ЗНАЧЕНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В ТЕРАПИИ САХАРНОГО ДИАБЕТА

Значение и проблемы физической активности в терапии сахарного диабета.

Олейник Д.С., Макишева Р.Т.

Материалы II всероссийской междисциплинарной конференции студентов, молодых ученых и преподавателей. «Мотивационные аспекты физической активности»: 01 марта 2019 г. Великий Новгород / отв. редактор, к.м.н., доцент КНФ, Р. Я. Власенко; НовГУ им. Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2019 –96 с.

Уже более сотни лет физическая активность (ФА) рассматривается как один из краеугольных камней в лечении сахарного диабета (СД) наряду с питанием и лекарствами. Мышцы участвуют в углеводном обмене благодаря гликогенолизу и глюконеогенезу — образованию глюкозы из аминокислот мышц. Адаптация к хроническому дефициту энергии, с которым сопряжен СД,  частично компенсируется за счет катаболизма мышечной массы. Поэтому питание и ФА тесно взаимосвязаны в сохранении запасов белка и гликогена в мышцах.

Основная цель настоящего обзора состояла в обобщении результатов, полученных в опубликованной литературе, того как физические упражнения способны улучшить метаболизм в организме больных СД и того, какие при этом возникают ограничения и проблемы.

Для поиска в базе данных Pubmed проводился запрос по ключевым словам «сахарный диабет», «упражнение» «физическая активность».

Согласно статистике 2016 Национального здравоохранения США, 44,9% пожилых людей в возрасте от 65 до 74 лет при опросе отрицают ФА. Люди проводят 8-13 часов в сутки в сидячем положении.  Положение «сидя» более 3 часов непрерывно неблагоприятно сказывается на выживаемости. Переход от умеренной и интенсивной ФА к сидячему образу жизни на 14 дней приводило к потере мышечной массы в среднем на 0,36 кг, безжировая масса ног в среднем на 0.21 кг, увеличению жировых отложений, особенно в области живота.

Люди, которые регулярно занимаются умеренной ФА имеют на 20-30% ниже риск преждевременной смерти по сравнению с неактивными людьми. На каждые дополнительные 30 минут легких упражнений в день, риск смертности от всех причин снизился на 17%.  Даже 1 минута упражнений высокой интенсивности ассоциируется с лучшим здоровьем костей у женщин. 60 и 120 секунд высокой интенсивности каждый день улучшали здоровье костей на 4%, чем  у женщин, которые были заняты ФА меньше минуты. У женщин, которые делали интенсивные упражнения больше  2 минут  на 6% улучшалось здоровье костей. Короткие фрагменты высокой интенсивности являются более полезными для здоровья костей, чем длительные непрерывные периоды. Даже несколько минут низкоинтенсивной ФА может существенно снизить риск смертности среди пожилых мужчин.

В настоящее время значение ФА актуализовано в связи с распространением прогрессирующей потери мышечной массы (саркопении), охватывающей около 30% среди лиц пожилого возраста, которая рассматривается как фактор риска СД. Диагностика саркопении требует оценки мышечной массы, мышечной силы и физической работоспособности у пожилых пациентов, у малоподвижных пациентов молодого возраста. Величина снижения мышечной массы прямо коррелирует с тяжестью полиорганных нарушений. При потере от 5% до 10% массы мышц отмечается нарушение функции одного органа, от 10% до 20% — двух или трех органов, свыше 20% мышечной массы — четырех органов. Но этот процесс обратимый, если человек занимается ФА. Показано, что силовые тренировки пожилых людей, проводившиеся в течение 6 месяцев, частично восстановили спектр мРНК, синтезируемых миофибриллами, до состояния, характерного для 30-летних. Для профилактики и лечения саркопении необходимо увеличить потребление белка до 1,2–1,5 г на кг массы тела в сутки, но для его усвоения  мышцами необходима ФА [7].

