Введение
По данным ВОЗ, около 60% всех случаев смерти обусловлено неинфекционными, в основном сердечно-сосудистыми, заболеваниями. Столь высокий показатель является следствием нерационального питания и снижения уровня физической активности (ФА) [1].Так, по данным исследования US Surgeon General, более 50% взрослого населения США не придерживаются рекомендации по ежедневной 30-минутной физической нагрузке (ФН), а 25% и вовсе ведут малоподвижный образ жизни [2, 3]. По данным Национальной программы проверки здоровья и питания (The National Health and Nutrition Examination Survey), у 38% больных сахарным диабетом 2 типа (СД 2 типа) уровень ФА меньше рекомендованного объема, а 36% целенаправленно не выполняют регулярные физические упражнения [2, 3].
В настоящее время имеется большое количество данных о том, что ФА очень полезна что не только больным с ожирением и СД 2 типа, но и пациентам с сахарным диабетом 1 типа (СД 1 типа) [4]. По данным ряда авторов, регулярная ФА способствует улучшению как состояния углеводного обмена, так и качества жизни [5–8]. Однако, несмотря на очевидные преимущества активного образа жизни и положительного влияния ФН на состояние здоровья, многие больные СД сознательно отказываются от дополнительной ФА из-за высокого риска развития гипогликемии [9, 10].
С увеличением количества пациентов с СД, которые находятся на инсулинотерапии с помощью инсулиновой помпы, остро встал вопрос о способах профилактики гипогликемических реакций в ответ на ФА различной интенсивности. Несмотря на очевидную необходимость практических рекомендаций, эксперты до сих пор расходятся во мнении касательно времени, длительности и выраженности снижения базальной скорости подачи инсулина [4, 11–15].
Особенности различных видов физических нагрузок
ФН могут привести к значительным колебаниям уровня глюкозы крови, что необходимо учитывать при коррекции инсулинотерапии. Механизм энергообеспечения, использующийся в конкретном физическом упражнении, а также его длительность и интенсивность оказывают существенное влияние на тактику ведения [16]. По механизму энергообеспечения ФН разделяются на аэробные и анаэробные.Аэробные физические нагрузки
Аэробные ФН включают в себя упражнения легкой или умеренной интенсивности, которые могут выполняться в течение длительного времени [16]. При аэробном механизме ресинтез АТФ происходит при участии кислорода путем окислительного фосфорилирования углеводов и липидов в митохондриях [17]. Важно, что липиды являются наиболее энергетически выгодным субстратом, т. к. в ходе их окисления синтезируется в 2 раза больше АТФ, чем при окислении углеводов [18]. По мере увеличения уровня тренированности в организме начинают преобладать мышечные волокна типа I (рис. 1), содержащие большое количество митохондрий. Это, в свою очередь, способствует ускорению вступления жирных кислот в реакцию синтеза АТФ и, как следствие, увеличению использования жиров в качестве основного энергетического субстрата [17].Анаэробные физические нагрузки
Для анаэробных ФН характерны небольшая продолжительность и высокая интенсивность [16]. Энергообеспечение в этом случае происходит за счет анаэробного гликолиза, а также утилизации внутримышечных запасов АТФ и креатинфосфата (КФ). По мере увеличения уровня тренированности в организме повышается содержание мышечных волокон типа II, для которых характерно высокое содержание АТФ, КФ, внутримышечного фосфагена и гликогена [17].
Основные виды аэробных и анаэробных ФН представлены в таблице 1 [19].
Особенности углеводного обмена при физической нагрузке
Основные изменения гомеостаза глюкозы во время ФН наглядно представлены на рисунке 2. Как видно из представленной схемы, на фоне ФН усиливается кровоснабжение и повышается чувствительность тканей к инсулину. Подобные изменения у пациентов с СД могут приводить к снижению уровня глюкозы крови, что требует применения ряда мер по профилактике гипогликемии [16].При анаэробной ФН значительно увеличивается выброс контринсулярных гормонов, что у здорового человека приводит к кратковременному повышению уровня глюкозы крови. В дальнейшем благодаря регуляторным механизмам уровень гликемии возвращается к исходному (рис. 3). У больных СД подобные изменения могут приводить к выраженному повышению уровня глюкозы в крови, что требует дальнейшей коррекции [16, 20, 21].
Общие рекомендации по физической активности для пациентов с сахарным диабетом
Согласно рекомендациям Российской ассоциации эндокринологов, оптимальной для пациентов с СД является регулярная ФН продолжительностью не менее 30 мин, предпочтительно ежедневно, но не менее 150 мин в неделю [22]. Во избежание неблагоприятных последствий рекомендуется начинать с ФН легкой/умеренной интенсивности с постепенным увеличением ее длительности и интенсивности [23]. При этом под интенсивностью следует понимать величину усилий, необходимых для осуществления какого-либо вида ФА (табл. 2) [20].Максимальная частота сердечных сокращений (ЧСС) рассчитывается на основании возраста пациента по следующей формуле [24]: ЧСС max = 220 — возраст.
