Газообмен, метаболизм и физическая работоспособность у больных сахарным диабетом 1-го типа

p<0,001) и степенью протеинурии (r=-0,501; p<0,001). Уровень HbA1C (r=-0,419; p<0,001) и стадия ретинопатии (rs=-0,384; p<0,001), как составные характеристики качества метаболического контроля и тяжести течения СД, также оказывали существенное влияние на состояние ДСЛ.

При рассмотрении кислородного статуса отсутствие нарушений поступления, транспортировки и высвобождения О2 в ткани отмечено в условиях покоя как у больных ДТСД-1 без наличия ДМА (1-я группа), так и с её начальными клини-ческими проявлениями (2-я группа), даже несмотря на то, что в последней зафиксировано снижение пропускной способности АКМ. Только у пациентов с тяжёлым течением диабета, характеризовавшегося наличием развернутых поздних осложнений заболевания (3-я группа) и формированием ХПН (4-я груп-па), определялось статистически значимое снижение всех трёх ключевых пара-метров кислородного статуса артериальной крови (см.табл. 2). Падение значения рО2, считающегося индикатором поступления кислорода из лёгких в системный кровоток, являлось ожидаемым результатом существенного нарушения ДСЛ, вследствие ухудшения проницаемости АКМ, уменьшения площади газообмена за счёт рестрикции и проявлений вентиляционно-перфузионных несо-ответствий. Выраженное влияние на снижение общего содержания кисло-рода в артериальной крови у больных 3-й и 4-й групп оказывало уменьшение концентрации гемоглобина с наиболее существенным изменением величины па-раметра ctO2 у лиц с ХНП, вследствие развития дисэритропоэтической анемии. Вместе с тем, потенциальная способность к высвобождению О2 эритроцитами, оцениваемая по показателю р50, у пациентов с тяжелым течением диабета имела достоверную направленность к повышению, в результате статистически значи-мой тенденции к снижению рН у больных 3-й группы и формирования метабо-лического ацидоза у представителей 4-й группы. Совокупное воздействие разно-направленных сдвигов ключевых показателей кислородного статуса (сни-жение рО2, ctO2 и повышение р50) у больных с развёрнутыми проявлениями ПОД на экстрактивность О2 артериальной крови характеризовалось достовер-ным уменьшением конечно-капиллярного парциального давления кислорода (рх), по сравнению с контрольным уровнем, однако в 3-й группе его среднее зна-чение оставалось в пределах референтных границ и лишь в 4-й группе величина этого ассоциированного параметра была ниже нормы.

Несмотря на отсутст-вие расстройств О2-статуса и достаточную доставку кислорода к клеткам, у больных без ДМА или с её начальными проявлениями концентрация лактата в крови в 1-й группе значимо увеличивалась, по сравнению с контрольной груп-пой, а во 2-й группе его средняя величина превышала референтный уровень.

По-вышение содержания лактата зафиксировано и у больных 3-й группы, это ассо-циировалось с нарушениями кислородного статуса, вызывавшими смещение обмена веществ в сторону анаэробных процессов в результате неадекватной ткане-вой оксигенации и формирования клеточной гипоксии. Напротив, у пациентов с ХПН на фоне диабетической нефропатии концентрация лактата крови находи-лась в пределах нормы, несмотря на существенные расстройства всех фаз кисло-родного транспорта, что с одной стороны, можно объяснить снижением интен-сивности основного обмена и повышением роли жиров в энергопродукции в ус-ловиях уремического токсикоза, а с другой - замедлением переноса молочной кислоты из клеток в кровоток, обусловленного тяжёлым поражением микросо-судистого русла.

Анализ результатов нагрузочного тестирования у больных СД-1 выявил сни-жение толерантности к мышечной работе, происходящее уже в дебюте развития эндокринопатии. Наиболее выраженное снижение ФР определялось в условиях манифестации ВВСД-1 среди лиц, дебют заболевания у которых сопровождался ДКА (таблица 5).

Общими чертами, характерными для лиц с лимитированной способностью к выполнению физической нагрузки, являлись сниженные уровни максимального кислородного потребления и раннее достижение порога анаэробного метаболиз-ма. Таким образом, падение физической выносливости у больных ВВСД-1 происходило преимущественно в результате циркуляторно-метаболических причин ограничения максимального кислородного потребления. При рассмотрении кислородного пульса (VO2 max/HRmax), являющегося индексом ударного объёма, за- -24-

фиксировано его существенное уменьшение на пике достигнутой нагрузки в 1-й и 2-й группах. Это свидельствовало о превалирующей роли возрастания частоты сердечных сокращений над ростом ударного объёма в структуре минутного сердечного выброса при выполнении мышечной работы у лиц с ВВСД-1. Гипертоническая реакция на нагрузку отмечена примерно у каждого третьего пациента с ВВСД-1.

Изучение вентиляционной способности лёгких в процессе ВЭМ-тестирова-ния выявило достоверное повышение вентиляционных эквивалентов по О2 и СО2 на всех уровнях нагрузки, что являлось отражением избыточного увеличе-

Таблица 5 Показатели физической работоспособности, вентиляционной и гемодина-мической составляющей системы газотранспорта в процессе велоэргоспиро-метрического тестирования у больных ВВСД-1 (М±у)

Примечание. * - p<0,05; ** - p<0,01; *** - p<0,005; **** - p<0,001 - достоверные различия с показа-телями контрольной группы , s - динамика на фоне компенсации диабета статистически значимая, ns -незначимая.

