image

Помповая инсулинотерапия и непрерывное мониторирование гликемии (клиническая практика и перспективы) / под ред. А. В. Древаля. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2019. ― 336 с. : ил. - ISBN 978-5-9704-4955-4.

Аннотация

Помповая инсулинотерапия впервые стала применяться в клинической практике более 30 лет назад, и в последние годы она стремительно внедряется благодаря новым технологиям, которые сделали этот очень эффективный метод инсулинотерапии довольно популярным. Вместе с тем многие врачи все еще недостаточно осведомлены о принципах и преимуществах такого лечения, и данное руководство направлено на восполнение этого пробела. Книга содержит описание различных помп, методику установки помпы и работы с ней, подбор базального и болюсного режимов инсулинотерапии в зависимости от питания, образа жизни и физической активности пациента. В связи с тем, что в настоящее время стартовый подбор помповой инсулинотерапии осуществляется на фоне непрерывного мониторирования гликемии, вторая часть книги посвящена ему. В руководство также включен небольшой объем научных материалов, которые в той или иной степени отражают многолетний опыт работы автора в указанных направлениях.

Издание предназначено специалистам - эндокринологам, врачам общей практики, а также читателям, интересующимся данным спектром проблем.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

- торговое наименование лекарственного средства

ρ - лекарственное средство не зарегистрировано в Российской

Федерации

БИ - болюс инсулина

БНБ - «болюс на борту»

ВМП - высокотехнологичная медицинская помощь

ВТТГ - внутривенный тест толерантности к глюкозе

ГА - глутаровый альдегид

ГИГ - гастроинтестинальные гормоны

ЖКТ - желудочно-кишечный тракт

ИБК - искусственная β-клетка

ИКД - инсулин короткого действия

ИМТ - индекс массы тела

ИОЛ - искусственный островок Лангерганса

ИПД - инсулин продленного действия

ИУК - инсулиново-углеводный коэффициент

КГК - корректирующий гликемию коэффициент

КФ - корректирующий фактор

НБГ - нарушенный баланс глюкозы

НДЛ - носимый дозатор лекарственных средств

НЗ - незначимые статистически различия

НМГ - непрерывное мониторирование гликемии

ПГ - препрандиальная гликемия

ПГП - продукция глюкозы печенью

ПИ - помповая инсулинотерапия

ППГ - постпрандиальная гликемия

ПТТГ - пероральный тест толерантности к глюкозе

СД - сахарный диабет

СД1 - сахарный диабет 1-го типа

СД2 - сахарный диабет 2-го типа

СДИ - суточная доза инсулина

СКГ - самоконтроль гликемии

ТГ - транспортер глюкозы

ХЕ - хлебная единица

ЦГ - целевая гликемия

ADRR - вариабельность суточной гликемии

FBG - глюкоза натощак (Fasting Blood Glucose)

HbA1c - гликированный гемоглобин

HBGI - индекс риска гипергликемии

LBGI - индекс риска гипогликемии

SD - стандартное отклонение (от средней гликемии)

ВВЕДЕНИЕ

1. Место помповой инсулинотерапии и непрерывного мониторирования гликемии в современной практике лечения сахарного диабета

Хорошо известен как среди больных диабетом, так и среди эндокринологов лозунг «Сахарный диабет - это не болезнь, а образ жизни». И он, в принципе, имеет позитивный контекст в том смысле, что образ жизни больного диабетом по характеру питания, физической активности и другим направлениям должен быть максимально приближен к здоровому. Вместе с тем современная инсулинотерапия сахарного диабета (СД) все еще далека от идеала и налагает достаточно существенный комплекс жизненных ограничений, заметно снижая качество жизни больного. В связи с этим разрабатываются технологически новые методы ее совершенствования. И в этом отношении помповая инсулинотерапия является очень существенным положительным шагом в данном направлении. Она позволяет больному организовывать более свободный режим повседневной жизни, повышая ее качество. В частности, на помповой инсулинотерапии существенно снижается число инъекций: от нескольких раз в день шприцем до 1 раза в 2-3 дня при смене места установки инсулиновой канюли помпы. В разы повышается возможность менять режимы инсулинотерапии по сравнению с традиционной комбинацией инсулинов короткого и пролонгированного действия, что повышает индивидуализацию лечения и, соответственно, его качество. И многое другое, что станет очевидным после знакомства с руководством.

Все это привело к тому, что в нашей стране, так же как и во всем мире, популярность этого метода лечения диабета быстро растет, а с ним и число больных, получающих помповую инсулинотерапию. Тем не менее процесс внедрения помповой инсулинотерапии как у нас, так и за рубежом, к сожалению, в определенной степени отстает от системы подготовки специалистов по помповой инсулинотерапии. Именно это обстоятельство и послужило поводом для написания данной монографии, которая возникла в результате многолетней работы автора в этом направлении, а также благодаря опыту широкого внедрения современной помповой инсулинотерапии в Московской области в последние несколько лет. Относительно последнего замечу, что в Центре помповой инсулинотерапии (рук. - доц. И.А. Барсуков), который располагается на базе отделения терапевтической эндокринологии МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского (рук. - проф. А.В. Древаль) ежегодно устанавливается до 400 инсулиновых помп.

В связи с недостаточной осведомленностью об этом новом методе инсулинотерапии существует ряд мифов относительно помповой инсулинотерапии как среди больных, так и у некоторой части врачей. Например:

  • помпа сама рассчитывает дозу инсулина и автоматически ее вводит;

  • нет необходимости на фоне лечения помпой проводить самоконтроль гликемии;

  • любому больному диабетом может быть назначена помповая инсулинотерапия;

  • на ее фоне можно есть что угодно и сколько угодно;

  • она слишком сложна для большинства больных;

  • ее нельзя носить во время занятий спортом, плавания или интимных обстоятельств;

  • она самостоятельно устраняет высокую и низкую гликемию;

  • на ее фоне легко похудеть или, наоборот, поправиться;

  • навыкам использования помпы сообразительный больной может научиться в течение нескольких минут.

Развеиванию этих мифов также отчасти посвящено это руководство.

Поскольку в стандарт установки помпы и подбора помповой инсулинотерапии включено непрерывное мониторирование гликемии (НМГ), то представление в этом руководстве информации не только о помпе, но и о НМГ кажется естественным. Более того, эти две проблемы следует изучать вместе еще и с точки зрения дальнейшего совершенствования инсулинотерапии, так как в недалеком будущем эти два устройства (помпа и аппарат НМГ) будут объединены в единое устройство, которое в зависимости от постоянно анализируемого уровня гликемии будет управлять работой инсулиновой помпы. Различные технические его варианты уже испытываются в клинической практике и даже получили общее название искусственной β-клетки (ИБК).

На сегодня помповая инсулинотерапия является дорогим методом лечения, особенно когда она сочетается с НМГ. В связи с этим возникает вопрос: насколько оправданны такого рода траты в смысле достижения более высокого качества здоровья больного диабетом. В этом направлении был проведен целый ряд научных исследований. В 2015 г. было проведено 7-летнее исследование [Steineck I. et al. BMJ. 2015. Vol. 22: P. 350: h3234], в котором сравнивались результаты лечения помпой и многоразовыми инъекциями инсулина в сутки (интенсифицированная инсулинотерапия). В результате установлено, что у больных с инсулиновой помпой риск смерти от сердечно-сосудистых болезней на 45% ниже, смертность от любых причин на 27% ниже, хотя при этом различия в среднем уровне гликированного гемоглобина (HbA1c) между группами практически не было (0,1%). Выявленное различие объяснили снижением частоты гипогликемий на фоне помповой инсулинотерапии. Снижение вариабельности гликемии на фоне помповой инсулинотерапии было представлено в исследовании J. Pickup и соавт. [BMJ. 2002. Vol. 324(7339). P. 705]. В достаточно обширных исследованиях было показано, что на фоне помповой инсулинотерапии по сравнению с режимом частых инъекций инсулина в сутки наблюдается более низкий уровень HbA1c, реже возникают гипогликемии, снижается риск поражения сердца и других органов [Willi S.M. et al. J. Pediatr. 2003. Vol. 143. Р. 796-801; Monnier L. et al. J. Am. Med. Assoc. 2006. Vol. 295. P. 1681-1687], наблюдается обратное развитие некоторых осложнений [Fioretto P. et al. NEJM. 1998. Vol. 339(2). P. 69-75; Kowluru R. et al. J. Diab. Compl. 2004. Vol. 18(5). P. 282-288], нейропатии [Fedele D. et al. J. Endocrinol. Invest. 7. 1984. P. 623-628; Boulton A.J. et al. Diab. Care. 1982. Vol. 5. P. 386-390], ранних стадий ретинопатии [Olsen T. et al. Acta Ophthalmol. (Copenh.). 1987. Vol. 65. P. 185-189] и нефропатии [Dahl-Jorgensen K. et al. BMJ. 1986. Vol. 293. P. 1195-1201], а также она эффективна при феномене «утренней зари», лабильности гликемии [Eichner H.L. et al. Diab. Res. 1988. Vol. 8. P. 189-193] и инсулинорезистентности [Beck-Nielsen H. et al. Diabetes. 1984. Vol. 33. P. 832-837].

2. Предпосылки создания помповой инсулинотерапии и некоторые непреодолимые проблемы ее применения в комбинации с непрерывным исследованием гликемии

Внедрение в диабетологическую практику инсулиновой помпы с исторической точки зрения представляет собой естественный процесс, если считать, что начало методу введения инсулина положил шприц. Далее шприц стали совершенствовать специально для больных диабетом (инсулиновый шприц). Вначале его отличительными особенностями были одноразовость, максимально тонкая игла (спаянная со шприцем, когда он стал одноразовым), специальная градуировка боковой поверхности шприца, которая была представлена не только в миллилитрах, но и в единицах действия инсулина.

Что касается препарата инсулина, то в первое время он представлял собой простой раствор (вначале кислый, а потом нейтральный) гормона инсулина, который действовал после подкожного введения до 6 ч. В связи с этим его нужно было вводить шприцем до 4 раз в сутки. Чтобы упростить для больного лечение и, как надеялись, повысить его эффективность, были разработаны инсулины пролонгированного действия. И поначалу рассчитывали, что одной инъекции в сутки пролонгированного инсулина будет достаточно, чтобы полностью устранить инсулиновую недостаточность. Но в процессе клинической практики выяснилось, что оптимально регулировать уровень глюкозы крови можно только при комбинации простого и пролонгированного инсулинов. В этом случае пролонгированный инсулин имитирует продукцию инсулина между приемами пищи, а введение короткого инсулина - стимуляцию секреции инсулина в ответ на еду. В результате лечение диабета существенно усложнилось. Возникшая ситуация стимулировала совершенствование способа введения инсулина в трех направлениях.

  1. Изготовление препаратов инсулина, одновременно содержащих инсулин как короткого действия, так и пролонгированного (смеси, миксты).

  2. Совершенствование шприца как такового (инсулиновые ручки).

  3. Разработка изощренных устройств введения инсулина (инсулиновая помпа), которые должны обладать следующими базисными характеристиками:

    • используется в помпе инсулин только короткого/ультракороткого действия;

    • модификация этим устройством скорости введения инсулина имитирует базальную и прандиальную секрецию инсулина.

Конкурентная борьба между этими направлениями инсулинотерапии находится в полном разгаре: все три способа введения инсулина достаточно широко используются в настоящей клинической практике, так как каждый из них имеет определенные преимущества.

  1. Введение готовых смесей простого и пролонгированного инсулинов максимально упрощает схему инсулинотерапии и уменьшает число инъекций инсулина, тем более что такой инсулин вводится инсулиновой ручкой.

  2. Инсулиновая ручка сделала технику введения инсулина очень удобной, практически безболезненной, что позволяет необременительно для больного вводить инсулин нужное число раз и в любое время суток.

  3. Инсулиновая помпа:

    • используется только короткий/ультракороткий инсулин, что снимает проблему подбора/производства пролонгированных препаратов инсулина, которых в настоящее время выпускается 5 типов (НПХ, Детемир, Деглюдег, Гларгин, Туджео), а если учесть и их смеси с простым/ультракоротким инсулинами, то еще больше;

    • по сравнению со шприцем существенно уменьшается число инъекций инсулина в сутки (в случае помповой инсулинотерапии место введения инсулина меняется один раз в 3 дня);

    • наиболее гибкий режим введения инсулина: можно произвольным образом менять в течение суток не только базальную скорость введения инсулина, но и характер болюса инсулина (БИ) на прием пищи. Очевидно, что конкуренция между этими способами введения инсулина закончится, как только будет предложена для лечения так называемая ИБК. Элементы ИБК уже используются в клинической практике - это инсулиновая помпа и аппарат НМГ.

Более того, уже испытываются модели ИБК, которые состоят из инсулиновой помпы, работа которой регулируется компьютером в зависимости от показателей НМГ. Эффективность такой ИБК очень высокая, причем при этом больному не нужно считать хлебные единицы (ХЕ), а также рассчитывать дозу короткого инсулина в зависимости от гликемии перед едой или в другое время. Компьютер регулирует подачу инсулина помпой только в зависимости от уровня гликемии и скорости ее изменения. То есть ИБК работает почти как нормальная β-клетка.

На сегодня уже ясно, что технические проблемы надежности работы, миниатюризации и приемлемой цены ИБК будут в недалеком будущем преодолены и она сможет широко использоваться в клинической практике. Но есть две пока еще не преодоленные технические проблемы как помповой инсулинотерапии, так и, соответственно, в создании совершенной ИБК, которые вытекают из текущей практики введения инсулина (пункт 1), а также особенностей НМГ (пункт 2):

  1. подача инсулина помпой в подкожно-жировую клетчатку (точно так же, как и его введение инсулиновой ручкой), а не непосредственно в сосудистое русло и не в портальную вену печени, как в норме;

  2. аппаратом для НМГ исследуется фактически не гликемия, а концентрация глюкозы в интерстициальной жидкости подкожно-жировой клетчатки и полученное значение затем пересчитывается на концентрацию в крови.

Суть первой проблемы заключается в следующем. В нормальной поджелудочной железе капиллярная сеть, окружающая островок Лангерганса, так обильна, что инсулин, секретируемый β-клеткой, мгновенно поступает в кровь, а уровень глюкозы практически совпадает в крови и в межклеточном пространстве, окружающем β-клетку. Эти свойства островка Лангерганса обеспечивают очень быструю, в течение секунд, регуляцию секреции инсулина в зависимости от уровня глюкозы крови. В результате после еды наблюдается очень согласованное повышение уровней глюкозы крови и инсулина. В этом еще помогает и вспомогательная инкретиновая система предотвращения гипергликемии, которая стимулирует секрецию инсулина до потенциального повышения гликемии в крови.

Что касается подкожной инъекции инсулина, то, как известно, подкожно-жировая клетчатка кровоснабжается намного хуже, чем островок Лангерганса. В результате после подкожного введения короткого/ультракороткого инсулина скорость повышения концентрации инсулина в крови отстает от скорости повышения глюкозы в крови после еды в несколько раз, а пик инсулинемии от пика гликемии - на час и более. Отсюда возникает не решаемая современным способом введения инсулина проблема согласования изменения гликемии после еды и концентрации инсулина в крови после инъекции короткого/ультракороткого инсулина.

Если пытаться согласовывать по времени и по величине пик постинъекционной инсулинемии и гликемии после еды, тогда до и после пика гликемии у больного диабетом будет наблюдаться гиперинсулинемия относительно как до, так и после пиковой гликемии. И наоборот, при согласовании концентрации инсулина в крови и гликемии до/после ее пика у больного будет гипоинсулинемия относительно пика гликемии.

Указанная задержка скорости всасывания инсулина по отношению к повышению гликемии после еды относится не только к инсулиновой ручке, но и к помпе, которая подает инсулин тоже в подкожно-жировую клетчатку.

Аналогично и суть второй проблемы связана с тем, что в устройстве НМГ глюкозный сенсор определяет концентрацию глюкозы не в крови, а в интерстициальном пространстве подкожно-жировой клетчатки. Изменение концентрации глюкозы в интерстициальном пространстве запаздывает по отношению к изменению гликемии примерно на 20 мин.

В результате, если в компьютере, регулирующем работу помпы, будет самый совершенный из возможных алгоритм управления помпой в зависимости от показателей НМГ, то, с одной стороны, его реакция на изменения гликемии будет запаздывать на 20 мин и, с другой - примерно на это же время будет запаздывать реакция гликемии на изменение дозы инсулина, поданной помпой в подкожно-жировую клетчатку. Итого, запаздывание регулирования гликемии коротким/ультракоротким инсулином в сумме составит около 40 мин (!), независимо от того, вводится он шприц-ручкой или помпой.

Преодолеть указанные проблемы можно, только если уровень глюкозы будет непосредственно измеряться в крови, а инсулин из помпы сразу будет поступать в кровь, причем желательно в портальную систему печени, как это происходит в норме. Замечу, что топографически несоответствующее норме поступление препарата инсулина в систему кровообращения создает свои особые проблемы, которые будут освещены в конце книги.

Однако в крови для сенсоров глюкозы среда оказывается настолько агрессивной, что они быстро выходят из строя. Аналогично и постоянная подача инсулина непосредственно в кровь тоже пока технически не решена ввиду быстрого тромбирования катетера и/или сосуда.

В связи с указанными проблемами как для современной помповой инсулинотерапии, так и для ожидаемой ИБК актуальной продолжает оставаться проблема трансплантации поджелудочной железы, островков Лангерганса, β-клеток (естественных или генетически трансформированных и производящих инсулин не β-клеток организма). Эти проблемы вкратце обсудим в одной из заключительных глав монографии.

I. ПОМПОВАЯ ИНСУЛИНОТЕРАПИЯ

1. БАЗИСНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Термин «помповая инсулинотерапия» в принципе устоялся в российской медицинской специализированной и популярной литературе и характеризует введение инсулина больному СД с помощью специального технического устройства, которое называется помпой. Но, с моей точки зрения, более естественно было бы называть это устройство «дозатором инсулина», точнее, это более понятно, чем «инсулиновая помпа». Более того, если такое устройство предназначено для введения не только инсулина, но и других лекарственных средств, то оно называется обычно «дозатором лекарственных средств». Но, несмотря на мои попытки и усилия ряда российских диабетологов внедрить в российскую литературу название «дозатор инсулина», к сожалению, оно не прижилось, и это в значительной степени было связано с тем, что довольно успешные разработки отечественных образцов дозаторов инсулина в 1980-1990-е годы на фоне перестройки и последовавших затем событий были прекращены.

В связи с вышесказанным в монографии используются в основном термины «помпа» и «помповая инсулинотерапия», и только для отечественных разработок - «дозатор инсулина».

1.2. ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ДОЗАТОРОВ ИНСУЛИНА

К сожалению, этот чрезвычайно интересный исторический аспект разработки отечественных дозаторов инсулина, а также дозаторов других лекарственных средств в России (точнее, начатый в СССР и продолженный со значительным перерывом затем в современной России) пока никем не анализировался. В связи с этим в данном разделе представлены не только некоторые мои воспоминания как непосредственного участника этих проектов - в качестве диабетолога и клинического исследователя, но и главным образом материалы, любезно предоставленные мне А.А. Сеид-Гусейновым (рис. 1.1), которого по праву следует признать родоначальником этого направления в нашем отечестве. Более того, он здравствует поныне и продолжает участвовать в разработке современного отечественного дозатора инсулина - надеюсь, в недалеком будущем мы увидим результаты его работы в нашей диабетологической практике. Кроме того, также были предоставлены материалы нашим активным соратником из Узбекистана Борисом Аламияровым.

pic 0001
Рис. 1.1. Разработчик отечественных дозаторов инсулина академик АМТН, д-р мед. наук, профессор Алексей Асадович Сеид-Гусейнов. На фото в 1975 г. в руке у него первый отечественный (и, пожалуй, в мире на то время) имплантированный больному диабетом дозатор инсулина

Так как систематического анализа этого замечательного проекта не проводилось, то изложенная здесь история носит эклектичный характер и, возможно, станет стимулом для кого-нибудь (например, студента медицинского института в качестве дипломной работы) обстоятельно изучить эту проблему и опубликовать достаточно полные исторические данные, пока еще живы участники этого проекта.

А.А. Сеид-Гусейнов выделяет три основных организационных периода разработки и клинического внедрения отечественных дозаторов инсулина.

Первый этап (1972-1982). Во Всесоюзном НИИ клинической и экспериментальной хирургии МЗ СССР создан отдел искусственной эндокринной поджелудочной железы и имплантируемых дозаторов лекарственных веществ (зав. д-р мед. наук А.А. Сеид-Гусейнов). Разработка первых отечественных носимых и имплантируемых дозаторов лекарственных веществ была начата во Всесоюзном НИИ клинической и экспериментальной хирургии в 1972 г. при поддержке академика Б.В. Петровского в отделении трансплантации искусственных органов. Не имеющие мировых аналогов первые образцы носимых (паракорпоральных) и имплантируемых электронных дозаторов были разработаны в 1972 г. (рис. 1.2-1.3). Первое клиническое их применение - в 1979 г. в клиническом и экспериментальном отделении искусственной поджелудочной железы НИИ трансплантологии и искусственных органов совместно с предприятиями Министерства электротехнической промышленности СССР (рис. 1.2).

pic 0002
Рис. 1.2. Имплантированный больному в 1975 г. инсулиновый дозатор
pic 0003
Рис. 1.3. Первые отечественные образцы паракорпоральных/носимых (1-2) и имплантируемых (3-6) дозаторов инсулина

К сожалению, Клиническое и экспериментальное отделение искусственной поджелудочной железы в НИИ трансплантологии и искусственных органов в 1982 г. было закрыто, что существенно затормозило развитие в России этого направления, в котором мы до 1982 г. не только не уступали в определенных направлениях зарубежным разработкам, но и превосходили их.

Второй этап (1987-1990). Приказом МЗ СССР от 13.07.1987 №884 создана Проблемная научно-исследовательская клинико-экспериментальная лаборатория электронных дозаторов лекарственных веществ ВНИИИМТ МЗ СССР (рук. лаб. д-р мед. наук А.А. Сеид-Гусейнов). Клинической базой была Истринская районная больница, отделение травматологии и хирургии.

Здесь были разработаны и применены в эксперименте и в клинических условиях новые образцы имплантируемых (рис. 1.4) и носимых (рис. 1.5) дозаторов. Эти работы выполнялись совместно с филиалом ВНИИЭМ Минэлектротехпрома СССР, г. Истра МО. К этому времени был начат серийный выпуск отечественных носимых дозаторов НДЛ-3 Саранским заводом (рис. 1.5).

pic 0004
Рис. 1.4. Имплантируемые дозаторы инсулина, разработанные в 1987-1990 гг.
pic 0005
Рис. 1.5. Дозатор инсулина НДЛ-3. Технические характеристики: объем разовой дозы 2,5±0,1 мкл, погрешность дозирования ± 10%, объем баллона для лекарств до 15 мл, выходное давление насоса >0,3 атм, масса <300 г, питание от батареи «Крона»

Третий этап (2003-2018). Создана научно-производственная фирма «АРТИФОР» в отделении «Искусственные органы» АМТН, НПО «Экран» (научный руководитель фирмы «АРТИФОР» академик АМТН, вице-президент АМТН, руководитель отделения «Искусственные органы» (зам. генерального директора НПО «Экран» по разработке и клиническому применению искусственных органов д-р мед. наук А.А. Сеид-Гусейнов).

На базе фирмы «АРТИФОР» разработан паракорпоральный (носимый) отечественный дозатор растворов лекарственных веществ «АРТИФОР», являющийся абсолютно оригинальным (рис. 1.6), который планировалось использовать для введения инсулина. К сожалению, эта разработка не была внедрена в диабетологическую клиническую практику, но, насколько мне известно, в настоящее время А.А. Сеид-Гусейновым и коллегами разрабатывается новый, более соответствующий современным требованиям дозатор инсулина, надеюсь, он найдет применение в диабетологии.

pic 0006
Рис. 1.6. Дозатор «АРТИФОР»

Я имел опыт работы с тремя различными конструктивными типами дозаторов инсулина. Наиболее распространенный на сегодня представляет собой фактически модифицированный инсулиновый шприц (шприцевой насос). В такого рода дозаторах (помпах) инсулин заправляется в цилиндрический с жесткими стенками резервуар с поршнем, и механическое устройство управляет скоростью движения поршня в этом резервуаре. В настоящее время все помпы, которые поставляются в Россию из-за рубежа, работают по этому принципу.

Отечественный НДЛ-3 работал по абсолютно другому принципу. Так как в ВНИИЭМ Минэлектротехпрома СССР был опыт производства высокоточных микронасосов, то в нашей помпе была использована эта технология. Инсулин из пластикового гибкого резервуара поступал в насос, который прокачивал его в пластиковый катетер, соединенный с больным и подающий инсулин больному подкожно через специальную иглу «бабочка».

Первая зарубежная помпа, которую я испытывал, работала еще на одной разновидности насоса - на роликовом (модель «Promedos», которую можно посмотреть на сайте http://diabetesmuseum.de/insulinpumpe). В ней был мягкий пластиковый баллон с инсулином, из которого выходил тонкий катетер, который в свою очередь заправлялся в роликовый насос. Колесики этого роликового насоса снаружи продавливали инсулин через катетер, из которого инсулин через иглу «бабочку» поступал в подкожно-жировую клетчатку больного.

Когда в 1980-е годы я испытывал помпу «Promedos», в мою палату отделения эндокринологии кафедры факультетской терапии 1-го ММИ им. И.М. Сеченова поступил больной диабетом Александр Сиделев, который жил не в Москве. Он принял участие в испытании помпы и при этом проявил большой интерес к ее конструкции, поскольку, как оказалось, он имел незаурядные изобретательские способности. В процессе обсуждения конструкции возник вопрос, можно ли сделать что-то подобное в нашем отечестве? Так как на тот момент не было технических возможностей повторить что-либо такое же миниатюрное, как Promedos, родилась идея увеличить роликовый насос, сделав его на основе часового механизма. При этом вместо отдельного резервуара с инсулином решено было использовать катетер широкого диаметра, по которому должен был катиться ролик, выдавливая инсулин в катетер небольшого диаметра, соединенный с больным.

Через полгода Александр Сиделев приехал к нам в клинику в Москву с самодельным образцом роликового дозатора инсулина, сделанным на основе обычного заводного будильника. Я показал это устройство Ивану Ивановичу Дедову (в настоящее время - директор Эндокринологического научного центра Минздрава РФ, вице-президент Российской академии наук), который тогда руководил клиникой эндокринологии. И.И. Дедов был настолько поражен изобретательностью Александра Сиделева, что тут же связался через своих друзей с директором 2-го часового завода в Москве с предложением сделать такую помпу не кустарно, а на заводе. Через две недели было изготовлено три образца такой роликовой помпы, и Александр в стенах нашей клиники провел на себе его испытание. Этот дозатор инсулина на основе механических заводных часов был запатентован (рис. 1.7 на цветной вклейке и приложение 1), но, к сожалению, промышленно не производился: не удалось найти заинтересованную в массовом производстве компанию.

Если сопоставить представленную выше историю разработок отечественных дозаторов инсулина и образцы зарубежных дозаторов, фотографии и описания которых выставлены в немецком Музее диабета (http://diabetesmuseum.de/insulinpumpe), то любопытно, что первые носимые дозаторы инсулина на шприцевом и роликовых насосах появились в 1980-1982 гг., тогда как в России в это время уже устанавливали имплантируемые, работавшие по уникальной технологии высокоточных микронасосов (кстати, эта технология до сих пор не превзойдена за рубежом). Только в 1982 г. появились имплантируемые насосы, которые разработала компания «Siemens». Роликовый насос на заводном механизме механических часов так и остается на сегодня уникальной разработкой.

С результатами проведенных мной испытаний отечественных помп [1-2] можно ознакомиться в приложении 2. В других клинических центрах также проводились испытания отечественных дозаторов [3-7].

Литература

  1. Алламияров Б.У., Акбаров З.С., Антонова Т.И. и др. Клинические и алгоритмические аспекты применения инсулиновых инфузоров при лечении больных сахарным диабетом 1-го типа // Актуальные проблемы диагностики и лечения эндокринных заболеваний : тезисы докладов. Рига, 1988. - С. 7-11.

  2. Древаль А.В., Адасько В.И., Галицкий А.Б. и др. Испытание носимого дозатора инсулина в клинических условиях // Мед. техника. 1984. № 2. С. 18-22.

  3. Древаль А.В., Постоюк Н.И., Галицкий А.Б., Лященко А.М. Выявление и предотвращение функционирования дозатора инсулина в клинических условиях // Пробл. эндокринол. 1991. Т. 37, № 2. С. 39-40.

  4. Туракулов Я.Х., Акбаров З.С., Алламияров Б.У. Использование носимого дозатора лекарств для длительного введения инсулина у больных сахарным диабетом // Пробл. эндокринол. 1987. Т. 33, № 2. С. 16-19.

  5. Туракулов Я.Х., Алламияров Б.У. Применение носимых дозаторов лекарств (инсулина) в клинике сахарного диабета // Методические рекомендации. Ташкент : М3 УзССР, 1986. 16 с.

  6. Шумаков В.И., Сеид-Гусейнов А.А., Самойлов В.Д. Первый опыт использования паракорпоральных фоновых дозаторов инсулина в терапии сахарного диабета // Трансплантация органов в клинике и эксперим. и искусств, органы. М., 1978. С. 141-144.

1.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОЙ ИНСУЛИНОВОЙ ПОМПЫ

Впервые врачом Arnold Kadish в 1963 г. было создано и представлено устройство автоматического введения инсулина (рис. 1.8), которое называется инсулиновой помпой, или дозатором инсулина. Как видно из рисунка, для клинической практики первая инсулиновая помпа была абсолютно не пригодна, но идея привлекла внимание технических гениев и вскоре были разработаны достаточно портативные инсулиновые помпы. Почти одновременно возникла идея кардинально усовершенствовать инсулиновый шприц и было создано техническое устройство - так называемая инсулиновая ручка (рис. 1.9).

pic 0007
Рис. 1.8. Первая инсулиновая помпа, разработанная в 1963 г. Arnold Kadish
pic 0008
Рис. 1.9. Инсулиновые ручки: а - первая; б - современные

Подача инсулина помпой программируется, то есть доза вводимого инсулина и продолжительность его введения планируются и этот план помпа реализует автоматически. Основной объем инсулина, необходимый для лечения, находится не в подкожно-жировой клетчатке, как в случае инъекции инсулиновой ручкой, а в специальном резервуаре, размещенном в помпе (рис. 1.10). Из резервуара в подкожно-жировую клетчатку инсулин подается в микродозах (микроболюсах) с высокой частотой, так чтобы он не накапливался в месте введения, а быстро поступал в кровь. Практически помпа обеспечивает непрерывную подкожную инфузию инсулина в течение суток. Инсулин из резервуара в подкожно-жировую ткань поступает через гибкий катетер, на конце которого находится специальная канюля, обеспечивающая надежную длительную (3 дня и более) фиксацию катетера в месте подкожного его введения.

pic 0009
Рис. 1.10. Основные элементы инсулиновой помпы (а) и ее типичное расположение (б) на больном

1.4. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

В помпе используются инсулины только непролонгированного действия - простой инсулин или короткодействующий аналог инсулина. Тем не менее помпа имитирует два базисных режима секреции инсулина - базальный (между приемами пищи и ночную секрецию) и прандиальный (на прием пищи) (рис. 1.11) точно так же, как и лечение комбинацией инъекций пролонгированного и непролонгированного инсулинов. Отсюда возникает вопрос: в чем же преимущество помповой инсулинотерапии?

pic 0010
Рис. 1.11. Два режима подачи инсулина помпой в течение суток - базальный и болюсный. Типичное изменение гликемии в ответ на прием пищи обозначено на рисунке заштрихованной серой областью

Прежде всего, на фоне лечения помпой число инъекций значительно сокращается, так как инсулин в виде болюса или базиса вводится через катетер, который меняется один раз в несколько дней. Число инъекций особенно сокращается в том случае, когда используется режим частых инъекций инсулина короткого действия (3-5 и более раз в день).

Поскольку инсулин подается помпой подкожно в виде частых микроинъекций (единичная доза 0,01-0,05 ЕД), то появляется возможность более гибко менять режим введения инсулина по сравнению с обычной инъекцией инсулина (минимальная разовая доза 0,5-1,0 ЕД). Например, даже в течение всей ночи можно автоматически изменять базальный режим столько раз, сколько необходимо (2-3 раза и более), что невозможно в случае лечения пролонгированным инсулином. А на прием пищи скорость введения болюса может программироваться различной в начале, конце и после еды, чтобы наиболее адекватно соответствовать скорости всасывания глюкозы из принятой пищи (см. рис. 1.11), в то время как инсулиновой ручкой короткий инсулин вводится однократно перед едой.

Преимущества и недостатки помповой терапии перечислены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Преимущества и недостатки помповой инсулинотерапии по сравнению с режимом частых инъекций инсулина
Преимущества помпы по сравнению с режимом частых инъекций инсулина Недостатки помпы по сравнению с режимом частых инъекций инсулина

Более редкие инъекции:

  • не нужно делать укол, когда возникает необходимость вводить инсулин

Постоянная привязанность к помпе:

  • помпа носится постоянно, даже во время сна. Она постоянно в поле зрения, напоминает о болезни, а также влияет на формирование больным внутреннего образа своего тела

Скорость введения инсулина можно изменять в широком диапазоне, что повышает гибкость инсулинотерапии:

  • базальная скорость введения инсулина может изменяться и программироваться в соответствии с физической активностью, режимом работы или изменившимися обстоятельствами (например, беременность, пубертатный скачок роста, острые болезни, путешествие);

  • режим введения болюса может автоматически меняться несколько раз во время еды в зависимости от ее состава (пицца, мороженое и т.п.) или нарушения всасывания (синдром мальабсорбции, гастропарез);

  • помпу можно отключать для предотвращения гипогликемии при повышении физической активности или развитии гипогликемии;

  • можно запрограммировать различные режимы введения инсулина (во время сна, работы и др.)

Нет депо инсулина с длительным его запасом:

  • повышается риск быстрого развития диабетического кетоацидоза, если помпа неожиданно перестала работать;

  • помпу можно снять только на непродолжительное время (например, во время плавания)

Более сложный технически способ введения инсулина:

  • работа с помпой является более сложной задачей, чем с инъекциями инсулина;

  • сама по себе техника установки подкожной канюли намного сложнее инъекции инсулиновой ручкой;

  • место введения инсулина нужно менять каждые 2-3 дня

Небольшие дозы инсулина:

  • введение очень небольших доз инсулина (0,05-0,1 ЕД) по сравнению со шприцем (минимум 0,5-1,0 ЕД) может оказаться полезным для лечения больных с повышенной чувствительностью к изменению дозы инсулина

Проблемы с системой введения, нарушающие подачу инсулина:

  • неадекватная установка канюли, ее выпадение из места введения;

  • пузырьки воздуха в катетере;

  • перегиб катетера

Преимущества помпы по сравнению с режимом частых инъекций инсулина

Недостатки помпы по сравнению с режимом частых инъекций инсулина

Преодоление проблемы вариабельности всасывания инсулина из депо:

  • пролонгированный инсулин из места введения у разных больных всасывается по-разному, и потребность в нем даже в течение ночи меняется;

  • программирование индивидуальной схемы подачи базального режима решает проблему с пролонгированными инсулинами

Проблемы с местом введения инсулина:

  • повышается риск инфицирования места введения, хотя и незначительно

Более редкие перекусы:

  • более гибкий режим введения инсулина позволяет уменьшить число перекусов, которыми также регулируется гликемия

Необходимы более обстоятельные обучение и тренинг:

  • необходим более высокий уровень обучения и понимания для мотивации наилучшего применения помпы и предотвращения проблем

Повышение навыков инсулинотерапии и удовлетворенности лечением:

  • повышение у больного навыков и качества управления своим диабетом;

  • технологии могут мотивировать больного на более высокое качество лечения

Необходимость подготовки специалистов по помповой инсулинотерапии:

  • в системе здравоохранения должны быть предусмотрены специалисты и центры, которые специализируются на помповой инсулинотерапии

Более высокое интегрирование с современными технологиями:

  • современные помпы могут интегрироваться с другими технологиями, в частности с глюкометрами, непрерывным исследованием гликемии, рассчитывающими болюсы программами и информационными медицинскими системами поддержки

Цена:

  • помпы стоят дорого, так же как и расходные к ним материалы (инфузионный набор, канюли, батарейки, дополнительное оборудование), причем намного дороже, чем обычные инсулиновые ручки

Какие на сегодня существуют объективные доказательства преимуществ помповой инсулинотерапии? В специальных рандомизированных контролируемых исследованиях были доказаны у больных сахарным диабетом 1-го типа (СД1) получавших 3 и более инъекций инсулина в течение дня (интенсифицированную инсулинотерапию) следующие преимущества помповой инсулинотерапии:

  • более тонкий подбор дозы инсулина:

    • при развитии гипогликемии, особенно ночью, есть возможность отключить подачу инсулина, основная доза которого находится в помпе, а не в подкожно-жировой клетчатке;

    • БИ можно вводить автоматически продленно и даже по частям, а не в виде одной инъекции перед едой;

  • улучшаются показатели гликемии - снижается уровень HbA1c, причем чем выше исходный уровень HbA1c, тем более выражено его снижение;

  • уменьшаются частота и выраженность гипогликемии;

  • снижается суточная доза инсулина (СДИ);

  • снижается вариабельность гликемии;

  • повышается качество жизни: более гибким становится стиль жизни, повышается физическая активность, улучшаются результаты трудовой деятельности, удобнее путешествовать и заниматься спортом;

  • более безопасный метод лечения, чем инъекции, особенно когда человек живет один.

В связи с улучшением показателей гликемии и снижением частоты гипогликемий в дальнейшем можно ожидать снижения частоты хронических осложнений СД. Кроме больных СД1 помповая инсулинотерапия оказалась успешной и при сахарном диабете 2-го типа (СД2), хотя с учетом возраста больных СД2 для нее при этом типе диабета больше ограничений, чем при СД1.

Несмотря на полученные доказательства преимуществ помповой инсулинотерапии, все еще остается открытым вопрос: являются ли они результатом помповой инсулинотерапии как таковой или же следствием энтузиазма врачей и больных, которые являются приверженцами этого нового метода инсулинотерапии?

Какие на сегодня главные препятствия к широкому использованию помповой инсулинотерапии? Прежде всего, высокая цена такого лечения, которая включает дороговизну самой помпы, а также расходных к ней материалов и необходимость специального обучения и консультирования. Кроме того, не каждому больному кажется очевидным преимущество помповой инсулинотерапии по сравнению с инъекциями инсулиновой ручкой, а также не каждый больной может освоить как новый способ введения инсулина, так и принципиально другой подход к подбору режима инсулинотерапии по сравнению со шприц-ручкой. Также следует иметь в виду, что помповая инсулинотерапия должна быть назначена и подобрана больному только командой специалистов (например, эндокринолог, диабетологическая сестра, диетолог и психолог), которые имеют достаточную квалификацию и опыт лечения этими устройствами, чтобы обеспечивать структурированное обучение, советы по диетотерапии, стилю жизни и физической активности, и могут оперативно оказывать консультативную помощь больному, когда у него возникают проблемы с использованием помпы в домашних условиях. Такого рода центров, к сожалению, пока недостаточное число. Для примера, в нашем центре помповой инсулинотерапии (МОНИКИ, отделение терапевтической эндокринологии) в год устанавливается до 200-300 помп и на сегодня это, пожалуй, самый большой объем, который выполняется в России государственным специализированным эндокринологическим подразделением.

1.5. РАЗНООБРАЗИЕ ИНСУЛИНОВЫХ ПОМП

Инсулиновые помпы различаются по размеру, цвету, сложности и другим характеристикам (табл. 1.2). Но их объединяет наличие в любой из них компьютерной программы, позволяющей управлять подачей небольших доз инсулина в определенное время суток в достаточно широком диапазоне возможностей.

Таблица 1.2. Набор отличительных особенностей современных инсулиновых помп

Компактность (небольшой размер).

Набор канюль для удобства использования как у детей, так и взрослых [но не в накладных помпах (patch-pump)].

Автоматический расчет болюса (встроенный калькулятор болюса).

Монитор активного инсулина («инсулина на борту») для коррекции болюса.

Помощник расчета углеводов в диете.

Опция, позволяющая сохранять в памяти различные базальные режимы и использовать их при необходимости.

Режимы болюса, различающиеся по продолжительности и типу.

Возможность беспроводной связи c глюкометром.

Возможность связи с аппаратом НМГ.

График непрерывной кривой гликемии на мониторе помпы и параметры поведения гликемии (направление, скорость и др.).

Возможность беспроводной связи с информационной системой управления диабетом больного.

Хранение в базе данных помпы информации по дозам инсулина, потребленным углеводам и смене инъекционного комплекса.

Возможность в качестве монитора использовать смартфон

В дополнение к табл. 1.2 можно указать технические характеристики помп, которые позволяют выбрать наиболее подходящую для больного.

Удобно носить

  • Вес, размер и толщина помпы, которые позволяют незаметно носить ее под одеждой.

  • Имеется компактное дистанционное управление всеми функциями помпы в виде специального дополнительного устройства, носимого в кармане (сумочке).

  • В комплект включены приспособления, позволяющие легко закреплять катетеры на теле, а помпу на одежде или специальном поясе, и есть возможность временно легко ее снимать и надевать, а также предусмотрена водоустойчивость.

Удобно пользоваться

  • Простое интуитивно понятное управление с минимальным числом кнопок.

  • Цветной хорошо читаемый экран с подсветкой и возможность управления через касание иконок на экране.

  • Имеется специально разработанный для помпы набор приспособлений, упрощающих заправку инсулином, предпочтительно с готовыми одноразовыми картриджами с инсулином.

  • Есть выбор между типами тревожных (сервисных) сигналов (звуковой, вибрация и/или визуальный).

  • Оснащены простыми батареями питания, но при этом с достаточно длительным сроком работы.

  • Русскоязычный дисплей.

Программы

  • Хранение в памяти разнообразной информации по сахароснижающей терапии, в том числе режимов инсулинотерапии, питания и физической активности.

  • Возможность интегрирования работы с девайсами (смартфон, аппарат НМГ и др.), а также автоматическая передача информации с помпы в интернет-облако, после чего она доступна врачу-консультанту для дистанционного консультирования.

1.5.1. Не прикрепляемая к телу и накладная инсулиновые помпы

Практически значимое на сегодня развитие помп как технических устройств идет по направлению максимального упрощения в использовании. Все еще наиболее распространенной является помпа, в которой резервуар с инсулином и управляемый подачей инсулина механизм совмещены и находятся, например, у больного на поясе или на специальном приспособлении в виде пояска, которое может прикрепляться на руку, ногу или пояс. При этом резервуар с инсулином и инъекционная канюля соединены через достаточно длинный катетер (см. рис. 1.10). Естественным техническим продолжением этой классической модели помпы является исключение катетера путем совмещения резервуара с инсулином и канюли для прокалывания кожи. В таком случае инсулиновая помпа может накладываться непосредственно на тело, без всяких поясков. Такие дозаторы уже производятся, могут использоваться в клинической практике и называются накладными или пэч-помпами (от англ. patch - накладка) (рис. 1.12, табл. 1.3).

pic 0011
Рис. 1.12. Пэч-помпа: а - пэч-помпа и ее управляющее устройство; б - пэчпомпа, закрепленная на теле
Таблица 1.3. Различия между классической помпой, не накладываемой на тело, и пэч-помпой (накладной)
Классическая помпа Пэч-помпа

Длинный катетер, который связывает помпу и инъекционную канюлю. Помпа в этом случае легко доступна для оперативного наблюдения

Отсутствует катетер, связывающий помпу и канюлю, помпа крепится непосредственно на теле, что создает определенные проблемы при необходимости ее осмотра в обыденных условиях

Управление более разнообразно, так как размеры корпуса достаточно большие, чтобы реализовывать широкий спектр управленческих функций

Управление максимально упрощено, что является ценой за миниатюризацию устройства. Обычно это ограниченные по разнообразию как базальный, так и болюсный режимы работы

НМГ может быть подключено к помпе

НМГ не подключается к помпе

1.5.2. Выбор оптимальной для больного помпы

Ниже представлен перечень, на который нужно ориентироваться, если есть возможность выбора инсулиновой помпы.

  • Размер экрана должен быть таким, чтобы текст на нем легко читался.

  • Управление помпой должно быть интуитивно понятным и несложным в большинстве случаев, особенно при работе с часто используемыми функциями (введение болюса, установка и модификация базального режима и т.п.).

  • Тревожные сигналы должны быть отчетливо слышны.

  • Инструкция к помпе должна быть на русском языке и изложена достаточно обстоятельно. Следует убедиться, что описание работы помпы доступно для понимания без медицинского образования.

  • Так как СДИ может быть большой, то нужно определить, достаточен ли объем резервуара помпы для 2-4-дневной непрерывной ее работы.

  • Необходимо определить, нужна ли помпа, которая взаимодействует с системой НМГ, усложняющей ее использование.

  • Часто бывает удобнее пользоваться не специальным ресивером для помпы, а управлением ею через смартфон. В связи с этим нужно решить, нужна ли именно такая помпа.

  • Очевидно, что предпочтительна помпа, устойчивая к действию воды и других стрессовых воздействий.

  • Немаловажное значение имеет наличие специальной службы медицинского сопровождения использования помпы, причем желательно дистанционного и круглосуточного.

1.6. РИСКИ И ПРОБЛЕМЫ ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

Как и при любом другом эффективном методе лечения, при помповой инсулинотерапии тоже могут возникать те или иные проблемы, преодолимые в той или иной степени, но не всегда. Врачу нужно оценивать их у конкретного больного, с точки зрения как целесообразности назначения помповой инсулинотерапии, так и ее продолжения.

Прежде всего, больного диабетом нужно подготовить к проведению помповой инсулинотерапии. В частности, больной должен быть морально готов к переходу на другой тип лечения, существенно отличный от прежнего. Кроме того, он должен обладать достаточным объемом знаний и навыков до начала такого лечения, что связано с с необходимостью адекватного взаимодействия больного диабетом с командой специалистов, обучающих помповой инсулинотерапии, а также с представителем производителя. Также нужно предусмотреть возможность наблюдения за больным в амбулаторных условиях и предоставить ему оперативную консультативную помощь в случае возникновения проблемы с помповой инсулинотерапией.

Что касается обучения, то больной должен пройти специальную подготовку, получить навыки работы с помпой и в начале лечения находиться под тщательным наблюдением специалистов.

В частности, он должен быть обучен:

  • расчету углеводов в диете;

  • соотношению углеводов в диете и необходимой для их утилизации дозы инсулина;

  • расчету БИ, базального режима и корректирующей дозы инсулина;

  • управлению помпой;

  • умению вставлять батарейку;

  • умению заправлять помпу инсулином, подключать к катетеру и устанавливать на теле инъекционную канюлю.

Больной должен вести специальный дневник (особенно тщательно в первые недели лечения), в котором он должен отражать все особенности помповой инсулинотерапии, гликемии, питания, физической активности и режима дня.

Следует обратить внимание больного, что на фоне помповой инсулинотерапии он должен достаточно часто исследовать гликемию, не менее 4 раз в день, при необходимости и между приемами пищи, в ночное время, перед, во время и после физических упражнений, во время стрессовых ситуаций, острых болезней.

Помповая инсулинотерапия не исключает возможности развития гипогликемии, которую могут провоцировать, в частности, неверно рассчитанная доза БИ или скорость базального режима. По этим же причинам может развиваться и неожиданное повышение гликемии. Провоцирует гипергликемию и нарушение работы помпы, а также закупорка катетера или инъекционной канюли.

С учетом того, что в помпе находится коротко действующий инсулин и подкожно в ночное время постоянно вводится очень маленькая доза инсулина, можно было бы ожидать, что при отключении помпы риск развития кетоацидоза повышен. Но анализ практики помповой инсулинотерапии показал, что частота кетоацидоза не превышает наблюдаемой у больных на обычной инъекционной инсулинотерапии.

Так как инъекционная канюля стоит 2-3 дня, то у некоторых больных наблюдаются местные воспалительные реакции (покраснение кожи, подкожные уплотнения, зуд или высыпания), причем не только в месте инъекции, но и в зоне наложения фиксирующего пластыря.

Хотя помпа является портативным устройством, но некоторые больные в принципе чувствуют себя некомфортно постоянно подсоединенными к прибору.

2. НАЧАЛО ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

2.1. ПОКАЗАНИЯ К ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

2.1.1. Медицинские рекомендации

Существуют различные подходы к выбору помповой инсулинотерапии. В частности, в России одним из обязательных условий страховой компании, оплачивающей помповую инсулинотерапию, является наличие осложненного течения СД. С медицинской точки зрения можно указать следующие показания для помповой инсулинотерапии.

  • Невозможность достижения целевых показателей HbA1c <8,6% (69 ммоль/моль) на фоне частых инъекций короткого инсулина, а также длительно действующего аналога инсулина, несмотря на все прилагаемые больным усилия.

  • Невозможность предотвращения гипогликемии при попытках достижения целевого значения гликемии на фоне частых инъекций короткого инсулина.

  • Отсутствие предвестников гипогликемии.

  • Высокая и регулярная постпрандиальная гипергликемия.

  • Феномен зари.

  • Частая госпитализация или кетоацидоз.

  • Потребность в инсулине менее 35 ЕД/сут.

  • Частые командировки на длительное время и большие расстояния, а также часто меняющийся режим жизни (учащиеся и т.п.).

  • Необходимость тщательного и объективного контроля сахароснижающей терапии.

  • Беременность, если адекватный контроль гликемии невозможен на фоне частых инъекций короткого инсулина без того, чтобы спровоцировать гипогликемию.

  • Детям с СД, когда частые инъекции короткого инсулина практически неприменимы или неадекватны.

Следует заметить, что непредотвращаемые гипогликемии определяются как повторные и непредсказуемые приступы гипогликемии, которые вызывают у больного повышенную тревожность, связанную с их ожиданием, и которые нарушают качество жизни больного.

Американская ассоциация помповой инсулинотерапии совместно с Ассоциацией эндокринологов предлагает при назначении помповой инсулинотерапии больным СД1 ориентироваться на следующие критерии:

  • HbA1c >7,0% (53 ммоль/моль);

  • повышенная лабильность гликемии перед приемами пищи;

  • феномен «утренней зари» при гликемии >11,1 ммоль/л;

  • значительное колебание гликемии в течение суток.

2.1.2. Предпочтения больного диабетом

Можно выделить следующие мотивы, по которым больной выбирает помповую инсулинотерапию.

  • Улучшить качество инсулинотерапии:

    • более точно вводить дозу инсулина;

    • иметь возможность вводить очень небольшие дозы инсулина;

    • вводить несколько БИ подряд или в особом частом режиме (например, во время физической активности или ужина в ресторане);

    • минимизировать зависимость от инъекций инсулина.

  • Улучшить качество лечения диабета:

    • достичь более стабильных и прогнозируемых показателей гликемии;

    • предотвратить ночные гипогликемии, останавливая подачу базального инсулина, особенно ночью;

    • улучшить показатели HbA1c.

  • Повысить качество жизни:

    • вести более свободный образ жизни во время работы, путешествий, отдыха, физической активности;

    • повысить безопасность инсулинотерапии в случае отсутствия рядом близких, которые осведомлены о болезни;

    • предотвратить развитие поздних осложнений диабета.

Для того чтобы помповая инсулинотерапия была эффективной, требуются определенные усилия и от больного, а также определенный образовательный потенциал. Больной должен быть высоко мотивирован на повышение качества лечения диабета, а для достижения этой цели он должен быть готов потратить определенное время на освоение нового метода лечения диабета. В связи с этим прежде чем устанавливать инсулиновую помпу, больной должен иметь возможность и желание:

  1. регулярно взаимодействовать со своим эндокринологом и командой специалистов, которые устанавливают помпу;

  2. лечение диабета проводить на максимально возможном высоком уровне;

  3. уметь считать количество потребляемых углеводов и соответственно корректировать дозу инсулина для достижения целевых показателей гликемии;

  4. уметь оптимизировать режим частых инъекций аналогами короткого инсулина;

  5. уметь настраивать инсулиновую помпу;

  6. осознавать риски помповой инсулинотерапии;

  7. регулярно исследовать уровень гликемии в течение суток (по крайней мере, не менее 4 раз в день).

СД как хроническое заболевание часто сопровождается дистрессом, депрессией и повышенной тревожностью. В связи с этим больным нередко бывает нужна психологическая поддержка, чтобы улучшить результаты помповой инсулинотерапии. Это предполагает формирование мультидисциплинарной команды для организации помповой инсулинотерапии на достаточно высоком уровне. Очевидно, что нужна также и специальная программа обучения больных, которые потенциально подходят для помповой инсулинотерапии. Также для некоторых больных должна быть предоставлена возможность лечения, имитирующего помповую инсулинотерапию, когда помпа наполняется только изотоническим раствором натрия хлорида.

2.1.3. Показания и противопоказания к помповой инсулинотерапии в российских федеральных рекомендациях

Показания и противопоказания изложены в «Федеральных клинических рекомендациях по помповой инсулинотерапии и непрерывному мониторированию гликемии у больных сахарным диабетом» (далее сокращенно ФРПМ) М.В. Шестаковой и соавт. в 2014 г. и представлены в этом разделе в удобном для диабетологической практики виде.

2.1.3.1. Показания

В ФРПМ выделяют абсолютные показания и сомнительные, которые, как мне кажется, лучше бы назвать, как обычно, относительными (табл. 2.1).

Следует заметить, что приведенные в таблице рекомендации позволяют в ряде случаев легко определиться с целесообразностью назначения помповой инсулинотерапии больному СД и в этом их большая польза. И хотя некоторые пункты, особенно из относительных рекомендаций, могут показаться спорными, но они отражают пока еще недостаточный опыт использования помповой инсулинотерапии в диабетологической практике.

Таблица 2.1. Показания к помповой инсулинотерапии в России
Абсолютные Относительные

Помповая инсулинотерапия показана только для больных СД1 в следующих клинических ситуациях:

  • гликемия вне целевого диапазона, несмотря на общепринятые меры по компенсации СД (интенсивная инсулинотерапия, обучение в школе больного диабетом и др.);

  • гипогликемии частые легкие (≥1 раза в сутки) или тяжелые (≥1 раза в год);

  • высокая вариабельность гликемии (стандартное отклонение SD >4,0 ммоль/л, MAGE >5,0 ммоль/л);

  • феномен «утренней зари», устраняемый только введением короткого инсулина ночью или в ранние утренние часы;

  • до, на фоне и после планируемой беременности;

  • дети и подростки, страдающие диабетом

  • Впервые выявленный СД (в течение 12 мес);

  • гестационный СД;

  • СД2 на инсулинотерапии;

  • выраженная вариабельность гликемии, несмотря на частые инъекции короткого инсулина;

  • инсулинорезистентность высокой степени;

  • у больных диабетом старше 65 лет;

  • другие, кроме СД1 и СД2; формы СД (симптоматические, на фоне генетических синдромов и др.);

  • низкое качество жизни, обусловленное частыми инъекциями инсулина в сутки

MAGE - средняя амплитуда колебаний гликемии, SD - стандартное отклонение.

2.1.3.2. Противопоказания

Кардинальным отличием абсолютных противопоказаний от относительных является полное и пожизненное исключение помповой инсулинотерапии в первом случае и возможность временного ограничения в помповой инсулинотерапии во втором. Противопоказания суммированы в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Абсолютные и относительные противопоказания к помповой инсулинотерапии
Абсолютные Относительные
  • Нежелание или неспособность (по разным причинам) освоить помповую инсулинотерапию.

  • Наркотическая зависимость или алкоголизм.

  • Нежелание или невозможность проводить частый самоконтроль гликемии (не реже 4 раз в сутки)

  • Выраженный психоэмоциональный стресс.

  • Острое соматическое заболевание или обострение хронического.

  • В большинстве случаев помповая инсулинотерапия может быть назначена не ранее чем через 12 мес после выявления СД1

2.1.4. Международные рекомендации по помповой инсулинотерапии 2016 г.

Эти рекомендации подготовлены группой экспертов-диабетологов из разных стран и опубликованы в 2016 г. [J. Clin. Endocrinol. Metab. 2016. November 101(11). Р. 3922-3937], которые сформулированы в табл. 2.3. Во всех этих рекомендациях подчеркивается, что помповая инсулинотерапия (ПИ) назначается только в случае, если больной или помогающие больному в лечении лица не только проявляют желание, но и способны применить инсулиновую помпу. Для упрощения текста в табл. 2.3 это опущено, тем не менее это нужно постоянно иметь в виду.

Таблица 2.3. Международные рекомендации по помповой инсулинотерапии (резюме)

1. ПИ без одновременного использования НМГ рекомендуется при СД1:

  1. 1.1) если базис-болюс инсулинотерапия на аналогах инсулина не позволяет достичь целевых показателей HbA1c;

  2. 1.2) если базис-болюс инсулинотерапия на аналогах инсулина хотя и позволяет достичь целевых показателей HbA1c, но при этом развиваются тяжелые гипогликемии и высокая вариабельность гликемии;

  3. 1.3) если больному необходим очень гибкий режим инсулинотерапии и более высокие цели лечения, чем без ПИ.

2. ПИ рекомендуется при СД2, если целевые показатели гликемии не удается достичь, несмотря на интенсивную инсулинотерапию, неинсулиновые сахароснижающие препараты и модификацию стиля жизни.

3. В стационаре назначенную ПИ ранее рекомендуется продолжить при любом типе диабета, если у специалистов стационара есть достаточный опыт ПИ.

4. Выбор кандидатов для ПИ включает наличие у клинициста программы для оценки у больного:

  1. 4.1) ментального и психологического статуса;

  2. 4.2) навыков самоконтроля СД;

  3. 4.3) желания и интереса к использованию для лечения помпы;

  4. 4.4) возможности регулярно приходить на амбулаторный прием к врачу, который оценивает эффективность ПИ.

5. Необходимо поощрять использование встроенного в помпу калькулятора для расчета БИ, обучив больного им пользоваться и обсудив с ним ограничения таких расчетов

2.1.5. Обеспечение помповой инсулинотерапией в России

В России больному СД помпа может быть установлена в стационаре бесплатно, при этом установленную помпу он получает тоже бесплатно в постоянное пользование. Это связано с принятым в России Федеральным законом от 21.11.2011 № 323-ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации», в котором выделяется высокотехнологичная медицинская помощь (ВМП), к которой относится в том числе и помповая инсулинотерапия.

8 декабря 2017 г. вышло Постановление Правительства Российской Федерации № 1492 «О Программе государственных гарантий бесплатного оказания гражданам медицинской помощи на 2018 год и на плановый период 2019 и 2020 годов», в котором предусмотрено оказание ВМП, в частности ПИ.

Что касается ПИ, то в перечне видов ВМП ПИ отражена следующим образом.

  • Номер группы ВМП 20.00.30.001.

  • Наименование вида ВМП - терапевтическое лечение сосудистых осложнений СД (нефропатии, диабетической стопы, ишемических поражений сердца и головного мозга), включая заместительную инсулиновую терапию системами постоянной подкожной инфузии.

  • Код по Международной классификации болезней 10-го пересмотра - Е10.2; Е11.2; Е11.7; Е10.4; Е10.5; Е10.7; E11.4; E11.5; E11.7.

При этом ВМП подразделяется на две подгруппы (табл. 2.4).

Таблица 2.4. Подразделение высокотехнологичной медицинской помощи на две группы, в рамках которых проводится помповая инсулинотерапия в комбинации с НМГ
Показатели ВМП-1 ВМП-2

Наименование вида ВМП

Лечение СД и его сосудистых осложнений (нейропатии, нефропатии, диабетической стопы, ишемических поражений сердца и головного мозга), включая заместительную инсулиновую терапию системами постоянной подкожной инфузии

Комбинированное лечение сосудистых осложнений СД (нефропатии, диабетической стопы, ишемических поражений сердца и головного мозга), включая реконструктивные органосохраняющие пластические операции стопы, заместительную инсулиновую терапию системами постоянной подкожной инфузии с мониторированием гликемии, в том числе у пациентов с трансплантированными органами

Модель пациента

СД1 и СД2 с поражением почек, неврологическими нарушениями, нарушениями периферического кровообращения и множественными осложнениями, синдромом диабетической стопы

СД1 и СД2 с сочетанным поражением сосудов почек, сердца, глаз, головного мозга, включая пациентов с трансплантированными органами

Метод лечения

Комплексное лечение, включая установку средств суточного мониторирования гликемии с компьютерным анализом вариабельности суточной гликемии и нормализацией показателей углеводного обмена системой непрерывного введения инсулина (инсулиновая помпа)

Комплексное лечение, включая имплантацию средств суточного мониторирования гликемии с компьютерным анализом вариабельности суточной гликемии с целью предупреждения и коррекции угрожающих жизни состояний обмена, системой непрерывного введения инсулина (инсулиновая помпа)

2.2. ПРЕИМУЩЕСТВА ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 1-го ТИПА

Прежде всего устраняются неудобства, связанные с режимом частых инъекций инсулина. Если исходить из того, что место инъекции на помпе меняется 2-3 раза в неделю, то в год в среднем это около 152 инъекций. Но когда больной делает, допустим, 4 инъекции в день, тогда в год их число достигает 1460.

В отличие от традиционного лечения пролонгированным инсулином, на фоне которого фактически в сутки можно реализовать только один (при действии 24 ч) или максимум 2 (при действии 12 ч) базальных режима инсулинотерапии, помпа позволяет его модифицировать несколько раз, даже в течение ночи. При этом разовая доза базального режима регулируется очень тонко, с шагом 0,025 ЕД/ч. Это особенно актуально при лабильном течении диабета, а также для предотвращения феномена «утренней зари». Аналогично, уменьшая базальный режим инсулинотерапии в ночное время после активных физических упражнений в дневное время, можно предотвратить развитие отсроченной ночной гипогликемии.

Предотвращение гипогликемии и снижение ее частоты обычно восстанавливает ее симптомы-предвестники, которые исчезают при частых гипогликемиях. А это, в свою очередь, будет снижать риск развития тяжелых гипогликемий.

При развитии желудочно-кишечных осложнений СД в виде гастропареза или диабетической диареи нарушается всасывание углеводов, и растянутое во времени до 3 ч введение БИ в значительной степени решает эту проблему.

На фоне ПИ нет такой жесткой привязки приема пищи к пику действия инъекции короткого инсулина, так как помпа позволяет его микшировать или даже сдвигать при расширенном или многоволновом введении болюса. Это положительно сказывается и на более гибком стиле жизни, в частности на работе, во время физической активности, в путешествиях, отпуске и т.п. Более того, гибкий болюсный режим также облегчает поддержание оптимальной массы тела и предотвращает ее нежелательное повышение, так как нет необходимости делать дополнительные инъекции инсулина, когда принимается незапланированное расширение приема пищи, а снижение частоты гипогликемии устраняет прием излишних калорий в течение суток.

2.3. ПРЕИМУЩЕСТВА ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 2-го ТИПА

На режиме частых инъекций инсулина находятся не только больные СД1, но и многие больные СД2, получающие инсулин, и потому ПИ тоже снижает у них число инъекций, а также имеет большинство тех же преимуществ, что и у больных СД1.

Но одна из главных проблем, ограничивающих применение ПИ при СД2, заключается в том, что более-менее сложные способы настройки помпы, к сожалению, не всем из них доступны, например в силу возраста или отсутствия навыка работы с новыми технологиями. В связи с этим в настоящее время разрабатываются помпы с упрощенными режимами управления, что открывает новые перспективы внедрения в клиническую практику лечения инсулином больных СД2.

2.4. ПРЕИМУЩЕСТВА ДЛЯ ЖЕНЩИН С ДИАБЕТОМ, КОТОРЫЕ БЕРЕМЕННЫ ИЛИ ПЛАНИРУЮТ БЕРЕМЕННОСТЬ

Для предотвращения осложнений беременности, связанных с СД, необходимо поддерживать уровень гликемии максимально близким к норме, что в ряде случаев на режиме традиционной инъекционной терапии невозможно или чрезвычайно обременительно, так как требует повышения не только частоты исследования гликемии, но и числа инъекций инсулина. В этом случае ПИ - замечательное решение проблемы.

2.5. НЕОБХОДИМЫЕ БОЛЬНОМУ ЗНАНИЯ И НАВЫКИ ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ ДО ЕЕ НАЧАЛА

С одной стороны, ПИ является определенным видом лечения инсулином вообще, и потому большинство ранее полученных навыков инсулинотерапии инсулиновой ручкой будут востребованы и при лечении инсулиновой помпой. С другой стороны, ПИ, как более совершенный метод, будет эффективнее инсулиновой ручки только в том случае, если больной сможет воспользоваться всеми предоставляемыми преимуществами этого нового метода лечения.

В связи с этим до старта ПИ все навыки инсулинотерапии, которыми больной владел (или должен был владеть), должны быть еще раз оценены и при необходимости откорректированы. После этого приступают к обучению специфическим навыкам ПИ. Перечень таких предварительных навыков и знаний следующий:

  • представление иформации о базальной скорости введения инсулина помпой;

  • инсулиново-углеводный коэффициент (ИУК) (число единиц инсулина, которое необходимо для утилизации в организме определенного числа граммов углеводов);

  • корректирующий гликемию коэффициент (КГК) (число единиц инсулина, которое необходимо для снижения на определенный уровень глюкозы крови);

  • целевое значение гликемии;

  • продолжительность действия короткого инсулина и введенного БИ;

  • оценка действия остаточного инсулина («инсулина на борту»);

  • частота, с которой нужно контролировать уровень глюкозы крови в сутки;

  • информация о том, с кем контактировать при возникновении вопросов по лечению помпой.

При выборе оптимального режима ПИ очень важно регистрировать все, что имеет отношение к инсулинотерапии. Это проще всего сделать с помощью специального «Диабетического ежедневника», который должна разработать команда обучающих ПИ, хотя можно воспользоваться и стандартным ежедневником для больного диабетом.

До установки помпы больной должен овладеть следующими навыками ее использования.

  • Подготовка помпы к работе.

    • Установить или заменить батарейки в помпе.

    • Установить время и дату.

    • Тщательное мытье рук.

    • Наполнить резервуар для инсулина водой и разместить его в помпе.

    • Подключить инфузионный набор к резервуару.

    • На модели места введения подготовить место введения и вставить подкожную инъекционную канюлю и заполнить систему и канюлю водой.

  • Программирование помпы.

    • Запрограммировать целевые значения гликемии.

    • Запрограммировать базальные режимы работы.

    • Ввести в программу коэффициенты ИУК и КГК.

    • Ввести длительность действия инсулина, который используется в помпе.

  • Практика.

    • Ввести углеводный болюс в расчете на 40 г (или другое количество) углеводов. Ввести болюс и проверить сколько «инсулина на борту» окажется.

    • Ввести корректирующий болюс на 12 ммоль/л гликемии.

    • Ввести базальную скорость подачи инсулина равной 80% от необходимой, продолжительностью 4 ч и затем отменить базальный режим.

    • Остановить работу помпы и снова запустить.

    • Считать историю работы помпы: базальная скорость, тревожные сигналы, СДИ.

    • Освоить установку тревожного сигнала и способ на него отвечать.

    • Освоить способы передачи информации врачу или команде специалистов, которые оказывают помощь по ПИ.

2.6. ПЕРВЫЙ ДЕНЬ ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

Установка помпы в настоящее время осуществляется бесплатно в стационарных условиях, обычно в рамках ВМП, специалистами, имеющими опыт работы с ПИ, причем помпу больной получает бесплатно в рамках страховой услуги.

Перед тем как поставить помпу больному, необходимо предварительно решить ряд проблем. Предпочтительнее использовать аналог инсулина, который всасывается быстрее, чем простой инсулин, что улучшает сопоставимость повышения гликемии после еды и пик инсулинемии в крови, а также он быстрее элиминируется из крови в случае передозировки инсулина (табл. 2.5). Вместе с тем следует заметить, что использование в помпе простого инсулина не противопоказано. Когда не было аналогов инсулина, простой инсулин использовался в ПИ достаточно успешно.