Улучшение гликемического контроля на фоне регулярной ФА. продемонстрирована в ряде исследований [20]. Преимущества сочетания аэробных упражнений средней интенсивности с тренировкой сопротивления для улучшения гликемического контроля и чувствительности к инсулину у людей с диабетом хорошо документированы [15]. Сокращение времени в непрерывном положении сидя до 21 минут в день приводило к небольшому снижению сахара в крови натощак и улучшению показателей АД, холестерина и липидного обмена. При этом удалось сохранить мышечную массу ног, в то время как в контрольной группе (которые не уменьшили непрерывного времени сидя) она снизилась на 0,5%. Показано, что комбинированная тренировка влияет в большей степени, чем отдельные формы упражнений [16]. В одном из исследований был поставлен вопрос: может ли изменение образа жизни (lifestyle) уменьшить использование лекарств у пациентов с диабетом [10].  Интервенция по образу жизни включала 5-6 еженедельных аэробных тренировок (продолжительность 30-60 минут), из которых 2-3 сеанса сочетались с тренировкой на сопротивление. Участники lifestyle получили диетические планы, направленные на индекс массы тела 25 или менее. Наблюдение проводили в течение 12 месяцев. Средний уровень гликированного гемоглобина изменился с 6,65% до 6,34% в группе lifestyle и с 6,74% до 6,66% в стандартной группе ухода. Снижение уровня сахароснижающих препаратов произошло у 73,5% участников в группе lifestyle и у 26,4% в группе стандартного ухода. Но в группе lifestyle было 32 неблагоприятных события (наиболее часто мышечно-скелетная боль или дискомфорт и слабая гипогликемия) и 5 в стандартной группе. Обратим внимание на то, что диетический компонент был не адекватен нагрузке, исследования этого вопроса также стали предметом пристального внимания в настоящем обзоре.

СД тесно связан с сердечной недостаточностью (СН): у пациентов с СД повышен риск развития СН, а у пациентов с СН повышен риск развития СД [17]. ФА считается полезной в отношении гликемического контроля, диабет – ассоциированных сопутствующих заболеваний и сердечно-сосудистых факторы без риска увеличения неблагоприятных событий [4].

Икроножные мышцы считают мышечной сосудистой помпой, которая обеспечивает циркуляцию крови благодаря обычной ходьбе. Выполнение структурированных упражнений способствует улучшению кровообращения организма, способности ходить у людей с ограниченными возможностями, например, при заболеваниях периферических артерий или венозной недостаточности. Показано, что упражнения улучшают острое заживление ран у диабетических мышей и здоровых пожилых людей, но нет достаточных доказательств, подтверждающих их целебную эффективность на ишемические язвы, венозные гнойники ног и язвы диабетической стопы [5]. Заметим, что хронические, длительно незаживающие раны предопределены длительной белковой задолженностью организма, что следует учитывать при составлении комплекса ФА у больных СД.

Вместе с тем, чрезвычайное увеличение ФА у лиц с ожирением всех возрастов может стать причиной неишемической дилатационной кардиомиопатиия [3], которая является отражением саркопении сердца и для которой характерно расширение камер сердца и нарушение сокращения левого желудочка с нормальной толщиной стенки. Расширение камер сердца происходит при чрезвычайном увеличении объема крови и является некоронарогенным повреждением миокарда. Это третья по частоте причина сердечной недостаточности.

Повреждение мышечных тканей производит целый каскад метаболических событий, который похож на острофазовую реакцию. Тем не менее, процесс заживления раненых мышц остаётся без изменений. Это свидетельство высокого биологического приоритета процессов заживления, стимулируемых болью. Боль подаёт сигнал, куда нужно устремлять внимание обмена веществ.

Ослабление окислительного метаболизма икроножных мышц уменьшает функциональные возможности и нарушает походку, повышая риск падения и нарушение равновесия у пациентов с СД и  особенно пациентов с диабетической полинейропатией (ДПН), поскольку их падения могут приводить к переломам костей, плохо заживляющим ранам и хроническим инфекциям, повышая риск ампутации. Они могут улучшить их кардиореспираторную функцию и частично обратить некоторые из симптомов ДПН [15].

Исследования показали, что увеличение потребления белка с пищей  (до 1,6 г белка на кг) могут повысить мышечную массу при выполнении упражнений на сопротивление. Это было продемонстрировано даже у очень старых мужчин и женщин. Употребление белка способствовало увеличению силы и мышечной массы по сравнению с применением плацебо [2]. Упражнения на сопротивление более эффективны в увеличении максимального потребления кислорода, но нет никакой разницы в контроле уровней гликемии и липидов между этими двумя типами упражнений [13]. Упражнения на выносливость увеличивают окисление незаменимых аминокислот и повышают потребность в пищевом белке. В то время как тренировки сопротивления приводят к уменьшению экскреции азота, снижению потребности в пищевом белке.

Проблемы выполнения необходимого объема ФА заключаются в дефиците времени, питания и информации.

Связь инсулина с мышечными клетками позволяет ослабить его повреждающее влияние на ткани в условиях избыточного воздействия. Особенно тяжело переносят ФА пациенты с хронической передозировкой инсулина и секретагогов [1]. Однако, другая сторона повышения чувствительности к инсулину при ФА связана с гипогликемией. Отмечено, что несмотря на рекомендации, семьи в педиатрической популяции сталкиваются с особыми препятствиями в ФА, в том числе и страх гипогликеми [18].