ния минутного объёма дыхания, необходимого для данного уровня кислородно-го потребления и выделения углекислого газа. Это связано со снижением газооб-менной эффективности лёгочной вентиляции у больных ВВСД-1. Толерантность к мышечной нагрузке имела достоверно более низкие относительные характе- ристики (по сравнению с контрольной группой) и после достижения компенса-ции эндокринопатии, что свидетельствует о многофакторности и сложности механизмов расстройств кислородного обеспечения мышечной деятельности при диабете, которые не нивелировались в полной мере и по достижении адекватно-го метаболического контроля заболевания в течение ближайших сроков от его возникновения. дыхание легкое сахарный диабет

При оценке преимущественной субъективной симптоматики, возникавшей на максимуме достигнутой нагрузки в условиях манифестации диабета у пациентов

1-й группы, наиболее часто определялось восприятие мышечной усталости и значительно реже её совместное появление с чувством диспноэ. На фоне повы-шения параметров ФР в состоянии компенсации основного заболевания в 1-й группе существенно увеличивался удельный вес диспноэ в структуре субъективных причин прекращения мышечной работы. У больных 2-й группы значимых изменений в субъективной симптоматике, приводившей к прекраще-нию ВЭМ-теста в зависимости от степени компенсации эндокринопатии, не от-мечалось. При этом основную роль играло восприятие мышечной усталости, примерно, у 8 из 10 лиц и у каждого 10-го и 5-го пациента фиксировалось соот-

ветственно чувство диспноэ или его сочетание с мышечной усталостью. Следует сказать, что и в контрольной группе большинство добровольцев прекращали выполнение ВЭМ-теста из-за ощущения локальной мышечной усталости, мень-шинство составили здоровые испытуемые, завершившие работу вследствие оди-наково выраженных диспноэ и чувства усталости ног (13,8%) и лишь у единич-ных молодых здоровых людей основной причиной завершения нагрузки яви-лось диспноэ (5,6%). Таким образом, перцепция собственно одышки или её сочетания с мышечной усталостью у больных ВВСД-1 на пике достигнутой нагруз-ки присутствовала чаще, чем у представителей контрольной группы. Обращает на себя внимание и то, что некоторые больные ВВСД-1 после достижения компенсации эндокринопатии и улучшения параметров ФР считали диспноэ основным симптомом, ограничивающим их физическую активность. Это, вероят-но, связано с чрезмерным повышением лёгочной вентиляции, необходимой для обеспечения соответствующего уровня мощности нагрузки вследствие избы-точной стимуляции дыхательного центра продуктами, ассоциированными с метаболическим ацидозом (Н+ и СО2), неизбежно развивающимся при высокой ин-тенсивности физической работы и обусловливающего непропорциональное уве-личение минутной вентиляции. При анализе объективных критериев достижения вентиляционного (BRmax act < 35% Pred VEmax) или циркуляторного предела (HRmax act >85% Pred HRmax) необходимо признать, что у больных ВВСД-1 пре-обладал сердечно-сосудистый тип ограничения ФР с достижением субмакси-мальной HR. Тем не менее, у значительной части молодых пациентов циркуля-торный тип расстройства толерантности к физической нагрузке сочетался с дос-тижением вентиляционного предела. При этом, несмотря на падение BR на вы-соте достигнутой нагрузки, компенсаторные возможности лёгочной системы у этих больных были сохранены и нами не определялись выраженная десатурация крови и гипоксемия во время ВЭМ-теста. Таким образом, сам по себе механизм респираторного ограничения у больных ВВСД-1 состоял не столько в наруше-нии вентиляционной способности в результате органической альтерации лёгких, сколько в расстройстве физиологического соответствия между величиной ми-нутного объёма дыхания и уровнем кислородного потребления, что вело к паде-нию эффективности газообмена при выполнении мышечной работы. Локальная мышечная усталость нижних конечностей по своей интенсивности у больных ВВСД-1 существенно превышала аналогичный симптом у здоровых доброволь-цев и являлась основным фактором, препятствующим выполнению нагрузочного теста в полном объёме.

Концентрация лактата на пике достигнутой нагрузки у больных ВВСД-1 ока-залась достоверно более низкой, чем в контрольной группе (см. табл. 5). Данное явление может быть объяснено ранним развитием анаэробного порога при диабете, что наряду с другими аспектами циркуляторно-метаболического типа огра-ничения ФР, не позволяло молодым пациентам достичь должных параметров мощности нагрузки. Дополнительным существенным фактором сниженного уровня концентрации лактата при достижении VO2max могло служить уменьшение запасов мышечного гликогена при ВВСД-1, поскольку образование молоч-ной кислоты в процессе анаэробного гликолиза в условиях высокой мощности нагрузки происходит не за счёт утилизации глюкозы крови, а в результате рас-щепления внутримышечного гликогенового депо.

Данные анализа потребления основных метаболических субстратов методом непрямой калориметрии в процессе мышечной работы в аэробных условиях показали очевидные различия их утилизации по мере возрастания уровней нагруз-ки не только между здоровыми лицами и больными ВВСД-1, но и в зависимости от степени компенсации эндокринопатии (таблица 6 и 7).

Таблица 6 Показатели утилизации метаболических субстратов в условиях аэробной нагрузки у лиц контрольной группы (n=36) (M±у)

Для здоровых лиц характерна утилизация преимущественно жировых источ-ников энергообеспечения в начале выполнения нагрузки и при её малой интен-сивности (разминочный период), с последующим постепенным нарастанием пот-ребления углеводов для обеспечения увеличивающейся силы мышечных сокра-щений в аэробном режиме (см. табл. 6).