Таблица 2.5. Сравнительная фармакокинетика короткодействующих инсулинов
Инсулины Начало Пик Продолжительность

Простой

30 мин

2-4 ч

До 8 ч

Короткий аналог

15 мин

50-90 мин

2-5 ч

2.6.1. Настройка помпы

Вместе с врачом-специалистом по ПИ больному устанавливают:

  • время и дату;

  • базальную скорость;

  • ИУК;

  • КГК;

  • целевой уровень гликемии (пределы гликемии, в границах которых должна поддерживаться гликемия в течение 4-5 ч после введения БИ);

  • продолжительность действия инсулина после введения болюса (сколько времени будет действовать введенная доза болюса);

  • тревожную сигнализацию (звуковая, вибрация, интенсивность);

  • в целях безопасности максимально допустимую СДИ (не превышающую в 2 раза обычную суточную дозу) и максимально допустимую базальную скорость введения инсулина (СДИ×0,02).

Контроль гликемии в течение суток проводится по выбранному алгоритму, а также больному выдается инструкция, в каких случаях нужно срочно обращаться за помощью к медицинскому персоналу отделения и/или специалисту по помповой инсулинотерапии.

2.6.2. Соблюдение стерильности

При установке и заправке помпы нужно соблюдать элементарные правила профилактики инфицирования места введения помпы.

  • В процессе установки помпа и необходимые для ее работы дополнительные материалы должны располагаться на чистой поверхности стола.

  • Руки перед установкой помпы тщательно моются с мылом.

  • Когда резервуар или другая часть инфузионной системы рассматриваются на близком расстоянии, их нужно держать на уровне глаз, выше носа и вне направления движения выдыхаемого воздуха, чтобы микроорганизмы из выдыхаемого воздуха не попали на систему. Нужно избегать дыхания в направлении резервуара, инфузионной системы или инфузионной канюли.

  • Не следует дотрагиваться до лица или носа, резервуарной иглы, открытого конца резервуара, подкожной части канюли и верхней части картриджа (флакона) с инсулином.

  • Для протирания кожи в месте введения можно пользоваться спиртовым раствором или другим предназначенным для этого дезинфицирующим раствором. Место введения протирается круговыми движениями от центра к периферии, причем не возвращаясь при этом к центру. Диаметр очищаемой поверхности составляет примерно четыре пальца.

3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПОМПЫ

3.1. БАЗАЛЬНЫЙ РЕЖИМ

3.1.1. Расчет базальной скорости введения инсулина

После того как выбран инсулин, нужно пересчитать суточную дозу инъекционного инсулина в дозу, которая будет введена помпой. Обычно суточная потребность в инсулине на помпе несколько ниже. Можно предложить следующий алгоритм расчета средней дозы инсулина в час.

  1. Рассчитывается общая СДИ, которую больной обычно вводит в виде инъекций (иСДИ) препаратов инсулина (сумма единиц короткого и пролонгированного инсулинов).

  2. Вычисленная в п. 1 СДИ убавляется на 20%, что и составит СДИ для помпы (пСДИ).

  3. СДИ для помпы следует поделить на 2 для расчета базальной дозы. Деление на 2 выбрано в соответствии с известным физиологическим фактом, что одна половина суточной секреции инсулина является базальной (то есть секретируется между приемами пищи и ночью), а вторая - секретируется на прием пищи. Следовательно, вторая половина рассчитанной дозы для помпы будет использоваться для подбора БИ (перед едой).

  4. Итак, для того чтобы вычислить среднюю часовую дозу базального режима для помпы, необходимо половину суточной дозы разделить на 24 ч.

Рассмотрим пример 1.

Пусть больной диабетом вводит 3 раза в день (перед завтраком, обедом и ужином), как правило, 7-9, 9-11 и 5-7 ЕД инсулина глулизин (Апидры) и 1 раз в сутки 26 ЕД пролонгированного инсулина гларгин (Туджео). Итого суточная доза инъекционного инсулина составляет:

8 + 10 + 6 + 26 = 50 ЕД.

20% от 50 ЕД составляет 10 ЕД. Следовательно, суточная доза для помпы равна 40 ЕД.

Отсюда суточная базальная доза инсулина на помпе составляет:

40/2 = 20 ЕД,

а часовая базальная скорость введения инсулина помпой в течение суток:

20/24 = 0,8 ЕД/ч.

3.1.2. Коррекция базальной скорости введения инсулина

В большинстве случаев вычисленная средняя базальная скорость не соответствует потребности в инсулине у больного и должна быть скорректирована. В отличие от лечения пролонгированным инсулином помпа позволяет более гибко корректировать базальную скорость поступления инсулина, что особенно необходимо в утренние часы, перед пробуждением, когда секреция кортизола резко повышается и соответственно повышается потребность в базальном инсулине (так называемый феномен «утренней зари»). С другой стороны, после 12 часов ночи принятые углеводы за ужином в 18-20 ч обычно уже утилизированы организмом и риск гипогликемии от 24 до 4-6 ч может возрастать. В связи с этим потребность в базальном инсулине в данном интервале времени может снижаться.

Рассмотрим на примере, как корректировать дозу базального инсулина. Допустим, что вычисленная больному в первом примере базальная скорость подачи инсулина оказалась неадекватной в определенное время суток: в табл. 3.1 представлены примеры клинических решений по коррекции базального режима работы помпы. На основании этих решений рассчитывается базальный режим, что представлено в табл. 3.2 и на рис. 3.1.

Таблица 3.1. Пример принятия клинических решений относительно коррекции дозы базального режима помпы
Временной интервал Показатели гликемии Клинические решения

00-04 ч - ночь

У больного низкие показатели гликемии, и потому целесообразно уменьшить дозу в этот период для снижения риска гипогликемии

Снижение дозы на 20%

00-07 ч - раннее утро

Наблюдается феномен «утренней зари» - уровень глюкозы крови превышает целевые значения, хотя и незначительно

Повышение дозы на 20%

07-10 ч - утро

Показатели гликемии в целевом диапазоне

Доза не меняется

10-18 ч - день

Показатели немного ниже целевых значений, вероятно, из-за более высокой физической активности, чем ожидалось, и действия болюса после завтрака и обеда

Понижение дозы на 10%

18-24 ч - вечер

Гликемия превышает целевые показатели вследствие большего объема принятых углеводов, чем рассчитывалось, и низкой физической активности

Повысить дозу на 10%

Таблица 3.2. Расчет базальной скорости подачи инсулина помпой в соответствии с клиническими решениями, отраженными в табл. 3.1
Временной интервал Расчет (шаг настройки помпы = 0,025 ЕД) Базальная скорость

00-04 ч

0,8 - (0,8 × 0,2) = 0,65

0,65 ЕД/ч

00-07 ч

0,8 + (0,8 × 0,2) = 0,95

0,95 ЕД/ч

07-10 ч

-

0,80 ЕД/ч

10-18 ч

0,8 - (0,8 × 0,1) = 0,70

0,70 ЕД/ч

18-24 ч

0,8 + (0,8 × 0,1) = 0,90

0,90 ЕД/ч

pic 0012
Рис. 3.1. Наглядное представление об изменении расчетного базального режима работы помпы, описанное в табл. 3.1 и 3.2

Выше описана некоторая общая концепция подбора базального режима работы помпы, но с накоплением опыта работы в ПИ она может модифицироваться. Например, при расчете базального режима целесообразно учитывать исходный уровень HbA1c. В частности, если он значительно превышает целевые показатели, то общая доза инсулина, рассчитываемая для помпы, может не снижаться на 20%, особенно в случае, когда риск гипогликемии невысокий. И наоборот, понижаться даже более чем на 20%, когда риск гипогликемии повышен.

Следует заметить, что в современных помпах предусмотрено сохранение подобранных базальных режимов, например для дней, когда физическая активность существенно отличается от обычной (посещение фитнес-центра, плаванье, воскресные дни и т.п.). Кроме того, заданный базальный режим может оперативно изменяться до 8 ч в случае необходимости (например, чрезмерное снижение гликемии или гипогликемия).

3.2. РЕЖИМ БОЛЮСА

Расчет болюса для помпы не отличается в принципе от расчета, который должны проводить больной или диабетолог, вычисляя инъекционную дозу короткого инсулина перед едой [Древаль А.В. Диабетологическая практика. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018]. Вместе с тем это существенно более сложная задача, чем расчет базального режима. И если в практике обычных инъекций нередко сталкиваешься с тем, что больной всегда вводит одну и ту же дозу короткого инсулина перед каждым из основных приемов пищи, то на фоне помповой терапии такое отношение к лечению является практически недопустимым. В связи с этим дадим более детальное описание общих принципов расчета болюса и также отметим особенности при его расчете для ПИ.

3.2.1. Общая идеология расчета болюса
3.2.1.1. Коэффициент соотношения дозы короткого инсулина и содержания углеводов в приеме пищи

Точность расчета дозы инсулина повышается, если учитывать величину дозы инсулина, необходимую для утилизации определенного количества углеводов в приеме пищи, то есть рассчитать так называемый инсулиново-углеводный коэффициент (ИУК) Этот коэффициент достаточно индивидуален и даже может изменяться в течение суток. Диапазон его изменений составляет от 1 ЕД/5 г углеводов до 1 ЕД/25 г углеводов. Его можно рассчитывать и в ХЕ: если 1 ХЕ = 10 г углеводов, тогда углеводный коэффициент меняется от 1 ЕД/0,5 ХЕ до 1 ЕД/2,5 ХЕ. Заметим, что существуют различные рекомендации в отношении того, сколько граммов углеводов включать в 1 ХЕ: 10, 12 или 15 г. Так что при использовании таблиц пересчета граммов углеводов в ХЕ на это следует обращать внимание (табл. 3.3).

Таблица 3.3. Таблица пересчета продуктов в хлебные единицы (ХЕ). Представлены два типа расчетов - на 10 и 15 г углеводов в 1 ХЕ

Группы продуктов

Варианты ХЕ

1 ХЕ = 10 г углеводов

1 ХЕ = 15 г углеводов

бытовая мера

грамм продукта

бытовая мера

грамм продукта

Хлеб и хлебобулочные изделия

Белый/черный хлеб

1 кусок

20/25

1 кусок

30/40

Сухари обычные

2 шт.

25

3 шт.

37

Панировочные сухари

1 ст. л.

15

1,5 ст. л.

22

Макаронные изделия

Вермишель, лапша, рожки, макароны сырые

1-2 ст. л. в зависимости от формы изделия

15

2-3 ст. л.

22

Вермишель, лапша, рожки, макароны вареные

2-4 ст. л.

50

3-5 ст. л.

75

Крупы, кукуруза, мука

Крупа любая сырая

1 ст. л. с горкой

15

1 ст. л. с горкой

22

Крупа любая вареная (каша)

2 ст. л. с горкой

50

3 ст. л. с горкой

75

Кукуруза

1/2 початка среднего

100

2/3 початка среднего

150

Кукуруза консервированная

3 ст. л.

60

5 ст. л.

90

Кукурузные хлопья

4 ст. л.

15

6 ст. л.

22

Попкорн («воздушная» кукуруза)

10 ст. л.

15

15 ст. л.

22

Мука любая

1 ст. л.

15

1,5 ст. л.

22

Овсяные хлопья

2 ст. л.

20

3 ст. л.

30

Картофель

Вареный картофель

1 шт. размером с крупное куриное яйцо

75

1,5 шт. размером с крупное куриное яйцо

112

Картофельное пюре

2 ст. л.

90

3 ст. л.

135

Жареный картофель

2 ст. л.

35

3 ст. л.

52

Молоко и жидкие молочные продукты

Молоко

1 стакан

250 мл

1,5 стакана

375 мл

Кефир

1 стакан

250 мл

1,5 стакана

375 мл

Сливки

1 стакан

250 мл

1,5 стакана

375 мл

Йогурт натуральный

-

200 мл

-

300 мл

Фрукты и ягоды

Абрикосы

2-3 шт.

110

3-4 шт.

165

Айва

1 шт. крупная

140

1 шт. крупная

210

Ананас

1 кусок, поперечный срез

140

1 кусок, поперечный срез

210

Арбуз

1 кусок

270

1 кусок

405

Апельсин

1 шт. средний

150

1 шт. крупный

225

Банан

1 шт. средний

70

1 шт. крупный

105

Брусника

7 ст. л.

140

10,5 ст. л.

210

Виноград

12 шт. небольших

70

18 шт. небольших

105

Вишня

15 шт.

90

20 шт.

135

Гранат

1 шт. средний

170

1 шт. большой

255

Грейпфрут

1/2 шт. крупный

170

1 шт. средний

255

Груша

1 шт. маленькая

90

1 шт. средняя

135

Дыня

1 кусок

100

1 кусок

150

Ежевика

8 ст. л.

140

12 ст. л.

210

Инжир

1 шт.

80

2 шт.

120

Киви

1 шт. крупный

110

2 шт. средний

165

Клубника (земляника)

10 шт. средних

160

15 шт. средних

240

Крыжовник

6 ст. л.

120

9 ст. л.

180

Малина

8 ст. л.

160

12 ст. л.

240

Манго

1 шт. небольшое

110

1 шт. большое

165

Мандарины

2-3 шт. средних

150

3-4 шт. средних

225

Персик

1 шт. средний

120

1 шт. большой

180

Сливы

3-4 шт. небольших

90

4-6 шт. небольших

135

Смородина

7 ст. л.

120

10 ст. л.

180

Хурма

1/2 шт. средняя

70

1 шт. небольшая

105

Черника

7 ст. л.

90

10 ст. л.

135

Яблоко

1 шт. маленькое

90

1 шт. среднее

135

Фруктовый сок

1/2 стакана

100 мл

2/3 стакана

150 мл

Сухофрукты

-

20

-

30

Овощи, бобовые, орехи

Морковь

3 шт. средних

200

4 шт. средних

300

Свекла

1 шт. средняя

150

1 шт. большая

225

Бобы

1 ст. л. сухих

20

1,5 ст. л. сухих

30

Горох

7 ст. л. свежего

100

10 ст. л. свежего

150

Фасоль

3 ст. л. вареной

50

4 ст. л. вареной

75

Орехи

В зависимости от вида

60-90

В зависимости от вида

135

Другие продукты

Сахарный песок

2 ч. л.

10

3 ч. л.

15

Сахар кусковой

2 куска

10

2 куска

15

Газированная вода на сахаре

1/2 стакана

100 мл

2/3 стакана

150 мл

Квас

1 стакан

250 мл

1,5 стакана

375 мл

Мороженое

-

65

-

100

Шоколад

-

20

-

30

Мед

1 ст. л.

12

1,5 ст. л.

18

Сухое вино

1 стакан

250 мл

1,5 стакана

375

Пиво

1 стакан

250 мл

1,5 стакана

375

Полагаю, что наиболее удобно придерживаться цифры, кратной 5 или 10 (то есть 1 ХЕ=15 г или 10 г), потому в указанном в таблице расчете 1 ХЕ=10 или 15 г углеводов. Тем не менее можно работать с любой таблицей ХЕ (но с какой-либо одной!), не обращая особого внимания на содержание в ХЕ граммов углеводов. Возникающая систематическая ошибка расчета относительно граммов углеводов скорректируется сама собой при подборе дозы инсулина (более дотошным вычислителям можно работать и с граммами углеводов). Вероятно, по этой причине часто ХЕ указывается в несколько «размытом» значении, например содержит 10-12 г углеводов.

Ниже дана таблица (табл. 3.4), с помощью которой можно ориентировочно установить необходимое количество для больного ХЕ в сутки в зависимости от характера труда, пола и массы тела.

Таблица 3.4. Суточная потребность в хлебных единицах в зависимости от физической активности и массы тела. Больным с дефицитом массы тела рекомендуется 25-30 ХЕ в сутки

Категории больных

Масса тела

нормальная

избыточная или ожирение

женщины

мужчины

женщины

мужчины

Тяжелый физический труд

25

30

20

25

Среднетяжелый физический труд

20

22

15

17

Сидячая работа

16

18

11

16

Малоподвижный образ жизни

12

15

<10

<10

Хотя с помощью табл. 5.10 расчеты существенно упрощаются, возможны заметные ошибки, если пользоваться этой таблицей, а не исходить из суточной энергетической потребности, предложенной Всемирной организацией здравоохранения и утвержденной Министерством здравоохранения РФ (табл. 3.5 и 3.6). В этом случае вначале определяют, какой процент суточной энергопотребности должны покрыть углеводы в диете.

Допустим, что суточная энергопотребность составляет 2000 ккал и углеводы должны покрыть половину, то есть 1000 ккал. В 1 г углеводов, как известно, содержится 4 ккал, а следовательно, в сутки в этом случае необходимо 1000/4 = 250 г углеводов, а отсюда

ХЕ в сутки = 250/10 = 25.

Как видно из этого простого расчета, выбранная энергопотребность в 2000 ккал соответствует сидячему образу жизни, а количество рассчитанных ХЕ в сутки - тяжелому физическому труду. И это расхождение не случайно, поскольку была выбрана диета с высоким содержанием углеводов (50%), которая, кстати, является широко рекомендуемой при диабете. В связи с этим табл. 3.5 и 3.6 могут быть пригодны только для ориентировочных расчетов, например врачам общей практики, а эндокринолог и тем более диабетолог должны при оценке суточной потребности в ХЕ исходить из более точных расчетов.

Таблица 3.5. Суточная энергетическая потребность женского организма

Группы, различные по интенсивности труда

Возраст, лeт

Суточная потребность, ккал

большие города

небольшие города и села

дополнительная

большие города

небольшие города и села

Лица, профессия которых связана с умственным трудом

18-40

2400

2600

2650

2850

40-60

2200

2400

2350

2550

Лица, профессия которых связана с незначительными физическими усилиями (сфера обслуживания и т.д.)

18-40

2550

2750

2800

3000

40-60

2350

2550

2500

2700

Лица, профессия которых связана со значительными физическими усилиями

18-40

3150

3350

3400

3600

40-60

2900

3100

3050

3250

Пенсионеры

60-70

2100

2200

2200

2500

Старше 70

2000

Таблица 3.6. Суточная энергетическая потребность мужского организма

Группы, различные по интенсивности труда

Возраст, лeт

Суточная потребность, ккал

большие города

небольшие города и села

дополнительная физическая нагрузка

большие города

небольшие города и села

Лица, профессия которых связана с умственным трудом

18-40

2800

3000

3100

3300

40-60

2600

2800

2800

3000

Лица, профессия которых связана с незначительными физическими усилиями (сфера обслуживания и т.д.)

18-40

3000

3200

3300

3500

40-60

2800

3000

3000

3200

Лица, профессия которых связана со значительными физическими усилиями

18-40

3700

3900

4010

4200

40-60

3400

3600

3600

3800

Пенсионеры

60-70

2350

2500

2500

2650

Старше 70

2200

Для определения величины отношения ИУК или дозы короткого инсулина, рассчитываемой на ХЕ, можно воспользоваться одним из двух методов:

  1. несколько раз принять фиксированное количество углеводов и, меняя дозу инсулина в зависимости от уровня гликемии после еды, найти необходимое соотношение;

  2. начать с фиксированного отношения и, контролируя гликемию до еды и через 2 ч после еды, постепенно найти нужное отношение.

При этом стартовое количество граммов углеводов на 1 ЕД инсулина находят из простого расчета: число 500 делят на суточную дозу короткого инсулина (СДИ). Если нужно провести расчет в ХЕ, тогда 50 делят на СДИ.

Например, если у больного СДИ составляет 50 ЕД, то с учетом того, что 500/50 = 10, у него на каждые 10 г углеводов в диете необходимо вводить 1 ЕД инсулина (в этом случае ИУК коэффициент равняется 10). Или 50/50 = 1, и тогда на 1 ХЕ необходимо вводить 1 ЕД инсулина (в этом случае ИУК коэффициент равен 1).

Например, если больной должен принять 20 г углеводов, тогда с учетом выше представленного расчета в граммах углеводов ему перед едой нужно ввести 20/10 = 2 ЕД инсулина. Или в случае, когда нужно принять 2 ХЕ, то с учетом указанного выше расчета для ХЕ больному следует ввести 2/1 = 2 ЕД инсулина.

В зависимости от целевого уровня гликемии через 2 ч коэффициент корректируется каждый раз на 10-20%. Вначале это отношение устанавливают одним и тем же для каждого приема пищи, но в процессе адаптации обычно оказывается, что в утренние часы необходимо больше инсулина на 1 г углеводов, чем вечером. Это связано с более низкой чувствительностью к инсулину организма человека в утренние часы.

3.2.1.2. Коэффициент соотношения дозы короткого инсулина и уровня гликемии

Кроме того, что доза короткого инсулина должна утилизировать принятые с едой углеводы, она должна еще корректировать отклонение перед едой гликемии от целевых значений. В результате в дополнение к дозе, рассчитываемой на ХЕ, больной должен рассчитать перед едой и корректирующую гипергликемию дозу инсулина («корректирующая доза» или «доза на снижение гликемии»), для чего используется так называемый корректирующий фактор (КФ). Инсулиновый КФ определяется как число ммоль/л гликемии, на которое она должна снизиться через 2-4 ч после введения 1 ЕД ультракороткого/простого инсулина.

Начальную величину КФ можно вычислить по «правилу 100», по которому число 100 делится на СДИ. Например, если СДИ составляет 50 ЕД, то КФ = 100/50 = 2. В этом случае предполагается, что 1 ЕД инсулина снижает гликемию на 2 ммоль/л. Тогда доза инсулина на снижение рассчитывается с учетом целевого значения гликемии через 2-4 ч после еды, и допустим, что оно составляет 7 ммоль/л. Гликемия при этом до еды равна 10 ммоль/л. Отсюда:

image

или в числовом выражении:

image

Эту корректирующую дозу добавляют к дозе, рассчитанной на ХЕ, что суммарно и составляет дозу болюса, то есть предпрандиальную дозу простого/ультракороткого инсулина.

Из вышеуказанных расчетов очевидно, что доза болюса направлена на поддержание гликемии между приемами пищи в пределах целевых значений, которые у разных больных могут существенно различаться.

3.2.1.3. Расчет и модификация болюса инсулина

В этом разделе обобщим расчет БИ, используя принципы, описанные в двух предыдущих разделах.

Формула для расчета БИ для помпы (так же, как и для инъекции короткого инсулина перед едой) включает общее количество ХЕ в диете, а также метаболические параметры больного (ИУК, ПГ, ЦГ и КФ) и выглядит следующим образом:

image

где БИ - болюс инсулина; СХЕ - суммарное число ХЕ в предстоящем приеме пищи; ИУК - инсулиново-углеводный коэффициент; ПГ - препрандиальная гликемия; ЦГ - целевая гликемия; КФ - корректирующий фактор.

Рассмотрим пример.

  1. Предстоящий больному А. завтрак содержит 4 ХЕ, то есть в формуле СХЕ = 4.

  2. Установлено, что у больного А. 1 ЕД инсулина утилизирует 0,5 ХЕ, то есть коэффициент ИУК=0,5.

  3. ПГ у больного А. равна 10 ммоль/л.

  4. ЦГ равна 6 ммоль/л.

  5. КФ равен 2.

Подставив указанные значения в формулу (1), получим

БИ = 4/0,5 + (10-6)/2 = 10 ЕД.

Этой весьма простой формулы (1) достаточно, чтобы рассчитать БИ перед каждым приемом пищи, и она обычно используется во встроенном в помпу калькуляторе расчета болюса. Если ввести в помпу параметры СХЕ, ИУК, ПГ, ЦГ и КФ, то она выдаст значение болюса, что несложно вычислить и без помощи помпы.

Формула (1) в свое время была мной несколько преобразована (впервые это преобразование представлено в моей монографии «Лечение сахарного диабета и сопутствующих заболеваний» (Древаль А.В. М.: Эксмо, 2010), что позволяет несколько по другому и, как мне кажется, более простому принципу модифицировать БИ. Суть преобразований состоит в следующем.

Воспользуемся для преобразования формулы (1) начальными заданными параметрами 50 и 100 для расчета ИУК и КФ, описанных в предыдущих разделах:

image

Из приведенных преобразований следует, что для расчета стартового БИ можно пользоваться не формулой (1), а эквивалентной ей формулой (2):

БИ = 0,01[СДИ × (2СХЕ + ПГ - ЦГ)]. (2)

Что это нам дает? При использовании формулы (2) не нужно отдельных вычислений ИУК и КФ, как в формуле (1), а достаточно модифицировать в ту или иную сторону лишь стартовое значение коэффициента 0,01 перед квадратной скобкой в зависимости от того, нужно нам повысить БИ или снизить. То есть вычисления существенно упростились.

В общем виде формула (2) будет выглядеть следующим образом:

БИ = δ[СДИ × (2СХЕ + ПГ - ЦГ)], (3)

где значение коэффициента δ может быть любым, а в нашем случае стартовое его значение равно 0,01.

Рассмотрим пример и рассчитаем вначале стартовую дозу болюса (БИ) по формуле (3). Предположим, что больной должен съесть завтрак, в котором СХЕ = 2 ХЕ, а ПГ = 10 ммоль/л, ЦГ = 7 ммоль/л и СДИ = 40 ЕД; поскольку БИ стартовый, то δ = 0,01:

БИ = 0,01 × [40 × (2 × 2 + 10 - 7)]=0,01 × 280 ≈ 2,5 ЕД.

Допустим теперь, что нас не устроили результаты постпрандиальной гликемии - они оказались выше целевых, а следовательно, БИ нужно увеличить. Для этого коэффициент δ увеличим на 0,002 и для простоты будем считать, что все остальные параметры в формуле (3) остались неизменными. Тогда

БИ = 0,012 × 280 ≈ 3,5 ЕД,

и разница составила за счет изменения коэффициента примерно 1 ЕД. Таким образом, изменение коэффициента δ при необходимости на 0,002 в любую сторону дает приемлемую динамику модификации дозы вводимого перед едой короткого инсулинов. По усмотрению диабетолога в формуле (3) также может быть изменено целевое значение гликемии (ЦГ), что, естественно, тоже повлияет на расчетную препрандиальную дозу, но, очевидно, этот параметр не может меняться ежедневно, а лишь в долгосрочной перспективе и при особых острых обстоятельствах (острая инфекция, например).

Что касается стартовой величины СДИ, то ее рассчитывают из потребности на 1 кг массы тела (например, 0,5 ЕД/кг), а на следующий день можно использовать и реальную цифру предыдущего дня. Однако очевидно, что в случае гибкого режима лечения СДИ меняется день ото дня и трудно точно определить, каковой она в итоге окажется в предстоящий день. В связи с этим суточную дозу можно зафиксировать в формуле (3) на определенной величине, близкой к средней недельной, и менять только тогда, когда она станет регулярно отличаться от реальной не менее чем на 20%.

Из изложенного выше очевидно, что расчеты дозы являются ориентировочными и абсолютной точности достичь в принципе невозможно. Но поскольку организм является, к счастью, адаптивной системой регуляции, а не калькулятором, то допущенные неточности обычно корректирует адаптационный механизм саморегуляции гликемии в организме. Важно, чтобы эти ошибки были не очень велики - в пределах резервов системы адаптации. Некорректируемые, чрезмерные для организма нагрузки на систему регуляции гликемии как раз и возникают при лечении СД инсулином без регулярного контроля гликемии и расчетов его дозы. И это в конечном счете ведет к хроническому неконтролируемому нарушению углеводного обмена с известными неблагоприятными для жизни больного последствиями.

3.2.1.4. «Болюс на борту»

Использование режима частых инъекций короткого инсулина привело к тому, что нередко больные стали вводить короткий инсулин с интервалом менее 4-6 ч. В таком случае происходит наложение дозы инсулина от предыдущей инъекции на дозу текущей. Остаточная доза инсулина от предыдущей инъекции перед инъекцией текущей получила название «инсулин на борту» или «болюс на борту» (англ. insulin on board, или bolus on board), сокращенно БНБ. В результате формула для расчета болюса (1) в настоящее время модифицирована:

image

Соответственно, и формула (3) должна выглядеть по-другому:

БИ = δ [СДИ × (2СХЕ + ПГ - ЦГ)] - БНБ. (5)

Хотя у каждого больного скорость выведения инсулина из подкожного депо отличается, но существуют таблицы, в которых указано в среднем, сколько короткого инсулина остается после введения определенной дозы (табл. 3.7).

Таблица 3.7. Количество «болюса на борту» в зависимости от введенной дозы инсулина лизпро (Хумалога) или инсулина аспарт и времени (часы), прошедшего после инъекции

Введенная доза, ЕД

Остаточная доза инсулина после введения болюса, ЕД

1 ч

2 ч

3 ч

4 ч

5 ч

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

2

1,6

1,2

0,8

0,4

0

3

2,4

1,8

1,2

0,6

0

4

3,2

2,4

1,6

0,8

0

5

4,0

3,0

2,0

1,0

0

6

4,8

3,6

2,4

1,2

0

7

5,0

4,2

2,8

1,4

0

8

6,4

4,8

3,2

1,6

0

9

7,2

5,4

3,6

1,8

0

10

8,0

6,0

4,0

2,0

0

Эта таблица составлена довольно просто - каждый час доза введенного инсулина уменьшается на 20%. Так что она может быть легко продолжена и дальше при необходимости. Или же можно воспользоваться простой формулой:

БНБ = (Доза болюса) - [0,2 × (Доза болюса) × (Время после введения)]. (6)

Или, если ее написать в более лаконичном виде, то

БНБ = (Доза болюса) × [1 - 0,2 × (Время после введения)]. (7)

Например, пусть после введения 8 ЕД инсулина аспарт прошло 3 ч. Вычислим в этом случае БНБ по формуле (7):

БНБ = 8 [1 - (0,2 × 3)] = 3,2 ЕД.

Как видно, полученная цифра точно совпадает с соответствующим значением в табл. 3.7. Но преимущество формулы (6) над таблицей заключается в том, что ее можно использовать для дробных ЕД инсулина и доз, превышающих 10 ЕД.

Как видно из вышеизложенного, в расчете БНБ не учитывается инсулин, вводимый в базальном режиме.

Если иметь в виду формулу (4), то БНБ фактически корректирует дозу инсулина на снижение гликемии. Но, вообще говоря, все это условно, что особенно хорошо видно из формулы (6), в которой БНБ вычитается из рассчитанной по формуле (3) дозы болюса. С практической точки зрения БНБ можно не учитывать, когда гликемия превышает целевые значения.

3.2.2. Особенности расчета болюса для инсулиновой помпы

Для расчета болюса с помощью калькулятора помпы в него предварительно нужно ввести индивидуальные параметры больного, которые учитываются в формуле расчета болюса.

  • Соотношение у больного дозы короткого инсулина и утилизации принятых углеводов (обычно ХЕ), то есть коэффициент, обозначающий соотношение инсулин/углеводы (ИУК). Это соотношение нужно для того, чтобы вычислить в болюсе число ЕД инсулина, которое необходимо ввести больному перед едой, когда известно планируемое потребление ХЕ.

  • Соотношение у больного дозы короткого инсулина и снижение на нее глюкозы крови, то есть КФ, или он может называться коэффициентом чувствительности к инсулину. Это соотношение нужно для того, чтобы вычислить в болюсе число ЕД инсулина, которое необходимо для снижения гликемии перед едой до целевых значений после еды (между приемами пищи).

  • Целевое значение гликемии между приемами пищи (ЦГ), что используется для вычисления КФ.

Следует также иметь в виду, что в калькуляторе болюса, встроенном в помпу, используется формула, которая всегда учитывает БНБ. В связи с этим, если ваши расчеты будут отличаться от тех, что выдает помпа, нужно иметь в виду, что это связано, скорее всего, с БНБ, тем более что в ряде случаев метод расчета болюса в помпе запатентован и обычно явно в инструкции не описан.

3.2.3. Варианты болюсного режима

В большинстве помп предусмотрены три болюсных режима (рис. 3.2 и табл. 3.8): нормальный или стандартный; единичная квадратная волна или расширенный болюс; двойная волна или мультиволновой болюс (также называется комбо-болюс).

Таблица 3.8. Характеристика трех режимов болюсов
Тип болюса Технические особенности Клинические ситуации

Нормальный или стандартный

БИ подается помпой сразу, как при обычной инъекции инсулина

Используется в случае обычного приема пищи

Расширенный (ступенчатый)

Подача БИ растянута во времени

  • Низкий гликемический индекс пищи;

  • пища, обогащенная жиром;

  • пища с необычно высоким содержанием углеводов;

  • прием пищи растянут во времени (ресторан и т.п.);

  • замедленное всасывание пищи (например, гастропарез)

Двойная волна или более двух волн (мультиволновой режим)

Комбинация стандартного и расширенного болюса

pic 0018
Рис. 3.2. Болюсные режимы

Как использовать двойной или мультиволновой болюс?

  • Рассчитать вручную или на калькуляторе помпы БИ.

  • Разделить болюс на часть (в%), которая должна вводиться в стандартном режиме (сразу в виде обычной инъекции), что составляет обычно 30-50% всей дозы болюса. Остальная часть болюса вводится в продленном (расширенном или мультиволновом) режиме.

  • Определить длительность введения продленной части болюса (он обычно составляет 2-4 ч или более).

  • Расширенный (ступенчатый) режим болюса можно остановить в любой момент.

  • Очень важно учитывать, что врéменный базальный режим нельзя установить на период работы двухволнового или многоволнового болюсного режима.

Пример

Предстоящий прием пищи содержит 120 г углеводов, то есть 12 ХЕ, и блюдо содержит большое число жира, так что всасывание углеводов может быть замедлено и поэтому нужно рассчитать двух/мультиволновой режим болюса.

  • Воспользуемся формулой (3) для расчета болюса у больного А., с учетом того, что у него:

    • средняя СДИ равна 40 ЕД;

    • ЦГ равна 6 ммоль/л;

    • ПГ равна 8 ммоль/л;

    • коэффициент δ равен 0,012;

    • с учетом вышеуказанных параметров больного и формулы (3) доза болюса составит:

      БИ = 0,012 × [40 × (2 × 12 + 8 - 6)10,5 ЕД.

  • Воспользуемся для расчета БИ у больного Б. традиционной формулой (1), для чего нужно предварительно рассчитать ИУК и КФ:

    • допустим ИУК равен 2, то есть 1 ЕД инсулина утилизирует 2 ХЕ;

    • допустим КФ равен 2, то есть на каждые 2 ммоль/л гликемии, превышающей целевое значение, необходимо ввести 1 ЕД инсулина;

    • целевое значение гликемии 8 ммоль/л;

    • ПГ 12 ммоль/л;

    • с учетом вышеуказанных параметров больного и формулы (3) доза болюса составит:

      БИ = 12/2 + (12 - 8)/2 = 8 ЕД.

  • Допустим, для больного А. мы выбрали соотношение стандартного и расширенного болюса 50%/50%, а для больного Б. это соотношение составляет 40%/60%. В результате:

    • У больного А. стандартный и расширенный болюсы совпадают по величине и составляют 10,5 × 0,5 = 5,25 ЕД, но при этом разовый (стандартный) болюс 5,25 ЕД вводится в виде обычной инъекции, но с помощью помпы, а расширенный (ступенькой или многоволновой) 5,25 ЕД, допустим, устанавливаем на введение в течение 3 ч;

    • у больного Б. стандартный болюс 8 × 0,4 ≈ 3 ЕД вводится в виде обычной инъекции, но помпой, а расширенный (ступенькой или многоволновой) 5 ЕД, допустим, вводится помпой в течение 4 ч.

4. ПОДСОЕДИНЕНИЕ ПОМПЫ

Инсулиновая помпа - это прибор, которым должно быть удобно пользоваться в обыденной жизни. В этом отношении возникают две очевидные проблемы - его размещение (на теле, в одежде или специальном приспособлении) и обеспечение непрерывной подачи инсулина от прибора в подкожно-жировую клетчатку больного в течение нескольких суток. Последнее обеспечивается наличием в помпе так называемого инфузионного набора (рис. 4.1), состоящего:

  • из специального резервуара, где хранится запас инсулина, достаточный для нескольких суток работы помпы;

  • инъекционной канюли, через которую инсулин поступает в подкожно-жировую клетчатку больного. В некоторых канюлях совмещаются подающее инсулин устройство и подкожный сенсор устройства непрерывного исследования гликемии;

  • катетера, соединяющего резервуар с инсулином и канюлю.

4.1. ИНЪЕКЦИОННАЯ КАНЮЛЯ, КАТЕТЕР И РЕЗЕРВУАР С ИНСУЛИНОМ

4.1.1. Инъекционные канюли

Канюли могут изготавливаться из различных материалов, вставляться вручную или с помощью специального устройства, а также под углом 45° или 90°. Преимущества и недостатки канюли, изготовленной из пластика (гибкой) или металла (жесткой), представлены в табл. 4.1.

Канюли выпускаются с различным диаметром от 25 калибра (толстые) до 27 калибра (тонкие). Более широкие канюли рекомендуется использовать у полных больных или при повышенном риске загиба канюли или ее выпадении.

Канюля может быть установлена под разным углом к поверхности кожи: 20-45° или 90°. Можно указать следующие отличительные особенности такого рода канюль.

pic 0019
Рис. 4.1. Инфузионный набор для помпы
Таблица 4.1. Отличительные особенности канюли, изготовленной из металла или пластика
Тип канюли Описание Преимущества Недостатки

Гибкая

Изготовлена из тефлона, гибкого пластичного материала. Рекомендуется, в частности, для лиц с аллергией к никелю

Более комфортное использование. Вводится обычно вместе с иглой, которая извлекается, а канюля остается в месте введения

Может загибаться под кожей, что нарушает поступление инсулина. Для введения необходимо специальное инъекционное устройство

Металлическая (стальная)

Негнущаяся

Маловероятно сгибание. Проще вводить под кожу. Предпочтительно использовать при необходимости повышенной надежности расположения под кожей (сгибание, выпадение), например у беременных

Может вызывать неприятные ощущения в месте введения. Следует менять каждые 48 ч, а не 72 ч

  • У канюли, которая вставляется наклонно (20-45°), длина обычно больше (до 17 мм), чем у канюли под углом 90° (6-12 мм). В связи с этим наклонная канюля менее подвержена выпадению из места введения или загибанию.

  • Если больной диабетом худой и у него практически отсутствует подкожно-жировая клетчатка, тогда лучше использовать наклонно вставляемую канюлю, что снижает риск попадания в мышцу. В связи с этим вертикальную канюлю рекомендуется использовать больным с более высоким индексом массы тела (ИМТ) или при высоких дозах инсулина (болюс >25 ЕД или при базальном режиме >2,5 ЕД/ч.

  • Канюля, вставляемая наклонно, лучше видна, и потому легче заметить, когда она выпадает из места введения.

  • Наклонную канюлю труднее вводить, особенно в неудобные для введения места (плечо, ягодица, бедро) или же при нарушении зрения.

  • Так как вертикальная канюля не видна, то ее лучше использовать у тех больных, которые боятся уколов и самого вида иглы.

4.1.2. Катетер

Длина катетера, соединяющего резервуар с инсулином и канюлю, от 60 до 100 см. Чем больной выше ростом, тем большей длины выбирается катетер, также длина катетера зависит от места размещения помпы на теле, занятий спортом и других обстоятельств.

Время от времени возникает необходимость отсоединения помпы с катетером от находящейся в месте введения канюли (душ, плаванье, физическая активность и др.). Для этого в помпах предусмотрен специальный отсоединяющий механизм. Он бывает двух типов - винтовой или на защелке. Винтовой механизм легче отвинчивать, но сложнее подсоединять, особенно при расположении помпы в неудобном месте. У защелки имеется характерный звук щелчка, который сигнализирует о том, что отсоединение/ соединение состоялось, но при ее использовании необходима определенная сноровка.

Существуют и отсоединяющие устройства, расположенные по длине катетера, которые используются в случае, если взаимное расположение помпы и канюли настолько неудобно, что нужно отсоединять катетер где-то на середине его длины.

4.1.3. Резервуар с инсулином

Выпускаются резервуары различного объема (180-420 ЕД инсулина), но стандартный на 1,5-2 мл подходит большинству больных, так как заправленного в нем инсулина хватает на 72 ч, то есть на время, когда вся инъекционная система, в том числе и резервуар, полностью заменяются. Резервуары более 3 мл используются редко и в том случае, когда больной получает большую дозу инсулина. Если инсулин расходуется в резервуаре раньше, чем через 72 ч, тогда приходится всю инъекционную систему менять чаще, что, очевидно, неудобно для больного. При выборе резервуара необходимо ориентироваться на объем, которого достаточно еще на 2-4 дня с учетом среднего для больного суточного расхода инсулина. Если резервуар в помпе можно заменить отдельно, без замены других частей инфузионной системы, тогда его объем не имеет критического значения.

4.2. ПОДАЧА ИНСУЛИНА

4.2.1. Помпа с подачей инсулина через катетер

Заправка резервуара инсулином

Заправка резервуара ничем не отличается от набора лекарства из ампулы в обычный шприц, так как резервуар - это фактически инсулиновый шприц с небольшими техническими отличиями, которые вносятся разработчиками помп для удобства работы с ней. В связи с этим нужно учитывать определенные технические особенности у резервуаров различных производителей, и потому при заправке следует строго придерживаться инструкции к прибору.

Инсулин забирается из инсулинового флакона в резервуар, обычно представляющий собой модификацию шприца, и этот резервуар помещается в помпу. Но есть и такие конструкции, когда забор инсулина из флакона является промежуточным процессом и забранный в промежуточный резервуар инсулин затем вводится в помповый картридж или резервуар. Для того чтобы избежать образования пузырьков внутри стенок резервуара, заполненного инсулином, нужно чтобы инсулин для резервуара был комнатной температуры, а не холодным.

Больной заполняет резервуар инсулином под контролем врача.

  1. В шприц (резервуар помпы или промежуточный резервуар) набирается воздух в объеме, который соответствует объему заправляемого инсулина, и этот воздух вводится во флакон с инсулином. Это временно повышает давление во флаконе, которое потом выравнивается, когда откачивается выбранный объем инсулина.

  2. Флакон с инсулином, в который введена игла шприца, поворачивается дном вверх и после этого из флакона отбирается нужное количество единиц инсулина. Скорость забора инсулина должна быть медленной.

  3. Нужно следить за тем, чтобы в резервуаре не образовывались пузырьки воздуха. Иглу из флакона нельзя вынимать до тех пор, пока из резервуара не будут удалены все пузырьки. В случае их образования их нужно удалить обратно во флакон, а если они налипают на стенки резервуара, то постучать пальцем по резервуару, чтобы они оказались у иглы и затем, выдавливая пузырьки из резервуара обратно во флакон, возможно несколько раз, полностью освобождают резервуар от пузырьков воздуха.

  4. Объем забираемого инсулина из флакона должен быть таким, чтобы обеспечить не только достаточную дозу инсулина на предстоящий период работы помпы, но и его расход на заполнение системы подачи инсулина (плюс примерно 10-20 ЕД). После этого игла с резервуаром извлекается из флакона.

  5. Заполненный инсулином резервуар помещается в помпу.

Подсоединение катетера

После заправки инсулином резервуар подсоединяется к катетеру, и он наполняется инсулином. В помпе имеется специальный механизм для заправки катетера инсулином, который позволяет выгнать воздушные пузырьки из системы. На заправку катетера расходуется около 10-20 ЕД инсулина в зависимости от его длины, и как только он заполнится полностью, на кончике канюли появляется капелька раствора инсулина. На этом этапе система подготовлена к подкожному введению канюли.

Соединение помпы и канюли

После подсоединения заполненного инсулином катетера к канюле в ней образуется небольшой объем мертвого пространства. В большинстве помп оно автоматически заполняется, но в ряде случаев его устраняют вручную, для чего требуется введение до 1 ЕД инсулина.

Установка канюли

Место установки канюли и ее ротация не отличаются от рекомендованных для обычной инъекции инсулина (4.2.1). Каждая следующая установка канюли не должна быть меньше 2,5 см от предыдущей, должна также располагаться не ближе 2,5 см от пупка и следует избегать зон сгиба туловища в области талии.

pic 0020
Рис. 4.2. Места установки (а) и ротации (б) инъекционной канюли

При установке канюли для удобства и снижения побочных действий часто используется адгезивный спрей, барьерное покрытие или анестезирующий крем. Мужчинам рекомендуется сбривать волосы в зонах установки канюли, что снижает риск ее выпадения.

Если в месте инъекции канюли появилась кровь, то это означает, что она оказалась близко расположенной к сосуду и ее нужно переставить, так как такое расположение непрогнозируемо изменяет скорость всасывания инсулина из места инъекции.

После инъекции может ощущаться небольшое жжение, но если оно не проходит через 30 мин и усиливается при движении, это может указывать на попадание иглы канюли в мышцу. В этом случае ее тоже нужно переустановить.

После того как система заправлена инсулином, игла (или микрокатетер) инфузионной канюли вручную вводится подкожно или с помощью специального инжектора. После установки пластиковой канюли удаление иглы-проводника образует небольшое незаполненное инсулином пространство, которое нужно заполнить инсулином. Если подкожно вводится игла, то дополнительно инсулин вводить не нужно. Специальный адгезивный материал, окружающий канюлю, фиксирует ее в месте введения, предотвращая ее выпадение при движении больного или натяжении катетера.

После установки канюли нужно обязательно через 2-3 ч исследовать глюкозу крови, чтобы контролировать неожиданное ее повышение.

Ношение помпы

После того как помпа подсоединена к канюле, она практически готова к работе, и осталось лишь определить наиболее удобный способ ее ношения. Помпа может быть подвешена к поясному ремню, для чего она снабжается специальными приспособлениями: защелками, небольшой сумочкой и т.п. В ряде помп предусмотрено дистанционное управление, что удобно при недостаточно доступном месте для прямого взаимодействия с помпой или когда больному нежелательно демонстрировать окружающим ее наличие.

4.2.2. Накладная помпа (пэч-помпа)

Что касается накладной помпы (пэч-помпы), то ее точно так же, как и ненакладную, нужно заправлять инсулином и в ней также используется инъекционная канюля. Кардинальное отличие от накладной заключается в отсутствии катетера между резервуаром и канюлей, так как в пэч-помпе они совмещены, а управляющая функция максимально упрощена. Базальный режим работы обычно не модифицируется (но может отключаться), доза однократно вводимого инсулина фиксирована (обычно 2 ЕД) и нужная доза болюса вводится многократным нажатием кнопки болюса (рис. 4.3). То есть это существенно более простое устройство по сравнению с ненакладной помпой, которое в большей степени подойдет для больных СД2, чем СД1.

pic 0021
Рис. 4.3. Накладная инсулиновая помпа (пэч-помпа): общий вид (а) и внутреннее устройство (б)

4.3. ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ПОДКЛЮЧЕНИЕМ ПОМПЫ

Проблемы, обусловленные нарушениями работы помпы, связаны прежде всего с «тонкими местами» ее конструкции, где абсолютная надежность пока технически недостижима. Справедливости ради нужно отметить, что за прошедшие годы совершенствования ПИ многие проблемы «тонких мест» помпы были решены.

4.3.1. Канюля и катетер

Нередко наблюдается выпадение канюли из места инъекции. В этом случае рекомендуется:

  • убедиться в том, что место установки канюли адекватно подготовлено, в частности выбрито при необходимости;

  • обратить внимание на длину катетера: в случае слишком короткого он может выдергивать канюлю при натяжении;

  • использовать достаточно адгезивной жидкости для закрепления канюли, особенно если больной склонен к потливости.

Также следует заметить, что слишком длинный катетер может перегибаться и тем самым блокировать поступление инсулина.

4.3.2. Пузырьки воздуха

Для предотвращения появления пузырьков воздуха в инъекционной системе нужно ее наполнять инсулином и устанавливать при комнатной температуре. Техника заполнения системы инсулином, предотвращающая и устраняющая пузырьки воздуха, описана выше. В случае неожиданного повышения гликемии всегда нужно исследовать наличие пузырьков в катетере и резервуаре с инсулином и при обнаружении их удалять.

4.3.3. Место инъекции

Инфекция

Инфекция в месте введения инсулина развивается редко, но так как игла/микрокатетер находится подкожно несколько дней, то риск ее возникновения повышен. Нужно обращать внимание на признаки воспаления в месте инъекции: покраснение, отек, повышение температуры кожи. При обнаружении этих признаков место установки нужно сменить. Если у больного появились системные признаки воспаления (повышение температуры тела) или возник абсцесс в месте инъекции, то назначается лекарственная противовоспалительная терапия. Инфекция в месте установки канюли может нарушить поступление инсулина. Для предотвращения инфекции в месте инъекции нужно соблюдать правила установки системы, описанные выше.

Аллергия и неспецифическое воспаление

Кроме инфекционного поражения в месте инъекции могут развиваться аллергические воспалительные реакции на адгезивные вещества. Их легко диагностировать, так как зона покраснения кожи в точности повторяет контуры адгезивной наклейки. Эта реакция сопровождается такими симптомами в месте инъекции, как раздражение (покраснение) кожи, сыпь и/или зуд кожи. Помогает смена адгезивного материала, смазывание кожи противоаллергическими средствами и другие методы лечения.

Сохраняющиеся несколько дней или недель уплотнения в подкожно-жировой клетчатке («помповые уплотнения») могут быть тоже вариантом аллергической реакции замедленного типа, или, как полагают, их вызывает слишком близкое расположение подкожной пластиковой канюли к коже. В этом случае нужно избегать повторного введения канюли в эти места, по крайней мере до тех пор, пока уплотнение не исчезнет. Помогает также более длинная пластиковая канюля/игла, которую вводят в глубокие слои подкожно-жировой клетчатки, или более тщательная фиксация места введения инсулина. Такая реакция может быть вызвана и неспецифическим раздражением в месте подкожного введения, и тогда подбор более длинной иглы в канюле может помочь ее предотвратить.

Капли пота и воды

Существуют специальные покрытия, которые защищают место введения инсулина или пэч-помпу от попадания воды или пота, в частности при физических упражнениях. Нужно выбрать для таких ситуаций наиболее подходящее средство.

4.3.4. Препараты инсулина

Заметим, что препараты инсулина разрушаются медленно, даже если они хранятся при комнатной температуре. Тем не менее при неожиданном повышении гликемии и отсутствии каких-либо очевидных причин поступления инсулина в подкожно-жировую клетчатку необходимо сменить флакон инсулина, из которого инсулин заправляют в систему. Такую замену особенно целесообразно сделать при использовании помпы в летнее время, когда температура воздуха сильно повышается.

Редко, но все же наблюдается образование в растворе инсулина кристаллов, которые могут блокировать подачу инсулина. Обычно такого рода блокирование помпой контролируется: включается звуковая сигнализация. Очевидно, что в этом случае нужно сменить систему с инсулином.

В настоящее время рекомендуется использовать в помпе более быстро действующие, чем простой, аналоги инсулина.

  • Инсулин аспарт (Новорапид) фирмы «Ново-Нордиск», который используется в инсулиновых помпах с 2001 г.

  • Инсулин лизпро (Хумалог) фирмы «Эли Лилли», который используется в помпах с 2004 г.

  • Инсулин глулизин (Апидра) фирмы «Авентис» («Санофи»), который используется в помпах с 2004 г.

Но следует заметить, что в случае отсутствия по какой-либо причине вышеуказанных аналогов инсулина в помпе можно использовать и простой инсулин, который применялся в помпах до эры аналогов инсулина. Различия не будут очень заметны. По крайне мере это будет лучше, чем обратный временный переход с ПИ на обычные инъекции инсулина.

Следует заметить, что в настоящее время разрабатываются аналоги инсулина с еще более высокой скоростью всасывания, чем имеющиеся. Кроме того, испытывается метод внутридермального введения инсулина помпой, откуда инсулин всасывается быстрее, так как кожа кровоснабжается лучше, чем подкожно-жировая клетчатка. Эти подходы могут быть реализованы в ПИ в ближайшие годы.

Препараты инсулина, в принципе, достаточно устойчивы к комфортной для человека внешней среде (температура около 22-36,6 °С). В связи с этим не нужно специально охлаждать инсулин, который находится в помпе, и флакон с инсулином, из которого заправляется помпа, - его можно держать при комнатной температуре до 30 дней. Инсулин нельзя замораживать и подвергать воздействию высокой температуры (например, не нужно оставлять инсулин в машине на жаре), а также прямым солнечным лучам. Инсулин, который не используется, следует хранить в холодильнике, но не в морозильной камере, при плюсовой температуре.

4.3.5. Зарядное устройство

Нужно всегда обращать внимание на заряд батарейки, так как при недостаточном электропитании помпа тоже не будет работать.

4.4. ПРОФИЛАКТИКА НАРУШЕНИЙ РАБОТЫ ПОМПЫ

Для предотвращения нарушений работы помпы следует соблюдать простые правила ее эксплуатации.

  • Нужно проверять место введения инсулина по крайней мере один раз в день на признаки воспаления, кровотечения, отека и частичного или полного выпадения катетера.

  • Место введения нужно менять каждые 2-4 дня для снижения риска его инфицирования и разрушения препарата инсулина при высокой температуре воздуха.

  • Место установки канюли следует готовить тщательно, строго соблюдая инструкцию.

  • Нужно регулярно менять место установки канюли.

  • Необходимо иметь под рукой запасной инфузионный набор (резервуар с катетером и канюлей), а также препарат инсулина и батарейку, даже если поездка занимает всего лишь один день.

  • Если нет уверенности в надежной работе помпы (даже если не видно явных причин поломки), следует заменить заправляемый инсулин и весь инфузионный набор с канюлей.

  • Плановая переустановка системы должна осуществляться как минимум за 4 ч до сна или более и по крайней мере за 12 ч до обычного повышения гликемии, если есть сомнения в правильности подключения помпы.

  • Инсулина в помпе должно быть достаточно до очередной смены места введения. В помпах желательно установить напоминающий о смене места введения сигнал.

  • Дополнительная фиксация катетера на расстоянии 2-4 см от места инъекции и/или покрытие адгезивным материалом места введения инъекционной иглы обеспечивает надежную профилактику непроизвольного выпадения канюли.

Для быстрого устранения осложнений инсулинотерапии (гипогликемия или высокая гипергликемия) рекомендуется всегда иметь под рукой определенный набор средств (табл. 4.2). Для помповой инсулинотерапии он не отличается от того, что рекомендуется больным, которые вводят инсулин шприц-ручкой. Но так как помповая инсулинотерапия более динамична, чем лечение инсулиновой шприц-ручкой, то наличие этого набора в первом случае особенно актуально.

Таблица 4.2. Набор средств для устранения метаболических осложнений инсулинотерапии
  • Быстрые углеводы (таблетки глюкозы, конфеты, кусочки сахара и т.п.).

  • Сложные углеводы (например, бутерброд, после которого уровень глюкозы крови повышается постепенно).

  • Глюкометр с тест-полосками или система НМГ.

  • Инсулиновая ручка с быстро действующим инсулином.

  • Запасная инфузионная система с инсулиновым картриджем.

  • Глюкагоновый инъекционный набор для устранения тяжелой гипогликемии.

  • Тест-полоски для определения кетоновых тел.

  • Браслет с диагнозом «диабет».

  • Номер телефона для срочной связи

4.5. ДИАГНОСТИКА И УСТРАНЕНИЕ НАРУШЕНИЙ РАБОТЫ ПОМПЫ

Нарушение работы помпы проявляется прежде всего необъяснимым повышением уровня глюкозы крови. Если такое повышение обнаружено два раза подряд и не снижается после введения корректирующей дозы болюса, то это должно быть поводом для немедленной замены инфузионной системы и введения корректирующего БИ через новую систему или инсулиновую ручку. Глюкоза крови проверяется через 2 ч после введения болюса для того, чтобы убедиться в эффективности принятых мер.

Если уровень глюкозы крови сильно повысился (более 15 ммоль/л), то необходимо кровь или мочу исследовать на уровень кетоновых тел тест-полоской. Уровень кетоновых тел в крови в пределах 0,6-1,5 ммоль/л указывает на развитие кетоза. Если уровень кетоновых тел превышает 1,5 ммоль/л, то резко повышается риск развития тяжелого метаболического осложнения диабета - кетоацидоза. В этом случае необходимо срочно связаться со специалистами по ПИ, а если нет такой возможности, то вызвать скорую помощь, и обычно в этом случае следует госпитализировать больного в отделение интенсивной терапии.

Повышенный уровень кетоновых тел в моче или крови указывает на то, что помпа не подает инсулин или возникло серьезное сопутствующее заболевание, на фоне которого потребность в инсулине резко повысилась (грипп, например). В этой ситуации требуется существенная коррекция инсулинотерапии, которая проводится совместно с врачом.

4.6. ВОПРОСЫ, ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ БОЛЬНЫМИ

4.6.1. Как себя вести во время сна?

Помпу можно закрепить на теле, но если это неудобно, то можно положить ее рядом в постели, например под подушкой и т.п. В последнем случае катетер должен быть достаточной длины, чтобы при движении в постели не произошло его натяжения и выдергивания канюли. Можно также помпу положить в карман пижамы или подсоединить к мягкому ремню на талии. В принципе, на сегодня разработан целый спектр приспособлений для размещения помпы во время сна.

4.6.2. Может ли канюля, помпа или катетер деформироваться, если во время сна я на них лягу?

Помпа, канюля и катетер сделаны из очень устойчивого к давлению материала и не могут деформироваться при обычном использовании. Хотя нужно признать, что спать на помпе или катетере очень неудобно и это может нарушать сон.

4.6.3. Как принимать душ, когда у тебя помпа?

Перед душем помпу нужно отсоединить от инъекционной системы и снова ее присоединить после душа. Аналогично нужно поступать перед походом в сауну или парилку.

4.6.4. Как совместить плавание и пребывание на пляже с помповой инсулинотерапией?

При длительном нахождении на пляже (более 4 ч), возможно, придется ввести дополнительный БИ (простой или пролонгированный).

4.6.5. Помповая инсулинотерапия и сексуальная активность

Перед занятием сексом помпу нужно отсоединить от инъекционной системы. Отсоединение не должно быть более 2 ч. Помпу следует перевести в режим «ожидание», что позволяет установить звуковой сигнал, который включится через 2 ч (на случай, если вы заснете или забудете своевременно обратно подключить помпу).

4.6.6. Что делать с помпой перед магнитно-резонансной томографией?

Помпа, точно так же, как и любое другое электрическое устройство, не должно подвергаться воздействию электромагнитного поля, что может ее повредить. В связи с этим перед исследованием помпу необходимо отключить от инфузионной системы и оставить вне помещения, где будет проводиться магнитно-резонансная томография.

4.6.7. Возможны ли какие-либо проблемы при прохождении рамки безопасности в аэропорту или в других местах?

Большинство помп устойчиво к рентгеновскому облучению, которое используется в рамках безопасности. Но желательно выяснить из инструкции к помпе или у производителя, устойчива ли к рентгеновскому облучению ваша помпа. Если вы сомневаетесь, то лучше ее отсоединить от инъекционной системы перед прохождением рамки и пронести вне нее. На канюлю и катетер рамка не реагирует, так что их не нужно удалять.

5. НАСТРОЙКА И НАЧАЛО РАБОТЫ ПОМПЫ

Ответственность за эффективность и качество инсулинотерапии в значительной степени лежит на самом больном, и она особенно высока при ПИ. Это связано с тем, что любая инсулинотерапия не разовый метод лечения, а пожизненный и непрерывный. Вместе с тем задача врача - верно сориентировать больного на цели лечения диабета. В связи с этим с первого дня ПИ больному необходимо дать четкую, но при этом простую письменную инструкцию по адаптации его ПИ в зависимости от показателей глюкозы крови, пример которой представлен в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Инструкция для больного диабетом на помповой инсулинотерапии в стационаре
  • Индивидуальные целевые показатели гликемии:

    1. от _____ до _____ ммоль/л перед едой;

    2. от _____ до _____ ммоль/л после еды;

    3. от _____ до _____ ммоль/л перед сном.

  • Следует связаться с врачом, если

    1. уровень глюкозы крови снизился ниже _____ ммоль/л;

    2. уровень глюкозы крови повысился более ______ ммоль/л;

Число

Подпись врача

Подпись больного

5.1. ТОНКАЯ НАСТРОЙКА И ПОЛОМКИ

Без анализа результатов лечения инсулиновой помпой лечение не будет эффективным. В связи с этим пользователь помпы должен быть готов регистрировать и анализировать показатели болюсного и базисного режимов работы, прием углеводов, уровень глюкозы крови и физическую активность в специальном ежедневнике. В настоящее время есть альтернативная возможность автоматически эти данные выгружать из помпы в Интернет и даже на сотовый телефон.

На уровень глюкозы крови влияет целый ряд факторов:

  • скорость базальной подачи инсулина;

  • величина болюса как перед едой, так и корректирующего гипергликемию;

  • прием углеводов;

  • физическая активность;

  • стрессовые факторы (болезни, эмоциональная напряженность и т.п.).

Следует заметить, что оценить относительный вклад базального и болюсного режимов в гипо- или гипергликемию достаточно сложно. Для этого разработаны специальные приемы, позволяющие разобраться в данной проблеме.

5.1.1. Тестирование базального режима

Для оценки базального режима работы помпы стараются создать такие условия, когда влияние на гликемию внешних факторов минимально. Самый простой подход - разделить время суток на периоды, когда больной ведет обычный образ жизни, без особых нагрузок на метаболические процессы (в том числе и без приема углеводов) как до, так и во время такого периода (в идеале натощак или на фоне непродолжительного голодания). Пример такого протокола представлен ниже, при этом он может использоваться неоднократно, с различной продолжительностью и в разное время суток.

5.1.1.1. Протокол оценки базального режима

Общие положения

  1. У больного не должно наблюдаться гипогликемий за последние 12 ч.

  2. Во время тестирования больной не должен принимать углеводов (в идеале ничего, кроме воды).

  3. В течение предыдущих 24 ч, а также во время теста у больного не должно быть чрезмерной физической активности или стресса.

  4. Запускается во время теста текущий базальный режим.

  5. Тестирование прекращается, когда гликемия снижается ниже 4 ммоль/л, и в этом случае проводятся мероприятия по устранению гипогликемии.

  6. Тестирование прекращается, когда гликемия превышает 14 ммоль/л, и в этом случае вводится корректирующая доза болюса.

  7. Регистрируются уровень глюкозы крови, базальная скорость, количество углеводов в диете до и после теста, а также другие необходимые параметры.

  8. В один день тестируется только одно выбранное временное окно. Если выбрано несколько временных окон, то каждое из них тестируется в отдельный день.

Ночное тестирование (21:00-07:00)

  • В этом случае временное окно ночью, например, с 21:00 часа до 7 часов утра.

  • Последний вечерний прием пищи (ужин) - в 19 часов, после которого больной не должен принимать никакой пищи, кроме обычной воды. Желательно, чтобы входящие в состав ужина углеводы легко было подсчитать, иначе могут возникнуть ошибки, искажающие результаты тестирования.

  • Глюкоза крови исследуется в 21:00, 00:00, 3:00 и 7:00 часов.

  • Утром завтрак больной начинает после 7 часов, перед которым он вводит обычную дозу болюса.

Утреннее тестирование (07:00-12:00)

  • Временное окно от 7 до 12 часов.

  • Проводится только в том случае, если показатели тощаковой гликемии находятся в целевых пределах.

  • Больной пропускает завтрак.

  • Гликемия исследуется в 7, 9 и 12 часов.

  • Обычно обед в этом случае назначается на 12 часов и перед ним вводится необходимый БИ.

Послеобеденное тестирование (12:00-18:00)

  • Временное окно от 12 до 18 часов.

  • Проводится только в том случае, если показатели гликемии перед обедом находятся в целевых пределах.

  • Больной пропускает обед.

  • Гликемия исследуется в 12, 14, 16 и 18 часов.

  • Обычно ужин в этом случае назначается на 18 часов и перед ним вводится необходимый БИ.

Вечернее тестирование (18:00-22:00)

  • Временное окно от 18 до 22 часов.

  • Проводится только в том случае, если показатели гликемии перед ужином находятся в целевых пределах.

  • Больной пропускает ужин.

  • Гликемия исследуется в 18, 20 и 22 часа.

  • Обычно вечерний прием пищи в этом случае назначается на 22 часа и перед ним вводится необходимый БИ.

Оценка адекватности базального режима и его коррекция

  • Прежде чем корректировать базальный режим работы помпы, нужно убедиться в том, что выявленные отклонения гликемии не были связаны с техническими проблемами работы помпы, что обсуждено в предыдущем разделе.

  • Базальная скорость введения инсулина изменяется на 0,025-0,1 ЕД/ч (на 10% увеличивается или уменьшается).

  • Коррекция базального режима проводится в том случае, если вариабельность гликемии, ее повышение или понижение превышают 1,5 ммоль/л за 4 ч.

  • Коррекция базальной скорости запускается за 1-2 ч до наблюдаемой нежелательной вариабельности гликемии.

5.1.1.2. Оценка базального режима с помощью непрерывного мониторирования гликемии
  • Фактически использование НМГ (ретроспективного или в реальном времени) мало что добавляет к обычному самоконтролю глюкометром, тем более что НМГ его не отменяет, а используется с ним одновременно. Протокол тот же, что и описан в предыдущем разделе. Возможно, с помощью НМГ будут выявлены более детальные отклонения гликемии в базальном режиме от целевых значений, что позволит более тонко настраивать базальный режим.

Но, вероятно, в этом нет особой необходимости с учетом несовершенства современной инсулинотерапии, даже помповой. Например, когда у больных диабетом исследовался режим работы ИБК в ночное время, то оказалось, что даже в этом состоянии полного покоя потребность в инсулине в течение ночи меняется несколько раз, причем каждый раз в разное время и разная по продолжительности. В итоге «очень тонкая» настройка базального режима по результатам, например, одной ночи может оказаться, скорее всего, не подходящей для другой ночи.

В общем на текущий момент достаточно обоснованного подхода к использованию НМГ в настройке базального режима работы помпы пока не разработано.

5.1.2. Тестирование болюсного режима

Если после оценки и корректировки базального режима целевые показатели гликемии остаются недостигнутыми, тогда особое внимание нужно обратить на болюсный режим и скорректировать его.

Следует проанализировать показатели гликемии через 2-4 ч после введения болюса, и если они отличаются от целевых, то пересчитать болюс по формуле (1) или (5) на с.с. 63-65. При этом нужно исключить техническую ошибочность предыдущего расчета болюса:

  • неправильно высчитана средняя СДИ;

  • неверно рассчитано число ХЕ в приеме пищи;

  • неверно введена доза инсулина в расчете на ХЕ и превышена гликемия целевого показателя.

Также следует исключить и технические проблемы работы помпы, которые обсуждены выше.

5.2. АНАЛИЗ И ЛЕЧЕНИЕ ЭПИЗОДОВ ГИПОГЛИКЕМИИ

Гипогликемия на фоне ПИ может возникнуть по разным причинам.

  • Базальная скорость повышена.

  • Неверно выставлены целевые значения гликемии, в частности занижены.

  • Редко проводится самоконтроль гликемии, который должен быть не реже 4-6 раз в день.

  • Завышена оценка ХЕ в приеме пищи, как за счет неверного расчета ХЕ, так и неверно определенного коэффициента инсулин/ХЕ [коэффициент ИУК в формуле (1)].

  • Слишком большая единичная (стандартная) доза болюса, введенная на прием пищи, которую следовало бы сделать не стандартной, а продленной.

  • Излишне часто используется корректирующая доза, или она в принципе завышена.

  • Употребление алкоголя повышает чувствительность к инсулину [за счет подавления продукции глюкозы печенью (ПГП)], и потому рекомендуется снизить базальную скорость подачи инсулина в случае предполагаемого или произошедшего приема алкоголя.

  • Физическая активность (запланированная или нет), на которую не сделали корректировку режима работы помпы или питания.

Лечение гипогликемии у больного, у которого не нарушено при этом сознание (легкая гипогликемия).

  • Не прекращать работу помпы.

  • Исследовать гликемию до начала ее лечения.

  • Принять 15 г (1 ХЕ) быстро всасывающихся углеводов (чай с сахаром, сок и т.п.).

  • Повторить исследование гликемии через 10-15 мин.

  • Если указанные меры не приводят к повышению гликемии, то прием углеводов повторяется (1 ХЕ) и базальная скорость подачи инсулина на этот период суток снижается на 10-20%, особенно если приступы гипогликемии в это время повторяются или она тяжелая (с нарушением сознания).

5.3. АНАЛИЗ И ЛЕЧЕНИЕ ЭПИЗОДОВ ГИПЕРГЛИКЕМИИ

Причин для повышения гликемии выше целевых показателей может быть довольно много. Причем они связаны не только с нарушением работы помпы и неадекватным расчетом дозы инсулина (аналогично тому, как и в случае эпизодов гипогликемии), но и с другими внешними или внутренними факторами, например:

  1. Занижена базальная скорость подачи инсулина.

  2. Нарушена подача инсулина помпой (анализ см. выше).

  3. Неверно выставлены целевые значения гликемии, в частности завышены.

