . : C l i n i c a l f o rms and n a t u r a l h i s t o r y o f t h e d i a b e t i c syndrome and i n s u l i n and g l u c a g o n s e c r e t i o n i n t h e BB r a t . M e t a b o l i s m 32 : 11-17 ( 1 9 8 3 ) . M a r s h a l l , S . and O f e l s k y , J . M . : E f f e c t s o f i n s u l i n i n c u b a t i o n on i n s u l i n b i n d i n g , g l u c o s e t r a n s p o r t , and i n s u l i n d e g r a d a t i o n by i s o l a t e d r a t a d i p o c y t e s . J . C l i n . I n v e s t . 6 6 : 7 6 3 - 7 7 2 ( 1 9 8 0 ) . M i l l e r , T . B . J r . : C a r d i a c p e r f o r m a n c e o f i s o l a t e d p e r f u s e d h e a r t s f r om a l l o x a n d i a b e t i c r a t s . Am. J . P h y s i o l . 236 : H808-H812 ( 1 9 7 9 ) . M j o s , O . D . : E f f e c t o f f r e e f a t t y a c i d p e r f u s i o n on m y o c a r d i a l f u n c t i o n and oxygen c o n s u m p t i o n i n i n t a c t d o g s . J . C l i n . I n v e s t . 50 : 1386 -1389 ( 1 9 7 0 ) . ~ ~ M o d r a k , J . : C o l l a g e n m e t a b o l i s m i n t h e myoca rd ium f r om s t r e p t o z o t o c i n - d i a b e t i c r a t s . D i a b e t e s 29_ : 5 4 7 - 5 5 0 ( 1 9 8 0 ) . M o r g a n , H . E . , C a d e n a s , E . , R e g e n , D . M . and P a r k , C . R . : R e g u l a t i o n o f g l u c o s e u p t a k e i n m u s c l e . I I . R a t e l i m i t i n g s t e p s and e f f e c t s o f i n s u l i n and a n o x i a i n h e a r t m u s c l e f rom d i a b e t i c r a t s . J . B i o l . Chem. 2 3 6 : 2 6 2 - 2 6 8 ( 1 9 6 1 a ) . M o r g a n , H . E . , H e n d e r s o n , M . J . , R e g e n , D . M . and P a r k , C . R . : R e g u l a t i o n o f g l u c o s e u p t a k e i n m u s c l e . I. The e f f e c t s o f i n s u l i n and a n o x i a on g l u c o s e t r a n s p o r t and p h o s p h o r y l a t i o n i n t h e I s o l a t e d , p e r f u s e d h e a r t o f normal r a t s . J . B i o l . Chem. 236 253 -261 ( 1 9 6 1 b ) . N a t i o n a l D i a b e t e s Da ta Group : C l a s s i f i c a t i o n and d i a g n o s i s o f d i a b e t e s m e l l i t u s and o t h e r g r o u p s o f g l u c o s e i n t o l e r a n c e . D i a b e t e s . 28 : 1 0 3 9 -1057 ( 1 9 7 9 ) . ~ ~ Nerup J . , C a t h e l i n e a u , C , S e i g n a l e t , J . and Thomsen , M. : I n : " H L A and d i s e a s e " e d . J . D a u s s e t and A . S v e j g a a r d p p l 4 9 - 1 6 1 , M u n k s g a a r d , Copenhagen ( 1 9 7 7 ) . O k a d a , R . , S h i m u z u , M. and K a w a i , S . : M o r h p o l o g i c a l s t u d y o f m y o c a r d i a l f i b r o s i s i n d i a b e t e s m e l l i t u s . J a p n . C i r c . J . 47_ : 373 ( 1 9 8 3 ) . P a g e , M. and W a t k i n s , P . J . : P r o v o c a t i o n o f p o s t u r a l h y p o t e n s i o n by i n s u l i n 1n d i a b e t i c a u t o n o m i c n e u r o p a t h y . D i a b e t e s 25_ : 9 0 - 9 5 ( 1 9 7 6 ) . P a l u m b o , P . J . , E l v e b a c k , L . R . and C o n o l l y , D . C . : C o r o n a r y a r t e r y d i s e a s e 168 and c o n g e s t i v e h e a r t f a i l u r e i n t h e d i a b e t i c : E p i d e m i o l o g i c a l a s p e c t s . The R o c h e s t e r D i a b e t e s P r o j e c t . In " C l i n i c a l C a r d i o l o g y and D i a b e t e s " e d . S c o t t , R . C . p l 3 , F u t u r a P u b l i s h i n g C o . I n c . , New York ( 1 9 8 1 ) . P a r m e g g i a n i , A . and Bowman, R . R . : R e g u l a t i o n o f p h o s p h o f r u c t o k i n a s e by c i t r a t e i n normal and d i a b e t i c m u s c l e . B i o c h e m . B i o p h y s . R e s . Commun. 12 : 286 ( 1 9 6 3 ) . P e a r c e , M . B . , B u l l o c h , R . T . and K i z z a r , J . C . : M y o c a r d i a l s m a l l v e s s e l d i s e a s e i n p a t i e n t s w i t h d i a b e t e s m e l l i t u s . C i r c u l a t i o n 4 7 - 4 8 ( S u p p l . IV) : 6 ( A b s t r ) ( 1 9 7 3 ) . P e a r c e , F . J . , F o r s t e r , J . , DeLeeuw, G . , W i l l i a m s o n , J . R . and T u t w i l e r , G . F . , I n h i b i t i o n o f f a t t y a c i d o x i d a t i o n i n normal and h y p o x i c p e r f u s e d r a t h e a r t s by 2 - t e t r a g l y c i d i c a c i d . J . M o l . C e l l . C a r d i o l . 