cardiotomskСибирский журнал клинической и экспериментальной медициныSiberian Journal of Clinical and Experimental Medicine2713-29272713-265XTSU publishing10.29001/2073-8552-2021-36-3-78-86cardiotomsk-1247Research ArticleКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯCLINICAL STUDIESВзаимосвязь функциональных показателей кардиореспираторной системы и биоимпедансного анализа у молодых пациентов с сахарным диабетом 1-го типаRelationships between parameters of cardiorespiratory function and bioimpedance analysis in young patients with type 1 diabetes mellitushttps://orcid.org/0000-0003-3370-8630ВенгржиновскаяО. И.VengrzhinovskayaO. I.

Венгржиновская Оксана Игоревна - врач-ординатор эндокринолог.

117036, Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11

Oksana I. Vengrzhinovskaya, Resident Endocrinologist.

11, D. Ulyanova str., Moscow, 117036

vengrzhinovskay@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5178-6029БондаренкоИ. З.BondarenkoI. Z.

Бондаренко Ирина Зиятовна - доктор медицинских наук, главный научный сотрудник, врач-кардиолог.

117036, Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11

Irina Z. Bondarenko, Dr. Sci. (Med.), Cardiologist, Chief Research Scientist, Doctor of Medical Sciences.

11, D. Ulyanova str., Moscow, 117036

iz_bondarenko@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1831-8052ШацкаяО. А.ShatskayaO. A.

Шацкая Ольга Александровна - кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник, врач-эндокринолог.

117036, Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11

Olga A. Shatskaya, Cand. Sci. (Med.), Endocrinologist, Leading Research Scientist.

11, D. Ulyanova str., Moscow, 117036

shatskaya@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1387-683XКошарнаяР. С.KosharnayaR. S.

Кошарная Раиса Станиславовна - врач-кардиолог.

117036, Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11

Raisa S. Kosharnaya, Cardiologist, National Medical Research Center for Endocrinology.

11, D. Ulyanova str., Moscow, 117036

r.kosharnaya@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3893-9972ШестаковаМ. В.ShestakovaM. V.

Шестакова Марина Владимировна - доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, врач-эндокринолог, заведующий кафедрой диабетологии и диетологии.

117036, Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11

Marina V. Shestakova, Dr. Sci. (Med.), Endocrinologist, Full Member of the Russian Academy of Sciences, Professor, Head of Department, Department of Diabetology and Dietetics.

11, D. Ulyanova str., Moscow, 117036

shestakova.mv@gmail.comНациональный медицинский исследовательский центр эндокринологии Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияNational Medical Research Center for EndocrinologyRussian Federation2021061020213637886Copyright © Венгржиновская О.И., Бондаренко И.З., Шацкая О.А., Кошарная Р.С., Шестакова М.В., 20212021Венгржиновская О.И., Бондаренко И.З., Шацкая О.А., Кошарная Р.С., Шестакова М.В.Vengrzhinovskaya O.I., Bondarenko I.Z., Shatskaya O.A., Kosharnaya R.S., Shestakova M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sibjcem.ru/jour/article/view/1247

Сахарный диабет 1-го типа (СД 1) инициирует нарушения в кислород-транспортной системе пациента. Максимальное потребление кислорода (VO2 макс.) во время эргоспирометрии зависит от функциональных возможностей организма и композиционного состава тела и может рассматриваться как предиктор патологических изменений в сердечнососудистой системе (ССС).

Цель исследования

Цель исследования: изучить взаимосвязь композиционного состава тела и функциональных показателей кардиореспираторной системы у молодых пациентов с СД 1.

Материал и методы

Материал и методы. В исследовании приняли участие 30 пациентов с СД 1 (средний возраст – 25,5 ± 8,1 лет) и 10 пациентов контрольной группы (средний возраст – 27 ± 9 лет), которым была проведена эргоспирометрия по протоколу B. Bruce и биоимпедансометрия на аппарате Inbody 770. В результате исследования выявлено, что анаэробный порог (АП) достигался быстрее (р = 0,032) у пациентов с СД 1, VO2 макс. и выделение углекислого газа были достоверно более низкими по сравнению с лицами без диабета (р = 0,021; р = 0,034), при этом толерантность к физической нагрузке достоверно не отличалась от контрольной группы. Установлено, что у пациентов с более развитой мышечной массой (вес мышечной ткани в кг по данным биоимпедансометрии) отмечались более высокие показатели VO2 макс. (л) как в группе контроля (р = 0,017), так и в группе пациентов с СД 1 (р = 0,028).