  4. Редко проводится самоконтроль гликемии, который должен быть не реже 4-6 раз в день.

  5. Занижена оценка ХЕ в приеме пищи, как за счет неверного расчета ХЕ, так и неверно определенного коэффициента инсулин/ХЕ [коэффициент ИУК в формуле (1)].

  6. Недостаточная доза болюса, введенная на прием пищи.

  7. Недостаточно своевременно используется корректирующая доза, или она в принципе занижена.

  8. Физическая активность оказалась ниже запланированной, на которую не сделали корректировку режима работы помпы или питания.

  9. Стресс, связанный с острыми болезнями или обострением хронических заболеваний.

  10. Прием лекарств, снижающих чувствительность к инсулину (глюкокортикоиды и др.).

  11. Излишний прием углеводов при коррекции легкой гипогликемии.

5.3.1. Лечение гипергликемии

Необходимо установить причину гипергликемии (прежде всего исключить нарушение работы помпы и провоцирующие гипергликемию болезни) и при обнаружении ее устранить. Но при этом незамедлительно начать ее специфическое лечение.

Если гликемия превышает 14 ммоль/л, то исследуется моча/кровь на уровень кетоновых тел.

  • Если кетоновые тела не повышены, то вводится корректирующая доза инсулина (обычно 1 ЕД на каждые 2 ммоль/л, превышающих целевое значение).

    • Исследование гликемии, а также кетоновых тел повторяют через 1-2 ч.

    • При снижении гликемии до целевых показателей продолжают запланированную ранее ПИ.

    • Если гликемия адекватно не снижается, то повторно вводят корректирующую дозу, или если нет уверенности в адекватной работе помпы, то ее снимают и переводят больного на обычный инъекционный режим лечения инсулином.

  • Если кетоновые тела повышены, то больной переводится в отделение интенсивной терапии, помпа отключается и больному проводят обычные мероприятия по выведению из кетоацидотического состояния.

  • Во время устранения гипергликемии больной должен употреблять достаточное количество жидкости.

  • Нужно избегать при устранении гипергликемии провоцирования в результате активного ее лечения гипогликемии.

6. РАБОТА С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ ПОМПЫ (АНАЛИЗ ДАННЫХ)

В современных помпах предусмотрен режим выгрузки данных ее работы в специальные программные приложения, которые можно просматривать на компьютере, на сотовом телефоне или в Интернете. Если больной аккуратно заносит в такую программу данные работы помпы, то в результате врач получает важный материал для анализа эффективности работы помпы. Обычно это данные по работе помпы в базальном и болюсном режимах, показатели самоконтроля или даже НМГ, ХЕ, режим деятельности и другие показатели.

В частности, в нашем отделении мы работали в этом направлении со специально созданным консультативным кабинетом в Интернете, где информация по работе помпы располагалась в личном медицинском кабинете больных, а врач, имеющий от больных доступ к этим кабинетам, дистанционно их консультировал (бесплатно, в рамках исследовательской работы).

Если больной наблюдается командой специалистов по ПИ, то выгрузка данных помпы перед визитом или во время визита повышает качество консультирования больного. Очевидно, что на компьютере врача должно быть при этом необходимое программное обеспечение, которое обычно предоставляется фирмой производителем, если в центре не разработана своя специальная программа. Нужно обращать внимание на удобство работы с такого рода программами - информация о больном должна быть наглядной и интуитивно очевидной, чтобы не занимать много времени для анализа данных (желательно многоцветной и в виде графиков и картинок, а не колонок цифр). Рассмотрим в виде примера схему анализа ПИ, которая может быть более обстоятельной, чем здесь представлено.

6.1. РЕЖИМЫ ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

  • Стартовые установки инсулинотерапии и коэффициенты для расчета болюса.

  • Достигнутое соотношение между базальным и болюсным режимами работы (например, 50/50 или 40/60) и насколько оно отличается от типичного, и если сильно, то насколько обосновано это отличие.

  • Средняя СДИ, ее превышение над расчетной, исходя из массы тела больного (инсулинорезистентность, передозировка?).

6.2. ДАННЫЕ ГЛИКЕМИИ

  • Частота исследования гликемии, которая должна быть не менее 4-6 раз в день.

  • Гликемия перед приемом пищи и после.

  • Контроль гликемии перед физической активностью, во время и после, в том числе и ночью, если она была продолжительной и/или высокой (30-60 мин).

  • Процент повышенной и пониженной гликемии по отношению к целевым показателям, как по степени, так и по продолжительности. Если эти показатели получают в результате самоконтроля гликемии, то они могут дать искаженное представление, если больной в разной степени ощущает проявления гипогликемии, чем гипергликемии. Эта ошибка исключена при НМГ.

  • При анализе гипогликемии учитываются время ее возникновения, предшествующая деятельность и БИ, уровень гликемии до начала ее лечения и после (для оценки эффективности).

  • При анализе гипергликемии учитывается гликемия после начала ее лечения (для оценки эффективности).

  • Тренд гликемии.

    • Среднесуточные показатели гликемии в течение недель, месяцев.

    • Сопоставление суточной гликемии с приемами пищи и болюсами инсулина.

    • При анализе тренда гликемии сутки разбиваются на периоды:

      • ночь;

      • от завтрака до обеда;

      • от обеда до ужина;

      • от ужина до сна.

6.3. ПОТРЕБЛЕНИЕ УГЛЕВОДОВ

  • Общее количество ХЕ (грамм) в день и их соответствие балансу в диете углеводов, белков и жиров.

  • Распределение ХЕ по приемам пищи.

6.4. СМЕНА ПОМПЫ

  • Не реже чем каждые 2-3 дня.

6.5. ЧАСТО ВЫЯВЛЯЕМЫЕ ПРОБЛЕМЫ

  • Чрезмерное повышение или снижение гликемии.

  • Неверная корректирующая доза инсулина (чаще передозировка, ведущая к гипогликемии).

  • Неверный расчет ХЕ в продуктах или блюдах.

  • Пропуск введения болюса или ошибочный его расчет.

  • Несвоевременная смена места введения инсулина, что приводит к ухудшению показателей гликемии.

  • Недостаточный учет влияния физической активности или стресса.

7. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОМПЫ

Подобранные в стационаре базальный и болюсный режимы, как правило, не в полной мере подходят для обычной жизни, и потому в течение первых 1-2 нед они модифицируются в той или иной степени. Если показатели глюкозы крови после выписки начинают значительно отклоняться от целевых, необходимо предусмотреть возможность оперативной консультации больного у врачей, которые устанавливали помпу. Это может быть очная консультация в центре ПИ, связь по телефону, мессенджеру или в рамках постоянного взаимодействия врача и больного через электронную историю болезни, размещенную в облаке. В первую неделю после выписки больному должна быть предоставлена как минимум одна консультация и в ближайший месяц - одна-две консультации в центре ПИ. Для исключения недоразумений все рекомендации врач должен давать в письменном виде и убедиться в том, что больной правильно их понял.

В первую очередь корректируется базальный режим, так как болюсный режим невозможно адекватно отрегулировать при нестабильных показателях базального. После завершения коррекции базального режима подстраивается болюсный. Для ускорения коррекции дозы желательно придерживаться при настройке более-менее стабильного пищевого режима (по времени приема пищи и перечню принимаемых блюд и продуктов), а также режима физической активности.

Пока не достигнута стабилизация гликемии, в идеале для ее контроля используется система НМГ или в противном случае гликемия глюкометром исследуется по крайней мере 6 раз в день. Все показатели текущей коррекции гликемии (дозы инсулина, коэффициенты коррекции и др.), а также эпизодов гипо- и гипергликемии тщательно регистрируются, чтобы врач мог дать рекомендации, основываясь на объективных данных.

Больной должен оценивать места введения инсулина, отмечая какие-либо признаки воспаления.

Относительно отключения помпы следует придерживаться правил, представленных в табл. 7.1.

Таблица 7.1. Рекомендуемые действия, в зависимости от длительности отключения помпы
Длительность отключения помпы Действия

Менее 1 ч

  • Если уровень глюкозы в пределах целевых значений, никаких изменений в помповую инсулинотерапию не вносят.

  • Если перед отключением помпы гликемия выше целевого уровня или планируется в пределах часа прием пищи, то вводится необходимая доза БИ перед отключением помпы

1-4 ч

  • Подача базального инсулина снижается на 80% или вообще прекращается на время отключения помпы.

  • Если в период отключения помпы возникает необходимость приема пищи, то помпа должна быть подключена для введения болюса на еду, а если нет, то короткий инсулин на еду можно ввести шприц-ручкой

Более 4 ч или на время ночного сна

  • До отсоединения помпы вводится БИ помпой или короткий инсулин шприцем на еду и на покрытие потребности в инсулине на предстоящие 4 ч.

  • В дневное время потребность в базальном инсулине покрывается введением шприц-ручкой каждые 4 ч короткого инсулина и дополнительно учитывается потребность в инсулине на еду.

  • На ночной период времени можно ввести пролонгированный инсулин.

  • В качестве имитации базального режима ночью предпочтительнее вводить пролонгированный инсулин средней продолжительности действия (12 ч), когда предполагается отключение, не превышающее 12 ч. При более длительных периодах можно вводить инсулины более продолжительного действия [инсулин гларгин (Лантус), инсулин детемир]

Более одного дня

  • Больной переходит на режим частых инъекций.

  • Суточная доза пролонгированного инсулина (в одной или двух инъекциях в сутки) равна суточной дозе базального режима. Она вводится в виде 1 или 2 инъекций в сутки в зависимости от фармакокинетики пролонгированного инсулина.

  • Доза короткого инсулина вводится шприцем и рассчитывается как обычно, в зависимости от ХЕ в предстоящем приеме пищи и уровня глюкозы крови

7.1. ОСОБЕННОСТИ ПИТАНИЯ НА ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

Принципы организации питания на фоне ПИ не отличаются от тех, которых должен придерживаться больной диабетом, получающий обычную инъекционную терапию инсулином. С учетом того, что с помощью ПИ можно обеспечить более совершенный механизм регулирования гликемии, появляется смысл более точно, чем обычно, рассчитывать количество углеводов в диете, на что целесообразно обратить специальное внимание больного.

В частности, если предстоящий прием пищи содержит много жиров, то он замедляет и всасывание углеводов до 2-4 ч. С учетом этого обстоятельства можно настроить продленный болюсный режим, в котором около 30% инсулина ввести в виде обычной быстрой инъекции, а введение остальной части болюса (70%) растянуть на 4 ч. Аналогично можно поступать, когда блюдо/продукт имеет низкий гликемический индекс (<50).

Как рассчитывать ХЕ и в зависимости от этого определять дозу болюса, описано в разделе настройки болюсного режима работы помпы.

Следует заметить, что поскольку ПИ стала совсем недавно широко использоваться для лечения диабета, то надежных научных данных по оптимальной диете на фоне ПИ пока не разработано, а до тех пор следует придерживаться проверенных методов диетотерапии, отработанных для обычной инъекционной инсулинотерапии.

7.2. ФИЗИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И ПОМПОВАЯ ИНСУЛИНОТЕРАПИЯ

Оптимизация физической активности при СД - еще менее проработанный вопрос, чем диетотерапия, особенно если учесть, насколько стремительно развивается система фитнеса - как по разнообразию, так и по доступности. Даже на фоне обычной инъекционной инсулинотерапии многие вопросы оптимальных физических нагрузок не решены и, более того, нет подготовленных современных специалистов, которые помимо знаний в области лечебной физкультуры и фитнеса обладали бы достаточным знанием в диабетологии. С учетом этого на фоне ПИ следует придерживаться простых правил, которые разработаны для больных, получающих инъекционную инсулинотерапию.

Физические нагрузки (упражнения) улучшают утилизацию глюкозы мышечной тканью, то есть снижают инсулинорезистентность при СД2 (и, соответственно, потребность в сахароснижающих препаратах) и уменьшают потребность в инсулине у больных СД1. Это позволяет рассматривать физические нагрузки в качестве вспомогательной сахароснижающей терапии. Физические упражнения, повышая расход калорий, усиливают действие гипокалорийной диеты на динамику массы тела у тучных больных.

С другой стороны, физические упражнения оказывают общее оздоравливающее действие, улучшая качество жизни, снижая риск сердечно-сосудистых болезней и смертность от них. Это обстоятельство особенно актуально при диабете, который повышает риск сердечно-сосудистой смертности.

Вместе с тем у больных СД физические нагрузки могут нанести ущерб здоровью, если не учитывать сопутствующие СД осложнения и степень компенсации углеводного обмена. Например, высокоинтенсивные анаэробные нагрузки, такие как подъем тяжестей, с максимально возможным физическим напряжением и малым числом повторений могут повысить уровень глюкозы крови. Ритмические упражнения для нижних конечностей (например, ходьба, бег трусцой, плавание и езда на велосипеде) усиливают сахароснижающий эффект как инсулина, так и таблетированных сахароснижающих препаратов. В связи с этим в день высокой физической активности доза инсулина может быть уменьшена. Это особенно важно, когда физические упражнения включены в комплекс мер по снижению массы тела: устранение индуцированных упражнениями гипогликемий дополнительным приемом пищи сводит на нет режим гипокалорийного питания.

Больным с нарушением чувствительности стоп и нарушением кровоснабжения нижних конечностей не рекомендуется бег, а предпочтительнее ходьба, велосипед (велотренажер) или плавание. Больным с нелеченой или недавно леченной ретинопатией следует избегать упражнений, при которых повышается внутрибрюшное давление, упражнений с задержкой дыхания на вдохе, интенсивных и быстрых движений головой. При артериальной гипертензии рекомендуется избегать подъема больших тяжестей, упражнений с задержкой дыхания на вдохе и предпочтительнее упражнения с вовлечением главным образом мышц нижних, а не верхних конечностей.

Следует заметить, что в связи с распространенностью сотовых телефонов и электронных наручных часов, обладающих достаточно сложным набором программ (смартфоны или смарт-часы), разработчики стали включать в них программы так называемого здорового образа жизни. В частности, с их помощью можно объективно контролировать объем и эффективность различных физических нагрузок (время нагрузки за день/сутки, в фитнес-центрах и т.п.), пульс во время физической активности, потраченные калории и многое др. Эти устройства существенно облегчают контроль за объемом ежедневной физической активности не только больному диабетом, но и врачу. Создается впечатление, что наступает эра «умных часов», которые отражают не только время, но и могут постоянно контролировать состояние здоровья человека.

7.2.1. Оптимизация физических упражнений
7.2.1.1. Типы физических нагрузок

Наглядное представление о типах физических нагрузок можно получить из рис. 7.1.

pic 0022
Рис. 7.1. Продолжительность и интенсивность различных типов физической активности

Аэробные упражнения

«Аэробный» означает «с кислородом», то есть весь поступающий к мышцам кислород используется для полного сгорания (до СО2 и H2O) энергосубстратов во время физического упражнения. Это упражнения легкой или умеренной интенсивности, которые могут поддерживаться в основном аэробным катаболизмом энергосубстратов и могут выполняться в течение длительного периода времени, например:

  • ходьба или походы;

  • бег трусцой или на месте;

  • плавание, коньки;

  • подъем по ступенькам;

  • гребля;

  • катание на скейтборде, роликовых коньках;

  • танцы;

  • баскетбол, теннис.

Анаэробные упражнения

Физическая нагрузка в случае анаэробной так высока и так быстра, что система дыхания не в состоянии обеспечить адекватное повышение кислорода в крови и энергосубстраты, готовые к утилизации (глюкоза, свободные жирные кислоты), потребляются на фоне недостатка кислорода и сгорают до лактата, но не CО2 и Н2О. Этот физиологический механизм срабатывает мгновенно, однако быстро истощает запасы энергосубстратов (0,5-1,5 мин), после чего запускается механизм аэробной выработки энергии.

Типичные примеры:

  • силовая подготовка;

  • спринтерский бег.

Интенсивность, продолжительность и частота физических упражнений должны нарастать медленно, но должны быть регулярными, по крайней мере 3-4 раза в неделю. В конечном счете рекомендуется выйти на 1-часовой ежедневный режим физической активности средней интенсивности. Физические упражнения после 16:00 снижают ПГП (утреннюю гипергликемию), а после еды - снижают постпрандиальную гипергликемию.

Большинство больных могут начать с регулярной ходьбы по 30-40 мин в день. Следует также поощрять такую аэробную активность, как езда на велосипеде, плаванье, бег трусцой и танцы. Полная программа физического оздоровления включает в себя также и силовые физические упражнения, например подъем тяжестей 3 раза в неделю, где задействованы все большие группы мышц, в пределе, включающем 3 подхода по 8-10 повторов с весом, который не может быть поднят более 8-10 раз. Консультация тренера необходима вначале и затем периодически, чтобы оптимизировать нагрузку и минимизировать травмирование. Рекомендуются упражнения на растяжение перед и в процессе физической активности, что улучшает результаты тренировки.

Что касается интенсивности, то рекомендуется, чтобы частота пульса составляла до 50% от максимальной или пульс не выше 110 ударов в минуту, по крайней мере на начальном этапе программы физического оздоровления. Возможен и другой, более практичный подход к выбору нагрузки, особенно аэробной: она должна вызывать легкую потливость, но при этом интенсивность дыхания не должна мешать разговору. Больной не должен особенно акцентировать внимание на интенсивности физической нагрузки, поскольку любая нагрузка лучше, чем ее отсутствие.

Для улучшения контроля гликемии, поддержания оптимальной массы тела и профилактики сердечно-сосудистых болезней рекомендуется физическая активность умеренной интенсивности (пульс 50-70% от максимальной сердечной частоты). Продолжительность до 150 мин в неделю (например, 5 дней в неделю по 30 мин) и/или не менее 90 мин в неделю в случае интенсивной физической активности (пульс более 70% от максимальной сердечной частоты). Физическими упражнениями следует заниматься не менее 3 раз в неделю, но с пропусками не более 2 дней подряд.

Так как в настоящее время мониторирование пульса в домашних условиях не представляет проблемы, то с помощью рис. 7.2 на цветной вклейке можно по пульсу и возрасту выбрать и контролировать наиболее подходящую физическую нагрузку.

7.2.1.2. Особенности физических нагрузок на фоне инсулинотерапии

Временные противопоказания к физической активности:

  • уровень гликемии выше 13 ммоль/л в сочетании с ацетонурией или выше 16 ммоль/л, даже без ацетонурии, так как в этом случае гипергликемия на физическую активность может усиливаться;

  • гемофтальм, отслойка сетчатки, первые полгода после лазерокоагуляции сетчатки;

  • препролиферативная и пролиферативная ретинопатия - противопоказаны нагрузки с резким повышением артериального давления, бокс, силовые, с вероятностью травмы глаза и головы, аэробные, джогинг;

  • неконтролируемая артериальная гипертензия. Ситуации, когда физические нагрузки проводят с осторожностью и дифференцированно:

  • виды спорта, при которых трудно купировать неожиданно возникающую гипогликемию (подводное плавание, дельтапланеризм, серфинг и т.п.);

  • ухудшение субъективного распознавания гипогликемии;

  • дистальная нейропатия с потерей чувствительности и вегетативная нейропатия (ортостатическая гипотония);

  • нефропатия (нежелательное повышение артериального давления);

  • непролиферативная ретинопатия. Базисные правила:

  • если гликемия <6 ммоль/л, то до начала физических упражнений нужно принять углеводы (15 г);

  • нужно измерять гликемию дважды перед физической активностью - за час и непосредственно перед ней;

  • после аэробных/анаэробных интенсивных физических упражнений или упражнений длительностью более 30 мин уровень глюкозы крови ночью снижается, в связи с чем перед сном необходим более значительный, чем обычно, прием углеводов и контроль гликемии около 3 часов ночи.

Для того чтобы понимать, почему у больных, получающих инсулин (в том числе ПИ), при различных типах физических нагрузок предпринимаются различные способы регулирования гликемии, обратимся к рис. 7.3 на цветной вклейке, на котором отражена взаимосвязь между физической активностью и поведением гликемии.

Как видно из рис. 7.3, у здорового человека только при очень высокой анаэробной физической нагрузке кратковременно повышается уровень глюкозы крови, а в остальных случаях он поддерживается на постоянном уровне. У больных диабетом аэробная нагрузка вызывает снижение гликемии, анаэробная - повышение, а в случае смешанной она может как повышаться, так и снижаться. Отсюда нижеследующие рекомендации.

  • При анаэробной физической активности:

    • снижение дозы болюса действующего инсулина перед физической активностью;

    • прием углеводов с низким гликемическим индексом, но не более 1 г/кг массы тела/ч активности;

    • показатели гликемии должны исследоваться за 30-60 мин до начала физической активности.

  • При анаэробной физической активности:

    • если упражнение делается в утренние часы, можно пропустить утреннюю инъекцию болюса перед упражнениями. Прием углеводов перед упражнениями не нужен или же может быть минимальным;

    • в зависимости от длительности физической нагрузки:

      • если >30 мин, то в период восстановления используются углеводы;

      • если <30 мин, то вводится короткий инсулин, чтобы снизить гипергликемию после физической нагрузки.

  • При смешанной физической нагрузке:

    • если аэробная нагрузка завершается спринтом или силовыми упражнениями, то это предотвращает гипогликемию в результате аэробного упражнения;

    • если силовое, анаэробное упражнение завершается аэробным упражнением, то это способствует предотвращению высокой гипергликемии, которую может спровоцировать анаэробное.

Пример реального суточного изменения гликемии на фоне ПИ после физической нагрузки представлен на рис. 7.4 на цветной вклейке.

7.2.1.3. Организация физической активности на фоне помповой инсулинотерапии

Общие правила

  • Физическую активность нужно повышать постепенно. Когда толерантность к ней повысится, увеличатся мышечная сила и запасы гликогена в мышцах, может оказаться, что реакция гликемии на физическую активность изменилась.

  • Таблетки с глюкозой или другие сладости должны быть всегда под рукой - для быстрого устранения гипогликемии.

  • Во время физической нагрузки обязательно нужно периодически потреблять небольшие объемы жидкости, практически как только возникнет чувство жажды и даже без него.

  • Уровень глюкозы крови должен проверяться за 30-60 мин до нагрузки, непосредственно перед ней и каждые 30 мин во время, а также после ее окончания.

  • Базальная скорость может быть снижена до, во время и после физической активности - она снижается на 50% за 60-120 мин до начала и поддерживается на сниженном уровне во время всего периода, если она аэробная. При анаэробной активности ее снижать не нужно.

  • До начала аэробной нагрузки следует принять 1-2 ХЕ, а также каждые 30 мин во время нее.

  • Если прием пищи был за 2 ч до физической активности и она будет аэробной, то при введении болюса его доза может быть снижена на 25-75% (в зависимости от показателей гликемии и ее динамики).

После физической активности

Риск гипогликемии повышен в течение 24 после физической активности, что может неожиданно вызвать гипогликемию ночью, несмотря на то, что физическая активность была днем. В связи с этим рекомендуется:

  • после физической активности базальный режим снижается на 20-50% на 2-4 ч;

  • в течение 24 ч после физической нагрузки доза болюса снижается примерно на 20%;

  • в расчетах болюса может быть целесообразно снизить корректирующий по гликемии коэффициент;

  • гликемия после физической нагрузки проверяется чаще, особенно при первых признаках гипогликемии или гипергликемии.

Частые проблемы

  • Гипогликемия, развившаяся во время физической нагрузки или сразу после нее (характерно для аэробной):

    • устанавливаемую за 30-90 мин до физической нагрузки базальную скорость нужно еще уменьшить;

    • увеличить прием углеводов до физической нагрузи и во время нее, в зависимости от времени ее возникновения;

    • если проблемы не устранились, можно использовать непрерывное исследование гликемии для уточнения проблем с гликемией на фоне физической активности.

  • Отсроченная ночная гипогликемия (может быть после как аэробной, так и анаэробной):

    • в еще большей степени нужно уменьшить базальный режим помпы;

    • если гипогликемия возникает в первую половину ночи, то дозу вечернего болюса или перед сном целесообразно уменьшить;

    • поставить будильник на время обычного возникновения гликемии для контроля гликемии и принятия мер предотвращения гипогликемии;

    • если проблема на устраняется простым способом, можно использовать метод непрерывного исследования гликемии.

  • Гипергликемия, развивающаяся после физической активности (характерно для анаэробной):

    • следует проанализировать, достаточным ли было потребление жидкости во время физической активности;

    • возможно, корректирующая доза инсулина перед физической нагрузкой была увеличена недостаточно;

    • следует уменьшить снижение базальной скорости перед нагрузкой или вообще не снижать.

  • Контактные виды спорта:

    • помпа может быть снята без каких-либо проблем для гликемии на 1 ч;

    • через 1 ч активности нужно проверить уровень гликемии и при необходимости принять углеводы и/или ввести БИ - после этого можно продолжить физическую активность.

  • Плавание:

    • некоторые современные помпы можно не снимать во время плаванья;

    • однако если плавание происходит в нехлорированной воде, то рекомендуется в любом случае ее снять, чтобы исключить инфицирование места инъекции;

    • канюлю можно не снимать, если есть специальные средства для ее защиты во время плаванья;

    • если плавание продолжается более часа, то через час измеряется гликемия и при необходимости принимаются углеводы и/или вводится инсулин.

7.2.2. Клинические примеры тестирования базального помпового режима на фоне физической нагрузки умеренной интенсивности

А.В. Древаль, И.А. Барсуков, А.А. Демина, О.А. Древаль

В 2018 г. в нашей клинике (отд. терапевтической эндокринологии ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского) начато исследование по определению индивидуальной базальной скорости подачи инсулина на фоне физической нагрузки умеренной интенсивности.

В исследование включаются больные в возрасте 18-45 лет с СД1 больше года, находящиеся на ПИ более 3 мес. До начала тестов с физической активностью у больных был оптимизирован базальный режим и показатели гликемии находились в целевом диапазоне.

Физическая нагрузка проводится в утренние часы натощак на фоне гликемии перед нагрузкой от 6,5 до 13 ммоль/л. Использующийся в этом исследовании аппарат для НМГ (система iPro?2, «Medtronic», USA) позволяет анализировать данные только ретроспективно, а не в режиме реального времени. В связи с этим до, в процессе и после физической нагрузки мы ориентировались только на показатели самоконтроля гликемии. Измерение гликемии глюкометром проводилось за 1,5 ч до физической нагрузки, непосредственно перед ней, сразу после, а также через 1 и 2 ч.

Физическая нагрузка заключалась в езде на велотренажере продолжительностью 30 мин. Она была дозированной и составляла 50% от максимального потребления кислорода в минуту (50% VO2 max).

За сутки до теста с физической нагрузкой у больного на подобранном режиме ПИ проводилось НМГ для сравнения с результатами теста. На следующий день, то есть в день первого теста, за 1,5 ч до и на время физической нагрузки базальная скорость подачи инсулина снижалась на 50% [так называемая временная базальная скорость (ВБС на рисунках)]. Если во время первого теста у больного наблюдалась нормо- или гипергликемия, то на третий день исследования второй тест проводился без снижения базальной скорости. И если первый тест сопровождался гипогликемией, то базальный режим во втором тесте снижался на 80%.

На данном этапе нашего исследования формируется группа больных для статистического анализа, а пока представим три различных клинических случая, которые показывают, насколько сложно разработать всего лишь индивидуальный базальный режим ПИ на фоне стандартизованной физической нагрузки.

7.2.2.1. Клинический случай 1

Пациентка Т., 30 лет, больна СД1 в течение 5 лет. Переведена на ПИ 2 года назад. Регулярно занимается в фитнес-центре, а также лыжным спортом. На фоне физической нагрузки часто отмечает легкие гипогликемические состояния, купирующиеся приемом 1-2 ХЕ быстроусваиваемых углеводов.

Перечень некоторых существенных для нашего исследования клинических параметров обследуемых больных представлен в табл. 7.2.

Таблица 7.2. Некоторые клинические параметры обследованных больных
Параметр Больная Т. Больная М. Больная Н.

ИМТ, кг/м2

24,5

24,0

23,6

HbA1c,%

7,6

6,9

7,3

Скорость клубочковой фильтрации по cKD-EPI, мл/мин

83

84

86

VO2max, л/мин

2,4

2,0

2,2

Из рис. 7.5 на цветной вклейке видно, что базальный режим помпы у больной подобран адекватно, так как до завтрака гликемия устойчиво находится в допустимом для физической нагрузки диапазоне значений (6,5-13,0 ммоль/л). Снижение базальной скорости подачи инсулина на 50% за 1,5 ч до начала теста и в течение 30 мин теста привело к повышению гликемии до, во время и после физической нагрузки (рис. 7.6 на цветной вклейке). Так как умеренная физическая нагрузка обычно приводит к снижению гликемии, то проведенный тест указывает на нецелесообразность у больной Т. снижения базальной скорости до физической нагрузки.

Это предположение было проверено во втором тесте (рис. 7.7), в котором базальная скорость не менялась перед физической нагрузкой. При этом также отмечалось повышение (а не ожидаемое снижение) гликемии, хоть и не столь выраженное, как в первом тесте. Возможно, это связано с тем, что нагрузка для больной оказалась ближе к анаэробной, чем к аэробной.

С другой стороны, прием углеводов до физической нагрузки сопровождался постепенным и умеренным повышением гликемии и темп этого повышения не возрос не только во время физической нагрузки, но и после нее, а затем гликемия стабилизировалась перед завтраком (см. рис. 7.7 на цветной вклейке). Отсюда можно сделать противоположный указанному вывод: физическая нагрузка не вызывает у больной изменения гликемии. Этот вывод не противоречит современным представлениям о физической нагрузке: оказывается, у хорошо тренированных больных диабетом на фоне адекватной сахароснижающей терапии умеренная физическая активность не влияет на уровень гликемии, то есть ведет себя как у здоровых. Вместе с тем эти предположения тоже требуют проверки в дополнительных тестах с физической нагрузкой у больной Т.

7.2.2.2. Клинический случай 2

Пациентка М., 32 года, больна СД1 в течение 7 лет. Переведена на ПИ 2 года назад. Ее клинические параметры представлены в табл. 7.2. Регулярно физическими упражнениями не занимается.

Отмечает частые гипогликемии во время прогулок и уборки по дому, которые купирует самостоятельно приемом 1-2 ХЕ быстро-усваиваемых углеводов.

Из рис. 7.8 на цветной вклейке видно, что исходно гликемия устойчиво находится в допустимом для физической нагрузки диапазоне значений (6,5-13,0 ммоль/л). Снижение базальной скорости подачи инсулина на 50% за 1,5 ч до начала теста и в течение 30 мин теста привело к повышению гликемии до и во время физической нагрузки (рис. 7.9 на цветной вклейке). При этом в течение последующих двух часов, до завтрака (то есть до введения БИ), значимых изменений гликемии не наблюдается. Как и в предыдущем примере, снижение базальной скорости у больной М. нецелесообразно, так как оно привело лишь к повышению гликемии.

С учетом вышесказанного во втором тесте (рис. 7.10 на цветной вклейке) базальная скорость перед физической нагрузкой не менялась. На этом фоне уровень глюкозы, по данным НМГ, до, во время и в течение 1 ч после физической нагрузки практически не изменился, что также подтверждает нецелесообразность снижения базального режима у больной М. Однако в дальнейшем до завтрака наблюдалось значительное и быстрое снижение гликемии. Вероятно, снижение уровня глюкозы крови при умеренной физической нагрузке может развиваться не только в процессе, но и вскоре после нее, так как физическая активность повышает потребление глюкозы мышцами. Этого можно ожидать в первую очередь при адекватно подобранной дозе инсулина без физической нагрузки, когда гликемия находится близко к норме, то есть в зоне повышенного риска развития гипогликемии. Кроме того, проведенный тест также объясняет частое развитие гипогликемии у больной при умеренных физических нагрузках в амбулаторных условиях - она действительно к ним склонна на фоне подобранной «оптимальной» схемы лечения. Очевидная рекомендация - не затягивать прием пищи, если физическая нагрузка занимает не более 30 мин, а при более длительных физических нагрузках принимать углеводсодержащую пищу каждые 30 мин. При этом эффективность указанной рекомендации желательно проверить в специальных тестах с дозированной физической нагрузкой.

7.2.2.3. Клинический случай 3

Пациентка Н., 27 лет, больна СД1 в течение 20 лет. Переведена на ПИ 3 года назад. Ее клинические параметры представлены в табл. 7.2. Ведет малоподвижный образ жизни, спортом не занимается. Отмечает частые гипогликемические состояния во время длительных прогулок, купирующиеся приемом 1-2 ХЕ быстроусваиваемых углеводов.

Из рис. 7.11 на цветной вклейке видно, что гликемия находится в допустимом для физической нагрузки диапазоне значений (6,5-13,0 ммоль/л). Снижение базальной скорости подачи инсулина на 50% за 1,5 ч до начала теста и в течение 30 мин теста привело к выраженному снижению гликемии до 3,8 ммоль/л (рис. 7.12 на цветной вклейке) и развитию симптомов гипогликемии (выраженное чувство голода, дрожь, потливость). В связи с этим тест с физической нагрузкой был остановлен и больная приняла 2 ХЕ быстроусваиваемых углеводов (без подколки инсулина), что купировало гипогликемию (4,8 ммоль/л).

Так как в первом тесте, несмотря на 50% снижение базального режима, физическая нагрузка привела к развитию гипогликемии, то второй тест был проведен на фоне 80% снижения базальной скорости (рис. 7.13 на цветной вклейке). Несмотря на это у больной вновь развилась гипогликемия (1,8 ммоль/л). Тест был прекращен, и, более того, работа помпы остановлена. Больная приняла 2 ХЕ быстроусваиваемых углеводов без подколки инсулина, что устранило гипогликемию (4,2 ммоль/л). После устранения гипогликемии помпа была включена с ранее подобранным для больной базальным режимом работы.

Этот пример очень наглядно отражает проблемы, которые возникают при физических нагрузках у больных с длительно текущим СД. Известно, что у них нарушаются контринсулиновые механизмы регуляции гликемии. Возможно даже, что в этом случае нельзя подобрать физическую нагрузку, которая не сопровождалась бы развитием гипогликемии. Вероятно, лучшим выходом была бы помпа, которая, кроме инсулина, также подает и глюкагон (бигормональная), прототипы которой уже разработаны и успешно проходят клинические испытания.

7.3. БОЛЕЗНИ И ДРУГИЕ СИТУАЦИИ

7.3.1. Путешествия

При СД, в частности на фоне ПИ, путешествие следует тщательно планировать. Перед путешествием нужно:

  • удостовериться, что в наличии и в достаточном количестве расходные материалы для помпы и дополнительные средства:

    • одноразовые инфузионные системы;

    • инсулин для помпы;

    • глюкометр с тест-полосками;

    • тест-полоски для исследования кетонурии;

    • шприц-ручки с непролонгированным и пролонгированным инсулинами, которые использовались до помповой инсулинотерапии;

  • необходимые для инсулинотерапии вещи должны находиться в отдельной сумочке. Если возможно, запасной набор с небольшим количеством средств инсулинотерапии должен быть передан тому, кто путешествует вместе с больным, на случай если будет утерян основной набор;

  • при длительных путешествиях, особенно в жаркие страны, инсулин необходимо держать в сумочке, которая сохраняет холод;

  • необходимо иметь при себе документы от врача, юридически правильно оформленные, в которых указан диагноз диабета и рекомендация о необходимости носить с собой инсулин и другие средства, а также быть постоянно подключенным к инсулиновой помпе. Это нужно для предъявления на контроле безопасности в аэропорту;

  • необходимо ориентироваться в том, где может быть оказана медицинская помощь во время путешествия, и иметь при себе страховку и телефоны для связи с медицинской службой;

  • если путешествие осуществляется в группе, то члены группы, по крайней мере близко знакомые, должны знать о наличии диабета и способах срочной медицинской помощи в случае необходимости;

  • при себе следует иметь инструкцию по техническому обслуживанию помпы, а также о методах лечения при различных проблемах (острой болезни, гипогликемии и т.п.).

7.3.1.1. Коррекция инсулинотерапии во время путешествия

Изменение часового пояса при путешествии может составить определенную проблему для ПИ. Во-первых, нужно переустановить внутренние часы помпы в соответствии с текущим часовым поясом. Но если это для помпы сделать просто, то адаптация организма к смещенному суточному ритму может занять несколько дней. В результате новая временная сетка работы помпы может какое-то время не соответствовать суточному биоритму организма. Особое внимание нужно уделять регуляции гликемии, когда время сдвигается более чем на 3 ч, так как в этом случае существенно меняется базальный режим, а также по-разному может проявляться феномен «утренней зари» (повышение гликемии перед пробуждением). В результате риск гипогликемии может повышаться. С учетом этого, а также других обстоятельств путешествия рекомендуется соблюдать определенные общие правила.

  • Базальный режим должен быть снижен в первые 24 ч на 10-20%. Самоконтроль при этом нужно производить чаще, чем обычно.

  • Следует сразу по прибытии установить на помпе местное время.

  • Возможно, в первые дни необходимо более частое исследование гликемии.

  • При значительном сдвиге времени (более 3-4 ч) адаптацию к новому режиму проводить постепенно, приближая его к текущему часовому поясу на 1-3 ч в день.

7.3.1.2. Переход на режим инъекционного введения инсулина

В случае поломки помпы или других причин может понадобиться переход на прежний инъекционный режим инсулинотерапии. В этом случае необходимо:

  • определить базальную СДИ на помпе;

  • увеличить базальную суточную дозу: обычно на 20% (реже на 30%), что составит суточную дозу пролонгированного инсулина, которая вводится 1 раз в сутки или разбивается на 2 раза в сутки, в зависимости от длительности действия пролонгата (12 или 24 ч);

  • пролонгированный инсулин вводится примерно через 2 ч после отключения помпы. Если возможно, то лучше всего отключение помпы рассчитать так, чтобы инъекция пролонгированного инсулина была утром, что позволит в течение дня, а не ночью наблюдать адекватность рассчитанной дозы пролонгата;

  • доза болюса и доза инъекционного короткого инсулина обычно совпадают и расчет последней делается как обычно.

7.3.1.3. Обратная установка помпы

Если помповую терапию необходимо восстановить, то переходят на тот режим ее работы, который был накануне ее отключения. При этом запускается помпа примерно за 2 ч до очередной инъекции пролонгированного инсулина (который, естественно, больше не вводится), и желательно, чтобы помпа запускалась в утренние часы, что позволит наблюдать возможные начальные проблемы с подключением днем.

7.3.2. Менструальный цикл

У молодых женщин с СД1 может наблюдаться повышение гликемии и увеличиваться потребность в инсулине в предменструальный период. С учетом этого базальный режим и доза болюса могут корректироваться в эти дни. Более того, с первого дня менструации потребность в инсулине может резко падать, что повышает риск гипогликемии. На фоне приема контрацептивных таблеток эти колебания в чувствительности к инсулину могут исчезнуть, особенно когда принимаются современные препараты, содержащие небольшие дозы прогестерона.

7.3.3. Беременность, роды и кормление грудью

Доказательств того, что ПИ имеет какие-то преимущества перед режимом частых инъекций в плане снижения частоты осложнений беременности или родов, а также влияния на здоровья плода, пока не получено. Хотя для ряда женщин ПИ может оказаться более комфортной по сравнению с режимом частых инъекций, так как для поддержания гликемии, близкой к нормальным значениям, приходится существенно увеличивать число инъекций в сутки. И в таких случаях ПИ явно удобнее.

При значительном увеличении объема живота и растяжении брюшной стенки во время беременности не рекомендуется устанавливать канюлю в область живота, чтобы снизить риск ее выпадения.

В период грудного вскармливания потребность в инсулине резко снижается (до 25%), так как поступающие с пищей углеводы трансформируются в лактозу грудного молока. Если учесть, что после родов потребность в инсулине падает сама по себе, то риск развития гипогликемии в этот период резко возрастает. В связи с этим базальная скорость подачи инсулина должна быть уменьшена так же, как и доза болюсов.

7.3.4. Диабетический кетоацидоз

В случае развития диабетического кетоацидоза больной должен быть госпитализирован в отделение интенсивной терапии. Вместо ПИ назначается внутривенная инфузия инсулина. Отключение помпы необходимо прежде всего потому, что инсулин из нее поступает в подкожно-жировую клетчатку, а не в сосудистое русло непосредственно, что значительно замедляет реакцию гликемии на введение инсулина. В критической ситуации эта отличительная особенность ПИ может иметь неблагоприятные последствия.

7.3.5. Острые инфекции, простуда

Во время простудных заболеваний или других острых инфекций повышается секреция контринсулиновых гормонов и потребность в инсулине повышается, соответственно, повышается риск развития гипергликемии и диабетического кетоацидоза. В связи с этим в таких ситуациях рекомендуется:

  • глюкоза крови:

    • в случае легкой простуды, кашля - исследуется каждые 4-6 ч;

    • в случае острой болезни средней тяжести или тяжелой (пневомния, понос и рвота) - исследуется каждые 1-2 ч;

  • базальный режим:

    • в случае легкой простуды, кашля - обычно не меняется, пока болезнь не затянется или гликемия не станет заметно возрастать. Тогда базальная скорость повышается на 10-20%;

    • в случае острой болезни средней тяжести или тяжелой - базальная скорость повышается на 30-50%. В случае сохраняющейся гипергликемии базальный режим повышается в еще большей степени;

    • в случае рвоты или невозможности приема пищи гликемия крови может снизиться, и тогда базальный режим снижается на 30%. Но ни в коем случае базальная подача инсулина не прекращается;

  • болюс:

    • расчитывается как обычно при любой тяжести острого заболевания;

  • кетоновые тела:

    • если в крови 1,5-3 ммоль/л (в моче +/++), то суточная доза болюса повышается на 10% и возможно его введение каждые 2 ч, если кетоновые тела и гипергликемия не снижаются. Суточная доза базального инсулина повышается на 30%;

    • если в крови >3 ммоль/л (в моче +++/++++), то суточная доза болюса повышается на 20% и возможно его введение ежечасно, если кетоновые тела и гипергликемия не снижаются. Суточная доза базального инсулина повышается на 50%.

  • необходимо следить за достаточным потреблением жидкости, по крайней мере 100 мл/ч;

  • при возникновении рвоты необходимо определить уровень кетоновых тел в крови/моче, и если они повышены на фоне высокой гипергликемии (>15 ммоль/л), то высока вероятность развития кетоацидоза и больной должен быть госпитализирован в отделение интенсивной терапии;

  • нужно постоянно регистрировать на бумаге уровень глюкозы крови, дозу инсулина, кетоновые тела, потребление жидкости, приступы рвоты и температуру, если возможно;

  • необходимо по возможности принимать пищу, желательно простую, легко перевариваемую, если наблюдается плохая переносимость обычной сложной по составу еды;

  • если эта ситуация возникла, когда рядом никого нет, то необходимо поставить в известность по телефону близких, что возникли проблемы со здоровьем, и следует держать с с ними регулярную связь;

  • если состояние не улучшается, нужно вызвать скорую помощь и госпитализироваться.

7.3.6. Хиругические вмешательства

При легких хирургических вмешательствах, проводимых амбулаторно, без госпитализации, ПИ можно продолжать и базальный режим можно не менять. Но в случае острых хирургических вмешательств, требующих госпитализации, помпа отключается и больной переводится на режим инъекционной инсулинотерапии.

II. НЕПРЕРЫВНОЕ МОНИТОРИРОВАНИЕ ГЛИКЕМИИ

8. БАЗИСНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О НЕПРЕРЫВНОМ МОНИТОРИРОВАНИИ ГЛИКЕМИИ

8.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

На сегодня общепринятая практика контроля гликемии - исследование глюкозы крови в капиллярной крови, обычно пальца. Очевидно, что такое исследование можно произвести выборочно, в какой-то одной временной точке дня, то есть дискретно. Обычно не более 10 раз в день, в среднем 3-6 раз. А гликемия при этом у больного меняется непрерывно. В результате дискретное исследование гликемии дает очень приблизительную картину ее поведения у больного, и она особенно далека от реальной, если вариабельность гликемии у больного высокая. С другой стороны, в амбициозных проектах создания ИБК непрерывное исследование гликемии является абсолютно необходимым условием ее работы.

В результате эти два обстоятельства (желание получить полное представление о поведении гликемии у больного и разработка ИБК), причем в большей степени последнее, стимулировали разработку методов непрерывного исследования гликемии. Эти исследования в настоящее время распались на две главные ветви - без погружения сенсора глюкозы в ткани организма и с погружением. Первое из них пока не привело к клинически значимым результатам, а второе в последние годы увенчалось частичным успехом, вполне достаточным, чтобы перейти к клинической практике.

Используемое на сегодня устройство для НМГ основано на исследовании концентрации глюкозы в интерстициальной жидкости подкожно-жировой клетчатки, то есть фактически не гликемии. Для пересчета концентрации глюкозы в интерстициальной жидкости в концентрацию глюкозы крови используются данные гликемии капиллярной крови, которая измеряется обычным глюкометром. Из сопоставления результатов исследования гликемии глюкометром и концентрации глюкозы в интерстициальном пространстве (калибровка прибора, обычно 2 раза в день) выводится коэффициент пересчета, который затем переводит показатели концентрации глюкозы в интерстиции в концентрацию глюкозы крови (в диапазоне 2-22 ммоль/л). Эти результаты и составляют так называемые показатели НМГ. Хотя уровень глюкозы в интерстициальной жидкости следует за изменением гликемии, но с задержкой 10-20 мин. То есть в используемых на сегодня в клинической практике устройствах НМГ фактически не исследуют глюкозу крови, а лишь в интерстициальной жидкости и по концентрации глюкозы в ней косвенно определяют концентрацию глюкозы крови.

Вторая техническая особенность устройства НМГ заключается в том, что концентрация глюкозы выдается им не постоянно, а тоже дискретно, но через очень короткие интервалы времени (1-5 мин, в зависимости от типа прибора). Такая высокая частота показаний гликемии дает настолько точное представление о поведении гликемии, что с практической точки зрения ее можно рассматривать как непрерывное представление концентрации глюкозы крови.

В итоге так называемое НМГ не является по сути ни непрерывным, ни исследованием гликемии. Но в определении «НМГ» эти детали упускаются, так как окончательный результат, который показывает прибор, отражает поведение именно гликемии и практически непрерывное.

Были проведены специальные научные исследования, в которых изучалась целесообразность использования НМГ в обычной клинической практике. Показано, что на фоне НМГ уровень HbA1c снижается на 1%, время в течение которого гликемия находится в зоне гипогликемии (<2,8 ммоль/л) снижается на 50%, а время нахождения гликемии в пределах целевых значений увеличивается до 72 мин в день (DiaMonD Study. «Diabetes» June 14, 2016).

8.2. ОБЩИЙ ПРИНЦИП РАБОТЫ АППАРАТОВ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ

В настоящее время разработаны и продолжают разрабатываться различного типа аппараты для НМГ (рис. 8.1), работающие по одному и тому же принципу.

Аппарат для НМГ состоит из сенсора глюкозы, который устанавливается в подкожно-жировую клетчатку, и монитора, который через кабель или с помощью беспроводной связи соединен с сенсором. При этом монитор может быть интегрирован в инсулиновую помпу или же в смартфон, а сенсор объединен с инсулиновой канюлей. Сенсор переустанавливается каждые 6 дней (см. рис. 8.1). Принцип работы сенсора основан на ферментном электрохимическом методе, в котором используется фермент глюкозоксидаза.

Техника непрерывного исследования гликемии стремительно совершенствуется, и на момент написания этой книги фирмой Roсhe уже реализован принципиально новый метод мониторирования гликемии (рис. 8.2). Подкожно на 3-6 мес имплантируется сенсор глюкозы, представляющий собой микротрубку c синтетическим материалом, содержащим молекулы, которые обратимо связывают глюкозу. При взаимодействии этой молекулы с глюкозой выделяется фотон (метод флуоресценции), и, соответственно, чем больше концентрация глюкозы, тем больше соединений с глюкозой и фотонов. Фотоны легко проникают из подкожно-жировой клетчатки через кожу наружу, где их улавливает специальное накожное портативное устройство. По формуле число фотонов пересчитывается в уровень глюкозы крови, который и отображается на экране монитора в виде непрерывной кривой гликемии. Интересно заметить, что идея этого метода непрерывного измерения гликемии была представлена на международном конгрессе по высоким технологиям в диабетологии (ATTD) всего лишь 6 лет назад. Причем на мой вопрос авторам идеи, когда, по их мнению, она может войти в клиническую практику, ответом было: «По нашей оптимистической оценке, не ранее чем через 10 лет». Прогноз оказался пессимистическим.

pic 0023
Рис. 8.1. Варианты аппаратов непрерывного мониторирования гликемии: а - традиционный, с носимым управляющим устройством; б - флеш-сенсор; в - помпа, совмещенная с непрерывным мониторированием гликемии
pic 0024
Рис. 8.2. Непрерывное исследование гликемии с помощью имплантируемого сенсора глюкозы

Итак, резюмируя вышесказанное относительно сенсоров глюкозы, на сегодня можно указать три основных типа:

  • внутрисосудистый (внутривенный) непродолжительно функционирующий сенсор, который, подобно другим внутрисосудистым катетерам, используется в стационаре до 3 дней;

  • сенсор подкожный, который вводится в подкожно-жировую клетчатку и работает более продолжительное время (до недели и более), чем внутрисосудистый, и который используется в амбулаторных условиях;

  • подкожный или внутрисосудистый сенсор глюкозы для длительного применения (месяцы, год и более).

Разработкой сенсоров занимаются несколько фирм: «Medtronic», «Dexcom», «Abbott» и «Roche». Конструктивные особенности сенсора фирмы «Roche» описаны выше, поэтому остановимся на отличительных особенностях сенсоров других фирм.

8.2.1. Medtronic

В настоящее время фирмой разработаны три системы НМГ, которые снабжены подкожным сенсором глюкозы.

  • CGMS MiniMed 640G - система, которая позволяет больному в реальном времени наблюдать на миниатюрном мониторе за изменением гликемии, а также за направлением и скоростью ее измерения.

  • iPro Professional - система, которая предназначена в первую очередь для врача, поскольку собирает в течение суток информацию о непрерывном поведении гликемии, которую больной не видит. В конце каждых суток врач (но не больной) имеет возможность выгрузить эту информацию из системы и на ее основании принять решение об изменении плана суточной инсулинотерапии. Так как больной не видит в реальном времени непрерывного изменения гликемии, то он не меняет сахароснижающую терапию на этом основании, и только у врача сохраняется такая возможность. Это функция полезна в тех случаях, когда врач не заинтересован в активном участии больного в подборе сахароснижающей терапии, например когда он не уверен в адекватности ее оперативного изменения больным.

  • MiniMed 670G - система, которая автоматически управляет работой инсулиновой помпы в двух режимах: 1) регулирует каждые 5 мин базальный режим подачи инсулина в зависимости от уровня гликемии; 2) останавливает работу помпы, если уровень гликемии и темп ее снижения могут привести к развитию гипогликемии. Фактически технически реализовано устройство «ИБК», которое может использоваться в клинической практике.

8.2.2. Abbott

В 2014 г. фирма разработала систему НМГ FreeStyle Libre с подкожным сенсором глюкозы, который закрепляется на теле в виде накладки (patch), а информация от него передается на портативный приемник по беспроводной связи. Гликемия измеряется каждую минуту. На экране приемника можно увидеть в любой момент текущее значение гликемии, а также ее изменение за последние 8 ч и, кроме того, стрелку, которая отражает текущее изменение гликемии. Сенсор может меняться 1 раз в 14 дней, и он на заводе откалиброван таким образом, что после установки нет необходимости его постоянно подстраивать с помощью исследования гликемии тест-полосками (как, например, сенсор Medtronic). То есть для контроля гликемии достаточно самой системы FreeStyle Libre и нет больше необходимости в тест-полосках и глюкометрах.

8.2.3. Dexcom

Фирма выпускает систему НМГ Dexcom G4 PLATNUM c подкожным беспроводным сенсором глюкозы, который нужно калибровать каждые 12 ч с помощью исследования гликемии глюкометром. На экране приемника отображаются данные гликемии, тренд изменения гликемии и предусмотрены тревожные сигналы, когда показатели гликемии выходят за заданные пределы или находятся в зоне гипогликемии.

8.3. АНАЛИЗ ДАННЫХ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ - РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ И В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

Предусмотрены два подхода к работе с аппаратами НМГ - в режиме реального времени и анализ результатов после суток наблюдения и планирование лечения на предстоящий день (ретроспективный, или слепой, анализ). Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Ретроспективный метод используется главным образом врачом, когда нужно получить оценку эффективности лечения, которому обычно следует больной. Так как больной не видит детали регуляции гликемии, а ориентируется только на данные самоконтроля, то результаты НМГ отражают его обычную практику лечения.

Когда больному предоставляется возможность наблюдать за показателями гликемии в любой удобный для него момент времени (работа НМГ в режиме реального времени), тактика ведения диабета существенно изменяется. В специальных исследованиях было показано, что даже если больного не снабжать специальным алгоритмом регулирования гликемии в зависимости от текущих показателей НМГ, то примерно через месяц показатели гликемии достоверно улучшаются. При этом больной не может объяснить, как это ему удалось сделать. То есть алгоритм принятия решения реализовался в этом случае на неформализуемом, интуитивном уровне. Очевидно, что для практической работы такой подход не годится и нужно разрабатывать определенные правила сахароснижающей терапии, базирующиеся на данных НМГ - как ретроспективных, так и в режиме реального времени.

В последнее время предложен еще один способ прерывистого мониторирования гликемии - флеш-метод (см. рис. 8.1, б). Монитор подносится к датчику глюкозы, и на нем появляется значение уровня глюкозы на данный момент и можно просмотреть показатели гликемии за предыдущие 8 ч. В отличие от устройств, которые могут работать в режиме реального времени, флеш-устройство не снабжено системой сигнализации очень низких или высоких показателей гликемии. Сохраняющиеся в устройстве данные НМГ могут быть загружены на компьютер и проанализированы. Сенсор может использоваться до 90 дней, и данные, которые показывает устройство, не нужно перепроверять глюкометром.

8.3.1. Работа с показателями тренда

Внедрение метода НМГ в клиническую практику породило новый критерий коррекции инсулинотерапии - так называемый тренд гликемии. Тренд гликемии - это изменение скорости и направления (вверх или вниз) кривой гликемии, которые наблюдаются на экране монитора НМГ. Тренд изображается на мониторе, например, в виде стрелок, направление и число которых зависят от направления изменения гликемии (вверх или вниз) и скорости ее измерения (чем скорость выше, тем стрелок больше) (табл. 8.1). Один из вариантов перевода этих показателей прибора в коррекцию сахароснижающей терапии указан в табл. 8.1. Причем этот параметр особенно удобно использовать на фоне ПИ, что позволяет оперативно менять подачу инсулина, в отличие от инъекционной инсулинотерапии.

Таблица 8.1. Интерпретация показателя «тренд» на дисплее непрерывного мониторирования гликемии и рекомендуемые меры
Система MEDTRONIC Интерпретация Режим болюса помпы

↑↑

Быстрое повышение: на 5 и более ммоль/л/ч

Повышение дозы на 30% или повышение ЦГ на 3 ммоль/л

Умеренное повышение: на 3-5 ммоль/л/ч

Повышение дозы на 20% или повышение ЦГ на 2 ммоль/л

Нет стрелки

Гликемия стабильна: изменение менее чем на 3 ммоль/л/ч

Изменение дозы не требуется

Умеренное снижение: на 3-5 ммоль/л/ч

Снижение дозы на 20% или снижение ЦГ на 2 ммоль/л

↓↓

Быстрое снижение: на 5 и более ммоль/л/ч

Понижение дозы на 30% или понижение ЦГ на 3 ммоль/л

8.4. ПОКАЗАНИЯ К НЕПРЕРЫВНОМУ МОНИТОРИРОВАНИЮ ГЛИКЕМИИ

НМГ необходимо прежде всего больным, у которых при обычном методе самоконтроля гликемии и на режиме частых инъекций инсулина (или на ПИ) не удается достичь целевых показателей гликемии. При этом НМГ можно использовать для оперативного кратковременного контроля гликемии с целью коррекции меняющейся инсулинотерапии (например, при переводе на ПИ). Реже НМГ используется более длительно при сложных проблемах инсулинотерапии, и показано, что в этом случае через 6 мес результаты лечения улучшаются как по данным гликемии, так и по HbA1c. Целесообразность использования НМГ у больных СД2 пока не доказана. Итак, показания к НМГ включают:

  • в случаях, когда, несмотря на оптимизацию инсулинотерапии на фоне частых инъекций или ПИ, у больного наблюдается:

    • более 1 случая в год тяжелой гипогликемии;

    • полное отсутствие предвестников гипогликемии;

    • более 2 эпизодов в неделю бессимптомной гипогликемии, нарушающей качество жизни больного;

  • при патологической фобии гипогликемии, вынуждающей больного неоправданно часто исследовать гликемию;

  • на фоне ПИ с целью более тонкой, чем при инъекционной инсулинотерапии, регуляции гликемии;

  • у детей и подростков:

    • когда целевые значения HbA1c <7% (53,0 ммоль/л), для снижения риска гипогликемии;

    • когда целевые значения HbA1c >7%, но при этом НМГ может осуществляться больным постоянно по той или иной причине;

    • для детей младше 8 лет рекомендаций пока не представлено;

  • подготовка к беременности женщин, у которых не удается достичь целевых значений при частом самоконтроле гликемии;

  • оптимизация инсулинотерапии во время беременности. Непродолжительное или прерывистое проведение НМГ можно использовать в качестве диагностического теста и для краткосрочной модификации инсулинотерапии в следующих ситуациях:

  • при регулярном расхождении результатов самоконтроля гликемии и показателей HbA1c, в частности для уточнения степени вариабельности гликемии, постпрандиальной гипергликемии или скрытой гипергликемии, например в ночные часы;

  • выявление феномена «утренней зари» или синдрома зацикливания;

  • выявление скрытых гипогликемий, особенно в ночное время;

  • оптимизация контроля гликемии во время физических упражнений;

  • при смене режима инсулинотерапии;

  • подбор лечения у больных диабетом с гастропарезом;

  • гемоглобинопатии, при которых невозможно использовать HbA1c для долгосрочного контроля гликемии.

Кроме диабета, НМГ в настоящее время используется в рамках обследования больных на инсулиному, а также у больных, перенесших операцию по желудочному шунтированию или другим типам бариатрических операций, с целью выявления риска гипогликемии после приема пищи.

Противопоказаний к НМГ не существует, а есть лишь отсутствие показаний. Вместе с тем НМГ не может использоваться у лиц на перитонеальном диализе, так как мальтоза, которая при нем используется, ошибочно воспринимается подкожным сенсором как глюкоза.

Также рекомендуется устанавливать аппараты для проведения НМГ и анализировать результаты НМГ в специализированных центрах, где работают подготовленные в этом направлении диабетологии специалисты.

8.5. ПОКАЗАНИЯ К НЕПРЕРЫВНОМУ МОНИТОРИРОВАНИЮ ГЛИКЕМИИ В РОССИЙСКИХ ФЕДЕРАЛЬНЫХ РЕКОМЕНДАЦИЯХ

Показания и противопоказания к НМГ изложены в ФРПМ и представлены в этом разделе в удобном для диабетологической практики виде. В руководстве выделяют два типа устройств для НМГ - позволяющие оценить данные НМГ ретроспективно (табл. 8.2) (профессиональные, предназначенные для врачей) и в реальном времени (бытовые, предназначенные главным образом для больных) (табл. 8.3).

Таблица 8.2. Показания и противопоказания к ретроспективному непрерывному мониторированию гликемии
Показания Противопоказания

Общие

Расчет вариабельности гликемии. Выявление скрытых гипогликемий, синдрома Сомоджи и феномена «утренней зари». Оценка постпрандиальной кривой гликемии для коррекции диеты и БИ. Оценка роли факторов, потенциально меняющих эффективность сахароснижающей терапии (физическая нагрузка, гиподинамия, стресс и др.).

Высокая индивидуализация сахароснижающей терапии, направленная на максимально возможное достижение идеальных для больного целей лечения.

В рамках клинических исследований новых методов лечения СД.

Клинические ситуации, в которых показано НМГ:

  • обучение по программе «Школы диабета»;

  • изменение схемы сахароснижающей терапии;

  • планирование беременности, беременность и послеродовый период;

  • изменение образа жизни;

  • результаты самоконтроля гликемии абсолютно не соответствуют показателю HbA1c (различаются более чем на 2%);

  • сниженный порог чувствительности к гипогликемии с частыми тяжелыми гипогликемиями в анамнезе;

  • необъяснимая неэффективность сахаро-снижающей терапии

Отсутствие участков кожи, подходящих для установки сенсора (например, генерализованные заболевания кожи или подкожно-жировой клетчатки). Неадекватное поведение больного.

Регулярно возникающие и неустранимые побочные реакции в месте установки сенсора (аллергия, раздражение кожи и т.п.). Отсутствие возможности или желания проводить регулярный (несколько раз в день) самоконтроль гликемии на фоне НМГ. Отсутствие сертифицированного специалиста по установке и интерпретации результатов НМГ в лечебно-профилактическом учреждении

Таблица 8.3. Показания для непрерывного мониторирования гликемии в режиме реального времени. Противопоказания те же, что и для ретроспективного непрерывного мониторирования гликемии

Общие

  • Улучшение пре- и постпрандиальной гликемии, вариабельности гликемии, показателя HbA1c.

  • Обучение больных.

  • Снижение частоты и длительности гипогликемий, в том числе ночных.

  • Замена самоконтроля глюкометром, в частности для тех, кто часто проводит самоконтроль с помощью глюкометра.

  • Повышение качества жизни.

Клинические ситуации, в которых показано НМГ

  • Показатели гликемии находятся вне пределов целевых.

  • Сниженный порог чувствительности к гипогликемии.

  • Частые гипогликемии, в том числе тяжелые.

  • Активный образ жизни.

  • Профессиональный спорт.

  • Очень частый самоконтроль гликемии глюкометром.

  • Редкий самоконтроль гликемии вследствие неприятия исследования гликемии глюкометром.

  • Период планирования беременности и беременность.

  • Период подбора индивидуальных настроек инсулиновой помпы

Следует заметить, что разделение на профессиональное ретроспективное НМГ и непрофессиональное очень относительно, так как в профессиональной деятельности эндокринолога полезно наблюдать за гликемией и в реальном времени, например в отделении интенсивной терапии при остром инфаркте и других острых состояниях, а также подбирать в стационаре оптимальную сахароснижающую терапию, взаимодействуя с больным (особенно, с проходящим «Школу больного диабетом» или подбирающим оптимальную инсулинотерапию в виде инъекций или на помпе). К сожалению, пока в стационарах не предусмотрен контроль гликемии в реальном времени, но, полагаю, что в недалеком будущем это обязательно будет реализовано.

8.6. УСТАНОВКА СЕНСОРА ГЛЮКОЗЫ

Сенсор обычно устанавливается в области живота, но также и в других местах, практически тех же, куда делаются инъекции инсулина или ставится инсулиновая канюля. Ротация мест установки сенсора проводится по тому же принципу, что и инъекций. При этом рекомендуется следовать определенным правилам. * Располагать сенсор не ближе чем в 5 см от пупка или от предыдущего расположения или инсулиновой канюли помпы, а также не ближе чем в 7-8 см от места подкожной инъекции инсулина.

  • В зоне установки не должно быть рубцов и других патологических изменений.

  • Область установки не должна подвергаться повышенному воздействию одежды (ремень и т.п.), а также быть в зоне повышенной подвижности тела, чтобы уменьшить риск выпадения сенсора.

  • Перед установкой сенсора необходимо протереть место введения спиртом (следует заметить, что в месте введения сенсора редко развивается воспаление, возможно, из-за образования небольшого количества перекиси водорода во время реакции. В новом долгосрочном сенсоре фирмы «Roshe» сенсорный датчик покрыт пленкой, которая содержит дексаметазон, подавляющий процессы воспаления).

  • В случае обильного роста волос на коже в месте установки сенсора можно их выбрить, что улучшает крепление сенсора липким материалом.

  • Во время установки сенсора не следует брать кожу в складку: поверхность кожи должна быть разглажена.

Установка сенсора очень редко сопровождается выделением крови из места введения или возникновением инфекции. Для надежности на зону установки сенсора накладывается специальное стерильное покрытие. Большинство сенсоров водорезистентные, потому их можно не снимать во время принятия душа или плавания, но не глубоководного погружения. Монитор, естественно, не устойчив к воздействию воды («водоНЕрезистентен»).

9. НАСТРОЙКА ПРИБОРА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ

9.1. КАЛИБРОВКА

При повышении/снижении уровня глюкозы крови повышение/снижение концентрации глюкозы в интерстициальном пространстве может задерживаться от 5 до 20 мин (рис. 9.1). Это обусловлено следующими причинами:

  • временем, которое необходимо для проникновения глюкозы из крови в интерстициальное пространство;

  • временем, которое необходимо для определения гликемии сенсором (от 1 до 5 мин в зависимости от типа системы НМГ);

  • на фоне существенного изменения гликемии с точки зрения алгоритма системы время задержки между показателями гликемии и НМГ еще больше задерживается, чтобы повысить точность расчетов алгоритмом;

  • когда у больного диабетом проведено лечение гипогликемии, то в ближайшие 20-30 мин показатели гликемии глюкометром более точны, чем системы НМГ.

pic 0025
Рис. 9.1. Запаздывание изменения концентрации глюкозы в интерстициальном пространстве (сенсор) по сравнению с изменением гликемии (кровь) после приема пищи

Вне периодов выраженного колебания концентрации глюкозы крови между ее концентрацией и концентрацией глюкозы в интерстициальной жидкости устанавливается стабильное соотношение, величина которого и используется в аппарате НМГ для пересчета концентрации глюкозы в интерстициальном пространстве в концентрацию глюкозы крови. С учетом сказанного суть калибровки аппарата НМГ заключается в выборе в течение суток 2-3 интервалов времени, в которые ожидается минимально возможное колебание концентрации глюкозы крови, по крайней мере в течение получаса. Очевидно, что это может быть исследование натощак или через 2-3 ч после еды. В эти интервалы времени исследуется глюкометром уровень глюкозы крови и его значение вводится в аппарат НМГ. В аппарате автоматически сопоставляется значение гликемии и показатели сенсора, на основании чего вычисляется коэффициент пересчета, который аппарат использует до следующей калибровки.

Следует иметь в виду, что в течение первых 1-2 ч работы системы НМГ происходит ее адаптация (заполнение сенсора интерстициальной жидкостью, устранение влияния микротравмы тканей и др.), и потому калибровка должна выполняться не ранее чем через 2 ч после установки системы НМГ. Обычно система НМГ сама показывает готовность к калибровке, которая осуществляется обычно каждые 12 ч. В рабочем режиме система НМГ подает сигнал о необходимости очередной калибровки.

При калибровке устройства НМГ желательно придерживаться следующих принципов, которые отчасти совпадают с принципами самоконтроля гликемии:

  • точность глюкометра должна быть по возможности максимально высокой;

  • пальцы должны быть чистыми, и следует обращать внимание на срок годности тест-полосок (он не должен быть просрочен!);

  • как только результаты исследования гликемии глюкометром получены, они должны быть незамедлительно введены в систему НМГ;

  • в первый день установки системы НМГ калибровка должна быть относительно частой - 3 раза в сутки и более при необходимости;

  • показатели НМГ и глюкометра не должны отличаться более чем на 1,0 ммоль/л, когда гликемия не превышает 11,0 ммоль/л, или более, чем на 1,5 ммоль/л, когда гликемия превышает 11,0 ммоль/л;

  • калибровка производится во время стабильного уровня гликемии (стрелка тренда не направлена вниз или вверх), причем на низких уровнях гликемии и повторно на высоких (или наоборот);

  • калибровка системы НМГ перед сном гарантирует более стабильные результаты в ночное время и предотвращает ложное срабатывание тревожного сигнала во время сна;

  • сенсор должен быть заменен, если результаты работы системы НМГ не улучшаются после двух подряд калибровок.

Следует иметь в виду, что при калибровке системы НМГ, как рекомендуется, на фоне стабильной гликемии показатели глюкометра и системы НМГ будут не совпадать даже при многократном повторе измерения гликемии через короткий интервал времени (минуты). Это связано с тем, что глюкометр является бытовым, а не лабораторным прибором, для которого допустима достаточно большая ошибка повторных измерений - до 15% и только в лучших типах глюкометров - до 10% (именно такого типа глюкометры рекомендуется использовать для калибровки систем НМГ). Это означает, что если гликемия у больного составляет 10,0 ммоль/л, то абсолютно исправный глюкометр в случае 15% ошибки измерения может показывать уровень гликемии в диапазоне 9,5-11,5 ммоль/л, причем каждый раз разное значение, но в указанных пределах.

