cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2021-82-80-86cfpd-985Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHЭлектрическая активность экспираторных мышц при сахарном диабете 2 типаElectrical activity of expiratory muscles in type 2 diabetes mellitusКунарбаеваА. К.KunarbaevaA. K.

Адель Камидулловна Кунарбаева, асcистент кафедры пропедевтики внутренних болезней

460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6

Adel K. Kunarbaeva, MD, Assistant of the Department of Propaedeutic of Internal Medicine

6 Sovetskaya Str., Orenburg, 460000

kunarbaeva.adel@yandex.ruМирошниченкоА. И.MiroshnichenkoA. I.

Анастасия Игоревна Мирошниченко, врач-терапевт

460001, г. Оренбург, пер. Бассейный, 1

Anastasia I. Miroshnichenko, MD, Therapist

1 Basseyny Lane, Orenburg, 460001

miroshni4enko.nast@yandex.ruИвановК. М.IvanovK. М.

Константин Михайлович Иванов, д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой пропедевтики внутренних болезней

460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6

Konstantin M. Ivanov, MD, PhD, D.Sc. (Med.), Professor, Head of theDepartment of Propaedeutic of Internal Medicine

6 Sovetskaya Str., Orenburg, 460000

kmiwanov@mail.ruМирошниченкоИ. В.MiroshnichenkoI. V.

Игорь Васильевич Мирошниченко, д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии

460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6

Igor V. Miroshnichenko, MD, PhD, D.Sc. (Med.), Professor, Head of theDepartment of Normal Physiology

6 Sovetskaya Str., Orenburg, 460000

miv_2000@mail.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииOrenburg State Medical UniversityООО «Клиника промышленной медицины»Clinic of Industrial Medicine2021231220210828086Copyright © Кунарбаева А.К., Мирошниченко А.И., Иванов К.М., Мирошниченко И.В., 20212021Кунарбаева А.К., Мирошниченко А.И., Иванов К.М., Мирошниченко И.В.Kunarbaeva A.K., Miroshnichenko A.I., Ivanov K.М., Miroshnichenko I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/985

Цель. Изучить функциональное состояние экспираторных мышц у больных сахарным диабетом 2 типа на основании изменений их электрической активности при использовании функциональной пробы со статическим экспираторным усилием. Материалы и методы. Обследовано 47 больных сахарным диабетом 2 типа и 40 пациентов без нарушений углеводного обмена. Для изучения электрической активности экспираторных мышц проводили поверхностную электромиографию (ЭМГ) наружной косой мышцы живота (НКМ), прямой мышцы живота (ПМЖ) и внутренних межреберных мышц (ВММ) с использованием функциональной пробы со статическим экспираторным усилием. Результаты. При выполнении функциональной пробы со статическим экспираторным усилием в обеих группах наблюдалось снижение частоты и увеличение амплитуды ЭМГ, однако у больных сахарным диабетом 2 типа эти изменения были менее выражены. Также наблюдались различия в динамике изменения показателей ЭМГ. У больных сахарным диабетом 2 типа уменьшение частоты ЭМГ НКМ начиналось с 10 секунды пробы, ВММ – с 15 секунды, в группе сравнения – с 5 и 10 секунд, соответственно. Амплитуда ЭМГ ВММ в основной группе достоверно не изменялась, в группе сравнения увеличивалась с 5 секунды экспираторного усилия. На 10 секунде пробы показатель амплитуды ЭМГ НКМ у больных сахарным диабетом 2 типа был на 10,4% ниже (р=0,027), чем в группе сравнения, а на 15 секунде – на 10,5% (р=0,033). Заключение. Изменение электрической активности экспираторных мышц у больных сахарным диабетом 2 типа обусловлено замедленной динамикой частотно-амплитудных характеристик ЭМГ НКМ, некомпенсированным утомлением ВММ, а также более низкими значениями амплитуды ЭМГ НКМ при выполнении функциональной нагрузочной пробы со статическим экспираторным усилием.