Напротив, у больных ВВСД-1 в условиях дебюта заболевания даже небольшая мощность нагрузки вела к ускоренному темпу расходования углеводов в био-энергетических процессах сократительной деятельности мышечных волокон и раннему переключению обмена веществ на анаэробный путь ресинтеза АТФ.

Компенсация диабета способствовала более гармоничной интеграции основных метаболических субстратов при выполнении физической работы, но темп вовле-чения углеводов в энергетику мышечных сокращений оставался достоверно более высоким, по сравнению с контрольной группой, что приводило к быстрому истощению запасов гликогена в миоцитах у молодых пациентов, предопределяя у них сниженную толерантность к нагрузке (см. табл. 7).

Изучение ФР у пациентов с ДТСД-1 осуществлялось в первых трёх выделен-ных группах, у лиц с ХПН на фоне диабетической нефропатии (4-я группа) наг-рузочное тестирование не проводилось. У больных ДТСД-1 зафиксировано дос-товерное снижение кислородного потребления на пике достигнутой нагрузки, по сравнению с контрольной группой (таблица 8).

Степень выраженности позднего диабетического синдрома оказывала сущест-венное влияние на толерантность к мышечной нагрузке, о чём свидетельствует факт того, что нормальная ФР определялась в 1-й группе у более чем трети об-следованных, во 2-й группе - только у каждого десятого больного, а в 3-й группе зафиксировано тотальное лимитирование толерантности к физической нагрузке.

Таблица 7 Показатели утилизации метаболических субстратов в условиях аэробной нагрузки у больных ВВСД-1 (М±у)

Примечание. * - p<0,05, ** - p<0,01, *** - p<0,002, **** - p<0,001 - достоверные различия с показа-телями контрольной группы. s - динамика на фоне компенсации диабета статистически значимая, ns - незначимая.

МКА позволил выявить достоверную отрицательную связь между тяжестью те-чения ДТСД-1 и VO2max (rs= - 0,350; p<0,001).

Таблица 8 Показатели физической работоспособности, кислородного статуса, венти-ляционной и гемодинамической составляющей системы газотранспорта в процессе велоэргоспирометрического тестирования у больных ДТСД-1 (М±у)

Примечание. Достоверные различия с контрольной группой: * - p<0,05; **- p<0,01; *** - p<0,005;

****- p<0,001.

При анализе максимального кислородного потребления, приходящегося на

1 кг массы тела (см. табл. 8), у пациентов с ДТСД-1 определялось достоверное снижение данного параметра во всех трёх группах, по сравнению с контрольной группой. Однако среднее значение VO2max/kg в 1-й и 2-й группах превышало крайний лимит в 25 ml/min/kg, что свидетельствует о способности указанного контингента лиц с ДТСД-1 к продолжительным физическим нагрузкам в течение 8-часового рабочего дня и потенциальной возможности к адекватному выполне-нию большинства требуемых профессиональных нагрузок. Лишь у больных 3-й группы с тяжёлым течением диабета средняя величина параметра VO2max/kg на-ходилась ниже 25 ml/min/kg, но и у этой категории лиц выполнение профессио-нальных задач, требующих превышения средних метаболических затрат в пределах 40% максимального кислородного потребления, осуществимо без появления ощущений дискомфорта. Только при уровне VO2max/kg меньше 15 ml/min/kg че-ловек не в состоянии выполнять большинство работ, поскольку для него очень труден даже приход к месту работы и возвращение домой [Light R.W., 1990]. В нашем исследовании у молодых больных ДТСД-1 с тяжёлыми поздними осложнениями эндокринопатии без формирования ХПН не документировано столь критически низких значений кислородного потребления на единицу массы тела при достижении максимальной мощности нагрузки.

Во всех группах больных ДТСД-1 отмечено достоверно более раннее появле-ние порога анаэробного метаболизма, по сравнению с контрольной группой, при этом значение кислородного потребления на уровне детекции АТ было существенно ниже референтных границ. Тем не менее, при осуществле-нии МКА не удалось выявить статистически значимых взаимосвязей VO2 AT со степенью выраженности микрососудистых альтераций при диабете, качеством его метаболического контроля и длительностью течения эндокринопатии. Веро-ятно, что при выполнении физической работы преждевременное переключение обмена веществ в миоцитах на безкислородный путь ресинтеза АТФ обусловле-но формированием дефектов в функционировании внутриклеточных окислительных и гликолитических ферментных систем МВ, которые оказываются предоп-ределёнными самим развитием диабета. Не случайно, что и у пациентов с ВВСД-1 выявлено быстрое наступление порога анаэробного мета-болизма как в стадии субкомпенсации заболевания, так и при достижении удовлетворительного гликемического контроля заболевания. Таким образом, при СД-1 определяется ускоренное возникновение анаэробного порога как своего рода переломной ступени адаптации СГТ к физической нагрузке, что вы-зывает снижение аэробной производительности организма в условиях выполне-ния мышечной работы. Сочетание падения кислородного потребления на пике нагрузки с уменьшением уровня анаэробного порога является признаком развития патологического циркуляторно-метаболического типа ограничения ФР. У молодых пациентов с СД-1 при осуществлении ВЭМ-тестирования наряду с падением VO2max, ранним развитием АТ, отмечалось также достоверное повышени коэффициента дыхательного обмена на высоте мощности нагрузки (RQmax =VCO2max/VO2max). Это являлось отражением более быстрого темпа про-дукции СО2 по сравнению с потреблением О2 у больных ДТСД-1, в результате ускоренной переориентации окислительного метаболизма МВ в процессе осу-ществления физической работы на безкислородный путь энергопродукции. За-фиксированное повышение RQmax при осуществлении нагрузочного тестирова-ния свидетельствовало о важной роли в снижении толерантности к физической нагрузке при ДТСД-1 нарушенной способности мышечной ткани к утилизации О2, вследствие расстройств метаболизма в миоцитах.

