Роль электромиостимуляции в повышении физической активности пациентов с хронической обструктивной болезнью легких

Хроническая обструктивная болезнь легких

Роль электромиостимуляции в повышении физической активности пациентов с хронической обструктивной болезнью легких

Т.В. Кунафина, А.С. Белевский, О.В. Кожевникова

Характерным признаком хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) служат системные проявления, одним из которых является дисфункция скелетной мускулатуры, ограничивающая повседневную активность пациента. Атрофия мышечных волокон является следствием митохондриальных нарушений, потери сократительных белков и представляет нарушение функции "оставшейся" мускулатуры. Таким больным показана легочная реабилитация, однако выполнение стандартных физических тренировок не всегда возможно у пациентов с тяжелыми формами ХОБЛ и выраженной дыхательной недостаточностью. Альтернативой в таких случаях становится проведение электромиостимуляции.

Ключевые слова: хроническая обструктивная болезнь легких, системные проявления, дисфункция скелетной мускулатуры, электромиостимуляция.

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) остается актуальной проблемой медицины в связи с недостаточной эффективностью лечения, обусловленной особенностями патогенеза болезни, а также ее значительными системными эффектами с многообразными клиническими проявлениями. Они включают в себя снижение питательного статуса, дисфункцию скелетной мускулатуры, остеопороз, анемию и влияние на сердечно-сосудистую систему. Механизмы, лежащие в основе системных проявлений ХОБЛ, многообразны и пока недостаточно изучены. Важное место среди них занимают системное воспаление, гипоксемия, курение, малоподвижный образ жизни и прием глюкокортикостероидов [1].

Татьяна Викторовна Кунафина - ассистент кафедры госпитальной терапии педиатрического факультета ФГБОУ ВО "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" МЗ РФ, Москва.

Андрей Станиславович Белевский - докт. мед. наук, профессор, зав. кафедрой пульмонологии ФДПО ФГБОУ ВО "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" МЗ РФ, Москва.

Ольга Васильевна Кожевникова - врач функциональной диагностики ГБУЗ "Городская клиническая больница им. Д.Д. Плетнева" Департамента здравоохранения города Москвы.

Контактная информация: Кунафина Татьяна Викторовна, tana_07@mail.ru

Дисфункция скелетных мышц у больных ХОБЛ

Наибольшее значение в ограничении повседневной активности пациентов с ХОБЛ имеет мышечная дисфункция как одно из проявлений систем ных эффектов.

Дисфункция скелетных мышц характеризуется атрофией мышечных волокон, что является следствием митохондриальных нарушений, потери сократительных белков и представляет нарушение функции "оставшейся" мускулатуры [2].

Дисфункция скелетной мускулатуры проявляется функциональными (снижение силы и выносливости мышц, изменение активности ферментных систем) и структурными (атрофия, нарушение соотношения миофибрилл) изменениями, которые способствуют снижению физической активности в повседневной жизни, значительно усугубляя течение болезни.

Мышечная дисфункция оказывает выраженное влияние на клиническое течение ХОБЛ, приводя к сокращению общей физической активности, снижению толерантности к физическим нагрузкам и, как результат, к гиподинамии, потере социальных связей, повышению частоты обострений и худшему прогнозу.

Снижение массы тела у больных ХОБЛ, в основе которого лежит в том числе потеря мышечной

Рис. 1. Пациент с диагнозом ХОБЛ (индекс массы тела 18,29 кг/м2) (из личного архива. Пульмонологическое отделение городской клинической больницы им. Д.Д. Плетнева).

массы, - важный прогностический фактор, не зависящий от других маркеров тяжести ХОБЛ (объема форсированного выдоха за 1-ю секунду или парциального давления кислорода в артериальной крови) (рис. 1, 2).