С учетом указанных особенностей работы современных систем НМГ их показатели нужно обязательно перепроверять глюкометром в следующих обстоятельствах:

  • в течение первых 12-24 ч работы системы НМГ;

  • когда симптомы гиперили гипогликемии не могут быть объяснены показаниями НМГ;

  • когда показатели НМГ отличаются от показателей глюкометра более чем на 1,5 ммоль/л;

  • когда показатели НМГ резко поменялись;

  • перед введением корректирующей дозы БИ, необходимость которой вытекает из показаний НМГ;

  • когда введенная корректирующая доза болюса не приводит к снижению гликемии в течение 2 ч;

  • перед вождением автомобиля, особенно если НМГ показывает тренд на снижение гликемии;

  • после устранения гипогликемии, так как показатели НМГ в этом случае заметно опаздывают от изменения гликемии.

Для оценки точности глюкометров/систем НМГ также используют показатель MAPD (mean absolute percent deviation), который показывает в процентах, насколько показатели глюкометра или системы НМГ отличаются от точных лабораторных значений гликемии. Для современных глюкометров допустимое значение MAPD составляет 5-6%, а для систем НМГ - 9-14%.

Новые технологии в разработке сенсоров направлены прежде всего на повышение их точности. Для этого в одном инъецируемом под кожу устройстве размещают несколько дублирующих сенсоров, а в последнее время метод глюкоз-оксидазы заменен на флуоресцентный сенсор, более компактный и точный, менее энергоемкий, при этом он дешевле в производстве и может находиться под кожей очень долго (до 1 года).

9.2. УСТАНОВКА ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Тревожная сигнализация, установленная в аппарате НМГ, включается тогда, когда уровень гликемии выходит за пределы целевого диапазона - как в сторону высокой гипергликемии, так и гипогликемии - или скорость измерения гликемии превышает допустимую. Все эти критерии поведения гликемии могут быть заданы врачом или больным. При неудачном их выборе тревожная сигнализация начинает беспокоить больного излишне часто, особенно в ночное время, и в результате больной или игнорирует ее, или отключает вовсе, что опасно, если в этом время подбирается новый режим лечения инсулином. В связи с этим рекомендуется учитывать предпочтения больного, когда задается режим работы тревожной сигнализации.

Можно установить три типа сигналов - звуковой, вибрация или их сочетание. Тревожная сигнализация может быть отключена совсем, но это ухудшает качество лечения, особенно в ночные часы, в частности если больной предрасположен к ночным гипогликемиям или феномену «утренней зари».

Начальный диапазон целевых значений гликемии может быть установлен в очень широком диапазоне, например 3-16 ммоль/л, чтобы минимизировать для начала частоту включения сигнализации. Постепенно диапазон можно сужать, чтобы выбрать удобный для больного, с одной стороны, и реализующий определенные задачи подбора инсулинотерапии - с другой.

Если на фоне НМГ частота эпизодов гипогликемии высокая, то можно повысить порог глюкозы для включения сигнала, предупреждающего о гипогликемии. В конечном счете это может привести к восстановлению клинических предвестников гипогликемии у больного. И наоборот, если постпрандиальная гипергликемия оказывается чрезмерно высокой, то можно снизить порог сигнализации, и тогда больной сможет предпринять меры по предотвращению резкого повышения гликемии, например введя корректирующую гликемию дозу болюса. В некоторых аппаратах НМГ можно установить для сигнализации различные пороги в разное время суток, что может оказаться удобным для больного (например, исключит излишнюю частоту ее включения в ночное время).

В случае НМГ в режиме реального времени можно установить сигнал достаточного эффекта коррекции гликемии. Например, можно задать время, в течение которого уровень гликемии должен снизиться до целевого значения или наоборот повыситься. Очевидно, что для устранения или предотвращения гипогликемии этот временной интервал будет короче, чем для устранения высокой гипергликемии.

Заданные параметры для тревожной сигнализации в период подбора лечения должны постоянно корректироваться. Поводом для их коррекции может быть также изменение целевых показателей лечения, в частности когда их достижение поэтапное.

В качестве примера обсудим две установки пределов запуска работы тревожного сигнала:

  • узкий диапазон значений гликемии от 4,5 до 8 ммоль/л для включения тревожного сигнала:

    • преимущества: раннее предупреждение о выских и низких значениях гликемии, что позволяет быстро скорректировать отклонение гликемии от целевых показателей;

    • недостатки: включение тревожного сигнала может оказаться излишне частым для больного, что повышает риск отключения тревожного сигнала вообще или его игнорирования;

  • широкий диапазон целевых значений гликемии о4до 11 ммоль/л для включения тревожного сигнала:

    • преимущества: более редкое включение тревожного сигнала, что снижает риск его игнорирования или отключения;

    • недостатки: отсроченное предупреждение относительно отклонения гликемии от целевых значений, что ухудшает своевременность и эффективность устранения возникших отклонений.

Можно также установить тревожный сигнал на скорость изменения гликемии, например на повышение или падение гликемии со скоростью 0,1 ммоль/л или более в минуту (6,0 ммоль/л в час). С помощью этого сигнала можно выявить неадекватность введенного БИ, пропуск болюса на еду, а также принятый продукт с высоким гликемическим индексом, что требует коррекции ранее введенного болюса на еду. С помощью этого сигнала можно также выявить резкое падение или повышение гликемии в ответ на физическую активность. Включение этого сигнала не зависит от того, находится уровень гликемии в допустимых пределах или нет.

В системах НМГ предусмотрен и режим отсрочки включения тревожного сигнала. С его помощью устанавливается время, в течение которого игнорируется отклонение гликемии от заданного диапазона значений. Можно, например, установить время 2 ч, в течение которого можно превышать верхний порог допустимых значений, чтобы гликемия успела отреагировать на корректирующую дозу болюса. Также можно установить время 15 или 20 мин для повторного включения тревожного сигнала, если первый был проигнорирован (например, в шумном помещении).

Есть также режим дистанционного тревожного сигнала, который может передаваться по bluetooth на сотовый телефон в соседней комнате. Он особенно полезен, когда система НМГ установлена ребенку и гликемию хотят контролировать в ночное время родители.

9.3. СТРЕЛКА ТРЕНДА

Как было указано выше, при быстром изменении гликемии показания на мониторе запаздывают. В результате текущее значение гликемии на мониторе может отличаться от реального в определенный момент времени на 15-20%. Если еще учесть, что и ошибка определения гликемии аппаратом НМГ достигает 15%, то различия могут быть очень существенными. Это может привести к тому, что больной не примет своевременных мер для предотвращения высокой гипергликемии или, что еще хуже, тяжелой гипогликемии. Указанная ситуация в определенной степени корректируется стрелкой тренда, которая на мониторе отражает как направление изменения гликемии, так и скорость такого изменения. Например, если через 2 ч после еды уровень гликемии составляет 10 ммоль/л и стрелка тренда показывает, что гликемия снижается, то можно ничего не предпринимать для коррекции гликемии, так как это отражает снижение гликемии после достижения постпрандиального пика. Но если в описанном случае стрелка тренда указывает на продолжающееся повышение гликемии, то, скорее всего, доза болюса перед едой была недостаточной и реальные показатели гликемии находятся где-то в пределах 8-13 ммоль/л. В этом случае необходимо введение корректирующей гликемию дозы болюса.

В целом нужно иметь в виду, что при адекватном восприятии больным симптомов гипогликемии или гипергликемии нужно прежде всего полагаться на них, а не на показания монитора НМГ. Даже этот высокотехнологический прибор имеет целый ряд недостатков, и поэтому при возникновении симптомов дисгликемии на фоне хороших показателей монитора НМГ нужно срочно проверить глюкозу крови глюкометром.

10. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ

Абсолютные значения НМГ должны подтверждаться исследованием капиллярной крови глюкометром, прежде чем предпринимать какие-либо меры по коррекции гликемии, особенно в том случае, когда на мониторе уровень глюкозы понижен, а симптомы гипогликемии отсутствуют.

Ограниченная точность измерения гликемии аппаратом НМГ, особенно в диапазоне гипогликемии, делает показания тренда и колебания гликемии ключевыми информационными параметрами НМГ. Качество их анализа повышается, если учитываются такие показатели, как прием пищи, физическая активность и симптомы гипогликемии. Ретроспективный анализ данных НМГ должен выполняться совместно с больным, а результаты мониторирования сопоставляются с клиническими показателями, для надежности - в течение нескольких дней. Рассмотрим алгоритм анализа данных НМГ.

10.1. БАЗИСНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Указываются паспортные данные, тип диабета, схема инсулинотерапии, данные о том, сколько дней сенсор стоял на больном и в каком режиме работал аппарат НМГ (в режиме реального времени или путем ретроспективной оценки результатов НМГ).

10.2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ

Различные аппараты НМГ хранят отличающуюся информацию как по типу, так и по форме. Прежде чем интерпретировать данные НМГ, нужно убедиться в том, что полученных данных достаточно для вынесения клинически значимых заключений по лечению. С большой осторожностью следует интерпретировать данные НМГ в случаях, когда:

  • большие интервалы времени регистрации пропущены;

  • быстрые изменения мониторируемой гликемии не коррелируют с приемами пищи или симптомами;

  • показатели сенсора существенно выше или ниже данных глюкометра;

  • число замеров сенсора в сутки существенно меньше 288 (из расчета измерения каждые 5 мин в течение 24 ч) - следует выяснить, где пропуски.

10.3. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Обычно это статистические данные, которые предоставляет аппарат НМГ:

  • число измерений сенсором;

  • самое высокое и самое низкое значение;

  • среднее значение по данным сенсора;

  • среднее значение самоконтроля гликемии;

  • стандартное отклонение от средней гликемии (SD);

  • процент времени, когда показатели сенсора находились ниже целевых, в диапазоне целевых и выше целевых значений.

Указанные выше показатели выдаются за каждый день, а также суммарно за все время мониторирования. Разница между самым низким и самым высоким показателем сенсора отражает колебания гликемии, но при этом нужно иметь в виду, что предельные значения гликемии, которые сенсор может улавливать, ограничены и потому потенциально он может занижать реальную амплитуду колебания гликемии.

Аппарат НМГ подсчитывает среднее значение гликемии капиллярной крови и полученное от сенсора. Казалось бы, они могут отличаться, но в специальных исследованиях, проведенных в моей клинике (отд. терапевтической эндокринологии МОНИКИ) различий не выявлено, в отличие от максимальных колебаний гликемии, которые на сенсоре были существенно выше (подробнее см. в заключительном разделе).

Исходя из вышесказанного целями лечения, которые могут контролироваться аппаратом НМГ, могут быть определенные среднесуточные показатели, лабильность и нахождение в пределах целевого диапазона.

10.4. НАЛОЖЕНИЕ СУТОЧНЫХ ДАННЫХ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ

Наложение суточных показателей гликемии за несколько дней или недель является полезной функцией, которую можно использовать, например, для анализа систематически повторяющихся суточных показателей (суточных, недельных, ежемесячных):

  • влияние определенны х приемов пищи на изменение гликемии;

  • влияние физических упражнений (фитнес, бег и т.п.);

  • систематические отклонения от целевых значений;

  • долгосрочная динамика гликемии на фоне изменения режима сахароснижающей терапии;

  • типичное поведение гликемии по отношению к менструальному циклу;

  • влияние повторяющихся стрессовых ситуаций.

Пример заполненной регистрационной формы по вышеуказанному алгоритму представлен в табл. 10.1.

Таблица 10.1. Пример карты больного, у которого проводится непрерывное мониторирование гликемии
Ф.И.О. А.Б.В.

Пол

ж

Возраст

25

Диагноз

СД1 с 2015 г.

Лечение до ПИ

Интенсивная инсулинотерапия Туджео 1 раз в сутки на ночь и Новорапид перед каждым приемом пищи в зависимости от ХЕ

Анализ НМГ

Ретроспективный

Продолжительность

7 дней

Качество данных

Хорошее

Число данных в сутки

288

Диапазон работы сенсора, ммоль/л

2,9-21,5

Среднее значение сенсора, ммоль/л

8,7

Стандартное отклонение (SD), ммоль/л

2,4

Время, когда гликемия находилась ниже целевых значений, %

5

Время, когда гликемия находилась выше целевых значений, %

25

Время, когда гликемия находилась в пределах целевых значений, %

70

Ночное время

Почти каждую ночь от 00:00 до 06:00 наблюдалось снижение гликемии, в среднем на 5 ммоль/л

До и после приема пищи

При уровне гликемии выше целевого перед завтраком вводилась корректирующая доза болюса. Перед ужином гликемия была на грани гипогликемии. Доза болюса корректировалась

Наложение гликемических профилей

В пятницу была пропущена доза болюса перед ужином

Другие события

После физических упражнений в фитнес-клубе ночью во вторник наблюдалась затянувшаяся гипогликемия легкой степени

Принимавшиеся лечебные меры

  • Базальный режим работы помпы был разбит на 2 - для дня и для ночи.

  • Корректировались ХЕ на завтрак.

  • Обсуждался пропуск болюса перед ужином.

  • Обсуждалась стратегия питания и инсулинотерапии до, во время и после физических упражнений

11. НЕТРИВИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА НЕПРЕРЫВНОЙ КРИВОЙ ГЛИКЕМИИ

А.В. Древаль, О.А. Древаль

Нередко отсутствуют средства анализа информации, которую можно извлечь с помощью медицинской техники последнего поколения. Именно с такого рода проблемой можно столкнуться при проведении НМГ. Фактически неизвестно, как оптимально извлекать и обрабатывать тот колоссальный объем информации (по сравнению с 4-5 точками самоконтроля), который скрыт в непрерывной гликемической кривой. Визуальная оценка непрерывной кривой, расчет средних значений и некоторых других статистических параметров, предусмотренных производителями приборов, - только первые шаги в решении этой проблемы. Показатель, который наиболее часто используется в научных публикациях по НМГ, - средняя амплитуда колебаний гликемии (MAGE) [1].

Непрерывное исследование гликемии генерирует огромный массив данных, который потенциально может существенно усовершенствовать сахароснижающую терапию, особенно при СД1. Вместе с тем анализ этих данных требует больших затрат времени, является довольно сложным, более того, требует одновременного понимания физических, биохимических, физиологических и математических принципов и методов, вовлеченных в эту технологию.

Отличительной особенностью анализа статистического массива данных гликемии, полученных при НМГ, является то, что они имеют отношение к отдельному больному. Так называемое непрерывное изменение гликемии на самом деле является дискретным процессом: устройство выдает значение гликемии с интервалом в 5 минут [8]. Отсюда возникает проблема точности исследования гликемии при НМГ, которая шире, чем проблема точности самоконтроля гликемии (СКГ), так как с увеличением числа параметров (не только точечное значение гликемии, но и скорость и направление изменения гликемии, то есть тренды) растет и сложность их обработки, и вероятность статистической ошибки. В этой связи следует анализировать не только среднее значение гликемии и ее отклонение от нормогликемии, но и вариабельность гликемии, а также изменение гликемии после приема пищи и гипогликемические эпизоды. В большинстве случаев эти характеристики могут быть представлены в цифровом и графическом виде, что позволяет проводить не только статистические оценки, но и визуальную интерпретацию результатов.

В данном разделе обсуждаются особенности подходов к анализу данных НМГ, разработкой которых в течение последних лет занимается группа американских исследователей под руководством B. Kovatchev, с которой мы сотрудничали [9].

11.1. ПАРАМЕТРЫ НЕПРЕРЫВНОЙ КРИВОЙ ГЛИКЕМИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

Расчет средней гликемии по данным НМГ и/или по дискретным точкам гликемии является простейшим видом обработки и подразумевает, что полученный параметр дает обобщенную характеристику контроля гликемии. Оценка пре-, и постпрандиальной средней гликемии и их различий служит обобщенным показателем эффективности дозы инсулина короткого действия и времени его введения. Аналогично процент времени, проведенный ниже, выше или в пределах целевых значений гликемии, является обобщенным показателем флуктуации НМГ (табл. 11).

Таблица 11.1. Некоторые числовые обобщенные характеристики непрерывного мониторирования гликемии

А. Средняя гликемия и отклонение от целевых значений:

Средняя гликемия

Рассчитывается из данных НМГ или СКГ за все определенное время наблюдения (например, за сутки)

Средняя гликемия до приема пищи

Средняя гликемия за определенный промежуток времени до приема пищи, например в течение часа до приема пищи (от -60 мин до 0 мин начала приема пищи)

Средняя гликемия после приема пищи

Средняя гликемия за определенный промежуток времени после приема пищи, например за 60 или 120 мин

Б. Отклонение от целевого уровня

Время в %, когда гликемия находилась в пределах целевого диапазона и за его пределами (например, в интервале 4,0-10,0, ниже 4,0 или выше 10,0 ммоль/л)

Для СКГ рассчитывается непосредственно из значений данных. При НМГ сначала проводится линейная интерполяция промежуточных значений, затем рассчитывается процент с учетом интерполяционных значений

% времени ≤3,0 ммоль/л

Иногда выделяют чрезвычайно низкую гликемию

% времени ≥17 ммоль/л

Иногда выделяют чрезвычайно высокую гипергликемию

В. Вариабельность и интегральный риск декомпенсации СД

Индекс риска низкой гликемии (LBGI)

Измеряется частота и число низких значений гликемии в относительных величинах (см. описание ниже)

Индекс риска высокой гликемии (HBGI)

Измеряется частота и число высоких значений гликемии в относительных величинах (см. описание ниже)

Индекс дисгликемии

Сумма = LBGI + HBGI

Стандартное отклонение скорости изменения гликемии

Характеристика стабильности системы регулирования гликемии

Г. События

Число событий в сутки: снижение гликемии <4,0 ммоль/л (или <3,0 ммоль/л) Число событий в сутки: повышение гликемии >10 ммоль/л (или >17 ммоль/л)

11.2. МЕТОД АНАЛИЗА НЕПРЕРЫВНОЙ КРИВОЙ ГЛИКЕМИИ ПО КОВАЧЕВУ

Симметризация шкалы гликемии по Ковачеву и соавт. [4]. Метод построен на том допущении, что у больного СД1 диапазон изменения гликемии составляет 1,1-33,3 ммоль/л, при этом цель лечения - поддержание гликемии в интервале 3,9-10,9 ммоль/л. Чтобы шкалу гликемии привести к симметризованному виду, нужно диапазон гипогликемических значений «растянуть», а гипергликемических - «сжать» и разместить диапазон целевых значений гликемии в центре симметризованной шкалы вокруг нулевого значения. В этом случае будут выполняться следующие условия: трансформированные показатели гликемии симметрично располагаются вокруг нулевого значения (условие 1) и диапазон трансформированных целевых значений гликемии симметричен относительно нуля (условие 2). Соблюдение условий 1 и 2 обеспечивает трансформация гликемии, которая выполняется по предложенной Ковачевым формуле:

f(BG) = 1,794 1,026 - 1,861). (1)

где f(BG) - трансформированная гликемия, BG - гликемия в ммоль/л

Трансформация шкалы гликемии. На рис. 11.1 представлена гистограмма значений гликемии за 2 дня, определенных прибором Minimed у одного из обследованных больных СД1 (576 точек гликемии). Пик гистограммы смещен влево, что наглядно иллюстрирует асимметричность распределения значений гликемии и, соответственно, неприемлемость использования расчета средних значений гликемии и стандартного ее отклонения.

pic 0026
Рис. 11.1. Характерная частота распределения (гистограмма) гликемии в течение суток у больного сахарным диабетом 1-го типа: асимметричный (со смещением влево) тип распределения данных

На рис. 11.2 представлена гистограмма данных гликемии после преобразования по формуле (1); согласно тесту Колмогорова-Смирнова распределение является нормальным (р = 0,99). Среднее значение трансформированной гликемии составляет 0,315±1,146, то есть располагается вокруг нулевого значения. Соответственно, если провести обратную трансформацию, то симметризованная гликемия находится в интервале 2,2-25 ммоль/л и все значения гликемии покрываются интервалом симметризации.

Индексы высокой и низкой гликемии. Эти индексы были рассчитаны Ковачевым и соавт. [6] по данным СКГ у больных СД1. Для этого они ввели квадратичную функцию:

r(BG) = 10 f(BG)2. (2)

Интервал значений r(BG) составляет от 0 до 100 при минимальном значении 6,25 ммоль/л и максимальном значении на концах шкалы гликемии (рис. 11.3). Таким образом, r(BG) можно интерпретировать как показатель риска, ассоциированный с определенными значениями гликемии.

pic 0027
Рис. 11.2. Распределение значений симметризованной гликемии (гистограмма) в течение суток у больного сахарным диабетом 1-го типа: симметричный (нормальный) тип распределения данных
pic 0028
Рис. 11.3. Функции риска гипер- и гипогликемии r(BG)

Левая часть ветви этой параболы отражает риск гипогликемии, а правая - риск гипергликемии. На этом основании Ковачев и соавт. разработали индексы гипо- и гипергликемии, которые рассчитываются следующим образом. Положим, х1, х2,…​, хn - показатели гликемии у больного, и пусть:

rl(BG) = r(BG), если f(BG) <0 или 0 в противном случае;

rh(BG) = r(BG), если f(BG) >0, или 0 в противном случае. Отсюда LBGI и HBGI вычисляются по формулам:

LBGI = 1/n ∑ rl (xi); (3)

HBGI = 1/n ∑ rh (xi). (4)

Вариабельность суточной гликемии (ADRR) оценивали по методу Ковачев и соавт. [7], с помощью которого определяется вариабельность суточной гликемии, рассчитываемой по данным СКГ. Метод был разработан таким образом, чтобы предсказывать склонность больного как к гипогликемиям (<2,2 ммоль/л), так и высокой гипергликемии (>22,2 ммоль/л). В предсказание также включали понятие умеренной гипогликемии (<3,9 ммоль/л) и гипергликемии (>10 ммоль/л). Для расчета ADRR по нижеприведенной формуле достаточно показателей СКГ за 14 дней (не обязательно подряд) при трехкратном и более измерений в день. Данные, полученные в результате СКГ, преобразовывались по формуле:

f(BG) = 1,794 (ln(BG))1,026-1,861). (5)

Затем рассчитывались значения rl(BG) и rh(BG):

rl(BG) = f(BG), если f(BG) <0, иначе 0; rh(BG) = f(BG), если f(BG) >0, иначе 0.

Индекс вариабельности гликемии (ADRR) за каждый месяц наблюдения рассчитывали по формуле:

ADRR = 1/M Σi [LRi +HRi ], (6)

где LRi - max [rl(x1i),…​, rl(xni )] и HRi - max [rh(x1i),…​, rh(xni)] для i-го дняi _ 1,2, …​ M.

Для оценки постпрандиальной гликемии также использовали метод Ковачева и соавт. [5, 6]. Его суть заключается в том, что у больного оценивается уровень гликемии в периоды времени после двух приемов пищи - после второго завтрака и обеда (с 11:45 до 14:45) и после ужина (с 17:45 до 20:45). Кроме того, чтобы выделить влияние пищевой нагрузки на параметры углеводного обмена, в нашем исследовании также анализировалось поведение непрерывной гликемии ночью (00:00-06:59).

В выбранных временных интервалах оценивались максимальная амплитуда (Аmax) и максимальная скорость (Vmax) изменения гликемии из результатов НМГ по формулам:

Аmax = BGmax (t2) - BGmin (t1); (7)

Vmax = Аmax/(t2-t1), (8)

где BGmax (t2) и BGmin (t1) - максимальное и минимальное значения гликемии, определенные в момент времени t2 и t1 соответственно.

Следует заметить, что в методе расчета параметров риска гипо- или гипергликемии (LBGI и HBGI соответственно) по Ковачеву целевой диапазон гликемии составляет 4,0-10 ммоль/л, что в общем не соответствует современной диабетологической практике. В настоящее время он дифференцирован, и для идеальных случаев (например, при беременности) он существенно ниже. Когда в личном разговоре я указал Ковачеву на этот недостаток в его расчетах, он ответил, что осознает ограниченность на сегодня предложенного метода, но у него уже нет научных ресурсов, позволяющих продолжить работу в этом направлении. Так что чрезвычайно интересный метод анализа данных НМГ, который разработал Б. Ковачев, может быть при желании существенно доработан. Вместе с тем на сегодня в современной научной литературе используется немодифированный метод Ковачева. Кстати, в настоящее время Ковачев сосредоточился на разработке алгоритмов управления ИБК в качестве следующего за инсулиновой помповой и НМГ шага совершенствования инсулинотерапии.

11.3. ВИЗУАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРАФИКОВ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ В КОМБИНАЦИИ С МЕТОДОМ КОВАЧЕВА

Традиционный график НМГ дает наглядное общее представление о колебании гликемии у конкретного больного. Кроме того, предлагается построение дополнительных графиков, отражающих описанные выше числовые характеристики непрерывной гликемической кривой.

На рис. 11.4 на цветной вклейке представлен график гликемии до и после трансплантации островков (β-клеток) с наложением на него так называемых агрегированных данных гликемии, которые отражают время, когда гликемия находилась в пределах ниже или выше целевого значения. Агрегация точек непрерывной кривой нужна для того, чтобы, с одной стороны, в случае близких значений гликемии (8,5 и 8,7 ммоль/л), практически идентичных для принятия клинических решений, учитывать группу близких значений в виде одного интегрального параметра. С другой стороны, агрегация точек гликемии нужна при значениях гликемии, близких к пороговым целевым, поскольку позволяет увидеть преимущественную тенденцию гликемии по отношению к целевым значениям. В частности, можно получить набор значений, отражающий только отклонение гликемии от целевых значений (см. рис. 11.4).

При этом можно включить не два порога (нижний и верхний предел оптимальных значений гликемии), но и другие, например чрезмерно высокую гликемию (более 15 ммоль/л) и очень низкую (менее 2 ммоль/л). Кроме того, можно агрегировать данные гликемии не за 1 ч, а например, за получасовой период при СД1 или за более длительный период у больных СД2, у которых гликемия изменяется существенно медленнее. Из рис. 11.4 также видно, что плотность агрегированных точек, отражающих нахождение гликемии в определенных зонах, тоже может быть характеристикой результата лечения.

На рис. 11.5 представлен график 72-часового риска отклонения гликемии от целевых значений до и после трансплантации (а и б соответственно).

pic 0029
Рис. 11.5. 72-часовой график риска дисгликемии до (а) и после (б) трансплантации β-клеток [3]

На каждой панели рисунка отражаются колебания гипогликемического индекса (LBGI, нижняя часть каждой панели) и гипергликемического индекса (HBGI, верхняя часть каждой панели), которые рассчитывались по 1-часовым значениям кривой НМГ. Амплитуда колебаний гликемии в результате трансплантации уменьшилась, что объясняется функционированием пересаженных β-клеток. Среднее значение LBGI до лечения составило 6,72, а после трансплантации - 2,9. Среднее значение HBGI также снизилось с 5,53 до лечения до 1,73 после трансплантации.

Чем более выражено отклонение гликемии от целевых значений, тем больше возрастают индексы риска. Преимущество графика риска заключается в возможности сравнения риска гипер- и гипогликемии; вместе с тем вариабельность в пределах целевых значений игнорируется, что улучшает восприятие результатов, не искаженное допустимыми отклонениями. По сути, чем лучше гликемический контроль, тем меньше ширина графика риска. Так как LBGI, HBGI и их комбинация (BGRI) могут принимать значения от 0 до 100, то их можно интерпретировать как процент от максимально возможного риска.

Следует заметить, что при так называемом визуальной оценке НМГ любого типа наглядность является весьма убедительным для клинической практики показателем, но ее доказательность в общем не обоснована, так как результаты статистически не обрабатываются. Однако визуальный подход вполне укладывается в практику врача, который ориентируется на клинические проявления болезни у больного, то есть фактически на визуальные характеристики (например, на поражение кожи при псориазе).

Литература

  1. Древаль А.В., Ковачев Б.П., Мисникова И.В. и др. Исследование новых возможностей в оценке контроля гликемии у больных сахарным диабетом 2-го типа // Пробл. эндокринол. 2009. Т. 55, № 2. С. 35-41.

  2. Baghurst P.A. Calculating the mean amplitude of glycemic excursion from continuous glucose monitoring data: an automated algorithm // Diabetes Technol. Ther. 2011. Vol. 13, N 3. P. 296-302.

  3. Clarke W.L., Kovatchev B. Statistical tools to analyze continuous glucose monitor data // Diabetes Technol. Ther. 2009. Vol. 11, suppl. 1. Р. 45-54.

  4. Kovatchev B.P., Clarke W.L., Breton M. et al. Quantifying temporal glucose variability in diabetes via continuous glucose monitoring: mathematical methods and clinical application // Diabetes Technol. Ther. 2005. Vol. 7. Р. 849-862.

  5. Kovatchev B.P., Cox D.J., Gonder-Frederick L.A., Clarke W.L. Symmetrization of the blood glucose measurement scale and its applications // Diabetes Care. 1997. Vol. 20. P. 1655-1658.

  6. Kovatchev B.P., Cox D.J., Gonder-Frederick L., Clarke W.L. Methods for quantifying self-monitoring blood glucose profiles exemplified by an examination of blood glucose patterns in patients with type 1 and type 2 diabetes // Diabetes Technol. Ther. 2002. Vol. 4. P. 295-303.

  7. Kovatchev B.P., Cox D.J., Kumar A. et al. Algorithmic evaluation of metabolic control and risk of severe hypoglycemia in type 1 and type 2 diabetes using self-monitoring blood glucose data // Diabetes Technol. Ther. 2003. Vol. 5. P. 817-828.

  8. Kovatchev B.P., Otto E., Cox D. et al. Evaluation of a new measure of blood glucose variability in diabetes // Diabetes Care. 2006. Vol. 29. P. 2433-2438.

  9. Mastrototaro J. The MiniMed continuous glucose monitoring system (CGM) // J. Pediatr. Endocrinol. Metab. 1999. Vol. 12, suppl. 3. Р. 751-758.

12. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

А.В. Древаль, О.А. Древаль, Ю.А. Ковалёва

12.1. ПРЕПЯТСТВИЯ НА ПУТИ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ

Хотя мгновенная доступность информации об изменении гликемии в ходе НМГ в режиме реального времени потенциально расширяет возможности модификации сахароснижающей терапии, существуют и определенные барьеры, связанные с новой технологией контроля глюкозы (табл. 12.1).

Таблица 12.1. Потенциальные барьеры к применению аппаратов непрерывного мониторирования гликемии и пути их преодоления
Барьеры Комментарии

Неопределенность относительно точности

  • Непрерывная гликемическая кривая и информация о скорости и направлении изменений требуют новых стандартов точности.

  • Задержка между изменением уровня глюкозы в крови и интерстициальной жидкости более выраженная при быстром изменении гликемии.

  • Перед принятием решения о коррекции терапии обязательно исследование гликемии обычным глюкометром

Неадекватная оценка результатов

  • Большая часть результатов НМГ по-прежнему интерпретируется в виде дискретных значений гликемии.

  • Обычно отсутствует квалифицированная врачебная поддержка ведения СД с помощью НМГ

Отсутствие инфраструктуры для обучения

Больным и врачам требуется обучение для полной реализации преимуществ НМГ и преодоления информационной перегрузки (обучение, консультации по телефону или электронной почте)

Объем работы в ежедневной клинической практике

Групповое обучение больных, стандартизованные листы учета данных, загрузка данных до визита к врачу, генерация необходимой медицинской документации, возможность автоматически трансформировать данные НМГ в набор электронных параметров могут повысить эффективность использования НМГ в клинической практике, когда ресурсы времени для работы с больным ограничены

Так, наиболее существенными недостатками НМГ является дороговизна приборов и сенсоров к ним, нехватка времени и финансирования для всестороннего диабетологического обучения, страх перед переизбытком информации и (относительно систем реального времени) опасение избыточного вмешательства больного в лечение. В табл. 12.1 даны предварительные рекомендации для разработки подходов, которые могут способствовать эффективному использованию систем НМГ в клинической практике.

12.2. ПЛОЩАДЬ ПОД НЕПРЕРЫВНОЙ ГЛИКЕМИЧЕСКОЙ КРИВОЙ И СРЕДНИЕ ЗНАЧЕНИЯ ГЛИКЕМИИ

Вычисление среднего значения гликемии по данным НМГ представляет собой традиционный подход к анализу гликемии. Однако в случае непрерывной гликемической кривой можно использовать еще и такой показатель, как ограничиваемая кривой площадь. Для того чтобы оценить преимущества каждого из этих вычислений, нами были рассчитаны корреляции между площадью под непрерывной гликемической кривой и средними значениями гликемии по данным НМГ. Закономерно, что между средними значениями гликемии, рассчитанными по данным НМГ, и площадью под непрерывной гликемической кривой имеется корреляция, близкая к 1 (рис. 12.1).

pic 0030
Рис. 12.1. Корреляция между площадью под непрерывной гликемической кривой (CGMs) и средним уровнем гликемии, вычисленным по данным непрерывного мониторирования гликемии (CGMm)

Следовательно, расчеты среднего значения гликемии из кривой НМГ и площади под кривой НМГ являются практически эквивалентными. Отсюда следует, что использование обоих методов анализа НМГ не повышает качество обработки данных НМГ, и поэтому достаточно пользоваться только одним из них.

12.3. КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ ПОКАЗАТЕЛЯМИ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ И ДАННЫМИ САМОКОНТРОЛЯ

Устройства для НМГ достаточно разнообразны, но ряд их фундаментальных свойств остается неизменным для всех типов. Например, ни один из сенсоров для НМГ не заменяет полностью традиционный СКГ. Необходимость в последнем остается, в частности, при несоответствии результатов НМГ ощущениям больного, для калибровки системы НМГ, перед вождением автотранспортного средства, перед физической нагрузкой, для диагностики гипогликемии и оценки эффективности ее купирования. Сравнительная характеристика НМГ и СКГ представлена в табл. 12.2.

Предполагается, что отличительными особенностями НМГ, которые могут улучшить качество лечения СД, являются:

  1. возможность адаптации медикаментозной терапии или диеты по данным гликемии, которые наблюдаются в режиме реального времени;

  2. принятие решений по изменению лечения на основании тренда гликемии;

  3. возможность адаптации схемы лечения по результатам ретроспективного анализа непрерывной гликемической кривой.

Данные о сравнительной клинической эффективности НМГ и СКГ противоречивы, что указывает на необходимость более тщательного отбора больных для НМГ и показаний к применению НМГ либо поиска новых подходов к анализу данных НМГ, позволяющих сделать этот метод более полезным с практической точки зрения.

Стандартный 3-4-кратный СКГ в течение суток (перед завтраком, обедом, ужином и сном) представляет собой лишь редкие точки, по которым врач или больной должны судить о непрерывно меняющемся в течение суток уровне гликемии. Такой подход к исследованию гликемии основывается на предположении, что гликемия в точках самоконтроля является интегральным показателем уровня гликемии как до, так и после ее определения с помощью глюкометра. Использование метода НМГ позволяет уточнить связь между гликемией в СКГ и непрерывной кривой гликемии вокруг точки самоконтроля.

Таблица 12.2. Сравнение СКГ с помощью глюкометра и непрерывного мониторирования гликемии
Глюкoмeтpы Системы для НМГ

Устройства и функция

Забирается больным (медработником) капиллярная кровь и помещается на тест-полоску для глюкометра, который определяет в ней концентрацию глюкозы

Сенсоры (датчики) глюкозы вводятся подкожно и постоянно автоматически регистрируют уровень глюкозы в интерстициальной жидкости, который автоматически пересчитывается в уровень глюкозы крови; сенсоры без замены работают от 7 сут до полугода

Некоторые модели могут хранить данные исследования гликемии; результаты затем могут быть загружены в компьютер и проанализированы специальной компьютерной программой

Результаты измерения гликемии передаются и отображаются на экране принимающего устройства или дозатора инсулина; более детально информацию о тренде гликемии и графики можно затем проанализировать на компьютере

Материал для определения уровня глюкозы и место забора

Кровь

Интерстициальная жидкость подкожно-жировой клетчатки

Кровь берут из пальца или мочки уха и помещают на тест-полоску

Сенсоры вводятся в область живота, реже в боковую поверхность плеча

Особенности результатов измерения

Гликемия в отдельный момент времени («кинокадр»)

Почти непрерывный массив значений, отражающих динамику гликемии («фильм»)

Терапевтические решения принимаются на основе дискретных данных о гликемии 1-7 раз в сутки, которые соотносят с питанием, физической активностью и другими факторами

Изменение гликемии в ответ на питание, сахароснижающую терапию, физическую активность и другие внешние факторы представлено в виде непрерывной гликемической кривой

Данные глюкометра - это ряд точек гликемии перед едой примерно в одно и то же время суток и ограниченное число значений постпрандиальной гликемии (ППГ). Их можно загрузить в компьютер для ретроспективной оценки

Возможна оценка тренда гликемии (например, скорости и направления изменения гликемии) в реальном времени. Это позволяет заблаговременно принять меры для предотвращения гипогликемии или высокой гипергликемии

В связи с вышесказанным целью нашей работы, описанной в этом разделе, было исследование взаимосвязи гликемии в самоконтроле с данными НМГ. В исследование были включены 58 больных СД1 (20 мужчин, 38 женщин) в возрасте от 20 до 57 лет (средний возраст 39,42±15,04 лет), длительностью заболевания от 6 до 44 лет (в среднем 12,23±15,42 лет), получающих интенсифицированную инсулинотерапию.

На рис. 12.2 представлен пример типичной кривой суточного НМГ на фоне самоконтроля гликемии. Пример хорошо иллюстрирует преимущества НМГ по сравнению с СМК: отчетливо видны отрезки времени, в течение которых пациент находился в состоянии высокой гипергликемии, и большие размахи амплитуды колебаний гликемии, что данные СКГ не отражают.

pic 0031
Рис. 12.2. Пример непрерывной суточной гликемической кривой и точек самоконтроля гликемии ( )

Средние значения гликемии, полученные при СКГ, находились в прямой, умеренной и сильной корреляции со средними значениями гликемии, полученными при НМГ до еды (табл. 12.3). Следовательно, СКГ перед едой достаточно адекватно отражает уровень гликемии в целом перед очередным приемом пищи.

Рассмотрим теперь, как связан уровень гликемии в СМК до еды с показателями НМГ после еды. Когда больной получает интенсифицированную терапию, то он использует уровень гликемии перед приемом пищи в качестве одного из главных критериев подбора дозы ИКД. В связи с этим степень повышения гликемии после приема пищи может быть связана с уровнем гликемии, определяемой в точке СКГ перед приемом пищи. С другой стороны, как было показано выше, уровень гликемии, определяемый больным перед приемом пищи, достоверно коррелирует с предшествующим измерению уровнем гликемии. Однако неясно, какая из этих связей является более сильной. Ответ на этот вопрос позволил бы выяснить, что именно в большей степени отражает самоконтроль гликемии перед приемом пищи: эффективность базисной инсулинотерапии [то есть инсулином продленного действия (ИПД)] или эффективность болюсной инсулинотерапии, то есть лечения инсулином короткого действия (ИКД).

Таблица 12.3. У больных сахарным диабетом 1-го типа корреляция между средними уровнями гликемии по данным непрерывного мониторирования гликемии (до и после еды) со средними уровнями СКГ до еды.
Временные точки Исследование Среднее±СО Значение r Значение р

До завтрака

НМГ (8 ч)

9,5±2,5

R12 = 0,63

R23 = 0,65

R12 <0,0001

R23 <0,0001

СКГ

11,8±3,3

После завтрака

НМГ(2 ч)

12,5±2,5

До обеда

НМГ (4 ч)

10,6±3,3

R12 = 0,53

R23 = 0,68

R12 <0,0007

R23 <0,0001

СКГ

9,3±4,5

После обеда

НМГ (2 ч)

9,7±4,1

До ужина

НМГ (4 ч)

9,6±2,9

R12 = 0,53

R23 - 0,43

R12 <0,001

R23 <0,01

СКГ

7,8±2,9

После ужина

НМГ (2 ч)

8,6±2,0

Перед сном

НМГ (4 ч)

9,2±3,2

R12 - 0,79

R23 - 0,62

R12 <0,0001

R23 <0,0001

СКГ

9,2±3,7

Ночью

СКГ (8 ч)

8,9±2,3

R12 - корреляция между непрерывным мониторированием гликемии до еды и СКГ; R23 - корреляция между непрерывным мониторированием гликемии после еды и СКГ

Кроме того, значения гликемии перед приемом пищи, определенные путем СКГ, находились в умеренной и сильной прямой корреляции с уровнем постпрандиальной гликемии. Таким образом, уровень гликемии, определяемый глюкометром до еды, достаточно сильно и в равной степени связан со средним уровнем гликемии как до еды, так и после. С практической точки зрения эти наблюдения отражают тот факт, что высокий уровень ПГ, определяемый глюкометром, обычно гарантирует и высокую ППГ, несмотря на введение ИКД. Это и понятно, так как сильных колебаний гликемии диабетолог или больной при СКГ пытаются избегать. Эти данные также показывают, что среднее значение, получаемое из НМГ, мало что добавляет к СКГ.

Полученные нами данные не совпадают с результатами Zavalkoff и соавт. [14]. В их исследовании показатели СКГ перед завтраком, ужином и сном коррелировали со средними значениями НМГ, полученными перед завтраком, ужином и сном, и не коррелировали со значениями НМГ после приема пищи. Следовательно, по данным указанных авторов, показатели СКГ перед приемом пищи отражают прежде всего эффективность лечения только ИПД, но не ИКД, вводимым перед приемом пищи.

В отличие от этого, в нашем исследовании выявлена корреляция между показателями СКГ перед приемом пищи и средними значениями НМГ после приема пищи, что может отражать эффективность лечения ИКД, вводимым перед приемом пищи. Полученное различие, вероятно, связано с тем, что в работе Zavalkoff и соавт. [14] не уделялось достаточно внимания качеству СКГ и характеру инсулинотерапии: одновременно анализировались данные у больных, получающих интенсифицированную и традиционную инсулинотерапию. Кроме того, исследование проводилось в амбулаторных условиях, где строгий самоконтроль поддерживать труднее, чем в стационаре. Можно предположить, что больные СД в работе Zavalkoff и соавт. не так тщательно рассчитывали дозу ИКД перед приемом пищи в зависимости от гликемии при СКГ, как в нашем исследовании. В результате ими не было получено корреляции между значениями самоконтроля перед приемом пищи и данными НМГ после еды. В отличие от этого, в нашем исследовании все больные находились на интенсифицированной инсулинотерапии и тщательно рассчитывали необходимую дозу ИКД по специальной формуле, в которую входила гликемия, определяемая по СКГ перед приемом пищи [9].

С учетом вышесказанного можно предположить, что корреляция между данными СКГ перед приемом пищи и гликемией после приема пищи, определяемой методом НМГ, может служить показателем точности расчета больным дозы ИКД. Однако этот метод для отдельного больного можно будет применять только с новым поколением приборов для НМГ, которые позволяют непрерывно его использовать в течение нескольких десятков дней, что является необходимым условием для получения статистически значимых результатов у отдельного больного.

Представленный в этом разделе подход к анализу данных НМГ по отношению к приему пищи, возможно, в будущем заменит самоконтроль гликемии. В частности, поскольку обнаружена сильная корреляция между единичным измерением гликемии до еды и средним значением гликемии до еды и после еды по данным НМГ, то можно использовать для расчета дозы инсулина именно среднее значение НМГ до еды. Но насколько это заменимо или даже лучше, чем СКГ, необходимо еще специально исследовать.

12.4. НЕПРЕРЫВНАЯ КРИВАЯ ГЛИКЕМИИ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1-го И 2-го ТИПОВ

Введение в практику методики НМГ поставило задачу идентификации параметров, наиболее полно характеризующих полученную гликемическую кривую, в частности отражающих колебания гликемии. В связи с этим мы использовали расчет максимальной амплитуды Аmax и максимальной скорости Vmax изменения гликемии у больных СД1 и СД2, поставив задачей определить временные интервалы, оптимальные для оценки данных параметров и изучения влияния на них сахароснижающей терапии. Больные СД2 получали таблетированные сахароснижающие препараты, а СД1 - инсулин.

12.4.1. Средний уровень гликемии

До коррекции терапии средний уровень гликемии по данным НМГ у больных СД1 был существенно ниже, чем у больных СД2, однако, как видно из величины стандартного отклонения, колебания гликемии у больных СД1 были существенно больше, чем у больных СД2 (табл. 12.4). Это и понятно, так как больные СД1, находясь на инсулинотерапии, вынуждены более тщательно контролировать гликемию, поскольку на таком лечении риск развития гипогликемии существенно выше, чем на таблетированных сахароснижающих препаратах (ТСП). С другой стороны, так как при СД2 на фоне ТСП сохраняется в значительном мере эндогенная регуляция гликемии, то за счет этого лабильность гликемии при СД2 существенно ниже, чем при СД1 (абсолютной инсулиновой недостаточности).

Таблица 12.4. Вычисленные по данным непрерывного мониторирования гликемии средние значения гликемии (±СО) у больных сахарным диабетом 1-го и 2-го типов в разное время суток, а также до и после коррекции сахароснижающей терапии

Время

Средний уровень гликемии, ммоль/л

СД2

СД1

до коррекции

после коррекции

до коррекции

после коррекции

День: 11:45-14:45

9,1±0,6

6,5±0,4footnote:note1[р <0,05 по сравнению с исходом (до лечения), тест Вилкоксона.]

5,1±1,8

8,0±3,7

Вечер: 17:45-20:45

9,2±0,5

7,1±0,4footnote:note1[]

7,1±2,2

6,20±2,0

Ночь: 0:00-6:59

7,8±0,2

5,4±0,1footnote:note1[]

8,2±3,7

8,5±3,6

Через 3 мес лечения гликлазидом (Гликлазидом МВ) средний уровень гликемии у больных СД2 во всех исследованных интервалах значимо снизился (р <0,0005), что отражает положительный эффект назначенного лечения, причем в течение всего дня, вечером и ночью. При этом при СД2 средние значения гликемии днем (11:45-14:45) и вечером (17:45 до 20:45) были значимо выше, чем ночью (0:00 до 6:59) (p <0,005), причем как до лечения, так и через 3 мес после его начала.

Интересно заметить, что до лечения гликлазидом (Гликлазидом МВ) не было значимой разницы между средней гликемией днем и вечером, и она появилась после 3 мес лечения (p <0,05). Это наблюдение можно объяснить тем, что на фоне неэффективной неинсулиновой сахароснижающей терапии (ТСП) у больного СД2 устанавливается определенный высокий уровень гликемии, который еще в состоянии поддерживать эндогенные механизмы регуляции. Добавление же эффективного сахароснижающего препарата улучшает регуляцию гликемии настолько, что без приема пищи она отчетливо снижается в большей степени, чем на фоне еды. С учетом представленной интерпретации возникающее по данным НМГ явное различие в средней гликемии на фоне приема пищи (днем) и без него (ночью) можно использовать для косвенной оценки эффективности новой для больного таблетированной сахароснижающей терапии или ее избыточности, если в ночное время наблюдается гипогликемия по данным НМГ.

У больных СД1 в динамике (до и после коррекции инсулинотерапии) существенных изменений гликемии не наблюдалось (табл. 12.4). Полученные данные могут отражать бóльшие проблемы в коррекции сахароснижающей терапии у больных СД1, чем СД2. Кроме того, у больных СД1 исходный уровень гликемии до коррекции дозы инсулина был практически в целевых пределах, что не потребовало больших изменений в схеме инсулинотерапии. Возможно, при худших исходных показателях гликемии результаты у больных СД1 окажутся другими.

12.4.2. Амплитуда гликемии

В выбранных временных интервалах оценивалась максимальная амплитуда max) изменения гликемии из результатов НМГ по формуле:

Аmax = BGmax (t2) - BGmin (t1),

где BGmax (t2) и BGmin (t1) - максимальное и минимальное значения гликемии, определенные в момент времени t2 и tl соответственно.

Результаты сравнительного изучения максимальной амплитуды гликемии max) на разных интервалах времени (от 15 мин до 1 ч) до и после коррекции инсулинотерапии (при СД1) или до и после лечения (при СД2) представлены в табл. 12.5. Но нагляднее выявленные закономерности представлены на рис. 12.3, который и возьмем за основу описания.

Таблица 12.5. Показатели максимальной амплитуды (Amax±CO) у больных сахарным диабетом 1-го и 2-го типов днем, вечером и ночью за 15-, 30- и 60-минутные интервалы до и после коррекции сахароснижающей терапии
Период времени Тип СД Коррекция сахароснижающей 15 мин 30 мин 60 мин

День

11:45-14:45

CД1

До

0,59±0,35

1,08±0,52

1,78±0,77

После

0,83±0,58

1,37±0,85

2,19±1,33

CД2

До

0,62±0,43

1,11±0,77

2,19±1,14

После

0,51±0,39

0,87±0,61

1,71±1,03

Вечер

17:45-20:45

CД1

До

0,70±0,50

1,07±0,65

2,21±1,41

После

0,71±0,66

1,30±1,17

2,17±2,18

CД2

До

0,61±0,48

1,11±0,73

2,31±1,39

После

0,41±0,33

0,76±0,53

1,425±0,79

Ночь

0:00-7:00

CД1

До

0,42±0,44

0,74±0,69

1,36±1,07

После

0,37±0,43

0,69±0,69

1,26±1,37

CД2

До

0,28±0,35

0,51±0,58

0,908±0,99

После

0,17±0,24

0,26±0,19

0,417±0,23

Как видно из рис. 12.3, с увеличением интервала анализа Аmax определенно растет и максимальная амплитуда гликемии как при СД1, так и СД2. Это объясняется тем, что чем больше интервал наблюдения, тем вероятность получения все большей амплитуды увеличивается.

Наименьшие значения амплитуды гликемии при СД2 и СД1 наблюдаются в ночные часы. Это вполне объяснимо, так как ночью отсутствует прием пищи - наиболее существенный фактор, влияющий на колебания гликемии.

Коррекция ТСП при СД2 сопровождается четким уменьшением амплитуды колебаний гликемии, причем снижение более заметно при увеличении интервала времени замера Аmax (см. рис. 12.3).

Коррекция инсулинотерапии у больных СД1 вызывала определенное повышение Аmax в дневное время и не влияло на Аmax в ночное время.

Наиболее заметные изменения Аmax наблюдались при СД1 в 30-минутных интервалах наблюдения, а при СД2 - при 60-минутных (см. рис. 12.3). Это наблюдение отражает, вероятно, наибольшее влияние на динамику гликемии инсулина, чем ТСП.

pic 0032
Рис. 12.3. Показатели максимальной амплитуды гликемии у больных сахарным диабетом 1-го (а) и 2-го (б) типов за различные интервалы времени до и после коррекции лечения
pic 0033
Рис. 12.3. Показатели максимальной амплитуды гликемии у больных сахарным диабетом 1-го (в) и 2-го (г) типов за различные интервалы времени до и после коррекции лечения
pic 0034
Рис. 12.3. Показатели максимальной амплитуды гликемии у больных сахарным диабетом 1-го (д) и 2-го (е) типов за различные интервалы времени до и после коррекции лечения

При дальнейшем анализе данных по амплитуде гликемии на протяжении 180 мин (3 ч) (в таблице и на рисунке не представлены) оказалось, что в ночное время максимальная амплитуда продолжает нарастать, особенно если за исходную точку отсчета брать 00:00. Это может быть обусловлено тем, что ввиду отсутствия поступления глюкозы извне ПГП обычно оказывается недостаточно, чтобы поддерживать гликемию на постоянно высоком уровне. С другой стороны, это также может быть следствием неоптимальной (избыточной) дозы инсулина (вечерней короткого или пролонгата) у больных СД1 или неинсулиновых сахароснижающих препаратов (НИССП) у больных СД2.

Таким образом, Аmax можно использовать как новый инструмент анализа эффективности сахароснижающей терапии при СД1 и СД2. При этом достаточно брать короткие интервалы для расчетов (30 мин для СД1 и 60 мин для СД2), чтобы не обременять больного и медперсонал в стационаре излишними вычислениями.

12.4.3. Скорость изменения гликемии

В выбранных временных интервалах оценивались максимальная скорость Vmax изменения гликемии из результатов НМГ по формуле:

Vmax = Аmax/(t2-t1),

где t2 и t1 - моменты времени замера гликемии.

Максимальную скорость изменения гликемии Vmax по результатам НМГ оценивали в 15-, 30- и 60-минутных интервалах у тех же больных, что описаны в предыдущем разделе (табл. 12.6 и рис. 12.4).

Как видно из данных табл. 12.6. и рис. 12.4, Vmax практически повторяет изменения, которые наблюдались при расчетах Аmax. Это и понятно, так как в формулу расчета Vmax входит Аmax. В связи с этим интерпретация изменений Vmax, которые совпадали с Аmax, будет такой же, как и для Аmax.

В отличие от Аmax увеличение интервала наблюдения с 15 до 60 мин мало влияет на величину Vmax в любое время суток (см. рис. 12.4), особенно при СД1. Следовательно, Vmax - более устойчивый к времени наблюдения параметр, чем Аmax. В связи с этим он более удобен для анализа в клинической практике, чем Аmax, так как для его расчета достаточно взять минимальный интервал времени в 15 минут, а характер изменений, который выявляется при расчете Аmax, совпадает с изменениями Vmax. Поэтому далее представлен анализ Vmax в 15-минутном интервале (обозначим V15max).

Таблица 12.6. Показатели максимальной скорости (Vmax±СО) у больных сахарным диабетом 1-го и 2-го типов днем, вечером и ночью за 15-, 30- и 60-минутные интервалы до и после коррекции сахароснижающей терапии
Период времени Тип СД Коррекция сахароснижающей терапии 15 мин 30 мин 60 мин

День

11:45- 14:45

СД1

До

0,058±0,033

0,056±0,033

0,049±0,040

После

0,074±0,0409

0,075±0,041

0,111±0,142

СД2

До

0,054±0,030

0,051±0,025

0,047±0,025

После

0,041±0,026

0,038±0,019

0,037±0,024

Вечер

17:45-20:45

СД1

До

0,063±0,0429

0,056±0,028

0,052±0,024

После

0,059±0,053

0,070±0,060

0,066±0,055

СД2

До

0,054±0,034

0,054±0,028

0,054±0,028

После

0,034±0,022

0,033±0,018

0,033±0,018

Ночь 0:00-7:00

СД1

До

0,045±0,041

0,109±0,265

0,033±0,022

После

0,038±0,036

0,071±0,138

0,032±0,023

СД2

До

0,025±0,030

0,027±0,030

0,027±0,032

После

0,017±0,020

0,018±0,020

0,020±0,031

Гистограмма частоты V15max показывает, что в ночное время у большинства больных V15max приближается к минимальным значениям (пик гистограммы для ночи очень выражен и отчетливо приближается к нулю), причем как при СД1, так и при СД2 (рис. 12.5-12.6). Это отражает склонность к стабилизации гликемии в ночное время, причем на более низких показателях, чем днем. Отсюда очевидно, что в вариабельность гликемии существенный вклад вносит прием пищи при обоих типах диабета.

Назначение гликлазида (Гликлазида МВ) больным СД2 привело к снижению средних значений V15mαx в дневное и в ночное время (табл. 12.6) повлияло и на общий характер гистограммы V15mαx (рис. 12.7).

Вместе с тем разброс значений вокруг среднего значения заметно уменьшился. Таким образом, при СД2 назначенное лечение не только ведет к снижению максимальной скорости изменения гликемии, но и уменьшает ее вариабельность, а при СД1 исследование гликемии в динамике показывает, что без специальных мер, направленных на коррекцию вариабельности, она принципиально не меняется.

pic 0035
Рис. 12.4. Максимальная скорость изменения гликемии Vmax у больных сахарным диабетом 1-го (а) и 2-го (б) типов за различные интервалы времени до и после коррекции или назначения лечения
pic 0036
Рис. 12.4. Максимальная скорость изменения гликемии Vmax у больных сахарным диабетом 1-го (в) и 2-го (г) типов за различные интервалы времени до и после коррекции или назначения лечения
pic 0037
Рис. 12.4. Максимальная скорость изменения гликемии Vmax у больных сахарным диабетом 1-го (д) и 2-го (е) типов за различные интервалы времени до и после коррекции или назначения лечения
pic 0038
Рис. 12.5. Гистограммы максимальной скорости изменения гликемии Vmax в дневное (а) и в ночное (б) время у больных сахарным диабетом 1-го типа в динамике до (1-е исследование) и после (2-е исследование) коррекции инсулинотерапии
pic 0039
Рис. 12.5. Гистограммы максимальной скорости изменения гликемии Vmax в дневное время и в ночное время у больных сахарным диабетом 1-го типа в динамике до (1-е исследование) и после (2-е исследование) коррекции инсулинотерапии
pic 0040
Рис. 12.6. Гистограмма скорости изменения гликемии в дневное (а) и в ночное (б) время у больных сахарным диабетом 2-го типа до назначения гликлазида (Гликлазида МВ)

Таким образом, в клинической практике можно использовать и интервальные оценки Vmax по данным НМГ в качестве критерия эффективности сахароснижающей терапии.

pic 0041
Рис. 12.7. Гистограмма V15max в дневное (а) (с 11:45 до 14:45 и с 17:45 до 20:45) и в ночное (б) время через 3 мес после лечения гликлазидом (Гликлазидом МВ)
12.4.4. Оценка вариабельности гликемии методом Пуанкаре

Для оценки вариабельности гликемии был использован метод Пуанкаре, позволяющий наглядно оценить устойчивость некоторой динамической системы, в нашем случае - системы регуляции гликемии [11, 15]. Для анализа данных непрерывного исследования гликемии метод Пуанкаре используется в модификации [2, 3, 10, 14]. Расчеты проводили по данным суточного НМГ начиная с 9 часов утра. Рассчитывали разность между максимальной и минимальной гликемией в течение часа (часовой размах гликемии) у каждого больного Amax, затем строили график (рис. 12.8).

pic 0042
Рис. 12.8. Вариабельность гликемии в динамике у больных сахарным диабетом 1-го и 2-го типов в динамике (метод Пуанкаре)

По оси абсцисс графиков, представленных на рис. 12.8, откладывали максимальную амплитуду гликемии в течение определенного часа t, а по оси ординат - за предыдущий час (t-1). Если колебания гликемии на фоне проведенного лечения уменьшаются, то точки на этом графике должны располагаться более кучно. Как видно из рис. 12.8, кучность расположения точек при СД2 выше, чем при СД1, что объясняется более устойчивой гликемией при СД2.

После проведенного лечения гликлазидом (Гликлазидом МВ) при СД2 кучность точек заметно возросла, а при СД1 практически не изменилась, что указывает на стабилизирующее влияние неинсулиновых сахароснижающих препаратов на гликемию и отсутствие стабилизирующего влияния коррекции дозы инсулина в группе нашего наблюдения. Причина обсуждалась выше.

Таким образом, метод Пуанкаре позволяет наглядно продемонстрировать эффективность той или иной сахароснижающей терапии по данным НМГ.

12.4.5. Сопоставимость результатов самоконтроля гликемии и непрерывного мониторирования гликемии

Для сравнения возможностей СКГ и НМГ в плане оценки скорости изменений и амплитуды колебаний гликемии нами были произведены соответствующие расчеты либо по конечным точкам временных интервалов (аналогичны точкам СКГ), либо из максимальной и минимальной гликемии среди точек НМГ за этот же интервал времени Amax и Vmax (табл. 12.7, 12.8).

Из данных табл. 12.7 видно, что с увеличением интервала наблюдения максимальная скорость изменения гликемии не меняется значимо ни в дневное, ни в ночное время; следовательно, она более или менее адекватно может быть рассчитана по любому интервалу наблюдения в пределах 180 мин. Вместе с тем, если рассчитывать скорость изменения гликемии не исходя из максимальной амплитуды гликемии, а по крайним точкам интервала исследований, совпадающим с точками проведения СКГ, то можно получить ложные представления о скорости изменения гликемии. В этом случае с увеличением интервала наблюдений скорость изменения гликемии падает (табл. 12.7, 12.8).

Это связано с тем, что разница между значениями в крайних точках интервала не является максимальной для этого интервала, поэтому с увеличением времени наблюдения (с 15 до 180 мин в нашем случае) расчетная скорость падает за счет значительного роста знаменателя в формуле расчета скорости. В результате по данным СКГ нельзя получить адекватное представление о скорости изменения гликемии, в отличие от результатов НМГ.

Как и следовало ожидать, скорость изменения гликемии, рассчитанная по данным НМГ, оказывается обычно значимо выше, чем рассчитанная по данным СКГ, при обоих типах СД (табл. 12.7, 12.8). Поскольку при СКГ расчет амплитуды гликемии и скорости изменения гликемии может проводиться только по конечным точкам интервала наблюдения, то максимальная амплитуда и скорость изменения гликемии, рассчитанные по экстремальным значениям гликемии в интервале исследования НМГ, представляют собой принципиально новые параметры углеводного обмена. В связи с этим полученные ранее представления о вариабельности гликемии по данным СКГ на сегодня должны быть пересмотрены.

Таблица 12.7. Сравнение скорости изменения гликемии, рассчитанной по конечным точкам временных интервалов и с учетом разницы между максимальным и минимальным значениями гликемии при сахарном диабете 2-го типа, а также до и после назначения гликлазида (Гликлазида MB)

Расчет скорости изменения гликемии

15 мин

30 мин

60 мин

180 мин

ДО

после

ДО

после

ДО

после

до

после

Утро

KT

0,04±0,01

0,03±0,01

0,03±0,01

0,03±0,01

0,03±0,01

0,02±0,01

0,01±0,01

0,01 ±0,001

ММ

0,05±0,01

0,04±0,01

0,05±0,01

0,04±0,01

0,05±0,01

0,04±0,01

0,05±0,03

0,05±0,02

P

0,009

0,044

0,005

0,002

0,002

0,006

0,115

0,04

День

KT

0,04±0,02

0,03±0,001

0,03±0,01

0,02±0,01

0,03±0,02

0,02±0,01

0,01±0,01

0,01 ±0,001

MM

0,05±0,02

0,03±0,01

0,06±0,02

0,03±0,002

0,05±0,03

0,03±0,01

0,04±0,03

0,03±0,02

P

0,058

0,035

0,021

0,108

0,046

0,056

0,106

0,03

Ночь

KT

0,02±0,01

0,01±0,002

0,01 ±0,01

0,01±0,003

0,01 ±0,01

0,01 ±0,001

0,01±0,002

0,003±0,001

MM

0,025±0,01

0,017±0,01

0.027±0,02

0,018±0,01

0,027±0,02

0,02±0,01

0,04±0,06

0,007±0,001

P

0,058

0,025

0,112

0,092

0,094

0,103

0,293

0,035

KT - расчет скорости по уровню гликемии в конечных точках интервала наблюдения.

ММ - расчет скорости по амплитуде гликемии (разница между минимальным и максимальным значением).

Таблица 12.8. Сравнение скорости (V) и амплитуды (A) изменения гликемии, рассчитанной по конечным точкам 3-часовых интервалов, и максимальной скорости изменения гликемии в 3-часовом интервале (Amax и Vmax) при сахарном диабете 1-го и 2-го типов до и после коррекции лечения

Время суток

Коррекция лечения

СД1

СД2

A

Amax

Vmax

V

Amax

Vmax

V

Утро

До

0,59±0,35

2,76±1,304

0,057±0,033

0,015±0,007

2,19±1,14

0,047±0,025

0,013±0,01

После

0,83±0,58

1,74±1,306

0,074±0,0408

0,009±0,007

1,71±1,03

0,037±0,024

0,01 ±0,001

День

До

0,70±0,50

1,74±1,059

0,062±0,042

0,009±0,005

2,31±1,39

0,054±0,028

0,006±0,001

После

0,71±0,66

1,26±0,835

0,059±0,053

0,007±0,004

1,43±0,79

0,033±0,018

0,006±0,001

Ночь

До

0,42±0,44

3,04±2,419

0,044±0,041

0,011 ±0,0117

0,91±0,99

0,027±0,032

0,007±0,002

После

0,37±0,43

1,80±2,111

0,037±0,035

0,0024±0,002

0,42±0,23

0,020±0,031

0,003±0,001

12.5. НЕПРЕРЫВНОЕ МОНИТОРИРОВАНИЕ ГЛИКЕМИИ В ПРОГНОЗИРОВАНИИ ГИПО- И ГИПЕРГЛИКЕМИИ

12.5.1. Полученные из данных непрерывного мониторирования гликемии индексы риска гипер- или гипогликемии как интегральные параметры качества сахароснижающей терапии

Предложенный Ковачевым и его группой расчет индексов риска гипо- и гипергликемии (см. раздел 11) интерпретируется следующим образом. Значения LBGI <2,5 или >5,0 и значения HBGI <4,5 и >9,0 соответствуют низкому и высокому риску развития тяжелой гипогликемии и гипергликемии и соответственно [6, 10, 9, 13]. Как иллюстрируют примеры по конкретным больным (рис. 12.9-12.12), предложенные индексы надежно разделяют больных со склонностью к гиперили гипогликемии.

pic 0043
Рис. 12.9. Пример 1: больная сахарным диабетом 1-го типа Ер. Несмотря на то, что уровень непрерывной суточной кривой гликемии практически не превышает нормы, склонности к гипогликемии у этой больной нет, на что указывает низкий (<2,5) индекс LBGI =1,3

В обследованной нами группе больных эндокринологического стационара среднее значение HBGI составило 10,71±1,99, а среднее значение LBGI - 0,71±0,24 (p<0,0001). Таким образом, больные СД обследованной нами группы находились преимущественно в состоянии декомпенсации углеводного обмена (HBGI >9), при этом риск развития гипогликемии у них был закономерно низким (LBGI <2,5).

pic 0044
Рис. 12.10. Пример 2: больной сахарным диабетом 1-го типа А. Высокий (>5) индекс LBGI =18,07 указывает на склонность к гипогликемии, что видно из характера поведения непрерывной суточной кривой гликемии
pic 0045
Рис. 12.11. Пример 3: больная сахарным диабетом 1-го типа Р. Низкий (<4,5) индекс LBGI =0,12 указывает на отсутствие склонности к высокой гипергликемии; уровень непрерывной суточной кривой гликемии практически не превышает нормы
pic 0046
Рис. 12.12. Пример 4: больная сахарным диабетом 1-го типа Ел. Высокий (>9,0) индекс LBGI =19,65 указывает на склонность к высокой гипергликемии, что видно по характеру поведения непрерывной суточной кривой гликемии

Обнаружена сильная корреляция между индексом гипергликемии и процентом точек гликемии за сутки, превышающих 10 ммоль/л (PH) (r = 0,84, p<0,0001, HBGI = 0,289 × PH - 3,258). При этом процент точек гликемии за сутки, превышающих 10 ммоль/л, составил 47,6±5,5%, то есть примерно до полусуток больные СД находились в состоянии выраженной декомпенсации. С учетом формулы регрессии (HBGI = 0,289 × PH - 3,258), когда HBGI = 9 (пограничное значение индекса, отделяющее больных со склонностью к гипергликемии), то PH = 42,4%. Это означает, что больные, имеющие высокие показатели риска гипергликемии (HBGI >9), не менее 42,4% времени находятся в состоянии выраженной декомпенсации СД.

С другой стороны, когда у больного низкий показатель риска гипергликемии (HBGI <4,5), то PH = 26,8% и, следовательно, в состоянии передозировки сахароснижающих препаратов такие больные находятся не более 26,8% времени суток.

Между индексом гипогликемии и процентом точек гликемии за сутки, не превышающих 4,1 ммоль/л (PL), также была обнаружена очень сильная корреляция (r = 0,958, p <0,0001, LBGI = 0,228 × × PL + 0,0365). При этом процент точек гликемии за сутки не выше 4,1 ммоль/л составил 2,97±1,02%, то есть около 45 мин за сутки гликемия у больных была сниженной. С учетом формулы регрессии (LBGI = 0,228*PL + 0,0365), когда LBGI = 5 (пограничное значение индекса, отделяющее больных со склонностью к гипогликемии), то PL = 21,8%. Это означает, что при высоком показателе риска гипогликемии (LBGI >5) не менее 21,8% времени суток (около 5 ч) больной находится в состоянии гипогликемии. С другой стороны, когда у больного низкий показатель риска гипогликемии (LBGI <2,5), то PL = 10,8% и, следовательно, в состоянии гипогликемии такие больные находятся не более 2,5 ч в сутки.