Выводы

Выводы. У молодых пациентов с СД 1, не имеющих сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), кардиореспираторная система существенно менее эффективная, чем у лиц без диабета. Быстрое достижение АП при сохраненной работоспособности является неблагоприятным прогностическим признаком. Индекс массы тела (ИМТ) и мышечная масса тела не оказывают достоверного влияния на показатели работоспособности у молодых пациентов с СД 1. Показатели эргоспирометрии могут быть использованы как скрининг для выделения группы молодых пациентов с СД 1 с высоким риском развития неблагоприятных ССЗ, в том числе хронической сердечной недостаточности (ХСН).

Type 1 diabetes mellitus (T1DM) triggers disruption of oxygen transport system in patients. The maximum oxygen consumption (VO2 max) during spiroergometry depends on the functional capabilities and composition of the body. Moreover, VO2 max may be considered a predictor of pathological changes in cardiovascular system.

Aim

Aim. The purpose of the study was to investigate the compositional body characteristics and functional cardiorespiratory parameters in T1DM patients.

Material and Methods

Material and Methods. The study comprised 30 patients with T1DM (average age of 25.5 ± 8.1 years) and 10 patients of control group (average age of 27 ± 9 years). Patients received spiroergometry examination according to B. Bruce protocol and bioimpedansometry using the Inbody 770 apparatus. The study showed that T1DM patients reached anaerobic threshold faster (p = 0.032) and had significantly lower VO2 max and carbon dioxide emission compared to patients without diabetes (p = 0.021; p = 0.034) whereas exercise tolerance did not significantly differ compared with the corresponding value in control group. Patients with higher muscle mass i.e. muscle tissue weight (kg) according to bioimpedance measurements had higher values of VO2 max (L) in control group (p = 0.017) and in group of T1DM patients (p = 0.028).

Conclusions

Conclusions: Young T1DM patients without cardiovascular diseases had significantly less effective cardiorespiratory system compared with that in people without diabetes even in those with high exercise tolerance. Rapid achievement of anaerobic threshold with preserved performance efficiency was a sign of unfavorable prognosis. Body mass index and lean body mass did not significantly affect the performance parameters in young T1DM patients. Screening of spiroergometry parameters may be used for identification of young T1DM patients at high risk of unfavorable cardiovascular diseases including chronic heart failure.