11 8 9 3 - 9 1 5 ( 1 9 7 9 ) . ~ ~ P e k , S . : G l u c a g o n and d i a b e t e s . C l i n . E n d o c r i n o l . M e t a b . 6 : 3 3 - 3 4 ( 1 9 7 7 ) . P e n p a r g k u l , S . , S c h i a b l e , T . , Y i p i n s t o i , T . and S c h e u e r , J . : The e f f e c t o f d i a b e t e s on p e r f o r m a n c e and m e t a b o l i s m o f r a t h e a r t s . C i r c . R e s . 47 : 911 -921 ( 1 9 8 0 ) . ~ ~ P e n p a r g k u l , S . , F e i n F . S . , S o n n e n b l i c k , E . H . and S c h e u e r , J . : D e p r e s s e d c a r d i a c s a r c o p l a s m i c r e t i c u l a r f u n c t i o n f rom d i a b e t i c r a t s . J . M o l . C e l l . C a r d i o l . 13 : 3 0 3 - 3 0 9 ( 1 9 8 1 ) . P i e r c e , G . N . and D h a l l a , N . S . : C a r d i a c m y o f i b r i l l a r ATPase a c t i v i t y i n d i a b e t i c r a t s . J . M o l . C e l l . C a r d i o l . 13 : 1063 -1069 ( 1 9 8 1 ) . P i e r c e , G . N . and D h a l l a , N . S . : Sa rco lemma l N a + - K + ATPase a c t i v i t y i n d i a b e t i c r a t h e a r t . Amer J . P h y s i o l . 245 : C241-C247 ( 1 9 8 3 ) . P i e r c e , G . N . , K u t r y k , M . J . B . and D h a l l a , N . S . : A l t e r a t i o n s i n C a 2 + b i n d i n g by and c o m p o s i t i o n o f t h e c a r d i a c s a r c o l e m m a l membrane i n c h r o n i c d i a b e t e s . P r o c . N a t l . A c a d . S c i 80 : 5412 -5416 ( 1 9 8 3 ) . P i t t m a n , C . S . , S u d a , A . K . , C h a m b e r s , J . B . and R a y , G . Y . : I m p a i r e d 3 , 5 , 3 ' - t r i i o d o t h y r o n i n e i n d i a b e t i c p a t i e n t s . M e t a b o l i s m 28 : 3 3 3 - 3 3 8 ( 1 9 7 9 ) . ~ ~ P i t t s , B . , J r . , T a t e , C . A . , Van W i n k l e , B . , Wood, J . M . and E n t m a n , M . L . : P a l m i t y l c a r n i t i n e i n h i b i t i o n o f t h e c a l c i u m pump i n t h e c a r d i a c s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m : a p o s s i b l e r o l e i n m y o c a r d i a l i s c h e m i a . L i f e S c i . 23 : 3 9 1 - 4 0 2 ( 1 9 7 8 ) . P y k e , D . A . : D i a b e t e s : t h e g e n e t i c c o n n e c t i o n s . D i a b e t o l o g i a 17 : 3 3 3 - 3 4 3 ( 1 9 7 9 ) . P y k e , D . A . , T h e o p h a n i d e s , C . G . and T a t t e r s a l l , R . B . : G e n e t i c o r i g i n o f , d i a b e t e s : R e e v a l u a t i o n o f t w i n - d a t a . L a n c e t 2 : 464 ( 1 9 7 6 ) . R a k i e t e n , N . , R a k i e t e n , M . L . and N a d k a r n i , M . V . : S t u d i e s on t h e 169 d i a b e t o g e n i c a c t i o n o f s t r e p t o z o t o c i n ( N S C - 3 7 9 1 7 ) . C a n c e r C h e m o t h e r . R e p . 29 : 9 1 - 9 8 ( 1 9 6 3 ) . R a n d l e , P . J . , G a r l a n d , P . B . , H a l e s , C . N . and Newsho lme, E . A . : The g l u c o s e - f a t t y a c i d c y c l e . I t s r o l e i n i n s u l i n s e n s i t i v i t y and t h e m e t a b o l i c d i s t u r b a n c e s o f d i a b e t e s m e l l i t u s . L a n c e t : 1 : 7 8 5 - 7 8 9 ( 1 9 6 3 ) . R a n d l e , P . J . , Newsho lme, E . A . and G a r l a n d , P . B . : R e g u l a t i o n o f g l u c o s e u p t a k e by m u s c l e . B i o c h e m . J . 93_ : 6 5 2 - 6 6 5 ( 1 9 6 4 ) . R a n d l e , P . J . , G a r l a n d , P . B . , H a l e s , C . N . , Newsho lme, E . A . , D e n t o n , R . M . and P o g s o n , C . I . : I n t e r a c t i o n s o f m e t a b o l i s m and t h e r o l e o f i n s u l i n . R e c e n t P r o g . Horm. R e s . 22 : 1-44 ( 1 9 6 6 ) . R a n d l e , P . J . : A p p a r e n t r e v e r s a l o f i n s u l i n r e s i s t a n c e i n c a r d i a c m u s c l e i n a l l o x a n d i a b e t e s by 2 - b r o m o s t e a r a t e . N a t u r e 221, : 777 ( 1 9 6 9 ) . R a n d l e , P . J . : B l o o d g l u c o s e h o m e o s t a s i s - g l u c o s e u t i l i s a t i o n . In " P a t h o g e n e s i s o f d i a b e t e s m e l l i t u s " . E d . C e r a s i , E . and L u f t R . . Nobe l Symposium 1 3 , J o h n W i l e y and S o n s , New Yo rk p p l 7 0 ( 1 9 7 0 ) . R e g a n , T . J . , E t t i n g e r , P . O . , K h a n , M . I . , J e s r a n i , M . U . , l Y o n s , M . M . , O l d w u r t e l , H . A . and Weber , M. : A l t e r e d m y o c a r d i a l f u n c t i o n and m e t a b o l i s m i n c h r o n i c d i a b e t e s m e l l i t u s w i t h o u t i s c h e m i a i n d o g s . C i r c . R e s . 