При анализе гемодинамического обеспечения мышечной работы у больных СД-1 наблюдался высокий темп роста частоты сердечных сокращений по от-ношению к увеличению кислородного потребления (см. табл. 8). При этом, если у обследованных 1-й группы величина HRmax не имела значимых различий с аналогичным показателем в контрольной группе, то во 2-й и 3-й группах вслед-ствие развития автономной кардиальной нейропатии значение HR достигало оп-ределённого фиксированного уровня, существенно более низкого, чем в контрольной группе и у лиц без осложнений эндокринопатии. У молодых паци-ентов с ДТСД-1 рост сердечного выброса в процессе выполнения ВЭМ-тестиро-вания происходил путём повышения частоты сердечных сокращений, а не за счёт увеличения ударного объёма, что являлось отражением гипо-систолии сердца, в том числе и у больных без клинических проявлений микро-сосудистых альтераций. При ДТСД-1 в 1-й группе гемодинамическое обеспече-ние мышечной деятельности истощается в результате преимущественного сни-жения сократительной способности миокарда, а попытка достижения необходи-мого уровня VO2max происходит посредством роста HR. У пациентов 2-й и 3-й группы сердечный выброс оказывается лимитированным в результате как уменьшения ударного объёма, так и отсутствия требуемого прироста HR. При динами-ческом анализе артериального давления в условиях покоя и при осуществлении

ВЭМ-тестирования выявлено, что вне нагрузки в 1-й и 2-й группах Psys и Pdia находились в пределах нормы и не имели достоверных различий с контрольной группой. Напротив, в 3-й группе определялось изолированное повышение диас-толического давления. При достижении порога анаэробного метаболизма во всех выделенных группах больных ДТСД-1 Psys было статистически значимо ниже, а Pdia существенно повышалось по сравнению с контрольной группой. На пике достигнутой нагрузки Psys достоверно превышало контрольное значение только в 1-й группе, в то время как реакция Pdia во всех трёх группах характеризова-лась достоверным увеличением. Преимущественный рост диастолического давления при ДТСД-1, является следствием повышения "жесткости" сердечного каркаса и неспособности альтерированных микрососудов обеспечивать сниже-ние периферического сопротивления и осуществлять адекватное перераспреде-ление кровотока в функционирующие МВ. Гипертоническая реакция на нагрузку зафиксирована в 1-й группе у каждого пятого пациента, во 2-й группе у полови-ны лиц и, примерно, у 7 из 10 обследованных больных в 3-й группе.

При изучении лёгочной вентиляции на максимуме достигнутой мощности наг-рузки во всех трёх группах больных ДТСД-1 показатель VEmax не имел досто-верных различий с контрольным уровнем (см. табл. 8). Вместе с тем, при анализе вентиляционного паттерна в 3-й группе на пике интенсивности работы определя-лось, с одной стороны, значимое снижение дыхательного объёма, а с другой - существенное увеличение частоты дыхательных движений. У этой группы пациентов с развернутыми проявлениями ПОД при тестировании ФВД выявлялось нарушение механики внешнего дыхания по рестриктивному типу, в резуль-тате чего минутная вентиляция при мышечной деятельности увеличивалась у них в большей степени за счёт учащения дыхания, а не посредством преиму-щественного роста дыхательного объёма, что наблюдается у испытуемых конт-рольной группы. Оценка вентиляционных эквивалентов по отношению к кисло-родному потреблению и выделению углекислого газа у больных ДТСД-1 в процессе нагрузки зафиксировала относительно избыточный минутный объём дыха-ния к уровню VO2 и VCO2, что свидетельствует о снижении эффективности лёгочной системы в выведении образующейся углекислоты и обеспечении возрас-тающей утилизации кислорода. Снижение вентиляционного резерва (BR) на максимуме мышечной работы наблюдалось у пациентов ДТСД-1 с наличием ПОД (2-я и 3-я группа). BR был исчерпан во 2-й группе практически у каждого третьего пациента, а в 3-й группе у половины лиц.

При анализе субъективной симптоматики, возникающей у больных ДТСД-1 на высоте достигнутой нагрузки, получены следующие результаты. В 1-й груп-пе у большей половины пациентов основной жалобой, послужившей причиной прекращения педалирования, явилась усталость ног или мышечная боль, сочетанное возникновение усталости ног и диспноэ было вторым по встречаемости ощущением на пике мышечной работы и выявлялось примерно у каждого чет-вёртого пациента. И, наконец, исключительное субъективное восприятие затруднённого дыхания отмечено у оставшейся меньшей части обследуемых 1-й груп-пы. Среди больных 1-й группы структура сенситивных восприятий, которые пре-пятствовали дальнейшему осуществлению физической работы при ВЭМ-тестировании, напоминала таковые у представителей контрольной группы, с той лишь разницей, что совместное появление одышки и усталости ног у пациентов без долгосрочных осложнений заболевания, наблюдалось практически в два раза чаще чем у практически здоровых добровольцев. Во 2-й группе субъективные сим-птомы на высоте нагрузки в виде усталости ног и сочетания диспноэ с локальной мышечной усталостью нижних конечностей распределялись поровну и выявля-лись примерно у 8 пациентов из 10, у остальных больных одышка являлась основным ощущением при достижении максимально возможного уровня кисло-родного потребления. Таким образом, у пациентов 2-й группы, имевших началь-ные проявления микрососудистых альтераций, по сравнению с больными 1-й группы без наличия ангиопатии, увеличивалось количество случаев развития диспноэ и содружественного возникновения одышки и мышечной усталости на высоте нагрузочного тестирования, что повлекло за собой существенное снижение числа пациентов, не способных к поддержанию необходимой частоты педа-лирования велоэргометра из-за утомления ног. В 3-й группе у больных с развёрнутым поздним диабетическим синдромом структурная картина субъективной симптоматики при достижении максимально возможной мощности нагрузки была идентичной со 2-ой группой. Изучение интенсивности восприятия дис-пноэ и усталости ног по шкале Борга [Borg G., 1985] при достижении максималь-ного уровня мощности нагрузки показало, что у пациентов с ДТСД-1 выражен-ность этой симптоматики достоверно повышалась, по сравнению с представите-лями контрольной группы.