ахарный диабет 1-го типаэргоспирометриякислород-транспортная системакардиореспираторная системаимпедансометрияtype 1 diabetes mellitusspiroergometryoxygen transport systemcardio-respiratory systemimpedance measurementданное исследование выполнено в рамках государственного задания «Клинико-патогенетические механизмы и факторы; определяющие развитие кардиомиопатий при сахарном диабете и других эндокринопатиях»ReferencesIDF DIABETES ATLAS; 9th edit., 2019. URL: https://diabetesatlas.org/ en/ (available 29.04.2021).IDF DIABETES ATLAS; 9th edit., 2019. URL: https://diabetesatlas.org/ en/ (available 29.04.2021).Laukkanen J.A., Kurl S., Lakka T.A., Tuomainen T.P., Rauramaa R., Salonen R. et al. Exercise-induced silent myocardial ischemia and coronary morbidity and mortality in middle-aged men. J. Am. Coll. Cardiol. 2001;38(1):72–79. DOI: 10.1016/s0735-1097(01)01311-0.Laukkanen J.A., Kurl S., Lakka T.A., Tuomainen T.P., Rauramaa R., Salonen R. et al. Exercise-induced silent myocardial ischemia and coronary morbidity and mortality in middle-aged men. J. Am. Coll. Cardiol. 2001;38(1):72–79. DOI: 10.1016/s0735-1097(01)01311-0.Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К. Эпидемиология сахарного диабета в Российской Федерации: клинико-статистический отчет по данным Федерального регистра сахарного диабета. Сахарныи диабет. 2017;20(1):13–41. DOI: 10.14341/DM8664.Dedov I.I., Shestakova M.V., Vikulova O.K. Epidemiology of diabetes mellitus in Russian Federation: Сlinical and statistical report according to the federal diabetes registry. Diabetes Mellitus. 2017;20(1):13–41 (In Russ.). DOI: 10.14341/DM8664.Rawshani A., Sattar N., Franzén S., Rawshani A., Hattersley A.T., Svensson A.-M. Excess mortality and cardiovascular disease in young adults with type 1 diabetes in relation to age at onset: A nationwide, register-based cohort study. Lancet. 2018;392(10146):477–486. DOI: 10.1016/S0140-6736(18)31506-X.Rawshani A., Sattar N., Franzén S., Rawshani A., Hattersley A.T., Svensson A.-M. Excess mortality and cardiovascular disease in young adults with type 1 diabetes in relation to age at onset: A nationwide, register-based cohort study. Lancet. 2018;392(10146):477–486. DOI: 10.1016/S0140-6736(18)31506-X.Balady G.J., Arena R., Sietsema K., Myers J., Coke L., Fletcher G.F. Clinician’s guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: A scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2010;122(2):191–225. DOI: 10.1161/CIR.0b013e3181e52e69.Balady G.J., Arena R., Sietsema K., Myers J., Coke L., Fletcher G.F. Clinician’s guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: A scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2010;122(2):191–225. DOI: 10.1161/CIR.0b013e3181e52e69.Вачев А.Н., Германов А.В., Землянова М.Е., Круглов В.Н., Кузьмин В.П., Ляс М.Н. и др. Национальные клинические рекомендации «Прогнозирование и профилактика кардиальных осложнений внесердечных хирургических вмешательств». Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2011;10(6):28.Vachev A.N., Germanov A.V., Zemlyanova M.E., Kruglov V.N., Kuzmin V.P., Lyas M.N. et al. National clinical guidelines “Prediction and prevention of cardiac complications of noncardiac surgical interventions”. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2011;10(6):28 (In Russ.).Vinik A.I., Ziegler D. Diabetic cardiovascular autonomic neuropathy. Circulation. 2007;115:387–397. DOI: 10.1161/circulationaha.106.634949.Vinik A.I., Ziegler D. Diabetic cardiovascular autonomic neuropathy. Circulation. 2007;115:387–397. DOI: 10.1161/circulationaha.106. 634949.Röhling M., Strom A., Bönhof G., Puttgen S., Bódis K., Mussig K. et al. Differential patterns of impaired cardiorespiratory fitness and cardiac autonomic dysfunction in recently diagnosed type 1 and type 2 diabetes. Diabetes Care. 2017;40(2):246–252. DOI: 10.2337/dc161898.Röhling M., Strom A., Bönhof G., Puttgen S., Bódis K., Mussig K. et al. Differential patterns of impaired cardiorespiratory fitness and cardiac autonomic dysfunction in recently diagnosed type 1 and type 2 diabetes. Diabetes Care. 2017;40(2):246–252. DOI: 10.2337/dc16-1898.Barstow T.J., Mole ́ P.A. Linear and nonlinear characteristics of oxygen uptake kinetics during heavy exercise. J. Appl. Physiol. 1991;71(6):2099– 2106. DOI: 10.1152/jappl.1991.71.6.2099.Barstow T.J., Mole ́ P.A. Linear and nonlinear characteristics of oxygen uptake kinetics during heavy exercise. J. Appl. Physiol. 1991;71(6):2099– 2106. DOI: 10.1152/jappl.1991.71.6.2099.Piergiuseppe A., Gaia C., Maurizio B. Cardiopulmonary interaction in heart failure. Pulm. Pharmacol. Ther. 2007;20(2):130–134. DOI: 10.1016/j.pupt.2006.03.001.Piergiuseppe A., Gaia C., Maurizio B. Cardiopulmonary interaction in heart failure. Pulm. Pharmacol. Ther. 2007;20(2):130–134. DOI: 10.1016/j.pupt.2006.03.001. nisms. Pediatr. Diabetes. 