Влияние вторичной диабетической миопатии дыхательных мышц на функцию внешнего дыхания у больных сахарным диабетом 2-го типа


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/therapy.2022.10.72-78

К.М. Иванов, А.К. Кунарбаева, И.В. Мирошниченко, А.И. Мирошниченко

1) ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России; 2) ООО «Клиника промышленной медицины», г. Оренбург
Аннотация. Сахарный диабет (СД) оказывает неблагоприятное воздействие на скелетную мускулатуру.
Цель – оценить изменение функции внешнего дыхания у больных СД 2-го типа с наличием вторичной диабетической миопатии.
Материал и методы. Обследованы 47 больных СД 2-го типа (29 пациентов с длительностью заболевания менее 5 лет и 18 – более 5 лет), у которых оценивались параметры вентиляции легких и сила дыхательной мускулатуры по показателям максимального инспираторного (MIP) и максимального экспираторного давления (MEP). В соответствии с выявленными значениями изменений силы дыхательных мышц больные СД были разделены на 2 подгруппы: 1-я – 25 пациентов с установленной слабостью инспираторных мышц; 2-я – 22 пациента с сохраненной силой инспираторных мышц.
Результаты. У больных СД медиана показателя MIP была на 28,6% ниже, чем у пациентов без нарушений углеводного обмена. Показатель медианы MIP у пациентов со стажем СД более 5 лет был на 6,3% ниже должного значения, что свидетельствовало о слабости инспираторных мышц при такой длительности заболевания. У больных СД наблюдались более низкие, чем в группе сравнения, показатели вентиляции легких. Также более низкие показатели спирометрии отмечались у участников исследования с длительностью СД свыше 5 лет относительно пациентов с меньшим стажем заболевания и у больных с диагностированной слабостью инспираторных мышц по сравнению с лицами, имевшими сохраненную силу этих мышц. Проведенный корреляционный анализ выявил в группе больных СД статистически значимые положительные корреляционные связи между спирометрическими данными и показателями MIP и МЕР.
Заключение. Длительное течение СД 2-го типа (более 5 лет) приводит к развитию вторичной диабетической миопатии, характеризующейся развитием слабости инспираторных мышц. При продолжительности СД 2-го типа свыше 5 лет и возникновении вторичной диабетической миопатии происходит снижение показателей вентиляции легких.

ВВЕДЕНИЕ

Сахарный диабет (СД) оказывает неблагоприятное воздействие на скелетную мускулатуру, приводя к развитию вторичной диабетической миопатии, которая характеризуется снижением силы, мышечной массы, а также патоморфологическими изменениями мышц [1–4]. Дыхательные мышцы являются одним из важнейших компонентов системы дыхания, и их недостаточная работа может приводить к клинически значимым нарушениям вентиляции легких [5].

Однозначной точки зрения относительно наличия и преобладания того или иного типа нарушения вентиляции легких у больных СД нет. В ряде работ упоминалось, что при этом заболевании не выявляются изменения спирометрических показателей [6, 7]. По мнению других авторов, при СД изменения вентиляции легких могут протекать с развитием обструктивного или рестриктивного паттерна, которые сопровождаются снижением газообмена [8–12]. Учитывая, что осложнения диабета связаны с его длительностью, вызывает интерес изучение силы дыхательных мышц у пациентов с разной продолжительностью этого заболевания.

Цель исследования – оценить изменение функции внешнего дыхания у больных СД 2-го типа с наличием вторичной диабетической миопатии.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследование было одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России. В соответствии с критериями включения и исключения были обследованы 87 человек:

  • основную группу исследования образовали 47 больных СД 2-го типа;
  • в группу сравнения, рандомизированную с основной группой по возрасту, вошли 40 пациентов без нарушений углеводного обмена.

Диагноз СД устанавливался согласно Алго­ритмам специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом (9-й выпуск, 2019 г.) [13].

Критерии включения в исследование: возраст 30–69 лет; СД 2-го типа; способность к выполнению дыхательных маневров при проведении респираторной нагрузочной пробы; информированное добровольное согласие на участие в исследовании.

Критерии исключения: инфаркт миокарда и острое нарушение мозгового кровообращения в анамнезе; сложные нарушения ритма сердца; хроническая сердечная недостаточность IIБ–III стадии; острые и хронические заболевания дыхательной системы; патологические формы и деформации грудной клетки; операции на органах грудной клетки; заболевания центральной нервной системы и периферической нервной системы, сопровождающиеся нарушением нервно-мышечной проводимости; применение лекарственных средств, замедляющих нервно-мышечную проводимость; ожирение 3-й степени (индекс массы тела >40 кг/ м2); отказ от участия в исследовании.