Данные показатели (индексы гипо- и гипергликемии) позволяют интегрально (одним числом, а не необозримым набором цифр гликемии) оценить состояние компенсации углеводного обмена у больных СД в конкретные сутки и могут использоваться для динамической оценки проводимой терапии в клинических условиях. При этом следует заметить, что поскольку для формирования интегрального параметра (число) используется множество данных гликемии из НМГ, то в одном данном числе фактически содержится суммированная информация из «непрерывной» кривой гликемии. В этом и заключается ценность сжатия информации: она становится обозримой, а значит, и понятной врачу.

12.5.2. Связь индексов риска высокой и низкой гликемии с HbA1c

Для валидизации индексов риска гипо- и гипергликемии нами была исследована связь между разностью индексов развития гипер- и гипогликемии (HBGI - LBGI), с одной стороны, и HbA1c - с другой (рис. 12.13). Эти индексы рассчитаны были у 13 больных СД1 за 2 дня непрерывного исследования гликемии.

pic 0047
Рис. 12.13. Корреляция между HbA1c и индексами риска гипо- и гипергликемии (разностью HBGI - LBGI). r = 0,497, p <0,08, (HBGI - LBGI) = 1,262 HbA1c - 5,154

Как видно из рис. 12.13, корреляционная связь оказалась положительной [r = 0,61; (HBGI - LBGI) = 0,266HbA1c + 7,613; р = 0,022]. Это означает, что при отрицательной разности (индекс низкой гликемии превышает индекс высокой) уровень HbA1c более низкий, чем при положительной (индекс высокой гликемии превышает индекс низкой). Следовательно, индексы компенсации СД хорошо коррелируют с HbA1c (р <0,05), что подтверждает их валидность и информативность как дополнительных показателей качества сахароснижающей терапии, основанного на данных НМГ.

12.5.3. Индексы гипер- и гипогликемии и доза инсулина

Для проведения данного анализа больные были разделены на две группы - получающие не более 40 ЕД/сут инсулина (1-я группа, n = 38) и более 40 ЕД/сут (2-я группа, n = 20). Хотя в первой группе индекс гипергликемии был несколько ниже, чем во второй (7,5±4,6 и 12,9±9,5 соответственно), а индекс гипогликемии - выше, чем во второй (1,0±1,0 и 0,5±0,4 соответственно), эти различия не были статистически значимыми в силу большого разброса индивидуальных данных. Процент лиц с высокой гипергликемией (HBGI >9) в обеих группах также совпал и составил 50%.

Однако если выделить лиц без склонности к высокой гипергликемии (HBGI <9), то значение индекса HBGI у больных, получавших инсулин в суточной дозе менее 40 ЕД, оказалось существенно ниже, чем у больных, получавших инсулин в дозе более 40 ЕД/сут (3,6±1,1 и 7,1±0,3 соответственно, р <0,02). Следовательно, оказалось, что у лиц, у которых СД компенсирован лучше, и СДИ была меньше. Поскольку данная связь получена не в проспективном сравнительном, а в поперечном типе исследования, ее можно считать лишь ассоциацией, но не причинно-следственной связью. Возможных объяснений такой ассоциации несколько и первое из них: у больных, нуждающихся в меньшей дозе инсулина и лучше компенсированных, сохраняется значимая остаточная секреция инсулина.

Второе объяснение: недостаточная компенсация СД ведет к тому, что врач увеличивает дозу инсулина. Несмотря на это, доза оказывается все равно недостаточной - процент лиц с выраженной декомпенсацией (HBGI >9) остается высоким.

Наконец весьма вероятно, что у данных больных состояние декомпенсации было обусловлено не столько самой по себе недостаточной дозой инсулина, сколько совершенно иными факторами, начиная от техники инъекций инсулина и заканчивая отсутствием подсчета углеводов по системе ХЕ и адекватной коррекции дозы.

Декомпенсация СД за счет феномена Сомоджи в нашем исследовании исключается, так как в группе лиц, получавших инсулин более 40 ЕД/сут, не было ни одно больного с гипогликемическим индексом LBGI >5.

Чтобы определить зависимость индексов высокой и низкой гликемии от дозы ИКД, больные также были разделены на две группы, в одной из которых больные получали ИКД менее 25 ЕД/сут (1-я группа, 28 больных), а в другой - более 25 ЕД/сут (2-я группа, 30 больных) ИКД. В результате в 1-й группе индексы высокой и низкой гликемии составили 12,4±4,0 и 0,4±0,1, а во 2-й группе - 10,8±1,5 и 0,5±0,3 соответственно [различия статистически незначимые (НЗ) для всех сравнений между группами].

Те же индексы были рассчитаны в зависимости от дозы ИПД - менее 20 ЕД ИПД в сутки (1-я группа, 29 больных) и 20 ЕД и более ИПД в сутки (2-я группа, 29 больных). В результате в 1-й группе индексы высокой и низкой гликемии составили 11,4±3,7 и 0,8±0,4 (НЗ), а во второй группе эти показатели равнялись соответственно 9,6±1,1 и 0,7±0,3 (НЗ для сравнений между группами).

Следовательно, индексы высокой и низкой гликемии у больных, получающих высокие и низкие суточные дозы как ИКД, так и ИПД, практически совпадают. Отсюда можно сделать вывод, что риски развития высокой и низкой гликемии непосредственно не связаны с дозой ИКД и ИПД. На первый взгляд это кажется парадоксальным, однако на самом деле отражает вероятную ситуацию, что у недостаточно обученных больных одно только изменение дозы инсулина не в состоянии привести к достижению желательного уровня компенсации.

12.6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ ДЛЯ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ САХАРОСНИЖАЮЩИХ ПРЕПАРАТОВ

В последние годы отечественные производители стали активно выпускать сахароснижающие препараты - аналоги известных зарубежных брендов (так называемые генерики, или биосимиляры). Общепринятой процедурой при регистрации генериков является оценка биоэквивалентности, при этом клинические сравнительные исследования эффективности и безопасности оригинальных препаратов и генериков, тем более уже поступивших в широкую продажу, практически не проводятся.

В связи с этим мы провели проспективное сравнительное исследование двух препаратов сульфонилмочевины - оригинального препарата Диабетон МВ («Лаборатории Сервье», Франция) и препарата-генерика Глидиаб МВ («Химико-фармацевтический комбинат «Акрихин», Россия). Оба препарата в качестве активного вещества содержат гликлазид. Одной из отличительных особенностей нашего подхода явилось использование в оценке контроля гликемии метода НМГ и анализ результатов непрерывного исследования гликемии методами Ковачева и соавт. [2-4, 8, 5, 9]. Кроме того, в работе также использован и новый метод оценки вариабельности гликемии по данным самоконтроля [6, 10, 7, 11].

В исследование вошли 20 больных СД2 (12 женщин и 8 мужчин), длительность СД2 менее 5 лет, возраст 54,3±7,0 лет (42- 68 лет); ИМТ <40 кг/м2. Исходно 2 больных (10%) принимали гликлазид (Диабетон МВ) 30 мг, 1 больной (5%) - гликлазид (Диабетон МВ) 60 мг, остальные 17 больных (85%) находились на диетотерапии.

После окончания первого суточного НМГ методом простой рандомизации были сформированы две группы, в которых больные были сопоставимы по возрасту, ИМТ, длительности СД, уровню HbA1c, гликемии натощак и биохимическим параметрам. Больным одной группы был назначен гликлазид (Глидиаб МВ), больным другой группы - гликлазид (Диабетон МВ) в дозе 30 мг 1 раз в сутки перед завтраком. Гликлазид (Глидиаб МВ) (рег. № ЛС-000002) производится фармацевтической фирмой ОАО «Химико-фармацевтический комбинат «Акрихин» (Россия) и является генериком оригинального препарата гликлазид (Диабетон МВ) (рег. № ПNO11940/01, «Лаборатории Сервье», Франция). Коррекция дозы обоих препаратов проводилась на визитах 4-7 в зависимости от среднего уровня гликемии натощак за последние 3 дня перед титрацией (по дневнику СКГ). Целевое значение гликемии натощак 4,4-6,1 ммоль/л. При превышении целевых значений доза препарата увеличивалась на 30 мг. При значении ниже целевых доза могла быть уменьшена по усмотрению исследователя.

В течение периода наблюдения больные 4 раза посетили клинику для динамического наблюдения, оценки комплаентности к приему исследуемого препарата (по числу принятых таблеток), нежелательных явлений и сопутствующей терапии. Также во время визитов проводилась оценка гликемии по дневнику самоконтроля с последующей коррекцией дозы препарата при необходимости.

12.6.1. Сравнительная оценка эффективности сахароснижающих препаратов традиционными методами

Исходно обе группы были сопоставимы между собой по всем основным клиническим и лабораторным параметрам (табл. 12.9). За период наблюдения в обеих группах больных, как получавших гликлазид (Диабетон МВ), так и гликлазид (Глидиаб МВ), отмечалось существенное улучшение показателей состояния углеводного обмена, выражавшееся в статистически значимом снижении уровня HbA1с и гликемии натощак (табл. 12.9). При этом в конце исследования значимой разницы между двумя терапевтическими группами по уровню HbA1c и гликемии не отмечено (НЗ).

Таблица 12.9. Динамика основных показателей на фоне лечения больных сахарным диабетом 2-го типа гликлазидом (Гликлазидом МВ) различных производителей

Показатель

Гликлазид (Глидиаб МВ)

Гликлазид (Диабетон МВ)

Значение р между группами

до лечения

через 3 мес

р

до лечения

через 3 мес

р

HbA1c, %

8,6±1,9

6,5±1,1

0,003

9,1±2,6

6,3±0,9

0,013

НЗ

Гликемия натощак, ммоль/л

10,8±3,5

6,9±1,7

0,01

9,5±5,0

6,1±1,1

0,034

НЗ

ИМТ, кг/м2

32,8±4,3

31,9±4,7

НЗ

28,9±6,2

27,7±5,9

НЗ

НЗ

Общий холестерин, ммоль/л

6,8±0,4

5,8±0,8

0,01

5,2±1,3

5,2±0,9

НЗ

НЗ

Существенного изменения ИМТ у больных обеих групп не наблюдалось (табл. 12.9). Более того, несмотря на то, что назначение препаратов сульфонилмочевины способствует повышению массы тела, в данном случае произошло даже некоторое ее снижение, что, вероятно, связано с более высокой комплаентностью больных, участвующих в исследовании.

Показатели безопасности (уровни печеночных трансаминаз, креатинина, щелочной фосфатазы, билирубина и амилазы) не изменялись на протяжении всего периода исследования (НЗ), что свидетельствует об отсутствии токсического влияния препаратов.

Таким образом, традиционный анализ показателей углеводного обмена (гликемия натощак, среднесуточная гликемия и HbА1c) указывает на положительный эффект назначенной сахароснижающей терапии. Вместе с тем возникает естественный вопрос, не является ли непрерывное исследование гликемии избыточным для такого анализа, в частности для вычисления среднесуточной гликемии? Для ответа на него была рассчитана корреляция между данными НМГ и самоконтроля гликемии в день непрерывного исследования гликемии и между данными НМГ и результатами СКГ в первый и последний месяцы исследования. Выявлена очень высокая корреляция между данными НМГ и самоконтроля гликемии в день непрерывного исследования гликемии (r = 0,95, р <0,005, y = 1,048 × х - 0,246), что закономерно, так как подкожный сенсор глюкозы титруется по данным самоконтроля. Но отмечается и высокая корреляция между данными НМГ в начале исследования и результатами самоконтроля за первый месяц исследования, с одной стороны (r = 0,737, р <0,05, y = 0,396 × x + 0,396), и данными НМГ в конце исследования и результатами самоконтроля в последний месяц исследования с другой стороны (r = 0,648, р = 0,005, y = 0,408 × x + 3,284).

Более того, средний уровень гликемии, вычисленный по данным НМГ, практически совпадает со средним уровнем гликемии, вычисленным по данным самоконтроля за ближайший месяц к НМГ-исследованию (НЗ). Следовательно, если больной контролирует гликемию как минимум 3 раза в день и не менее 14 дней в месяц, то средний уровень гликемии, вычисленный из данных самоконтроля, не отличается от среднего уровня гликемии по данным НМГ.

Итак, если целью НМГ является только оценка среднего уровня гликемии, то его вполне может заменить тщательный самоконтроль гликемии. Отсюда возникает естественная задача получения по данным непрерывного исследования гликемии нетривиальных результатов, которые невозможно извлечь из самоконтроля гликемии, - они и обсуждаются здесь.

12.6.2. Сравнительная оценка эффективности сахароснижающих препаратов новыми методами анализа непрерывного мониторирования гликемии

В ходе исследования изучали почасовую динамику индекса риска гипергликемии (hHBGI) в течение суток. С этой целью индекс HBGI рассчитывали по вышеуказанной формуле за каждый час, начиная с 7-часовой утренней точки (рис. 12.14).

pic 0048
Рис. 12.14. Суточная динамика риска гипергликемии (HBGI) у больных в группе гликлазида (Глидиаба МВ) и гликлазида (Диабетона МВ) до лечения и через 3 мес после начала лечения

Кривые динамики риска гипергликемии указывают на его значимое и одинаковое снижение при приеме обоих препаратов. Средние суточные значения hHBGI значимо снизились в группе гликлазида (Глидиаба МВ) с 10,6±3,2 до 1,7±1,25 <0,005) и в группе гликлазида (Диабетона МВ) - с 7,5±2,5 до 1,5±0,8 <0,005). При этом различий между группами по средним показателям hHBGI не было ни до, ни после лечения (НЗ). Более того, исходные и конечные кривые обеих групп практически совпадают, что указывает на равноценный сахароснижающий эффект обоих препаратов.

Анализ результатов НМГ методом Пуанкаре показывает, что колебания гликемии на фоне проведенного лечения обоими препаратами существенно уменьшились, так как точки на графиках после лечения располагаются более «кучно» (рис. 12.15). На это же указывает и существенное снижение среднего значения размаха гликемии (или вариабельности гликемии, ADRR) - с 26,1±2,1 до 17,6±1,7 <0,005) в группе гликлазида (Глидиаба МВ) и с 27,1±1,9 до 19,2±2,0 <0,005) в группе гликлазида (Диабетона МВ) (табл. 12.10). Таким образом, оба препарата в равной степени снижают вариабельность гликемии при адекватно подобранной терапии.

pic 0049
Рис. 12.15. Разброс значений гликемии в диапазоне от максимального до минимального уровня в течение часа (метод Пуанкаре)
pic 0050
Рис. 12.15. Разброс значений гликемии в диапазоне от максимального до минимального уровня в течение часа (метод Пуанкаре)
Таблица 12.10. Динамика нетривиальных параметров непрерывного мониторирования гликемии
Препарат Показатели (среднее±СО) Исходный Через 3 мес Значение р

Гликлазид (Глидиаб МВ)

ADRR

26,1±2,1

17,6±1,7

<0,005

HBGI

9,34±4,63

0,98±0,697

<0,05

LBGI

0,46±0,42

1,29±0,42

<0,05

Гликлазид (Диабетон МВ)

ADRR

27,1±1,9

19,2±2,0

<0,005

HBGI

5,68±1,93

1,29±0,62

<0,05

LBGI

0,36±0,36

1,098±0,39

<0,05

С нашей точки зрения, наибольший интерес среди полученных данных представляет ADRR - индекс дисгликемии. В работе Ковачева и соавт. [8, 12] выделяются следующие преимущества исследования ADRR. Так как данный метод базируется на нормализованной шкале гликемии, ADRR является индексом прогнозирования как гипотак и гипергликемии - отсюда и термин «дисгликемия». Следует подчеркнуть, что этот индекс отражает удельную величину нормогликемии в диапазоне возможных значений гликемии у больного независимо от типа СД. Предложенный показатель риска ADRR имеет преимущества перед целевыми значениями гликемии, поскольку он характеризует колебания гликемии в заданном диапазоне значений: чем больше ADRR, тем отклонение от этого диапазона больше. С клинической точки зрения это означает, что желательно, чтобы колебания гликемии не выходили за пределы приемлемого диапазона. В этом существенное отличие ADRR от традиционно отдельно вычисляемых индексов риска гипергликемии и гипогликемии, которые не дают интегральной характеристики отклонений от нормы в любую сторону, как ADRR. ADRR не является относительной величиной, следовательно, можно выделить однозначно определяемые критерии риска, которые и представлены здесь. При подсчете ADRR используются обычные данные суточного СКГ, а его расчет не сложнее расчета индекса лабильности гликемии или среднесуточного колебания гликемии [13, 19]. Полученные значения вариабельности гликемии оцениваются по трем категориям: низкий (ADRR <20), средний (20 ≤ADRR ≤40) и высокий (ADRR >40) риск колебаний гликемии. До лечения ADRR был средним (интервал 20-40), а после лечения стал низким (<20) (табл. 12.10).

Так как зависимость значения HbA1c от ППГ у больных с нормальной и высокой ПГ разная [12, 16], то HbA1с не всегда отражает постпрандиальную гликемию, особенно при высокой гликемии натощак. По этой причине ADRR служит еще одним информативным показателем эффективности устранения ППГ у таких больных [3, 5]. Самостоятельное диагностическое значение ADRR подтверждается отсутствием корреляционной связи между значениями HbA1c и ADRR (r = 0,1, НЗ).

До лечения (табл. 12.10) в первой группе индекс гипергликемии (HBGI) был несколько выше, чем во второй (9,34±4,63 и 5,68±1,93 соответственно), статистически значимых различий при этом не отмечалось (р = 0,57). Индекс гипогликемии (LBGI) в обеих группах практически не различался (0,46±0,42 и 0,36±0,36 соответственно, НЗ). Таким образом, до назначения лечения группы были вполне сопоставимы по нетривиальным показателям углеводного обмена.

Через 3 месяца лечения (табл. 12.10) в обеих группах отмечалось выраженное, статистически значимое снижение индекса гипергликемии (0,98±0,697 и 1,29±0,62 соответственно) (р <0,05). При этом отмечалось и статистически значимое <0,05) увеличение индекса гипогликемии (1,29±0,42 и 1,098±0,39 соответственно). Вместе с тем статистической разницы в изменении вышеуказанных показателей между группами не выявлено (р>0,05). Таким образом, оба препарата оказывают сопоставимый сахароснижающий эффект.

Как было указано выше, разработанные Ковачевым и соавт. [6, 10, 8, 12, 9, 13] индексы гипо- (LBGI) и гипергликемии (HBGI) отражают склонность больных к гипогликемии или гипергликемии соответственно. Оказалось, что через 3 мес после лечения высокий риск гипергликемии исчез у больных обеих групп (табл. 12.10). При этом увеличился процент больных со средним риском гипогликемии, что отражает улучшение компенсации углеводного обмена после назначения терапии. Следует отметить, что уменьшение высокого риска гипергликемии через 3 мес тпосле начала лечения не сопровождалось увеличением высокого риска гипогликемии, что свидетельствовало бы о передозировке сахароснижающих препаратов.

Таким образом, оба препарата одинаково эффективно снижают риск гипергликемии, при этом соответственно увеличивается риск гипогликемии, но он увеличивается только у 11% больных и имеет умеренную степень выраженности.

При оценке связи HbA1c и разности индексов высокой и низкой гликемии (HBGI - LBGI) выявлена положительная корреляция (r = 0,392, p <0,005, HbA1c = 0,159 (HBGI - LBGI) + 6,997). Следовательно, индекс компенсации СД хорошо коррелирует с HbA1c <0,005), что указывает на возможность использования этих параметров как интегральных показателей эффективности сахароснижающей терапии. Это и было показано при сравнении эффективности препаратов гликлазид (Глидиаб МВ) и гликлазид (Диабетон МВ).

Таким образом, для оценки сравнительной эффективности сахароснижающей терапии у больных СД можно использовать результаты непрерывного исследования гликемии и самоконтроля, но при этом целесообразно их обрабатывать нетривиальными математическими методами, чтобы максимально извлечь из данных полезную информацию.

Литература

  1. Древаль А.В. Диабетологическая практика. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2018. 544 с.

  2. Clarke W.L., Kovatchev B. Statistical tools to analyze continuous glucose monitor data // Diabetes Technol. Ther. 2009. Vol. 11, suppl. 1. Р. 45-54.

  3. Hirsch I.B., Brownlee M. Should minimal blood glucose variability become the gold standard of glycemic control? // J. Diabetes Complications. 2005. Vol. 19, N 3. P. 178-181.

  4. Kovatchev B., Breton M., Clarke W.L. Analytical methods for the retrieval and interpretation of continuous glucose monitoring data in diabetes // Methods Enzymol. 2009. Vol. 454. Р. 69-86.

  5. Kovatchev B.P., Clarke W.L., Breton M. et al. Quantifying temporal glucose variability in diabetes via continuous glucose monitoring: mathematical methods and clinical application // Diabetes Technol. Ther. 2005. Vol. 7. Р. 849-862.

  6. Kovatchev B.P., Cox D.J., Gonder-Frederick LA. et al. Assessment ofrisk for severe hypoglycemia among adults with IDDM: validation of the low blood glucose index // Diabetes Care. 1998. Vol. 21. P. 1870-1875.

  7. Kovatchev B.P., Cox D.J., Gonder-Frederick L., Clarke W.L. Methods for quantifying self-monitoring blood glucose profiles exemplified by an examination of blood glucose patterns in patients with type 1 and type 2 diabetes // Diabetes Technol. Ther. 2002. Vol. 4. P. 295-303.

  8. Kovatchev B.P., Otto E., Cox D. et al. Evaluation of a new measure of blood glucose variability in diabetes // Diabetes Care. 2006. Vol. 29. P. 2433-2438.

  9. Kovatchev B.P., Straume M., Cox D., Farhy L.S. Risk analysis of blood glucose data: a quantitative approach to optimizing the control of insulin dependent diabetes // J. Theor. Med. 2000. Vol. 3. P. 1-10.

  10. McCall A.L., Kovatchev B.P. The median is not the only message: a clinician?s perspective on mathematical analysis of glycemic variability and modeling in diabetes mellitus // J. Diabetes Sci. Technol. 2009. Vol. 3, N 1. P. 3-11.

  11. Molnár G.A., Boros A.G., Pótó L. et al. The Poincaré plot, but not the correlation R value, is a good marker of temporal variability of CGM data // Diabetes Technol. Ther. 2008. Vol. 10, N 6. Р. 506-507.

  12. Monnier L., Colette C., Owens D.R. Glycemic variability: the third component of the dysglycemia in diabetes. Is it important? How to measure it? // J. Diabetes Sci. Technol. 2008. Vol. 2, N 6. Р. 1094-1100.

  13. Ryan E.A., Shandro T., Green K. et al. Assessment of the severity of hypoglycemia and glycemic lability in type 1 diabetic subjects undergoing islet transplantation // Diabetes. 2004. Vol. 53. P. 955-962.

  14. Zavalkov S.R., Polychronakos C. Evaluation of conventional blood glucose monitoring as an indicator of integrated glucose values using a continuous subcutaneous sensor// Diabetes Care. 2002. Vol. 25. Р. 1603-1606.

13. НЕПРЕРЫВНОЕ МОНИТОРИРОВАНИЕ ГЛИКЕМИИ У БЕРЕМЕННЫХ, БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ

А.В. Древаль, Т.П. Шестакова, О.А. Древаль

Поддержание целевых показателей гликемии - необходимое условие успешного течения и завершения беременности у больной диабетом [1, 2]. В частности, во время беременности уровень HbA1с должен быть максимально близким к норме (менее 6%) [3]. Достижение такой высокой степени контроля СД возможно только при интенсифицированной или ПИ, тщательном расчете дозы и частом самоконтроле гликемии [2]. Минимальная частота самоконтроля гликемии у беременных составляет 7 раз в день [3], а в реальной практике она возрастает до 10 и более измерений, чтобы балансировать в узком диапазоне практически нормогликемии. Тем не менее даже при частом самоконтроле гликемии могут пропускаться периоды бессимптомной гипогликемии и гипергликемии, что неблагоприятно для течения беременности. Очевидно, что эта проблема может быть преодолена применением НМГ [2-5]. Вместе с тем, несмотря на достаточно обширные исследования по применению НМГ у беременных с СД, до настоящего времени нет общепринятых рекомендаций по коррекции инсулинотерапии в зависимости от данных НМГ, более того, преимущества НМГ над частым СКГ выявляются не во всех исследованиях [6].

В связи с вышесказанным в клинике эндокринологии МОНИКИ мы провели сравнение СКГ и НМГ у 18 беременных больных СД1 (14 больных) и СД2 (4 больных) в возрасте от 19 до 38 лет с ранее установленным диагнозом СД. Больные с СД2 до беременности получали ПССП, а после ее наступления были переведены на инсулинотерапию. На момент исследования срок беременности составлял от 8 до 31 нед. Все беременные получали инсулинотерапию, медиана СДИ равнялась 48,5 [23,5; 66] ЕД.

У 12 беременных уровень HbA1c был выше целевых значений («декомпенсированный диабет») и в среднем составлял 8,5±1% (группа I), а у 6 женщин - в пределах целевых («компенсированный диабет») и в среднем составлял 5,6±0,3% (группа II). Заметим, что верхняя граница нормы для HbA1c в нашей лаборатории составляет 5,8%.

Всем беременным было проведено НМГ длительностью от 2 до 8 дней.

Для оценки данных НМГ был использован метод Hernandez и соавт. [3], специально разработанный для беременных (табл. 13.1).

Таблица 13.1. Параметры, оцениваемые по результатам непрерывного мониторирования глюкозы [3]
Гликемия Описание

Натощак

Среднее значение шести последовательных измерений, первое из которых выполнено в 07:00 после минимум 7 ч голода

Препрандиальная

Среднее значение трех последовательных измерений непосредственно перед завтраком, обедом или ужином

Постпрандиальная через 1 ч после начала приема пищи

Среднее значение трех последовательных измерений, первое из которых выполнено через 1 ч от начала завтрака, обеда или ужина

Постпрандиальная через 2 ч после начала приема пищи

Среднее значение трех последовательных измерений, первое из которых выполнено через 2 ч от начала завтрака, обеда или ужина

Средняя дневная

Среднее значение всех измерений гликемии между 07:00 и 23:00

Средняя ночная

Среднее значение всех измерений гликемии между 23:00 и 07:00

Средняя суточная

Среднее значение всех измерений, сделанных в течение 24 ч с 23:00 по 23:00

Самая низкая в ночное время

Среднее значение шести последовательных самых низких показателей в течение ночи: с 23:00 до 07:00

Изменение в течение 1 ч после еды

Гликемия через 1 ч после начала приема пищи минус ПГ

Пик постпрандиальной

Наибольшая гликемия в течение 2 ч после начала приема пищи

Время достижения пика постпрандиальной

Время от начала приема пищи до постпрандиального пика гликемии

Процент >7 ммоль/л

Процент времени, когда гликемия превышает 7 ммоль/л

Беременные проводили самоконтроль гликемии минимум 7 раз в сутки: перед основными приемами пищи, через 1 ч после начала приема пищи и перед сном. Гипогликемией считался уровень глюкозы крови <2,8 ммоль/л, сопровождающийся клинической симптоматикой, или <2,2 ммоль/л в отсутствие симптомов.

Таблица 13.2. Характеристика групп беременных с сахарным диабетом
Параметр Группа I Группа II Значение р

Возраст, лет

27,9±5,8

27,2±1,8

0,75

Количество пациенток с СД2, абс.

3

1

0,69

Длительность СД, лет

8,5±7,5

14,5±5,6

0,125

Срок беременности, нед

15,9±5,9

19,7±6,3

0,25

HbA1c, %

8,5±1,0

5,6±0,3

<0,001

Как видно из табл. 13.2, больные двух групп не различались по возрасту и срокам беременности. СД2 был у 3 беременных в группе I и у 1 - в группе II, у остальных был СД1. Межгрупповые различия по длительности заболевания не были статистически значимыми. Статистически значимое различие по уровню HbA1c между группами I и II отражает адекватность исходного разделения обследуемых больных на тех, у кого целевые показатели не были (группа I) и были (группа II) достигнуты.

Таблица 13.3. Результаты самоконтроля гликемии (ммоль/л) у беременных с целевыми показателями HbA1c (группа I) и выше целевых (группа II)
Гликемия в разное время суток (целевой уровень ммоль/л) Группа I M±m Группа II M±m Значение p

Утром натощак (<5,1)

6,3±1,6

6,2±1,6

0,682

Через 1 ч после завтрака (<7,0)

9,7±2,5

8,7±2,1

0,437

Перед обедом (<5,1)

6,0±1,4

4,9±2,1

0,25

Через 1 ч после обеда (<7,0)

7,5±0,8

6,3±0,9

0,01

Перед ужином (<5,1)

6,0±1,9

5,0±2,2

0,25

Через 1 ч после ужина (<7,0)

6,7±1,7

5,9±0,6

0,1

Перед сном (<5,1)

6,3±1,7

5,7±1,9

0,553

Число легких гипогликемий

8,2±10,9

11,7±7,4

0,467

Как видно из табл. 13.3, гликемия натощак практически совпадает в обеих группах, а в остальное время суток она выше у больных с нецелевыми показателями HbA1c. Вероятно, это можно интерпретировать так, что целевые показатели беременным труднее всего достигать в дневное время, когда вводится короткий инсулин и для расчета его дозы нужно учитывать и уровень гликемии перед едой и ХЕ в предстоящем приеме пищи. Кроме того, даже в группе II (с целевыми показателями HbA1c) средние значения гликемии превышали целевые показатели. Следовательно, достижение контроля СД по HbA1c не обязательно свидетельствует о постоянном нахождении гликемии в целевом диапазоне значений даже для СКГ, а не НМГ. Как и следовало ожидать [2, 6], частота легких гипогликемий была ниже в группе I (медиана 5 [1,75; 9]), чем в группе II - (медиана 11,5 [7,5; 17]). Вместе с тем статистически значимых различий между группами практически не было, что, скорее всего, связано с небольшой выборкой наблюдений.

Таблица 13.4. Обработанные по методу Hernandez и соавт. [3] (см. табл. 13.1) результаты непрерывного мониторирования гликемии (ммоль/л, М±m) у беременных по нецелевым (группа I) и целевым (группа II) показателями HbA1c
Гликемия Группа I Группа II Значение p

Натощак

5,8±1,0

5,5±1,0

1,0

Перед завтраком

6,8±2,4

5,7±0,8

0,616

Через 1 ч после завтрака

8,3±1,9

7,2±2,2

0,616

Через 2 ч после завтрака

7,2±2,1

6,1±0,8

0,553

Перед обедом

6,0±2,2

4,8±1,0

0,053

Через 1 ч после обеда

6,1±1,2

6,6±1,2

0,682

Через 2 ч после обеда

5,4±1,4

5,4±1,5

0,620

Перед ужином

5,7±1,3

5,0±0,3

0,335

Через 1 ч после ужина

7,1±1,4

5,8±1,0

0,041

Через 2 ч после ужина

6,6±1,2

5,8±0,7

0,102

Средняя дневная

4,3±2,9

5,9±0,3

0,151

Средняя ночная

6,0±0,9

5,8±0,7

0,616

Средняя суточная

4,3±2,9

5,9±0,4

0,125

Изменения через 1 ч после завтрака

1,5±1,6

1,1 [0,53;1,83]

1,2±2,0

0,3 [0,23;2,25]

0,335

Изменения через 1 ч после обеда

0,08±2,3

0,6 [0,03; 0,85]

1,9±0,8

1,8 [1,7; 2,2]

0,013

Изменения через 1 ч после ужина

1,4±1,4

1,05 [0,73; 2,0]

0,8±1,1

0,9 [1,3; 2,7]

0,964

Процент гликемии >7 ммоль/л, %

36,3

24,3

0,072

Самая низкая в ночное время

4,3±0,8

4,2±0,9

0,627

Пик постпрандиальной

8,3±1,4

7,9±0,9

0,606

Время достижения пика постпрандиальной, мин

58,3±17,3

68,6±14,3

0,35

Данные представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение и медианы и 25-75 процентиля [25%; 75%].

Как видно из табл. 13.4, результаты тривиального анализа данных НМГ (среднее значение и общепринятый анализ для СКГ) практически совпадают с результатами СКГ (табл. 13.3) по большинству показателей. В итоге преимуществ НМГ по сравнению с СКГ оказывается немного, что еще раз указывает на целесообразность использования нетривиальных методов анализа НМГ (см. разделы 11 и 12).

По данным НМГ (табл. 13.4), как и при СКГ (табл. 13.3), уровень гликемии натощак в обеих группах совпадал, а в других случаях гликемия в группе I была обычно выше, чем в группе II.

Вместе с тем с помощью НМГ получены и отличающиеся от анализа СКГ данные. Через 2 ч после еды уровни гликемии начинают уравниваться в группах, что еще раз подчеркивает проблему адекватности расчета дозы короткого инсулина именно на еду в группе I. Очень показательны в этом отношении результаты вокруг ужина: до него средние уровни гликемии мало отличались в группах, через 1 ч после ужина - гликемия достоверно стала выше в группе I, а через 2 ч она снова уравнялась.

Кроме того, чем больше объем принимаемой пищи, тем больше ошибки в расчете дозы короткого инсулина: в группе I гликемия через 1 ч после обеда меняется в существенно меньшей степени, чем в группе II <0,013). Это указывает на то, что больные в группе I короткий инсулин вводят в недостаточной дозе. Объяснить это можно тем, что при неуверенности в расчете дозы инсулина больные предпочитают ее «недодозировать», чем «передозировать». На «недодозировку» короткого инсулина также указывает несколько более высокий пик постпрандиальной гликемии в группе I.

Достоверно более высокий процент больных с гликемией >7 ммоль отражает исходное формирование групп - с заведомо более высокой гликемией среди больных группы I.

Исходя из того, что в ночное время самый низкий уровень гликемии совпадает в обеих группах так же, как и среднее ночное значение, можно предположить, что в подборе дозы пролонгированного инсулина у больных обеих групп проблем нет. Отсюда можно сделать вывод, что гипергликемия в дневное время вносит наибольший вклад в повышенный и внецелевой уровень HbA1c в группе I.

Таким образом, несмотря на простой способ обработки данных НМГ, удалось получить с его помощью неочевидный результат: у высоко мотивированных больных, нацеленных на поддержание уровня гликемии близко к нормальным значениям (беременные с диабетом), недостижение целевого уровня HbA1c связано с проблемой неадекватности расчета дозы короткого инсулина. Отсюда в клинической практике у беременных с диабетом при недостижении целевого уровня HbA1c в первую очередь диабетолог должен обратить внимание на адекватность расчета дозы короткого инсулина (болюса в случае ПИ).

Литература

  1. Древаль А.В. Диабетологическая практика. М. : ГЭОТАР-Медицина, 2018. 544 с.

  2. Castorino K., Jovanovič L. Pregnancy and diabetes management: advances and controversies // Clin. Chem. 2011. Vol. 57, N 2. P. 221-230. doi: 10.1373/clinchem.2010.155382.

  3. Dalfrà M.G., Chilelli N.C., Di Cianni G. et al. Glucose fluctuations during gestation: an additional tool for monitoring pregnancy complicated by diabetes // Int. J. Endocrinol. 2013. Vol. 2013. Article ID 279021. doi: 10.1155/2013/279021.

  4. Hernandez T.L., Barbour L.A. A standard approach to continuous glucose monitor data in pregnancy for the study of fetal growth and infant outcomes // Diabetes Technol. Ther. 2013. Vol. 15, N 2. P. 172-179. doi: 10.1089/dia.2012.0223.

  5. Moy F.M., Ray A., Buckley B.S. Techniques of monitoring blood glucose during pregnancy for women with pre-existing diabetes // Cochrane Database Syst. Rev. 2014. Vol. 4. CD009613. doi: 10.1002/14651858. CD009613.pub2.

  6. Murphy H.R., Rayman G., Lewis K. et al. Effectiveness of continuous glucose monitoring in pregnant women with diabetes: randomised clinical trial // BMJ. 2008. Vol. 337. Article ID a1680. doi: 10.1136/bmj.a1680.

III. ПЕРСПЕКТИВЫ ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ И НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ

В этой главе рассмотрим некоторые теоретические аспекты оптимальной регуляции гликемии, которые были разработаны мною в разное время, но до сих пор не получили широкого клинического распространения ввиду недостаточного совершенства современной инсулинотерапии, несмотря на впечатляющие достижения в этом направлении, особенно в последние годы. Вместе с тем сегодня уже начали разрабатываться устройства (ИБК) и сахароснижающие лекарственные препараты избирательного действия на ПГП, для которых представленные здесь теоретические аспекты будут, полагаю, определенным обоснованием целесообразности и эффективности новых методов лечения диабета, избирательно влияющих на различные инсулинзависимые ткани.

14. Новая парадигма патогенеза гипергликемии у больных сахарным диабетом и основанная на ней избирательная помповая и другая сахароснижающая терапия

14.1. ДИАГНОСТИКА МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПОДТИПОВ САХАРНОГО ДИАБЕТА ВО ВНУТРИВЕННОМ ТЕСТЕ ТОЛЕРАНТНОСТИ К ГЛЮКОЗЕ

Для расчета определенных биологических параметров организма используется, явно или неявно, определенная математическая модель анализируемого процесса. Это утверждение касается и диагностики СД по уровню глюкозы крови. При этом математический метод диагностики диабета настолько простой, что его даже не принято называть математической моделью, хотя это и так. Суть его заключается в том, что диагноз диабета устанавливается тогда, когда уровень глюкозы крови превышает определенное пороговое значение (которое, кстати, является результатом международного консенсуса и неоднократно пересматривалось в истории диабетологии). Математической моделью в этом случае является простая операция сопоставления уровня глюкозы крови у больного с пороговым значением гликемии [натощак и в пероральном тесте толерантности к глюкозе (ПТТГ) через 2 ч после начала теста].

Вместе с тем ПТТГ не является идеальным методом диагностики диабета, так как изменение уровня глюкозы крови в тесте отражает не только процесс элиминации глюкозы из крови, на который влияет уровень инсулина крови, но и процесс всасывания глюкозы из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), на который инсулин не оказывает какого-либо существенного влияния. Отсюда очевидно, что идеальным методом исследования недостаточности биологического действия инсулина должен был бы быть внутривенный тест толерантности к глюкозе (ВТТГ). В нем снижение уровня глюкозы крови после быстрого (3-5 мин) внутривенного введения зависит исключительно от действия инсулина. Для того чтобы по результатам ВТТГ определить, есть ли у обследуемого СД, нужно вычислить скорость снижения уровня глюкозы крови в тесте. Очевидно, что чем она меньше, тем инсулиновая недостаточность больше. Для оценки скорости снижения концентрации любого вещества в крови, в том числе и глюкозы, используется кинетическая математическая модель (см. ниже), которая хотя и сложнее, чем работа с пороговым значением в ПТТГ, но эта скорость может быть вычислена автоматически и быстро на любом персональном компьютере.

Однако для диагностики диабета ВТТГ не используется не только в клинической практике, но и даже в научных исследованиях. Разберем в этом разделе, почему это произошло, и покажем, что этот метод диагностики диабета существенно более перспективный (если его правильно использовать!), чем ПТТГ.

14.1.1. Оригинальная математическая модель внутривенного теста толерантности к глюкозе

Впервые предложено использовать ВТТГ для диагностики диабета еще в 1943 г. G.D. Greville и, как утверждалось в этой работе, достаточно успешно. При этом для расчета скорости элиминации глюкозы из крови им была предложена очень простая кинетическая модель, в которой скорость снижения уровня глюкозы крови [dC(t)/dt] после внутривенного введения ее болюса (около 20 г в/в струйно в течение нескольких минут) считалась пропорциональной концентрации глюкозы крови C(t) с коэффициентом пропорциональности k:

dC(t)/dt= -k×C(t). (1)

Понятно, что чем больше коэффициент k, тем скорость снижения глюкозы крови выше, а следовательно, его величину можно использовать как показатель степени нарушения утилизации глюкозы из крови. Исходя из этих соображений, при СД коэффициент k должен быть тем ниже, чем более выражена инсулиновая недостаточность, а следовательно, он мог бы быть достаточно простым и объективным критерием диагностики СД.

Но при попытке клинического внедрения этого метода диагностики диабета возникла одна техническая проблема, на которую Greville обратил внимание уже в своей первой работе [5]. Опустим математические тонкости, обосновывающие необходимость вычисления коэффициента k, исходя из полулогарифмического графика, представленного на рис. 14.1. Суть вычисления заключается в том, что нужно определить угол наклона прямой линии регрессии логарифмов гликемии [lnC(t)] к оси абсцисс (время t в тесте) - это, по сути, и есть коэффициент k [более корректно k = tgα (рис. 14.1)]. Причем точки lnC(t) должны обязательно ложиться вдоль прямой регрессии на графике. Но, к сожалению, как отметил Greville, эти точки логарифма гликемии тем больше отклоняются вверх от прямой, чем дальше гликемия отдаляется от начала теста (рис. 14.1).

В итоге однозначно определить коэффициент оказалось невозможно, более того, если игнорировать это систематическое отклонение и провести прямую линию регрессии через точки логарифма гликемии, то у некоторых больных с явной клиникой СД коэффициент k окажется нормальным.

Предложение Greville усовершенствовать метод расчета коэффициента k путем логарифмирования разницы гликемии в тесте [G(t)] и глюкозы натощак (FBG) дает еще худшие результаты - точки ln [G(t) - FBG] в полулогарифмических координатах все равно систематически отклоняются от прямой, но теперь вниз в конце графика, причем в еще гораздо большей степени, чем вверх ln G(t) (см. рис. 14.1). В итоге однозначно рассчитать значение k при этом подходе тем более оказалось невозможно. Объяснения этому феномену не было дано, и пошли по пути упрощения теста: в расчет коэффициента k стали включать только начальные 20 мин теста, где расположение точек ln G(t) было более менее прямолинейным. Из-за возникших методических проблем «усеченный» метод ВТТГ стали использовать только в научных исследованиях и отказались от его использования в клинической практике, причем до настоящего времени.

pic 0051
Рис. 14.1. Схема поведения в полулогарифмических координатах данных гликемии [С(t)], разностей гликемии и глюкозы крови натощак [С(t) - FBG], а также гликемии и вычисляемого параметра H [C(t) - H]

В 1980-е годы мной была предложена гипотеза, представленная вначале в отечественных журналах [1-3] (Приложение 1), а затем и в зарубежном [4]. Она объясняла наблюдавшийся феномен отклонений, и с ее помощью был откорректирован метод расчета k-критерия, который позволил не только однозначно отделить больных СД от здоровых и больных СД1 от СД2, но и ранние нарушения углеводного обмена от явного СД (рис. 14.2).

При этом даже удалось получить косвенную оценку ПГП. Но, к сожалению, это уже не спасло ВТТГ от забвения, и ПТТГ до сих пор продолжает использоваться как единственный и общепризнанный диабетологами динамический тест диагностики диабета.

pic 0052
Рис. 14.2. Двумерный параметр (индекс) P(k,H) кинетики глюкозы при диабете и у лиц, не страдающих диабетом. На рисунке указаны для лиц без диабета минимальные значения k-индекса, среднее индекса, максимум H-индекса, средний уровень сахара натощак (УСН) и среднее H-индекса. НБГ - нарушенный баланс глюкозы. H1 (k) и H2 (k) - дискриминантные функции. I-IV - четыре варианта нарушения баланса глюкозы при явном сахарном диабете: • - P(k,H) индексы у лиц без диабета; о - P (k,H) индексы больных сахарным диабетом 2-го типа («умеренные» нарушения баланса глюкозы); ■ - P(k,H) индексы больных сахарным диабетом 1-го типа («тяжелые» нарушения углеводного баланса)

Тем не менее, возможно, для улучшенного метода диагностики диабета по результатам ВТТГ может наступить ренессанс. Например, потому что в последние годы изобретены сахароснижающие препараты, влияющие на ПГП (в частности, инкретиновый ряд), а выделить среди больных диабетом тех, у кого преимущественно нарушена ПГП по сравнению с ее элиминацией может только откорректированный метод обработки результатов ВТТГ. Остановимся ниже на принципе уточненного ВТТГ и укажем, какие преимущества он дает по сравнению с традиционным ПТТГ.

Вообще говоря, простейшая модель кинетики глюкозы (1) вполне успешно работает у гепатэктомированных крыс; то есть у крыс без печени логарифмированные точки гликемии ВТТГ ln C(t) для расчета коэффициента k ложатся точно вдоль прямой линии регрессии и никаких систематических отклонений от прямой у них не наблюдается. Отсюда следует очевидный вывод, что наблюдаемое систематическое отклонение от прямой точек ln G(t) связано с тем, что в процессе ВТТГ сохраняется ПГП и ее как-то нужно учесть в модели кинетики глюкозы. Теоретически это просто: сделаем предположение, что скорость элиминации глюкозы из крови (dС(t)/dt) пропорциональна не уровню гликемии в тесте G(t), а разнице между гликемией, создаваемой внутривенно введенной глюкозой в тесте, и концентрацией глюкозы крови, которая зависит от ПГП (H), и допустим для простоты, что эту продукцию можно считать усредненной для теста, то есть постоянной. То есть Н, так же как и k, это неизвестная константа, которую необходимо определить по результатам теста. Если сказанное представить лаконично, то математически модель кинетики глюкозы в тесте будет выглядеть так:

dG(t)/dt = k × [С(t) - H]. (2)

Итак, возникает математическая задача: как по результатам ВТТГ вычислить не только k, но и H? Возможны разные математические решения, но наиболее очевидное решение с физиологической точки зрения как раз и было описано в опубликованных мной работах [1-4].

Суть метода основывается на том, что у гепатэктомированных крыс точки ln С(t) не отклоняются от прямой линии в координатах рис. 14.1, то есть в принципе простейшая модель (1) вполне адекватно описывает кинетику глюкозы, если устранить влияние печени, то есть параметрH. Причем очевидно, что ПГП в тесте ниже тощакового значения, но при этом она вполне может быть ненулевой. Значит, значение H лежит где-то в пределах от 0 до гликемии натощак FBG. Отсюда, если подобрать между значениями 0 и FBG такое число H, которое располагает точки теста ln G(t) - H как можно ближе к прямой линии регрессии на графике [ln (G(t) - Н, t)] (см. рис. 14.1) (фактически ищется минимум расстояния точек (ln G(t) - H) к линии регрессии, проведенной через эти точки в координатах рис. 14.1), то оно и будет отражать среднюю концентрацию глюкозы крови H, которую создает печень в процессе ВТТГ. Если этот математический процесс описать с физиологической точки зрения, то предполагается, что простейшая модель кинетики глюкозы (1) в принципе адекватно отражает кинетику глюкозы в тесте, а систематическое искажение ее результатов [отклонение от прямой линии вверх точек ln C(t)] как раз и проявляет влияние печени (продукцию глюкозы печени в тесте), так как другого дополнительного к тесту источника глюкозы в крови, кроме печени, нет в ВТТГ. Следовательно, если устранить наблюдаемое искажение (выровнять кривую), то степень искажения прямой линии и есть косвенный показатель ПГП, то есть параметр H.

Если эта гипотеза верна, то предложенный подход должен позволить однозначно диагностировать с помощью ВТТГ СД, причем включая все точки теста, а не усекая их до первых 20 мин, когда ПГП должна быть полностью подавлена (нулевая или близка к нулю). В отличие от простейшей модели кинетики глюкозы (1), из модели (2) можно получить не только параметр k (скорость элиминации глюкозы), но и параметр H, косвенно отражающий ПГП. Следовательно, наглядно особенности углеводного обмена у обследуемого должны быть представлены на двумерном графике (k, H) некоторой точкой (двумерным параметром) P(k, H) (см. рис. 14.2).

С более обстоятельным математическим обоснованием предложенного метода обработки результатов ВТТГ можно ознакомиться в статье [4] и Приложении 1 книги. Здесь лишь заметим, что возрастающее отклонение точек ln C(t) от прямой к концу теста связано не с восстановлением ПГП в тесте, как можно было бы предположить, а вызвано сугубо математической ошибкой вычислений.

Следует заметить, что попытки как-то преодолеть проблему неадекватности простейшей модели кинетики глюкозы (1) были как до, так и после опубликованных в 1980-е годы моих работ по ВТТГ. Их суть заключалась в том, что исследователи по моделированию диабета (главным образом научные школы Cobelli в Италии и Bergman в США) увеличивали число параметров модели кинетики глюкозы, вводя в нее данные исследования инсулина и даже глюкагона, что приводило к увеличению числа параметров математической модели диабета, которые нужно было вычислить по результатам теста. А это одно из «проклятий» сложных моделей, заключающееся не в том, что эти параметры сложно вычислить, а в том, что когда их больше двух, то обычно теряется однозначность результата вычислений.

Поясню это утверждение наглядно. Качество моделирования определяется тем, насколько точно модель диабета имитирует поведение гликемии. Оказывается, что если число параметров модели 3 и более, то можно подобрать практически бесчисленную их комбинацию, которая позволит очень точно имитировать поведение гликемии у больного. Но при этом определить, какая из комбинаций является соответствующей действительности, невозможно.

Когда я построил простейшую работающую и описанную выше модель кинетики глюкозы в ВТТГ, то обсудил результаты с известным математиком-алгебраистом из МГУ академиком РАН Гельфандом Израилем Моисеевичем, который всегда интересовался медицинскими задачами с математической точки зрения. Первый вопрос, который он мне задал: «Сколько параметров в модели?» Я ответил: «Два: скорость выведения глюкозы и продукция глюкозы печенью». На что он заметил, что тогда моим результатам можно доверять, так как в случае трех параметров результат всегда можно подогнать под нужный. Это замечание, собственно, и отражает неопределенность результатов моделирования сложными моделями. Так что главным достоинством предложенной модели кинетики является ее простота и, как следствие, однозначность моделирования, а следовательно, диагностики диабета. Что и было показано в клинических исследованиях (см. рис. 14.2).

14.1.2. Метаболические подтипы сахарного диабета, выявляемые во внутривенном тесте толерантности к глюкозе

Результаты расчета параметров P(k, H) у лиц без диабета и с диабетом 1-го и 2-го типов представлены на рис. 14.2, из которого видно, что расположение точек (параметров) P(k, H) однозначно различается не только между здоровыми и больными диабетом, но и между больными диабетом 1-го и 2-го типов. Между этими областями можно построить 2 дискриминантные кривые D(t), которые могут служить пороговыми критериями в диагностике диабета и его типов. В частности, расстояние от P(k, H) до дискриминантной кривой, отделяющей больных диабетом от нормы, может служить показателем степени нарушения углеводного обмена.

Из рис. 14.2 также видно, что у части больных нарушение углеводного обмена связано не с нарушением элиминации глюкозы (значение параметра k у них нормально), а с повышенной ПГП (повышен параметр H) или наоборот. Если учесть все особенности патологического сочетания параметров k и H, то выделяемые на сегодня 2 типа диабета распадаются на 7 подтипов (табл. 14.1). То есть предложенный метод анализа ВТТГ, в отличие от используемого ПТТГ, позволяет оценить нарушение углеводного обмена при СД не как статического состояния (уровень глюкозы крови), а динамического [через потоки глюкозы в кровь из печени (H) и из крови в ткани (k)], что позволяет выделить новые его подтипы, а следовательно, и новые перспективы лечения, влияющие не только на уровень глюкозы крови, но и на интенсивность потоков глюкозы. В частности, из рис. 14.2 также видно, что среди лиц без нарушений углеводного обмена отчетливо выделяются лица с очень высокой продукцией глюкозы крови H, которая компенсируется высокой ее элиминацией k, и гипергликемия потому не развивается. С другой стороны, есть лица и с очень низкой элиминацией глюкозы крови k, которая компенсируется и очень низкой ПГП H, иначе у этих больных развивалась бы гипергликемия (то есть диабет). Эти данные позволяют наполнить очень неопределенный, абстрактный на сегодня термин «предиабет» материальным содержанием: к предиабету следует относить состояния, при которых гликемия нормальна, но нарушена кинетика глюкозы (продукция печенью / элиминация из крови), которая на этой стадии болезни хотя и патологическая, но сбалансирована так, что не приводит к гипергликемии.

Таблица 14.1. Семь метаболических подтипов сахарного диабета, которые выявляются во внутривенном тесте толерантности к глюкозе у больных сахарным диабетом 1-го и 2-го типов

Типы СД

Метаболические подтипы СД

I (H нормален, k↓)

II (H↑, k↓)

III (H↑, k нормален)

IV (H нормален, k нормален, но P (k, H) выше кривой D1 (k), то есть в зоне диабета

СД1

1-I (23%)

1-II (15%)

1-III (62%)

-

СД2

2-I (63%)

2-II (7%)

2-III (30%)

2-IV (7%)

Понятно, что неустранимым на сегодня практическим недостатком ВТТГ является сложность процедуры исследования гликемии, прежде всего необходимость частого исследования гликемии в венозной крови. Но с учетом уже используемого в клинике метода непрерывного исследования гликемии, несложно разработать необременительный для клинической практики метод диагностики диабета по результатам в/в введения глюкозы крови. В конечном счете, если ВТТГ позволяет диагностировать такие нарушения углеводного обмена, которые не могут быть выявлены никаким другим способом, и они окажутся значимыми для выбора оптимального лечения диабета, то указанные технические сложности процедуры могут быть оправданы.

Итак, фактически описанный метод анализа ВТТГ позволяет выдвинуть новую парадигму патогенеза, соответственно, диагностики и лечения СД: рассматривать это заболевание не только с точки зрения нарушения гомеостаза глюкозы крови (то есть поддержания уровня глюкозы крови в заданном диапазоне), а и с точки зрения регуляции потоков глюкозы, при котором гомеостаз гликемии является производным, вторичным по отношению к регуляции потоков глюкозы параметром. С точки зрения этой парадигмы механизмы и способы лечения СД могут быть пересмотрены. Вообще говоря, рассмотрение диабета в рамках новой парадигмы было бы бессмысленно для практической диабетологии, если бы не было предложено метода, пусть косвенного, оценки потоков глюкозы. Но поскольку метод оценки потоков глюкозы у больного представлен выше и его работоспособность фактически подтверждена в обычной клинической практике, то, полагаю, настало время в диабетологии двигаться в этом новом направлении.

Что касается ПИ, то, возможно, больным, у которых ПГП повышена по результатам ВТТГ, инсулин целесообразно подавать в портальную систему печени; а у тех, у кого утилизация глюкозы нарушена, а ПГП не повышена, инсулин целесообразно подавать как обычно, то есть первично в системный кровоток, чтобы стимулировать утилизацию глюкозы периферическими инсулинзависимыми тканями.

В настоящее время разработаны помпы, которые подают не только инсулин, но и контринсулиновый гормон глюкагон, биологическое действие которого заключается в стимуляции ПГП. Следовательно, по результатам ВТТГ можно выделить больных диабетом, которые особенно нуждаются в такой регуляции, и наоборот.

Но это, естественно, предположения, которые предстоит еще проверить в клинических условиях.

Литература

  1. Древаль А.В. Идентификация параметров одночастевых моделей внутривенного теста толерантности к глюкозе // Лаб. дело. 1988. № 1. С. 3-8.

  2. Древаль А.В. Двумерный параметр кинетики глюкозы в диагностике сахарного диабета // Лаб. дело. 1988. № 4. С. 47-54.

  3. Древаль А.В. Двумерный параметр кинетики глюкозы в оценке эффективности и прогноза лечения сахарного диабета // Тер. арх. 1988. № 9. С. 20-24.

  4. Dreval A.V., Ametov A.S. Impaired glucose balance and subtypes of diabetes mellitus revealed in intravenous glucose tolerance test // Diabetes Res. Clin. Pract. 2007. Vol. 76, N 3. Suppl. P. S68-S75.

  5. Greville G.D. The intravenous glucose tolerance equation. // Biochem J. 1943. Vol. 37, N 1. P. 17-24.

14.2. МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПОДТИПЫ САХАРНОГО ДИАБЕТА КАК ПРОЯВЛЕНИЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ «СТВОЛОВОГО» ТРАНСПОРТЕРА (ПРОТРАНСПОРТЕРА) ГЛЮКОЗЫ (НОВАЯ ПАРАДИГМА САХАРНОГО ДИАБЕТА)

Представленные в предыдущих двух разделах данные о метаболических вариантах СД показывают, что в каждом из типов СД (1-м или 2-м) могут наблюдаться практически все 4 метаболических подтипа, и в этом отношении они не отличаются. При этом 1-й тип СД от 2-го четко разграничивается только по выраженности метаболических нарушений в ВТТГ, которую характеризует удаленность интегрального двумерного параметра D(H, k) от дискриминантной кривой нормальных значений (Приложение 1). То есть в ВТТГ 1-й тип СД от 2-го отличается с точки зрения нарушения метаболизма глюкозы только количественно, но не качественно. Следовательно, совпадающая качественная сущность двух типов СД (метаболические подтипы) требует интерпретации. Некоторый набросок новой парадигмы СД, объясняющей происхождение метаболических подтипов диабета, был впервые представлен в журнале «Вопросы питания» (1991, № 3, С. 4-9), но здесь она существенно уточнена с учетом описанных в разделах 14.2 и 14.3 данных, а также новых научных данных, полученных за прошедшее с тех пор время.

Установлено, что у больных СД, несмотря на устранение инсулиновой недостаточности, нарушение трансмембранного транспорта глюкозы сохраняется не только в инсулинзависимых тканях, но и инсулиннезависимых [11, 27], причем во вторых такого рода транспортные нарушения не сопровождаются патологией инсулиновых рецепторов (их там просто нет!) [2]. Сохранение при СД чувствительности к инсулину печени [15], где глюкоза пассивно проходит через мембрану гепатоцита, без участия транспортера глюкозы (ТГ), свидетельствует о том, что именно на уровне ТГ может быть сосредоточен патологический процесс, ведущий к развитию гипергликемии.

Установлено также, что и в β-клетках избирательно может быть поражен ТГ, поскольку при СД1 отсутствует адекватная секреция инсулина на глюкозный стимул, но при этом может быть сохранена на аргининовый [21].

Эти данные позволяют предположить, что общей и ключевой первопричиной СД любого типа (как 1-го, так и 2-го) может быть патология ТГ. Рассмотрим с этой точки зрения патогенез нарушения гомеостаза гликемии.

Современная концепция эффективного лечения СД базируется на концепции, что кардинальным параметром, отражающим состояние углеводного обмена у обследуемого, является уровень гликемии: если он находится в нормальных пределах, тогда делается заключение, что углеводный обмен у обследуемого нормален, следовательно, СД нет.

Поддержание гликемии в нормальных пределах является очень важным гомеостатическим механизмом, так как непрерывно обеспечивает глюкозой клетки организма, прежде всего мозга. Но очевидно, что нормогликемия не является при этом и показателем нормального транспорта глюкозы во все клетки организма. Например, теоретически можно указать полный перечень комбинаций нарушений утилизации глюкозы из крови и/или ее продукции печенью, при которых гликемия может поддерживаться в нормальных пределах.

  1. Первично возникшая гиперпродукция глюкозы печенью - нормогликемия поддерживается адекватно повышенной утилизацией глюкозы тканями.

  2. Первично возникшее нарушение утилизации глюкозы тканями (например, инсулинрезистентность периферических тканей) - нормогликемия поддерживается адекватно сниженной ПГП.

  3. Первично возникшая гиперутилизация глюкозы тканями (например, повышенная чувствительность к инсулину) - нормогликемия поддерживается адекватно повышенной ПГП.

  4. Первично возникшее снижение ПГП - нормогликемия поддерживается адекватно сниженной утилизацией глюкозы тканями.

В систему гомеостаза глюкозы крови входят органы и ткани, которые участвуют в утилизации глюкозы, продуцируемой печенью, а также биологически активные вещества, главным образом гормоны, влияющие как на продукцию глюкозы, так и на ее утилизацию из крови. Целевым показателем гомеостаза глюкозы крови является соответственно нормогликемия. Отсюда вытекают современные принципы диагностики диабета (гипергликемия) и цели его лечения (нормализация гликемии).

Однако, как следует из вышеизложенного, гипергликемия развивается только тогда, когда первично нарушенный поток глюкозы в кровь или из крови не компенсируется соответствующим потоком глюкозы из крови или в кровь. Отсюда гипергликемию можно рассматривать как следующую, более продвинутую стадию СД, а метаболический дисбаланс потоков глюкозы в кровь и из крови, не проявляющийся гипергликемией, является фактически «метаболическим предиабетом». С этой точки зрения открываются принципиально новые перспективы лечения СД на стадии дисбаланса глюкозы и в случае эффективности - предотвращение явного СД.

Продолжим описание патогенеза СД с этой новой точки зрения. Итак, если рассматривать нормогликемию как результат тонко сбалансированных потоков глюкозы в кровь из печени, с одной стороны, и в периферические ткани (инсулинзависимые и инсулиннезависимые) - с другой, тогда регуляция гомеостаза глюкозы в норме может быть организована не через уровень гликемии, но через прямую регуляцию потоков глюкозы, например в инсулинзависимые ткани. Сразу замечу, что регуляция гомеостаза глюкозы через потоки не исключает его регуляцию через гликемию, а определенным образом дополняет, объясняя нарушения гомеостаза глюкозы на «предгипергликемическом» уровне (то есть на стадии предиабета, а не диабета).

Как, например, можно представить регуляцию потока глюкозы в периферические инсулинзависимые ткани β-клеткой без участия уровня гликемии? В этом случае секреция инсулина β-клеткой должна зависеть не от концентрации глюкозы крови, а от потока глюкозы в периферические инсулинзависимые ткани. Как это может быть организовано? В этом месте наших рассуждений воспользуемся представлением об общих для всех клеток организма трансмембранных ТГ, в том числе и для β-клеток, продуцирующих инсулин. Если секреция инсулина β-клеткой зависит от скорости потока глюкозы в β-клетку, которая соразмерна скорости потока глюкозы в инсулинзависимые ткани, тогда инсулин, производимый β-клетками, будет обеспечивать в первую очередь нормальный поток глюкозы в инсулинзависимые ткани, а нормогликемия будет следствием этого механизма регуляции.

То, что именно трансмембранный поток глюкозы в β-клетку определяет скорость секреции и синтеза инсулина, подтверждается исследованием с L-глюкозой, которая идентична D-глюкозе по молекулярной массе, растворимости и другим характеристикам, но не диффундирует через мембрану клетки и не способна стимулировать секрецию инсулина [20]. Очевидно, что только инсулиннезависимый поток глюкозы в β-клетку может регулировать секрецию инсулина, так как в противном случае замыкается порочный круг: инсулин повышает поток глюкозы, что ведет к увеличению секреции инсулина, и т.д.

Предлагаемая концепция генерализованной патологии ТГ при любом типе диабета основывается на идее А.М. Уголева [6] о функциональном блоке, согласно которой в различных системах регуляции организма однотипные функции выполняют структурно однотипные физиологические блоки. Уточним его точку зрения с учетом специфики предлагаемой новой парадигмы СД и некоторых новых взглядов на внутриутробное формирование организма. В концепции А.М. Уголева контекстуально предполагается, что в процессе внутриутробного формирования плода образуются полипотенциальный (или «стволовой», по аналогии со стволовой клеткой) трансмембранный ТГ, состоящий из системы функциональных блоков. Попадая в процессе формирования организма в различные ткани этот «стволовой» ТГ модифицируется таким образом, что одни его функциональные блоки оказываются неактивными, а другие - активизируются. Но при этом общая блоковая структура никуда не исчезает и совпадает для ТГ во всех тканях. Например, в инсулинзависимых тканях у ТГ проявляется свойство взаимодействовать с инсулином, который усиливает его транспортную активность. А в инсулиннезависимых тканях этого свойства у ТГ нет. Но в обоих случаях это родственные ТГ. Отсюда можно сделать предположение, что СД представляет собой первичную поломку ТГ, а разнообразие его проявлений связано с тем, что этот процесс поломки может начаться в любой из тканей и в зависимости от свойств ТГ в этой ткани будут наблюдаться те или иные варианты течения СД. Но при этом только ВТТГ позволяет определить ключевую локализацию поломки механизма гомеостаза глюкозы - нарушение продукции, элиминации глюкозы или их комбинация. На ранней преддиабетической фазе развития диабета проявляются только различные варианты метаболического дисбаланса гомеостаза глюкозы, выявляемые в ВТТГ. Исходя из этой новой парадигмы, обсудим возможный патогенез различных вариантов течения СД.

Предложенная концепция дает простое и непротиворечивое объяснение ряду спорных патогенетических механизмов развития СД. Прежде всего, на этой основе может быть понят с единой позиции патогенез СД обоих типов - 1-го и 2-го. Первопричина так называемого эссенциального СД, как указывалось, заключается в генетически детерминированной генерализованной первичной патологии ТГ с преимущественным поражением инсулинзависимых структур и β-клеток поджелудочной железы. Когда первые признаки декомпенсации этой транспортной системы проявляются в молодом возрасте, то от недостатка глюкозозависимого энергообеспечения в растущем организме в наибольшей степени страдают клетки с наиболее интенсивным энергообменом, к которым относятся в системе регуляции обмена глюкозы β-клетки. Не получая в достаточном количестве основного энергетического субстрата - глюкозы, β-клетки не в состоянии нормально функционировать; они деградируют, разрушаются, вследствие чего вымываются ранее недоступные иммунокомпетентной системе внутриклеточные антигены β-клеток, что включает иммунные процессы элиминации патологических клеток, например образование антител к островкам [22] и лимфоцитарную их инфильтрацию [13].

Продукция антител к островковым клеткам в стадии ремиссии СД1 снижается [16], что объясняется уменьшением интенсивности развития дегенеративных процессов в патологически измененных β-клетках на фоне нормогликемии (снимается их гиперстимуляция). В то же время независимость прогрессирования поражения β-клеток от антител к островковым клеткам [17] может отражать именно первичность дегенеративного их разрушения и вторичность образования антител к островковым клеткам.

Гипергликемия при впервые выявленном СД1 замыкает порочный круг: вызывая гиперстимуляцию еще не разрушенных β-клеток, она предъявляет их системе транспорта глюкозы повышенные требования (так как именно за счет глюкозы обеспечивается энергоснабжение гиперстимулированной β-клетки) и тем самым окончательно срывает исходно патологически нарушенный транспорт глюкозы в β-клетку. Более того, гипергликемия нарушает как в инсулинзависимых, так и инсулиннезависимых тканях транспорт глюкозы [11, 26], что также можно объяснить срывом компенсированной ранее первичной патологии ТГ, так как, очевидно, что гипергликемия предъявляет повышенные требования и к этой транспортной системе, истощая ее [18, 19].

Отсюда, чем быстрее и полнее компенсируются обменные нарушения при впервые выявленном СД1, тем надежнее его ремиссия [8].

Предложенная концепция позволяет достаточно легко объяснить необратимость поражений β-клеток тропными к островкам вирусами (краснухи, Коксаки и др.) у лиц, предрасположенных к СД: при первичном дефекте механизмов транспорта глюкозы в β-клетку поражение вирусом лишь части из них ведет к перенапряжению оставшихся и вследствие этого - к необратимому нарушению функции всех инсулинпродуцирующих клеток. Другими словами, готовность к развитию СД1 после поражения островков вирусной инфекцией детерминируется первичной генетической патологией ТГ, где вирус реализует свой пусковой механизм не столько через разрушение, сколько через перенапряжение не затронутых инфекцией β-клеток. Аналогично может быть представлен и любой другой механизм развития СД1 на фоне перенапряжения функционирования β-клеток, например под действием контринсулиновых гормонов.

Гиперглюкагонемия, наблюдаемая как при СД1, так и при СД2, возможно, обусловлена не только выключением тормозящего внутриостровкового влияния инсулина на секрецию глюкагона [14]. Если секреция глюкагона, как и инсулина, зависит от скорости утилизации глюкозы α-клетками, то патология ТГ и в α-клетке должна сопровождаться гиперглюкагонемией, несмотря на высокую гипергликемию при СД.

Как указывалось выше, возникновение явного СД свидетельствует о далеко зашедшей стации нарушения функции ТГ. Косвенно на это указывают данные, что у не страдающих диабетом HLA-идентичных сиблингов больных СД1, выявляется умеренное нарушение скорости утилизации глюкозы [24] и патология ТГ прогрессирует с увеличением длительности СД [25]. В этом отношении показательны результаты исследований Е.Г. Старостиной [4], которая установила, что между степенью истощения β-клеток и снижением скорости утилизации глюкозы тканями отсутствует параллелизм. С позиции генерализованной патологии ТГ, в том числе и β-клеток, это объясняется разным темпом прогрессирования патологии ТГ в разных органах и тканях, участвующих в гомеостазе глюкозы крови. При отсутствии на сегодня специальных методов коррекции патологии ТГ можно ожидать лишь прогрессирования заболевания, чем, вероятно, и обусловлена относительная краткосрочность ремиссии СД1.

