The role of bioimpedance status in the diagnosis of presarcopenia in elderly and elderly patients with type 2 diabetes mellitus

Full Text

Введение

В основе биоимпедансного анализа состава тела (БИАСТ) лежит определение электрического сопротивления различных тканей, включающее активное и реактивное. Этот процесс обусловлен прохождением через ткани тока низкого напряжения: потоком примерно 800 мкА и частотой, как правило, 50 кГц [1, 2]. При этом реактивное сопротивление определяется общим емкостным сопротивлением всех клеточных мембран, расположенных на пути измерительного тока, а активное сопротивление складывается из электрических сопротивлений всех жидкостей, через которые проходит электрический ток [3]. При помощи БИАСТ определяется композитный состав тела человека, включающий следующие параметры: жировую массу (ЖМ), тощую (безжировую) массу (ТМ), активную клеточную массу (АКМ), скелетно-мышечную массу (СММ), удельный основной обмен (УОО), фазовый угол (ФУ) [4].

Главные преимущества БИАСТ – распространенность диагностического оборудования, не требующего обучения специализированного персонала, и возможность в течение нескольких минут получить результаты исследования [5]. В связи с этим данный метод является одним из основных в диагностике саркопении как в Европейской рабочей группе по саркопении у пожилых людей (European Working Group on Sarcopenia in Older People – EWGSOP2, 2019 г.), так и в Азиатской рабочей группе по диагностике саркопении [6, 7]. При помощи уравнения Sergi с подстановкой в него параметров реактивного и электрического сопротивления происходит определение аппендикулярной СММ (АСММ) и ее индекса [6]. Снижение индекса АСММ до показателей менее 5,5 кг/м² для женщин и 7 кг/м² для мужчин – пороговые значения, ниже которых диагностируется саркопения [6]. В ряде исследований подтверждается возможность использования ФУ как основного интегрального показателя состава тела человека – параметра для определения саркопении [8, 9].

Саркопения и сахарный диабет 2-го типа (СД 2) являются заболеваниями, ассоциированными со старением организма человека [10]. Саркопения представляет собой процесс потери мышечной функции, мышечной массы, физической работоспособности организма [6]. На основании этого по определению EWGSOP2 выделены 3 стадии саркопении: пресаркопения (снижена мышечная функция), саркопения (снижены мышечная функция и масса) и тяжелая саркопения (снижены все 3 показателя) [6].

В настоящее время саркопения рассматривается как новое осложнение СД, приводящее не только к ухудшению качества жизни, но и повышенному риску инвалидизации и смерти пациентов [11]. Немногочисленны исследования, направленные на изучение промежуточной стадии саркопении – пресаркопении, которая представляет собой тот этап, когда мышечные резервы только начинают снижаться, что позволило бы на ранних стадиях внести коррекцию в этот процесс. Раннее выявление пресаркопении и замедление их прогрессирования позволят достичь и реализовать концепцию активного здорового старения, продлить период высокой физической, функциональной и когнитивной активности.

Цель исследования – определить показатели БИАСТ, по данным которых возможно прогнозирование пресаркопении у лиц пожилого и старческого возраста с СД 2.

Материалы и методы

Проведено одноцентровое одномоментное кросс-секционное исследование пациентов старше 60 лет, госпитализированных в эндокринологическое отделение ГБУЗ «ГКБ им. В.М. Буянова» в связи с декомпенсацией углеводного обмена. При госпитализации для выявления синдрома саркопении использовали опросник Sarcopenia Fast (SARC-F): пациенты, набравшие более 4 баллов, были включены в основной этап исследования для выявления саркопении согласно консенсусу EWGSOP 2.

За период наблюдения опрошены 232 человека, а в исследование включены 147 (63,3%), составивших общую группу с диагнозом СД 2. Медиана возраста составила 70,0 ± 8,0 года, из них 112 (76%) пациентов женского пола и 35 (24%) мужского.

