Научно-практический медицинский рецензируемый журналISSN 1727-2378
Ru
En

Разработка системы дифференцированной физической реабилитации больных хронической сердечной недостаточностью в зависимости от индекса массы тела

Библиографическая ссылка: Гиоева З. М., Богданов А. Р. Разработка системы дифференцированной физической реабилитации больных хронической сердечной недостаточностью в зависимости от индекса массы тела // Доктор.Ру. 2017. № 10 (139). С. 26–31.
Разработка системы дифференцированной физической реабилитации больных хронической сердечной недостаточностью в зависимости от индекса массы тела
20 Октября 10:20

Цель исследования: разработка системы кардиореабилитации (КР) больных хронической сердечной недостаточностью (ХСН) в зависимости от индекса массы тела (ИМТ).

Дизайн: открытое проспективное исследование.

Материалы и методы. Обследовали 2618 больных ХСН с различным ИМТ: 139 человек с нормальной массой тела; 271 — с избыточной; 481 — с ожирением 1­й степени, 565 — 2­й степени, 1162 — 3­й степени. Проводилось исследование потребления кислорода (VO2) в покое и при физической нагрузке методом непрямой респираторной калориметрии.

Результаты. Установлено, что стандартные протоколы нагрузки для КР больных ожирением и ХСН недостаточно эффективны вследствие преждевременного утомления и повышения частоты осложнений во время тренировок. Причиной этого является некорректность использования стандартной формулы расчета интенсивности физической нагрузки в связи с более низкими значениями VO2 покоя.

Заключение. Больным ожирением и ХСН при проведении КР рекомендовано применение модифицированных протоколов, учитывающих ИМТ и индивидуальные показатели VO2 покоя.

Ключевые слова: ожирение, хроническая сердечная недостаточность, потребление кислорода, физическая кардиореабилитация.

Гиоева Земфира Маирбековна — врач отделения сердечно­сосудистой патологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии». 115446, г. Москва, Каширское ш., д. 21. E­mail: regach13@yandex.ru

Богданов Альфред Равилевич — к. м. н., заведующий отделением сердечно­сосудистой патологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»; доцент кафедры гастроэнтерологии и диетологии факультета дополнительного профессионального образования ФГБОУ ВО «РНИМУ им. Н. И. Пирогова» Минздрава России. 115446, г. Москва, Каширское ш., д. 21. E­mail: bogdanov.ar@mail.ru

Ожирение представляет собой хроническое полиэтиологическое заболевание, характеризующееся избыточным накоплением жировой ткани в организме и развивающееся под влиянием ряда генетических факторов, образа жизни и пищевых привычек, изменения функции органов эндокринной системы, энергетического дисбаланса [1].

По данным ВОЗ, в настоящее время в мире насчитывается более 1,6 млрд человек с избыточным весом, и приблизительно треть из них страдают ожирением [2]. С конца XX века удвоилось количество людей с этой патологией [3]. По данным исследований, проведенных в Российской Федерации, в настоящее время примерно 30% трудоспособного населения нашей страны имеют избыточную массу тела и около 25% — ожирение [4]. Согласно критериям ВОЗ, различают следующие степени ожирения: нормальная масса тела — ИМТ 18,5–24,9 кг/м2; избыточная масса тела — ИМТ 25,0–29,9 кг/м2; ожирение 1­й степени — ИМТ 30,0–34,9 кг/м2; ожирение 2­й степени — ИМТ 35,0–39,9 кг/м2; ожирение 3­й степени — ИМТ 40,0 кг/м2 и более [5].

Ожирение влияет практически на все органы и системы, прежде всего на сердечно­сосудистую, дыхательную и опорно­двигательную, являясь одним из факторов, ухудшающих качество жизни [6, 7]. В последние годы большое внимание уделяется развитию сердечной недостаточности (СН) у больных ожирением как ведущего фактора их преждевременной смерти [8, 9]. Большое число исследований доказывает, что ожирение напрямую связано со структурными и функциональными нарушениями в миокарде [10]. У подавляющего большинства пациентов с ожирением развивается СН с сохраненной фракцией выброса (СНсФВ) по механизму формирования выраженной диастолической дисфункции ЛЖ [11–13].