Aim. To study the functional state of the expiratory muscles in patients with type 2 diabetes mellitus on the basis of changes in their electrical activity when using a functional test with a static expiratory effort. Materials and methods. 47 patients with type 2 diabetes mellitus and 40 patients without disorders of carbohydrate metabolism were examined. To study the electrical activity of the expiratory muscles, surface electromyography (EMG) of the external oblique abdominal muscle (OAM), rectus abdominis muscle (RAM), and internal intercostal muscles (IIM) was performed using a functional test with a static expiratory effort. Results. When performing a functional test with a static expiratory effort in both groups, a decrease in the frequency and an increase in the amplitude of EMG was observed, however, in patients with type 2 diabetes mellitus, these changes were less pronounced. There were also differences in the dynamics of changes in EMG indicators. In patients with type 2 diabetes mellitus, the decrease in the frequency of EMG OAM began from 10 seconds of the test, IIM – from 15 seconds, in the comparison group – from 5 and 10 seconds, respectively. The OAM EMG amplitude in the main group did not change significantly, in the comparison group it increased from 5 seconds of expiratory effort. At the 10th second of the test, the amplitude index of the EMG OAM in patients with type 2 diabetes mellitus was 10.4% lower (p=0.027) than in the comparison group, and at the 15th second – by 10.5% (p=0.033). Conclusion: The change in the electrical activity of the expiratory muscles in patients with type 2 diabetes mellitus is due to the slowed down dynamics of the frequency-amplitude characteristics of the EMG OAM, uncompensated IIM fatigue, as well as lower values of the OAM EMG amplitude when performing a functional exercise test with a static expiratory effort.