Диагноз СД 2 установлен в соответствии с критериями «Алгоритмов специализированной помощи больным с сахарным диабетом» (11-й выпуск, 2023 г.) [12]. Саркопения диагностировалась при помощи диагностических критериев EWGSOP2 [6]:

1. Измерение силы рук оценивали в килограммах посредством сжатия кистевого динамометра ДК-50. Пациентам, находившимся в положении сидя и с отведенной на 90º рукой, стандартно давали 3 попытки на каждую руку, засчитывался лучший результат. Пороговыми значениями являлись снижение мышечной силы у мужчин менее 27 кг, а у женщин – менее 16 кг по результатам кистевой динамометрии.
2. Композитный состав тела определяли при помощи анализа биоэлектрического импеданса на аппарате «МЕДАСС-1» с возможностью проведения тетраполярного исследования по областям тела. Исследование производили утром, натощак, пациентов укладывали на кушетку, на правые и левые конечности (кисти и стопы – место установки электродов строго регламентировано: измерительные электроды в области сочленения лучезапястного и голеностопного суставов соответственно, токовый – на 4–5 см дистально от измерительного) устанавливали самоклеящиеся биоадгезивные электроды фирмы FIAB. Для проверки исправности оборудования использовали поверочное устройство биоимпедансного анализатора. В ходе исследования производили оценку ЖМ, ТМ, АКМ, СММ и ее доли (дСММ), УОО, общей жидкости (ОЖ), внеклеточной жидкости (ВКЖ). Для расчета АСММ и индекса АСММ использовали формулу Sergi. Критериями низкой мышечной массы согласно EWGSOP (2019 г.) [6] являлись значения индекса скелетной массы < 7,0 кг/м² для мужчин и < 5,5 кг/м² для женщин.
3. При помощи Краткого комплекса тестов физической работоспособности (Short Physical Performance Battery – SPPB) проводили исследование мышечной функции, которое включает следующие параметры: определение скорости 4-метровой ходьбы, тест вставания со стула и 5-кратный подъем со стула с отсчетом времени, а также 10-секундные тесты на равновесие (положение ног бок о бок, полутандем и полный тандем).

В отличие от алгоритма EWGSOP2 2019 г. тест SPPB проводили всем участникам исследования физической работоспособности.

Определены критерии включения:

• возраст старше 60 лет;
• установленный диагноз СД 2;
• наличие признаков саркопении по результатам опросника SARC-F.

Критерии невключения:

• пациенты с СД 1;
• наличие тяжелых острых и хронических осложнений, вызванных СД: диабетического кетоацидоза, гипергликемического гиперосмолярного статуса, диабетической стопы;
• тяжелое течение различных инфекций, опухолей, расстройств нервной, иммунной системы, наличие психических заболеваний;
• отсутствие автономной активности, низкие когнитивные функции или неспособность к продуктивному взаимодействию;
• значительная потеря массы тела (> 5%) в течение последних 3 мес;
• отказавшиеся от участия в исследовании.

Статистический анализ данных выполняли с применением статистического пакета SPSS Statistics 23.0. Проводили проверку нормальности распределения выборки с помощью критериев Колмогорова–Смирнова и Лиллиефорса, гистограмм распределения, показателей асимметрии и эксцесса. Для нормально распределенных параметров использовали среднее арифметическое со стандартным отклонением (М ± SD). Для асимметричных распределений применяли расчет медианы, нижнего и верхнего квартилей (Me [LQ; UQ]) и непараметрические методы анализа данных. Сравнения межгрупповых различий осуществляли с использованием парного t-критерия Стьюдента, критерия Манна–Уитни. Производили бинарный логистический регрессионный анализ с построением ROC-кривых, изучением чувствительности, специфичности, информативности и надежности полученных моделей риска развития пресаркопении. Результаты считали статистически значимыми при p < 0,05.

Результаты

Среди 232 пациентов, госпитализированных с СД 2, у 147 человек результат опросника SARC-F превышал 4 балла, общая распространенность саркопении составила 37,5% от числа госпитализированных пациентов (87 человек), причем у этой доли больных диагностирована пресаркопения, пациентов с саркопенией и тяжелой саркопенией в выборке не выявлено. При этом пресаркопению в когорте гораздо чаще наблюдали у женщин (70 пациенток или 80% больных пресаркопенией), тогда как у мужчин она выявлялась в 20% случаев (17 человек).