35 : 222 -237 ( 1 9 7 4 ) . R e g a n , T . J . , Ahmed, S . S . , L e v i n s o n , G . E . , O l d w u r t e l , H . A . Ahmad, M . R . , H a i d e r , B . and L y o n s , M . M . , T r a n s . A s s o c . Am. P h y s i c i a n s 88 : 2 1 7 - 2 2 3 ( 1 9 7 5 ) . ~ ~ R e g a n , T . J . , Wu, C . F . , Y e h , C . K . , O l d e w u r t e l , H . A . and H a i d e r , B . : M y o c a r d i a l c o m p o s i t i o n and f u n c t i o n i n d i a b e t e s . The e f f e c t s o f c h r o n i c i n s u l i n u s e . C i r c . R e s . 49 : 1268-1277 ( 1 9 8 1 ) . R e i n i l a , A . : Long t e rm e f f e c t s o f u n t r e a t e d d i a b e t e s on t h e a r t e r i a l w a l l i n t h e r a t . An u l t r a s t r u c t u r a l s t u d y . D i a b e t o l o g i a 20 : 2 0 5 - 2 1 2 ( 1 9 8 1 ) . " ~ R e i n i l a , A . and A k e r b l o m , H . K . : U l t r a s t r u c t u r e o f h e a r t m u s c l e i n s h o r t - t e r m d i a b e t i c r a t s : i n f l u e n c e o f i n s u l i n t r e a t m e n t . D i a b e t o l o g i a 27 : 3 9 7 - 4 0 2 ( 1 9 8 4 ) . R i e k e r , R . P . , L e e , J . C . and D o w n i n g , S . E . : P o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t s o f i n s u l i n on p i g l e t h e a r t . Y a l e J . B i o l . M e d . 4 8 : 3 5 3 - 3 6 0 ( 1 9 7 5 ) . R i f f , E . R . and R i f f , K . M . : A b n o r m a l i t i e s o f m y o c a r d i a l d e p o l a r i z a t i o n i n o v e r t , s u b c l i n i c a l and p r e d i a b e t e s : A v e c t o r c a r d i o g r a p h s s t u d y . D i a b e t e s 23 : 5 7 2 - 5 7 8 ( 1 9 7 4 ) . R o b e r t s , W . C . , : C o r o n a r y a r t e r i e s i n f a t a l a c u t e m y o c a r d i a l i n f a r c t i o n . C i r c u l a t i o n 45 : 2 1 5 - 2 3 0 ( 1 9 7 2 ) . 170 R o b e r t s o n , R . P . , H a l t e r , J . B . and P o r t e , D . , J r . : A r o l e f o r a l p h a - a d r e n e r g i c r e c e p t o r s i n abnormal i n s u l i n s e c r e t i o n i n d i a b e t e s m e l l i t u s . J . C l i n . I n v e s t . 57 : 7 9 1 - 7 9 5 ( 1 9 7 6 ) . R o b e r t s o n , R . P . and C h e n , M .A . : A r o l e f o r p r o s t a g l a n d i n E (PGE) i n d e f e c t i v e i n s u l i n s e c r e t i o n and c a r b o h y d r a t e i n t o l e r a n c e i n d i a b e t e s m e l l i t u s . J . C l i n . I n v e s t . 60 : 7 4 7 - 7 5 3 ( 1 9 7 7 ) . R o d r i g u e s , B . , A g r a w a l , D . K . and M c N e i l l , J . H . : A r e e l e v a t e d p l a s m a l i p i d s and d i a b e t i c c a r d i o m y o p a t h y r e l a t e d ? F e d . P r o c . 44 : 1 1 6 7 ( 1 9 8 5 ) . R o t t e r , J . I . , R i m o i n , D . L . : G e n e t i c s o f i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t e s . I n : " E t i l o g y and P a t h o g e n e s i s o f I n s u l i n Dependen t D i a b e t e s M e l l i t u s " , e d . J . M . M a r t i n , R . M . E h r l i c h and F . J . H o l l a n d p p 3 7 - 5 9 . Raven P r e s s , New York ( 1 9 8 1 ) . R o t w e i n , P . S . , C h i r g w i n , J . , P r o v i n c e , M . , K n o w l e r , W . C . , P e t t i t t , D . J . , C o r d e l l , B . , Goodman, H . M . and P e r m u t t , M . A . : P o l y m o r p h i s m i n t h e 5 ' f l a n k i n g r e g i o n o f t h e human i n s u l i n gene : a g e n e t i c m a r k e r f o r non i n s u l i n d e p e n d e n t d i a b e t e s . New E n g l . J . M e d . 308 : 65 -71 ( 1 9 8 3 ) . S a s s i n e , A . , B o u r g e i o s , J . M . and M a c a b i e s , J . : P o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t o f i n s u l i n on r a b b i t a u r i c l e i n v i t r o . A r c h . I n t . P h a r m a c o d y n . T h e r . 2 1 8 : 196-201 ( 1 9 7 5 ) . S c h a f f e r , S . W . , T a n , B . H . and W i l s o n , G . L . : Deve lopmen t o f a c a r d i o m y o p a t h y i n a model o f n o n i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t e s . Am. J . P h y s i o l . 248 : H179-H185 ( 1 9 8 5 ) . S c h e u e r J . and B h a n , A . K . : C a r d i a c c o n t r a c t i l e p r o t e i n s . A d e n o s i n e t r i p h o s p h a t a s e a c t i v i t y and p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n . C i r c . R e s . 