Патогенез СД2, который обычно развивается на фоне ожирения, также может быть объяснен с позиции генерализованной патологии ТГ. Например, гипералиментация, стимулируя транспорт глюкозы в жировую и мышечную ткани, ведет к срыву первично нарушенной, но ранее компенсированной патологии ТГ, и поэтому инсулин не в состоянии обеспечить адекватную утилизацию глюкозы в периферических тканях, что и проявляется инсулинорезистентностью [7], причем не только жировой, но и мышечной ткани. Если при СД тучных инсулинорезистентность объясняется сегодня гипертрофией адипоцита, а значение мышечной гипертрофии остается неясным, то с позиции первичной патологии ТГ генерализация инсулинорезистентности кажется очевидной. Далее, инсулинорезистентность приводит к гиперпродукции инсулина, что декомпенсирует первично патологически измененную систему трансмембранного транспорта глюкозы в β-клетках (как проявление системного процесса) и развивается СД2. Таким образом, в отличие от современных взглядов на развитие СД2, ожирение является лишь свидетелем гипералиментации, а первичной патологией - генерализованная патология ТГ. Это косвенно подтверждается исследованием, в котором было показано, что при СД2 степень инсулинорезистентности прямо пропорциональна выраженности пострецепторного блока биологического действия инсулина [23], а нарушения со стороны инсулиновых рецепторов полностью объясняются гиперинсулинемией, то есть вторичны [2].

Патогенез СД2 нетучных пациентов также можно очевидным образом объяснить, исходя из концепции первичной генерализованной патологии ТГ.

Поскольку ренальная глюкозурия (почечный диабет), как известно, связана с нарушением функции активного транспорта глюкозы из первичной мочи через стенки канальцев почек, то и это заболевание тоже можно рассматривать в рамках генетически детерминированной патологии ТГ. Отсюда частая предшествующая СД ренальная глюкозурия получает очевидное объяснение, если исходить из естественного предположения, что декомпенсация генерализованной патологии ТГ может начаться в любом органе (или ткани) в системе гомеостаза глюкозы, в частности в почках. Но следующим, практически неизбежным этапом будет вовлечение и других органов и тканей, например β-клеток, и развитие СД. В свою очередь, частое присоединение к СД почечного диабета не что иное, как вовлечение в патологический процесс почечного механизма транспорта глюкозы.

Кроме почечного диабета и СД к группе заболеваний, связанных с патологией ТГ, логично отнести и болезнь, характеризующуюся избирательным нарушением всасывания глюкозы из ЖКТ [6], причем при такого рода патологии β-клетки и периферические инсулинзависимые ткани надежно защищены от чрезмерных углеводных нагрузок, чем, вероятно, объясняется редкое ее сочетание с СД.

Срыв ранее компенсированной патологии ТГ в каком-либо органе и ткани системы гомеостаза глюкозы может произойти вследствие перенапряжения и/или истощения компенсаторных механизмов. Пока такого рода патологический процесс не затрагивает β-клеток, гипергликемия (то есть СД как таковой) не развивается, благодаря мощному гормональному регулирующему воздействию, компенсирующему генерализованную патологию ТГ в инсулиннезависимых и инсулинзависимых тканях.

Исходя из вышесказанного, СД можно рассматривать как нозологию, относящуюся к группе заболеваний, характерной особенностью которых является нарушение активного трансмембранного транспорта энергетических субстратов (глюкозы, свободных жирных кислот, аланина и т.п.) и других веществ (например, калия, натрия), тем более что нарушение утилизации из крови жиров и аминокислот при СД - установленный факт [9, 10] (хотя пока не ясно, является ли оно вторичным по отношению к патологии ТГ или сопутствующей патологией). В последнем случае патология активного трансмембранного транспорта энергетических субстратов распадается на ряд сочетающихся в той или иной мере синдромов.

Концепция первичной патологии ТГ позволяет дать, например, новое объяснение частому сочетанию гипертонической болезни и СД [5]. Установлено, что у лиц с гипертонической болезнью, причем без избыточной массы тела и с нормальными показателями углеводного обмена в ПТТГ, снижена утилизация глюкозы тканями [12]. Если при этом принять гипотезу патогенеза гипертонической болезни, предложенную Ю.В. Постновым [3], согласно которой причина эссенциальной артериальной гипертонии заложена в генетически детерминированных особенностях структур клеточных мембран ряда тканей, которые заключаются в нарушении их проницаемости для главных катионов (натрия и, вероятно, калия), и сопоставить ее с предложенной концепцией развития СД, тогда становится очевидной топографическая близость этих патологий, что позволяет как-то понять их частое сочетание.

Предложенная концепция в определенном смысле возвращает нас к ранней, доинсулиновой, интерпретации патогенеза СД, когда он рассматривался как состояние нарушенного транспорта глюкозы, ограниченное, правда, почками, откуда и название «СД» - «недержание» глюкозы. Однако, согласно новой позиции, суть транспортных нарушений связана, наоборот, с непроникновением в большей или меньшей степени глюкозы в клетки, и с этой точки зрения СД надо было бы называть «сахарный недиабет» («непроникновение» глюкозы).

И в заключение кратко остановимся на возможной биофизической природе патологии трансмембранного транспорта глюкозы,

который измеряется в миллимолях глюкозы, пересекающей единичную площадь мембраны за 1 с. Интенсивность и направление потока глюкозы через мембрану клетки определяются градиентом ее концентраций, и инсулин лишь облегчает диффузию через мембрану по градиенту концентрации [7]. Отсюда очевидно, что достаточно минимального замедления внутриклеточного процесса утилизации глюкозы, чтобы перепад концентраций глюкозы (фактически градиент) между наружной и внутренней сторонами мембраны уменьшился, что тут же приведет к снижению величины потока глюкозы через клеточную мембрану. Таким образом, нарушение трансмембранного транспорта глюкозы может возникнуть при внутриклеточной ферментопатии, а не только при прямой патологии ТГ.

Итак, суммируем вышесказанные предположения относительно новой парадигмы развития СД.

  1. Нормогликемия поддерживается в норме в результате прежде всего регуляции баланса между ПГП и ее утилизацией тканями, и ключевыми элементами этой регуляции являются мембранные ТГ.

  2. Стартовым патогенетическим механизмом развития СД любого типа является генетически детерминированная генерализованная патология ТГ (в том числе и в β-клетках!), причем генерализация процесса связана с единообразием функционального блока ТГ в различных клетках организма.

  3. Препятствуют активному трансмембранному транспорту глюкозы или структурные изменения наружной мембраны клетки, что является результатом генетически детерминированной патологии фермента(-ов), участвующих в синтезе вещества мембраны, или, что менее вероятно, патологии фермента(-ов), непосредственно участвующего в транспорте и/или утилизации глюкозы клеткой.

  4. Содружественное и выраженное включение в патогенез СД β-клеток, α-клеток и периферических инсулинзависимых тканей указывает на близость функционального блока ТГ в этих тканях, а одновременно выявляемое умеренное нарушение трансмембранного транспорта глюкозы в инсулиннезвисимых тканях тоже отражает патологию ТГ, но менее выраженную.

  5. Абсолютная или относительная инсулиновая недостаточность обусловлена первичным нарушением трансмембранного транспорта глюкозы в β-клетку или периферические инсулинзависимые ткани соответственно.

  6. Патология ТГ может дебютировать изолированно в любом органе или ткани системы гомеостаза глюкозы, что и определяет разнообразие клинической картины - от различных типов СД до почечного диабета (а по сути это одно и то же заболевание - патология ТГ), которая реализуется через поражение его различных функциональных локусов.

Литература

  1. Древаль А.В. // Лаб. дело. 1988. № 4. С. 47-54.

  2. Ефимов А.С., Бездробный Ю.В. Структура и функции инсулиновых рецепторов. Киев, 1987. 172 с.

  3. Постнов Ю.В. // Кардиология. 1985. № 10. С. 63-71.

  4. Старостина Е.Г. Исследование чувствительности к инсулину и эффективности интенсифицированной инсулинотерапии у больных сахарных диабетом 1-го типа : дис. …​ канд. мед. наук. М., 1989.

  5. Строев Ю.И. Наследственность и другие факторы в патогенезе атеросклероза: профилактика некоторых осложнений / под ред. Р.С. Иванова. Л., 1985. С. 64-69.

  6. Уголев А.М. Естественные технологии биологических систем. Л., 1987. 317 с.

  7. Физиология эндокринной системы. Л., 1987. - С. 680.

  8. Block М.В., Rosenfield R.L., Mako М.Е. et al. // N. Engl. J. Med. 1973. Vol. 288. P. 1144-1148.

  9. De Fronzo R.A., Headier R., Simonson D. // Diabetes. 1982. Vol. 31. P. 795-801.

  10. De Fronzo R.A., Simonson D., Del Prato S. // Diabetetes Res. Clin. Pract. 1985. Vol. 1, suppl. 1.P. 128.

  11. De Fronzo R.A., Simonson D., Ferranini E. // Diabetologia. 1982. Vol. 23. P. 313-319.

  12. Ferranini E., Buzzigoli G., Bonadonna R. et al. // N. Engl. J. Med. 1987. Vol. 317. P. 350-357.

  13. Gepts W., De Mey J. // Diabetes. 1978. Vol. 27, suppl. 1. P. 251-261.

  14. Hirch H., Loo S.W., Gabbay К.H. Secondary Diabetes. The Spectrum of the Diabetic Syndromes / еds. S. Podolsky, M. Viswanathan. New York, 1980. P. 1-12.

  15. Hother-Nielsen O., Schmitz O., Bak Y., Beck-Nielsen H. // Diabetologia. 1987. Vol. 30. P. 834-840.

  16. Irvine W.J., McCallum C.J., Gray R.S. et al. // Diabetes. 1977. Vol. 26. P. 138-147.

  17. Jackson R.L. // Diabetes. 1970. Vol. 20, suppl. 1. P. 361.

  18. Karnieli E., Armouri M., Cohen P. // Diabetes. 1987. Vol. 36. P. 925-931.

  19. Kobayashi M., Olefsky J. // Diabetes. 1982. Vol. 31. P. 957-963.

  20. Laube H., Pfeifer E.F. Advanced in Modern Nutrition / еds. H.M. Katzen, R.J. Mahler. New York, 1978. Vol. 2. P. 395-425.

  21. Levin S.R., Karam J.H., Hans S. // Diabetes. 1971. Vol. 20. P. 171-176.

  22. Mustonen A., Knip M., Huttenen N.-P. et al. // Diabetologia. 1984. Vol. 27. P. 421-426.

  23. Olefsky J.M., Cfaraldi T., Koltermann O. // Am. J. Med. 1985. Vol. 79, suppl. 3B. P. 12-22.

  24. Raghu P., Johnston C., Beard J. // Diabetes. 1985. Vol. 34. P. 991-994.

  25. Singh B., Palma M., Natrasa M. // Diabetes. 1987. 36. P. 740-748.

  26. Yki-Jarvinen H., Helve E., Koivisto V. // Diabetes. 1987. Vol. 36. P. 892-896.

15. Сосудистая топография гликемии у больных диабетом, получающих современную инсулинотерапию: роль места введения инсулина и инсулинорезистентности

Когда направление научных исследований в области диабетологии сосредоточено в значительной мере на методах оптимизации инсулинотерапии СД, то ученый невольно выходит на достаточно сложные задачи, которые, возможно, на текущий момент и не представляют широкого практического интереса. Вместе с тем стремительно развивающиеся методы автоматизации анализа даже больших массивов данных (Big Data) позволяют надеяться, что и сложные методы инсулинотерапии будут так или иначе внедрены в практическую диабетологию. В связи с этим я позволил себе в это сугубо практическое руководство включить ряд сложных методов анализа современной инсулинотерапии, в частности очень неожиданные результаты моего теоретического анализа современной инсулинотерапии (в том числе и помповой), которые были получены с помощью математического моделирования инсулинотерапии и обосновывают необходимость принципиально новых подходов в оценке эффективности лечения СД, направленного на профилактику осложнений диабета, а также разработки для клинической практики высокоточных методов исследования гликемии (не 10-15% как в современных глюкометрах, а доли процентов ошибки).

Известно, что критерии диагностики диабета зависят от того, исследуется ли глюкоза в венозной или капиллярной крови. Хотя данное различие и незначительно, но оно принимается в расчет при диагностике диабета. Это связано с тем, что минимальное отклонение гликемии от нормальных показателей (на десятые доли, когда она выражается в ммоль/л) предрасполагает к развитию сосудистых осложнений диабета [1-3].

В связи с этим возникают естественные вопросы, на которые пока еще не получены ответы.

  1. Какой уровень гликемии в различных участках сосудистого русла?

  2. Насколько отличается уровень гликемии в периферическом сосудистом русле, доступном для рутинного клинического исследования (например, в локтевой вене), от уровня гликемии в других, малодоступных участках сосудистой системы?

  3. Насколько у больного СД1, получающего инсулин, отличаются от нормы уровни гликемии в различных участках сосудистого русла, когда в периферическом сосудистом русле гликемия нормальна?

  4. Как влияет на сосудистую топографию гликемии инсулинорезистентность инсулинзависимых тканей (в частности, при метаболическом синдроме и СД2)? Постараемся ответить на эти вопросы для так называемого базального состояния, то есть фактически состояния натощак. Очевидно, что экспериментально получить ответы на поставленные вопросы практически невозможно, но известные на сегодня экспериментальные данные по метаболизму глюкозы в отдельных органах и тканях позволяют провести теоретические расчеты, которые и представлены в этой статье.

В базальном состоянии распределение глюкозы в организме задается ПГП. Исходя из цифровых значений кровотока и процента экстракции глюкозы в органах и тканях, представленных в работе Ferrannini и соавт. [4], и для сердца - в работе Jagasia и соавт. [5], можно рассчитать концентрацию глюкозы крови в соответствующих участках сосудистого русла, так называемую сосудистую топографию гликемии. А это, в свою очередь, позволит ответить на вопрос, как меняется гликемия в различных участках сосудистого русла, когда при диабете ставится естественная клиническая задача: нормализовать гликемию в периферических тканях (капиллярной крови пальца или в вене предплечья).

15.1. РАСЧЕТ СОСУДИСТОЙ ТОПОГРАФИИ ГЛИКЕМИИ У ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА

В расчетах сосудистой топографии гликемии используем представление о фракционной экстракции глюкозы, которая экспериментально установлена для различных органов и тканей (рис. 15.1).

Фракционная экстракция глюкозы отражает процент снижения концентрации глюкозы крови, когда кровь проходит через орган или ткань. То есть коэффициент экстракции вычисляется по формуле:

[(гликемия артериальная) - (гликемия венозная)] / / (гликемия артериальная) × 100.

Известные на сегодня у здоровых лиц коэффициенты экстракции глюкозы для периферических тканей, сердца, почек, печени и мозга, а также интенсивность кровотока объединены в табл. 15.1.

Допустим, что у здорового человека гликемия натощак в плечевой вене равна 6 ммоль/л. Поскольку коэффициент экстракции для периферических тканей составляет 3,5%, отсюда артериальная гликемия:

6×1,035 = 6,21 ммоль/л.

Таблица 15.1. Параметры сердечно-сосудистой системы и сосудистая топография гликемии в норме (норм) и у больных сахарным диабетом 1-го типа при сохраненной чувствительности к инсулину только периферических инcyлинзaвиcимыx тканей (инc тер) или при повышении чувствительности к инсулину печени на 10% (инc тер +10%)

Органы и ткани

Кровоток, л/мин

% кровотока

Коэффициенты экстрации/продукции глюкозы, %

Артериальная гликемия, ммоль/л

Гликемия в венозной системе, ммоль/л

Абсолютный вклад венозной гликемии в артериальную, ммоль/л

Относительный вклад венозной гликемии в артериальную, %

Отклонение венозной гликемии от 6 ммоль/л, %

Отклонение венозной гликемии от нормы

норм

инc тер

инc тер +10%

норм

инc тер

инc тер +10%

норм

инc тер

инc тер +10%

норм

инc тер

инc тер +10%

норм

инc тер

инc тер +10%

норм

инc тер

инc тер +10%

инc тер

инc тер +10%

Мозг

0,85

0,13

9,1

9,1

7,7

6,21

6,42

6,42

5,64

5,84

5,92

0,75

0,775

0,787

12,07

12,07

12,25

-5,92

-2,74

-1,27

3,38

4,94

Почки

1,1

0,17

1,9

1,9

0,3

6,21

6,42

6,42

6,09

6,3

6,4

1,047

1,082

1,1

16,86

16,86

17,13

1,53

4,97

6,66

3,38

5,05

Сердце

0,25

0,04

1,7

2,8

2,8

6,21

6,42

6,42

6,1

6,24

6,24

0,238

0,244

0,244

3,84

3,8

3,8

1,74

4

4

2,22

2,22

Печень

1,5

0,23

13,01

18,89

17

6,21

6,41

6,41

7,01

7,63

7,5

1,644

1,787

1,758

26,47

27,84

27,39

16,87

27,11

25,03

8,76

6,98

Периферия

2,7

0,42

3,5

7

7

6,21

6,42

6,42

6

6

6

2,531

2,531

2,531

40,76

39,43

39,43

0

0

0

0

0

pic 0053
Рис. 15.1. Сосудистая топография гликемии у здорового человека

После того как вычислено значение гликемии в артериальном русле, легко рассчитать с помощью известных и указанных на рис. 15.1 и в табл. 15.1 коэффициентов экстракции гликемию в венозной системе инсулиннезависимых тканей (мозга, почек и сердца) (табл. 15.1):

в яремной вене = 6,21 × 0,909 = 5,64 ммол/л; в почечной вене = 6,21 × 0,981 = 6,09 ммоль/л; в коронарном синусе сердца = 6,21 × 0,983 = 6,10 ммоль/л.

Расчет гликемии в базальном состоянии означает, что соотношение между концентрациями глюкозы крови, поступающими из венозных участков сосудистого русла в артериальную систему, должно быть таким, чтобы гликемия в артериальной системе оставалась неизменной (6,21 ммоль/л в нашем случае). После инсулинзависимых (периферических) и инсулиннезависимых тканей (мозг, почки, сердце) концентрация глюкозы в крови снижается, и поэтому эта потеря должна быть восполнена источником продукции глюкозы, чтобы гликемия в артериальном русле оставалась неизменной. Очевидно, что таким компенсирующим источником является печень. В базальном состоянии оттекающая от печени концентрация глюкозы крови (в венозной вене печени) выше, чем в притекающей крови. Этим и обеспечивается компенсация печенью утилизации глюкозы в других тканях, то есть поддержание артериальной гликемии на постоянном уровне.

Следовательно, нужно рассчитать концентрацию глюкозы крови, которая должна поступать от печени в артериальное русло, чтобы компенсировать потерю концентрации в других участках сосудистого русла. Для этого рассчитаем вклад венозной гликемии, оттекающей от различных органов и тканей, в артериальную гликемию. Этот вклад зависит не только от уровня гликемии в венозной крови, но и от интенсивности кровотока через соответствующие органы и ткани. Суммарный кровоток составляет 6,4 л/мин, из которого 0,13% - мозговой, 0,17% - почечный, 0,04% - кардиальный, 0,23% - печеночный и 0,42% - периферия. Отсюда получим абсолютные (ммоль/л) и относительные (%) вклады венозной гликемии, оттекающей от различных органов и тканей, в концентрацию артериальной гликемии (табл. 15.1):

яремной вены: 5,64 × 0,13 = 0,75 ммоль/л, или 0,75/6,21 × 100 = 12,07%;

почечной вены: 6,09 × 0,17 = 1,047 ммоль/л, или 1,047/6,21 × 100 = 18,86%;

коронарного синуса: 6,10 × 0,04 = 0,238 ммоль/л, или 0,238/6,21 × 100 = 3,84%;

«периферийных» вен: 6,0 × 0,42 = 2,531 ммоль/л, или 2,531/6,21 × 100 = 12,07%.

Суммарно абсолютный вклад: 0,75 + 1,047 + 0,238 + 2,531 = 4,566 ммоль/л.

Из полученных расчетов следует, что печень должна компенсировать потерю концентрации:

6,21 - 4,56 = 1,64 ммоль/л.

Так как поток крови через печень составляет 0,23% от суммарного, то отсюда компенсирующая концентрация глюкозы в печеночной артерии равна:

1,64/0,23 = 7,01 ммоль/л. Рассчитаем концентрацию глюкозы, поступающей к печени, которую формируют концентрации, поступающие от: а) печеночной артерии (6,21 ммоль/л) и б) мезентериальных артерий (6,20 ммоль/л). С учетом кровотока через эти сосуды гликемия в притекающей к печени крови составит:

(6,20 × 1,2 + 6,21 × 0,3)/1,5 = 6,21 ммоль/л.

Теперь, имея для печени значения притекающей и оттекающей концентраций глюкозы крови, можно рассчитать коэффициент ПГП. Он должен при притекающей к печени концентрации 6,21 ммоль/л создавать в печеночной вене концентрацию 7,01 ммоль/л, которая необходима для поддержания гликемии в артериальном сосудистом русле на постоянном уровне 6,21 ммоль/л. Отсюда коэффициент ПГП:

[(7,01-6,21)/6,21)] × 100 = 13,04%.

То есть коэффициент продукции - это тот же «коэффициент экстракции», но с противоположным знаком.

На этом этапе завершены все расчеты, которые отражают уровни гликемии у здорового человека в различных участках сосудистого русла в базальном состоянии, когда в венозной вене предплечья определяется уровень гликемии 6 ммоль/л (табл. 15.1).

15.2. ГЛИКЕМИЯ В РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ СОСУДИСТОГО РУСЛА ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА

Как видно из рис. 15.1, а также табл. 15.1, концентрация глюкозы в венозной системе, оттекающей от головы (5,64 ммоль/л), ниже, а от почек (6,09 ммоль/л) и сердца (6,10 ммоль/л) - выше, чем в венозной системе периферических инсулинзависимых тканей (6 ммоль/л в плечевой вене).

Это и понятно, так как основным потребителем глюкозы в базальном состоянии является мозг, который имеет наивысший коэффициент экстракции глюкозы. Сердечная мышца утилизирует глюкозу существенно меньше, чем периферические инсулин-зависимые ткани. Это связано с особым состоянием постоянно работающей мышцы, в которой доля жиров в обеспечении энергией возрастает, а глюкозы - снижается [6]. Самая высокая венозная гликемия - в печеночной вене (7,01 ммоль/л), которая компенсирует утилизацию глюкозы в тканях.

Таким образом, у здорового человека в базальном состоянии гликемия в плечевой вене заведомо выше, чем в венозной системе мозга (на 5,9%), немного ниже, чем в венах почек (на 1,5%) и сердца (на 1,7%), и существенно ниже, чем в печеночной вене (на 16,9%) (табл. 15.2).

Следует заметить, что различия в уровне венозной гликемии между периферическими инсулинзависимыми тканями и инсулин-независимыми тканями весьма незначительны (табл. 15.1), практически находятся в пределах ошибки точности определения глюкозы крови в клинических условиях. Следовательно, только представленный здесь теоретический расчет позволяет обратить внимание диабетологов на потенциально существующее небольшое отличие гликемии в различных участках венозного сосудистого русла. Тем не менее даже эти небольшие различия могут иметь клиническое значение в плане известной предрасположенности к развитию диабетической микроангиопатии определенных органов и тканей, что детальнее будет рассмотрено ниже. Кроме того, описываемая в этом разделе теория топографии сосудистой гликемии позволит диабетологам целенаправленно искать в клинических экспериментах эти различия, экспериментально их подтвердить и использовать для улучшения результатов лечения диабета.

За счет наивысшей рециркуляции крови (2,7 л/мин) самый большой вклад в артериальную гликемию (40,76%) вносят периферические ткани, несмотря на то, что гликемия в оттекающей от них крови ниже, чем в венах печени, сердца и почек (табл. 15.1). Печень же стоит на втором месте по этому параметру (26,5%). Следовательно, в базальном состоянии поддержание артериальной гликемии на постоянном уровне обеспечивается не только ПГП, но и в значительной мере за счет рециркуляции глюкозы в периферических инсулинзависимых (!) тканях.

15.3. РАСЧЕТ СОСУДИСТОЙ ТОПОГРАФИИ ГЛИКЕМИИ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 1-го ТИПА, КОГДА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ИНСУЛИНУ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ИНСУЛИНЗАВИСИМЫХ ТКАНЕЙ СОХРАНЕНА

Больной СД1 вводит инсулин в подкожно-жировую клетчатку, то есть в венозную систему периферических тканей, откуда тот поступает в системный кровоток (артериальное русло) и затем разносится артериальной системой по органам и тканям. У здорового человека инсулин первично поступает в портальную вену печени, которая его частично элиминирует из крови. В результате концентрация инсулина в крови, оттекающей от печени, в 2-3 раза ниже, чем в воротной вене печени. В итоге у здорового человека наивысшая концентрация инсулина - в портальной вене печени. А у больного диабетом - в артериальном сосудистом русле.

Оценим, как вышеописанное различие в топографии поступления инсулина в сосудистую систему при диабете и в норме скажется на гликемии в различных участках сосудистого русла. Расчеты, как и ранее, проведены только для базального состояния.

Допустим, инсулинотерапия направлена на одновременную реализацию двух клинических целей. Во-первых, естественная цель - поддержание в базальном состоянии гликемии в плечевой вене на нормальном уровне, например 6 ммоль/л. Выбранное значение гликемии, кроме всего прочего, облегчит нам сравнение с нормой. Во-вторых, идеальная (концептуальная, стратегическая) цель - обеспечить печень нормальной концентрацией инсулина, чтобы она производила такое количество глюкозы, как в норме.

Теперь допустим, что удалось реализовать обе поставленные цели. В этом случае в портальной вене печени концентрация инсулина нормальна. Но, как было указано выше, в норме концентрация инсулина в портальной вене в 3 раза выше, чем в артериальном сосудистом русле. Следовательно, чтобы создать в воротной вене печени больного диабетом нормальную концентрацию инсулина, нужно, чтобы в артериальном сосудистом русле она оказалась выше нормы в 3 раза. А это, в свою очередь, неминуемо приведет к повышению коэффициента экстракции глюкозы в периферических тканях и в сердечной мышце.

Средняя концентрация инсулина в норме в базальном состоянии в портальной системе составляет около 45 мкмоль/л, а на периферии - 15 мкмоль/л. Повышение концентрации инсулина в периферических тканях с 15 до 45 мкмоль/л приведет к увеличению коэффициента экстракции глюкозы в периферических тканях в 2 раза [7] или с 3,5 до 7% в нашем случае.

В работе Jagasia и соавт [5] установлено, что изменение концентрации инсулина с 13,4 мкЕД/л в базальном состоянии до 142 мкЕД/л приводит к увеличению коэффициента экстракции глюкозы для сердечной мышцы с 2,1 до 5%. Поскольку промежуточные значения для концентрации инсулина и коэффициента экстракции отсутствуют, то можно вычислить лишь линейную аппроксимацию зависимости между этими показателями:

Коэффициент экстракции для сердца = = 0,023 × (инсулинемия) + 1,798.

Следовательно, при артериальной инсулинемии 45 мкмоль/л, коэффициент экстракции для сердца:

0,023 × 45 + 1,798 = 2,8%.

Поскольку было сделано допущение, что в вене предплечья гликемия 6 ммоль/л, а коэффициент экстракции для периферических тканей составляет 7%, отсюда артериальная гликемия:

6 × 1,07 = 6,42 ммоль/л.

С этого момента алгоритм вычислений полностью совпадает с описанным выше для нормы. Нужно лишь заменить соответствующие числовые значения в формулах. В табл. 15.1 и на рис. 15.2 представлен конечный результат вычислений, анализ которых дан в нижеследующем разделе.

15.4. ГЛИКЕМИЯ В РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ СОСУДИСТОГО РУСЛА БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1-го ТИПА ПРИ СОХРАНЕННОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К ИНСУЛИНУ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ИНСУЛИНЗАВИСИМЫХ ТКАНЕЙ И СЕРДЦА

Несмотря на то, что у больного СД1 уровень гликемии в плечевой вене остался таким, как в норме (6 ммоль/л), в других участках сосудистого русла произошло заметное повышение венозной гликемии (табл. 15.2 и рис. 15.2). При этом по сравнению с нормой в венозной системе мозга и почек гликемия увеличилась на 3,38%, в венах сердца - на 2,22% и в печеночной вене - на 8,76%.

Таблица 15.2. Сосудистая топография гликемии в норме (норм) и на фоне инcyлинopeзиcтeнтнocти периферических инcyлинзaвиcимыx тканей и сердечной мышцы (инc peз), а также в комбинации со сниженной на 10% чувствительностью печени к инсулину (инc peз+10%)

Органы и ткани

Коэффициенты экстрации/продукции глюкозы, %

Артериальная гликемия, ммоль/л

Гликемия в венозной системе, ммоль/л

Абсолютный вклад венозной гликемии в артериальную, ммоль/л

Относительный вклад венозной гликемии в артериальную, %

Отклонение венозной гликемии от 6 ммоль/л, %

Отклонение венозной гликемии от нормы, %

норм

инc peз

инc peз+10%

норм

инc peз

инc peз+10%

норм

инc peз

инc peз+10%

норм

инc peз

инc peз+10%

норм

инc peз

инc peз+10%

норм

инc peз

инc peз+10%

инc тер

инc peз

инc peз+10%

Мозг

9,1

9,1

11

6,21

6,11

6,11

5,64

5,55

5,5

0,75

0,737

0,73

12,07

12,06

11,96

-5,92

-7,51

0,50

3,38

-1,69

-2,56

Почки

1,9

1,9

2,7

6,21

6,11

6,11

6,09

5,99

5,94

1,047

1,029

1,021

16,86

16,85

16,71

1,53

-0,18

0,06

3,38

-1,69

-2,46

Сердце

1,7

1

1

6,21

6,11

6,11

6,1

6,04

6,04

0,238

0,236

0,236

3,84

3,86

3,86

1,74

0,73

-0,04

2,22

-0,99

-0,99

Печень

13,01

10,25

11,27

6,21

6,1

6,1

7,01

6,73

6,79

1,644

1,576

1,591

26,47

25,8

26,04

16,87

12,09

-0,79

8,76

-4,09

-3,20

ЖKT

0,1

0,1

0,1

6,21

6,11

6,11

6,2

6,1

6,1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Периферия

3,5

1 ,75

1 ,75

6,21

6,11

6,11

6

6

6

2,531

2,531

2,531

40,76

41,43

41,43

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

pic 0054
Рис. 15.2. Сосудистая топография гликемии у больного сахарным диабетом 1-го типа при сохраненной чувствительности периферических инсулинзависимых тканей и сердца к инсулину

Выявленная тенденция позволяет сделать очевидное обобщение. Чем в большей степени будет возрастать разница между артериальной и венозной гликемией в периферическом русле, тем в большей степени будет возрастать гликемия в венозной системе других участков сосудистого русла. Это свойство можно сформулировать и в виде патофизиологического закона: повышение гиперинсулинемии периферических инсулинзависимых тканей сопровождается ростом гликемии в остальных участках венозного сосудистого русла, если отсутствует инсулинорезистентность периферических тканей и сердца.

Если сопоставить венозную гликемию с 6 ммоль/л (определяемая в клинической практике гликемия на периферии), то в венах мозга разница стала менее заметной, в остальных участках сосудистого русла - более выраженной (табл. 15.2).

Из этих расчетов следует, что абсолютное содержание глюкозы крови в плечевой вене не отражает уровень гликемии в других венозных участках сосудистого русла. Более того, достижение при СД1 нормогликемии в плечевой вене отнюдь не гарантирует хорошей компенсации диабета и в остальных участках сосудистого русла!

Причиной венозной гипергликемии в инсулиннезависимых тканях и сердце, совершенно очевидно, является повышенная концентрация глюкозы в притекающей к ним артериальной крови. Совсем по-другому следует интерпретировать повышение по сравнению с нормой гликемии в печеночной вене при СД1. Для этого рассмотрим относительный вклад в артериальную гликемию венозной гликемии, оттекающей от органов и тканей. Как видно из табл. 15.1 и рис. 15.2, этот вклад со стороны инсулиннезависимых тканей (мозга и почек) не изменился, так как инсулин не влияет в них на экстракцию глюкозы из крови. Но из-за гиперинсулинемии экстракция глюкозы в инсулинзависимых тканях возросла в целом на 1,38%. Это повышение потери глюкозы из сосудистого русла должно быть как-то компенсировано, иначе не будет поддерживаться гликемия на постоянном уровне, то есть баланс глюкозы в базальном состоянии. Но единственным источником глюкозы в базальном состоянии является печень. В итоге повышение по сравнению с нормой концентрации глюкозы в печеночной вене является не только результатом артериальной гипергликемии, но и повышением коэффициента продукции глюкозы на 6% (см. табл. 15.1).

Следует обратить внимание, что мы пытались на модели сердечно-сосудистой системы создать в воротной вене печени нормальную концентрацию экзогенного инсулина, чтобы обеспечить тем самым нормальную ПГП. Но, как показывают расчеты, таким способом добиться нормальной ПГП невозможно, так как не будет соблюдено условие поддержания гликемии на постоянном уровне (базальное состояние). Но с патофизиологической точки зрения повышение ПГП при нормальной концентрации инсулина в ее воротной вене однозначно указывает на печеночную инсулинорезистентность. Таким образом, в базальном состоянии на фоне периферической гиперинсулинемии невозможно поддержание постоянства гликемии без печеночной инсулинорезистентности. Отсюда печеночная инсулинорезистентность при СД1 может быть не первичным, а вторичным, адаптационным механизмом, позволяющим на фоне периферической гиперинсулинемии поддерживать постоянство гликемии в сосудистом русле, предотвращая развитие гипогликемии. Механизмы могут быть самыми различными. Например, известная гиперпродукция контринсулиновых гормонов при СД [8, 9].

Эти теоретические выводы соответствуют и экспериментальным данным. Было показано, что один из самых эффективных методов лечения диабета инсулиновой помпой, улучшая компенсацию диабета, одновременно снижает ПГП. Но она все равно, несмотря на хорошие показатели гликемии, остается повышенной как минимум на 40% [10]. В более поздних исследованиях даже было показано, что нормализация гликемии на периферии не устраняет повышенную ПГП при СД1 [11]. Однако экспериментально до сих пор не было показано, как в нашем теоретическом анализе, что даже когда нормализация гликемии в периферических венах достигается при нормальной концентрации инсулина в печени, то и тогда печень должна сохранять инсулинорезистентность, иначе не будет достигнуто постоянство гликемии в базальном состоянии. То есть пока не подтвержден экспериментально полученный выше теоретический результат, что при обычном способе введения инсулина и сохраненной чувствительности периферических тканей к инсулину инсулинорезистентность печени является необходимым условием поддержания постоянства гликемии в базальном состоянии.

Какой практический вывод можно сделать из этой части анализа? В настоящее время новые методы инсулинотерапии, в частности ПИ и НМГ, позволяют вплотную приблизить уровень гликемии в периферических венах к норме. Но, исходя из вышеприведенного теоретического анализа, этого, возможно, недостаточно для профилактики микроангиопатии при диабете, поскольку венозная гликемия остается повышенной в инсулин-независимых тканях, в которых преимущественно поражаются мелкие сосуды (диабетические ретинопатия и нефропатия). Следовательно, нужно подобрать такую инсулинотерапию, чтобы разница между венозным и артериальным содержанием глюкозы крови в периферических сосудах была нормальной, то есть составляла не более 3,5%. Тогда можно будет ожидать нормализации гликемии во всех венозных участках сосудистого русла.

С практической точки зрения относительная (то есть выраженная в процентах) разница между уровнем глюкозы в плазме капиллярной (артериализованной) и венозной крови может служить простым критерием оценки коэффициента экстракции глюкозы. Он не должен превышать в норме 3,5%. После экспериментального уточнения значений коэффициента капиллярно-венозной разности для нормы можно будет этот коэффициент использовать как параметр качества компенсации диабета во всех участках сосудистого русла при достижении уровня гликемии в плечевой вене 6 ммоль/л и менее.

Однако этот новый подход к оценке качества компенсации диабета по капилляро-венозной разности сталкивается на сегодня с непреодолимой технической трудностью. С одной стороны, современные глюкометры уже обладают необходимым качеством для вычисления капилляро-венозной разности: они позволяют вычислять концентрацию глюкозы не в цельной капиллярной крови, а в плазме капиллярной крови. С другой стороны, точность определения глюкозы у них не превышает 10-15%. А в нашем случае допустимое различие составляет не более 3,5%, что в 3-5 раз ниже точности работы глюкометра. Следовательно, для определения коэффициента экстракции глюкозы необходимы более точные методы определения глюкозы в плазме крови, чем существуют на сегодня. Вероятно, по этой причине на сегодня не придается никакого значения разнице между концентрацией глюкозы в плазме капиллярной и венозной крови, в частности в рекомендации Американской диабетической ассоциации (АДА) по диагностике диабета [12]. Полагаю, что относительно невысокие требования к точности определения концентрации глюкозы в плазме капиллярной крови связаны с текущей практикой контроля гликемии. Точность в 10-15% достаточна для оптимизации инсулинотерапии диабета. Но если будет поставлена более амбициозная задача достижения нормогликемии во всех участках сосудистого русла, тогда придется брать на вооружение более точные глюкометры, чем современные. Итак, описанный анализ сосудистой топографии гликемии может послужить хорошим стимулом и для усовершенствования глюкометров, то есть повышения точности определения глюкозы в плазме крови, по крайней мере до 0,5%.

15.5. РАСЧЕТ СОСУДИСТОЙ ТОПОГРАФИИ ГЛИКЕМИИ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 1-го ТИПА, КОГДА СОХРАНЕНА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ИНСУЛИНУ НЕ ТОЛЬКО ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ИНСУЛИНЗАВИСИМЫХ ТКАНЕЙ, НО И ПЕЧЕНИ

Из вышеизложенного возникает естественный вопрос: что произойдет с балансом глюкозы, если предположить, что при периферической гиперинсулинемии у больного СД1 сохраняется чувствительность к инсулину не только периферических инсулин-зависимых тканей, но и печени? Чтобы ответить на этот вопрос, потребуются особые вычислительные приемы.

Как и ранее, будем полагать, что цель инсулинотерапии - достижение гликемии в плечевой вене 6 ммоль/л и обеспечение печени нормальной концентрацией экзогенного инсулина. В приведенных в разделе 15.4 расчетах баланса глюкозы при СД1 считались наперед заданными (фиксировались) коэффициенты элиминации глюкозы инсулиннезависимых тканей, периферических инсулинзависимых тканей и сердца. А ПГП вычислялась из условия поддержания гликемии на постоянном уровне (базальное состояние). Теперь же нужно проанализировать влияние на баланс глюкозы повышения чувствительности печени к инсулину. В связи с этим расчет баланса глюкозы начнем с заранее заданного значения ПГП. Допустим, что чувствительность печени у больного СД1 на 10% выше, чем это было установлено в разделе 15.4. Это означает, что у этого больного на 10% уменьшилась ПГП при нормальной концентрации экзогенного инсулина в притекающей к печени крови. Или, в цифровом выражении, коэффициент ПГП (см. табл. 15.1) с 18,86% снизился на 10% и составил: 18,86 × 0,9 = 17%.

Сохранение в данных расчетах чувствительности к инсулину периферических инсулинзависимых тканей и сердца означает, что у них коэффициенты экстракции глюкозы (см. табл. 15.1) те же, что были использованы в разделе 15.4. Отсюда артериальная гликемия (см. табл. 15.1) составит 6,42 ммоль/л, а гликемия в оттекающей от сердца крови - 6,24 ммоль/л. Пусть для упрощения расчетов и коэффициент элиминации глюкозы в ЖКТ тоже остается таким же, как в норме. Тогда уровень глюкозы в притекающей к печени крови - 6,41 ммоль/л (см. выше).

C учетом снижения коэффициента ПГП гликемия в печеночной вене (см. табл. 15.1):

6,41 × 1,17 = 7,5 ммоль/л.

Теперь можно вычислить абсолютный вклад венозной гликемии (см. табл. 15.1) в артериальную систему печени:

7,5 × 0,23 = 1,758 ммоль/л;

периферических тканей:

6,0 × 0,42 = 2,531 ммоль/л;

сердца:

6,24 × 0,04 = 0,244 ммоль/л.

Следовательно, суммарный вклад венозной гликемии инсулиннезависимых тканей (мозга и почек) составит:

6,42 - (1,758 + 2,531 + 0,244) = 1,887 ммоль/л.

Чтобы получить из этого суммарного отдельные вклады для мозга и почек, обратим внимание на то, что кровоток и различие в коэффициентах экстракции глюкозы в этих органах всегда дают разницу во вкладах этих органов 41,7% (сравните предыдущие расчеты в табл. 15.1). Отсюда абсолютный вклад венозной гликемии в артериальную (см. табл. 15.1) для мозга:

1,887 × 0,417 = 0,787 ммоль/л;

для почек:

1,887 × (1 - 0,417) = 1,100 ммоль/л.

Из этих данных можно вычислить гликемию (табл. 15.1) в венах мозга:

0,787/0,13 = 5,92 ммоль/л;

почек:

1,100/0,17 = 6,40 ммоль/л.

Это позволяет вычислить коэффициенты экстракции глюкозы (см. табл. 15.1) для мозга:

(6,42 - 5,92)/6,42 × 100 = 7,7%;

для почек:

(6,42 - 6,40)/6,43 × 100 = 0,3%.

На этом завершается расчет баланса глюкозы, и теперь можно перейти к интерпретации полученных результатов.

15.6. ГЛИКЕМИЯ В РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ СОСУДИСТОГО РУСЛА БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1-го ТИПА ПРИ СОХРАНЕННОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ НЕ ТОЛЬКО К ИНСУЛИНУ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ИНСУЛИНЗАВИСИМЫХ ТКАНЕЙ, НО И ПЕЧЕНИ

Полагаю, что в этой части анализа есть смысл одновременно сравнивать не только изменение топографии сосудистой гликемии с нормой, но и два варианта СД1 между собой: когда печень инсулинорезистентна (см. раздел 15.3) и инсулиночувствительна (см. раздел 15.5).

Допущение, что при СД1 чувствительность печени повысилась на 10%, приводит в системе баланса глюкозы к тому, что печень уже не компенсирует полностью утилизацию глюкозы тканями. Ее вклад в артериальную гликемию снижается на 0,45% по сравнению с печеночной инсулинорезистентностью при СД1. Это снижение не может быть компенсировано периферическими инсулинзависимыми тканями и сердцем, так как коэффициенты экстракции глюкозы мы фиксировали в этих тканях на нормальном уровне (см. выше). Но тогда, чтобы поддержать гликемию на постоянном уровне, снижение поступления глюкозы в системный кровоток от печени должны компенсировать инсулиннезависимые ткани (мозг и почки), коэффициенты экстракции которых не фиксировались априори. Что, собственно, и видно из табл. 15.1. Коэффициент экстракции для мозга снизился с 9,1 до 7,7%, а почек - с 1,9% до 0,3%.

Несмотря на то, что у больного СД1 уровень гликемии в плечевой вене остался таким, как в норме (6 ммоль/л), указанные изменения коэффициентов экстракции и продукции привели к разнонаправленным отклонениям от нормы венозной гликемии в других участках сосудистого русла. В венозной системе инсулиннезависимых тканей (мозга и почек) гликемия повысилась в еще большей степени, чем у больных с сохраненной чувствительностью к инсулину только периферических тканей и сердца. В венозной системе периферических тканей и сердца она не изменилась, а в печени - снизилась (см. табл. 15.1).

Выявленная тенденция позволяет сделать очевидное обобщение. Чем в большей степени будет возрастать чувствительность к инсулину печени при СД1, тем в большей степени должна быть подавлена утилизация глюкозы в инсулиннезависимых тканях и, соответственно, возрастать венозная гликемия в этих тканях. Это явление следует рассматривать как компенсаторный механизм, позволяющий поддерживать базальное состояние (постоянство гликемии вне приемов пищи и физических нагрузок) при СД1 на фоне периферической гиперинсулинемии.

Какие полезные для практической диабетологии выводы можно сделать из представленного анализа? Прежде всего, инсулинорезистентность печени при СД1 может оказывать протективное действие на прогрессирование микроангиопатии в инсулиннезависимых тканях, уменьшая в венах этих тканей уровень гликемии. То есть инсулинорезистентность печени при СД1 - адаптационный и положительный феномен, а не патологический и отрицательный.

Вместе с тем из представленных расчетов легко видеть, что инсулиннезависимые ткани в состоянии компенсировать снижение ПГП (или, другими словами, повышение ее чувствительности к инсулину) не более чем на 10%. Причем выбранное нами такое невысокое повышение чувствительности печени к инсулину (10%) отнюдь не превращает коэффициент ПГП в нормальное значение 13,01%. Для этого следовало бы снизить коэффициент ПГП на 23%. А это заведомо приведет к невозможности поддержания базального состояния за счет снижения потребления глюкозы инсулиннезависимыми тканями. И гликемия будет неминуемо снижаться в базальном состоянии вплоть до гипогликемии.

Отсюда можно сделать допущение с далеко идущими практическими следствиями. Предположим, что у больных СД1 чувствительность печени к инсулину сохранена. Это вполне естественное допущение, которое было доказано и экспериментально [11]. Тогда поддержание постоянства гликемии в базальном состоянии на фоне инсулинотерапии в принципе невозможно. Что этот вывод значит для практической диабетологии? Очень неутешительное следствие относительно предельной эффективности пролонгированного инсулина. Например, недавно стали выпускаться новые пролонгированные препараты инсулина - гларгин (100 ЕД/мл и 300 ЕД/мл), а также деглюдек (100 ЕД/мл и 200 ЕД/мл). В отличие от прежних пролонгированных препаратов инсулина, у них практически отсутствуют пики концентрации. Это позволяет диабетологам надеяться, что такой препарат обеспечит устойчивость гликемии, прежде всего в базальном состоянии (то есть в ночное время и в утренние часы). Безусловно, устранение колебаний концентрации в крови экзогенного инсулина в ночные часы должно благотворно сказываться на профилактике ночных гипогликемий. Однако представленные выше расчеты исключают даже возможность достижения базального состояния у больного диабетом при обычном пути введения инсулина, если только у больного не наблюдается печеночной инсулинорезистентности. Это же относится и к ПИ, на фоне которой можно обеспечить стабильность базальной подачи инсулина.

Итак, даже самые совершенные препараты пролонгированного инсулина и ПИ не смогут обеспечить стабильность гликемии в ночные и утренние часы у больных СД1 с сохраненной чувствительностью к инсулину всех инсулинзависимых тканей, если инсулин будет вводиться в периферические ткани (подкожно-жировая клетчатка или венозное русло). Или пока не будут разработаны лекарственные препараты, снижающие чувствительность печени к биологическому действию инсулина, то есть вызывающие печеночную инсулинорезистентность. Это парадоксальное заключение, если учесть, что идеологи диабетологии делают ставку на разработку препаратов, снижающих ПГП [13]. Этот подход оправдан при лечении СД2, для которого характерна печеночная инсулинорезистентность. Но, как показывают теоретические расчеты, при СД1 может оказаться более целесообразным назначение препаратов, индуцирующих печеночную инсулинорезистентность, когда инсулин вводится традиционно - в периферическое сосудистое русло. Альтернатива этой идее обнаружилась совсем недавно, когда стали изучать подачу инсулина в ночные часы ИБК. Оказалось, что при подаче инсулина ИБК, как обычно, в системный кровоток, избежать ночной гипогликемии можно не за счет постоянной его подачи, а при периодическом прекращении подачи инсулина более половины ночного времени суток. И эти периоды отключения невозможно прогнозировать, так как в каждую ночь ИБК отключала подачу инсулина в разное время и на разную продолжительность при возникновении риска гипогликемии. Отсюда очевидно, что даже очень стабильные беспиковые препараты инсулина не решают проблему передозировки инсулина, особенно в ночные часы. Только ИБК решает!

В этом разделе с целью клинической наглядности результаты анализа представлены для конкретных значений параметров кинетики глюкозы. Но, как обычно, возникает естественный вопрос: а не будут ли получены другие результаты, если взять другой набор параметров кинетики глюкозы при СД1? С одной стороны, это можно проверить, если по изложенной в статье методике сделать расчеты для других значений параметров. С другой стороны, ранее, когда еще не были доступны надежные экспериментальные данные об утилизации глюкозы в различных органах и тканях, мною были представлены теоретические расчеты (своего рода «теория топографии гликемии»), которые справедливы для любых значений параметров кинетики глюкозы в базальном состоянии [14]. Полученные ранее из теории топографии гликемии результаты полностью совпадают с представленными в этой статье данными для конкретных значений параметров кинетики глюкозы. Следовательно, представленные в этой статье результаты анализа справедливы для любых параметров кинетики глюкозы у больных СД1.

15.7. РАСЧЕТ СОСУДИСТОЙ ТОПОГРАФИИ ГЛИКЕМИИ ПРИ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ

Рассмотрим, что происходит с гликемией в различных участках сосудистого русла при инсулинорезистентности периферических инсулинзависимых тканей, но при отсутствии диабета. В клинике это состояние известно под названием метаболического синдрома и рассматривается как предстадия СД2 (предиабет). Расчеты проведем, как и ранее, для базального состояния. Итак, допустим, что инсулинорезистентность не привела еще к развитию диабета, то есть гликемия в плечевой вене равна 6 ммоль/л. В представленной на рис. 15.1 схеме инсулинорезистентность означает, что коэффициент экстракции глюкозы в периферических тканях снижен.

Допустим, он снизился вдвое по сравнению с нормой, то есть составляет 1,75% (табл. 15.2). Следовательно, гликемия в артериальном сосудистом русле:

6,0 × 1,0175 = 6,11 ммоль/л.

В работе D. Jagasia и др. [15] показано, что инсулинорезистентность периферических инсулинзависимых тканей сопровождает и инсулинорезистентность сердечной мышцы. При этом в базальном состоянии коэффициент экстракции глюкозы сердцем снижен до 1% (при норме 1,7-2,1%).

После внесения вышеуказанных уточнений в модель метаболизма глюкозы на фоне инсулинорезистентности алгоритм вычислений полностью совпадает с описанным выше. Нужно лишь заменить соответствующие числовые значения в формулах. В табл. 15.2 указан конечный результат вычислений.

15.8. ГЛИКЕМИЯ В РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ СОСУДИСТОГО РУСЛА ПРИ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ИНСУЛИНЗАВИСИМЫХ ТКАНЕЙ

В целом инсулинорезистентность вызвала противоположные изменения топографии венозной гликемии по сравнению с периферической гиперинсулинемией, сопровождающей инсулинотерапию СД1. В частности, несмотря на то, что уровень гликемии в плечевой вене остался таким, как в норме (6 ммоль/л), в других участках сосудистого русла произошло заметное понижение венозной гликемии (см. табл. 15.2). При этом в венозной системе мозга гликемия и в норме была ниже 6 ммоль/л, а при инсулинорезистентности она стала еще ниже. Соответственно, различие увеличилось с -5,59 до -7,51%. В то же время в других венах снижение гликемии приблизило ее к 6 ммоль/л в большей степени, чем в норме, что привело к уменьшению различий: 1) в почках с 1,53 до 0,18%; 2) в сердце с 1,74 до 0,73%; 3) в печени с 16,87 до 12,09%. Выявленная тенденция позволяет сделать очевидное обобщение. Уменьшение различий между артериальной и венозной гликемией в периферическом русле ведет и к снижению гликемии в венозной системе других участков сосудистого русла. Это свойство можно сформулировать в виде патофизиологического закона: повышение инсулинорезистентности периферических инсулинзависимых тканей сопровождается снижением гликемии в остальных участках венозного сосудистого русла.

Из этих расчетов следует, что при инсулинорезистентности нормальный уровень глюкозы крови в периферических инсулин-зависимых тканях (в частности, плечевой вене) сопровождается пониженным уровнем гликемии в других венозных участках сосудистого русла (см. табл. 15.2).

Причиной венозной гипогликемии в инсулиннезависимых тканях и сердце, совершенно очевидно, является снижение концентрации глюкозы крови в притекающей к ним артериальной крови на фоне инсулинорезистентности. Совсем по-другому следует интерпретировать снижение гликемии в печеночной вене при инсулинорезистентности периферических тканей. Для этого рассмотрим относительный вклад в артериальную гликемию венозной гликемии, оттекающей от органов и тканей. Как видно из таблицы и рисунка, этот вклад со стороны инсулиннезависимых тканей (мозга и почек) не изменился, так как инсулин не влияет в них на экстракцию глюкозы из крови. Но из-за инсулинорезистентности экстракция глюкозы в периферических инсулинзависимых тканях и сердце снизилась в целом на 2,75% (см. табл. 15.2). Это уменьшение потери глюкозы из сосудистого русла должно быть как-то компенсировано, иначе не будет поддерживаться гликемия на постоянном уровне, то есть баланс глюкозы в базальном состоянии. Регулируемым в организме источником глюкозы в базальном состоянии является печень. В итоге снижение по сравнению с нормой концентрации глюкозы в печеночной вене является не только результатом артериальной гипергликемии, но и снижения коэффициента продукции глюкозы на 2,76% (см. табл. 15.2).

С патофизиологической точки зрения снижение ПГП при нормальной концентрации инсулина в ее воротной вене однозначно указывает на повышенную чувствительность печени к биологическому действию инсулина. Таким образом, в базальном состоянии на фоне периферической инсулинорезистентности невозможна артериальная гипергликемия без повышения печеночной инсулиночувствительности. Этот вывод кажется парадоксальным, так как до последнего времени безапелляционно утверждалось, что ПГП при СД2, обязательно повышена, то есть не только периферические ткани, но и печень инсулинорезистентна. Такое утверждение основывалось на экспериментальных данных у больных с декомпенсированным СД2 [16]. В нашей работе рассматривается, по сути, компенсированный СД с периферической нормогликемией или метаболический синдром без гипергликемии. В такой ситуации, как было показано в работе Н. Beck-Nielsen и соавт. [17], в базальном состоянии у больных СД2 чувствительность печени к биологическому действию инсулина может быть полностью сохранена. И более того, в этой работе высказано совпадающее с нашим утверждение, что при СД2 печень может даже повышать продукцию глюкозы (то есть сохраняется регулирующее действие инсулина), если этого требует поддержание стабильности гликемии в базальном состоянии. То есть фактически признается возможность по крайней мере сохраненной чувствительности печени к инсулину у больных с периферической инсулинорезистентностью, если печеночные гомеостатические механизмы поддержания постоянства гликемии не нарушены. Кроме того, поскольку установлено, что ПГП может регулировать и уровень поступающей к ней гликемии [18], то теоретически обоснованное выше снижение коэффициента ПГП при инсулинорезистентности периферических тканей в базальном состоянии можно легко объяснить и этим механизмом.

Что для практической диабетологии означают эти результаты? В настоящее время для лечения СД2 предложены и продолжают разрабатываются таблетированные сахароснижающие препараты (ТСП), механизм действия которых заключается в повышении чувствительности печени к эндогенному инсулину, например, селективный антагонист ядерных рецепторов PPARγ (в частности, новый лекарственный препарат Авандия). Но если у больного чувствительность печени к инсулину не только не снижена, а даже повышена, то назначение таких препаратов может способствовать развитие ночных гипогликемий. Таким образом, необходим простой клинический тест диагностики чувствительности печени к действию инсулина при СД2, например такой, как представлен в моей работе [19].

15.9. РАСЧЕТ СОСУДИСТОЙ ТОПОГРАФИИ ГЛИКЕМИИ ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ И ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ И ПЕЧЕНИ

Из вышеизложенного возникает естественный вопрос, что произойдет с балансом гликемии при комбинированной инсулинорезистентности периферических тканей и печени? То есть оценим общепринятую гипотезу патогенеза гипергликемии при СД2. Чтобы ответить на этот вопрос, потребуется вычислительный подход, который был уже описан выше для оценки повышения чувствительности печени при СД1.

Как и ранее, предположим, что гликемия в плечевой вене равна 6 ммоль/л, а печень обеспечена нормальной концентрацией эндогенного инсулина. Допустим, что чувствительность печени у больного СД2 на 10% ниже, чем это было установлено в разделе 7. Это означает, что у этого больного на 10% увеличилась ПГП при нормальной концентрации инсулина в воротной вене. Или, в цифровом выражении, коэффициент ПГП с 10,25% повысился на 10% и составил (см. табл. 15.2):

10,25 × 1,1 = 11,28%.

Сохранение в данных расчетах инсулинорезистентности периферических инсулинзависимых тканей и сердца означает, что в них коэффициенты экстракции глюкозы те же, что были использованы в разделе 7 (см. табл. 15.2). Отсюда артериальная гликемия составит 6,11 ммоль/л, а гликемия в оттекающей от сердца крови - 6,04 ммоль/л (см. табл. 15.2). Пусть, для упрощения расчетов, и коэффициент элиминации глюкозы в ЖКТ тоже остается таким же, как в норме (см. табл. 15.2). Тогда уровень сахара в притекающей к печени крови - 6,10 ммоль/л (см. выше).

C учетом снижения коэффициента ПГП гликемия в печеночной вене (см. табл. 15.2):

6,11 × 1,11 = 6,79 ммоль/л. Теперь можно вычислить абсолютный вклад венозной гликемии в артериальную систему печени (см. табл. 15.2):

6,79 × 0,23 = 1,591 ммоль/л; периферических тканей:

6,0 × 0,42 = 2,531 ммоль/л;

сердца:

6,04 × 0,04 = 0,236 ммоль/л.

Следовательно, суммарный вклад венозной гликемии инсулиннезависимых тканей (мозга и почек) составит:

6,1 - (1,591 + 2,531 + 0,236) = 1,752 ммоль/л.

Чтобы получить из этого суммарного отдельные вклады для мозга и почек, обратим внимание на то, что кровоток и различие в коэффициентах экстракции глюкозы в этих органах всегда дают разницу во вкладах этих органов 41,7% (сравните предыдущие расчеты в табл. 15.1). Отсюда абсолютный вклад венозной в артериальную гликемию (см. табл. 15.2) для мозга:

1,752 × 0,417 = 0,737 ммоль/л;

для почек:

1,752 × (1 - 0,417) = 1,021 ммоль/л.

Из этих данных можно вычислить гликемию в венах (см. табл. 15.2) мозга:

0,730/0,13 = 5,5 ммоль/л;

почек:

1,021/0,17 = 5,94 ммоль/л.

Это позволяет вычислить коэффициенты экстракции глюкозы (см. табл. 15.2) для мозга:

(6,11 - 5,5)/6,11 × 100 = 11,0%,

для почек:

(6,11 - 6,94)/6,11 × 100 = 2,7%.

На этом завершается расчет баланса глюкозы, и теперь можно перейти к интерпретации полученных результатов.

15.10. ГЛИКЕМИЯ В РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ СОСУДИСТОГО РУСЛА ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ И ПЕЧЕНИ

Полагаю, что комбинированную инсулинорезистентность имеет смысл сравнивать не только с нормой, но и с периферической изолированной инсулинорезистентностью (см. раздел 15.8).

Допущение, что чувствительность печени к инсулину понизилась на 10%, приводит в сосудистой системе баланса глюкозы к тому, что печень продуцирует глюкозы больше, чем это необходимо для компенсации утилизации глюкозы тканями. Ее вклад в артериальную гликемию повышается на 0,24% по сравнению с изолированной периферической инсулинорезистентностью (см. табл. 15.2). Это повышение не может быть компенсировано периферическими инсулинзависимыми тканями и сердцем, так как коэффициенты экстракции глюкозы мы фиксировали в этих тканях на сниженном, инсулинрезистентном уровне (см. табл. 15.2). Но тогда, чтобы поддержать гликемию на постоянном уровне, повышение поступления глюкозы в системный кровоток от печени должны компенсировать инсулиннезависимые ткани (мозг и почки), коэффициенты экстракции которых не фиксировались априори. Что, собственно, и видно из табл. 15.2. Коэффициент экстракции для мозга повысился с 9,1 до 11%, а почек - с 1,9 до 2,7%.

Несмотря на то что у больного СД2 уровень гликемии в плечевой вене остался таким, как в норме (6 ммоль/л), указанные изменения коэффициентов экстракции и продукции привели к разнонаправленным отклонениям от нормы венозной гликемии в других участках сосудистого русла. В венозной системе инсулин-независимых тканей (мозга и почек) гликемия снизилась в еще большей степени, чем у больных с инсулинорезистентностью только периферических тканей и сердца. В венозной системе периферических тканей и сердца она не изменилась, а печени - повысилась.

Выявленная тенденция позволяет сделать очевидное обобщение. Чем в большей степени будет снижаться чувствительность к инсулину печени на фоне фиксированной периферической инсулинорезистентности, тем в большей степени должна быть стимулирована утилизация глюкозы в инсулиннезависимых тканях и, соответственно, снижаться венозная гликемия в этих тканях. Это явление следует рассматривать как компенсаторный механизм, позволяющий поддерживать базальное состояние (постоянство гликемии вне приемов пищи и физических нагрузок) при комбинированной инсулинорезистентности.

Оставим пока в стороне интимный механизм поддержания постоянства гликемии при комбинированной инсулинорезистентности за счет повышения утилизации глюкозы инсулиннезависимыми тканями. Допустим, что такая возможность реально существует. Тогда можно сделать вывод, что инсулиннезависимые ткани перенасыщаются субстратом в базальном состоянии при комбинированной инсулинорезистентности. И это может оказаться одним из возможных механизмов избирательного поражения этих тканей при СД2.

Выше теоретически было показано, что инсулиннезависимые ткани могут компенсировать понижение ПГП не более чем на 10%, снижая утилизацию глюкозы из крови. Но из теоретических расчетов нельзя определить, до какой степени инсулиннезависимые ткани могут компенсировать повышение ПГП на фоне сохраняющейся инсулинорезистентности периферических тканей, повышая утилизацию глюкозы. Это желательно было бы установить экспериментально.

Замечу, что, к сожалению, экспериментальных работ, которые могли бы поддержать реальное существование такого рода дисбаланса глюкозы в базальном состоянии, я не нашел. Есть лишь данные, что при СД1 гипогликемия не повышает экстракции глюкозы из крови мозгом [20], так же как и гипергликемия [21]. Нас же интересует взаимосвязь печеночной инсулинорезистентности с механизмом поддержания постоянства гликемии в базальном состоянии.

15.11. ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО СОЧЕТАННАЯ (НЕ ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ) ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ ПЕЧЕНИ И ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ИНСУЛИНЗАВИСИМЫХ ТКАНЕЙ - КЛЮЧЕВОЙ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ РАЗВИТИЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА 2-го ТИПА (УТОЧНЕННАЯ ПАРАДИГМА САХАРНОГО ДИАБЕТА 2-го ТИПА)

Допустим, исходя из указанных экспериментальных данных, что инсулиннезависимые ткани лишены адаптационных механизмов, которые позволяют поддерживать гликемию на постоянном уровне при периферической инсулинорезистентности. Тогда, как показывают представленные расчеты, повышение ПГП за счет снижения ее чувствительности к инсулину должно быть компенсировано повышением чувствительности к инсулину периферических инсулинзависимых тканей, то есть снижением периферической инсулинорезистентности. Обратим внимание на то, что когда фиксировалась в расчетах периферическая инсулинорезистентность (снижая коэффициент экстракции с 3 до 1,75%), это неминуемо приводило к повышению чувствительности печени к инсулину по сравнению с нормой (см. табл. 15.2). То есть если в организме поддерживается нормогликемия на фоне инсулинорезистентности периферических тканей к инсулину, это означает, что печень обладает гиперчувствительностью к биологическому действию инсулина. Отсюда очевидно, что если чувствительность печени к инсулину снижается, то это должно приводить к повышению чувствительности периферических тканей к инсулину, иначе стабильность гликемии в базальном состоянии нарушится. И такое снижение повышенной чувствительности печени к инсулину возможно лишь до тех пор, пока она с повышенной не трансформируется в нормальную: коэффициент продукции с 10,25% повысится до 13,01% (см. табл. 15.2). А это, в свою очередь, должно привести и к нормализации чувствительности к инсулину периферических тканей: коэффициент экстракции должен повыситься с 1,75 до 3,5%. Дальнейшее снижение ниже нормы чувствительности печени к инсулину (коэффициент продукции выше 13,01%), то есть развитие в ней инсулинорезистентности, должно сопровождаться повышением уже чувствительности периферических тканей к инсулину, иначе не будет поддерживаться постоянство гликемии в базальном состоянии, и уровень гликемии должен неуклонно повышаться (глюкоза «зависает» в крови), пока не достигнет достаточного для стимуляции секреции инсулина уровня, который его снизит, несмотря на инсулинорезистентность.

В результате проведенного в предыдущем абзаце анализа мы должны прийти к заключению или даже патофизиологическому закону: инсулинорезистентность может привести к гипергликемии только в том случае, если она поражает как периферические инсулинзависимые ткани, так и печень. Или, другими словами, если у больного СД2 выявляется тощаковая гипергликемия, то у него имеется инсулинорезистентность как печени, так и периферических инсулинзависимых тканей. Этот вывод подтверждается и в экспериментальном исследовании [17], в котором установлено, что в базальном состоянии (натощак после 12-часового голодания) у больных СД2 тучных: 1) ПГП повышена на 12%; 2) чувствительность печени к инсулину снижена; 3) глюконеогенез обеспечивает 2/3 потребности организма в глюкозе и он повышен на 5-10%; 4) пищевая нагрузка нормально подавляет ПГП. Выводы, сделанные авторами этой статьи на основании своих экспериментальных данных, практически совпадают с теми, что были получены на основе представленного в нашей работе теоретического анализа. Во-первых, они полагают, что незначительно повышенная ПГП в течение 24 ч вместе с периферической инсулинорезистентностью и повышенным потреблением глюкозы ответственны за тощаковую гипергликемию. Отличие этого вывода от нашего лишь в том, что, как показывают теоретические расчеты, для развития тощаковой гипергликемии необходимо и достаточно комбинированной инсулинорезистентности. Во-вторых, они высказывают предположение, что роль печени, как у здорового человека, так и больного СД2, заключается в продуцировании адекватного нуждам периферических тканей количества глюкозы. Далее они предлагают следующий механизм регуляции баланса глюкозы при периферической инсулинорезистентности. Когда инсулинзависимая утилизация глюкозы скелетными мышцами снижается, то, для того чтобы компенсировать возникший за счет инсулинорезистентности дефицит глюкозы в мышцах, ПГП увеличивается до так называемых неподавляемых значений. При этом гликемия продолжает расти до тех пор, пока мышцы не получат достаточного количества глюкозы за счет возросшей концентрации глюкозы крови (стимуляция глюкозозависимого транспорта) и не будет компенсирован дефицит субстрата глюкозы, возникший за счет инсулинорезистентности мышц.

С точки зрения авторов статьи, инсулинорезистентности печени при СД2 нет, а есть лишь необходимый компенсаторный печеночный механизм обеспечения мышц субстратом глюкозы в условиях инсулинорезистентности мышц. То есть базальная гипергликемия (по сути, СД) является адаптационным механизмом. В отличие от нашего теоретического представления, авторы не делают четкого различия между артериальной и венозной гликемией, а также не настаивают на том, что тощаковая гипергликемия невозможна без той или иной степени нечувствительности печени к биологическому действию инсулина («неподавление»), если у больного имеется периферическая инсулинорезистентность.

Отсюда следует практический вопрос, а оправдано ли лечение СД2, направленное на снижение ПГП? Если печень повышает продукцию глюкозы лишь для того, чтобы компенсировать периферическую инсулинорезистентность, тогда нужно устранять исключительно периферическую инсулинорезистентность, а псевдоинсулинорезистентность печени исчезнет сама собой. Но тогда должны быть предложены методы, с помощью которых можно будет каким-то образом дифференцировать адаптационную от истинной печеночной инсулинорезистентности. Однако в этом направлении пока никакого прогресса не видно.

Теоретические рассуждения вышеуказанных авторов, основанные на экспериментальных данных, и наши противоречат интуитивному (то есть мало кем, даже из ведущих диабетологов, осознаваемому) представлению о так называемой компенсированной инсулинорезистентности. Ведь общепризнано, что инсулинорезистентность может задолго предшествовать развитию гипергликемии (СД2). Но если, несмотря на инсулинорезистентность периферических инсулинзависимых тканей, гликемия в базальном состоянии в периферических венах стабильно нормальна, то у обследуемого инсулинорезистентность периферических тканей обязательно должна сочетаться с повышенной чувствительностью печени к инсулину. С другой стороны, тощаковая гипергликемия на фоне периферической инсулинорезистентности указывает на присутствие и печеночной инсулинорезистентности.

