Actual issues of pathogenesis, clinic and treatment of chronic obstructive pulmonary disease and diabetes


A.V. Budnevsky, B.B. Romashov, N.V. Polyakova, Ye.Yu. Malysh

N.N. Burdenko Voronezh State Medical University, Department of Faculty Therapy, Voronezh
The article reviewed the results of the large multicenter clinical trials in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The main causes and risk factors that affect the severity and outcome of COPD. The high correlation between diabetes and the metabolic syndrome with the degree and severity of COPD decompensation. The data show the relationship between the formation of restrictive disorders and obesity. The results of clinical trials have shown the efficacy of roflumilast in patients with moderate to severe COPD. It is concluded that the comorbid conditions have a significant impact on the course of COPD, with particular care in such cases are not well understood, hence the need for further research in this direction.

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), по данным Всемирной организации здравоохранения, в структуре заболеваемости и смертности занимает одно из ведущих мест. За прошедшие 20 лет заболеваемость ХОБЛ переместилась с 12 на 4 место; распространенность этой патологии достигает 10% в возрастных группах от 40 лет и старше. К 2020 г. прогнозируется перемещение смертности от ХОБЛ на 3 место [1, 2].

Значительной проблемой, с которой сталкиваются врачи, наблюдающие больных ХОБЛ, остается коморбидность. Согласно «Глобальной стратегии диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких» (Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease, GOLD, 2014), большое внимание уделяется сопутствующим заболеваниям как фактору, утяжеляющему течение ХОБЛ. Среди многочисленных сопутствующих заболеваний рассматриваются сердечно-сосудистые заболевания, метаболический синдром (МС) и сахарный диабет (СД), остеопороз, депрессия [3–5].

По опубликованным данным различных исследований, СД сочетается с ХОБЛ у 2–16% больных [6–9]. Среди госпитализированных пациентов с ХОБЛ у 14% выявляется СД [5, 9]. Таким образом, частота сочетания ХОБЛ и СД в настоящее время значительно возрастает вследствие увеличения распространенности данных заболеваний во второй половине жизни [1, 2, 10].

Актуальные данные были опубликованы рабочей группой испанских ученых, которые проанализировали встречаемость экстрапульмональной патологии у больных ХОБЛ. Так, при обследовании 606 пациентов (средний возраст 72,6 года) у 63,4% была установлена артериальная гипертензия, у 35,8% – СД, у 32,8% – хроническая сердечная недостаточность, у 20,8% – ишемическая болезнь сердца, у 19,3% – анемии, у 34% – дислипидемия; 4,5% обследованных больных умерли в течение 3 мес [7, 8].

Среди причин, способствующих тяжелому протеканию ХОБЛ, СД рассматривается как один из основных факторов [10, 11]. По данным работ Я.Н. Шойхет установлено, что у больных ХОБЛ в сочетании с СД чаще возникают обострения (более 3 раз в год у 53,8%) при сравнении с пациентами с ХОБЛ без СД (13,3%) [11, 12]. Между тем данные литературы свидетельствуют о недостаточном изучении проблемы взаимного влияния ХОБЛ и СД [4, 13, 14]. Основными причинами смерти больных ХОБЛ в настоящее время являются сердечно-сосудистые заболевания, рак легких, а при тяжелой ХОБЛ – прогрессирование дыхательной недостаточности [1, 8]. У больных с обострением ХОБЛ госпитальная летальность составляет около 10%. К факторам риска летального исхода относят пожилой возраст, снижение легочной функции, наличие СД, тяжелое состояние до госпитализации в блок интенсивной терапии [15–17]. Таким образом, очевидно, что СД усугубляет течение ХОБЛ. Тяжесть течения и частота осложненных форм ХОБЛ у больных с СД прямо коррелируют со степенью и тяжестью его декомпенсации, выраженностью и распространенностью ангиопатий. Отмечено, что у больных ХОБЛ и СД изменения функции легких характеризовались быстро прогрессирующими рестриктивными нарушениями. С другой стороны, в процессе уменьшения остроты воспаления в легких СД остается декомпенсированным в большинстве случаев.