При этом для определения тренировочной ЧСС для достижения необходимой интенсивности ФН используется формула Карвонена [24]:
ЧССтрен. = (ЧССmax — ЧСС в покое) х интенсивность,%) + ЧСС в покое
Для пациентов с СД существует ряд противопоказаний к проведению ФН, которые необходимо учитывать. К ним относят следующие состояния [22]:
уровень гликемии >13 ммоль/л в сочетании с ацетонурией или > 16 ммоль/л, даже без ацетонурии;
гемофтальм, отслойка сетчатки, первые полгода после лазерной коагуляции сетчатки;
препролиферативная (при ФА с резким повышением АД, бокс, ФА высокой интенсивности и продолжительности) и пролиферативная ретинопатия (то же, плюс бег, поднятие тяжестей, аэробика и т. д.);
неконтролируемая АГ;
ИБС (по согласованию с кардиологом).
При этом важно отметить, что в данном случае речь не идет о бытовой ФА.
При наличии у пациента диабетической ретинопатии перед проведением ФН умеренной/высокой интенсивности рекомендован осмотр офтальмолога [25].
ФН с осторожностью рекомендованы в следующих случаях [22]:
виды спорта, при которых трудно купировать гипогликемию (подводное плавание, дельтапланеризм, серфинг и т. п.);
нарушение распознавания гипогликемии;
дистальная нейропатия с потерей чувствительности и вегетативная нейропатия (ортостатическая гипотония);
нефропатия (нежелательное повышение АД);
непролиферативная ретинопатия.
Всем пациентам с СД вне зависимости от способа подачи инсулина рекомендован контроль гликемии до и после ФА. Дополнительный самоконтроль рекомендовано проводить при длительной ФА каждые 1–2 ч, а также при возникновении симптомов гипогликемии. При уровне глюкозы в крови <5,0 ммоль/л рекомендован дополнительный прием 1–2 ХЕ быстроусвояемых углеводов, а при гликемии 5,1–7,0 ммоль/л — медленноусвояемых углеводов. Каждому пациенту рекомендовано иметь при себе углеводы в большем количестве, чем обычно: при кратковременной ФА — не менее 4 ХЕ, при длительной — не менее 10 ХЕ [22].
Коррекция помповой инсулинотерапии на аэробную физическую нагрузку
Несмотря на большое количество исследований, посвященных особенностям коррекции инсулинотерапии на ФН, все рекомендации до сих пор носят лишь общий характер [25]. Как правило, в случае инсулинотерапии посредством шприц-ручек специалисты рекомендуют либо прием дополнительного количества углеводов [20], либо снижение дозы инсулина перед приемом пищи [26]. Особенностью инсулиновой помпы является то, что дозу циркулирующего в организме инсулина можно уменьшить путем снижения базальной скорости подачи инсулина [4, 12], при условии, что ФН возникает вне приема пищи, либо базального и болюсного режимов, когда ФА имеет место в течение 60–180 мин после еды [21].На сегодняшний день проведен ряд исследований по различным способам коррекции базальной скорости подачи инсулина в ответ на аэробную ФН умеренной интенсивности [4, 12, 15, 21].
Так, в исследовании S. Franc et al. было показано, что снижение базальной скорости подачи инсулина на 80% от исходного в течение 30-минутной аэробной ФН и в последующие 2 ч позволяло эффективнее снизить количество гипогликемических состояний в сравнении с 50% снижением [4]. Данный метод, по утверждению авторов, является промежуточным решением между 50% снижением до и во время ФН, предложенным рядом авторов [12, 27, 28], и остановкой инсулиновой помпы, предлагаемой М.К. Frohnauer и Е. Tsalikian et al. [11, 29].
В исследовании S.A. McAuley et al. проводили анализ динамики циркулирующего в крови инсулина, гликемии, а также количества гипогликемических реакций при снижении базальной скорости подачи инсулина на 50% от исходного за 60 мин до ФН, на время 30-минутной ФН, а также в течение 2 ч после ФН. По результатам исследования авторы пришли к выводу, что уменьшение вдвое базальной скорости подачи инсулина за 60 мин до ФН не снижало количество циркулирующего в крови инсулина на момент ее начала. Более того, было отмечено увеличение его концентрации во время ФН. Подобное явление авторы связывают с увеличением скорости абсорбции инсулина из подкожно-жировой клетчатки. Таким образом, у пациентов с исходно низконормальным уровнем гликемии предотвращение развития гипогликемической реакции во время ФА невозможно только за счет снижения базальной скорости подачи инсулина и требует дополнительного приема углеводов и более выраженного снижения уровня базального инсулина [12].