У больных ХОБЛ кроме бронхиальной обструкции следует обращать внимание и на другое важное патофизиологическое нарушение -легочную гиперинфляцию (ЛГИ) (т.е. повышенную воздушность легких). В основе ЛГИ лежит "воздушная ловушка", которая возникает из-за неполного опорожнения альвеол во время выдоха вследствие потери эластической тяги легких (статическая ЛГИ) или недостаточного времени выдоха в условиях выраженного ограничения экспираторного воздушного потока (динамическая ЛГИ) (рис. 3). Развитие ЛГИ приводит к дисфункции дыхательной мускулатуры и ее утомлению, что часто обусловливает потребность в дополнительной респираторной поддержке и проведении реабилитационных мероприятий [3].

Легочная реабилитация при ХОБЛ

В практической деятельности вопросам реабилитации больных ХОБЛ уделяется мало внимания, что связано как с объективными, так и с субъективными факторами. В то же время, согласно многолетнему международному опыту работы с данной категорией пациентов, применения только лишь медикаментозного лечения для стабилизации состояния недостаточно. Лекарственные препараты улучшают функциональные показатели, но не всегда способствуют улучшению самочувствия и повышению уровня повседневной активности пациентов.

Длительность наблюдения, мес

—ИМТ >29 кг/м2 ИМТ 24-29 кг/м2

— ИМТ 20-24 кг/м2 —ИМТ <20 кг/м2

Рис. 2. Выживаемость больных ХОБЛ в зависимости от индекса массы тела (ИМТ) [2].

В совместных рекомендациях Американского торакального общества и Европейского респираторного общества (2005) дано такое определение реабилитации: "Легочная реабилитация - мультидисциплинарная, основанная на доказательной базе, всеобъемлющая система мероприятий для больного хроническим заболеванием органов дыхания, имеющего клинически значимое течение заболевания и нарушение уровня повседневной активности".

Легочная реабилитация преследует следующие цели: уменьшить проявления ХОБЛ, опти-

мизировать функциональный статус больного и снизить стоимость лечения за счет стабилизации или уменьшения системных проявлений заболевания.

Легочная реабилитация включает ряд компонентов, важнейшим из которых следует признать восстановление двигательной активности за счет влияния на поперечнополосатую мускулатуру с помощью физических тренировок.

Физические тренировки оказывают влияние на организм пациента посредством нескольких механизмов:

• компенсаторный механизм заключается в улучшении приспособительных реакций, мобилизации дополнительных механизмов дыхания;

• трофологический механизм - это активизация крово- и лимфообращения, обменных и регенераторных процессов в организме, улучшение оксигенации тканей;

• тонизирующий, или рефлекторный механизм направлен на улучшение нервных процессов в коре головного мозга, усиление взаимодействия коры и подкорковых структур, восстановление корректной регуляции акта дыхания. Как следствие, при этом нормализуются нарушенные функции внешнего дыхания, газообмена в легких и тканях организма [4].

В метаанализе, включавшем 31 исследование, проведенное с 1966 по 2004 г., было установлено, что легочная реабилитация, осуществляемая в течение не менее 4 нед, приводит к клинически и статистически значимым улучшениям в важных сферах качества жизни - уменьшению одышки, усталости, улучшению эмоционального статуса пациентов с ХОБЛ [5].

Электромиостимуляция в реабилитации больных ХОБЛ

Серьезной клинической проблемой является крайне низкая переносимость физических на-

грузок у пациентов с тяжелыми формами ХОБЛ и хронической дыхательной недостаточностью. Снижение толерантности к физической нагрузке достигает такой степени, что невозможно выполнение даже минимальных действий по самообслуживанию (вытирание полотенцем, умывание, поход в туалет и др.). В этой ситуации реализация стандартных приемов физических тренировок, изложенных в соответствующих рекомендациях, невозможна. При этом крайняя физическая детренированность является важнейшей составной частью общей клинической картины у данной категории пациентов и обусловливает высокую вероятность неблагоприятных исходов.

У таких больных альтернативой становится проведение электромиостимуляции (ЭМС) (рис. 4). Метод использования электрического импульса в медицине известен уже на протяжении 200 лет. Электромиостимуляция способствует восстановлению тонуса мышц, поддерживает их сократительную способность, усиливает кровоснабжение и обменные процессы в тканях, препятствует развитию атрофии мышц, в связи с чем применяется в разных областях медицины.