В ряде исследований изучали легочную гемодинамику с помощью допплер-эхографии югулярной вены у больных ХОБЛ и СД. Легочная гипертензия была более тяжелой при сочетании у больных ХОБЛ и СД 2 типа в сравнении с больными ХОБЛ без СД [8, 18]. Наличие СД затрудняет лечение обострения ХОБЛ, поскольку возбудители зачастую имеют антибиотикорезистентность. В случае сочетания СД и ХОБЛ требуется госпитализация больных и нередко в блок интенсивной терапии. В одном исследовании было убедительно показано, что у пациентов, госпитализированных с обострением ХОБЛ и плохим контролем уровня глюкозы крови, смертность выше [3, 5]. Риск развития желудочно-кишечных осложнений в после­операционном периоде значительно выше у больных ХОБЛ с сопутствующим СД и получающих терапию глюкокортикостероидами, в сравнении с пациентами без наличия диабета [10, 12]. С другой стороны, в целом ряде исследований показано, что ХОБЛ является фактором риска для развития СД. В 29,6% случаев симптомы ХОБЛ предшествовали диагнозу СД за 5,4 года. У 8,4% больных ХОБЛ диагноз СД устанавливали при госпитализации [7, 15, 19]. В исследовании Nurses Health Study было установлено, что риск развития СД выше в 1,8 раза у больных, имеющих ХОБЛ [20].

В многочисленных экспериментах на животных было установлено, что гипоксия индуцирует развитие резистентности к инсулину [14, 16]. С другой стороны, снижение спирометрических показателей (в частности, объем форсированного выдоха за первую секунду, ОФВ1) сегодня рассматривается в качестве фактора риска развития СД [6, 7, 21]. Неблагоприятное клиническое сочетание ХОБЛ и СД можно объяснить повышенной продукцией воспалительных медиаторов (тумор-некротического фактора-α (ТНФ-α), интерлейкина-6, С-реактивного протеина) при ХОБЛ, которые считаются основой для развития инсулинорезистентности и СД 2 типа [9, 17].

По некоторым данным, МС, нарушение толерантности к глюкозе, гиперинсулинемию выявляют у 57,5% больных ХОБЛ [15, 22]. Согласно результатам другого исследования, данный показатель составляет 44,6%, а при оценке отдельных компонентов МС выявлено, что абдоминальное ожирение наблюдается у 52,2%, артериальная гипертония – у 77,2%, гипергликемия – у 46,7% больных ХОБЛ [7, 19]. Установлено, что клиническое течение ХОБЛ зависит от уровня маркеров системного воспаления, которое имеет ключевое значение в патогенезе ХОБЛ в сочетании с МС. Уровень С-реактивного белка и фибриногена выше у пациентов с ХОБЛ и МС, что отражает большую интенсивность системного воспаления у больных с сочетанной патологией [16, 17]. Помимо более высокой интенсивности системного воспаления, у пациентов с индексом массы тела (ИМТ) более 30 наблюдается высокое стояние диафрагмы, что способствует нарушению вентиляции легких, уменьшению глубины дыхания, нарушению мукоцилиарного клиренса. Выявлена обратная корреляционная связь между ОФВ1 и ИМТ (r=-0,36, р=0,02), а также индексом Тиффно и ИМТ (r=-0,39, р=0,01) [18, 23].

Известно, что жировая ткань секретирует лептин, белок, усиливающий этерификацию жирных кислот в адипоцитах, аполипопротеин Е, липопротеинлипазу, а также цитокины, способствующие поддержанию системного воспаления. Отмечено, что у больных с сочетанием ХОБЛ и МС чаще отмечаются жалобы на кашель с обильным отхождением слизисто-гнойной мокроты, отеки голеней и стоп, нарушение сна и головную боль, чем у пациентов с изолированным течением ХОБЛ. У пациентов с ХОБЛ и МС чаще наблюдаются диффузный цианоз (36,4%), тахикардия (75%), сухие разнотембровые хрипы в легких (90,3%), увеличение печени и периферические отеки (36,5%), симптом участия в дыхании вспомогательных мышц (24,5%). При проведении спирографии отмечено, что у больных сочетанной патологией регистрируются нарушения дыхания рестриктивного типа. Установлена взаимосвязь между формированием рестриктивных нарушений и ожирением (p<0,05). У 56% больных сочетанной патологией выявлено усиление легочного рисунка, обусловленное воспалительной инфильтрацией стенок бронхов. Признаки перегрузки правых отделов сердца при электрокардиографии регистрируются у 29% больных ХОБЛ и МС и у 11% пациентов с изолированной ХОБЛ. Содержание интерлейкина-6 и интерлейкина-8 коррелирует с частотой обострений и продолжительностью течения ХОБЛ (r=0,691, p<0,05; r=0,832, p<0,05 соответственно), а длительность СД 2 типа и нарушения толерантности к углеводам взаимосвязана с концентрацией ТНФ-α (r=0,092, p<0,01), который является медиатором инсулинорезистентности [6, 15]. В группе больных ХОБЛ и МС отмечается большая частота обострений ХОБЛ и их продолжительность, чем при изолированной ХОБЛ. Показано, что уровни триглицеридов, глюкозы крови натощак и С-реактивного белка в сыворотке положительно коррелируют с частотой обострений ХОБЛ [3, 8, 19]. При изучении параметров системного воспаления установлено, что при сочетании ХОБЛ и МС уровень ТНФ-α на 38,3%, интерлейкина-6 на 28%, интерлейкина-8 на 38% выше, чем у больных с изолированной патологией (p<0,05). Повышение уровня провоспалительных цитокинов объясняется гиперпродукцией данных веществ абдоминальной жировой тканью [15, 17, 23]. Установлено, что при ХОБЛ и МС уровень адипонектина в плазме ниже, чем при изолированной ХОБЛ (p<0,05) [18].

