Резюме

ОБЕКТИВЕН Мускулна слабост и атрофия на долните крайници могат да се развият при пациенти с диабет, увеличавайки риска от падания. Основата на тези аномалии не е напълно обяснена. Целта на това проучване беше обективно количествено определяне на мускулната сила и размер при пациенти със захарен диабет тип 2 (T2DM) във връзка с тежестта на невропатията, интрамускулната неконтрактилна тъкан (IMNCT) и дефицита на витамин D.

сила

ПРОЕКТИРАНЕ И МЕТОДИ НА ИЗСЛЕДВАНИЯТА Двадесет пациенти с T2DM и 20 здрави контролни субекта бяха съпоставени по възраст, пол и ИТМ. Силата и размерът на мускулите на разгъвачите на коляното, флексорите и плантарите на глезена и дорсифлектора са оценени във връзка с тежестта на диабетната сензомоторна полиневропатия (DSPN), количеството IMNCT и серумните нива на 25-хидроксивитамин D (25OHD).

РЕЗУЛТАТИ В сравнение с контролните субекти, пациентите с T2DM са имали значително намалена сила на екстензора на коляното (P = 0,003) и намален мускулен обем както на екстензорите на коляното (P = 0,045), така и на флексорите (P = 0,019). Силата на плантарния флексор на глезена също беше значително намалена (P = 0,001), но без намаляване на обема на мускулите на плантарния флексор на глезена (P = 0,23) и гръбния мускул (P = 0,45). IMNCT е значително увеличен в плантарната част на глезена (P = 0,006) и дорсифлекторите (P = 0,005). Пациентите с DSPN са имали значително по-малка сила на екстензор на коляното от тези без (P = 0,02), но не са показали разлика в обема на екстензора на коляното (P = 0,38) и силата на флексора на плантатора на глезена (P = 0,21) или обема (P = 0,96). При пациенти с 25 nmol/L 25OHD не са открити значителни разлики в силата и обема на разтегателя на коляното (P = 0,32 срещу 0,18) и плантарните флексори на глезена (P = 0,58 спрямо 0,12).

ЗАКЛЮЧЕНИЯ Пациентите с T2DM имат значително намаляване на проксималната и дисталната мускулна сила на краката и проксимално, но не дистално намаляване на мускулния обем, вероятно поради по-голямо натрупване на мускулна мастна тъкан в дисталните мускули. Проксималната, но не дисталната мускулна сила е свързана с тежестта на периферната невропатия, но не и с IMNCT или 25OHD ниво.

Въведение

Въпреки че диабетната полиневропатия се проявява предимно под формата на сензорна и вегетативна дисфункция, нарастващият брой доказателства показват, че двигателната дисфункция на глезена и коляното също може да бъде основна проява (1–3). Двигателната дисфункция се представя като мускулна слабост, намаляване на мускулната маса и ограничения на гъвкавостта на ставите и обхвата на движение, което в крайна сметка засяга походката и движенията на цялото тяло (4–6).

Въпреки че слабост и атрофия на дисталните мускули и намалена подвижност и сила на глезена са демонстрирани в няколко проучвания и свързани с тежестта на невропатията (7-9), основните механизми не са изследвани. Предишни проучвания не извършват цялостна оценка на мускулната сила по отношение на морфологията и вътрешния състав. Пациентите с диабет и затлъстяване имат повишено количество интрамускулна неконтрактилна тъкан (IMNCT), което е силно корелирано с инсулинова резистентност и намаляване на мускулната сила в мускулите на прасеца и бедрата (1,2,10).

Вариациите в мускулния обем (11) могат да допринесат за промени в силата и тъй като много пациенти с диабет са със затлъстяване, те могат да имат по-голям мускулен размер, но по-голяма мускулна атрофия поради диабетна невропатия (7). Предишни проучвания показват атрофия на плантарната и дорсифлекторната мускулатура на глезена и разтегателите на коляното при пациенти с диабетна невропатия в сравнение с пациенти без невропатия и контролни субекти (2,4,6,8). Не е установен обаче ефектът върху по-проксималните мускули на краката (екстензори и флексори на коляното), които дават основен ефект върху постуралната стабилност и ефективността на походката. Всъщност максималната изометрична мускулна сила е свързана пряко с площта на напречното сечение на мускулите (CSA) (11–13).