45 : 1-12 ( 1 9 7 9 ) . ~ S c h o l z , H . , H a c k b a r t h , I., S c h m i t z , W. and W e t z e l , E . : E f f e c t o f v a n a d a t e on m y o c a r d i a l f o r c e o f c o n t r a c t i o n . B a s i c R e s . C a r d i o l . 75 : 4 1 8 - 4 2 2 ( 1 9 8 0 ) . S c h w a r t z , A . , Adams , . R J . , G r u p p , I., G r u p p , G . , H o l r o y d e , M . J . , M i l l a r d , R . W . , S o l a r o , R . J . and W a l l i c k , E . T . : E f f e c t s o f v a n a d a t e on m y o c a r d i a l f u n c t i o n . B a s i c R e s . C a r d i o l . 75 : 444 -451 ( 1 9 8 0 ) . S h a p i r o , L . M . , L e a t h e r d a l e , B . A . , M a c k i n n o n , J . and F l e t c h e r , R . F . : L e f t v e n t r i c u l a r f u n c t i o n i n d i a b e t e s m e l l i t u s . I I . R e l a t i o n be tween c l i n i c a l f e a t u r e s and l e f t v e n t r i c u l a r f u n c t i o n . B r . H e a r t J . 45 : 129 -132 ( 1 9 8 1 b ) . S h e c h t e r , Y . and K a r l i s h , S . J . D . : I n s u l i n l i k e s t i m u l a t i o n o f g l u c o s e o x i d a t i o n i n r a t a d i p o c y t e s by v a n a d y l ( I V ) i o n s . N a t u r e ( L o n d o n ) 284 : 5 5 6 - 5 5 8 ( 1 9 8 0 ) . S m i t h , C . I . , P i e r c e , G . N . and D h a l l a , N . S . : A l t e r a t i o n s i n a d e n y l a t e c y c l a s e a c t i v i t y due t o s t r e p t o z o t o c i n - i n d u c e d d i a b e t i c c a r d i o m y o p a t h y . 171 L i f e S c i . 34 : 1223-1230 ( 1 9 8 4 ) . S o n a r , E . , D a v i d , M . , B e n - S h a u l , Y . , R e s h e f , T . , and G a f n i , J . : D i a b e t i c f i b r i l o s i s . Am. J . Med . 49 : 6 4 - 6 9 ( 1 9 7 0 ) . S o l e r , N . G . , B e n n e t , M . A . , F i t z g e r a l d , B . L . and Mai i n s : M y o c a r d i a l I n f a r c t i o n i n d i a b e t e s . Q u a r t J . M e d . 44 : 125 -134 ( 1 9 7 5 ) . S t e w a r t , G . A . and H a n l e y , T . : O t h e r o r a l h y p o g l y c e m i c a g e n t s . In " O r a l h y p o g l y c e m i c a g e n t s " . E d . C a m p b e l l , G . D . . Academic P r e s s , New Y o r k , pp 347 ( 1 9 6 9 ) . S u m i d a , M . , Wang, T . , M a n d e l , F . , F r o e l i c h , J . P . and S c h w a r t z , A . : T r a n s i e n t k i n e t i c s o f Ca t r a n s p o r t o f s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m ; a c b m p a r i s i o n o f c a r d i a c and s k e l e t a l m u s c l e . J . B i o l . Chem. 249 : 6 1 7 4 - 6 1 8 0 ( 1 9 7 9 ) . T a d a , M . , K i r c h b e r g e r , M . A . , R e p k e , D . I . and K a t z , A . M . : The s t i m u l a t i o n o f c a l c i u m t r a n s p o r t i n c a r d i a c s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m by a d e n o s i n e 3 ' , 5 ' m o n o p h o s p h a t e - d e p e n d e n t p r o t e i n k i n a s e . J . B i o l . Chem. 249 : 6 1 7 4 - 6 1 8 0 ( 1 9 7 4 ) . T a h i l i a n i , A . G . , V a d l a m u d i , R . V . S . V . and M c N e i l l , J . H . : P r e v e n t i o n and r e v e r s a l o f a l t e r e d m y o c a r d i a l f u n c t i o n i n d i a b e t i c r a t s by i n s u l i n t r e a t m e n t . Can J . P h y s i o l . P h a r m a c o l . 61^ : 5 1 6 - 5 2 3 ( 1 9 8 3 ) . T a h i l i a n i , A . G . and M c N e i l l , J . H . : L a c k o f e f f e c t o f t h y r o i d hormone on d i a b e t e i c r a t h e a r t f u n c t i o n and b i o c h e m i s t r y . C a n . J . P h y s i o l . P h a r m a c o l . 62 : 617 -621 ( 1 9 8 4 ) . T a h i l i a n i , A . G . , L o p a s c h u k , G . D . and M c N e i l l , J . H . : E f f e c t o f i n s u l i n t r e a t m e n t on m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s i n d u c e d by c h r o n i c d i a b e t e s i n r a t s . G e n . P h a r m a c o l . 15 : 545 -547 ( 1 9 8 4 ) . T a m u r a , S . B r o w n , T . A . , D u b l e r , R . E . and L a r n e r J . : I n s u l i n l i k e - e f f e c t o f v a n a d a t e on a d i p o c y t e g l y c o g e n s y n t h e t a s e and on p h o s p h o r y l a t i o n o f 9 5 , 0 0 0 d a l t o n s u b u n i t o f i n s u l i n r e c e p t o r . B i o c h e m . B i o p h y s . R e s . Commun. 