Стоит отметить, что ишемическая болезнь сердца у больных ХОБЛ на фоне МС формируется на 9,8 года раньше, чем при изолированной ХОБЛ. При сочетании ХОБЛ и МС чаще регистрируются различные нарушения ритма и проводимости: синусовая аритмия в ночное время – на 25,6%, преходящие атриовентрикулярные и синоатриальные блокады – на 31,3%. Аритмии чаще отмечали на фоне продолжительных (до 76,5±2,6 мин/сут) периодов ишемии миокарда, которые совпадали по времени с периодами ухудшения бронхиальной проходимости и наибольшего снижения сатурации крови (по данным пульсоксиметрии) [14, 21].

При сочетании ХОБЛ и МС формирование кальциноза коронарных артерий происходит в более ранние сроки, чем у пациентов без МС. Присоединение МС к ХОБЛ увеличивает риск развития сердечно-сосудистых осложнений в 1,5 раза в возрасте 50–59 лет и в 3,5 раза – в возрасте 40–49 лет по сравнению с больными изолированной ХОБЛ. У пациентов с ХОБЛ и МС острые нарушения мозгового кровообращения регистрировались на 12,3% чаще, чем при отсутствии МС [16]. У больных ХОБЛ в сочетании с МС наблюдается дисбаланс оксидантно-антиоксидантных систем. При исследовании окислительной модификации белков и перекисного окисления липидов установлено, что у пациентов с сочетанием ХОБЛ и МС повышено содержание альдегид- и кетондинитрофенилгидразонов нейтрального и основного характера, диеновых конъюгатов, кетодиенов и сопряженных триенов, малонового диальдегида в плазме крови и эритроцитах по сравнению с больными изолированной ХОБЛ. Кроме того, отмечается снижение активности каталазы и уровня восстановленного глутатиона [10, 12, 23, 24].

Вопрос лечения ХОБЛ на фоне МС и СД представляет особый интерес, поскольку глюкокортикостероидные гормоны оказывают неблагоприятное воздействие на уровень артериального давления и способствуют повышению глюкозы в крови [5]. Имеются данные о благоприятном воздействии на уровень глюкозы ингибитора фосфодиэстеразы-4 – рофлумиласта. Установлено, что данный препарат уменьшает выраженность нарушения толерантности к глюкозе. На фоне лечения рофлумиластом отмечается снижение массы тела у пациентов с ожирением, улучшение гликемического профиля у больных СД 2 типа. К клиническим испытаниям, показавшим эффективность рофлумиласта, относятся многоцентровые рандомизированные двойные слепые плацебо-контролируемые исследования M2-107 [25, 26] и M2-112 [27]. В данные испытания были включены 1411 пациентов с умеренной и 1513 пациентов с тяжелой формой ХОБЛ, в результате которых было подтверждено улучшение ОФВ1 и качества жизни больных, принимающих рофлумиласт по сравнению с группой пациентов, получавших плацебо. Поскольку рофлумиласт является противовоспалительным препаратом, а не бронходилататором, то он должен использоваться совместно с бронходилататорами пролонгированного действия. Терапия рофлумиластом, проводившаяся у больных с низкой частотой обострений в течение 1 года, уменьшает риск перехода в группу пациентов с частыми обострениями на 23% (коэффициент риска 0,768, p=0,0018). В данных исследованиях рофлумиласт переносился хорошо. Нежелательные явления, которые можно наблюдать при использовании ингибиторов фосфодиэстеразы 4 типа, в основном касаются желудочно-кишечного тракта и потери веса.

Таким образом, накоплено значительное количество данных, полученных в результате проведенных обширных клинических исследований на широкой популяции больных, которые показывают высокий лечебный потенциал рофлумиласта, нацеленный на лечение специфичного для ХОБЛ воспаления. В свете ассоциации ХОБЛ с инсулинорезистентностью и повышенным риском развития СД 2 типа исследования влияния рофлумиласта на механизмы развития СД являются актуальными [5]. У пациентов, страдающих СД и получавших рофлумиласт, не зафиксировано изменений уровня глюкозы в крови как натощак, так и после приема пищи, или отмечается некоторое ее снижение [7, 8].