Электромиостимуляция используется у пациентов с разными нозологиями. Наиболее часто этот метод реабилитации применяется в неврологической практике, при таких состояниях, как:

• спастические параличи при различных заболеваниях, в частности при рассеянном склерозе, боковом амиотрофическом склерозе, полиневропатии и синдроме Гийена-Барре;

• нарушения чувствительности при различных травматических повреждениях, корешковых синдромах;

• центральные параличи и парезы вследствие перенесенных нарушений мозгового кровообращения;

• длительная адинамия мышц, сопровождающаяся их гипотрофией (в частности, при длительном лечении переломов).

В кардиологической практике получены результаты при использовании кардиосинхрони-зированной ЭМС. Под ее воздействием происходит снижение среднего артериального давления, общего периферического сосудистого сопротивления, увеличение сердечного индекса, минутной работы сердца по сравнению с исходными данными [6].

Однако имеются и противоположные результаты ЭМС.

Так, в исследовании Т. Windholz et а1. не отмечалось положительного ответа на стимуляцию периферической мускулатуры у пациентов с истощением при раковых заболеваниях. Увеличение физической активности было незначитель-

Исследование или подгруппа Средневзвешенная разность

6-MT Maddocks et al. Sillen et al. Vieira et al. Vivodtzev et al. Итого (95% ДИ) 35,60(11,78-59,42) 37,00 (31,29-42,71) 74,90 (23,90-125,90) 33,00 (-4,10-70,10) 37,27(31,82-42,73) • ♦

Шаттл-тест Bourjeily-Habr et al. Tasdemir et al. Vivodtzev et al. Итого (95% ДИ) 68,80 (25,18-112,42) -30,80 (-59,54 ... -2,06) — 169,00(124,17-213,83) 68,06 (-50,70-186,83) —

Всего (95% ДИ) 51,53 (20,13-82,93) | 1 | 1

-200 -100 0 100 200

Предпочтительнее Предпочтительнее _

Рис. 5. Метаанализ эффективности ЭМС у пациентов с ХОБЛ (по [10]). ДИ - доверительный интервал, НМЭС - нейромышечная электростимуляция.

ным [7]. Также не наблюдалось увеличения силы и массы мышц у критически тяжелых пациентов после кардиоторакальных операций [8].

В пульмонологической практике особое внимание уделяется мышцам большой массы, состояние которых является отражением общей физической активности. Отмечено, что слабость и атрофия четырехглавой мышцы бедра приводят к плохому прогнозу, увеличению смертности при ХОБЛ [9].

Метаанализ 9 исследований, опубликованных в период с 2002 по 2016 г., включал 276 пациентов с ХОБЛ, которым проводилась нейромышечная ЭМС четырехглавой мышцы бедра. По результатам метаанализа было выявлено статистически достоверное увеличение силы четырехглавой мышцы бедра, повышение толерантности к физической нагрузке, в том числе увеличение расстояния, пройденного в тесте с 6-минутной ходьбой (6-МТ) (рис. 5) [10].

Заключение

Таким образом, физические тренировки у пациентов с тяжелой и крайне тяжелой ХОБЛ остаются серьезной проблемой. В то же время имеются данные о положительном влиянии ЭМС на повышение физической активности - увеличение расстояния, которое может преодолеть пациент, меньшее количество времени, затрачиваемого на выполнение нагрузки, появление ощущения уверенности в ногах, а также улучшение эмоционального фона и повышение приверженности пациентов к физическим упражнениям.

К настоящему времени нерешенными остаются такие вопросы, как:

- эффективность ЭМС у крайне детренирован-ных пациентов с ХОБЛ;

- наличие корреляционных связей между клиническими проявлениями болезни и данными электромиографии.

Электромиостимуляцию в рамках реабилитации больных ХОБЛ часто проводят более 4 нед, поэтому также актуален вопрос, возможно ли проведение ЭМС в течение более коротких сроков с достижением положительного результата.

Все эти вопросы требуют проведения дополнительных исследований и оценки эффективности метода.