Диастолическая сердечная недостаточность (ДСН), или СНсФВ, — это СН с нормальной или незначительно сниженной сократительной функцией ЛЖ, но с выраженным нарушением его диастолического расслабления и наполнения, которая сопровождается ростом конечно­диастолического давления в желудочке, застоем крови в малом круге кровообращения и другими признаками СН.

В ряде работ показано, что возникновение СН у лиц с ожирением приводит к вторичным грубым нарушениям метаболизма и энергетического обмена, которые существенно ухудшают клиническое состояние больных и толерантность к физической нагрузке, что, в свою очередь, способствует прогрессированию как ожирения, так и ХСН [14]. Эти нарушения обусловлены хронической тканевой гипоксией.

Ведущим методом лечения пациентов с ХСН, наряду с оптимальной медикаментозной терапией и диетотерапией, является дозированная аэробная физическая нагрузка под контролем показателей гемодинамики — физическая кардиореабилитация (КР), которая позволяет значимо повысить качество жизни, толерантность к физическим нагрузкам, снизить частоту госпитализаций и смертность [15]. Однако в реальной клинической практике проведение КР у больных ХСН ограничено существенно более низкой переносимостью ими нагрузки, предустановленной в стандартных протоколах. Ситуация не улучшается даже при учете массы тела этих больных.

Вероятно, причина кроется в некорректности использования для данной категории пациентов стандартных формул расчета оптимальной нагрузки, принятых для общего пула кардиологических больных. Это обусловливает необходимость разработки модифицированных протоколов физической КР для лиц с ожирением и ХСН.

Основной целью физической тренировки является достижение так называемого целевого потребления кислорода (VO2) и поддержание интенсивности тренировки именно на уровне целевого VO2. При этом целевое VO2 представляет собой определенный процент от разницы между пиковым VO2 при физической нагрузке и VO2 покоя. Интенсивность нагрузки может быть низкой (при VO2 целевом до 39%), умеренной (VO2 целевое — 40–59%), высокой (VO2 целевое — 60–79%) и очень высокой (VO2 целевое ≥ 80%). Обычно начинают с тренировок низкой интенсивности с постепенным ее ростом по мере увеличения толерантности к физическим нагрузкам.

Стандартная методика расчета оптимальной физической нагрузки (на уровне целевого VO2) основана на измерении пикового VO2 в ходе проведения нагрузочного кардиореспираторного тестирования (НКРТ) и на вычислении VO2 в покое по формуле:

VO2 покоя (мл/кг) = 3,5 (1 МЕТ) × масса тела (кг),

где МЕТ — метаболический эквивалент.
Ранее на ограниченной выборке пациентов нами было показано, что у больных ожирением и ХСН снижен основной обмен [13], поэтому использование расчетных значений VO2 покоя при вычислении оптимальной для КР физической нагрузки некорректно и требует прямых измерений показателя, что и стало предметом нашего исследования.

Цель исследования: разработать систему КР больных ХСН в зависимости от ИМТ.

Материалы и методы
Исследование носило неинтервенционный характер, было одобрено комитетом по этике ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», проводилось в 2013–2017 гг. на базе отделения сердечно­сосудистой патологии. Все пациенты были информированы о цели и характере исследования.
Обследовали 2618 больных ХСН с различным ИМТ: 139 человек с нормальной массой тела; 271 — с избыточной; 481 — с ожирением 1­й степени, 565 — 2­й степени, 1162 — 3­й степени. Все они имели клинические, лабораторные и эхокардиографические признаки СНсФВ.
Критерии включения в исследование:
  • ИМТ более 18,5 кг/м2;
  • содержание N­концевого предшественника мозгового натрийуретического пептида более 400 пг/мл;
  • наличие клинических признаков ДСН II–III функционального класса по классификации NYHA (1964) — одышка при физической нагрузке, результаты теста с 6­минутной ходьбой менее 550 м, ортопноэ или сухой кашель в горизонтальном положении тела или застойные влажные хрипы в нижних отделах легких;
  • сохраненная систолическая функция ЛЖ по данным ЭхоКГ (фракция выброса ЛЖ более 45%, фракция укорочения — 20–35%, индекс конечного диастолического объема ЛЖ меньше 102 мл/м2);
  • признаки диастолической дисфункции ЛЖ по I типу (отношение пиков Е/А менее 1,0, время изоволюмического сокращения (ВИВР) ЛЖ более 100 мс, время замедления раннего диастолического наполнения (ВЗЕ) более 200 мс) или по II типу (Е/А более 1,6, ВИВР ЛЖ менее 80 мс, ВЗЕ менее 150 мс).
Критерии исключения:
  • наличие ИБС в анамнезе;
  • анемия;
  • лихорадка;
  • обострение хронического заболевания;
  • хроническая почечная недостаточность;
  • острая и/или декомпенсированная хроническая сердечно­сосудистая патология.
Все пациенты получали оптимальную медикаментозную терапию ХСН (β­блокаторы; ингибиторы АПФ либо антагонисты рецепторов ангиотензина II; при необходимости — диуретики).