Лечение СД у больных ХОБЛ проводится согласно стандартным рекомендациям. Следует отметить, что при тяжелом течении ХОБЛ не рекомендуется снижение ИМТ менее 21 кг/м2 [1, 2]. Доказано, что противовоспалительные свойства статинов оказывают благоприятное влияние на течение ХОБЛ и МС. Отмечено снижение уровня ультрачувствительного С-реактивного протеина в крови, нормализация липидного профиля и показателей гликемии у пациентов с ХОБЛ и атеросклерозом на фоне МС и СД при назначении аторвастатина и метформина дополнительно к базовой терапии [28].

Таким образом, не вызывает сомнений, что большое влияние на тяжесть течения и исходы ХОБЛ оказывают коморбидные состояния, включая СД [18, 23]. Однако особенности терапии ХОБЛ в сочетании с СД изучены недостаточно, что обусловливает необходимость дальнейших исследований в этом направлении.


Literature


  1. Global strategy for the diagnosis, treatment and prevention of chronic obstructive pulmonary disease (GOLD, review 2014). http://www.goldcopd.org/uploads/users/files/GOLD_Report_Russian_2014.pdf (in Russian)
  2. Couillard A., Veale D., Muir J.F. Comorbidities in COPD: a new challenge in clinical practice. Rev. Pneumol. Clin. 2011;67(3):143–53.
  3. Shoykhet Y.N., Titova Е.А., Konovalov V.K., Titova L.А. Radiographic and dopplerographic signs of lung disease in patients with diabetes. Kazan Medical Journal. 2007;6:532–6 (in Russian)
  4. Shoykhet Y.N., Titova Е.А., Algazin А.I., Kornilova Т.А., Sokol I.P., Reutskaya Е.М., Petaeva Е.М., Strebkova V.М., Chirkova V.N., Shulgina L.E. Features of chronic obstructive pulmonary disease in patients with diabetes. Pulmonology.2008;5:60–5 (in Russian)
  5. Filatova Y.I., Perfileva М.V., Chernov А.V. Features of clinic and therapy of chronic obstructive pulmonary disease and metabolic syndrome. Young scientist. 2014;7:220–2 (in Russian)
  6. Zarubina Е.G., Karpechkina Yu.L., Prokhorenko I.О. The impact of metabolic syndrome on the rate of formation of coronary artery disease in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Journal of Medical Institute. REAVIZ. 2011;1:27–33 (in Russian)
  7. Teslinov I.V., Shiryaev О.Yu, Budnevsky A.V., Makhortova I.S. Analysis of personality traits and quality of life in patients with chronic obstructive pulmonary disease. System Analysis and Management in Biomedical Systems. 2008;7(4):910–2 (in Russian)
  8. Provotov V.М., Bilchenvko L.I., Romashov B.B. Spectral features of tussography in patients with bronchial asthma and diabetes. Pulmonology. 2000;2:56 (in Russian)
  9. Park S.K., Larson J.L. Metabolic syndrome and associated factors in people with chronic obstructive pulmonary disease. West J. Nurs. Res. 2014;36(5):620–42.
  10. Akpınar E.E., Akpınar S., Ertek S., Sayın E., Gülhan M. Systemic inflammation and metabolic syndrome in stable COPD patients. Tuberk Toraks. 2012;60(3):230–7.
  11. Титова Е.А. Сахарный диабет и болезни органов дыхания. Пульмонология. 2003;3:101–4.
  12. Budnevsky А.V., Lukashev V.О., Pashkova О.V., Razvorotnev А.V. Model of the clinical course of COPD. System Analysis and Management in Biomedical Systems. 2010;9(1):209–13 (in Russian)
  13. Kireev S.А., Ryazanov А.S., Yeremenko N.N., Demenko E.G. COPD combined with the metabolic syndrome: clinical manifestations and laboratory indicators of systemic inflammation. Biomedicine. 2010;4:40–5 (in Russian)
  14. Küpeli E., Ulubay G., Ulasli S.S., Sahin T., Erayman Z., Gürsoy A.Metabolic syndrome is associated with increased risk of acute exacerbation of COPD: a preliminary study. Endocrine. 2010;38(1):76–82.
  15. Ryazanov А.S., Kireev S.А., Yeremenko N.N. Features of clinical course of COPD in metabolic syndrome: role of systemic inflammation. Obesity and metabolism. 2010;2:49–51 (in Russian)
  16. Stanciu S., Marinescu R., Iordache M., Dumitrescu S., Mureşan M., Bogdan M.A. Are systemic inflammatory profiles different in patients with COPD and metabolic syndrome as compared to those with COPD alone? Rom. J. Intern. Med. 2009;47(4):381–6.