Индивидуальное консультирование пациентов СД с подбором программ упражнений на основе диагностики мышечного благополучия показывает высокую эффективность у пожилых людей [11], беременных женщин [8].

Хотя никакая ФА не может остановить биологическое старение, есть доказательства того, что регулярные физические упражнения могут свести к минимуму её физиологические эффекты. Есть значительные психологические и когнитивные преимущества, получаемые от регулярных упражнений у пожилых людей. В идеале, упражнение для пожилых людей должны включать аэробные упражнения, упражнения на укрепление мышц и упражнения на гибкость[19].

Интенсификация нагрузки рекомендуется с учётом выше перечисленых ограничений и может включать: десять спринтов  (крутить педали на максимально возможном уровнь усилий) по одной минуте на стационарном велотренажере с одной минутой отдыха между ними, три раза в неделю, так же хороши для улучшения мышц, как часы менее напряженных обычных долгосрочных велосипедных нагрузок. Показано, что три раза в неделю, всего 3 минуты в неделю интенсивного педалирования, и 6 минут с мягким педалированием. 3 минуты спринта в неделю может улучшить чувствительность к инсулину на 24%. Такие упражнения вовлекают 80% мышц тела, по сравнению с <40% во время умеренного бега или езды на велосипеде. Не только мышцы ног, но и мышцы верхней части тела, таких как руки и плечи [14].

Длительные периоды ФА минимальной интенсивности (стоя и гуляя) улучшает действие инсулина и липидов плазмы лучше, чем более короткие периоды умеренной тренировки  от умеренной до энергичной ФА (езда на велосипеде) у сидячих людей при сопоставимых энергетических затратах.  Один час ежедневных физических упражнений не может компенсировать отрицательное влияние бездействия на уровень инсулина и липидов в плазме, если остаток дня проводится сидя [9].

Результаты по интенсивности участия показывают, что количество дней, в течение которых люди практиковались с умеренной интенсивностью за неделю до интервью, оказывает значительное и положительное влияние на качество жизни, в то время как количество дней с интенсивной ФА оказывает значительное и негативное влияние [19].