Непрямую респираторную калориметрию в покое и при НКРТ проводили с использованием метаболографа Quark RMR Cart (COSMED, Италия) в комплексе с тредмилом.

Статистическая обработка результатов производилась с помощью программы Statistica 10.0. При анализе основных характеристик пациентов использовали параметрические критерии, данные представляли как среднее (М) ± ошибка среднего (SD). Сравнение количественных показателей между группами проводили при помощи t­критерия Стьюдента, статистически значимыми считали различия при p < 0,05.

Результаты
Показатели основного обмена участников представлены в таблице 1. Было установлено, что фактические средние значения VO2 покоя у лиц с нормальной массой тела сопоставимы с расчетными значениями (р = 0,77), однако по мере увеличения ИМТ выявляются различия в показателях. Так, уровень фактически измеренного VO2 покоя в группе больных с избыточной массой тела был ниже расчетного значения на 14,9% у пациентов с ожирением 1­й степени — на 25,4%, 2­й степени — на 28,3%, 3­й степени — на 32,5% (для всех случаев р = 0,00001).

Таблица 1
Показатели потребления кислорода (VO2) в покое у больных хронической сердечной недостаточностью с различной массой тела, определенные с помощью непрямой респираторной калориметрии и расчетного метода
4_1.jpg 

На основании представленных данных были вычислены дифференцированные поправочные коэффициенты для расчета VO2покоя для каждой степени ожирения — VO2ф/VO2р (см. табл. 1).

Таблица 2
Дифференцированные формулы расчета потребления кислорода (VO2) в покое  в зависимости от массы тела
4_2.jpg 

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что стандартное значение МЕТ — VO2на единицу массы тела, которое принято считать равным 3,5 мл/мин/кг, для больных с избыточной массой тела либо ожирением и ХСН использовать некорректно. Стандартное значение может применяться в расчетах только у больных ХСН, имеющих нормальную массу тела.
На основании полученных данных были рассчитаны скорректированные показатели VO2 в покое на 1 кг массы тела (МЕТ по кислороду) с учетом выявленных коэффициентов (табл. 2). Для пациентов с нормальной массой тела за 1 МЕТ необходимо принимать значение 3,5; для больных с избыточной — 2,97; для лиц с ожирением 1­й степени — 2,59; 2­й степени — 2,52; 3­й степени – 2,34 мл/мин/кг.
Результаты НКРТ представлены в таблице 3. В анализ включали тесты, соответствующие требуемым критериям информативности: степень утомления больных по модифицированной шкале Борга более 9 баллов (максимально до 10), дыхательный коэффициент на пике нагрузки более 1,1; резерв ЧСС не более 6–8% от ожидаемого.

Таблица 3
Показатели нагрузочного кардиореспираторного тестирования больных хронической сердечной недостаточностью с различной массой тела
4_3.jpg 
Примечание: VEmax/MVV — вентиляторный резерв, или соотношение максимальной вентиляции, достигнутой при нагрузочной пробе, и максимальной произвольной вентиляции; VO2— потребление кислорода; АП — анаэробный порог; ЧСС — частота сердечных сокращений.

У всех больных было выявлено снижение толерантности к физической нагрузке: у пациентов с нормальной или избыточной массой тела и ожирением 1­й и 2­й степени показатель пикового VO2колебался в пределах от 79,1 ± 6,5% до 72,1 ± 9,4% (умеренное снижение), а у больных с ожирением 3­й степени составил 50 ± 2,1% (выраженное снижение). Максимальная аэробная производительность у участников с ожирением 3­й степени также была снижена выраженно, тогда как у остальных — умеренно.

Оценка насосной функции сердца по кислородному пульсу выявила ее уменьшение только у больных с ожирением 3­й степени — кислородный пульс был равен 9,4 ± 2,2 мл/уд., у пациентов остальных групп отмечалась лишь тенденция к уменьшению показателя. Это отражает преобладание диастолической формы СН над систолической у больных с ожирением.