При рассмотрении объективных критериев центральных механизмов лимити-рования ФР при ДТСД-1 в 1-й группе, как и в контрольной группе, толерантность к мышечной работе ограничивалась, главным образом, способностью сер-дечно-сосудистой системы обеспечивать возрастающую доставку кислорода к тканям. Тем не менее, в 1-й группе происходило четырёхкратное увели-чение, по сравнению с контрольной группой, числа лиц с одновременным достижением циркуляторного и вентиляторного пределов, а ФР была редуциро-ванной у более чем половины пациентов. Характерной особенностью структурного спектра центральных механизмов лимитирования максимального потребле-ния кислорода при мышечной деятельности во 2-й группе, явилось существенное снижение относительного числа лиц с изолированным достижением исключительно циркуляторного предела и существенным увеличением числа пациентов, которые при достижении максимально возможной мощности нагрузки сохраня-ли достаточный BR и не выходили за лимит частоты сердечных сокращений, однако сохранённая ФР у данной категории больных определялась только в 4,2% случаев. В 1-й и 2-й группах не отмечено изолированного вентиляционного огра-ничения ФР, но одновременное превышение субмаксимальной HR и выход за пределы дыхательного резерва выявлялось в три раза чаще, чем в контрольной группе. Качественным отличием 3-й группы явилось обнаружение в ней венти- ляционного механизма ограничения ФР, зафиксированного у каждого пятого об-следованного. Это представляется вполне очевидным, поскольку у значительной части больных с развернутыми ПОД определялся рестриктивный вентиляцион-ный дефект. Тем не менее, отнюдь не у всех лиц с наличием ограничительного типа нарушения ФВД удавалось однозначно детектировать снижение дыхатель-ного резерва на максимуме нагрузки, так как у ряда этих пациентов определялся преимущественно гемодинамический механизм ограничения ФР или имело мес-то одновременное возникновение вентиляционного предела и субмаксимальной HR. Кроме того, около трети пациентов 3-й группы не смогли достичь ни венти-ляционного, ни циркуляторного пределов в процессе ВЭМ-тестирования вслед-ствие быстро возникающего чувства усталости или боли в мышцах нижних ко-нечностей.

Следует признать, что снижение толерантности к физической нагрузке у боль-ных СД-1 не представляется возможным объяснить исключительно циркулятор-ными или вентиляционными механизмами. Более того, респираторные факторы, лимитирующие VO2 max при мышечной деятельности, ограничиваются не только сниженной вентиляционной способностью лёгких, но и расстройством прони-цаемости О2 через АКМ, которое было зафиксировано у пациентов с развитием долгосрочных осложнений диабета. У больных СД-1 изолированно диффузионный фактор респираторного ограничения максимального кислородного потреб-ления при мышечной деятельности отмечен не был и определялся только у пациентов с ПОД в сочетании с циркуляторным или вентиляционным механизмом лимитирования ФР.

Наряду с центральными факторами ограничения толерантности к физической нагрузке, у больных ДТСД-1 выявлялись также периферические механизмы, вы-зывавшие снижение VO2 max в процессе мышечной работы. Так, нарушение утилизации кислорода миоцитами вследствие дефекта гликолитических или мито-хондриальных ферментных систем как самостоятельная причина лимитирова-ния ФР зафиксирована исключительно у больных ДТСД-1 без долгосрочных ос-ложнений или их начальными проявлениями. У пациентов с развёрнутыми ПОД данная причина снижения толерантности к нагрузке наблюдалась в комбинации с циркуляторными и вентиляционными расстройствами доставки O2. Прекраще-ние нагрузочного теста в результате преимущественной патологии периферических артерий в 1-й группе не отмечено, а у больных с ПОД данный фактор сниже-ния VO2max встречался практически у каждого пятого обследуемого.