Очевидно, что для достижения лучшей компенсации углеводного обмена в ответ на ФН необходим комплексный подход, включающий в себя как прием дополнительных углеводов, так и коррекцию инсулинотерапии. Так, D.P. Zaharieva и М.С. Riddell на основании многочисленных исследований разработали свои схемы коррекции базального и болюсного инсулина при ФН [21].
В том случае, когда ФН имеет место в течение 60–180 мин после приема пищи, для снижения количества циркулирующего в организме инсулина и, как следствие, профилактики гипогликемии авторы рекомендуют снижение болюсного инсулина согласно алгоритму, представленному в таблице 3.
Тем не менее в исследовании, на которое опираются авторы [26], испытуемые использовали режим множественных инъекций инсулина. Таким образом, у пациентов на инсулиновой помпе необходимый процент снижения может несколько отличаться от исходного. Более того, некоторым пациентам может потребоваться проведение дальнейшей коррекции в зависимости от показателей углеводного обмена [21].
Для пациентов, планирующих ФН вне действия болюсного инсулина (>4 ч после приема пищи), авторы предлагают придерживаться алгоритма коррекции базальной скорости подачи инсулина, представленного в таблице 4. Снижение уровня базального инсулина рекомендуется проводить за 60–90 мин до начала ФН и на время самой ФН [29–31].
Важно отметить, что в представленных рекомендациях учитывается только нагрузка длительностью более 60 мин. При меньшей продолжительности ФА коррекции базального инсулина не требуется, поддержание уровня глюкозы в крови в необходимом диапазоне достигается только за счет дополнительного приема углеводов [32].
Профилактика развития гипогликемии после физической нагрузки
В течение 24 ч после ФН у пациентов с СД может развиться гипогликемия [10]. Подобное явление связано с увеличением чувствительности тканей к действию инсулина после ФН. При этом, согласно исследованию, проведенному Gomez et al., значительно меньшее количество гипогликемических реакций возникало, если ФН была в утренние часы, в сравнении с занятиями, проведенными в обед. При этом чаще всего гипогликемические реакции возникали в течение 15–24 ч послеФН [10].
С целью профилактики развития гипогликемии после ФН некоторые авторы рекомендуют дополнительное снижение базального инсулина на 50% в течение 2 ч после ФН [4] или на 20% в течение 6 ч в период сна [15].
Опыт коррекции помповой инсулинотерапии на физическую нагрузку умеренной интенсивности в условиях отделения терапевтической эндокринологии
С учетом отсутствия единого общепринятого алгоритма коррекции базальной скорости подачи инсулина на ФН умеренной интенсивности [4, 12, 15, 21] в отделении терапевтической эндокринологии ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского начато клиническое исследование, посвященное изучению данной проблемы.Материал и методы
В исследование были включены пациенты в возрасте 18–45 лет с СД 1 типа длительностью больше 1 года и более 3 мес. находившихся на помповой инсулинотерапии (ПИ). Всем пациентам исходно проводилась оценка базального режима путем ежечасного самоконтроля глюкозы крови в определенном временном интервале.Не менее чем через 4 ч после приема пищи пациенты приступали к 30-минутной аэробной ФН умеренной интенсивности (50% VO2 max), включавшей в себя занятие на велотренажере. Необходимая для достижения указанной интенсивности ЧСС определялась каждому пациенту индивидуально по формуле Карвонена [24]. Для последующей кластеризации испытуемых по уровню тренированности каждому обследуемому определялся объем максимального поглощенного кислорода (VO2 max, л/мин) непрямым методом по Astrand — Rhyming с использованием степ-платформы [33].
Оценка динамики углеводного обмена проводилась на основании данных непрерывного мониторинга глюкозы крови (система iPro™2, Medtronic, USA), а также данных самоконтроля глюкометром. В дни проведения ФН в целях безопасности пациента самоконтроль глюкозы крови проводится за 1,5 ч до ФН, непосредственно перед ней, сразу после, а также через 1 и 2 ч.
При разработке протокола коррекции базальной скорости подачи инсулина на ФН мы руководствовались представленными ранее исследованиями [4, 12, 21].
Всем пациентам исходно было рекомендовано снижение базальной скорости подачи инсулина на 50% за 1,5 ч до и на время ФН. Пациенты приступали к упражнению при гликемии 6,5–13,0 ммоль/л. При уровне глюкозы крови <6,5 ммоль/л для минимизации последующего влияния углеводов на показатели пациентам был рекомендован прием 1 ХЕ быстроусвояемых углеводов (200 мл сока).