VOна уровне анаэробного порога, которое отражает метаболическую эффективность организма при физической нагрузке, во всех группах было в пределах нормальных значений (> 40%) и составило у участников с нормальной массой тела 79%, с избыточной — 78,8%; с ожирением 1­й степени — 65,4%; 2­й степени — 72,2%; 3­й степени — 71,0% от пикового.

Показатели вентиляции у больных были также в пределах нормы. При этом альвеолярный газообмен у лиц с избыточной массой тела и ожирением оказался повышен, что, вероятно, связано с наличием венозной легочной гипертензии у большинства этих пациентов и нарушением вентиляционно­перфузионного соотношения.

Представленные данные свидетельствуют о том, что развитие ХСН у больных ожирением приводит к незначительному нарушению насосной функции сердца. Однако этого оказывается достаточно для того, чтобы у пациентов нарушилась альвеолярная вентиляция, снизилась аэробная мощность мышц, что приводит к значимому уменьшению толерантности к физическим нагрузкам. Это, в свою очередь, может ограничивать физическую активность больных и способствовать прогрессированию ожирения.

Полученные результаты исследования VOв покое и пикового VOпри физической нагрузке позволили вычислить дифференцированные показатели целевого VOдля больных ХСН в зависимости от ИМТ, которые представлены в таблице 4.

Таблица 4
Расчет дифференцированных показателей целевого потребления кислорода (VO2)для проведения физической тренировки при реабилитации больных хронической сердечной недостаточностью с различной массой тела
4_4.jpg 
Примечание: VOцел. (20–39%) — целевое потребление кислорода для тренировки низкой интенсивности, VOцел. (40–59%) — умеренной интенсивности, VOцел. (60–79%) — высокой интенсивности, VOцел. (80–100%) — очень высокой интенсивности.


Представленные данные легли в основу расчета дифференцированных показателей (установок скорости и угла наклона) тредмила для проведения КР, которые приведены в таблице 5. Использовалась стандартная формула расчета нагрузки:

VOцел. = 0,1 × скорость + 1,8 × скорость × угол наклона + 3,5,

где скорость выражалась в м/мин, угол наклона — в процентах.
Угол наклона принимался равным 2,5% или 5% — наиболее физиологичный угол наклона при выполнении тренировочной нагрузки для больных ожирением.

Таблица 5
Расчет дифференцированных установок тредмила для проведения физической тренировки при реабилитации больных хронической сердечной недостаточностью с различной массой тела
4_5.jpg 

При расчете тренировочной нагрузки была использована методика, основанная на практических рекомендациях American College of Sport Medicine (2001), согласно которым целевое VOне должно превышать 50–60% от пикового. Учитывались показатели пикового VOи анаэробного порога с целью обеспечения аэробного характера физических тренировок — тренировочная нагрузка не превышала таковую при анаэробном пороге. В том случае, когда рассчитанная нагрузка превышала ишемический порог, в качестве ограничения использовали ЧСС, составляющую 75% от ЧСС ишемического порога.

На рисунке представлен алгоритм проведения дифференцированной физической КР для больных ожирением и ХСН.

Рис. Алгоритм физической кардиореабилитации больных хронической сердечной недостаточностью (ХСН) с различным индексом массы тела (ИМТ).
Примечание: VO— потребление кислорода; К — коэффициент, который определяется в зависимости от выбранной интенсивности нагрузки; НКРТ — нагрузочное кардиореспираторное тестирование
r4_1.jpg 

Заключение
На основании результатов настоящего исследования сформулированы следующие выводы. Больные ХСН имеют более низкие показатели потребления кислорода в покое (VO2) по сравнению с общепопуляционными расчетными значениями. Стандартное значение метаболического эквивалента по кислороду, равное 3,5 мл/мин/кг, не соответствует объективным показателям пациентов с ХСН, измеренным методом непрямой респираторной калориметрии.

Результаты нагрузочного кардиореспираторного тестирования свидетельствуют о снижении толерантности к физической нагрузке у всех больных ХСН, что подтверждается уменьшением показателей пикового VOи аэробной производительности. В основе снижения толерантности к физической нагрузке лежат нарушение альвеолярной вентиляции и уменьшение аэробной мощности мышц.
В результате проведенного исследования предложены модифицированные варианты протоколов и алгоритм дифференцированной физической реабилитации больных ХСН.