При анализе кислородного статуса в процессе ВЭМ-тестирования у больных ДТСД-1 (см. табл. 8) статистически значимое снижение рО2 и SO2, при достиже-нии анаэробного порога и максимального кислородного потребления, по сравне-нию с контрольной группой, зафиксировано у пациентов с ПОД. При этом дос-товерная десатурация артериализированной капиллярной крови на пике нагрузки во 2-й группе отмечена у каждого десятого больного, а в 3-й группе у трети па-циентов. В этих группах определялось также достоверное снижение артериальной концентрации общего кислорода в процессе нагрузки, по сравнению с конт-рольным уровнем, что было связано не только с нарушением перехода О2 из аль-веол в кровоток, вследствие формирования диабетической пневмопатии у боль-ных с ПОД, но в первую очередь обусловливалось падением общего содержания гемоглобина, являющегося определяющим фактором газотранспортных возмож-ностей крови. Несмотря на преждевременное наступление анаэробного порога у лиц с ДТСД-1 концентрация лактата у них при достижении данного этапа ВЭМ-тестирования не имела достоверных различий с контрольной группой. На пике кислородного потребления, в условиях крайней усталости, содержание молочной кислоты в крови у больных 1-й группы значимо не отличалось от контроль-ного уровня, а во 2-й и 3-й группах анализируемый метаболит оказался сущест-венно ниже, чем у представителей контрольной группы. Более низкая концентра-ция молочной кислоты в крови у больных с ПОД при выполнении максимальной нагрузки свидетельствует о снижении у них метаболической ёмкости глико-лиза.

В процессе осуществления протокола с медленным нарастанием уровня наг-рузки в аэробных условиях выявлена существенная разница в характере утили-зации основных метаболических субстратов (жиры, углеводы) у испытуемых контрольной группы и больных ДТСД-1 (таблица 6 и 9). При ДТСД-1 общая ха-рактеристика утилизации основных метаболических субстратов в процессе аэ-робной нагрузки была стереотипной и выражалась в отсутствии относительного возрастания роли жиров в энергообеспечении мышечной работы в разминочный период, с последующим переключением обмена веществ на подавляющее использование углеводов в продукции энергии для сократительной деятельности миоцитов.

Отличительной чертой здоровых лиц, по сравнению с больными ДТСД-1, при осуществлении протокола ВЭМ с медленно нарастающей мощностью нагрузки, явилась большая способность к использованию СЖК в качестве энергетического источника, это снижало скорость расходования углеводных субстратов, способствуя тем самым сохранению ограниченных запасов мышечного гликогена, что благоприятно сказывалось на состоянии ФР. Повышенный уровень глюкозы кро-ви при диабете может непосредственно угнетать липолиз, а высокая концентра-ция лактата - снижать мобилизацию жирных кислот путём повышения их эсте-рификации в адипозной ткани. У больных СД-1 имеет место преимущественное использование в качестве энергетического источника мышечных сокращений глюкозы крови и гликогеновых запасов миоцитов даже в условиях относительно малой интенсивности нагрузки.

Таблица 9 Показатели динамики утилизации метаболических субстратов в условиях аэробной нагрузки у больных ДТСД-1 (М±у)

Примечание. Достоверные различия с контрольной группой: * - p<0,05; ** - p<0,005;

*** - p<0,001.

Резюмируя результаты настоящей работы можно констатировать, что вслед за нарушением обмена веществ при манифестации сахарного диабета 1-го типа происходит инициация начальных проявлений расстройств газообмена и сниже-ние физической работоспособности вследствие циркуляторно-метаболических причин. Эволюция долгосрочных осложнений диабета в последующем ассоци-ируется с прогрессирующим повреждением всех звеньев системы газотранспор-та, тяжесть которых в значительной степени определяется качеством метаболи-ческого контроля эндокринопатии.

ВЫВОДЫ

1. Метаболический дисбаланс, наблюдаемый при сахарном диабете 1-го типа, ведёт к развитию острых и долгосрочных осложнений, оказывающих существенное влияние на функционирование всех звеньев системы газотранспорта и состо-яние физической работоспособности.

2. Манифестация сахарного диабета 1-го типа характеризуется:

а) повышением расходования энергии, изменением структуры энергообеспе-чения организма, формированием метаболического ацидоза, что сопровождается компенсаторным ростом минутного объёма дыхания, лёгочной гиперинфляцией и гиперкинетическим ответом сердечно-сосудистой системы, наиболее выражен-ным при осложнении заболевания диабетической прекомой;

б) увеличением кислородного транспорта с возникновением потенциальной опасности гипероксической альтерации тканевых структур в условиях развития декомпенсированного кетоацидоза;

в) расстройством "мембранного" компонента диффузионной способности лёгких при сохранённой "гемодинамической " составляющей газообмена.

3. Пневмопатия при сахарном диабете 1-го типа представляет собой проявле-ние долгосрочных осложнений основного заболевания, ранним диагностическим маркером которой является снижение проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны, с последующим формированием рестриктивного вентиляционного дефекта. Обструктивный паттерн нарушения механики внешнего дыхания при сахарном диабете 1-го типа не характерен. Это обусловлено повышением элас-тической ретракционной способности лёгких, ведущей к сохранению достаточного просвета дыхательных путей, что обеспечивает приемлемый уровень объ-ёмной скорости изгнания воздуха.

4. У больных длительно текущим сахарным диабетом 1-го типа, при отсутст-вии клинически выявляемых микрососудистых осложнений, изменений структуры общей ёмкости лёгких и расстройств газообмена не происходит. Од-нако формирование развёрнутого позднего диабетического синдрома сопровож-дается развитием рестриктивного типа нарушения функции внешнего дыхания с прогрессирующим снижением диффузионной способности, вследствие сокраще-ния активно функционирующего объёма лёгких и возникновения регионарных несоотвествий между альвеолярной вентиляцией и капиллярным кровотоком.

5. При хронической почечной недостаточности на фоне диабетической нефро-патии наблюдается наибольшая степень альтерации функции респираторной системы в результате редукции лёгочных объёмов и расстройств "мембранного" и "гемодинамического" компонентов газообмена.