У пациентов с пресаркопенией отмечались более высокие средние значения ЖМ (р = 0,037), тогда как уровни УОО (р = 0,0001), АКМ (р = 0,002), ФУ (р = 0,0001), СММ (р = 0,003) и дСММ (р = 0,002) были значительно ниже у пациентов с пресаркопенией, в отличие от людей без нее. Различия по ТМ, ОЖ, ВКЖ были статистически не значимы (табл. 1).

 

Таблица 1. Сравнительная характеристика показателей БИАСТ у пациентов с пресаркопенией

Показатель	Группа				р
	с пресаркопенией (n = 87)		без пресаркопении (n = 60)
	Ме	Q1–Q3	Ме	Q1–Q3
ЖМ, кг	26,2	19,6–36,8	22,8	19,6–36,8	0,037*
ТМ, кг	60,4	52,5–67	63,5	56,1–70,3	0,254
АКМ, кг	32,7	28,1–42,1	40,5	31,7–47,5	0,002*
дАКМ, %	53,7	51,4–65,4	66,6	57,8–67,4	0,0001*
УОО, ккал/м2 в сутки	871,9	811,2–975,8	966,8	898,1–1062,2	0,0001*
ОЖ, кг	43,3	37,4–48,9	46,4	41,1–51,5	0,11
ВКЖ, кг	17,8	16,3–21,1	19,3	17,9–21,6	0,36
ФУ, º	5,9	5,5–8,9	9,2	6,8–9,5	0,0001*
СММ, кг	27,8	23,8–32,5	33,9	27,8–38,5	0,003*
дСММ, %	45,8	43,4–48,6	49,9	45,8–57,9	0,002*

*Различия между сравниваемыми параметрами статистически значимы.

 

При проведении корреляционного анализа установлены статистически значимые корреляционные связи ФУ как основного интегрального показателя композитного состава тела человека с АКМ (rxy = 0,633; р = 0,0001), дАКМ (rxy = 0,932; р = 0,0001), ВКЖ (rxy = 0,174; р = 0,035), СММ (rxy = 0,313; р = 0,0001), дСММ (rxy = 0,35; р = 0,0001). Статистически значимых корреляционных связей между ФУ и ЖМ (rxy = -0,092; р = 0,268), ТМ (rxy = 0,16; р = 0,052), ОЖ (rxy = 0,15; р = 0,07) не обнаружено (табл. 2).

 

Таблица 2. Корреляционная матрица основных показателей БИАСТ

Показатель	Коэффициент ранговой корреляции
	ЖМ, кг	ТМ, кг	АКМ, кг	дАКМ, %	УОО, ккал/м2 в сутки	ОЖ, кг	ВКЖ, кг	ФУ, º	СММ, кг	дСММ, %
ЖМ, кг	1	0,169/0,041/	0,044/0,594	-0,133/0,107	-0,378/0,0001	0,148/0,074	0,15/0,069	-0,092/0,268	-0,243/0,003	0,389/0,0001
ТМ, кг	0,169/0,041	1	0,839/0,0001	0,146/0,078	0,295/0,0001	0,921/0,0001	0,639/0,0001	0,16/0,052	0,542/0,0001/	-0,172/0,037
АКМ, кг	0,044/0,594	0,839/0,0001	1	0,646/0,0001	0,694/0,0001	0,779/0,0001	0,566/0,0001	0,633/0,0001	0,548/0,0001	0,012/0,884
дАКМ, %	-0,133/0,107	0,146/0,078	0,646/0,0001	1	0,827/0,0001	0,15/0,069	0,188/0,022	0,932/0,0001	0,378/0,0001	0,346/0,0001
УОО, ккал/м2 в сутки	-0,378/0,0001	0,295/0,0001	0,694/0,0001	0,827/0,0001	1	0,29/0,0001	0,128/0,122	0,788/0,0001	0,345/0,0001	0,161/0,052
ОЖ, кг	0,148/0,074	0,921/0,0001	0,779/0,0001	0,15/0,069	0,29/0,0001	1	0,432/0,0001	0,15/0,07	0,52/0,0001	-0,145/0,081
ВКЖ, кг	0,15/0,069	0,639/0,0001	0,566/0,0001	0,188/0,022	0,128/0,122	0,432/0,0001	1	0,174/0,035	0,671/0,0001	0,35/0,0001
ФУ, º	-0,092/0,268	0,16/0,052	0,633/0,0001	0,932/0,0001	0,788/0,0001	0,15/0,07	0,174/0,035	1	0,313/0,0001	0,35/0,0001
СММ, кг	-0,243/0,003	0,542/0,0001/	0,548/0,0001	0,378/0,0001	0,345/0,0001	0,52/0,0001	0,671/0,0001	0,313/0,0001	1	0,681/0,0001
дСММ, %	0,389/0,0001	-0,172/0,037	0,012/0,884	0,346/0,0001	0,161/0,052	-0,145/0,081	0,262/0,001	0,35/0,0001	0,681/0,0001	1