  17. Ryazanov А.S., Kireev S.А., Yeremenko N.N. Effect of body mass index on parameters spirography in patients with chronic obstructive lung disease in combination with the metabolic syndrome. Biomedicine. 2010;4:119–21 (in Russian)
  18. Stupnitskaya А.Ya. Oxidant-antioxidant status in patients with chronic obstructive pulmonary disease, coupled with the metabolic syndrome. Modern medicine: current issues. 2013;23:37–45 (in Russian)
  19. Altukova Yu.V., Burlachuk V.Т., Tribuntseva L.V, Budnevsky А.V. The role of the computer registry to assess the effectiveness of management of medical-diagnostic process in patients with chronic obstructive pulmonary disease. System Analysis and Management in Biomedical Systems. 2013;12(3):618–21 (in Russian)
  20. Altukova Yu.V., Tribuntseva L.V., Budnevsky А.V., Yakovlev V.N., Zemskov А.М. Clinical efficacy of vaccination in patients with chronic obstructive pulmonary disease in general practice (family medicine). System analysis and management in biomedical systems. 2012;11(2):522–5 (in Russian)
  21. Ovcharenko S.I., Galeckaite Ya.K. The evolution of the global initiative for chronic obstructive lung disease and a new approach to anti-inflammatory therapy. Therapist. 2014;1:75–80 (in Russian)
  22. Avdeev S.N. Security issues roflumilast therapy in patients with COPD. Atmosphere. Pulmonology and Allergology. 2013;1:2–8 (in Russian)
  23. Budnevsky А.V. Possibilities of combination therapy for severe chronic obstructive pulmonary disease / Budnevsky A.V., Prozorova G.G., Burlachuk V.T., Pashkova О.V., Lukashev V.O. Practical pulmonology. 2010;4:34–8 (in Russian)
  24. Lukashev V.О., Budnevsky А.V., Lisova А.N., Razvorotnev A.V. Comprehensive assessment of the effectiveness of therapeutic and preventive measures in patients with COPD, moderate and severe. System analysis and management in biomedical systems. 2011;10(1):148–51 (in Russian)
  25. Rabe K.F., Bateman E.D., O'Donnell D., Witte S., Bredenbroker D., Bethke T.D. Roflumilast – an oral anti-inflammatory treatment for chronic obstructive pulmonary disease: a randomised controlled trial. Lancet. 2005;366:563–71.
  26. Rabe K.F. Update on roflumilast, a phosphodiesterase 4 inhibitor for the treatment of chronic obstructive pulmonary disease. Br. J. Pharmacol. 2011;163(1):53–67.
  27. Calverley P.M., Sanchez-Toril F., McIvor A., Teichmann P., Bredenbroeker D., Fabbri L.M. Effect of 1-year treatment with roflumilast in severe chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med.2007;176:154–61.
  28. Nogovitsina А.S., Nikitin А.V., Lukina I.V., Grechushenko М.Н., Kolcheva А.N. Evaluating the effectiveness of atorvastatin and metformin on the basis of the dynamics of markers of systemic inflammation in COPD patients with atherosclerosis and metabolic syndrome (short message). Bulletin of new medical technologies (electronic journal). 2013;1 (in Russian)


About the Autors


Budnevsky Andrey Valerevich, MD, Professor, Head of the Department of Faculty Therapy, N.N. Burdenko Voronezh State Medical University. Address: Russia, 394036, Voronezh, 10 Studencheskaya St. Tel.: +74732638130. E-mail: budnev@list.ru

Romashov Boris Borisovich, PhD, Assistant Professor of the Department of Faculty Therapy, N.N. Burdenko Voronezh State Medical University. Address: Russia, 394036, Voronezh, 10 Studencheskaya St. Tel.: +74732638130

Polyakova Nataliya Viktorovna, full-time graduate student of the Department of Faculty Therapy, N.N. Burdenko Voronezh State Medical University. Address: Russia, 394036, Voronezh, 10 Studencheskaya St. Tel.: +74732638130

Malysh Yelena Yurievna, PhD, Assistant Professor of the Department of Faculty Therapy, N.N. Burdenko Voronezh State Medical University. Address: Russia, 394036, Voronezh, 10 Studencheskaya St. Tel.: +74732638130


Similar Articles


Бионика Медиа