Намаляването на мускулната сила и мускулния размер с повишена интрамускулна инфилтрация на мазнини и намаляване на физическото представяне при здрави пациенти в напреднала възраст може да са свързани с дефицит на витамин D (14,15). Двигателната дисфункция може да възникне при тези с лек и особено тежък дефицит на витамин D (14,16). Освен това 93% от пациентите се оплакват от неспецифична мускулно-скелетна болка, която може да се дължи на дефицит на витамин D (17). Понастоящем степента на дефицит на витамин D се категоризира според нивата на циркулиране на 25-хидроксивитамин D (25OHD), така че адекватните се определят като> 75 nmol/L (> 30 ng/mL), недостатъчни като 50–75 nmol/L (20 –30 ng/ml), с дефицит от 25–50 nmol/L (10–20 ng/ml) и със сериозен дефицит като 2) и умножен по разстоянието между всеки мускулен участък d (m), за да се получи мускулният обем (cm 3) както е показано в ур. 1:

Мускулно неконтрактилна тъкан

Плътността на различни тъкани се отразява от различен интензитет на ЯМР сигнала. Съединителната тъкан дава ниски стойности на интензитета на сигнала, докато мастната тъкан произвежда много високи стойности на интензитета на сигнала, като интензитетът на сигнала на скелетните мускули попада между тези две тъкани. Чрез измерване на честотното разпределение на интензивността на сигнала от дадена област на ЯМР сканирането е възможно да се определят промени в интензивността на сигнала, което показва промени в тъканния състав. Софтуерът OsiriX е използван за измерване на интензивността на сигнала за всички мускули от региона, очертан като CSA. Интензитетът на сигнала се определя количествено във всеки изследван мускул и се получава честотно разпределение на интензитета на сигнала в този CSA. Стойността на интензитета на сигнала с най-висока честота от избрания CSA на мускулите беше записана, когато тази стойност на интензитета на сигнала съставлява> 10% от броя на пикселите от общия брой пиксели в рамките на този специфичен CSA на мускула. Избрани са три различни нива по протежение на крака на субекта (проксимално, средно, дистално) според анатомичната структура на мускула. Сумата от трите стойности на интензивността на сигнала от всеки мускул беше избрана и използвана за допълнителен анализ.

Статистически анализ

За тестване на различията между групите в измерените променливи се използва независима проба на Student t тест. Коефициентите на корелация на Пиърсън бяха използвани за тестване на връзката между мускулната сила и други параметри. Данните са представени като средно ± SD, освен ако не е посочено друго.

С уравнение 2, направихме анализ на мощността преди проучването (априорно изчисляване на мощността), като използвахме резултатите от силата на глезенната става (въртящ момент) от предишни проучвания (7,26):

Анализът на мощността показа, че имаме нужда от 14 субекта във всяка група, за да открием разлика от 22 Nm между групите (∼20% разлика между групите), с α-ниво от 0,05 и β-ниво от 0,9 (т.е. мощност от 90 %). За да отчетем отпадането и потенциалните проблеми с данните, набрахме 20 участници във всяка група.

Резултати

Субекти

Оценени са двадесет здрави контролни субекта (13 мъже, 7 жени) и 20 пациенти с диабет тип 2 (15 мъже, 5 жени [8 с DSPN, 12 без DSPN]). Възрастта, височината и ИТМ се сравняват при пациенти с диабет в сравнение с контролните субекти (Таблица 1). Пациентите са имали разумен контрол върху нивата на гликемия и липиди и доказателства за лека невропатия въз основа на неврологично изследване, количествено сетивно изследване, неврофизиология, конфокална микроскопия на роговицата и биопсия на кожата (Таблица 1).

Предметни клинични характеристики

Мускулна сила

Силата на мускулите на коляното и глезена (Nm/kg) е значително по-ниска при пациенти с диабет тип 2 в сравнение с контролните субекти под три различни ъгъла. Сила на коляното при 55 ° (1,3 ± 0,4 срещу 2,1 ± 0,7; P = 0,002), 70 ° (1,3 ± 0,5 срещу 2,0 ± 0,8; P = 0,002) и 85 ° (1,3 ± 0,4 срещу 1,8 ± 0,6; P = 0,009) е значително намален при пациенти в сравнение с контролните субекти. Сила на глезена при 0 ° (0,6 ± 0,2 срещу 0,9 ± 0,3; P = 0,000), -5 ° (0,7 ± 0,2 срещу 1,04 ± 0,3; P = 0,001) и -10 ° (0,7 ± 0,2 срещу 1,1 ± 0,36; P = 0,001) е значително намален при пациенти в сравнение с контролните субекти. Съответно, средният разтегател на коляното (1,3 ± 0,5 срещу 1,9 ± 0,7; P = 0,003) и плантарния флексор на глезена (0,6 ± 0,2 срещу 1,05 ± 0,3; P = 0,001) е значително по-нисък при пациентите в сравнение с контролните субекти (Таблица 2).