 

В ходе оценки зависимости наличия пресаркопении от показателей БИАСТ путем логистической регрессии получена следующая зависимость:

$Р=1/(1+{е}^{-z})\times 100\%$,

$Z=12,6+1,16\times {Х}_{ФУ}+0,37\times {Х}_{СММ}-0,36\times {Х}_{АКМ}-0,24{Х}_{ДСММ}$,

где Р – вероятность пресаркопении (%), Х_ФУ – фазовый угол (°), Х_СММ – скелетно-мышечная масса (кг), Х_АКМ – активная клеточная масса, Х_ДСММ – доля скелетно-мышечной массы. Полученная регрессионная модель является статистически значимой (р < 0,001). Исходя из значений коэффициента детерминации Найджелкерка модель определяет 26,6% дисперсии вероятности развития пресаркопении.

Исходя из значений регрессионных коэффициентов ФУ и СММ имеют прямую связь с вероятностью развития пресаркопении. Увеличивают риск развития пресаркопении: снижение ФУ на 1° – в 3,19 раза (95% доверительный интервал – ДИ 1,27–7,97), снижение СММ на 1 кг – в 1,45 раза (95% ДИ 1,11–1,9), снижение дСММ на 1% – в 1,27 раза (95% ДИ 0,68–0,92), снижение АКМ на 1 кг – в 1,43 раза (95% ДИ 0,54–0,89); рис. 1.

 

Рис. 1. Предикторы пресаркопении по данным БИАСТ.

 

Диагностическая значимость полученных факторов риска путем бинарной логистической регрессии оценена с помощью анализа рабочей характеристики приемника (Receiver Operating Characteristic – ROC). Площадь под ROC-кривой, соответствующей взаимосвязи объединенных параметров БИАСТ: ФУ, СММ, дСММ, АКМ, и вероятность исхода составили 0,772 ± 0,04. Пороговое значение вероятности р в точке cut-off составляло 0,54. Значения р, равные или превышающие данные значения, соответствовали прогнозу наличия пресаркопении. Чувствительность и специфичность составили 78,2 и 66,7% соответственно с 95% ДИ 0,694–0,85 (рис. 2).

 

Рис. 2. ROC-кривая диагностической способности логистической регрессионной модели прогноза пресаркопении по результатам БИАСТ.

 

Для определения пороговых границ ФУ, СММ, ДСММ, АКМ проведен ROC-анализ. Площадь под ROC-кривой (area under the curve – AUC), соответствующей прогнозу пресаркопении и ФУ, составила 0,714 ± 0,044 с 95% ДИ 0,627–0,8 с пороговым значением в точке cut-off 6,61 c чувствительностью 80% и специфичностью 62,1%, СММ – 0,694 с 95% ДИ 0,609–0,68 с пороговым значением в точке cut-off 32,9 кг c чувствительностью 75,9% и специфичностью 65%, дСММ – 0,716 с 95% ДИ 0,631–0,801 с пороговым значением в точке cut-off 47,9 с чувствительностью 68,3% и специфичностью 69%, АКМ – 0,648 с 95% ДИ 0,558–0,738 с пороговым значением в точке cut-off 36,8 c чувствительностью 65% и специфичностью 59,8%. Полученные модели были статистически значимы (р = 0,001); рис. 3.

 

Рис. 3. ROC-кривая соответствия пороговых границ чувствительности и специфичности ФУ (a), СММ (b), дСММ (c), АКМ (d) для диагностики пресаркопении.