6. Превалирование анаэробных метаболических процессов в тканях организма больных сахарным диабетом 1-го типа детектируется уже при его манифестации и в дебюте развития долгосрочных осложнений. Это вызвано нарушением микроциркуляции, ведущим к возникновению дисбаланса между потребностью тканей в кислороде и реальной доставкой последнего, при потенциально доста-точном уровне поступления О2 из лёгких и его транспорта кровью. Сахарный диабет 1-го типа с развёрнутыми клиническими проявлениями поздних микросо-судистых осложнений ассоциируется с уменьшением переноса О2 к клеточным структурам, что связано как с расстройством системы внешнего дыхания, так и с нарушением его доставки, вызываемой падением концентрации гемоглобина, уровень которого в значительной мере определяет кислородную ёмкость крови.

7. У больных c впервые выявленным сахарным диабетом 1-го типа при манифестации эндокринопатии имеет место существенное снижение толерант-ности к физической нагрузке, выраженное в наибольшей степени у пациентов с началом заболевания, сопровождающемся декомпенсированным кетоацидозом. Достижение компенсации диабета у данной категории больных характеризуется позитивными сдвигами в состоянии физической работоспособности, вместе с тем параметры, отражающие кислородное обеспечение организма в процессе мышечной деятельности, остаются у значительной части лиц существенно ниже должного уровня.

8. Превалирующее значение в редукции толерантности к физической нагрузке при впервые выявленном сахарном диабете 1-го типа имеют циркуляторно-мета-болические механизмы лимитирования максимального кислородного потребления, с ранним достижением анаэробного порога, что ведёт к увеличению роли безкислородных биоэнергетических процессов в обеспечении мышечных сокра-щений.

9. При длительно текущем сахарном диабете 1-го типа выявлено достоверное падение физической работоспособности, обусловленное центральными (гемоди-намика, вентиляция, газообмен) и периферическими (микроциркуляция, мышеч-ный метаболизм) механизмами её ограничения. Респираторный механизм падения толерантности к физической нагрузке у больных без долгосрочных ослож-нений диабета проявляется снижением газообменной эффективности вентиля-ции, а у пациентов с развитием диабетической пневмопатии исчерпанием дыха-тельного резерва и нарушением оксигенации крови.

10. Характер и интенсивность субъективной симптоматики при максимальной нагрузке определяется наличием и степенью выраженности осложнений сахар-ного диабета. Перцепция локальной мышечной усталости в сочетании с диспноэ является основным симптомокомплексом, ограничивающим физическую работоспособность при сахарном диабете 1-го типа. При этом у пациентов с впервые выявленным и длительно текущим сахарным диабетом 1-го типа без поздних осложнений заболевания превалирует восприятие мышечной усталости, а у лиц с поздними осложнениями диабета при развитии рестриктивного вентиляционного дефекта и существенном снижении диффузионной способности лёгких в ограничении толерантности к физической нагрузке приобретает ведущее значение диспноэ.

11. При сахарном диабете 1-го типа установлена редуцированная способность мышечной ткани метаболизму жиров в процессе аэробной фазы велоэргоспиро-метрического тестирования, с ускоренным темпом утилизации углеводов, что вызывает преждевременное развитие порога анаэробного метаболизма и сниже-ние толерантности к физической нагрузке.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При осложнении сахарного диабета 1-го типа декомпенсированным кето-ацидозом, необходимо динамическое протоколирование и интерпретация кисло-родного статуса с позиций концепции "The Deep Picture", кислотно-основного

состояния артериальной крови, что позволяет документально обосновывать осу-ществление респираторной поддержки и коррекцию метаболических нарушений.

У пациентов с диабетической кетоацидотической комой (без проявлений респи-раторного дистресс-синдрома и лёгочной патологии) выявляется приемлемое поступление кислорода в артериальное русло с потенциально избыточной его доставкой и высвобождением на периферии, что не даёт оснований для облигат-ного назначения респираторной О2-поддержки при этом ургентном состоянии.

2. Эргоспирометрическое тестирование должно шире использоваться в прак-тической деятельности эндокринологических отделений с целью объективной оценки физической работоспособности и рационального трудоустройства лиц с сахарным диабетом 1-го типа. Больные сахарным диабетом 1-го типа без клини-ческих проявлений осложнений эндокринопатии, несмотря на ограниченную то-лерантность к мышечной деятельности, способны к продолжительной физичес-кой нагрузке на протяжении 8-часового рабочего дня. Пациенты с развёрнутыми проявлениями долгосрочных осложнений заболевания (исключая нефропатию в стадии уремии) в состоянии выполнять профессиональные задачи, без ощутимо-го дискомфорта, если для их решения не требуется более 40 % от должного мак-симального кислородного потребления.

3. Важную роль в снижении устойчивости к физической работе у пациентов, страдающих сахарным диабетом 1-го типа, играет нарушенная способность мышечной ткани к утилизации кислорода, что наряду с дефектами активности окис-лительных ферментных систем и расстройствами микроциркуляции, может быть обусловлено и общей детренированностью данной категории больных. В связи с этим становится актуальным внедрение научно обоснованных программ по физической реабилитации пациентов с сахарным диабетом 1-го типа в структуру комплекса мероприятий по предупреждению развития и прогрессирования мик- рососудистых повреждений.

4. Осуществление велоэргоспирометрии для оценки состояния физической работоспособности больных сахарным диабетом 1-го типа необходимо планиро-вать при достижении удовлетворительного метаболического контроля заболевания, во второй половине дня, через 2 часа после обеда и отдыха (в 15-16 часов). Приемлемыми границами гликемии перед проведением стандартного нагрузочного протокола является уровень глюкозы крови от 6,5 до 11,0 ммоль/л, при этом инсулин целесообразно вводить в течение дня в область живота (для пре-дупреждение развития гипогликемии во время и после велоэргоспирометрии), по завершении нагрузочного тестирования должен следовать приём пищи (полдник).