Список литературы

1. Олейник Д.С., Макишева Р.Т. Анализ жалоб, анамнеза, биохимических показателей и сахароснижающей терапии у пациентов с гипогликемией В сборнике: Научное сообщество студентов сборник материалов VII Международной студенческой научно-практической конференции. 2016. С. 39-41. https://interactive-plus.ru/e-articles/246/Action246-17424.pdf
2. Abdelhafiz AH, Sinclair AJ. Diabetes, Nutrition, and Exercise. Clin Geriatr Med. 2015 Aug;31 (3):439-51. doi: 10.1016/j.cger.2015.04.011. Epub 2015 May 27.
3. Bazzano LA, Belame SN, Patel DA, Chen W, Srinivasan S, McIlwain E, Berenson GS. Obesity and left ventricular dilatation in young adulthood: the Bogalusa Heart Study. Clin Cardiol. 2011 Mar;34 (3):153-9. doi: 10.1002/clc.20896.
4. Bohn B, Herbst A, Pfeifer M, Krakow D, Zimny S, Kopp F, Melmer A, Steinacker JM, Holl RW; DPV Initiative. Impact of Physical Activity on Glycemic Control and Prevalence of Cardiovascular Risk Factors in Adults With Type 1 Diabetes: A Cross-sectional Multicenter Study of 18,028 Patients. Diabetes Care. 2015 Aug;38 (8):1536-43. doi: 10.2337/dc15-0030. Epub 2015 May 26.
5. Bolton L. Exercise and Chronic Wound Healing. Wounds. 2019 Feb;31 (2):65-67.
6. Chen L, Pei JH, Kuang J, Chen HM, Chen Z, Li ZW, Yang HZ. Effect of lifestyle intervention in patients with type 2 diabetes: a meta-analysis. Metabolism. 2015 Feb;64 (2):338-47. doi: 10.1016/j.metabol.2014.10.018. Epub 2014 Oct 23.
7. Coen PM, Musci RV, Hinkley JM, Miller BF. Mitochondria as a Target for Mitigating Sarcopenia. Front Physiol. 2019 Jan 10;9:1883. doi: 10.3389/fphys.2018.01883. eCollection 2018
8. Di Biase N, Balducci S, Lencioni C, Bertolotto A, Tumminia A, Dodesini AR, Pintaudi B, Marcone T, Vitacolonna E, Napoli A. Review of general suggestions on physical activity to prevent and treat gestational and pre-existing diabetes during pregnancy and in postpartum. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2019 Feb;29 (2):115-126. doi: 10.1016/j.numecd.2018.10.013. Epub 2018 Nov 8.
9. Duvivier B M. F. M., Schaper N C., Bremers M A, G van Crombrugge, Menheere P P. C. A., Kars M, H H. C. M. Savelberg Minimal Intensity Physical Activity (Standing and Walking) of Longer Duration Improves Insulin Action and Plasma Lipids More than Shorter Periods of Moderate to Vigorous Exercise (Cycling) in Sedentary Subjects When Energy Expenditure Is Comparable.//Published: February 13, 2013 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0055542
10. Johansen MY, MacDonald CS, Hansen KB, Karstoft K, Christensen R, Pedersen M, Hansen LS, Zacho M, Wedell-Neergaard AS, Nielsen ST, Iepsen UW, Langberg H, Vaag AA, Pedersen BK, Ried-Larsen M. Effect of an Intensive Lifestyle Intervention on Glycemic Control in Patients With Type 2 Diabetes: A Randomized Clinical Trial. //JAMA. 2017 Aug 15;318 (7):637-646. doi: 10.1001/jama.2017.10169
11. Lucertini F, Ferri Marini C, Sisti D, Stocchi V, Federici A, Gregorio F, Piangerelli D, Chiatti C, Cherubini A, Boemi M, Romagnoli F, Cucchi M, D'Angelo F, Luconi MP, Bonfigli AR. Discontinuously supervised aerobic training vs. physical activity promotion in the self-management of type 2 diabetes in older Italian patients: design and methods of the 'TRIPL-A' randomized controlled trial. BMC Geriatr. 2019 Jan 11;19 (1):11. doi: 10.1186/s12877-018-1022-x.
12. Martone, A. M., Marzetti, E., Calvani, R., Picca, A., Tosato, M., Santoro, L., Di Giorgio, A., Nesci, A., Sisto, A., Santoliquido, A., … Landi, F. (2017). Exercise and Protein Intake: A Synergistic Approach against Sarcopenia. BioMed research international, 2017, 2672435.
13. Nery C, Moraes SRA, Novaes KA, Bezerra MA, Silveira PVC, Lemos A. Effectiveness of resistance exercise compared to aerobic exercise without insulin therapy in patients with type 2 diabetes mellitus: a meta-analysis.//Braz J Phys Ther. 2017 Nov — Dec;21 (6):400-415. doi: 10.1016/j.bjpt.2017.06.004. Epub 2017 Jul 5. Review.
14. Paddock C How To Get Fit With 3 Minutes Of Exercise A Week: BBC Doc Tries «HIT» https://www.medicalnewstoday.com/articles/242498.php
15. Parasoglou P, Rao S, Slade JM. Declining Skeletal Muscle Function in Diabetic Peripheral Neuropathy. Clin Ther. 2017 Jun;39 (6):1085—1103. doi: 10.1016/j.clinthera.2017.05.001. Epub 2017 May 30.
16. Röhling M, Herder C, Roden M, Stemper T, Müssig K. Effects of Long-Term Exercise Interventions on Glycaemic Control in Type 1 and Type 2 Diabetes: a Systematic Review. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2016 Sep;124 (8):487-494. Epub 2016 Jul 20
17. Rosano GM1, Vitale C2, Seferovic P3. Heart Failure in Patients with Diabetes Mellitus. Card Fail Rev. 2017 Apr;3 (1):52-55. doi: 10.15420/cfr.2016:20:2.
18. Tully C, Aronow L, Mackey E, Streisand R. Physical Activity in Youth With Type 1 Diabetes: a Review. Curr Diab Rep. 2016 Sep;16 (9):85. doi: 10.1007/s11892-016-0779-6.
19. Wicker P Frick B The relationship between intensity and duration of physical activity and subjective well-being.//European Journal of Public Health, Volume 25, Issue 5, 1 October 2015, Pages 868–872, https://doi.org/10.1093/eurpub/ckv131
20. Zanuso S, Sacchetti M, Sundberg CJ, Orlando G, Benvenuti P, Balducci S. Exercise in type 2 diabetes: genetic, metabolic and neuromuscular adaptations. A review of the evidence. Br J Sports Med. 2017 Nov;51 (21):1533—1538. doi: 10.1136/bjsports-2016-096724. Epub 2017 May 13.

В сборнике «Мотивационные аспекты физической активности: Материалы II всероссийской междисциплинарной конференции студентов, молодых ученых и преподавателей.» 01 марта 2019 г. Великий Новгород / отв. редактор, к.м.н., доцент КНФ, Р. Я. Власенко; НовГУ им. Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2019. –71-77