 

Обсуждение

Исследования, посвященные изучению биоимпедансного статуса у пациентов с саркопенией, многочисленны, однако их данные вариабельны, что напрямую связано с различной соматической патологией, расовой и половой принадлежностью, различными стадиями саркопении пациентов, включенных в исследования [11]. При этом с каждым годом множится число публикаций, в которых описываются альтернативные – менее затратные, быстро воспроизводимые – методики диагностики саркопении с помощью импедансного анализа, в частности основанные на определении ФУ как прогностического и диагностического фактора риска саркопении. Однако данных по определению биоимпедансного статуса, в том числе с формированием прогностических моделей, у пациентов европеоидной расы с пресаркопенией и СД 2 не получено.

S. Hirose и соавт. на основании проведенного анализа пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями считают, что ФУ является полезным предиктором в диагностике саркопении, диагностические границы которого составили 4,55° для женщин и 4,25° для мужчин [13]. Вместе с тем математическая модель, предложенная G. de Amorim и соавт., включавшая ФУ, интерлейкин-6 и креатинин, позволяла прогнозировать саркопению у пациентов с недиализной хронической болезнью почек [14].

Исследования пожилых людей, проведенные в Японии и Польше, показали, что ранний риск саркопении тесно связан с ФУ, а оптимальная точка отсечения для диагностирования саркопении составила соответственно 4,05° для мужчин и 3,55° для женщин в 1-м случае, а также 5,42° для мужчин и 4,76° для женщин – во 2-м [15, 16]. Исследование C. Basile и соавт. с участием 1567 пожилых людей в Италии со средним возрастом 76,2 (± 6,7) года показало, что мужчины и женщины с саркопенией имели более низкие значения ФУ, что положительно коррелировало с уменьшением мышечной массы (относительный риск 0,623; р < 0,01) [17].

Исследования, проведенные Д.П. Курмаевым и соавт., у пациентов с различной коморбидной патологией показали средние значения ФУ менее 4,4º, что соответствовало критерию «существенно ниже нормы» БИАСТ, несмотря на то что средние значения параметров СММ находились в возрастных пределах нормы [9].

Заключение

Ранее аналитика протоколов БИАСТ в качестве построения прогностических моделей ограничивалась параметрами ФУ, а также реактивного и активного сопротивления, используемыми в уравнении Sergi для определения ASMM, iASMM согласно консенсусу EWGSOP 2.

В проведенном исследовании выделены универсальные границы как для мужчин, так и для женщин показателей ФУ, СММ, дСММ, АКМ, вошедших в прогностическую модель для диагностики пресаркопении у пациентов с СД 2. Наличие информации о пороговых значениях основных показателей биоимпедансного состава тела у пациентов с пресаркопенией и СД 2 существенно расширяет исследовательские и диагностические возможности в медицине старения. Интерпретация этих данных перспективна и в дальнейших исследованиях.

Раскрытие интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Disclosure of interest. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Авторы декларируют соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. Все авторы в равной степени участвовали в подготовке публикации: разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи.

Authors’ contribution. The authors declare the compliance of their authorship according to the international ICMJE criteria. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Источник финансирования. Авторы декларируют отсутствие внешнего финансирования для проведения исследования и публикации статьи.

Funding source. The authors declare that there is no external funding for the exploration and analysis work.

Информированное согласие на публикацию. Пациенты подписали форму добровольного информированного согласия на публикацию медицинской информации.

Consent for publication. Written consent was obtained from the patient for publication of relevant medical information and all of accompanying images within the manuscript.

About the authors

Ruslan N. Obyedkov

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: rn.obedkov98@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8689-6623

Resident

Russian Federation, Moscow

Evgeny I. Dedov

Pirogov Russian National Research Medical University; Buyanov City Clinical Hospital

Email: rn.obedkov98@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9118-3708

D. Sci. (Med.), Prof.; Rheumatologist

Russian Federation, Moscow; Moscow

Irina G. Pshennikova

Buyanov City Clinical Hospital; BIOTECH University

Author for correspondence.
Email: rn.obedkov98@gmail.com
ORCID iD: 0009-0005-0776-0955

Endocrinologist, Department Head; Assist.

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

Supplementary files