113 : 8 0 - 8 6 ( 1 9 8 1 ) . T a n k a , K . : B r a n c h e d p e n t a n o i c a c i d e m i a and medium c h a i n d i c a r b o x y l i c a c i d u r i a i n d u c e d by h y p o g l y c i n A : i n h i b i t i o n o f s e v e r a l s h o r t c h a i n a c y l CoA d e h y d r o g e n a s e s . In " H y p o g l y c i n " . E d . Kean E . A . . Academic P r e s s , New Y o r k . pp67 ( 1 9 7 5 ) . T a t t e r s a l l , R . B . and P y k e , D . A . : D i a b e t e s 1n i d e n t i c a l t w i n s . L a n c e t 2 : 1120 -1124 ( 1 9 7 2 ) . Tomeh, J . , S h a h , S . and C r y e r , P . : The p a t h o g e n e s i s o f h y p e r a d r e n e r g i c p o s t u r a l h y p o t e n s i o n i n d i a b e t i c p a t i e n t s . Am. J . M e d . 67 : 7 7 2 - 7 7 8 ( 1 9 7 9 ) . T u r n e r , R . C , H o l m a n , R . R . , M a t h e w s , D . , H o c k a d a y , T . D . R . and P e t o , J . : I n s u l i n d e f i c i e n c y and i n s u l i n r e s i s t a n c e i n t e r a c t i o n i n d i a b e t e s : E s t i m a t i o n o f t h e i r r e a c t i v e c o n t r i b u t i o n by f e e d b a c k a n a l y s i s f r o m b a s a l 172 p lasma i n s u l i n and g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n s . M e t a b o l i s m 28 : 1086 -1096 ( 1 9 7 9 ) . ~ ~ T u t w i l e r , G . F . : H y p o g l y c e m i c a c t i v i t y o f a l p h a - b r o m o p a l m i t a t e i n r a t s . E x p e r i e n t i a 29 : 1340-1341 ( 1 9 7 3 ) . T u t w i l e r , G . F . , K i r s c h , T . , M o h r b a c h e r , R . J . and H o , W. : P h a r m a c o l o g i c p r o f i l e o f m e t h y l 2 - t e t r a d e c y l g l y c i d a t e (McN-3716) - An o r a l l y e f f e c t i v e h y p o g l y c e m i c a g e n t . M e t a b o l i s m : 27_ 1539-1556 ( 1 9 7 8 ) . T u t w i l e r , G . F . and D e l l e v i g n e , P . : A c t i o n o f t h e o r a l h y p o g l y c e m i c a g e n t 2 - t e t r a d e c y l g l y c i d i c a c i d on h e p a t i c f a t t y a c i d o x i d a t i o n and g l u c o n e o g e n e s i s . J . B i o l . Chem. 254 : 2935-2941 ( 1 9 7 9 ) . T u t w i l e r , G . F . and R y z l a k , M . T . : I n h i b i t i o n o f m i t o c h o n d r i a l c a r n i t i n e p a l m i t o y l t r a n s f e r a s e by 2 - t e t r a d e c l g l y c i d i c a c i d ( M c N - 3 8 0 2 ) . L i f e S c i . 26 : 393 -397 ( 1 9 8 0 ) . T u t w i l e r , G . F . , H o , W. and M o h r b a c h e r , R . J . : 2 - T e t r a d e c l g l y c i d i c a c i d . M e t h . E n z y m o l . 72 : 533 -551 ( 1 9 8 1 ) . U n g e r , R . H . : R o l e o f g l u c a g o n i n t h e p a t h o g e n e s i s o f d i a b e t e s : The s t a t u s o f c o n t r o v e r s y . M e t a b o l i s m 27_ : 1691 -1709 ( 1 9 7 7 ) . V a d l a m u d i , R . V . S . V . , R o d g e r s , R . L . and M c N e i l l , J . H . : The e f f e c t o f c h r o n i c a l l o x a n - and s t r e p t o z o t o c i n - i n d u c e d d i a b e t e s on i s o l a t e d r a t h e a r t p e r f o r m a n c e . Can J . P h y s i o l . P h a r m a c o l . 60 : 902 -911 ( 1 9 8 2 ) . V e l m i n s k y , J . , B u r r , I . M . and S t a u f f a c h e r , W . : C o m p a r a t i v e s t u d y o f e a r l y m e t a b o l i c e v e n t s r e s u l t i n g f r o m t h e a d m i n i s t r a t i o n o f d i a b e t o g e n i c a g e n t s a l l o x a n and s t r e p t o z o t o c i n . E u r . J . C l i n . I n v e s t . I: 1 0 4 - 1 0 8 , 1 9 7 0 . V o l k , B .W. and W e l l m a n , K . F . : P a t h o g e n i c c o n s i d e r a t i o n s o f i o d i o p a t h i c d i a b e t e s . In : "The D i a b e t i c P a n c r e a s " . E d . V o l k B.W. and W e l l m a n , K . F . P lenum P r e s s , New York ( 1 9 7 9 ) . W a r d , W . K . , H a l t e r , J . B . , B e s t , J . D . , B e a r d , J . C . and P o r t e , D . , J r . : H y p e r g l y c e m i c and b e t a c e l l a d a p t a t i o n d u r i n g p r o l o n g e d s o m a t o s t a t i n i n f u s i o n i n man . D i a b e t e s 32 : 9 4 3 - 9 4 7 ( 1 9 8 3 ) . W a r d , W . K . , B e a r d , J . C . H a l t e r , J . B . , P f e i f e r , M.A and P o r t e , D . , J r . : P a t h o p h y s i o l o g y o f i n s u l i n s e c r e t i o n i n n o n - i n s u l i n - d e p e n d e n t d i a b e t e s m e l l i t u s . D i a b e t e s C a r e ]_ : 4 