5. На основании полученных данных разработан алгоритм верификации ос-новных механизмов лимитирования физической работоспособности у больных сахарным диабетом 1-го типа, который может быть представлен в следующем виде:

VO2 max act < 81 % VO2 max pred

AT<40% VO2 max pred

v

36% < < BR > < 36 %

1. Гемодинамический тип: 3. Респираторно-метаболический тип:

1.1. Центральный циркуляторный механизм: Bf max>40/min, VDmax/VTmax>0,21, (циркуляторно-метаболический) ДSO2 <-4 %, ДpO2< 5 mm Hg.

VO2 max/HRmax< 81% pred, 4. Смешанный тип:

HRmax> 85 % HRmax pred, 4.1. Циркуляторно-респираторный

HRR<10/min, 4.2. Циркуляторно-мышечный:

dVO2/dW<9ml/min/watt. 4.2.1. Сочетание механизмов 1.1. и 2

1.2. Периферический циркуляторный механизм: 4.2.2. Сочетание механизмов 1.2. и 2 (патология периферических артерий)

Боль в нижних конечностях

dVO2 max/dW<9ml/min/watt,

^ Psys, Pdia.

1.3. Сочетание механизмов 1.1. и 1.2.

2. Мышечный тип:

RQ>1,5, ^ Lactat.

6. По результатам проведённого исследования предложена классификация наиболее часто встречающихся типов лимитирования максимального кислород-ного потребления при сахарном диабете 1-го типа:

1. Гемодинамический тип:

1.1. Центральный циркуляторный механизм снижения VO2 max вследствие диабетической кардиопатии;

1.2. Периферический циркуляторный механизм редукции VO2 max, обусловленный патологией периферических артерий.

1.3. Сочетание механизмов 1.1. и 1.2.

2. Мышечный тип снижения VO2 max в результате нарушения утилизации кислорода миоцитами.

3. Респираторно-метаболический тип редукции VO2 max вследствие ком бинации вентиляционно-диффузионных и метаболических механизмов ограничения физической работоспособности.

4. Смешанный тип:

4.1. Циркуляторно-респираторный

4.2. Циркуляторно-мышечный:

4.2.1. Сочетание механизмов 1.1. и 2

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Соколов Е.И., Демидов Ю.И., Попкова А.М. Состояние респираторной сис-темы у больных сахарным диабетом // Материалы научной сессии, посвящённой 50-летию РАМН. - М., 1994. - с. 66.

2. Демидов Ю.И., Попкова А.М., Серов В.В. Сравнительная оценка респира-торной системы у лиц с впервые выявленным и длительно текущим инсулинза-висимым диабетом // Материалы 10-го национального конгресса по болезням органов дыхания. - СПб, 2000. - с. 312.

3. Демидов Ю.И., Горбачёва О.И., Ежова А.Н. Оценка состояния функции внешнего дыхания у лиц с впервые выявленным сахарным диабетом 1-го типа // Новые технологии в медицине / Материалы XXIII межвузовской научной конфе-ренции молодых учёных. - М., 2001.- с. 57.

4. Демидов Ю.И., Горбачёва О.И., Ежова А.Н. Состояние механики внешнего дыхания, газообмена и физической работоспособности у некурящих лиц с впер-вые выявленным и длительно текущим инсулинзависимым диабетом // Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины / Материалы II конферен-ции молодых учёных России с международным участием. - М., 2001. - с. 397.

5. Демидов Ю.И., Горбачёва О.И. Функциональное состояние лёгочной систе-мы при сахарном диабете 1-го типа, осложнённого нефропатией // Материалы II Российского диабетологического конгресса. - М., 2002.- с. 201.

6. Демидов Ю.И. Механика внешнего дыхания и газообмен при сахарном диа-бете 1-го типа, осложненного клинической нефропатией // Материалы 12 нацио-нального конгресса по болезням органов дыхания. - М., 2002. - с. 321.

7. Соколов Е.И., Демидов Ю.И., Зыков К.А. Газообмен и общий метаболизм у больных инсулинзависимым сахарным диабетом, осложнённым кетоацидо-зом // Пульмонология. - 2002.- № 4. - с. 50 - 54.

8. Демидов Ю.И., Горбачёва О.И. Система газотранспорта у больных сахар-ным диабетом 1-го типа, осложнённого нефропатией в стадии уремии // Материалы Х Российского национального конгресса "Человек и лекарство". - М., 2003. - - с. 167.

9. Демидов Ю.И.,Чачиашвили М.В. Физическая работоспособность и метабо-лический контроль сахарного диабета 1-го типа // Материалы Х Российского на-ционального конгресса "Человек и лекарство". - М., 2003. - с. 434.

10. Демидов Ю.И. Механика внешнего дыхания и газообмен у молодых боль-ных сахарным диабетом 1-го типа // Научные труды IV международной конфе-ренции "Здоровье и образование в XXI веке".- М., 2003. - с. 200 - 201.

11. Демидов Ю.И. Кислородный статус, утилизация метаболических субстра-тов и вентиляция лёгких у больных впервые выявленным сахарным диабетом 1-го типа, осложненного кетоацидозом // Материалы конференции "Актуальные проблемы пульмонологии". - М., 2004. - с. 35 - 39.