2011;12(4–1):345–364. DOI: 10.1111/j.13995448.2010.00699.x.Moser O., Eckstein M.L., McCarthy O., Deere R., Bain S.C., Haahr H.L. et al. Poor glycaemic control is associated with reduced exercise performance and oxygen economy during cardio-pulmonary exercise testing in people with type 1 diabetes. Diabetol. Metab. Syndr. 2017;9:93. DOI: 10.1186/s13098-017-0294-1.Moser O., Eckstein M.L., McCarthy O., Deere R., Bain S.C., Haahr H.L. et al. Poor glycaemic control is associated with reduced exercise performance and oxygen economy during cardio-pulmonary exercise testing in people with type 1 diabetes. Diabetol. Metab. Syndr. 2017;9:93. DOI: 10.1186/s13098-017-0294-1.Гайворонский И.В., Ничипорук Г.И., Гайворонский И.Н., Ничипорук Н.Г. Биоимпедансометрия как метод оценки компонентного состава тела человека (обзор литературы). Вестник Санкт-Петербургского университета. Медицина. 2017;12(4):365–384. DOI: 10.21638/11701/spbu11.2017.406.Gaivoronsky I.V., Nichiporuk G.I., Gaivoronsky I.N., Nichiporuk N.G. Bioimpedansometry as a method of the component bodystucture assessment (review). Bulletin of Saint Petersburg University. Medicine. 2017;12(4):365–384 (In Russ.). DOI: 10.21638/11701/spbu11.2017.406.Alway S.E., Mohamed J.S., Myers M.J. Mitochondria initiate and regulate sarcopenia. Exerc. Sport Sci. Rev. 2017;45(2):58–69. DOI: 10.1249/JES.0000000000000101.Alway S.E., Mohamed J.S., Myers M.J. Mitochondria initiate and regulate sarcopenia. Exerc. Sport Sci. Rev. 2017;45(2):58–69. DOI: 10.1249/JES.0000000000000101.Krause M.P., Riddell M.C., Hawke T.J. Effects of type 1 diabetes mellitus on skeletal muscle: clinical observations and physiological mechanisms. Pediatr. Diabetes. 2011;12(4–1):345–364. DOI: 10.1111/j.13995448.2010.00699.x.Krause M.P., Riddell M.C., Hawke T.J. Effects of type 1 diabetes mellitus on skeletal muscle: clinical observations and physiological mechanisms. Pediatr. Diabetes. 2011;12(4–1):345–364. DOI: 10.1111/j.13995448.2010.00699.x.Coppé J.P., Desprez P.Y., Krtolica A., Campisi J. The senescence-associated secretory phenotype: The dark side of tumor suppression. Annu. Rev. Pathol. 2010;5:99–118. DOI: 10.1146/annurev-pathol-121808-102144.Coppé J.P., Desprez P.Y., Krtolica A., Campisi J. The senescence-associated secretory phenotype: The dark side of tumor suppression. Annu. Rev. Pathol. 2010;5:99–118. DOI: 10.1146/annurev-pathol-121808-102144.Passos J.F., Saretzki G., Ahmed S., Nelson G., Richter T., Peters H. et al. Mitochondrial dysfunction accounts for the stochastic heterogeneity in telomere-dependent senescence. PLoS Biology. 2007;5(5):e110. DOI: 10.1371/journal.pbio.0050110.Passos J.F., Saretzki G., Ahmed S., Nelson G., Richter T., Peters H. et al. Mitochondrial dysfunction accounts for the stochastic heterogeneity in telomere-dependent senescence. PLoS Biology. 2007;5(5):e110. DOI: 10.1371/journal.pbio.0050110.Ma D., Zhu W., Hu S., Yu X., Yang Y. Association between oxidative stress and telomere length in type 1 and type 2 diabetic patients. J. Endocrinol. Invest. 2013;36(11):1032–1037. DOI: 10.3275/9036.Ma D., Zhu W., Hu S., Yu X., Yang Y. Association between oxidative stress and telomere length in type 1 and type 2 diabetic patients. J. Endocrinol. Invest. 2013;36(11):1032–1037. DOI: 10.3275/9036.Gevaert A.B., Shakeri H., Leloup A.J., Van Hove C.E., De Meyer G.R.Y., Vrints C.J. et al. Endothelial senescence contributes to heart failure with preserved ejection fraction in an aging mouse model. Circ. Heart Fail. 2017;10(6):e003806. DOI: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.116.003806.Gevaert A.B., Shakeri H., Leloup A.J., Van Hove C.E., De Meyer G.R.Y., Vrints C.J. et al. Endothelial senescence contributes to heart failure with preserved ejection fraction in an aging mouse model. Circ. Heart Fail. 2017;10(6):e003806. DOI: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.116.003806.Turinese I., Marinelli P., Bonini M., Rossetti M., Statuto G., Filardi T. et al. Metabolic and cardiovascular response to exercise in patients with type 1 diabetes. J. Endocrinol. Invest. 2017;40(9):999–1005. DOI: 10.1007/s40618-017-0670-6.Turinese I., Marinelli P., Bonini M., Rossetti M., Statuto G., Filardi T. et al. Metabolic and cardiovascular response to exercise in patients with type 1 diabetes. J. Endocrinol. Invest. 2017;40(9):999–1005. DOI: 10.1007/s40618-017-0670-6.Eckstein M.L., Farinha J.B., McCarthy O., West D.J., Yardley J.E., Bally L. et al. Differences in physiological responses to cardiopulmonary exercise testing in adults with and without type 1 diabetes: A pooled analysis. Diabetes Care. 2021;44(1):240–247. DOI: 10.2337/dc20-1496.Eckstein M.L., Farinha J.B., McCarthy O., West D.J., Yardley J.E., Bally L. et al. Differences in physiological responses to cardiopulmonary exercise testing in adults with and without type 1 diabetes: A pooled analysis. Diabetes Care. 2021;44(1):240–247. DOI: 10.2337/dc20-1496.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.