С учетом длительности течения СД 2-го типа пациенты были разделены на 2 подгруппы: 1-я – 29 человек с длительностью заболевания менее 5 лет; 2-я – 18 человек с длительностью заболевания более 5 лет.

Исследование параметров вентиляции легких выполнялось на компьютерном спирографе СМП-21/01-«Р-Д» («Монитор», Россия). Определение силы дыхательных мышц производилось путем измерения максимальных уровней статичного давления на уровне полости рта, которые пациент создает во время максимального вдоха (максимальное инспираторное давление, maximal inspiratory pressure, MIP) и максимального выдоха (максимальное экспираторное давление, maximal expiratory pressure, MEP) при закрытых дыхательных путях, согласно руководству Американского торакального общества (American Thoracic Society)/ Европейского респираторного общества (European Respiratory Society) от 2002 г. [14], с помощью прибора для измерения силы дыхательных мышц MicroRPM (Micro Medical Ltd., Великобритания). Пробы прекращали после достижения различий между тремя значениями менее 10%. Для анализа использовались максимальные значения MIP и MEP, полученные в результате выполнения трех попыток. Значения MIP и MEP более 80 см вод.ст. свидетельствовали о сохраненной силе дыхательных мышц [15]. В зависимости от результатов этого теста включенные в исследование больные СД были разделены на 2 подгруппы: 1-я – 25 пациентов с выявленной слабостью инспираторных мышц; 2-я – 22 пациента с сохраненной силой инспираторных мышц.

Статистический анализ материала осуществлялся с использованием непараметрических методов в пакете прикладных программ STATISTICA 10 (StatSoft, Russia). Достоверными считались показатели при р <0,05. Данные представлены в виде Me (Q1; Q3). Для оценки достоверности различий между группами применялся критерий Манна–Уитни, корреляционный анализ проводился с помощью коэффициента корреляции Спирмена (r).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Все обследованные пациенты были рандомизированы по возрасту. В 1-й группе средний возраст больных был 59 (54,5; 62) лет, во 2-й – 57 (50; 62) лет.

Среди сопутствующих патологий преобладали заболевания сердечно-сосудистой системы. Артериальная гипертония наблюдалась у всех пациентов обеих групп, частота ишемической болезни сердца (ИБС) и хронической сердечной недостаточности была незначительно выше в группе СД. Из осложнений СД в 1-й группе преобладала диабетическая полинейропатия (преимущественно сенсорная форма), кроме нее встречались ИБС, синдром диабетической стопы и диабетическая нефропатия. Средняя длительность СД у пациентов, попавших в 1-ю группу, составила 5 (2; 10) лет, средний уровень гликемии натощак – 7,9 (5,9; 9,0) ммоль/л, среднее значение гликированного гемоглобина – 7,4 (7,1; 7,8) %. Уровень креатинина среди исследованных больных СД равнялся 78,5 (72,0; 92,0) мкмоль/л, скорость клубочковой фильтрации – 89,5 (80,0; 98,0) мл/мин/1,73 м2; такие показатели свидетельствовали об отсутствии хронической почечной недостаточности.

Поскольку развитие осложнений при СД прямо связано с длительностью патологического процесса, нами был проведен анализ клинических характеристик пациентов СД с разной длительностью заболевания – до 5 лет и больше 5 лет. Больные с большим стажем диабета закономерно превосходили пациентов с продолжительностью болезни ≤5 лет по частоте развития осложнений СД и тяжести коморбидной патологии.

Средние значения показателей MIP и MEP в обеих группах исследования были выше 80 см вод. ст., однако у больных СД медиана MIP оказалась на 28,6% ниже, чем у пациентов без нарушений углеводного обмена. Это говорит о сниженной, по сравнению с пациентами без СД, силе инспираторных мышц в 1-й группе (табл. 1).

74-1.jpg (79 KB)

При анализе показателей силы дыхательных мышц у больных СД с разной длительностью заболевания наблюдались более низкие значения показателя MIP у пациентов со стажем СД более 5 лет (табл. 2). При этом показатель медианы MIP во 2-й подгруппе был не только на 19,8% ниже, чем в 1-й подгруппе, но и на 6,3% ниже должного значения. Таким образом, можно предположить, что при СД уменьшается сила инспираторных мышц, причем при длительном течении заболевания (свыше 5 лет) развивается их слабость.