Разработка системы дифференцированной физической реабилитации больных хронической сердечной недостаточностью в зависимости от индекса массы тела
20 Октября 10:20
ЛИТЕРАТУРА
  1. Flegal K. M., Graubard B. I., Yi S.­W. Comparative effects of the restriction method in two large observational studies of body mass index and mortality among adults. Eur. J. Clin. Invest. 2017; 47(6): 415–21.
  2. Tsai A. G., Wadden T. A. Treatment of obesity in primary care practice in the United States: a systematic review. J. Gen. Intern. Med. 2009; 24(9): 1073–9.
  3. Strategy for Europe on nutrition, overweight and obesity related health issues. Implementation progress report. December, 2010. https://ec.europa.eu/health/nutrition_physical_activity/policy/implementation_report_en (дата обращения — 15.09.2017).
  4. Бутрова С. А. От эпидемии ожирения к эпидемии сахарного диабета. Междунар. эндокринол. журн. 2013; 3: 19–24. [Butrova S. A. Ot epidemii ozhireniya k epidemii sakharnogo diabeta. Mezhdunar. endokrinol. zhurn. 2013; 3: 19–24. (in Russian)]
  5. Westwood M., Al M., Burgers L., Redekop K., Lhachimi S., Armstrong N. et al. A systematic review and economic evaluation of new­generation computed tomography scanners for imaging in coronary artery disease and congenital heart disease: Somatom Definition Flash, Aquilion ONE, Brilliance iCT and Discovery CT750 HD. Southampton (UK): NIHR Journals Library; 2013. (Health Technology Assessment, No. 17.9.).
  6. Abdelaal M., le Roux C. W., Docherty N. G. Morbidity and mortality associated with obesity. Ann. Transl. Med. 2017; 5(7): 161.
  7. Kassi E., Pervanidou P., Kaltsas G., Chrousos G. Metabolic syndrome: definitions and controversies. BMC Medicine. 2011; 9: 48.
  8. Hajar R. Risk factors for coronary artery disease: historical perspectives. Heart Views. 2017; 18(3): 109–14.
  9. Ara R., Blake L., Gray L., Hernández M., Crowther M., Dunkley A. et al. What is the clinical effectiveness and cost­effectiveness of using drugs in treating obese patients in primary care? A systematic review. Health Technol. Assess. 2012; 16(5): III–XIV, 1–195.
  10. Whaley­Connell A., Sowers J. R. Indices of obesity and cardio metabolic risk. Hypertension. 2011; 58(6): 991–3.
  11. Cavalera M., Wang J., Frangogiannis N. G. Obesity, metabolic dysfunction and cardiac fibrosis: pathophysiologic pathways, molecular mechanisms and therapeutic opportunities. Transl. Res. 2014; 164(4): 323–35.
  12. Alpert M. A., Omran J., Bostick B. P. Effects of obesity on cardiovascular hemodynamic, cardiac morphology, and ventricular function. Curr. Obes. Rep. 2016; 5(4): 424–34.
  13. Lavie C. J., Sharma A., Alpert M. A., De Schutter A., Lopez­Jimenez F., Milani R. V. et al. Update on obesity and obesity paradox in heart failure. Prog. Cardiovasc. Dis. 2016; 58(4): 393–400.
  14. Богданов А. Р., Гиоева З. М., Галеева О. Р., Шамшева Д. С. Оптимизация рациона питания больных с ожирением и диастолической сердечной недостаточностью на основе оценки показателей метаболизма при физической нагрузке. Вопр. питания. 2017; 1: 48–57. [Bogdanov A. R., Gioeva Z. M., Galeeva O. R., Sha­sheva D. S. Optimizatsiya ratsiona pitaniya bol’nykh s ozhireniem i diastolicheskoi serdechnoi nedostatochnost’yu na osnove otsenki pokazatelei metabolizma pri fizicheskoi nagruzke. Vopr. pitaniya. 2017; 1: 48–57. (in Russian)]
  15. Арутюнов Г. П., ред. Кардиореабилитация. М.: МЕДпресс­информ; 2013. 336 с. [Arutyunov G. P., red. Kardioreabilitatsiya. M.: MEDpress­inform; 2013. 336 s. (in Russian)]

Партнеры