Из выше представленных теоретических расчетов следует, что гликемия в базальном состоянии должна неуклонно возрастать, если у больного одновременно снижена чувствительность периферических инсулинзависимых тканей и печени. Отсюда следует, что гипергликемия при СД2 является, по сути, не результатом инсулиновой недостаточности, а комбинированной инсулинорезистентностью. Пока ее нет, то и гипергликемии нет. Более того, артериальная гликемия при изолированной периферической инсулинорезистентности даже ниже, чем в норме. Отсюда ключевым механизмом возникновения СД2 (гипергликемии) является не истощение инсулинового аппарата, а присоединение к периферической инсулинорезистентности инсулинзависимых тканей инсулинорезистентности печени. Или, наоборот, к первичной инсулинорезистентности печени присоединяется инсулинорезистентность периферических тканей. Если эти патологические процессы (инсулинорезистентность периферии и печени) не развиваются одновременно.

Отсюда патогенез СД2 можно представить во времени как последовательность следующих патологических процессов:

  1. 1-я стадия - комбинированная инсулинорезистентность, которая приводит к нарастающей в базальном состоянии гипергликемии не из-за истощения потенциальных резервов β-клеток секретировать инсулин, а особенностей топографии инсулинрезистентных инсулинзависимых тканей в системе кровообращения;

  2. 2-я стадия - устойчивая базальная гипергликемия, возникшая на 1-й стадии, поддерживает постоянную гиперсекрецию инсулина β-клетками, что сопровождается известной гиперинсулинемией;

  3. 3-я стадия - истощение секреции инсулина и развитие так называемой абсолютной инсулиновой недостаточности.

Проведенный в этом разделе анализ позволяет достаточно наглядно представить роль дисбаланса обмена глюкозы в развитии гипергликемии (СД2): несбалансированные процессы продукции и утилизации глюкозы из крови ведут к хроническому накоплению глюкозы в циркуляции, что в свою очередь проявляется в виде гипергликемии и гиперинсулинемии.

Если принять этот новый патогенез развития диабета, то относительная инсулиновая недостаточность при СД2, критерием которой является некомпенсируемая гиперинсулинемией гипергликемия, оказывается мифом. В новой концепции причиной гипергликемии является не инсулиновая недостаточность как таковая, а комбинированная инсулинорезистентность особым образом расположенных в системе кровообращения инсулинзависимых тканей. Отсюда гиперсекреция инсулина - вторичный феномен по отношению к базальной гипергликемии, которая является не результатом нехватки инсулина (относительной недостаточности) в организме, а «неудачным» сочетанным поражением инсулинорезистентностью органов и тканей. При этом адекватная гипергликемии высокая секреция инсулина не может устойчиво, раз и навсегда, нормализовать гликемию потому, что ее причина не в инсулиновой недостаточности как таковой, а в комбинированной инсулинорезистентности. Если бы чувствительность к инсулину была сохранена в одном из инсулинзависимых локусов (печень или периферия), то в этом случае гликемия оказывается даже ниже нормы, то есть углеводный обмен не приближается, а удаляется от диабетического (гипергликемического). Отсюда при СД2, особенно на ранней стадии, не может быть какой-либо инсулиновой недостаточности. Есть лишь постоянно восстанавливающаяся гипергликемия, как только секреция инсулина достигает тощаковых значений, которую инсулин в принципе не в состоянии скорректировать. Когда секреция или введение экзогенного инсулина нормализует уровень гликемии в периферических венах (плечевая вена), она не приведет, как доказано выше теоретически, к устойчивой нормализации гликемии в артериальном сосудистом русле при комбинированной инсулинорезистентности. Но создаст у диабетолога ложное впечатление либо относительной инсулиновой недостаточности без гипергликемии, либо возможности устойчивой нормализации гликемии у больного СД1 с помощью инсулинотерапии, когда на самом деле нормализована лишь венозная гликемия на периферии.

Возникает естественный вопрос: почему этот вполне очевидный патогенез развития СД не был предложен ранее? Причина в том, что до сих пор абсолютизируется диагностическое значение уровня гликемии в периферических инсулинзависимых тканях как критерия нормализации гликемии и в остальных участках сосудистого русла. Это и понятно, поскольку исследование гликемии в капиллярах и венах периферических тканей удобно в клинической практике. Кроме того, точность современных методов исследования гликемии, как правило, не в состоянии уловить различия в уровне гликемии в различных участках сосудистого русла, поскольку, как показывают расчеты, они могут быть в пределах ошибки метода определения глюкозы крови. И только вышеприведенный теоретический анализ позволяет обнаружить описанные выше феномены. Поскольку ранее никто такого анализа не проводил, то выявленные противоречия в общепринятых на сегодня теориях развития СД2 и не бросались в глаза.

15.12. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Какое отношение все сказанное в этом разделе имеет к ПИ и НМГ? Во-первых, из представленных в разделе результатов очевидно, что современная практика введения инсулина как инсулиновой ручкой, так и помпой не идеальная относительно сосудистой топографии и необходимо разрабатывать устройства введения инсулина в портальную систему печени, куда инсулин поступает первично из поджелудочной железы. В этом отношении ПИ потенциально лучше, чем инъекции инсулина, так как в портальную систему инсулин должен вводиться непрерывно. Что касается НМГ, то текущий контроль гликемии в периферическом сосудистом русле не гарантирует нормализации гликемии в сосудистой системе инсулиннезависимых тканей, которые при диабете избирательно поражаются (сетчатка глаза, почки). И точность работы сенсора глюкозы в устройстве НМГ на сегодня явно недостаточна, если будут разрабатываться устройства контроля гликемии в различных участках сосудистого русла.

В заключение этого раздела следует заметить, что когда моделирование выполняется на конкретных числовых примерах, то его результаты очень наглядны и убедительны. Но, строго говоря, пока не доказана справедливость выводов теории для любых возможных числовых значений, она не считается доказанной в общем виде. Такая работа мной была в свое время проделана, и ее результат представлен в Приложении 4.

Без специальной математической подготовки (которую я получил в свое время в МГУ, окончив факультет вычислительной математики и кибернетики), понять Приложение 2 невозможно, но оно и рассчитано на тех врачей, кто в этом направлении продолжит работу совместно с профессиональными математиками. К сожалению, современные технологии лечения диабета становятся все более «математизированными» [так называемая дигитальная (цифровая) медицина (в частности, диабетология)] и без чего прогресс в этом направлении практически невозможен.

Литература

  1. Древаль А.В. Фармакокинетики инсулина и глюкозы при инфузионном введении инсулина больным диабетом. I. Базальный режим // Мед. техника. 1982. № 6. С. 21-26.

  2. Древаль А.В. Двумерный параметр кинетики глюкозы в диагностике сахарного диабета // Лаб. дело. 1988. № 4. С. 47-54.

  3. Древаль А.В. Индивидуализация инсулинотерапии сахарного диабета на основе математического моделирования кинетики глюкозы и инсулина, компьютерного расчета диеты и применения дозаторов инсулина : дис. …​ д-ра мед. наук. М., 1989. 245 с.

  4. Beck-Nielsen H., Hother-Nielsen O., Staehr P. Is hepatic glucose production increased in type 2 diabetes mellitus? // Curr. Diabetes Rep. 2002. Vol. 2. P. 231-236. URL: http://www.biomedcentral.com/1534-4827/2/231/abstract.

  5. Bischof M.G., Bernroider E., Krssak M., Krebs M. et al. Hepatic glycogen metabolism in type 1 diabetes after long-term near normoglycemia // Diabetes. 2002. Vol. 51. P. 49-54. URL: http://diabetes.diabetesjournals.org/cgi/content/full/51/1/49#R18.

  6. Boden G., Chen X., Stein T.P. Gluconeogenesis in moderately and severely hyperglycemic patients with type 2 diabetes mellitus // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2001. Vol. 280. P. E23-E30. URL: http://ajpendo.physiology.org/cgi/content/full/280/1/E23.

  7. Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. American Diabetes Association // Diabetes Care. 2005. Vol. 28. P. S37-S42. URL: http://care.diabetesjournals.org/cgi/content/full/28/suppl_1/s37#T2.

  8. Engelgau M.M., Thompson T.J., Herman W.H. et al. Comparison of fasting and 2-hour glucose and HbA1c levels for diagnosing diabetes: diagnostic criteria and performance revisited // Diabetes Care. 1997. Vol. 20. P. 785-791.

  9. Ferrannini E., DeFronzo R.A. Insulin action in vivo: glucose metabolism // International Textbook of Diabetes Mellitus / eds K.G.M.M. Alberti et al.; associated eds G. Verti et al. 1992. P. 409-438.

  10. Glycerol metabolism in exercising muscle. Bente Stallknecht, Copenhagen Muscle Research Centre, Department of Medical Physiology, The Panum Institute, University of Copenhagen, Blegdamsvej 3, DK-2200 Copenhagen N, Denmark. Abstracts Microdialysis. 2002. URL : http://www.microdialysis.se/Abstracts%20Rooyackers%20etc.htm.

  11. Hasselbalch S.G., Knudsen G.M., Capaldo B., Postiglione A. et al. Blood-brain barrier transport and brain metabolism of glucose during acute hyperglycemia in humans // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2001. Vol. 86, N 5. P. 1986-1990. URL: http://jcem.endojournals.org/cgi/content/full/86/5/1986.

  12. Jagasia D., Whiting J., Concato J., Pfau S. et al. Effect of non-insulin-dependent diabetes mellitus on myocardial insulin responsiveness in patients with ischemic heart disease // Circulation. 2001. Vol. 103. P. 1734- 1739. URL: http://circ.ahajournals.org/cgi/content/full/103/13/1734.

  13. McCance D.R., Hanson R.L., Charles M.A. et al. Comparison of tests for glycated haemoglobin and fasting and two hour plasma glucose concentrations as diagnostic methods for diabetes // BMJ. 1994. Vol. 308. P. 1323-1328.

  14. Meyer C., Stumvoll M., Nadkarni V., Dostou J. et al. Abnormal renal and hepatic glucose metabolism in type 2 diabetes mellitus // J. Clin. Invest. 1998. Vol. 102, N 3. P. 619-624. URL: http://www.jci.org/cgi/content/abstract/102/3/619.

  15. Moore M.C., Connolly C.C., Cherrington A.D. Autoregulation of hepatic glucose production // Eur. J. Endocrinol. 1998. Vol. 138, N 3. P. 240-248. URL: http://www.eje-online.org/cgi/content/abstract/138/3/240.

  16. Report of the Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus // Diabetes Care. 1997. Vol. 20. P. 1183-1197.

  17. Segel S.A., Fanelli C.G., Dence C.S., Markham J. et al. Blood-to-brain glucose transport, cerebral glucose metabolism, and cerebral blood flow are not increased after hypoglycemia // Diabetes. 2001. Vol. 50, N 8. P. 1911-1917. URL: http://diabetes.diabetesjournals.org/cgi/content/full/50/8/1911.

  18. Wu C., Okar D.A., Kang J., Lange A.J. Reduction of hepatic glucose production as a therapeutic target in the treatment of diabetes // Curr. Drug Targets Immune Endocr. Metab. Disord. 2005. Vol. 5, N 1. P. 51-59. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=15777204&itool=iconabstr&query_hl=6.

  19. Yki-Jarvinen H., Koivisto V.A. Continuous subcutaneous insulin infusion therapy decreases insulin resistance in type 1 diabetes // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1984. Vol. 58. P. 659-666. URL: http://jcem.endo-journals.org/cgi/content/abstract/58/4/659?ijkey=f63db04942df5e2a829 18be2ec679b5ac88b2fd9&keytype2=tf_ipsecsha.

16. ПОДКОЖНАЯ ДИСПЕРСИЯ ИНСУЛИНА КАК МЕТОД УЛУЧШЕНИЯ ЕГО КИНЕТИКИ, В ТОМ ЧИСЛЕ И ПРИ ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

Как было указано выше, лечение дозатором инсулина решает целый ряд клинических проблем инсулинотерапии, которые возникают, когда инсулин вводится инсулиновой ручкой (инсулиновым шприцем). Инсулинотерапия на помпе становится существенно более гибкой. Но остается проблема скорости всасывания инсулина, которая значительно не поспевает за скоростью поступления глюкозы из ЖКТ. Эта проблема частично решается созданием нового класса препаратов-аналогов инсулина сверхкороткого действия. В таких препаратах молекулы аналога инсулина не собираются, как в обычном человеческом инсулине, в гексамеры, а содержатся в виде ди- и мономеров, что существенно ускоряет поступление инсулина из подкожного депо в кровь. Но пока не реализована и другая, дополнительная возможность повышения скорости всасывания инсулина - увеличение площади распределения инсулина в подкожное депо, то есть его диспергирование. В свое время такого рода «дисперсионная» игла была мной создана [Древаль А.В. Дисперсионная инъекционная игла для введения инсулина // Медицинская техника. 1986. № 4. С. 53-55], и результаты ее клинического применения и теоретическое обоснование целесообразности такого лечения (в том числе и для инсулиновой помпы) представлены ниже. Осталось лишь разработать способ дисперсионного введения инсулина современным дозатором инсулина, что, полагаю технически не сложно, но на такой способ лечения инсулиновой помпой пока не обращено должного внимания и, возможно, представленный научный материал в настоящей книге позволит ликвидировать этот пробел в современной ПИ СД.

16.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИСПЕРСИОННОГО ПОДКОЖНОГО ВВЕДЕНИЯ ИНСУЛИНА

Подкожное введение инсулина больному диабетом сопровождается двумя побочными эффектами, ухудшающими его действие: а) быстрым разрушением инсулина в месте его введения; б) несоответствием скорости поступления непролонгированного инсулина из подкожного депо в кровь скорости всасывания углеводов из ЖКТ (первая значительно меньше). Чтобы снизить нежелательное разрушение инсулина, предлагалось вводить его совместно с антиферментом трасилолом. Однако наряду со значительным удорожанием лечения постоянное парентеральное введение больному еще одного белкового препарата способствует нежелательной аллергизации. Кроме того, этот метод не устраняет второго побочного эффекта.

Интуитивно кажется оправданным введение инсулина в виде нескольких депо (то есть диспергирование препарата), что может в определенной степени уменьшить вышеуказанные недостатки инсулинотерапии. Можно ожидать, что при распределении инсулина в нескольких депо увеличение числа мест всасывания, а также и площади повысит интенсивность его поступления в кровь. Однако поскольку увеличение площади соприкосновения с тканями увеличивает и разрушение инсулина тканевыми ферментами, то, вообще говоря, неясно, каким будет результирующий эффект диспергирования. Поэтому проанализируем ситуацию вначале теоретически, оценим, возможно ли повышение интенсивности поступления инсулина в кровь за счет увеличения числа депо и/или площади всасывания.

Для решения указанной задачи воспользуемся методом компартментного моделирования. Модель кинетики инсулина при подкожном его введении в виде одного депо представлена на рис. 16.1. Компартмент 1 представляет подкожно-жировое депо инсулина, а компартмент 2 - жидкие среды внеклеточного пространства, в том числе кровь.

pic 0055
Рис. 16.1. Двукомпартментная модель кинетики инсулина при подкожном его введении

Коэффициент k2 отражает распад инсулина в месте введения, a k3 - его элиминацию из крови; k1 - коэффициент переноса между компартментами. Эта модель описывается следующей системой дифференциальных уравнений:

I1 (t) = -(k1 + k2) I1 (t), (1)

I2 (t) = k1 I(t) - k3 I2 (t),

где Ii (t) - концентрация инсулина в i-м компартменте. Из решения этой системы получаем описание 2 кинетической кривой инсулина в крови:

image

где А - доза введенного инсулина.

Положим теперь, что мы диспергировали инсулин, то есть ввели ту же дозу, но не в одном, а n депо. Модель такой ситуации представлена на рис. 16.2.

pic 0057
Рис. 16.2. (n+1) - компартментная модель кинетики инсулина при его диспергировании (введения в n депо)

Модель дисперсионного введения инсулина описывается следующей системой дифференциальных уравнений:

image

Jn+1(t) = k1(J1(t) + J2(t) + …​ + Jn(t)) - k3Jn+1(t),

где Ji (t) - концентрация инсулина в i-м компартменте. Откуда получим описание кинетической кривой инсулина в крови:

image

Поскольку введенная доза инсулина А в обоих случаях одинакова, а из построения модели следует, что V2 = Vn+1, то из сопоставления (2) и (4) получаем:

I2 (t) = Jn + 1(t). (5)

Таким образом, если кинетические свойства единого компартмента-депо, в частности значения k1 и k2, совпадают с кинетическими свойствами каждого из n малых компартментов, то дисперсионное введение инсулина не изменяет его кинетической кривой в крови. Следовательно, повышение интенсивности всасывания инсулина в кровь не может быть достигнуто только за счет увеличения числа мест поступления инсулина в кровь.

Однако при построении моделей, для того чтобы выделить эффект увеличения числа депо, мы умышленно пренебрегли изменением площади всасывания инсулина при его диспергировании. Учтем теперь влияние площади всасывания. Положим для простоты, что депо принимает форму шара. Если единое депо мы разбиваем на n частей, то есть на n шаров, то общая поверхность всасывания при этом только увеличится. Известно, что если шар разбить на n равных шаров, то отношение суммы поверхностей маленьких шаров Sm к поверхности исходного большого шара выражается отношением:

image

или

image

Заметим, что, считая депо шарообразным, мы несколько занижаем его поверхность по сравнению с реальной, когда депо инсулина в подкожно-жировой клетчатке принимает неправильные произвольные формы. Поскольку скорость всасывания зависит от площади, то нельзя считать, что k1 и k2 имеют те же значения для малых и большого депо, как полагалось ранее. Поэтому предположим, что всасывание пропорционально и площади S, откуда система (1) преобразуется к виду:

I1(t) = S(k1 + k2)I1(t); (7)

I2(t) = Sk1 I1(t) - k3 I2(t).

Отсюда кинетическая кривая концентрации инсулина крови будет иметь вид:

image

Система (3) с учетом площади всасывания преобразуется к виду:

image

Откуда кинетическая кривая инсулинемии:

image

Сравним теперь кинетические кривые:

image

Если мы обозначим:

image

а второй множитель в (9) через ε<1, то после соответствующих преобразований получим:

image

Поскольку r >1, то pr<p, и так как ε>0, то Jn+1(t) >I2(t). Таким образом, уровень инсулинемии при дисперсионном введении инсулина в виде множественных депо должен быть выше, чем тот, который создается единственным депо, что связано с увеличением не числа мест поступления препарата, а только площади всасывания.

16.2. ДИСПЕРСИОННАЯ ИГЛА ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ ИНСУЛИНА - КЛИНИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ

В связи с вышесказанным нами был предложен новый способ введения инсулина через специально разработанную «дисперсионную иглу», которая позволяет рассредоточить (диспергировать) инсулин в подкожно-жировой клетчатке на большей площади, чем это происходит при его введении обычной иглой для подкожных инъекций.

Дисперсионная инъекционная игла (рис. 16.3) отличается от обычных инъекционных игл тем, что осевой канал 3 в трубке 2 наглухо заделан со стороны среза «б» с помощью вставки 5; заточка иглы произведена после того, как вставка 5 припаяна к трубке 2, а выходные отверстия 4 для введения инсулина в ткани расположены только на боковой поверхности трубки 2 в количестве 4-8 (диаметр каждого из них 10-30% от диаметра осевого канала 3). Выходные отверстия расположены на равном расстоянии друг от друга и от канюли 1, причем первое отверстие - на расстоянии не менее 4 мм от острия 7 иглы. В поперечном сечении трубки 2 расстояния между соседними отверстиями одинаковы, иными словами, они располагаются вдоль трубки 2 по винтовой линии, что обеспечивает равномерное распределение инсулина в месте инъекции. Следовательно, инсулин, поступая в подкожно-жировую клетчатку через множественные отверстия 4 в игле, образует соответственно множественные депо, располагающиеся вдоль канала, оставляемого иглой. За счет этого площадь всасывания инсулина возрастает, то есть достигается нужный эффект. Следует отметить, что во время инъекции заостренный на конус и без отверстия конец дисперсионной иглы лишь раздвигает ткани, то есть практически не травмирует их, в отличие от иглы для подкожных инъекций, которая разрезает ткани.

pic 0068
Рис. 16.3. Дисперсионная игла для инъекций инсулина: 1 - канюля; 2 - трубка; 3 - осевой цилиндр; 4 - выходные отверстия; 5 - вставка; 6 - срез; 7 - острие; а - общий вид; б и в - поперечные сечения трубки 2 при различных вариантах расположения выходных отверстий 4

Дисперсионная инъекционная игла была испытана в клинических условиях следующим образом. У всех 8 больных СД в процессе испытания суточная доза и виды препарата инсулина не менялись. В первые 3 дня исследования инсулин вводили обычной инъекционной иглой для подкожных инъекций и на 3-й (контрольный) день определяли уровень гликемии в течение суток каждые 3 ч. После этого инсулин в той же дозе вводили 3 дня подряд, но с помощью дисперсионной иглы, и снова на 3-й (контрольный) день лечения исследовали гликемический профиль. Чтобы исключить влияние комплексного стационарного лечения на компенсацию диабета, указанная схема испытания повторялась у каждого больного, то есть еще раз проводился 3-дневный курс лечения с использованием обычной инъекционной иглы и затем дисперсионной с контролем гликемического профиля. После этого подсчитывали среднесуточный уровень сразу за двое контрольных суток лечения при использовании дисперсионной иглы и сравнивали со средним уровнем за двое контрольных суток лечения обычной инъекционной иглой (табл. 16.1).

Таблица 16.1. Сравнение среднесуточной гликемии на фоне введения инсулина при использовании инъекционных игл различной конструкции (М±m)

Больные

Среднесуточная гликемия на фоне введения инсулина, ммоль/л

инъекционной иглой

дисперсионной иглой

Д. Р.

Б-r.

Ф. Ш. В.

Б-в. К.

8,32±1,28 8,32±0,99 9,32±1,05 15,26±1,83 8,32±2,27 10,05±2,16 9,55±0,99 16,10±2,11

8,10±0,94 8,60±1,22 7,16±1,16 11,21±1,55 4,77±1,44 5,99±1,33 6,005±0,99 8,66±0,50

Среднее

10,71±0,72

7,55±3,55

В результате установлено, что в среднем уровень гликемии на фоне введения инсулина дисперсионной иглой оказался достоверно ниже <0,003), чем при лечении обычной инъекционной иглой для подкожных инъекций. Полученные результаты убедительно свидетельствуют о большем сахароснижающем действии инсулина при его введении с использованием дисперсионной иглы (по сравнению с обычной инъекционной иглой для подкожных инъекций).

Дисперсионная игла была также применена для лечения инсулиновых липоатрофий. Как известно, одним из эффективных методов лечения этого осложнения инсулинотерапии является обкалывание липоатрофического участка свиным инсулином с разных сторон. Дисперсионная игла позволяет вводить инсулин в достаточно широкую зону при однократном прокалывании кожи, то есть можно избежать обкалывания. У больной С. с липоатрофией в местах инъекции были выбраны 2 участка поражения равных размеров на передней поверхности бедер. В один из участков инсулин вводился обычной иглой с четырех сторон, а в другой - с использованием дисперсионной иглы с одной стороны. В обоих участках произошло заполнение липоатрофического очага в одни и те же сроки, то есть использование дисперсионной иглы позволяет эффективно лечить липоатрофию при существенно меньшей травматизации больного.

Полученные результаты позволяют рекомендовать использование дисперсионной иглы во всех случаях, когда лекарственные препараты быстро разрушаются в месте введения препарата, то есть в депо. Следует отметить, что выраженный сахароснижающий эффект, наблюдавшийся у больных, получавших не только простой, но и пролонгированные препараты инсулина, можно объяснить тем, что инсулин, находящийся в комплексе с носителем, пролонгирующим его действие, предохраняется им от разрушения, но, освободившись от носителя, он становится в такой же степени подверженным ферментативным воздействиям в месте депонирования, как и непролонгированный инсулин. Отсюда и в случае пролонгированного инсулина увеличение площади всасывания способствует более быстрому поступлению свободного от носителя инсулина в кровь и тем самым усилению сахароснижающего эффекта этих препаратов. Эти результаты показывают, что дисперсионная игла может оказаться полезной и для введения многих других пролонгированных форм лекарственных препаратов, отличных от инсулина.

Таким образом, предложенная игла для дисперсионного введения инсулина позволяет повысить эффективность лечения препаратами инсулина пролонгированного и непролонгированного действия, уменьшает травматизацию больного при лечении инсулиновых липоатрофий и благодаря расположению выходных отверстий только на боковой поверхности уменьшает травматизацию кожи и подкожно-жировой клетчатки во время инъекции, что является немаловажным фактором для больного диабетом, получающего ежедневные инъекции инсулина пожизненно. Теоретически нами было доказано в этом разделе, что повышение эффективности лечения инсулином связано с увеличением не числа мест поступления препарата, а только площади всасывания. Аналогичные результаты были получены с диспергирующей инсулин иглой B. Edsberg и соавт. в 1987 г. [Edsberg B., Herly D., Hildebrandt P., Kühl C. Insulin bolus gives by sprinkler needle: effect of on absorbtion and glycaemic response to a meal // British med. J. 1987. Vol. 294. N 6584. P. 1373-1376], которая была практически точной копией моей. Но моя работа появилась на год раньше (!) [Древаль А.В. Дисперсионная инъекционная игла для введения инсулина. // Медицинская техника. 1986. № 4. С. 53-55]. И конечно, в работе B. Edsberg и соавт. не было представлено каких-либо теоретических обоснований целесообразности такого лечения.

Очевидно, что дисперсионное введение инсулина инсулиновой помпой тоже может улучшить его сахароснижающий эффект, но пока разработчики помп не используют диспергирование инсулина в подкожном депо. Хотя технически это несложно сделать с учетом современных достижений в создании устройств подкожного введения инсулина для помп (см. выше).

17. Сложные модели сахарного диабета в качестве тестирования оптимальной индивидуальной программы лечения инсулиновой помпой или искусственной β-клеткой

В последние годы снова возобновился интерес к сложным математическим моделям СД. Стало очевидным, что оптимальную индивидуальную схему лечения диабета, когда она становится такой сложной, как на ПИ, и тем более ИБК, желательно экспериментально проверить на некоторой математической модели диабета больного и лишь потом ее применять у больного. Такого рода моделированием, кроме меня и группы московских математиков из Института проблем управления (руководитель группы д-р техн. наук В.Н. Новосельцев), занимался в свое время математик С. Cobelli с коллегами из университета в Пизе. Теперь к ним присоединился Ковачев (математик из Болгарии, который в настоящее время работает в США). Они для указанных выше современных целей разработали так называемую силиконовую математическую модель диабета у человека, на которой предварительно отрабатывают оптимальные алгоритмы лечения ИБК.

В разработке сложных моделей СД мы тогда довольно далеко продвинулись, и что интересно, ряд наших достижений математического моделирования диабета не превзойден даже до сих пор. В связи с этим в данном разделе представлена наша сложная модель СД (впервые опубликованная в журнале «Биофизика», 1983, № 5, с. 866-872) и показана целесообразность ее непосредственного использования в современной диабетологической практике для ПИ (раздел 17.1), а в будущем и для предварительного моделирования работы ИБК у больного диабетом.

К сожалению, работа по математическому моделированию диабета с тех пор надолго приостановилась, так как требует довольно серьезного финансирования. Но около двух лет назад я получил приглашение принять участие в научном гранте, в котором возникла необходимость моделирования СД. Я со своей стороны пригласил команду молодых биофизиков и математиков, с которыми мы сделали новую сложную математическую модель СД, на которой моделировали НМГ у больных диабетом и результаты ПИ. В этом направлении удалось довольно быстро получить предварительные результаты, которые представлены в разделе 17.2, и, возможно, в России это очень перспективное научное направление возродится.

Это важно еще и потому, что на сегодняшний день работами такого сложного уровня в диабетологии занимается очень узкий круг высококвалифицированных специалистов.

17.1. СЛОЖНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ САХАРНОГО ДИАБЕТА В ОЦЕНКЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ ПАТОГЕНЕЗА ГИПЕРГЛИКЕМИИ И ПОДБОРА ОПТИМАЛЬНОЙ ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

А.В. Древаль, В.Н. Новосельцев, Е.Л. Оркина

Расширение в последние годы представлений о нормальной регуляции обмена веществ эндокринным аппаратом поджелудочной железы стимулировало разработку ряда новых гипотез возникновения эссенциального СД, которые нуждаются в экспериментальном подтверждении, дополнительной проверке. В связи с этим имеет смысл провести предварительный анализ таких гипотез с точки зрения их принципиальной непротиворечивости по отношению к твердо установленным физиологическим данным. Это может быть осуществлено путем построения математической модели регуляции обмена веществ поджелудочной железой в норме с последующим введением в модель предполагаемого патологического фактора. Если такая модель будет имитировать нарушения углеводного обмена, наблюдаемые при СД, то предлагаемый патофизиологический механизм развития диабета можно считать принципиально возможным.

В нашей работе использована специально разработанная сложная системная модель регуляции углеводного обмена, состоящая из следующих элементов (рис. 17.1): 1 - допеченочное сосудистое русло (P1), включающее воротную вену печени, печеночную артерию и внутрипеченочный кровоток; 2 - постпеченочное сосудистое русло (Р2), включающее остальные элементы системы кровообращения; 3 - печень (депо Д1); 4 - кишечная стенка (КС); 5 - мышечная и жировая ткани (депо Д2); 6 - эндокринный аппарат поджелудочной железы (ПЖ); 7 - просвет кишечника (ПК); 0 - внешняя среда.

В модели имитируется поступление экзогенной глюкозы через ЖКТ в допеченочное сосудистое русло (воротная вена печени) и секреция инсулина и глюкагона из ПЖ в P1.

В соответствии с известными физиологическими данными процессы депонирования глюкозы в печени (Д1) в виде гликогена и распад гликогена регулируются концентрацией глюкозы, инсулина и глюкагона в P1. В модели имитируются процессы распада инсулина и глюкагона в печени и почках, а также экскреция глюкозы почками при гипергликемии более 11 ммоль/л (на рис. 17.1 процессы элиминации этих веществ отражены потоками, идущими из P1 и Р2 во внешнюю среду). Кроме того, в модели имитируется секреция гастроинтестинальных гормонов (ГИГ) в ответ на поток экзогенной глюкозы через кишечную стенку и при этом учтено, что ГИГ распадаются в почках. Утилизация глюкозы тканями на метаболические нужды представлена на рис. 17.1 потоками глюкозы из P1 и Р2 во внешнюю среду. Секреция инсулина в модели зависела от концентрации глюкозы и ГИГ в постпеченочном русле, а глюкагона - только от гликемии в Р2.

pic 0069
Рис. 17.1. Блок-схема сложной системной модели регуляции углеводного обмена. Сплошные стрелки - потоки массы вещества, пунктирные - регуляторные влияния; С - глюкоза; И - инсулин; Г - глюкагон; К - гастроинтестинальные гормоны

Для проведения численных имитационных экспериментов на компьютере вышеуказанные физиологические представления о регуляции обмена углеводов были описаны системой нелинейных дифференциальных уравнений.

В математическую модель были введены фармакокинетические и фармакодинамические параметры инсулина, глюкагона глюкозы и ГИГ, приведенные в литературе последних лет и полученные в наших исследованиях. При имитации ПТТГ в норме построенная модель достаточно адекватно воспроизводит изменение концентрации инсулина и глюкозы крови (рис. 17.2). Очевидно, если в модель, отражающую регуляцию гликемии в норме, ввести предполагаемый фактор возникновения диабета,

то в имитационных экспериментах ПТТГ должны получаться кривые гликемии и инсулинемии, характерные для диабета. В противном случае можно сделать предположение о недостаточной полноте или адекватности теоретического представления, положенного в основу патогенеза диабета реальному механизму возникновения диабета.

pic 0070
Рис. 17.2. Изменение концентрации: а - инсулина и б - глюкозы крови в пероральном тесте толерантности к глюкозе при различных значениях чувствительности глюкорецепторов β-клеток (m61): кривая 1 - m61 = 0; кривые 2, 4 - m61 в 8, 4 и 2 раза ниже нормы; кривые 5, 6, 7 - m61 в 2, 4 и 8 раз выше нормы; кривая 8 - норма

В серии численных экспериментов с моделью имитировались следующие нарушения: несоответствие секреции инсулина глюкозному стимулу; гиперглюкагонемия; повышение активности инсулиназы печени; снижение количества инсулиновых рецепторов в инсулинзависимых тканях; снижение секреции ГИГ. Рассмотрим их поочередно.

Гипотеза о генетически обусловленном высоком пороге чувствительности глюкорецепторов β-клеток при диабете была высказана Robertson и соавт. В свете бигормональной теории диабета возникает вопрос, достаточно ли одной гипосекреции инсулина (без гиперглюкагонемии) для получения диабетоидной гликемической кривой в ПТТГ. Ответ на этот вопрос мы попытались получить в следующем эксперименте с моделью, в которой поступление инсулина из ПЖ в воротную вену печени (И61) пропорционально содержанию глюкозы (С2) и ГИГ (К2) в артериальной крови (Р2), то есть:

И61 = m61C2 + m61K2 (1)

где m61 и m61 - коэффициенты пропорциональности. Отсюда уменьшение коэффициента m61 имитирует пониженную чувствительность глюкорецепторов β-клеток. Как видно из рис. 17.2, кривая гликемии, полученная в модели при m61 = 0, имеет типичный для диабета характер, когда секреция инсулина низкая (некоторая секреция инсулина в модели сохраняется за счет ненарушенной чувствительности β-клеток к ГИГ). При этом в модели ПТТГ повышается как пик гликемии, так и продолжительность гипергликемии после нагрузки глюкозой, что типично для СД. В случае уменьшения m61 в 2 или 4 раза характер изменения гликемической кривой остается таким же, хотя и менее выраженным. Таким образом, гипотеза избирательного снижения чувствительности глюкорецепторов β-клеток принципиально приемлема для объяснения механизма возникновения инсулинзависимого диабета.

Кроме СД1 диабета известен и другой его тип - СД2, характеризующийся гиперинсулинемией и инсулинорезистентностью тканей к биологическому действию инсулина. Можно сделать предположение, что при этом типе диабета заболевание возникает вследствие повышенной чувствительности глюкорецепторов β-клеток к глюкозе, что приводит к гиперинсулинемии. Поскольку хроническая гиперинсулинемия, как известно, вызывает уменьшение количества инсулиновых рецепторов, то инсулинорезистентность тканей может быть вторичным феноменом по отношению к гиперинсулинемии. Высокая и неадекватная гиперинсулинемии резистентность инсулинзависимых тканей, очевидно, может сопровождаться нарушением углеводного обмена, то есть развитием СД на фоне гиперинсулинемии.

Эта гипотеза также была подвергнута проверке на модели. Увеличение коэффициента m61 в уравнении (1) имитирует в модели повышенную чувствительность глюкорецепторов β-клеток к глюкозе крови. Увеличение m61 в 4-8 раз (рис. 17.2) приводит к повышению пика секреции инсулина и к пролонгированию гиперинсулинемии. При этом кривая гликемии в модели ПТТГ резко уплощается. Эти изменения по своему характеру напоминают тип кривой, наблюдаемой при ожирении, которое, как известно, является фактором риска СД.

Имитация следующей стадии развития СД2 - снижение чувствительности тканей к инсулину - может быть осуществлена изменением интенсивности поступления глюкозы в Д1 (C13) и в Д223) под действием инсулина. В модели потоки глюкозы C13 и С23 описываются следующими соотношениями:

C13 = m131) × C1; (3.2)

С25 = m252) × С2, (3.3)

где m13 и m25 - коэффициенты чувствительности тканей к инсулину, зависящие от концентрации инсулина в P1 и Р2 соответственно.

Однако в численном эксперименте уменьшение коэффициентов m13 и m25 не дало характерных для диабета кривых гликемии и гиперинсулинемии в ответ на модель ПТТГ (рис. 17.3).

pic 0071
Рис. 17.3. Изменение концентрации: а - инсулина и б - глюкозы крови в ПИТ при повышенной чувствительности глюкорецепторов β-клеток и различных значениях коэффициентов чувствительности тканей к инсулину (m13, m25). Коэффициенты m13 и m25 изменяются от значений в 4 раза ниже нормы (кривая 1) до значений в 8 раз выше нормы (кривая 6); кривая 7 - m13 = m25 = 0; кривая 3 - норма

Следовательно, в рамка введенных в модель предположений о нормальной регуляции углеводного обмена указанный механизм развития диабета не может реализоваться.

В литературе неоднократно высказывалось предположение о возникновении СД вследствие повышенного разрушения инсулина в печени, то есть вследствие повышения активности инсулиназы печени, например Pierluissi и соавт. В модели повышение активности инсулиназы печени может быть отражено увеличением потока распада инсулина в печени. Как видно из рис. 17.4, повышенное разрушение инсулина в печени без нарушения его биологического действия на печень не приводит к появлению диабетоидной кривой, так как при этом наблюдается лишь незначительное увеличение пика гликемической кривой, но уже через 120 мин гликемия достигает нормы. Возможно, именно поэтому поиск повышенной активности инсулиназы печени у больных диабетом до сих пор не увенчался успехом.

В последнее время обсуждается роль гиперглюкагонемии на фоне гипоинсулинемии в развитии выраженных метаболических нарушений при диабете. В нашей работе гиперглюкагонемия моделировалась путем увеличения выброса глюкагона из ПЖ в ответ на снижение уровня глюкозы в крови (рис. 17.5).

pic 0072
Рис. 17.4. Кривые инсулинемии (а) и гликемии (б) в пероральном тесте толерантности к глюкозе при увеличенном разрушении инсулина в печени: 1 - в 2 раза выше нормы; 2 - в 4 раза выше нормы; 3 - норма

Видно, что даже при отсутствии нарушения секреции инсулина гиперглюкагонемия вызывает типичную диабетоидную кривую. Это подтверждает предположение о том, что гиперглюкагонемия является одним из существенных факторов в генезе диабетических обменных нарушений.

pic 0073
Рис. 17.5. Изменение концентрации глюкагона (а) и глюкозы (б) крови в пероральном тесте толерантности к глюкозе при различных уровнях секреции глюкагона; кривые 1, 2 и 3 - секреция глюкагона в 8, 4 и 2 раза выше нормы; кривые 4, 5 и 6 - в 2, 4 и 8 раз ниже нормы; кривая 7 - норма

В настоящее время установлено, что в норме ГИГ стимулируют секрецию инсулина. Однако предположение о гипосекреции ГИГ как о факторе, ответственном за развитие гипоинсулинемии при диабете, до сих пор не подтверждено. В связи с этим мы исследовали на модели последствия нарушения секреции ГИГ. Уменьшение их секреции вызвало увеличение пика гликемии в «ПТТГ», но уже через час гликемия нормализовалась (рис. 17.6).

pic 0074
Рис. 17.6. Кривые инсулинемии (а) и гликемии (б) в пероральном тесте толерантности к глюкозе при изменении секреции гастроинтестинальных гормонов; кривая 1 - гастроинтестинальные гормоны в 2 раза выше нормы; кривые 2, 3 и 4 - в 2, 4 и 8 раз выше нормы; кривая 5 - секреция гастроинтестинальных гормонов отсутствует; кривая 6 - норма

Эти данные показывают, что изолированного нарушения секреции ГИГ, очевидно, недостаточно для возникновения диабетоидной кривой в ПТТГ. Кроме того, на основе этих данных можно высказать предположение, что нарушение секреции ГИГ следует искать у тех больных, для которых характерен не диабетоидный, а так называемый башенный тип кривой в ПТТГ.

Таким образом, представленные в этом разделе данные модельных экспериментов по регуляции углеводного обмена эндокринным аппаратом ПЖ позволили получить подтверждение принципиальной непротиворечивости двух современных гипотез патогенеза СД: гипотезы нарушения чувствительности глюкорецепторов β-клеток и бигормональной теории возникновения обменных нарушений при диабете. Из результатов моделирования следует также, что при использованных в модели современных данных о нормальной регуляции углеводного обмена характерные для диабета нарушения обмена веществ не могут быть вызваны изолированным действием таких факторов, как снижение чувствительности инсулиновых рецепторов тканей вследствие гиперинсулинемии, повышенная активность инсулиназы печени или гипосекреция ГИГ.

Описанная выше системная модель использовалась нами и для имитации лечения дозатором инсулина. В этих численных экспериментах врач задавал величину углеводных пищевых нагрузок и изменяющуюся в зависимости от них скорость введения инсулина дозатором. Модель же прогнозирует гликемический профиль в течение суток на заданный врачом режим лечения (рис. 17.7). Получая наглядное представление о результатах своего лечения, врач, меняя алгоритм введения инсулина дозатором, добивается нужного результата.

pic 0075
Рис. 17.7. Результат моделирования работы помпы у больного

17.2. СЛОЖНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ДАННЫЕ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ ГЛИКЕМИИ И ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ПОМПОВОЙ ИНСУЛИНОТЕРАПИИ

А.В. Древаль, Т.П. Шестакова, О.А. Древаль, А.Н. Свешникова, М.А. Пантелеев, О.С.Медведев

С биофизической точки зрения описанная здесь математическая модель СД впервые была опубликована в журнале «Биофизика» (2017, Т. 62, вып. 5, с. 842-871). В этом разделе представлен главным образом патофизиологический и клинический взгляд на современное моделирование СД, основанный на материале, полученном в результате моделирования НМГ у двух больных СД1, которые находились на лечении в нашей клинике (отделение эндокринологии МОНИКИ).

17.2.1. Математическая модель

Блок-схема математической модели представлена на рис. 17.8. Она позволяет содержательно сопоставить описанные ниже формулы с физиологическими представлениями о регуляции гликемии.

pic 0076
Рис. 17.8. Блок-схема математической модели регуляции гликемии

Математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений, описывающих процессы, которые отражены в традиционной физиологической модели регуляции гликемии (см. рис. 17.8).

Уровень глюкозы определяется в рамках модели следующим уравнением (см. рис. 17.8):

image

где G - концентрация глюкозы в крови, Gi - концентрация глюкозы в межтканевом простанстве, N - концентрация контринсулиновых факторов в крови, meal - повышение уровня глюкозы в результате принятия пищи. Элиминация глюкозы из кровотока инсулиннезависимыми тканями пропорциональна концентрации глюкозы в крови - коэффициент пропорциональности p3 [5, 8]. Связь уровня глюкозы в крови с принятием пищи является достаточно сложной, и существуют математические модели, описывающие все процессы усвоения глюкозы в разных областях ЖКТ и активности пищеварительных ферментов [4]. Однако в настоящей работе не представляется возможным проводить оценку всех параметров утилизации глюкозы в ЖКТ для каждого пациета, поэтому в модель введены только два параметра, описывающие усвоение глюкозы из пищи. А именно постоянный поток глюкозы из ЖКТ (meal), который определяется отношением количества употребленных ХЕ к длительности усвоения пищи, и эффективность утилизации глюкозы a. Такое приближение является достаточно грубым, однако применяется довольно часто при математическом моделировании регулирования гликемии [5, 8].

В модель введен компартмент «межклеточное пространство» (см. рис. 17.8), что до сих пор не использовалось при моделировании кинетики глюкозы. Необходимость введения этого компартмента связана с тем, что, в отличие от самоконтроля глюкозы крови глюкометром, в случае НМГ сенсор измеряет концентрацию глюкозы не в крови, а в интерстициальном подкожно-жировом пространстве. В результате реально полученная у больного непрерывная кривая гликемии отражает уровень глюкозы крови не в момент исследования, а с задержкой в 15-20 мин. И это обстоятельство следует учитывать при моделировании непрерывной гликемической кривой. Исходя из сказанного, на см. рис. 17.8 компартмент «интерстициальное пространство» имеет отношение только к жировой ткани, где располагается глюкозный сенсор. Обмен глюкозы между кровью и интерстициальным пространством является равновесным процессом и в первом приближении может быть описан уравнением первого порядка:

image

где параметры int и ext определяются проницаемостью эндотелия и подбираются для пациентов индивидуально.

Основным источником глюкозы в крови в отсутствие пищи является ПГП под влиянием контринсулиновых факторов (в частности, глюкагона и других контринсулиновых гормонов), которые, в свою очередь, вырабатываются в ответ на снижение уровня глюкозы крови ниже определенного порогового значения. Влияние контринсулиновых факторов на концентрацию глюкозы описывается параметром p5 [5, 8], а метаболизм контринсулиновых факторов в крови описывается следующим уравнением [11] (см. рис. 17.8):

image

где γN - клиренс контринсулиновых факторов, α - синтез контринсулиновых факторов, а Nt - уровень глюкозы, при снижении до которого стимулируется выработка контринсулиновых факторов [8].

Кроме непрерывной элиминации глюкозы из крови инсулиннезависимыми тканями, она также потребляется инсулинзависимыми тканями (мышечная, жировая и печеночная ткани). Этот процесс был разделен в модели на быстрый и медленный [2]. В настоящей модели в целях ее упрощения [8] действие инсулина сведено к единственному параметру X, который, в свою очередь, линейно связан с концентрацией инсулина в крови (см. рис. 17.8):

image

Концентрация инсулина, в свою очередь, зависит от концентрации глюкозы в крови (при ненарушенной секреции инсулина), а у больного СД1 зависит от дозы и типа введенного препарата инсулина. В модели также учитывалась возможность остаточной секреции инсулина у больного СД1, которая, вообще говоря, минимальна (см. рис. 17.8):

image

где γi - клиренс инсулина, β - синтез инсулина, а It - уровень глюкозы, при повышении до которого в ПЖ начинается синтез инсулина, Lev - концентрация препарата инсулина длительного действия; input - концентрация инсулина в крови, которую создает короткий инсулин.

В настоящей модели предполагается введение двух типов инсулина - ультракороткого действия, когда гормон практически сразу (0,5-1 ч) попадает в кровоток [input в уравнении (5)] и выводится по закону клиренса инсулина, и длительного действия, когда препарат достаточно долго находится в кровотоке, примером такого препарата является Левемир. Для него вводится отдельное уравнение:

image

где input - доза введенного препарата, p7 - разрушение инсулина в подкожном депо, p6 - переход препарата в инсулин.

Исходные значения параметров модели указаны в табл. 17.1. Они были взяты из экспериментальных исследований, представленных в научной литературе [3, 8, 11].

Таблица 17.1. Параметры математической модели для здорового донора [8, 11]
Параметр Единицы Значение

γ1

мин-1

0,42

β

image

0,106

It

мг/дл

103

γN

мин-1

5,8×10-4

α

image

3,7×10-3

Nt

мг/дл

83

p1

мин-1

0,075

p2

image

1,3×10-5

p3

мин-1

0,022

p4

б/р

0,040

p5

image

0,016

p6

мин-1

-

p7

мин-1

-

Модель интегрируется методом LSODA в среде COPASI [13]. Подбор параметров модели проводится методом эволюционного программирования (параметры 200 поколений, 20 точек в популяции) [10]. В качестве входных данных используются личные дневники пациентов, включающие данные о времени и количестве пищи, дозе введенных лекарственных препаратов инсулина и данные непрерывного мониторинга глюкозы в межтканевом пространстве.

17.2.2. Результаты моделирования и оценка параметров

В модель были включены результаты НМГ у двух больных с диагнозом СД1. У обоих больных в течение 5 дней проводилось НМГ. и в течение этого периода они в «Дневнике диабетика» указывали суточную схему инсулинотерапии, а также содержание углеводов в приеме пищи (оценка методом ХЕ). НМГ проводилось по методике, описанной ранее [7].

В настоящем исследовании проводится анализ данных, полученных в течение одного дня у двух пациентов с диагнозом СД1. Задавалось изменение параметра meal со временем (см. рис. 17.8). Подбор параметров проводился методом эволюционного программирования, результат работы которого жестко зависит от положения точки начала поиска. Для обоих пациентов точкой начала выбирались параметры для здорового донора.

Значения таких коэффициентов, как клиренс инсулина, глюкозы и контринсулиновых факторов у здоровых, взяты из литературных данных [3, 8, 11]. Оценки специфичных для настоящей модели параметров (pi ) для здоровых доноров (приведены в табл. 17.1) получены из анализа эксперименальных данных, в которых были представлены гликемические кривые в условиях тестовой пищевой нагрузки или введения тестовой дозы инсулина [4]. Подробное описание их идентификации можно найти в работе [12].

Результаты идентификации параметров модели представлены в табл. 17.1.

К параметрам, значения которых заметно отличаются у больных СД1 и здоровых доноров, относятся инсулинзависимая утилизация глюкозы и клиренс инсулина. Значительно модифицируемыми эти параметры были и в других работах по математическому моделированию СД [4, 8]. Такое специфическое отличие больных СД1 и здоровых объясняется, скорее всего, абсолютно несовпадающими кинетическими свойствами эндогенного инсулина (мономолекулы инсулина, непрерывно секретируемые в портальную вену печени в зависимости от уровня глюкозы крови) и экзогенных препаратов инсулина (всасывающихся из подкожно-жировой клетчатки независимо от уровня глюкозы крови) [2]. Косвенно это также подтверждается большими различиями, наблюдаемыми в катаболизме препарата инсулина длительного действия между двумя пациентами (параметр p6, табл. 17.2).

Таблица 17.2. Теоретическая оценка параметров метаболизма глюкозы, изменяющихся при сахарном диабете 1-го типа
Параметр Единицы Здоровый Пациент 1 Пациент 2 Физиологическое значение

γ1

мин-1

0,42

2,2

0,96

Клиренс инсулина

p2

мин-2 /мЕД/л

1,3×10-5

(0,25*) 3,4 ×10-4

(0,15*) 1,4×10-3

Действие инсулина (* в скобках указана эффективность препарата инсулина)

a

б/р

1

0,47

0,63

Эффективность пищи

p3

мин-1

0,022

0,009

0,012

Независимое от инсулина усвоение глюкозы

p4

б/р

0,1

4,5

1,8

Инсулинза-висимое усвоение глюкозы

p6

мин-1

-

105

3,7×10-4

Константа скорости всасывания инсулина длительного действия

В результате работы получено хорошее описание экспериментальных кривых (рис. 17.9), причем ряд значений параметров у больных СД1 значительно отличается от таковых у здоровых доноров, в частности связанных с кинетикой инсулина, а также метаболизма контринсулиновых факторов и влияния инсулина на уровень глюкозы.

pic 0087
Рис. 17.9. Результаты математического моделирования регуляции гликемии у двух больных сахарным диабетом 1-го типа: а, в, д, ж - пациент 1; б, г, е, з - пациент 2; а, б - изменение концентрации глюкозы в межтканевом пространстве; точками указаны данные, полученные методом непрерывного мониторирования глюкозы, а непрерывная серая кривая - результат моделирования с учетом данных непрерывного мониторирования гликемии
pic 0088
Рис. 17.9. Результаты математического моделирования регуляции гликемии у двух больных сахарным диабетом 1-го типа: а, в, д, ж - пациент 1; б, г, е, з - пациент 2; в, г - изменение гликемии; точками указаны данные самоконтроля гликемии из дневников больных, а непрерывная серая кривая - результат моделирования по данным самоконтроля
pic 0089
Рис. 17.9. Результаты математического моделирования регуляции гликемии у двух больных сахарным диабетом 1-го типа: а, в, д, ж - пациент 1; б, г, е, з - пациент 2; д, е - расчетная концентрация инсулина в крови (введение инсулина моделировалось на основе данных из личных дневников пациентов); ж, з - прием пищи, указанный в личных дневниках больных
17.2.3. Заключение

Непрерывное мониторирование уровня глюкозы является новым для клинической практики методом исследования глюкозы крови, позволяющим получить непрерывную гликемическую кривую и оценить влияние на нее инсулинотерапии, диеты и физической активности. Вместе с тем до сих пор не решена задача оптимизации назначенной сахароснижающей терапии по данным, полученным в результате НМГ. Одной из главных причин этого является невозможность какой-либо ручной обработки полученного большого массива данных, и в клинической практике анализ кривой НМГ часто сводится к ее визуальной оценке (гликемия высокая, низкая и т.п.) или к простейшим статистическим оценкам (средняя суточная гликемия, среднее отклонение от заданного диапазона и т.п.), что немного добавляет к традиционному самоконтролю гликемии. Математическое моделирование может потенциально повысить полезность НМГ, но в этом направлении предстоит еще большая совместная работа специалистов по математическому моделированию CД и диабетологов.

Список литеpатуpы

  1. Van der Graaf P.H., Benson N. Systems pharmacology: bridging systems biology and pharmacokinetics-pharmacodynamics (PKPD) in drug discovery and development., Pharm. Res. 28 (2011) 1460-4. doi:10.1007/ s11095-011-0467-9.

  2. Древаль А.В. Диабетологическая практика. - Гэотар-Медиа, 2018. - 544 с.

  3. Palumbo P., Ditlevsen S., Bertuzzi A., De Gaetano A. Mathematical modeling of the glucose-insulin system: a review., Math. Biosci. 244 (2013) 69-81. doi:10.1016/j.mbs.2013.05.006.

  4. Schaller S., Willmann S., Lippert J., Schaupp L., Pieber T.R., Schuppert A., Eissing T. A Generic Integrated Physiologically based Whole-body Model of the Glucose-Insulin-Glucagon Regulatory System., CPT Pharmacometrics Syst. Pharmacol. 2 (2013) e65. doi:10.1038/psp.2013.40.

  5. Sorensen J.T., A physiologic model of glucose metabolism in man and its use to design and assess improved insulin therapies for diabetes, (1985). http://dspace.mit.edu/handle/172L1/15234 (accessed April 28, 2016).

  6. Апонин Ю.М., Апонина Е.А. Иерархия моделей математической биологии и численно-аналитические методы их исследования (обзор), Матем. биология и биоинформ. 2 (2007) 347-360.

  7. Шестакова Т.П., Древаль А.В., Древаль О.А. Изучение углеводного обмена у беременных с предшествующим сахарным диабетом с использованием непрерывного мониторирования глюкозы // Сборник тезисов VII Всероссийского диабетологического конгресса. - 2015.

  8. Markakis M.G., Mitsis G.D., Marmarelis V.Z. Computational study of an augmented minimal model for glycaemia control., Conf. Proc…​. Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. Annu. Conf. 2008 (2008) 5445-8. doi:10.1109/IEMBS.2008.4650446.

  9. Hoops S., Sahle S., Gauges R., Lee C., Pahle J., Simus N., Singhal M., Xu L., Mendes P., Kummer U. COPASI—​a COmplex PAthway Simulator, Bioinformatics. 22 (2006) 3067-3074.

  10. Back T. Evolutionary algorithms in theory and practice: evolution strategies, evolutionary programming, genetic algorithms, Oxford university press, Oxford, 1996. https://www.google.com/books?hl=ru&lr=&id=htJHI1UrL7IC&oi=fnd&pg=PR9&ots=fzsZ1PZFlR&sig=s7OgCEjGdE5kjqyXmjsnmZwux3M.

  11. Zikmund-Fisher B.J., Exe N.L., Witteman H.O. Numeracy and literacy independently predict patients' ability to identify out-of-range test results, J. Med. Internet Res. 16 (2014) e187. doi:10.2196/jmir.3241.

  12. Shepelyuk T.O., Panteleev M.A., Sveshnikova A.N. Computational modeling of Quiescent Platelet Energy Metabolism in the Context of Whole-body Glucose Turnover, Math. Model. Nat. Phenom. 11 (2016) 103-113.

17.3. ПРОБЛЕМЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ СОЗДАНИИ СЛОЖНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ САХАРНОГО ДИАБЕТА

Таких проблем несколько, мы начнем их обсуждение с фундаментальной. Что представляет собой математика в целом? Прежде всего это еще один язык общения (профессионального), который максимально упрощен для того, чтобы исключить, насколько это возможно, контекст или двусмысленность текста. В результате он пригоден и для полного взаимопонимания между учеными всего мира, а также для составления компьютерных прикладных программ, которые могут использоваться повсеместно. Именно по этой причине любую научную проблему стараются максимально «математизировать» - в этом случае ее решение становится убедительным и полезным для специалистов в любой точке мира. Наглядный пример - операционные системы персональных компьютеров, которые продаются во всем мире без каких-либо изменений, за исключением перевода слов с одного языка на другой.

С учетом вышесказанного математическое моделирование физиологических/патологических процессов заключается в том, чтобы изложенные на обычном, не математическом языке, представления диабетолога, например, перевести в математический язык, что и позволяет строить математические модели СД.

Вместе с тем, несмотря на простоту математического языка, математика на сегодня - это чрезвычайно обширная область знаний, так же как и медицина, и поэтому в ней тоже существует специализация. Очевидно, что определенная медицинская задача может быть решена не любым математическим методом, а желательно - наиболее подходящим. Но в связи со специализацией в области этой науки каждый конкретный математик может применить лишь только тот метод, в котором он специализируется. В этом отношении очень показательна свежая монография 2016 г., в которой группа ученых явно с математическим, а не с медицинским образованием, представила современные базисные математические модели СД (Kirchsteiger H., Jorgensen J.B., Renard E., del Re L. Prediction Methods for Blood Glucose Concentration Design, Use and Evaluation, 2016, 1st ed.). Их более десятка и каждая абсолютно не пересекается с какой-либо другой в книге по математическим подходам.

Благодаря своей специализации, сформулированную диабетологом задачу моделирования математик трансформирует под доступный ему математический аппарат. И если математик такую трасформацию биологической модели делает без согласования с диабетологом, то в результате моделирования он может получить парадоксальные данные, которые будут отражать не реальные находки, а ошибки математического моделирования. Даже если внимательно изучить представленные в этом разделе сложные модели, то у диабетолога может возникнуть ряд сомнений относительно выбранных структур моделей, способов описания действия инсулина и т.п. И это не случайно, так как любая модель - это компромисс относительно модели между математиком и диабетологом. И для того чтобы модели были приближены к идеальным, удовлетворяющим и математика, и диабетолога, нужна длительная совместная работа этих специалистов, а фактически - школа по математическому моделированию диабета. Такой школы сегодня нет в России (как и в любой стране мира), а есть лишь международное сотрудничество редких специалистов в этой области.

Даже если выбрана идеальная модель диабета с точки зрения как диабетолога, так и математика, то для ее реализации может потребоваться такой набор физиологических параметров, которые биология еще не получила, и тогда результаты моделирования теряют однозначность. Более того, биологические параметры, полученные у здоровых, не обязательно применимы к больным диабетом.

Также с учетом неоднозначности обычного языка различные диабетологи могут иметь не совпадающие между собой представления, например, о важности в регуляции гликемии тех или иных физиологических структур. И тогда можно столкнуться с принципиально различными моделями диабета и с патофизиологической точки зрения.

Есть и другие проблемы, но возвратимся к описанным выше двум сложным моделям CД, чтобы на конкретных примерах изложить проблемы математического моделирования. При первом моделировании, как я теперь понимаю, мне очень повезло - за эту задачу взялась группа математиков под руководством В.Н. Новосельцева. И поскольку они абсолютно не имели представления о диабете с медицинской точки зрения, то строго следовали моим рекомендациям по выбору структуры модели.

С другой стороны, математический аппарат, которые они использовали, был несложным для меня: к тому времени я уже получил профессиональное математическое образование и поэтому мог контролировать и математические подходы к описанию физиологических процессов. В результате получилась очень даже неплохая для того времени матмодель диабета для виртуальных (дигитальных) патофизиологических экспериментов, результаты которых выглядели вполне разумными с диабетологической точки зрения.

Работа над второй моделью диабета с группой биофизиков пошла совсем по-другому. Во-первых, поскольку у биофизиков имеется достаточно хорошее образование также в области биологии, то они практически проигнорировали мои представления о подходах математического моделирования диабета, самостоятельно ознакомились с описанными в литературе математическими моделями диабета и выбрали из них ту, которую посчитали наиболее подходящей. Совместные обсуждения выбранной модели и явные, с моей точки зрения, ее недостатки, почти все были проигнорированы. Я посмотрел описание выбранной биофизиками модели в первоисточнике [Mihalis G. et al. Computational Study of an Augmented Minimal Model for Glycaemia Control. 30th Annual International IEEE EMBS Conference Vancouver, British Columbia, Canada. August 20-24. 2008. Р. 5445-5448] и не увидел каких-либо искажений описанной модели биофизиками. В итоге работа была проведена на модели G. Mihalis и соавт. и результаты моделирования описаны в разделе 17.2. Исходя из представленных математических формул, я построил блок-схему матмодели СД (см. рис. 17.8), из которой видно, в какой связи она находится с физиологическими представлениями о регуляции углеводного обмена. Но, вообще говоря, я предпочел бы вначале построить физиологическую модель регуляции и на ее основании строить математическую модель. Скорее всего, авторы модели так и поступали, но так как в их статье не было блок-схемы, то мне пришлось ее угадывать из структуры уравнений.

Я не считаю, что указанный второй подход к моделированию не оправдан, тем более что в нашей работе имеется ссылка на первоисточник модели и результаты моделирования оказались очень интересными. Это вполне допустимый старт для группы специалистов - врачей и математиков, которые только приобретают опыт совместной работы в этой очень сложной области знаний. К сожалению, грант закончился, и я очень надеюсь, что если будет получен новый грант, то эта работа продолжится на уже другом, более высоком уровне.

18. ПОЛНАЯ ЗАМЕСТИТЕЛЬНАЯ ИНСУЛИНОТЕРАПИЯ

Перспективные методы лечения, направленные на полное излечение от хронических болезней, определяются их главной причиной - полной, но не фатальной потерей органа или части его функции. И с этой точки зрения методом излечения является полная замена пораженного органа или полное восстановление потерянной функции. Такой кардинальный подход может быть реализован одним из двух конкурирующих на сегодня способов: создание искусственного интра- или экстракорпорального механического органа (механической функции) в той или иной степени полноты или замена пораженного органа на здоровый путем трансплантации.

18.1. ТРАНСПЛАНТАЦИЯ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ, ОСТРОВКОВ ЛАНГЕРГАНСА ИЛИ β-КЛЕТОК

Трансплантация ПЖ, часто сочетающаяся с трансплантацией почки у больных диабетом, страдающих терминальной стадией хронической почечной недостаточности, достаточно распространена в развитых странах, в том числе и в России. Кроме того, в диабетологии активно развивается направление, связанное с трансплантацией β-клеток или островков ПЖ. Но пока одной из главных непреодоленных проблем в этом направлении является иммунологическая несовместимость тканей. И даже если представить себе, что несовместимость тканей преодолена, то все равно останутся больные, у которых биотрансплантация пораженного органа не приведет к устранению первопричины болезни, и потому пересаженный орган/ткань снова разрушится. Например, аутоантитела к β-клеткам не устраняются пересадкой ПЖ. Поскольку пока не разрешена проблема биологической несовместимости, то создание искусственных механических органов кажется на сегодня более перспективным, хотя бы потому, что ими можно обеспечить практически всех больных и безотлагательно, особенно с таким широко распространенным заболеванием, как CД.

18.2. ИСКУССТВЕННЫЕ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНЫЕ β-КЛЕТКИ И ОСТРОВКИ ЛАНГЕРГАНСА

Это направление отражает в недалеком прошлом абсолютно фантастическую идею воссоздания человека не на биологической, а на другой основе, хотя бы отчасти (концепция андроида). Что касается CД, то инсулиновая помпа и система НМГ являются фактически не соединенными в единый механизм частями ИБК, и отсюда ближайшая перспектива развития - это создание клинически приемлемой ИБК. Но если кроме инсулина такое механическое устройство будет регулировать гликемию и глюкагоном, то фактически получается искусственный островок Лангерганса (ИОЛ). Хотя в литературе такого рода устройства часто описываются термином «искусственная поджелудочная железа», полагаю, что он излишне амбициозен, так как только с точки зрения диабетолога функцию ПЖ и даже островка Лангерганса можно свести к регуляции гликемии или, немного шире, обмена веществ инсулином и глюкагоном.

В специальных исследованиях уже показано, что ИОЛ (так называемая бионическая поджелудочная железа) позволяет в реальной жизни минимизировать риск развития гипогликемии [Russell S.J. и соавт. NEJ of Medicine. 2018. Vol. 371 (4). Р. 313-325].

Cистемы, управляющие работой помпы, в зависимости от уровня глюкозы крови называются «с обратной связью» («прямая связь» - это влияние инсулина на уровень глюкозы крови, а «обратная связь» - влияние уровня глюкозы крови на подачу инсулина помпой) или «с закрытым контуром регулирования» («открытый контур регулирования» - независимая от уровня гликемии непрерывная подача инсулина помпой, «закрытый контур регулирования» - непрерывная подача инсулина помпой в зависимости от непрерывно меняющейся гликемии). Уже разработаны помпы, комбинированные с системой НМГ таким образом, чтобы останавливать работу базального режима помпы, если уровень гликемии снижается со скоростью, грозящей развитием гипогликемии (помпа с отчасти закрытым контуром регулирования, или так называемая гибридная инсулиновая помпа).

Главной проблемой разработки аппаратов ИБК является обеспечение надежности работы не только самого устройства, но и алгоритмов управления его работой в зависимости от уровня глюкозы крови. Именно на отработке таких алгоритмов в ночное время было установлено, что в постоянной подаче инсулина помпой в ночные часы нет необходимости: алгоритм отключал работу помпы ночью на несколько часов, причем каждую ночь в разное время и с разной продолжительностью. То есть в ночное время, несмотря на отсутствие приемов пищи и физической активности, потребность в инсулине все равно непостоянна. Эти данные указывают на то, что каким бы стабильным ни было поступление инсулина из подкожного депо пролонгированного инсулина, в ночное время обеспечить идеальное управление гликемией практически невозможно. Нужна гибкая подача инсулина и в ночное время, чего можно достичь только с помощью ИБК.

Возникает вопрос, с чем связан выявленный феномен. Полагаю, что существенную роль играет подача инсулина в подкожно-жировую клетчатку. Несмотря на то, что ночью инсулин постоянно подается помпой в микродозах, все равно он накапливается в подкожном депо и его достаточно, чтобы обеспечить поддержание гликемии на несколько часов в целевом диапазоне без дополнительной подачи помпой. Для того чтобы действительно выяснить, снижается ли потребность в инсулине ночью до нуля, нужно подавать инсулин внутривенно, чтобы исключить в выявленном ночном феномене возможный эффект депонирования инсулина.

Представим перечень актуальных усовершенствований современной помпы и систем НМГ.

  • Повышение эффективности действия инсулина:

    • разработка нового, еще быстрее всасывающегося инсулина;

    • диспергирование инсулина в подкожном депо;

    • подача инсулина в портальную вену печени (см. обоснование выше), например путем введения во внутрибрюшинное пространство;

    • разработка специальных инсулинов для помпы, не содержащих токсических добавок (фенол, креозол), которые вызывают воспаления, требующие частой смены места введения;

    • разработка технологии внутрисосудистого введения инсулина.

  • Разработка биологически более совместимых материалов подачи инсулина и фиксации подающих устройств на/в теле.

  • Более точная и надежная система НМГ.

  • Увеличение продолжительности службы сенсоров глюкозы.

  • Надежная система предупреждения об опасности развития гипогликемии, высокой гипергликемии и поломки помпы или сенсора.

  • Пока не будет разработана ИБК, необходима интегрированная в систему ПИ автоматизированная консультативная система оптимизации режима инсулинотерапии, питания и физической активности.

  • Интеграция ПИ и НМГ в облачные технологии дистанционного наблюдения и консультирования больного.

Ведущие фирмы, которые сегодня участвуют в разработке ИБК и ИОЛ, представлены в табл. 18.1. В настоящее время более 20 университетов и частных компаний заняты разработкой ИБК и ИОЛ.

Таблица 18.1. Фирмы, разрабатывающие ИБК и ИОЛ (бигормональная искусственная поджелудочная железа) (гибридная ИБК - доза болюса перед едой задается больным, а базальный режим контролируется автоматически закрытым контуром регулирования; ЛДЦ - лечение до целевого значения гликемии; ЛДД - лечение до целевого диапазона значений гликемии; МПУ - модель с прогнозируемым управлением; ПИП - пропорциональная интегральная производная)
Производитель Разработка Стадия разработки

Beta Bionics (Ed Damiano)

ИОЛ, сенсор Dexcom, гибридная или с полным замкнутым контуром, МПУ, ЛДЦ

Клинические исследования к середине 2017 г., гибридная в 2018 г., бигормональная в 2019 г.