75-1.jpg (389 KB)

Абсолютные и относительные значения показателей вентиляции легких у исследованных пациентов представлены в таблице 3. В обследованных группах не было выявлено вентиляционных нарушений, что подтверждалось данными спирометрии, находившимися в пределах референсных значений. Вместе с тем у больных СД наблюдались более низкие, чем у пациентов без нарушений углеводного обмена, показатели вентиляции легких. Так, в 1-й группе исследования по сравнению со 2-й группой показатель жизненной емкости легких (ЖЕЛ) был ниже на 16,1% (р <0,001), форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) – на 14% (р=0,003), объем форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1) – на 10,9% (р=0,023). Скоростные показатели так же оказались ниже у больных СД: пиковая скорость выдоха (ПОС) и максимальная объемная скорость при выдохе 25% (МОС25) – на 23% (р <0,05), максимальная объемная скорость при выдохе 50% (МОС50) – на 20,8% (р=0,031), средняя объемная скорость форсированного выдоха от 25 до 75% (СОС25–75) – на 16,8% (р=0,032). При этом индекс Тиффно (ИТ) у больных СД был на 5,8% выше относительно группы сравнения (р=0,031), что связано с более низким уровнем показателя ЖЕЛ в 1-й группе.

Кроме того, показатели спирометрии были проанализированы в зависимости от длительности СД. У больных со стажем заболевания свыше 5 лет были обнаружены более низкие относительно пациентов с меньшей продолжительностью диабета показатели МОС25 (на 29,4%, р=0,012) и МОС50 (на 16,9%, р=0,048; табл. 4). Снижение значений этих параметров среди больных СД с большей длительностью заболевания свидетельствует об ухудшении у них вентиляции на уровне крупных и средних бронхов.

76-1.jpg (650 KB)

Легочная вентиляция сравнивалась нами и у больных СД с разным уровнем силы инспираторных мышц (табл. 5). У пациентов с диагностированной слабостью этих мышц были обнаружены более низкие абсолютные показатели спирометрии. Так, показатель ЖЕЛ в этой подгруппе был ниже относительно 1-й подгруппы на 35,3%, ФЖЕЛ – на 22,1%, ОФВ1 – на 27%, ПОС – на 38,5%, МОС25 – на 40,6%, МОС50 – на 31,3%, СОС25–75 – на 20,7%.

Таким образом, в группе пациентов с СД наблюдались более низкие показатели спирометрии по сравнению с больными без нарушения углеводного обмена. При увеличении длительности заболевания происходило ухудшение скоростных показателей. Кроме того, у больных СД с выявленной слабостью инспираторных мышц к изменениям скоростных динамических показателей присоединялись и сниженные статические показатели вентиляции легких.

Проведенный корреляционный анализ выявил в группе участников исследования с СД статистически значимые положительные корреляционные связи между спирометрическими данными и показателями MIP и МЕР (табл. 6).

77-1.jpg (172 KB)

Обнаруженные изменения силы дыхательных мышц позволили предположить, что по мере снижения этой силы будет наблюдаться ухудшение вентиляции легких из-за нарушений механики дыхания. Это и было подтверждено при изучении данных спирометрии. Если у больных СД по сравнению с пациентами без нарушения углеводного обмена отмечались более низкие показатели спирометрии, находившиеся в обеих группах в пределах референсных значений, то по мере увеличения длительности заболевания более 5 лет нарастало ухудшение скоростных показателей. В дальнейшем при возникновении вторичной миопатии дыхательных мышц у больных СД с выявленной слабостью инспираторных мышц к изменениям скоростных динамических показателей присоединялось и снижение статических объемных показателей вентиляции легких. Положительная корреляционная связь между показателями силы инспираторных и экспираторных мышц со спирометрическими показателями при СД свидетельствовала о прямом влиянии изменений силы дыхательных мышц на вентиляцию легких.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Длительное течение СД 2-го типа (более 5 лет) приводит к развитию вторичной диабетической миопатии, характеризующейся развитием слабости инспираторных мышц.

2. При стаже СД 2-го типа более 5 лет и возникновении вторичной диабетической миопатии происходит снижение показателей вентиляции легких.


Литература


1. Anbalagan V.P., Venkataraman V., Pradeepa R. et al. The prevalence of presarcopenia in Asian Indian individuals with and without type 2 diabetes. Diabetes Technol Ther. 2013; 15(9): 768–75. https://dx.doi.org/10.1089/dia.2013.0068.


2. Andersen H., Schmitz O., Nielsen S. Decreased isometric muscle strength after acute hyperglycaemia in type 1 diabetic patients. Diabet Med. 2005; 22(10): 1401–7. https://dx.doi.org/10.1111/j.1464-5491.2005.01649.x.