Список литературы

1. Чучалин А.Г., Авдеев С.Н., Айсанов З.Р., Белевский А.С., Лещенко И.В., Мещерякова Н.Н., Овчаренко С.И., Шмелев Е.И. Российское респираторное общество. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению хронической обструктивной болезни легких. Пульмонология 2014;3:15-36. [Chuchalin AG, Avdeev SN, Aysanov ZR, Belevskiy AS, Leshchenko IV, Meshcheryakova NN, Ovcha-renko SI, Shmelev EI. Russian Respiratory Society. Federal clinical recommendations on diagnostics and treatment of chronic obstructive pulmonary disease. Pulmonology 2014;3:15-36 (In Russian)].

2. Авдеев С.Н. Системные эффекты у больных ХОБЛ. Врач 2006;12:3-8. [Avdeev SN. Systemic effects in COPD patients. Doctor 2006;12:3-8 (In Russian)].

3. Авдеев С.Н. Легочная гиперинфляция у больных ХОБЛ. Consilium Medicum 2006;8(3):75-80. [Avdeev SN. Pulmonary hyperinflation in COPD patients. Consilium Medicum 2006;8(3):75-80 (In Russian)].

4. Мухарлямов Ф.Ю., Сычева М.Г., Рассулова М.А., Разумов А.Н. Пульмонологическая реабилитация: современные программы и перспективы. Пульмонология 2013;6:99-105. [Mukharlyamov FYu, Sycheva MG, Rassulova MA, Razu-mov AN. Pulmonary rehabilitation: novel programmes and perspectives. Pulmonology 2013;6:99-105 (In Russian)].

COPD Working Group. Pulmonary rehabilitation for patients with chronic pulmonary disease (COPD). An evidence-based analysis. Ontario Health Technology Assessment Series 2012;12(6):1-75.

Сандухадзе Б.Р. Возможности кардиосинхронизирован-ной электромиостимуляции в лечении хронической сердечной недостаточности у больных на фоне ИБС: Авто-реф. дис. ... канд. мед. наук. М.; 2009. [Sandukhadze BR. Cardioinhibitory electrical myostimulation opportunities in the treatment of chronic heart failure in patients on the background of coronary artery disease [abstract from dissertation for the degree of Candidate of Medical Sciences]. Moscow; 2009 (In Russian)].

Windholz T, Swanson T, Vanderbyl BL, Jagoe RT. The feasibility and acceptability of neuromuscular electrical stimulation to improve exercise performance in patients with advanced cancer: a pilot study. BMC Palliative Care 2014 May;13:23.

8. Fischer A, Spiegl M, Altmann K, Winkler A, Salamon A, Themessl-Huber M, Mouhieddine M, Strasser EM, Schiferer A, Paternostro-Sluga T, Hiesmayr M. Muscle mass, strength and functional outcomes in critically ill patients after cardiotho-racic surgery: does neuromuscular electrical stimulation help? The Catastim 2 randomized controlled trial. Critical Care 2015 Jan;20:30.

9. Barreiro E, Gea J. Molecular and biological pathways of skeletal muscle dysfunction in chronic obstructive pulmonary disease. Chronic Respiratory Disease 2016 Aug;13(3):297-313.

10. Chen RC, Li XY, Guan LL, Guo BP, Wu WL, Zhou ZQ, Huo YT, Chen X, Zhou LQ. Effectiveness of neuromuscular electrical stimulation for the rehabilitation of moderate-to-severe COPD: a meta-analysis. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease 2016 Nov;11:2965-75.

The Role of Electromyostimulation in Physical Activity of Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease

T.V. Kunafina, A.S. Belevskiy, and O.V. Kozhevnikova

Chronic obstructive pulmonary disease has systemic manifestations, including skeletal muscle dysfunction that limits daily activity of patients. Muscle fiber atrophy is a consequence of mitochondrial disorders, loss of contractile proteins and represents dysfunction of remaining muscles. Such patients need pulmonary rehabilitation, but standard physical training is not always possible in patients with severe chronic obstructive pulmonary disease and respiratory failure. Electromyostimulation becomes an alternative method in such cases.

Key words: chronic obstructive pulmonary disease, systemic manifestations, skeletal muscle dysfunction, electro-myostimulation.