9 1 - 5 0 2 ( 1 9 8 4 ) . W e i l i n g , W . , B o r s t , C , van Do rgen T o r a m , M . A . , van d e r H o f s t e d e , J . W . , van B r e d e r o d e , J . F . M . , E n d e r t , E . and D u n n i n g , A . J . : R e l a t i o n s h i p be tween p a r a s y m p a t h e t i c and s y m p a t h e t i c c a r d i o v a s c u l a r c o n t r o l i n d i a b e t e s m e l l i t u s . D i a b e t o l o g i a 24 : 422 -427 ( 1 9 8 3 ) . W i l l i a m s o n , J . R . , R o s t a n d , S . G . and P e t e r s o n , M . J . : C o n t r o l f a c t o r s a f f e c t i n g g l u c o n e o g e n e s i s i n p e r f u s e d r a t l i v e r . J . B i o l . Chem. 245 : 3242 -3251 ( 1 9 7 0 ) . Wood, J . M . , B u s h , B . , P i t t s , B . J . R . and S c h w a r t z , A . : I n h i b i t i o n o f 173 b o v i n e h e a r t N a , K - A T P a s e by p a l m i t y l c a r n i t i n e and p a l m i t y l C o A . B i o c h e m . B i o p h y s . R e s . Commun. 74 : 6 7 7 - 6 8 4 ( 1 9 7 7 ) . Wu, C . F . , H a i d e r , B . , Ahmed, S . S . , O l d e w u r t e l , H . A . , L y o n s , M .M . and Regan T . J . : The e f f e c t s o f t o l b u t a m i d e on t h e myoca rd i um i n e x p e r i m e n t a l d i a b e t e s . C i r c u l a t i o n 55 : 2 0 0 - 2 0 5 ( 1 9 7 7 ) . Y a z a k l , Y . and R a b e n , M . S . : E f f e c t o f t h y r o i d s t a t e on t h e e n z y m a t i c c h a r a c t e r i s t i c s o f c a r d i a c m y o s i n . C i r c . R e s . 36 : 2 0 8 - 2 1 5 ( 1 9 7 5 ) . Y o o n , J . W . , A u s t i n , M . , O n o d e r a , T . and N o t k i n s , A . L . : I s o l a t i o n o f a v i r u s f rom t h e p a n c r e a s o f a c h i l d w i t h d i a b e t i c k e t o a c i d o s i s . New E n g l . J . Med . 300 : 1173 -1179 ( 1 9 7 9 ) . Y o u n g , E . and B r a d l e y , R . F . : C e r e b r a l edema w i t h i r r e v e r s i b l e coma i n s e v e r e d i a b e t i c k e t o a c i d o s i s . New E n g l . J . Med . 276 : 6 6 5 - 6 6 9 ( 1 9 6 7 ) . Z o n e r a i c h , S . , Z o n e r a i c h , 0 . and R h e e , R . J . : N o n - i n v a s i v e e v a l u a t i o n i n d i a b e t i c p a t i e n t s : S y s t o l i c t i m e i n t e r v a l s and e c h o c a r d i o g r a p h y . D i a b e t e s and t h e H e a r t p 4 6 , S p r i n g f e i l d , 1 1 1 . ( 1 9 7 8 ) . ABSTRACTS T a h i l i a n i A . G . and Verma S . C . (1981) C a r d i a c e f f e c t s o f p h e n y l e p h r i n e and i t s a s s o c i a t i o n w i t h t h e a d e n y l a t e c y c l a s e c y c l i c AMP s y s t e m . I n d . J . Pha rm . S c i . 43 : 6 2 . T a h i l i a n i A . G . and Verma S . C . (1981 ) E v i d e n c e f o r b e t a a d r e n o c e p t o r a c t i v i t y o f p h e n y l e p h r i n e and i t s a s s o c i a t i o n w i t h c y c l i c AMP i n f r o g h e a r t and r a b b i t j e j u n u m . I n d . J . P h a r m a c o l . 13 : 2 5 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1983) The e f f e c t s o f i n s u l i n on d i a b e t e s -i n d u c e d a l t e r a t i o n s o f m y o c a r d i a l f u n c t i o n . F e d . P r o c . 42 : 1 3 5 8 . M c N e i l l J . H . , T a h i l i a n i A . G . and Lopaschuk G . D . (1983) E f f e c t s o f v a r i o u s t r e a t m e n t s on d i a b e t e s - i n d u c e d a l t e r a t i o n s i n m y o c a r d i a l f u n c t i o n and b i o c h e m i s t r y . C a n . F e d . B i o l . S o c . P r o c . 26 : 5 7 . T a h i l i a n i A . G . , Lopaschuk G . D . and M c N e i l l J . H . (1983) T r e a t m e n t and p r e v e n t i o n o f d i a b e t e s - i n d u c e d c a r d i a c c h a n g e s i n t h e r a t . P h a r m a c o l o g i s t 25 : 7 0 4 . M c N e i l l J . H . , Lopaschuk G . D . and T a h i l i a n i A . G . (1983) A t t e m p t s a t t h e r e v e r s a l o f d i a b e t e s i n d u c e d c a r d i o m y o p a t h y i n t h e r a t . P r o c . I n t . Symp. H o r . C a r d i o v a s c . S y s . pp 2 4 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1983) E f f e c t o f i n s u l i n p e r f u s i o n on a c u t e l y d i a b e t i c r a t h e a r t s . F e d . P r o c . 