Мускулна сила, обем и IMNCT (MRI стойности на интензитета на сигнала) при пациенти с диабет тип 2 и контролни субекти, с априорен статистически анализ на мощността, статистическа разлика и процентна разлика между групите

Мускулен обем

Мускулният обем за екстензорите на коляното (P = 0,04) и флексорите (P = 0,01) е значително по-нисък при пациенти с диабет тип 2 в сравнение с контролните субекти (Таблица 2). Не е установено значително намаляване на обема на плантарите на глезена (P = 0,23) и дорсифлектора (P = 0,45) между групите (Таблица 2).

Мускулно неконтрактилна тъкан

IMNCT е значително увеличен в мускулите на солеуса (P = 0,006), дорсифлектора (P = 0,005) и страничния гастрокнемиус (P = 0,05) при пациенти с диабет тип 2 в сравнение с контролните субекти (Таблица 2 и Фигура 1). Не са открити значителни разлики в IMNCT в екстензорите на коляното или флексорите на коляното между групите (Таблица 2).

ЯМР изображения на долните крайници на контролните субекти спрямо пациенти с диабет тип 2. Представителни ядрено-магнитен резонанси на долни крайници от здрав 69-годишен доброволец от контролната група (A и C) и 67-годишен пациент с диабетна полиневропатия (B и D). Изображенията са от нивото на средното бедро (A и B) и нивото на midtibia (C и D). Обърнете внимание на значителното увеличение на IMNCT (тъмните участъци в мускулните напречни сечения са съединителна тъкан) при изображения на пациент с диабет. Мащабна лента = 10 cm. BF, бицепс на бедрената кост; DF, дорсифлектор; LG, страничен гастрокнемиус; MG, медиален гастрокнемиус; RF, rectus femoris; SM, полумембранос; SOL, солеус; ST, полусухожилен; VI, vastus intermedius; VL, vastus lateralis; VM, vastus medialis.

DSPN срещу DSPN

Пациентите с DSPN (n = 8) са имали значително по-ниска сила на екстензор на коляното (Nm/kg) в сравнение с пациенти без DSPN (n = 12) (1.0 ± 0.4 срещу 1.5 ± 0.4; P = 0.028). Не е установена значителна разлика в силата на плантарния флексор на глезена между пациенти с и без DSPN (0,59 ± 0,31 срещу 0,76 ± 0,19; P = 0,21).

Ниски спрямо нормалните нива на витамин D

Не е установена значителна разлика в мускулната сила (1,2 ± 0,1 Nm/kg срещу 1,3 ± 0,5 Nm/kg; P = 0,32) и обема (932,1 ± 427,3 cm 3 срещу 1,122,7 ± 175,1 cm 3; P = 0,18) на удължители на коляното и плантарен флексор на глезена (0,6 ± 0,2 Nm/kg срещу 0,7 ± 0,2 Nm/kg; P = 0,58) и обем (582,6 ± 306,9 cm 3 срещу 768,1 ± 160,5 cm 3; P = 0,12) между пациенти с 25OHD нива 25 nmol/L.

Корелации

Установена е значителна корелация между силата на разтегателя на коляното и обема на мускулите на разгъвачите на коляното (r = 0,57, P = 0,007) при пациенти с диабет тип 2. Не е установена значителна корелация между силата на плантарния флексор на глезена и обема на плантарния флексор на глезена (r = 0,23, P = 0,297) или между силата на мускулите на коляното и глезена с IMNCT (r варира от -0,34 до -0,02 на глезена и от -0,33 до 0,37 в коляното), тежест на DSPN (r = -0,36 в глезена и -0,48 в коляното) или 25OHD ниво (r = -0,12 в глезена и 0,13 в коляното) сред пациентите.

Заключения

Открихме подчертан дефицит на сила не само в плантарните флексори на глезена, което е показано по-рано и свързано с DSPN, но също така и в проксималните екстензори на коляното, които също могат да бъдат частично приписани на DSPN. От клинично значение екстензорите на коляното са основна антигравитационна мускулна група, отговорна за задвижването и контролирането на тялото по време на походка; следователно тази аномалия може частично да обясни скорошното наблюдение, че балансът е нарушен при пациенти с диабетна невропатия (30). Намалената сила на мускулите на глезена и коляното при пациенти с диабет, и особено тези с невропатия, може значително да допринесе за увреждане на походката, повишена честота на падания и тежки наранявания при хоспитализация. Всъщност упражненията за тренировка за съпротива могат да подобрят мускулната сила и скоростта на ходене и да намалят риска от падания (6,31–33).