В дальнейшем в зависимости от показателей гликемии пациенты были разделены на 2 группы:
при снижении гликемии более чем на 1,7 ммоль/л в течение периода ФН в следующий сеанс доза базального инсулина снижается на 80% (временная базальная скорость (ВБС) 20%);
при отсутствии изменений или при повышении гликемии базальная скорость в следующий сеанс не меняется (ВБС 100%).
Отметим, что для получения наиболее достоверных результатов всем пациентам ФН проводится только в утренние часы, в одно и то же время. При этом последнее введение болюсного инсулина и/или прием пищи, содержащей медленноусвояемые углеводы, должны осуществляться не позднее, чем за 4 ч до начала тестирования. Обязательные условия участия в исследовании — госпитализация в отделение терапевтической эндокринологии МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского и прохождение рутинного обследования, включающего в себя ряд лабораторно-инструментальных показателей, а также осмотры невролога и офтальмолога с оценкой состояния глазного дна. Минимальный интервал между сеансами ФН составляет 24 ч. Всем пациентам проводится оценка динамики углеводного обмена в течение суток после ФН с обязательной фиксацией частоты возникновения гипогликемических реакций.
Результаты и обсуждение
На данном этапе исследования была сформирована группа больных для статистического анализа, поэтому ниже представлены клинические примеры коррекции ПИ у пациентов с СД 1 типа на ФН умеренной интенсивности (табл. 5).Клинический случай 1. Больная Т., 30 лет. СД 1 типа в течение 5 лет, переведена на ПИ 2 года назад. Регулярно занимается аэробными упражнениями, а также лыжным спортом. На фоне ФН часто отмечает легкие гипогликемические состояния, купирующиеся приемом 1–2 ХЕ быстроусвояемых углеводов. Динамика гликемии исходно и на фоне двух сеансов ФН представлена на рисунках 4–6.
Из рисунка 4 видно, что базальная скорость подачи инсулина у больной подобрана адекватно, т. к. до завтрака уровень глюкозы крови устойчиво находится в целевом диапазоне значений. При снижении базальной скорости подачи инсулина на 50% отмечалось повышение уровня глюкозы крови (рис. 5), что свидетельствует о недостаточной дозе базального инсулина для поддержания целевого показателя гликемии.
В следующий сеанс базальная скорость не изменялась (рис. 6). При этом также отмечено повышение уровня глюкозы крови, что, возможно, было следствием высокого уровня тренированности пациентки и более интенсивного использования жиров в качестве энергетического субстрата. Отметим, что в течение 24 ч после ФН не было зафиксировано отсроченных гипогликемических реакций. Таким образом, наблюдаемая в данном случае динамика глюкозы крови подтверждает утверждение G. Scheiner [32] о том, что ФН длительностью менее 60 мин не оказывают существенного влияния на показатели углеводного обмена и коррекции инсулинотерапии не требуют.
Клинический случай 2. Больная Н., 27 лет. СД 1 типа в течение 20 лет, переведена на ПИ 3 года назад. Ее клинические параметры представлены в таблице 5. Ведет малоподвижный образ жизни, спортом не занимается. Отмечает частые гипогликемические состояния во время длительных прогулок, купирующиеся приемом 1–2 ХЕ быстроусвояемых углеводов
На рисунке 7 представлена динамика углеводного обмена в необходимом нам временном интервале. При этом видно, что базальная скорость подачи инсулина подобрана адекватно. Снижение базальной скорости подачи инсулина на 50% за 1,5 ч до и на время ФН привело к снижению уровня глюкозы крови до 3,8 ммоль/л (рис. 8) и развитию симптомов гипогликемии (выраженное чувство голода, дрожь, потливость). В связи с этим тест с ФН был остановлен, гипогликемия купирована. Так как в первом тесте, несмотря на 50% снижение базального режима, ФН привела к понижению уровня глюкозы крови, для профилактики гипогликемической реакции во время второго сеанса ФН была использована схема, предложенная S. Franc et al. [4] с модификациями (рис. 9). За 1,5 ч до и на время ФН скорость подачи базального инсулина была снижена на 80%. Несмотря на это, у больной вновь возникли симптомы гипогликемии, уровень глюкозы крови при самоконтроле — 1,8 ммоль/л. Тест был прекращен, работа помпы остановлена. После купирования эпизода гипогликемии (гликемия при самоконтроле через 15 мин 4,2 ммоль/л) проведен запуск помпы в прежнем режиме. Подобные изменения могут быть связаны с длительным течением СД, а также низким уровнем толерантности пациентки к ФН.