43 : 1 1 0 2 . H e y l i g e r C . E , T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984) V a n a d a t e r e d u c e s e l e v a t e d b l o o d g l u c o s e l e v e l s i n s t r e p t o z o t o c i n d i a b e t i c r a t s . C a n . F e d . B i o l . S o c . P r o c . 27 : 5 7 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984) M y o c a r d i a l p e r f o r m a n c e o f s i x week d i a b e t i c r a t h e a r t s p e r f u s e d i n t h e p r e s e n c e o f i n s u l i n . C a n . F e d . B i o l . S o c . P r o c . 27 : 5 6 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984) I n s u l i n t r e a t m e n t and c a r d i a c f u n c t i o n i n d i a b e t i c r a t s . C l i n . I n v e s t . M e d . 7_ : A 6 . H e y l i g e r C . E . , T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (9184) The c o n t r o l o f e l e v a t e d s e r u m g l u c o s e o f d i a b e t i c r a t s by v a n a d a t e . C l i n . I n v e s t . M e d . 7_ : A 6 . R o d r i g u e s B . B . , T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984 ) D i a b e t e s and h y p e r t e n s i o n . C l i n . I n v e s t . M e d . 7 : A 5 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984 ) E f f e c t o f t h y r o i d ( T 3 ) and c a r n i t i n e t r e a t m e n t on d i a b e t e s i n d u c e d f u n c t i o n a l a l t e r a t i o n s i n r a t h e a r t s . P h a r m a c o l o g i s t 26 : 1 3 3 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984) I n s u l i n t r e a t m e n t and d i a b e t e s i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s . West C o a s t Pharmacy G r a d u a t e s A s s o c i a t i o n , P u l l m a n , W a s h i n g t o n . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984 ) E v i d e n c e f o r a l o s s o f s e n s i t i v i t y i n d i a b e t i c r a t h e a r t s t o i n s u l i n . J . M o l . C e l l . C a r d i o l . 16 ( S u p p l . 1 ) : 3 5 . H e y l i g e r C . E . , T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984) E f f e c t o f v a n a d a t e on e l e v a t e d b l o o d g l u c o s e and d e p r e s s e d c a r d i a c f u n c t i o n i n d i a b e t i c r a t s . J . M o l . C e l l . C a r d i o l . 16 ( S u p p l . 1 ) : 19 T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984) E f f e c t i v e n e s s o f me thy l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t i n c o n t r o l l i n g d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a l t e r a t i o n s . P r e s e n t e d a t t h e UBC H e a l t h S c i . R e s . day 1 9 8 4 , V a n c o u v e r , CANADA. T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1985) M e t h y l p a l m o x i r a t e t r e a t m e n t and d i a b e t e s i n d u c e d m y o c a r d i a l d y s f u n c t i o n i n t h e r a t . F e d . P r o c . 44_ : 1 8 1 9 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1985) E f f e c t o f a c o m b i n a t i o n t r e a t m e n t o f m e t h y l p a l m o x i r a t e and T^ on d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s . C a n . F e d . B i o l . S o c . P r o c . 28 : 6 4 . PAPERS L o p a s c h u k G . D . , TAHIL IANI A . G . and M c N e i l l J . H . ( 1983 ) C o n t i n u o u s l o n g t e rm i n s u l i n d e l i v e r y i n d i a b e t i c r a t s u t i l i z i n g i m p l a n t e d o s m o t i c m i n i p u m p s . J . P h a r m o c o l . Me thods 9_ : 7 1 - 7 5 . T a h i l i a n i A . G . , Vad lamud i R . V . S . V . and M c M e i l l J . H . (1983) P r e v e n t i o n and r e v e r s a l o f a l t e r e d m y o c a r d i a l f u n c t i o n i n d i a b e t i c r a t s by i n s u l i n t r e a t m e n t . C a n . J . P h y s i o l . P h a r m a c o l . 61, : 5 1 6 - 5 2 3 . M c N e i l l J . H . and T a h i l i a n i A . G (1983) R e v e r s a l o f t h e e f f e c t s o f d i a b e t e s on r a t h e a r t f u n c t i o n by i n s u l i n . P r o c . W e s t . P h a r m a c o l . S o c . £ 6 : 3 7 - 3 9 . Lopaschuk G . D . , T a h i l i a n i A . G . , Vad lamud i R . V . S . V . , K a t z S . and M c N e i l l J . H . ( 1984 ) C a r d i a c s a r c o p l a s m i c r e t i c u l u m f u n c t i o n i n i n s u l i n and c a r n i t i n e t r e a t e d d i a b e t i c r a t s . Amer . J . P h y s i o l . 