3. D’Souza D.M., Al-Sajee D., Hawke T.J. Diabetic myopathy: Impact of diabetes mellitus on skeletal muscle progenitor cells. Front Physiol. 2013; 4: 379. https://dx.doi.org/10.3389/fphys.2013.00379.


4. Leenders M., Verdijk L.B., van der Hoeven L. et al. Patients with type 2 diabetes show a greater decline in muscle mass, muscle strength, and functional capacity with aging. J Am Med Dir Assoc. 2013; 14(8): 585–92. https://dx.doi.org/10.1016/j.jamda.2013.02.006.


5. Fauroux B., Khirani S. Neuromuscular disease and respiratory physiology in children: putting lung function into perspective. Respirology. 2014; 19(6): 782–91. https://dx.doi.org/10.1111/resp.12330.


6. Benbassat C.A., Stern E., Kramer M. et al. Pulmonary function in patients with diabetes mellitus. Am J Med Sci. 2001; 322(3): 127–32. https://dx.doi.org/10.1097/00000441-200109000-00003.


7. Shan-Ping J., Li-Wen H., Yi-Qun L. et al. Pulmonary function in patients with diabetes mellitus. Chin J Pathophysiol. 2005; 21: 574–79.


8. de Souza Bastos A., Graves D.T., de Melo Loureiro A.P. et al. Diabetes and increased lipid peroxidation are associated with systemic inflammation even in well-controlled patients. J Diabetes Complications. 2016; 30(8): 1593–99. https://dx.doi.org/10.1016/j.jdiacomp.2016.07.011.


9. Farina J., Furio V., Fernandez-Acenero M.J., Muzas MA. Nodular fibrosis of the lung in diabetes mellitus. Virchows Arch. 1995; 427(1): 61–63. https://dx.doi.org/10.1007/BF00203738.


10. Klein O.L., Meltzer D., Carnethon M., Krishnan J.A. Type II diabetes mellitus is associated with decreased measures of lung function in a clinical setting. Respir Med. 2011; 105(7): 1095–98. https://dx.doi.org/10.1016/j.rmed.2011.03.010.


11. Uz-Zaman S., Banerjee J., Singhamahapatra A. et al. Assessment of lung function by spirometry and diffusion study and effect of glycemic control on pulmonary function in type 2 diabetes mellitus patients of the eastern India. J Clin Diagn Res. 2014; 8(11): BC01–4. https://dx.doi.org/10.7860/JCDR/2014/9756.5076.


12. van den Borst B., Gosker H.R., Zeegers M.P., Schols A.M. Pulmonary function in diabetes: A meta-analysis. Chest. 2010; 138(2): 393–406. https://dx.doi.org/10.1378/chest.09-2622.


13. Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю. с соавт. «Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом». Под редакцией И.И. Дедова, М.В. Шестаковой, А.Ю. Майорова. 9-й выпуск. Сахарный диабет. 2019; 22(S1–1): 1–144.


14. American Thoracic Society/European Respiratory Society. ATS/ERS Statement on respiratory muscle testing. Am J Respir Crit Care Med. Am J Respir Crit Care Med. 2002; 166(4): 518–624. https://dx.doi.org/10.1164/rccm.166.4.518.


15. Гельцер Б.И., Курпатов И.Г., Котельников В.Н. Силовые характеристики дыхательных мышц у здоровых лиц: возрастные, гендерные и конституциональные особенности. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2017; 103(12): 1425–1433.


Об авторах / Для корреспонденции


Константин Михайлович Иванов, д.м.н., профессор, зав. кафедрой пропедевтики внутренних болезней ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России. Адрес: 460022, г. Оренбург, ул. Народная, д. 8/1. E-mail: kmiwanov@mail.ru. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7614-337X
Адель Камидулловна Кунарбаева, ассистент кафедры пропедевтики внутренних болезней ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России. Адрес: 460022, г. Оренбург, ул. Народная, д. 8/1. E-mail: kunarbaeva.adel@yandex.ru. ORCID: http://orcid.org/0000-0001-6681-8348
Игорь Васильевич Мирошниченко, д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России. Адрес: 460014, г. Оренбург, ул. Советская, д. 6. E-mail: k_normphys@orgma.ru. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7934-8784
Анастасия Игоревна Мирошниченко, врач-терапевт ООО «Клиника промышленной медицины». Адрес: 460001, г. Оренбург, Бассейный пер., д. 1. E-mail: miroshni4enko.nast@yandex.ru.
ORCID: http://orcid.org/0000-0003-0240-9144


Похожие статьи


Бионика Медиа