сахарный диабетэлектромиографияэкспираторные мышцыdiabetes mellituselectromyographyexpiratory musclesИсследование проводилось при грантовой поддержке ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава РФ (№РХД/2019/04-02/2/ГР/М/2)The study was supported by Orenburg State Medical University (grant No РХД/2019/04-02/2/ГР/М/2)ReferencesLeenders M., Verdijk L.B., van der Hoeven L., Adam J.J., van Kranenburg J., Nilwik R., van Loon L.J. Patients with type 2 diabetes show a greater decline in muscle mass, muscle strength, and functional capacity with aging // J. Am. Med. Dir. Assoc. 2013. Vol.14, Iss.8. P.585–592. https://doi.org/10.1016/j.jamda.2013.02.006Leenders M., Verdijk L.B., van der Hoeven L., Adam J.J., van Kranenburg J., Nilwik R., van Loon L.J. Patients with type 2 diabetes show a greater decline in muscle mass, muscle strength, and functional capacity with aging. J. Am. Med. Dir. Assoc. 2013; 14(8):585–592. https://doi.org/10.1016/j.jamda.2013.02.006D’Souza D.M., Al-Sajee D., Hawke T.J. Diabetic myopathy: impact of diabetes mellitus on skeletal muscle progenitor cells // Front. Physiol. 2013. Vol.4. Article number: 379. https://doi.org/10.3389/fphys.2013.00379D’Souza D.M., Al-Sajee D., Hawke T.J. Diabetic myopathy: impact of diabetes mellitus on skeletal muscle progenitor cells. Front. Physiol. 2013; 4:379. https://doi.org/10.3389/fphys.2013.00379James H.A., O’Neill B.T., Nair K.S. Insulin regulation of proteostasis and clinical implications // Cell Metab. 2017. Vol. 26, Iss.2. P.310–323. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2017.06.010James H.A., O’Neill B.T., Nair K.S. Insulin regulation of proteostasis and clinical implications. Cell Metab. 2017; 26(2):310–323. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2017.06.010Almurdhi M.M., Reeves N.D., Bowling F.L., Boulton A.J., Jeziorska M., Malik R.A. Reduced lower-limb muscle strength and volume in patients with type 2 diabetes in relation to neuropathy, intramuscular fat, and vitamin D levels // Diabetes Care. 2016. Vol. 39, Iss.3. P.441–447. https://doi.org/10.2337/dc15-0995Almurdhi M.M., Reeves N.D., Bowling F.L., Boulton A.J., Jeziorska M., Malik R.A. Reduced lower-limb muscle strength and volume in patients with type 2 diabetes in relation to neuropathy, intramuscular fat, and vitamin D levels. Diabetes Care 2016; 39(3):441–447. https://doi.org/10.2337/dc15-0995Chiu C.Y., Yang R.S., Sheu M.L, Chan D.C., Yang T.H., Tsai K.S., Chiang C.K., Liu S.H. Advanced glycation end‐products induce skeletal muscle atrophy and dysfunction in diabetic mice via a RAGE‐mediated, AMPK‐down‐regulated, Akt pathway // J. Pathol. 2016. Vol.238, Iss.3. P.470–482. https://doi.org/10.1002/path.4674Chiu C.Y., Yang R.S., Sheu M.L., Chan D.C., Yang T.H., Tsai K.S., Chiang C.K., Liu S.H. Advanced glycation end‐products induce skeletal muscle atrophy and dysfunction in diabetic mice via a RAGE‐mediated, AMPK‐down‐regulated, Akt pathway. J. Pathol. 2016; 238(3):470– 482. https://doi.org/10.1002/path.4674Ferreira J.P., Sartor C.D., Leal А.M., Sacco I.C., Sato T.O., Ribeiro I.L., Soares A.S, Cunha J.E., Salvini T.F. The effect of peripheral neuropathy on lower limb muscle strength in diabetic individuals // Clin. Biomech. (Bristol, Avon). 2017. Vol.43. P.67–73. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2017.02.003Ferreira J.P., Sartor C.D., Leal А.M., Sacco I.C., Sato T.O., Ribeiro I.L., Soares A.S, Cunha J.E., Salvini T.F. The effect of peripheral neuropathy on lower limb muscle strength in diabetic individuals. Clin. Biomech. (Bristol, Avon) 2017; 43:67–73. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2017.02.003De Santi F., Zoppini G., Locatelli F., Finocchio E., Cappa V., Dauriz M., Verlato G. Type 2 diabetes is associated with an increased prevalence of respiratory symptoms as compared to the general population // BMC Pulm. Med. 2017. Vol.17, Iss.1. Article number: 101. https://doi.org/10.1186/s12890-017-0443-1De Santi F., Zoppini G., Locatelli F., Finocchio E., Cappa V., Dauriz M., Verlato G. Type 2 diabetes is associated with an increased prevalence of respiratory symptoms as compared to the general population. BMC Pulm. Med. 2017; 17(1):101. https://doi.org/10.1186/s12890-017-0443-1Fontaine-Delaruelle C., Viart-Ferber C., Luyton C., Couraud S. Lung function in patients with diabetes mellitus // Rev. Pneumol. Clin. 2016. Vol.72, Iss.1. P.10–16. https://doi.org/10.1016/j.pneumo.2015.03.010Fontaine-Delaruelle C., Viart-Ferber C., Luyton C., Couraud S. Lung function in patients with diabetes mellitus. Rev. Pneumol. Clin. 2016; 72(1):10–16. https://doi.org/10.1016/j.pneumo.2015.03.010Van Eetvelde B.L.M., Cambier D., Vanden Wyngaert K., Celie B., Calders P. The Influence of Clinically Diagnosed Neuropathy on Respiratory Muscle Strength in Type 2 Diabetes Mellitus // J. Diabetes Res. 2018. Vol.2018. Article ID 8065938. https://doi.org/10.1155/2018/8065938Van Eetvelde B.L.M., Cambier D., Vanden Wyngaert K., Celie B., Calders P. The Influence of Clinically Diagnosed Neuropathy on Respiratory Muscle Strength in Type 2 Diabetes Mellitus. J. Diabetes Res. 2018; 2018:8065938. https://doi.org/10.1155/2018/8065938Кунарбаева А.К., Иванов К.М., Петрова А.А., Красиков С.И., Мирошниченко И.В. Особенности изменения силы дыхательных мышц и процессов перекисного окисления липидов у больных сахарным диабетом 2 типа // Терапия. 2021. №5. С.47–50. https://dx.doi.org/10.18565/therapy.2021.5.47–50Kunarbaeva A.K., Ivanov K.M., Petrova A.A., Krasikov S.I., Miroshnichenko I.V. Peculiarities of changes in respiratory muscles strength and in lipid peroxidation processes in patients with type 2 diabetes mellitus. Therapy 2021; (5):47–50 (in Russian). doi: https://dx.doi.org/10.18565/therapy.2021.5.47–50Сивожелезова О.К., Иванов К.М., Мирошниченко И.В., Кунарбаева А.К. Особенности изменения силы дыхательных мышц у больных сахарным диабетом 2 типа, осложненным синдромом диабетической стопы // Архивъ внутренней медицины. 2018. Т.8, №3. С.204–208. https://doi.org/10.20514/2226-6704-2018-8-3-204-208Sivozhelezova O.K., Ivanov K.M., Miroshnichenko I.V., Kunarbaeva A.K. Peculiarities of the change in the respiratory muscles’ strength in patients with 2 type of diabetes mellitus complicated by the diabetic foot syndrome. The Russian Archives of Internal Medicine 2018; 8(3):204–208 (in Russian). https://doi.org/10.20514/2226-6704-2018-8-3-204-208Ершов С. П., Перельман Ю. М. Электрофизиологическая характеристика дыхательных мышц у больных хроническим бронхитом // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 1999. Вып.5. С.28−35.Ershov S.P., Perelman J.M. Respiratory muscle electrophysiological evaluation in patients with chronic bronchitis. Bûlleten' fiziologii i patologii dyhaniâ = Bulletin Physiology and Pathology of Respiration 1999; (5):28−35 (in Russian).Miller K.J., Garland S.J., Ivanova T., Ohtsuki T. Motor-unit Behavior in Humans During Fatiguing Arm Movements // J. Neurophysiol. 1996. Vol.75, Iss.4. P.1629–1636. https://doi.org/10.1152/jn.1996.75.4.1629Miller K.J., Garland S.J., Ivanova T., Ohtsuki T. Motor-unit behavior in humans during fatiguing arm movements. J. Neurophysiol. 1996; 75(4):1629–1636. https://doi.org/10.1152/jn.1996.75.4.1629Солнушкин С.Д., Чихман В.Н., Сегизбаева М.О., Погодин М.А., Александров В.Г. Аппаратно-программный комплекс для регистрации и анализа электромиограммы дыхательных мышц человека // Физиология человека. 2014. Т.40, №2. C.119–122. https://doi.org/10.7868/S0131164614010184Solnushkin S.D., Chihman V.N., Segizbaeva M.O., Aleksandrov V.G. Hardware and software for EMG recording and analysis of respiratory muscles of human. Human Physiology 2014; 40(2):220–223. https://doi.org/10.7868/S0131164614010184Kabitz H.J., Sonntag F., Walker D., Schwoerer A., Walterspacher S., Kaufmann S., Beuschlein F., Seufert J., Windisch W. Diabetic polyneuropathy is associated with respiratory muscle impairment in type 2 diabetes // Diabetologia. 2008. Vol.51, Iss.1. P.191–197. https://doi.org/10.1007/s00125-007-0856-0Kabitz H.J., Sonntag F., Walker D., Schwoerer A., Walterspacher S., Kaufmann S., Beuschlein F., Seufert J., Windisch W. Diabetic polyneuropathy is associated with respiratory muscle impairment in type 2 diabetes. Diabetologia 2008; 51(1):191–197. https://doi.org/10.1007/s00125-007-0856-0

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