245 : H 9 6 9 - H 9 7 6 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984) L a c k o f e f f e c t o f t h y r o i d hormone on d i a b e t i c r a t h e a r t f u n c t i o n and b i o c h e m i s t r y . C a n . J . P h y s i o l . P h a r m a c o l . 62 : 6 1 7 - 6 2 1 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984) L a c k o f c o r r e l a t i o n be tween g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n and h e a r t f u n c t i o n i n d i a b e t i c r a t s . P r o c . W e s t . P h a r m a c o l . S o c . 27 : 3 1 - 3 2 . T a h i l i a n i A . G . , Lopaschuk G . D . and M c N e i l l J . H . (1984) E f f e c t o f i n s u l i n t r e a t e m n t on m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s i n d u c e d by c h r o n i c d i a b e t e s i n r a t s . G e n . P h a r m a c o l . ^5_ : 5 4 5 - 5 4 7 . H e y l i g e r , C . E . , T a h i l i a n i , A . G . and M c N e i l l J . H . (1985 ) E f f e c t o f v a n a d a t e on e l e v a t e d b l o o d g l u c o s e and d e p r e s s e d c a r d i a c p e r f o r m a n c e i n d i a b e t i c r a t s . S c i e n c e 227 : 1 4 7 4 - 1 4 7 7 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . ( 1 9 8 5 ) . P r e v e n t i o n o f d i a b e t e s - i n d u c e d m y o c a r d i a l d y s f u n c t i o n i n r a t s by me thy l p a l m o x i r a t e and T 3 t r e a t m e n t . C a n . J . P h y s i o l . P h a r m a c o l . ( I n P r e s s ) . J a c k s o n C . Y . , M c G r a t h G . M . , T a h i l i a n i A . G . , V a d l a m u d i R . V . S . V . and M c N e i l l , J . H . ( 1 9 8 5 ) . A f u n c t i o n a l and u l t r a s t u c t u r a l a n a l y s i s o f e x p e r i m e n t a l d i a b e t i c r a t myocard ium : m a n i f e a s t a t i o n o f a c a r i o m y o p a t h y . D i a b e t e s ( I n P r e s s ) . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1985) E f f e c t s o f i n s u l i n p e r f u s i o n and a l t e r e d g l u c o s e c o n c e n t r a t i o n s on h e a r t f u n c t i o n i n 3 - day and 6 - week d i a b e t i c r a t s . C a n . J . P h y s i o l . P h a r m a c o l . ( S u b m i t t e d f o r p u b l i c a t i o n ) . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1985) E f f e c t s o f a c o m b i n a t i o n t h e r a p y o f T 3 and c a r n i t i n e on d i a b e t e s i n d u c e d m y o c a r d i a l d y s f u n c t i o n i n r a t s . E u r . J . P h a r m a c o l . ( S u b m i t t e d f o r P u b l i c a t i o n ) . REVIEWS T a h i l i a n i A . G . and Verma S . C . (1981) D i s t r i b u t i o n o f h i s t a m i n e r e c e p t o r s i n t h e CNS and t h e i r a s s o c i a - t i o n w i t h t h e a d e n y l a t e c y c l a s e c y c l i c AMP s y s t e m . I n d . J . P h a r m a c o l . 13 : 2 1 1 - 2 2 4 . T a h i l i a n i A . G . , Verma S . C and M c N e i l l J . H . (1982) C y c l i c AMP d e p e n d e n t and i n d e p e n d e n t p o s i t i v e i n o t r o p i c e f f e c t s o f p h e n y l e p h r i n e . ( M i n i r e v i e w ) G e n . P h a r m a c o l . 13 : 3 7 4 - 3 7 9 . T a h i l i a n i A . G . and M c N e i l l J . H . (1984) D i a b e t e s i n d u c e d m y o c a r d i a l a b n o r m a l i t i e s . L i f e S c i e n c e s ( S u b m i t t e d f o r p u b l i c a t i o n ) . 

Cite

Citation Scheme:

        

Citations by CSL (citeproc-js)

Usage Statistics

Share

Embed

Customize your widget with the following options, then copy and paste the code below into the HTML of your page to embed this item in your website.
                        
                            <div id="ubcOpenCollectionsWidgetDisplay">
                            <script id="ubcOpenCollectionsWidget"
                            src="{[{embed.src}]}"
                            data-item="{[{embed.item}]}"
                            data-collection="{[{embed.collection}]}"
                            data-metadata="{[{embed.showMetadata}]}"
                            data-width="{[{embed.width}]}"
                            async >
                            </script>
                            </div>
                        
                    
IIIF logo Our image viewer uses the IIIF 2.0 standard. To load this item in other compatible viewers, use this url:
http://iiif.library.ubc.ca/presentation/dsp.831.1-0096750/manifest

Comment

Related Items