Indera Diabetic BV

ИОЛ, сенсор Enite, ЛДЦ, МПУ

Внедрение в еврозоне в 2017 г.

Medtronic

Помпа 670G, 3 сенсора Enite, гибридная, минимизирующая гипер-/гипогликемию, ЛДЦ, ПИП

Разрешение FDA в июне 2016 г., внедрение в США в 2017 г.

Animas

Cенсор Dexcom, гибридная, минимизирующая гипер-/ гипогликемию

Разрешение FDA в 2016 г., внедрение в США в 2017-2018 гг.

Tandem

Cенсор Dexcom, гибридная, минимизирующая гипер-/ гипогликемию, алгоритм управления TypeZero

Клинические исследования в 2017 г., внедрение в США в 2018 г.

Bigfoot Biomedical

Заменяемая электроника, Bluetooth, сенсор Dexcom, интерфейс в смартфоне

Клинические исследования в 2017 г., разрешение FDA в 2017 г., внедрение в США в 2018 г.

Insulet

Помпа Omnipod, Bluetooth, сенсор Dexcom, интерфейс в смартфоне

Клинические исследования в 2017 г., внедрение в США в 2018 г.

Roche

Новая помпа AccuChek и сенсор

Внедрение в еврозоне в 2017 г.

International Diabetes Closed Loop (IDCL)

Помпы Tandem, Roche и Cell Novo, сенсор Dexcom, алгоритм управления TypeZero или смартфон

Клинические исследования в 2016 г., разрешение FDA в 2017 г.

Cell Novo

Закрепляемая на теле пэч-помпа с короткой инфузионной системой, сенсор Dexcom, Bluetooth, смартфон

Исследование IDCL в 2016 г., внедрение в еврозоне в 2018 г.

TypeZero (+9 других университетов)

Управляемая через Bluetooth помпа, сенсор Dexcom, минимизирующая гипер-/гипогликемию, телефон Андроид, МПУ усиленная ЛДЦ

Более 30 клинических исследований, время внедрения неизвестно

18.3. ДИАБЕТОЛОГ В ВЕК ИСКУССТВЕННОЙ β-КЛЕТКИ

Как только был открыт инсулин и налажено его промышленное производство (1922), продолжительность жизни больного диабетом, которому нужен для лечения инсулин, сразу увеличилась от нескольких месяцев до десятилетий. И таких больных диабетом становилось все больше. В связи с этим возникла потребность в специалистах, которые могли бы на долгосрочной основе давать содержательные советы больному диабетом относительно оптимального метода инсулинотерапии или ее коррекции. Так зародилась специальность «диабетология».

Проблема диабетологического консультирования еще больше обострилась, когда фармацевтические фирмы стали выпускать спектр препаратов инсулина с различными, часто не совпадающими фармакокинетическими свойствами.

Cовременная ПИ, с одной стороны, потенциально устраняет необходимость производства спектра препаратов инсулина с различной фармакокинетикой. Пока для помпы нужен один тип инсулина - с максимально возможной скоростью всасывания. В будущем, когда будет разработана техника внутрисосудистого введения инсулина, о процессе всасывания инсулина из подкожного депо вообще можно будет забыть. Таким образом, при массовом переходе больных на лечение инсулиновыми помпами необходимость в производстве инсулинов пролонгированного действия вообще исчезнет. Но при этом роль диабетолога в подборе инсулинотерапии даже усилится. Одно дело расписать схему лечения инсулином, когда он вводится обычно не более 5 раз в сутки, а другое - обеспечить оптимальный режим непрерывной подачи инсулина (фактически число «помповых инъекций» многократно повышается по сравнению с традиционными инъекциями шприц-ручкой).

Но похоже, что этот пик востребованности диабетолога, его звездный час, на этом и завершается: технология создания ИБК уничтожает традиционную специальность диабетолога, основной задачей которого была оптимизация инсулинотерапии. Ведь диабетолог не нужен человеку, который не страдает диабетом. Аналогично, диабетолог будет не нужен и больному диабетом с ИБК: устройство само, по специальному алгоритму, будет оптимизировать подачу инсулина в зависимости от уровня глюкозы крови, точно так же, как это делает естественная β-клетка. Лечение будет еще более эффективным, когда больному диабетом установят ИОЛ.

C учетом вышесказанного описанные здесь практические приемы работы с помпой и непрерывной кривой гликемии в ближайшие годы будут представлять лишь исторический интерес, а мои теоретические разработки, представленные выше, как я надеюсь, будут полезны в совершенствовании работы ИБК и ИОЛ. Например, больному диабетом с повышенной ПГП и сниженной элиминацией (метаболический вариант 2 диабета по данным ВТТГ) будет достаточно ИБК. C другой стороны, при подавленной ПГП с низкой элиминацией (вариант 1) целесообразно лечение ИОЛ, где глюкагон может ее восстановить. Возможны и другие, новые подходы к лечению диабета совершенными техническими устройствами автоматической регуляции гликемии с учетом изложенных в этой книге теорий регулирования гликемии.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. УНИКАЛЬНАЯ ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ИНСУЛИНОВАЯ ПОМПА НА ЧАСОВОМ МЕХАНИЗМЕ

image

(21) 4162419/14

(22) 12.12.86

(46) 07.09.91. Бюл. № 33

(71) 1-й Московский медицинский институт им. И.М. Сеченова

(72) А.В. Сиделев, И.И. Дедов, А.В. Древаль и И.К. Вахрамеев

(53) 615.471(088.8)

(56) Патент США № 4525164, кл. А61М5/14. 1985.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ РАСТВОРА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ.

(57) Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для дозированного введения раствора лекарственных препаратов, например инсулина, при лечении больных сахарным диабетом. Целью изобретения является повышение точности дозирования как в автоматическом режиме, так и при ручной подаче препарата. Устройство содержит поворотное основание с крышкой, на котором закреплен шланг-резервуар, выполненный по окружности. Шланг-резервуар контактирует с прижимным роликом, который выполнен с возможностью перемещения по шлангу-резервуару. Устройство также содержит капиллярную систему с иглой для ввода в тело пациента, а также элементы визуального и звукового контроля дозированной подачи препарата, 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для дозированного введения раствора лекарственных препаратов, например инсулина, при лечении больных сахарным диабетом.

Целью изобретения является повышение точности дозирования как в автоматическом режиме, так и при ручной подаче препарата.

На рис. 1 показано предлагаемое устройство, вид сбоку: на рис. 2 - то же, вид сверху; на рис. 3 - разрез А-А на рис. 4; на рис. 4 - устройство, вид сверху (схема расположения шланга-резервуара в корпусе подающего блока роликового типа); на рис. 5 - устройство в изометрии.

Устройство включает разборный корпус, выполненный из пластмассы и имеющий верхнюю крышку 1 и нижнее основание 2.

image
Рис. 1
image
Рис. 2
image
Рис. 3
image
Рис. 4

Верхняя крышка 1 содержит съемную лицевую панель 3, а нижнее основание 2 - элементы крепления 4, выполненные в виде цилиндрических стержней, предназначенных для крепления устройства к поверхности тела при помощи пояса (не показан). Между крышкой 1 и основанием 2 корпуса расположено отверстие 5 для выхода капилляра 6. Крышка 1 и основание 2 корпуса жестко соединены соответственно с верхней 7 и нижней 8 рамами устройства, которые соединены между собой элементами крепления 9, выполненными в виде стоек, зафиксированных винтами. Лицевая панель 3 содержит отверстия, два из которых (10) являются элементами ее крепления к верхней крышке 1, а следующее отверстие 11 расположено в месте взаимодействия хвостовика 12 завода пружины 13, расположенной в барабане 14 на валу 15 с ключом 16. Барабан 14 с пружиной 13 на валу 15 с хвостовиком 12, храповой механизм 17, стабилизатор 18, выполненный в виде спускового регулятора, колесо 19, собачка 20 храпового механизма, а также система шестерен 21-28 образуют двигатель устройства, при этом шестерни 21-25 - осуществляют кинематическую связь пружины 13 со стабилизатором 18, а ведущая 26, паразитная 27 и ведомая 28 шестерни передают движение от шестерни 23 на подающий блок роликового типа.

image
Рис. 5

Ведомая шестерня 28 соединена с нижней рамой 8 при помощи оси 29, имеющей наружную цилиндрическую поверхность и внутреннюю резьбовую для осевой фиксации всех нижеперечисленных деталей на ней с помощью элементов крепления 9, выполненных в виде шайбы и винта.

Ведомая шестерня 28 выполнена в виде плоского диска с центральным отверстием, жестко соединенным с цилиндрической втулкой 30, установленной на оси 29 с возможностью вращения. Втулка 30 также жестко соединена с колесом 31.

Подающий блок роликового типа включает прикрепленный к нижней раме 8 корпус 32, в котором расположены поворотное основание 33, храповой механизм 34, прижимной ролик 35, опорное кольцо 36, шланг-резервуар 37, установленный на опорном кольце 36 центрирующий элемент 38, выполненный, например, в виде цилиндра, прозрачную крышку 39, зафиксированную ручками управления 40.

Боковая стенка корпуса 32 выполнена в виде цилиндрической несплошной поверхности, а на верхней торцевой поверхности боковой стенки корпуса расположены равноудаленные друг от друга деления, составляющие шкалу 41, при этом число делений кратно числу зубьев колеса 31 храпового механизма 34.

Шкала 41 содержит отличные деления 42-44, необходимые для индикации моментов заправки, начала и окончания работы предлагаемого устройства.

Поворотное основание 33 выполнено в виде плоского диска с центральным отверстием и установлено на втулке 30 в контакте с верхней поверхностью ведомой шестерни 28 и с возможностью относительного поворота. При этом поворотное основание 33 контактирует с боковой поверхностью и основанием корпуса 32 подающего блока.

Поворотное основание 33 снабжено собачкой 45 храпового механизма 34 и элементами крепления, например, в виде отверстий, одно из которых 46 предназначено для крепления оси 47 прижимного ролика 35, а два других - для фиксации цилиндрических стоек 48.

Ось 47 расположена от внутренней поверхности боковой стенки корпуса 32 на расстоянии, меньшем суммы двойной толщины стенки шланга-резервуара 37 и радиуса прижимного ролика 35 для создания гарантированного зажима шланга-резервуара 37, и на равном расстоянии от вертикальных осей цилиндрических стоек 48.

Прижимной ролик 35 выполнен в виде нескольких подшипников качения, установленных «в пакете», то есть друг на друге, на оси 47, при этом указанная ось и собачка 45 храпового механизма 34 расположены на одном диаметре поворотного основания 33, перпендикулярном другому диаметру, на котором расположены две цилиндрические стойки 48. Колесо 31 храпового механизма 34 имеет также элемент крепления 49.

Цилиндрические стойки 48 являются элементами крепления следующих деталей подающего устройства: опорного кольца 36, установленного на стойках 48 при помощи отверстий и лежащего нижней плоскостью на поворотном основании 33; центрирующего элемента 38, лежащего на опорном кольце 36, контактирующего со стойками 48 посредством двух отверстий 50 и имеющего выемку 51 для ручки 52 управления; своих кольцевых выступов 53, которые выполняют также роль ручек 52 при снятии и установке центрирующего элемента 38; прозрачной крышки 39, которая установлена на торцах цилиндрических стоек 48 и прикреплена к ним при помощи ручек управления 40.

Кроме этого, цилиндрические стойки 48 являются элементами ручного привода подающего блока, передающими крутящий момент от ручек управления 40 на поверхностное основание 33 при ручной подаче лекарственного препарата.

Необходимо отметить, что толщина опорного кольца 36 определяется из условия, чтобы нижняя плоскость центрирующего элемента 38 располагалась в диаметральной плоскости поперечного сечения шланга-резервуара 37 минимального диаметра.

Очень важным является правильный выбор диаметра центрирующего элемента 38, который определяется из условия касания его боковой поверхности боковой поверхности шланга-резервуара 37 без деформации его поперечного сечения.

Следовательно, каждому диаметру шланга-резервуара должен быть подобран центрирующий элемент соответствующего диаметра, на верхней поверхности которого имеются числовые значения 54 и 55 доз инсулина, характеризующих соответственно для данного диаметра шланга-резервуара единичную дозу инсулина, подаваемую в ручном режиме при повороте колеса 31 на один зуб и суточную дозу инсулина в автоматическом режиме.

Толщина центрирующего элемента зависит от диапазона расходных характеристик устройства, который определяется максимальным и минимальным диаметрами шланга-резервуара.

Шланг-резервуар 37, выполненный из эластичного материала, расположен по периметру корпуса 32 подающего блока между внутренней поверхностью его боковой стенки, поворотного основания 33 и боковой поверхностью центрирующего элемента 38. Концы шланга-резервуара проходят через прорезь в боковой стенке корпуса 32, причем один его конец 56 - открытый, а другой имеет упор 57 в месте перехода его в капилляр 6.

Над шлангом-резервуаром расположена прозрачная крышка 39 с диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса 32, имеющая элемент управления 58, выполненный в виде прямой линии, соединяющей через ось ролика 35 и ось поворотного основания 33 диаметрально расположенные деления шкалы 41; кроме этого, крышка имеет отверстие под шляпку оси 47 ролика 35 и два отверстия для ручек управления 40 и ручку в виде цилиндрического выступа, расположенную в центре крышки.

Описываемое устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в корпус 32 подающего блока необходимо установить стерильный шланг-резервуар 37, соединенный через штуцер 59 с капилляром 6 и инъекционной иглой 60, для чего отвинчивают ручку управления 40, снимают прозрачную крышку 39 и извлекают центрирующий элемент 38, затем капилляр 6 вставляют в прорезь упора 57 и, протягивая капилляр, упирают капиллярный конец шланга-резервуара в упор 57; прижимной ролик 35 в этот момент находится у края прорези боковой стенки корпуса 32, соответствующего открытому концу 56 шланга-резервуара 37. Затем шланг-резервуар укладывают по внутреннему периметру корпуса 32. Для установки открытого конца 56 шланга-резервуара 37 в прорезь боковой стенки корпуса 32 устанавливают прижимной ролик 35 у капиллярного края этой же прорези так, что прижимной ролик 35 прижимает капиллярный конец шланга-резервуара, после чего между капиллярным концом шланга-резервуара и свободным краем прорези укладывают открытый конец 56 шланга-резервуара, при этом для перемещения прижимного ролика с одного края прорези на другой собачку 45 при помощи ручки 52 элемента управления 5 выводят из зацепления с колесом 31 храпового механизма 34 и вращают поворотное основание 33, несущее ролик 35, до установки последнего в требуемое положение. Затем аналогичным образом ролик 35 устанавливают по центру прорези, при этом оба конца шланга-резервуара оказываются открытыми. После этого устанавливают центрирующий элемент 38, прозрачную крышку 39 и фиксируют их ручками управления 40. При этом элемент управления 58 крышки 39 противоположным прижимному ролику 35 концом указывает на центральное среднее отличное деление 42 шкалы 41. Подающий блок подготовлен к заправке.

Заправку шланга-резервуара осуществляют через открытый его конец 56, подсоединив к нему через переходник шприц с инсулином, заполняют инсулином шланг-резервуар, вытесняя из него воздух до тех пор, пока из иглы 60 не покажется капля инсулина. После этого, не удаляя переходник со шприцем из свободного конца 56 шланга-резервуара, прижимным роликом закрывают открытый конец шланга, для чего, воздействуя рукой на ручки управления 40, поворачивают поворотное основание 33 против часовой стрелки на одно деление шкалы 41, что соответствует одному щелчку собачки 45; при этом элемент управления 58 крышки 39 противоположным прижимному ролику концом указывает на среднее отличное деление 43, ближайшее к капиллярному концу. После этого переходник со шприцем отсоединяют от открытого конца 56 шланга-резервуара 37, капилляр 6 выводят через боковое отверстие 5, устанавливают верхнюю крышку 1 на нижнее основание 2, сверху на крышку 1 устанавливают лицевую панель 3 и крепят их винтами через отверстия 10 к верхней раме 7 устройства. Ключ 16 вставляют в отверстие (не показано) на лицевой панели 3 и заводят пружину 13 при помощи храпового механизма 17. Устройство готово к эксплуатации. Иглу 60 вводят в ткань 50 и фиксируют на теле.

В дальнейшем работа устройства происходит в двух режимах - автоматическом, то есть с постоянной скоростью подачи инсулина в течение суток, и ручном, то есть в режиме ускоренного ввода дозы инсулина непосредственно перед каждым приемом пищи с целью компенсации явлений быстронарастающей гипергликемии.

В автоматическом режиме устройство работает следующим образом.

Заведенная пружина 13, раскручиваясь, вращает барабан 14 по часовой стрелке, шестерня 21 барабана 14 находится в зацеплении с шестерней 22, вращает шестерню 23 в противоположном направлении, то есть против часовой стрелки. Шестерня 21 находится в зацеплении с шестерней 25 стабилизатора 18, который стабилизирует вращение шестерни 23 со скоростью, равной 1 об/сут. Момент движения передается с ведущей шестерни 26 через паразитную шестерню 27 на ведомую шестерню 28 двигателя устройства так, что она вращается со скоростью, меньшей, чем шестерня 23, и против часовой стрелки. С ведомой шестерни 28 момент движения передается на жестко скрепленное с ее втулкой 30 колесо 31 храпового механизма 34 и далее через собачку 45 на поворотное основание 33, которое вращается против часовой стрелки. Вместе с поворотным основанием 33 также против часовой стрелки перемещается прижимной ролик 35, который накатывается на шланг-резервуар 37, образуя подвижный зажим и выжимая из него с постоянной скоростью заданный объем (дозу) инсулина, поступающий через капилляр 6 с иглой 60 в ткани человека.

Количество поступающего в ткани инсулина определяется постоянной скоростью перемещения прижимного ролика 35 и объемом сменяемого шланга-резервуара 37. Изменение расхода инсулина происходит путем установки в подающем блоке необходимого шланга-резервуара 37 и соответствующего ему центрирующего элемента 38 соответствующих диаметров. Объем шланга-резервуара 37 при постоянной длине определяется его диаметром, который подбирается индивидуально для каждого больного соответственно необходимой для него дозе инсулина.

В ручном режиме устройство работает следующим образом.

Поворотное основание 33 приводится в движение против часовой стрелки путем воздействия на ручки управления 40, при этом поворотное основание 33 получает ускоренное перемещение относительно колеса 31, которое продолжает вращаться с постоянной скоростью в автоматическом режиме. Вместе с поворотным основанием 33 ускоренное перемещение получают связанные с ним прижимной ролик 35 и собачка 45, при этом первый выжимает из шланга-резервуара необходимый объем (дозу), а с помощью собачки 45 происходит отсчет этой дозы и звуковой контроль за ее подачей.

Контроль за работой устройства в автоматическом режиме осуществляется путем визуального наблюдения за перемещением элемента управления 58 на прозрачной крышке 39 относительно делений шкалы 41 торцовой поверхности корпуса 32 подающего блока и слуховой фиксации работы стабилизатора 18 двигателя устройства, которая проявляется характерным звуком.

Контроль за работой в ручном режиме осуществляется следующим образом. Под постоянным воздействием пружины храпового механизма 34 при повороте вручную поворотного основания 33 ручками управления 40 собачка 45 храпового механизма 34 последовательно прижимается к каждому зубу колеса 31 храпового механизма 34 и после прохождения ею вершины зуба под действием пружины резко опускается между зубьями, вызывая звуковой сигнал в момент удара о колесо 31. Этот сигнал служит для контроля подачи единичной дозы в ручном режиме, при этом колесо 31 храпового механизма 34 поворачивается на один зуб, что соответствует повороту прижимного ролика 35 вместе с поворотным основанием 33 на угол 360/Z где Z - число зубьев колеса 31 храпового механизма 34, и введению в ткани организма объема инсулина, равного 1/Z - a объема шланга-резервуара 37, где а - количество делений шкалы 41, соответствующее ширине прорези в стенке корпуса 32 подающего блока, что соответствует перемещению элемента управления 58 прозрачной крышки 39 на одно деление шкалы 41 корпуса 32.

В случае выхода двигателя устройства 40 из строя можно продолжать вводить инсулин в ткани только в ручном режиме работы.

При этом один раз в два часа поворотное основание 33 при помощи ручек управления 40 поворачивают на один щелчок 46 храпового механизма 34 (одно деление шкалы 41 корпуса 32), обеспечивая введение соответствующей дозы инсулина, поступающей в автоматическом режиме за тот же промежуток времени - 2 ч, то есть скорость вращения поворотного основания 33 в автоматическом режиме составляет 0,5 деления в час.

В конце расчетного времени работы устройства, когда прижимной ролик 35 окажется у капиллярного края прорези стенки корпуса 32, больной извлекает иглу 60 из ткани, снимает устройство с тела, извлекает из него отработавший шланг-резервуар 37 и устанавливает для заправки.

Непрерывная инсулинотерапия с помощью предлагаемого устройства нивелирует лабильность течения заболевания и синдром хронической передозировки инсулина, уменьшает секрецию контринсулиновых гормонов и приводит к регрессии диабетических осложнений.

Формула изобретения

  1. Устройство для введения раствора лекарственных препаратов, включающее основание, привод, содержащий ведущее и ведомое звенья, подающий блок с корпусом и крышкой, содержащий поворотное основание, изогнутый по окружности шланг-резервуар, установленный на поворотном основании, прижимной ролик, контактирующий со шлангом-резервуаром, капиллярную систему с иглой и элементы визуального контроля дозированной подачи препарата, отличающееся тем, что, с целью точности дозирования как в автоматическом режиме, так и при ручной подаче препарата, шланг-резервуар имеет открытый конец, а подающий блок дополнительно содержит центрирующий элемент с опорой, ручной привод с узлом шаговой подачи прижимного ролика, элементы звукового контроля дозированной подачи препарата, при этом центрирующий элемент выполнен в виде диска, установленного на опоре концентрично корпусу подающего блока и с возможностью контакта со шлангом-резервуаром в плоскости, параллельной основанию, узел шаговой подачи прижимного ролика кинематически связан с ведомым звеном привода, а крышка закреплена на поворотном основании и имеет элемент индикации.

  2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел шаговой подачи выполнен в виде храпового механизма с колесом и собачкой, а ручной прижимной ролик и цилиндрические стойки установлены на взаимно перпендикулярных диаметрах поворотного основания.

  3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что с целью повышения точности визуального контроля элементы визуального контроля выполнены в виде шкалы с делениями, расположенной на торцовой поверхности корпуса подающего блока концентрично шлангу-резервуару, а крышка выполнена прозрачной, установлена на цилиндрических стойках и зафиксирована ручками управления, а элемент индикации выполнен в виде стрелки, проходящей через ось прижимного ролика и ось вращения поворотного основания.

  4. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что, с целью обеспечения звукового контроля за объемом вводимой дозы, собачка храпового механизма узла шаговой подачи прижимного ролика установлена на поворотном основании, а колесо храпового механизма жестко связано с ведомым звеном привода и имеет число зубьев, кратное числу делений шкалы.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ОПЫТНЫЕ ОБРАЗЦЫ ДОЗАТОРОВ ИНСУЛИНА В ЛЕЧЕНИИ ИНСУЛИНЗАВИСИМОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА

Разрабатывать гибкий режим питания при диабете имеет смысл лишь в том случае, когда имеется возможность мобильно менять схему лечения инсулином в течение дня в соответствии с изменяющимися пищевыми и физическими нагрузками. Такое лечение может обеспечить только дозатор инсулина, и возможность его широкого внедрения в клиническую практику значительно повысила интерес к гибкому режиму питания. Однако к началу нашей работы в этом направлении, около 7 лет назад, в СССР не было приемлемых для больных дозаторов инсулина. В этой связи мы стали разрабатывать совместно с п-я 4444 дозаторы инсулина серии НДЛ (носимый дозатор лекарственных средств).

1. Методика эксплуатации носимого дозатора лекарственных средств и оценки эффективности лечения

В нашей клинике прошли испытание три опытных образца дозаторов инсулина: НДЛ-1, НДЛ-2М (рис. 6) и НДЛ-3 (рис. 7).

image
Рис. 6 Общий вид НДЛ-2М
image
Рис. 7 Общий вид НДЛ-3

Дозатор состоит из двух соединенных кабелем частей: а) электронный блок управления дозатором; б) блок гидравлики. В блоке управления размещены: 1) электронная схема управления насосом дозатора; 2) индикатор поданных доз инсулина; 3) кнопки управления; 4) источник питания (батарея «Крона» или любая аналогичная на 9 В). Блок управления больной носит в кармане. В блоке гидравлики размещены: 1) полимерный контейнер для инсулина; 2) дозировочный насос; 3) заправочное устройство для пополнения контейнера. К выходу дозировочного насоса подсоединяется катетер с иглой типа «батерфляй», например отечественный катетер «Минивен 0,6». Блок гидравлики дозатора специальным ремнем крепится на теле больного вблизи места введения инсулина (на руке, животе, грудной клетке). Дозатор подает инсулин в подкожно-жировую клетчатку больного в двух режимах - фоновом и в режиме «доза». Фоновый обеспечивает постоянную подачу инсулина с одной из десяти скоростей (4, 8, 12, …​ или 40 ЕД/сут), устанавливаемых больным или врачом.

В течение суток фоновую скорость введения инсулина можно изменять. В режиме «доза» инсулин вводится больным за несколько минут до еды в дозе, соответствующей предполагаемой пищевой нагрузке и обычно составляющей 4-12 ЕД. Конструкция дозатора НДЛ-3 позволяет предварительно выбирать любую из 9 возможных доз инсулина от 1,6 до 14,4 ЕД, которая автоматически вводится перед едой в течение 15-20 мин. После введения инсулина в режиме «доза» дозатор автоматически переключается на фоновый режим работы.

В дозаторе НДЛ-3 имеется световая сигнализация об уменьшении напряжения питания батареи ниже допустимого режима работы. После получения сигнала о разряде батареи дозатор может нормально функционировать в фоновом режиме в течение нескольких суток, что позволяет без излишней спешки сменить батарею. На световом табло индицируется число введенных доз инсулина с дискретностью 0,1 ЕД инсулина. Сброс показаний счетчика дозы осуществляется только путем снятия напряжения питания.

Стерилизация дозатора. Особенностями конструкции гидроблока дозатора, усложняющими его стерилизацию, являются: большой объем заполнения гидротрактов (примерно 1 мл), большая площадь внутренних поверхностей, находящихся в контакте с лекарством (около 15 см3), и наличие застойных зон.

Гидротракты НДЛ составляют единое целое с прибором и не могут отдельно стерилизоваться или же использоваться по типу стерильных систем одноразового пользования. Именно это обстоятельство и составляет проблему эффективной стерилизации приборов такого типа.

Выбор способа стерилизации аппарата НДЛ лимитируется чувствительностью к тепловым воздействиям материалов, используемых для его изготовления, а также необходимостью проведения стерилизации в домашних условиях, что исключает возможность использования не только высокотемпературной обработки, но и так называемых методов холодной стерилизации ионизирующим излучением или окисью этилена. Поэтому было проведено исследование эффективности стерилизации дозатора водными растворами глутарового альдегида (ГА), который легко приготовить даже в домашних условиях.

В наших исследованиях применялся 25% ГА с молекулярной массой 100, выпускаемый венгерской фирмой Rennal. Для стерилизации дозатора использовали слабощелочной раствор (pH 7,4), который готовили с добавлением 3 г бикарбоната натрия к 997 мл 2% раствора ГА.

Перед стерилизацией прибор поочередно заражали взвесью одного из 4 видов микроорганизмов: E. coli, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeroginosa, Staph. aureus.

Об эффективности стерилизации прибора судили на основании микробиологического исследования смывов с внутренней поверхности баллона и гидротрактов. Проведенные исследования не выявили роста микрофлоры во всех посевах, что свидетельствует о высокой эффективности стерилизации дозатора НДЛ с помощью 2% щелочного раствора ГА.

Таким образом, нами предлагается следующая методика стерилизации дозатора НДЛ. Перед каждой новой заправкой дозатора инсулином необходимо:

  1. Промыть однократно гидротракты дозатора стерильной водой для инъекций, чтобы предотвратить взаимодействие инсулина с ГА, что может привести к нежелательному образованию осадка в приборе.

  2. Ввести на два часа в баллон для инсулина и гидротракты слабощелочной 2% раствор ГА.

  3. Удалить ГА из прибора и промыть баллон и гидротракты дозатора стерильной водой для инъекций до устранения запаха ГА.

  4. Заправить дозатор инсулином.

Оценка эффективности лечения НДЛ. Для сравнения сахароснижающего эффекта при использовании дозатора инсулина с традиционным методом введения инсулина (подкожные инъекции) применяли специально разработанные показатели. Лабильность гликемии (W) в течение суток оценивали по формуле:

image

где ti - время забора крови на глюкозу i-й раз в сутки (i = 1, 2, …​, 7); ci - концентрация глюкозы крови в момент ti; N - количество проб крови на глюкозу в течение суток. В числителе разность взята по абсолютной величине.

Среднюю скорость снижения гликемии (v) от момента подключения дозатора до достижения нормогликемии оценивали по формуле:

image

где n - число проб до достижения нормогликемии.

Коэффициент среднечасового снижения гликемии (K) от начала работы дозатора до достижения нормогликемии подсчитывали по формуле:

image

Показатель декомпенсации диабета в течение суток (u) определяли по формуле:

image

где

image

Здесь cн = 5,5 ммоль/л при 0 <t ≤9 ч и сн = 9,0 ммоль/л при 9 <t ≤24 ч, то есть углеводный обмен считался компенсированным, если гликемия натощак не превышала 5,5 ммоль/л, а в течение суток - 9 ммоль/л.

Для оценки эффективности работы дозатора, кроме указанных выше параметров, вычислялась дисперсия d, то есть показатель отклонения уровня гликемии от условного среднего значения в течение суток:

image

где c - среднесуточная гликемия; ci - гликемия в момент времени ti; N - число взятий глюкозы крови в течение суток.

Кроме того, использовался общепринятый показатель среднего уровня гликемии (М):

image

где W - разница между наибольшим и наименьшим уровнями гликемии в течение суток.

2. Эффективность лечения дозатором инсулина в клинических условиях

Лечение дозатором инсулина заключается в том, что в начале суток устанавливается фоновый режим, который обеспечивает постоянную автоматическую подачу инсулина. В зависимости от уровня гликемии, который определялся в экспресс-лаборатории каждые 3 ч, врач дополнительно к фоновому режиму может в любое время суток вводить необходимую дозу инсулина нажатием кнопки «ДОЗА». Дополнительная доза инсулина обычно вводилась перед каждым из приемов пищи (5-6 раз в сутки). Инсулин из дозатора подавался в подкожно-жировую клетчатку руки или живота.

На фоне лечения дозатором инсулина у всех больных самочувствие быстро улучшалось, симптомы декомпенсации диабета исчезали. Тяжелых гипогликемических реакций не наблюдалось, а легкие гипогликемии сопровождались чувством голода и устранялись приемом небольшого количества углеводов (10-20 г), при этом они отмечались реже, чем на фоне обычного лечения.

Базальная скорость, необходимая для поддержания компенсации диабета в течение суток, связана с суточной дозой инсулина. Для достижения стойкой компенсации диабета вне периодов приема пищи доза инсулина, вводимая в фоновом режиме, должна составлять не менее 1/4 суточной, в противном случае в утренние часы наблюдается гипергликемия.

После подключения дозатора гликемия 9 ммоль/л и менее достигалась через 4-6 ч при исходной гликемии от 16,5 до 22,5 ммоль/л, и средняя скорость снижения гликемии на дозаторе составила от 1,2 до 2 ммоль/л в час.

Перевод больного перед лечением дозатором с пролонгированного инсулина на простой не дает возможности предсказать лечебный эффект дозатора инсулина. Поэтому лечение дозатором инсулина целесообразно назначать в день отмены пролонгированного препарата инсулина. Такой метод, упрощая процедуру лечения дозатором, не сопровождается непредсказуемыми гипогликемическими реакциями, если доза инсулина, вводимая через дозатор перед едой, определяется в зависимости от результата экспресс-анализа гликемии.

В течение четырех лет нами было проведено лечение экспериментальными образцами дозаторов инсулина у 37 больных инсулинзависимым СД. Из них у 20 больных наблюдались различные поломки дозатора. Ниже приводятся результаты испытания дозаторов у 17 больных, когда дозатор работал исправно.

С целью изучения эффективности лечения дозатором инсулина и, в частности, определения контингента больных, у которых применение дозатора дало бы наилучшие результаты, 17 наблюдавшихся больных были подразделены на группы в зависимости от возраста, пола, длительности диабета, тяжести течения, возраста, в котором возник диабет, лабильности гликемии, наличия диабетических ком в анамнезе. С учетом полученных групп проводилось сравнение показателей компенсации диабета на фоне традиционного лечения и лечения дозатором инсулина.

Степень лабильности диабета (W) на дозаторе в большинстве случаев имела тенденцию к снижению по сравнению с лечением подкожными инъекциями (табл. 1). Наблюдалась выраженная тенденция к снижению W у мужчин моложе 20 лет, а также у больных диабетом средней тяжести или с редкими гипогликемическими состояниями. Эти данные в целом совпадают с указанными в обзоре относительно недостаточной эффективности лечения дозатором лабильных форм СД. Тем не менее колебание гликемии в течение суток у всех обследованных заметно снизилось, на что указывает уменьшение дисперсии гликемии, независимо от клинического варианта течения СД, особенно <0,05) у больных диабетом средней тяжести и с редкими гипогликемическими реакциями.

Таблица 1. Показатели компенсации сахарного диабета до дозатора (дд) и на фоне лечения дозатором инсулина (нд) в зависимости от клинического варианта течения диабета. В таблице даны средняя и ошибка средней

Показатели эффективности лечения

дозатор

Длительность диабета

Лабильность

Тяжесть течения

Диабетические комы в анамнезе

Возраст, в котором возник диабет

Пол

Возраст

до 10 лет

более 10 лет

есть

нет

тяжел.

средн.

нет

есть

до 20 лет

более 20 лет

муж.

жен.

до 20 лет

20-30 лет

более 30 лет

Доза, EД/c

ДД

64,0 +11,0

65,7 +7,4

66,2 +7,3

55,4 +6,5

67,5 +6,3

62,0 +12,6

,65,0 +5,8

47,0 +9,3

63,7 +7,4

69,0 +13,5

69,0 +10,7

56,4 +7,1

63,0 +15,6

66,8 +13,5

63,8 +8,7

66,2 ±3,0

74,4 +6,6

74,3 +6,3

65,0 +4,3

76,4 +6,4

63,4 +3,1

71,0 +4,2

71,0 +12,1

75,7 +4,8

61,0 +4,4

77,0 +5,7

64,1 +4,6

73,6 +3,8

66,3 +5,7

68,8 +7,0

W

ДД

1,51 +0,28

1,24 +0,22

1,38 +0,24

1,41 +0,28

1,29 +0,28

1,45 +0,22

1,50 +0,2

1,0 +0,14

1,43 +0,22

1,48 +0,28

1,44 +0,24

1,32 +0,2

2,01 +0,25

1,24 +0,29

1,1 +0,1

1,33 +0,16

1,23 +0,10

1,26 +0,12

1,36 +0,14

1,27 +0,11

1,27 +0,16

1,57 +0,12

1,30 +0,14

1,33 +0,13

1,28 +0,19

1,16 +0,15

1,13 +0,3

1,23 +0,12

1,74 +0,22

0,9 +0,0

v

2,0 +0,19

1,32 +0,22

1,58 +0,14

2,03 +0,28

1,07 +0,14

2,12 +0,22

1,69 +0,24

1,47 +0,14

1,78 +0,22

1,97 +0,28

2,0 +0,19

1,32 +0,15

1,37 +0,12

1,96 +0,15

1,0 +0,0

и

ДД

2.35 +1,fe

4,25 +0,93

4,86 +0,93

9,19 +1,22

5,09 +1,22

5,67 +1,03

5,63 +0,94

2,94 +1,23

5,89 +1,14

5,36 +1,08

5,33 +1,11

5,30 +0,99

8,18 +1,93

4,76 +1,33

5,9 +0,9

3,62 +3,89

2,96 +0,34

2,91 +0,35

3,23 +0,34

3,40 +0,37

3,11 +0,39

3,11 +0,26

3,0 +0,78

3,08 +0,28

3,49 +1,63

3,16 +0,35

3,22 +0,40

3,85 +0,48

2,84 +0,47

3,3 +0,3

м

ДД

6,75 +1,39

4,42 +1,03

4,02 +1,18

6,66 +1,32

5,55 +1,44

6,03 +1,10

5,78 +1,11

3,25 +1,35

6,35 +1,40

5,83 +1,15

5,97 +1,33

5,86 +1,08

10,39 +2,27

5,65 +1,54

5,0 +1,0

3,65 +0,38

3,18 +0,33

3,19 +0,40

3,33 +0,33

3,60 +0,37,

3,16 +0,40

3,60 +0,27

3,37 +0,87

3,18 +0,30

3,03 +0,52

3,26 +0,36

3,41 +0,43

4,07 +0,50

3,11 +0,50

3,3 +0,4

d

ДД

4,46 +0,52

3,34 +0,35

3,51 +0,46

4,01 +0,38

3,61 +0,39

4,35 +0,50

3,78 +0,34

3,17 +0,69

3,83 +0,43

4,36 +0,59

4,35 +0,48

3,37 +0,33

4,17 +0,82

3,91 +0,70

3,7 +0,3

2,39 +0,28

3,28 +0,41

3,31 +0,41

2,16 +0,27

3,44 +0,38

2,22 +0,30

2,94 +0,30

2,13 +0,38

3,03 +0,31

2,54 +0,33

3,39 +0,41

2,19 +0,22

2,72 +0,34

2,47 +0,50

3,22 +0,23

Показатели декомпенсации диабета u, М на фоне лечения дозатором были заметно ниже, чем на фоне традиционного лечения, что свидетельствует о лучшей компенсации сахарного диабета на дозаторе. При этом существенно <0,05) лучшая компенсация диабета на дозаторе была получена у лиц, заболевших диабетом до 20 лет, или у больных диабетом средней тяжести и стабильном течении диабета (см. табл. 1).

Суммарная суточная доза инсулина после подключения дозатора имела тенденцию к повышению, что особенно заметно в том случае, когда у больного в анамнезе были диабетические комы (см. табл. 1).

Таким образом, полученные результаты показывают, что, к сожалению, лечение дозатором инсулина, основанное на эмпирическом подборе дозы инсулина, далеко не всегда оказывает существенный эффект, особенно при лечении лабильных форм заболевания. Однако дозатор заметно улучшает показатели компенсации диабета при менее тяжелых вариантах течения заболевания. Это наблюдение еще раз подчеркивает необходимость разработки количественных алгоритмов дозирования инсулина, основанных на индивидуальных показателях фармакокинетики и фармакодинамики инсулина и кинетике глюкозы в составе углеводосодержащего продукта.

3. Выявление и предотвращение нарушений функционирования дозатора инсулина в клинических условиях

В данном параграфе систематизированы технические нарушения со стороны дозатора инсулина, с которыми мы столкнулись в процессе его испытания, а также методика их быстрого обнаружения и предотвращения в клинических условиях. Последнее, как нам кажется, будет представлять определенный интерес для клиницистов, участвующих в испытании и разработке аппаратных методов лечения СД. Здесь также указаны желательные усовершенствования испытывавшихся конструкций дозаторов инсулина, которые, с нашей (то есть клинической) точки зрения, могут в значительной степени уменьшить вероятность нарушений его функционирования.

Со стороны блока управления наблюдались три основных типа нарушений: полное или частичное отключение, нарушение индикации дозы и неадекватное управление гидравлической частью. Полное отключение дозатора возникало по трем причинам: из-за нарушения контакта между источником питания и электронной частью прибора; неожиданного (нередко в ночное время) падения напряжения в элементе питания; а также вследствие неисправности в электронной части прибора. Так как первые два нарушения легко устранимы, то прежде чем снимать прибор с больного целесообразно осмотреть место подсоединения элемента питания. В дозаторе НДЛ-3 кратковременное отключение питания приводит к сбросу показаний на индикаторе введенной дозы, что позволяет легко выявлять этот тип отказа. При отсутствии видимых нарушений со стороны элемента питания следует сменить батарею. Если и после этого прибор не стал работать, необходимо сменить дозатор.

Иногда дозатор (НДЛ-2М) отключался частично, то есть нарушалась работа в фоновом режиме при нормальной работе режима «доза» или наоборот. Поскольку в режиме «доза» прибор издает хорошо слышимые частые щелчки, то нарушение в этом режиме легко выявляется по отсутствию характерного звука или изменений показаний индикатора дозы. Прибор подает инсулин дискретными микродозами (0,1 ЕД), частота которых в фоновом режиме относительно низкая (не более нескольких десятков в час), вследствие чего выявление нарушений работы прибора в фоновом режиме затруднено - как по звуку, так и по индикации доз. Самый простой и достаточно надежный способ выявления нарушений работы прибора в фоновом режиме - сопоставление в конце дня дозы инсулина на индикаторе с той, которую планировалось ввести установлением соответствующих режимов работы дозатора в начале дня. Несоответствие реально поданной дозы за день той, что программировалась, указывает на нарушение функционирования прибора в фоновом режиме. Поскольку на индикаторе поданных доз не разделяются дозы инсулина, введенные в разных режимах, то анализ работы прибора отдельно в режимах «фон» и «доза» представляет некоторое неудобство, в связи с чем в последующих конструкциях желательно предусмотреть возможность индикации дозы, вводимой в разных режимах, как это сделано в некоторых зарубежных образцах.

Нарушение управления работой гидравлической частью (точнее, насоса дозатора) выражалось в виде: 1) несоответствия частоты генерируемых электронной частью в фоновом режиме импульсов частоте, указанной в инструкции (НДЛ-1); 2) неустойчивости работы в фоновом режиме, то есть самопроизвольном изменении скорости подачи инсулина в течение суток (НДЛ-2М); 3) подачи неполной однократной дозы инсулина; 4) несоответствия числа генерируемых электронной частью импульсов числу доз, поданных насосом.

Типы нарушений работы блока управления, отмеченные в пп. 1-2 и 4, наблюдались только в первых конструкциях прибора (НДЛ-1 и НДЛ-2М), и они легко выявлялись указанным выше способом (путем сопоставления в конце суток дозы на индикаторе с запрограммированной на сутки). Подача неполной микродозы (п. 3) сопровождается ослаблением интенсивности щелчка, издаваемого насосом дозатора. Однако поскольку контроль по звуку не надежен, желательно было бы иметь в дозаторе устройство, автоматически контролирующее величину единичной микродозы и соответствие числа генерируемых импульсов числу поданных доз. Неполная единичная доза инсулина подавалась чаще всего из-за снижения напряжения в батарее «Крона» (НДЛ-2М). При этом напряжения в батарее нередко было достаточно для работы дозатора в фоновом режиме, но из-за пропорционального повышения расхода энергии в режиме «доза» напряжение быстро падало и дозатор начинал подавать неполные единичные дозы в этом режиме. В дозаторах инсулина НДЛ, в принципе, предусмотрен контроль напряжения батареи, о снижении которого ниже допустимого сигнализирует (например, в НДЛ-3) появление и мигание точек между цифрами индикации дозы. Однако практически в дозаторе НДЛ-2М снижение напряжения приводило вначале к подаче неполных микродоз инсулина в режиме «доза» и лишь после этого, спустя несколько часов, на индикаторе появлялся сигнал о снижении напряжения в батарее. Учитывая это обстоятельство, в дозаторах инсулина должны быть надежные устройства контроля напряжения элемента питания, желательно со звуковым сигналом, поскольку нередко напряжение падало ночью, когда больной спал, и об этом становилось известным либо в результате быстрой декомпенсации диабета, либо после пробуждения.

Неожиданное отключение дозатора инсулина достаточно быстро приводит к декомпенсации диабета, поскольку в подкожно-жировой клетчатке больного при этом методе практически отсутствует депо инсулина. Однако отключение дозатора потенциально не так опасно для жизни больного, как передозировка инсулина. В последнем случае гипогликемическая кома может развиться в течение минут, причем ее тяжесть, продолжительность, а следовательно, и прогноз находятся в прямой зависимости от введенной дозы инсулина. Передозировку инсулина из-за неисправности дозатора мы наблюдали только в одном случае - при испытании первого образца дозатора - НДЛ-1. Нарушение в работе возникло в ночное время, когда скорость подачи инсулина в фоновом режиме самопроизвольно увеличилась в несколько раз. В связи с этим у больного развилась легкая гипогликемическая реакция в виде чувства голода, которое он попытался устранить обильным приемом пиши (но безуспешно), и только своевременное отключение дозатора дежурным персоналом предотвратило возникновение более тяжелых симптомов. В связи с вышесказанным дозаторы инсулина должны быть сконструированы таким образом, чтобы исключить малейшую возможность передозировки инсулина.

Поскольку работа насоса сопровождается характерным звуком, то несоответствие числа импульсов, генерируемых электронной частью, числу микродоз, поданных насосом, выявляется по отсутствию этого звука. Такое нарушение было обусловлено, как правило, неисправностью соединительного кабеля, хотя и редко, но случавшимся во всех типах испытанных нами дозаторов инсулина.

Дозатор НДЛ-2М имел близко расположенные и внешне схожие переключатель выключения и кнопку сброса индикатора, в связи с чем больные нередко случайно кратковременно отключали дозатор, что сопровождалось нарушением индикации введенной дозы инсулина. В последнем образце дозатора НДЛ-3 кнопки управления и отключения дозатора разнесены и указанный недостаток индикации устранен.

Со стороны гидравлической части прибора мы наблюдали нарушение работы насоса, разрыв полимерного контейнера для инсулина и нарушение герметизации катетеров, по которым инсулин циркулирует в приборе. Насос прекращал работу из-за технических неполадок, но чаще вследствие увеличения сопротивления подаче инсулина, возникавшего обычно из-за закупоривания иглы в подкожно-жировой клетчатке или перегиба выходного катетера. При неполном закупоривании иглы объем единичной микродозы значительно падал, что сопровождалось снижением интенсивности щелчка, издаваемого при работе насосом. Насос в НДЛ-2М прекращал работу и при нагревании прибора до температуры 37-38 °С, что наблюдалось особенно часто в летнее время. Этот дефект устранен в последнем образце дозатора, стендовые испытания которого проводились при температуре 90 °С.

В конструкции НДЛ-2М не был предусмотрен визуальный контроль заполнения контейнера для инсулина, что приводило иногда к попаданию в контейнер некоторого количества воздуха при заправке, вследствие чего эффективность лечения может снижаться из-за подачи воздуха вместо инсулина. Этого недостатка лишена последняя конструкция прибора - НДЛ-3. Однако в НДЛ-3 прозрачный контейнер для инсулина выполнен из недостаточно прочного материала, что при неаккуратном обращении приводит к его разрыву при заправке, особенно при отсутствии навыка в обращении с прибором.

Наблюдавшееся нарушение герметизации в системе катетеров, по которым инсулин циркулирует в приборе, сопровождалось появлением пузырьков воздуха в катетере, соединяющем прибор с местом введения инсулина.

Дозатор инсулина заправляется, как известно, непролонгированными препаратами инсулина, которых в СССР производится два вида - простой инсулин и суинсулин (свиной). Оказалось, что при смешении простого и суинсулина образуется белый осадок.

Это явление мы наблюдали, когда в баллон с остатками простого инсулина добавляли суинсулин. Выпадение осадка может нарушать работу насоса, поскольку через него проходит раствор инсулина. В связи с этим целесообразно заправлять дозатор инсулина одним видом препарата, а при его смене тщательно отмывать дозатор изотоническим раствором натрия хлорида.

Таким образом, из вышеизложенного ясно, что разработка высоконадежного, безопасного, удобного и в то же время дешевого дозатора инсулина является непростой задачей, требующей тщательных не только стендовых, но и клинических испытаний. В результате именно таких исследований был разработан дозатор инсулина НДЛ-3, который можно рекомендовать для широкого клинического использования, но специально обученным персоналом и больными, при условии доступности исследования гликемии в любое время суток.

4. Побочные эффекты лечения сахарного диабета дозатором инсулина

Как и любой другой эффективный метод лечения, введение инсулина дозатором не лишено ряда недостатков. Большая часть побочных эффектов при лечении дозатором была обусловлена в нашей практике отсутствием опыта работы с такого рода устройствами. В связи с этим мы полагаем, что анализ побочных эффектов лечения дозатором инсулина и возможные пути их предотвращения, представленные в данном параграфе, позволят избежать типичных осложнений терапии дозатором инсулина в дальнейшем, когда он будет использоваться в широкой клинической практике. Побочные эффекты лечения, обусловленные недостатками конструкции прибора, мы выделили в предыдущем параграфе, хотя они с полным правом могут рассматриваться и как осложнения лечения.

Одной из достаточно сложных проблем лечения дозатором инсулина является подсоединение прибора к больному. При лечении дозатором инсулина наиболее часто применяется введение инсулина в подкожно-жировую клетчатку руки, ноги и туловища, что и было использовано нами при испытании дозатора. Однако и этот способ введения инсулина сопровождается рядом осложнений.

При плохой фиксации иглы или сильном натяжении катетера, соединяющего прибор с иглой, наблюдалось выпадение иглы из места инъекции при резком движении. Предотвратить это можно надежной фиксацией иглы лейкопластырем, расположением иглы перпендикулярно или противоположно силе натяжения и за счет достаточной длины катетера, исключающей его натяжение. При расположении иглы поперек кожных складок живота, возникающих при наклоне туловища, иногда происходило сквозное прокалывание кожи, следовательно, желательно избегать такого расположения иглы.

В месте введения инсулина наблюдались воспалительные реакции, травмирование тканей и истечение инсулина через ранку. Воспалительные реакции в месте введения инсулина возникали, если в течение двух суток не производилась смена места регулярного введения, и только у половины больных - при ежедневной смене.

Воспалительные реакции проявлялись в виде легкого покраснения кожи и уплотнений в подкожно-жировой клетчатке размером не более 3×3 см. Когда место введения не менялось двое суток, то к концу вторых суток наблюдалось выделение гноя из ранки, однако абсцесса в месте введения никогда не возникало. Воспалительные реакции исчезают в течение 1-3 дней. Вероятно, они обусловлены раздражающим действием иглы (неоднократный посев растворов инсулина из дозатора микрофлоры не выявил). Таким образом, желательно ежедневно менять место введения инсулина.

У одного больного при резком движении произошел разрыв кожи иглой (размером около 0,3 см), что вызвало небольшое кровотечение, которое быстро самостоятельно прекратилось. Предотвратить такого рода осложнения можно надежной фиксацией иглы при достаточно длинном катетере, не ограничивающем движений. Если подкожно-жировой слой у больного развит был слабо, то глубокое введение иглы сопровождалось возникновением болевых ощущений при сокращении мышц. В таких случаях болезненность устраняется введением иглы как можно ближе к поверхности кожи. Болезненные ощущения при движении наблюдались и при случайном внутримышечном введении иглы. Иногда в месте введения образовывались кровоизлияния, обусловленные травмированием сосудов подкожно-жировой клетчатки.

Когда в конце суток лечения дозатором инсулин вводился в режиме «доза» и сразу после этого игла вынималась для смены места введения инсулина, то вследствие зияния канала, образованного иглой, наблюдалось истечение небольшого количества (около 0,2-0,3 мл) введенного инсулина. В связи с этим нежелательно вводить инсулин в режиме «доза» непосредственно перед сменой места инъекции иглы. Если инъекционная игла была короткой, то неполное ее погружение под кожу сопровождалось истечением инсулина при каждом его введении в режиме «доза», то есть перед введением инсулина желательно контролировать положение иглы в месте инъекции, по крайней мере два раза в сутки.

Инсулин поступает от прибора в подкожно-жировую клетчатку через гибкий катетер, соединенный с иглой для подкожных инъекций, и в этих двух местах соединения катетера (прибор и игла) наблюдалась утечка инсулина. Причиной утечки было отсоединение катетера от прибора при резких движениях больного, когда использование катетера неподходящего калибра или эластичности приводило к ненадежному креплению катетера к дозатору. Нарушение герметизации в месте соединения катетера и прибора часто сопровождается появлением пузырьков воздуха в катетере. Для предотвращения этих нарушений следует контролировать появление пузырьков воздуха в катетере и проверять надежность крепления катетера при сильном его натяжении.

Нередко наблюдалась утечка инсулина в месте соединения катетера с иглой, так как в течение дня в процессе движения больного происходит ослабление плотности соприкосновения катетера с иглой. Особенно часто такого рода нарушения наблюдались при использовании первых вариантов советских катетеров «Минивен». В связи с этим желательно использовать катетеры, где соединение их с иглой представляет литой штампованный монолит без зазоров.

Однажды наблюдался разрыв катетера при неоднократном его использовании.

Таким образом, достаточно частые и разнообразные нарушения в месте соединения катетера с прибором и иглой для подкожных инъекций указывают на необходимость усовершенствования этой части отечественного дозатора. С учетом этих рекомендаций последние варианты катетеров «Минивен» завод стал изготовлять с более надежным подсоединением к игле, хотя в последнем варианте дозатора инсулина тип присоединения дозатора к прибору остался прежним.

Опыт работы с первыми вариантами дозаторов показал, что лучшим материалом для его крепления на больном является эластический бинт. Однако и этот способ не лишен недостатков. Иногда дозатор выпадал из-под бинта, нередко отмечалась повышенная потливость и зуд под ним, особенно в жаркие летние месяцы и в ночное время. Если дозатор помещается на руку, то излишне тугое бинтование вызывало отек и онемение руки. Кроме того, сам корпус дозатора доставлял некоторые болезненные ощущения из-за острых углов. В связи с этим в дальнейших вариантах прибора эти недостатки конструкции были частично устранены, но специального пояса для крепления дозатора на теле пока еще не разработано.

В процессе работы с дозатором врач обычно допускает два вида ошибок: неверно заправляет прибор или неверно дозирует инсулин. Введение неверной дозы инсулина возникало главным образом из-за особенностей индикации дозы на приборе. Для того чтобы ввести нужную дозу инсулина, необходимо предварительно просуммировать величину текущего показателя индикатора с предполагаемой для введения дозой. Легко совершаемые ошибки суммирования приводят к введению неверной дозы. В связи с этим в дозаторе желательно иметь два индикатора - показание введенной дозы к текущему времени суток и показание дозы, вводимой в полуавтоматическом режиме. К сожалению, этот недостаток конструкции не устранен и в последнем приборе.

При заправке прибора инсулином иногда, по разным причинам, нарушались условия стерильности, в связи с чем желательно иметь готовые заполненные инсулином баллоны для одноразового использования.

В первых образцах дозатора не был предусмотрен визуальный контроль заполнения баллона для инсулина, что нередко приводило к недостаточному его отмыванию от дезраствора или изотонического раствора натрия хлорида, однако в последнем варианте прибора этот недостаток устранен.

Несмотря на визуальный контроль расхода инсулина, тем не менее на глаз трудно определить, достаточно ли его количества на сутки или даже на ночь. В связи с этим желательно иметь указание не только введенной дозы инсулина, но и остатка в баллоне, чего нет в последних образцах дозаторов.

В первых образцах дозатор фиксировал не введенную дозу инсулина, а количество поданных импульсов на насос, что требовало пересчета числа импульсов в дозу и иногда вело к дополнительным ошибкам. После замечаний разработчикам этот недостаток также был устранен.

Во второй половине дня за больным, получающим лечение дозатором, велось наблюдение дежурным персоналом. Устное инструктирование персонала, как правило, не предотвращало тактических ошибок работы с дозатором, поэтому при испытании такого рода приборов в отделении должна быть письменная инструкция с указанием действий врача и медсестры в случае отказа прибора или неверного его функционирования, а врач, ответственный за испытание прибора, должен дежурить на дому.

Ошибки дежурного персонала были двух типов.

Первая: несвоевременное отключение дозатора при нарушении его работы.

Вторая: быстрое достижение нормогликемии расценивалось как передозировка инсулина, и больному назначали излишнее количество углеводов.

Поскольку во вторую половину дня больной самостоятельно вводил инсулин в режиме «доза», то возникали ошибки и со стороны больного. Например, введение недостаточной или избыточной дозы, что обусловлено недостатком индикации дозы. Вообще говоря, поскольку дозатор инсулина предназначен главным образом для амбулаторного лечения диабета, то все ошибки, совершаемые врачом при работе с этим прибором, естественно, будут присущи и больным. Поэтому так важна проверка надежности и простоты обращения прибора в стационарных условиях, где нарушения его функционирования могут быть быстро устранены.

У некоторых больных диабетом отмечалась быстрая прибавка в массе тела (до 3-5 кг в сутки) на фоне достижения нормогликемии, что, возможно, связано с задержкой жидкости в тканях при быстром снижении гликемии.

У нас также сложилось впечатление, что для некоторых категорий больных обращение с дозатором представляет определенные трудности, несмотря на кажущуюся его простоту. В значительной степени это обусловлено тем, что работа с дозатором постоянно требует тех или иных расчетов дозы, поэтому указанные выше усовершенствования могли бы в значительной степени упростить его эксплуатацию.

Поскольку больные диабетом часто теряют зрение, желательно было бы предусмотреть разработку дозаторов инсулина индивидуального пользования и для таких категорий больных. При этом заправка могла бы осуществляться, например, один раз в неделю в поликлинике, а в остальные дни больной вводил бы инсулин самостоятельно.

Указанные в этом разделе недостатки дозатора НДЛ позволили нам рекомендовать ряд его усовершенствований с клинической точки зрения (табл. 2). Многие из них были учтены разработчиками, однако, к сожалению, не все.

Таблица 2. Перечень необходимых усовершенствований дозатора инсулина серии НДЛ с клинической точки зрения

1. Звуковые сигнализирующие устройства

1.1. Прекращения функционирования в режимах «фон» или «доза».

1.2. Недостатка запаса инсулина в баллоне на сутки.

1.3. Отсутствия инсулина в контейнере.

1.4. Подачи насосом неполной единичной дозы.

1.5. Наличия воздуха в выходном катетере.

1.6. Несоответствия числа импульсов, генерируемых блоком управления, числу микродоз инсулина, поданных насосом.

2. Дополнительные индикаторы

2.1. Индикатор типа инсулина в баллоне.

2.2. Суммарной дозы, введенной к текущему времени суток.

2.3. Дозы, вводимой перед едой (в режиме «доза»).

2.4. Дозы, введенной в фоновом режиме к текущему времени суток.

2.5. Запланированной суточной дозы.

2.6. Количества инсулина в баллоне.

3. Панель управления

3.1. Выключатель прибора вынести за панель управления.

3.2. Кнопки сброса показаний прибора и введения инсулина сделать хорошо различимыми.

4. Крепление прибора

4.1. Разработать специальную систему крепления прибора на теле.

4.2. Разработать более совершенную систему соединения прибора с выходным катетером и катетера с местом введения инсулина.

4.3. Форму прибора сделать более обтекаемой, исключающей локальное давление, и блок гидравлики, закрепляемый на теле, сделать меньших габаритов и массы

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ВНУТРИВЕННЫЙ ТЕСТ ТОЛЕРАНТНОСТИ К ГЛЮКОЗЕ В ДИАГНОСТИКЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПОДТИПОВ САХАРНОГО ДИАБЕТА (ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И КЛИНИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ)

Роль нарушенной ПГП в патогенезе СД постулируется целым рядом исследователей [1-5]. Вместе с тем до сих пор не предложено широко доступного для клинической практики метода оценки ПГП или оценки эффективности препаратов, влияющих на ПГП, особенно в условиях углеводной нагрузки. В связи с этим предлагается новый метод анализа результатов ВТТГ, который, в отличие от общепринятого, позволяет определить не только скорость элиминации глюкозы из крови (k-индекс), но и ПГП (H-индекс) в тесте, по крайне мере косвенно. Соотношение между индексами k и H получило названия «баланс глюкозы» или «дисбаланс глюкозы», когда оно нарушено. В работе описываются результаты применения нового подхода к результатам ВТТГ, полученным у здоровых и больных диабетом. Предварительные результаты нового метода обработки данных ВТТГ были опубликованы ранее [11-14].

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Математическая модель

В настоящее время используются две «классические» модели для вычисления скорости элиминации глюкозы из крови в ВТТГ. Одна из них основана на предположении, что в процессе ВТТГ скорость исчезновения глюкозы из крови пропорциональна ее концентрации (модель 1). Она описывается обыкновенным дифференциальным уравнением:

dC(t)/dt = -k1C(t). (1)

где k1 - коэффициент (1/мин), который отражает скорость элиминации глюкозы из крови (k1-индекс); C(t) - уровень гликемии в тесте (ммоль/л или мг%).

В другой «классической» модели предполагается, что скорость исчезновения глюкозы из крови в ВТТГ пропорциональна разности между гликемией в тесте и гликемией натощак (FBG) (модель 2), и это описывается следующим обыкновенным дифференциальным уравнением:

dC(t)/dt = -k2[C(t)-FBG]. (2)

В первой модели влияние ПГП на кинетику глюкозы в ВТТГ игнорируется - она приравнивается нулю в формуле (1).

Во второй модели делается попытка учесть влияние ПГП на кинетику глюкозы в ВТТГ, так как неявно предполагается, что она равна тoщaкoвoй, когда значение гликемии натощак вычитается из уровня гликемии в ВТТГ.

Таким образом, в обеих «классических» моделях кинетики глюкозы нет необходимости идентифицировать ПГП в ВТТГ. Они сфокусированы лишь на оценке скорости элиминации глюкозы из крови в ВТТГ - k-индексе. Как хорошо известно, k-индекс вычисляется из линейного логарифмического уравнения, получаемого из формул (1) и (2), соответственно:

ln C(t) = -k1t + ln C1(0); (3)

ln [C(t) - FBG] = -k2t + ln [C2(0) - FBG], (4)

где С1(0) и С2(0) - гликемия в нулевой момент времени ВТТГ.

Рис. 8 иллюстрирует проблему, которая возникает при использовании первой модели [уравнение (1)], игнорирующей ПГП, когда для расчета k-индекса используется уравнение (3). Как видно из рис. 8, в конце теста точки ln C(t) отклоняются вверх от прямой линии. Таким образом, k-индекс (то есть tg α), вычисленный по начальным точкам теста, будет ниже, чем k-индекс, вычисленный из конечных точек ВТТГ.

image
Рис. 8. Идентификация скорости элиминации глюкозы из крови (k-индекс) по данным внутривенного теста толерантности к глюкозе, когда H-индекс = 0 и k-индекс = α (модель 1). ln С(t) - логарифм гликемии в тесте

Аналогично, когда k-индекс вычисляется из второй модели [обыкновенное дифференциальное уравнение (2) и уравнение (4)], в которой предполагается, что ПГП в тесте такая же, как и в состоянии натощак, то точки ln [C(t) - FBG] отклоняются вниз от прямой линии в конце теста (рис. 9).

image
Рис. 9. Идентификация скорости элиминации глюкозы и крови (k-индекс) по данным внутривенного теста толерантности к глюкозе, когда*H*-индекс = уровень сахара натощак и k-индекс = α (модель 2). FBG - уровень сахара натощак

Таким образом, значение k-индекса, полученное по начальным точкам теста, будет гораздо выше, чем по конечным точкам. Отсюда вопрос как к первой, так и ко второй модели кинетики глюкозы: какое из значений k-индекса: начальное или конечное в ВТТГ - реально отражает скорость элиминации глюкозы из крови?

Для разрешения этой проблемы используются два подхода:

  1. Оценивать значения k-индекса только для тех точек ln C(t) или ln [C(t) - FBG], которые ближе всего расположены к прямой линии. Ранее отдавалось предпочтение конечным точкам теста (с 20 до 60 мин), а теперь - начальным (до 20 мин).

  2. Использовать сложную модель кинетики глюкозы, в которой учитывается и концентрация инсулина в процессе ВТТГ (так называемую минимальную модель).

Третий, наиболее эффективный и простой путь решения этой проблемы описан в нашей работе. Он базируется на физиологическом допущении, что отклонение точек от прямой линии на рис. 8 и 9 является результатом ПГП в процессе ВТТГ (рис. 10).

image
Рис. 10. Идентификация скорости элиминации глюкозы из крови (k-индекс) и продукции глюкозы печенью во внутривенном тесте толерантности к глюкозе, когда продукция глюкозы печенью отражает H-индекс и k-индекс = α (модель 3). Логарифмическая ось ординат - гликемия

С этой точки зрения процесс элиминации глюкозы из крови может быть описан следующим обыкновенным дифференциальным уравнением:

dC(t)/dt = -k3[C(t)-H]. (5)

В уравнении (5) константу Н следует интерпретировать как косвенный показатель (индекс) ПГП во время теста. Фактически математическая модель (5) является более общей, чем модели (1) и (2), в которых Н = 0 или Н = FGB соответственно. Отсюда H-индекс следует интерпретировать как некоторую усредненную концентрацию глюкозы крови, которую формирует ПГП в процессе теста и которая обычно не равна нулю, как допускается в уравнении (1), или уровню гликемии натощак, что допускает уравнение (2). Следовательно, концентрация глюкозы крови в ВТТГ является суммой двух величин: неизвестного параметра Н и концентрации глюкозы крови, которую формирует внутривенно введенный болюс глюкозы. И целью нашего метода является поиск скрытого в данных ВТТГ значения константы Н, которое из физиологических соображений следует искать в интервале от нуля до уровня гликемии натощак, используя данные теста. Как обычно, k3-индекс в (5) отражает скорость элиминации глюкозы из крови в ВТТГ.

Как и ранее, значения постоянных Н и k3 в уравнении (5) идентифицируются из логарифмического линейного уравнения, которое получают из формулы (5):

ln [C(t) - H] = -k3t+ln [C3 (0) - H]. (6)

Значение константы Н достаточно надежно можно получить численным методом. В частности, величина Н представляет собой значение, находящееся в интервале между нулем и значением уровня гликемии натощак, которое в полулогарифмических координатах (рис. 10) дает самое близкое расположение точек (ln [C(t) - H],t) к прямой линии. Критерием наилучшей линеаризации точек (ln [C(t) - H],t) в полулогарифмических координатах служит максимум по абсолютной величине значения коэффициента корреляции r. После того как вычислено значение параметра Н, значение k -индекса тоже оказывается вычисленным (tg α на рис. 10). Компьютерную программу, вычисляющую параметры Н и k, можно получить на авторском сайте по адресу: http://www.diabet.ru/Dreval/ivgtt_eng.exe.

Больные

Для идентификации параметров кинетики глюкозы в модели (5) были использованы данные ВТТГ, опубликованные D.S. Amatuzio и др. [7]. В этой работе ВТТГ был проведен с 25 г глюкозы у 67 не страдающих диабетом лиц, 27 больных СД2 и 13 больных СД1. У здоровых лиц ВТТГ проводился в течение 60 мин, а у больных диабетом - 72 мин. Первый забор крови после углеводной нагрузки осуществлялся на 4-й минуте, а затем каждые 8 мин. Значение параметров кинетики глюкозы вычислялось для каждого ВТТГ отдельно.

Для оценки качества дискриминантных функций, полученных на материале D.S. Amatuzio и др. [7], использовались данные ВТТГ, представленные в работе D. Ikkos и др. [8]. Эти ВТТГ данные были получены у 70 взрослых, не страдающих диабетом, и 29 больных СД2.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Идентификация параметров кинетики глюкозы в ВТТГ у лиц, не страдающих диабетом. Средние значения индексов Н и k были вычислены по данным ВТТГ из работы Amatuzio и др. [7] и представлены в табл. 3. Как видно, среднее значение Н-индекса, вычисленное для лиц, не страдающих диабетом, ниже уровня гликемии натощак, но не равно при этом нулю.

Таблица 3. Параметры кинетики глюкозы у лиц, не страдающих диабетом
Обследуемые Число Тощаковая гликемия, ммоль/л Н-индекс, k-индекс × 100,%/ мин С(0), ммоль/л

Без диабета

67

5,2±0,1

3,6±0,1

2,65±0,09

15,7±0,2

Подавление ПГП -индекс) до уровня ниже среднего тощакового (5,2±0,1 ммоль/л) не наблюдалось у 9% лиц, не страдающих диабетом. Высокая ПГП у этих «здоровых» лиц компенсировалась очень высокой скоростью элиминации глюкозы из крови (k-индекс). В некоторых случаях она достигала 4,5% в минуту (при средней, равной 2,65±0,09%/мин) (рис. 11). Хотя у этих обследуемых уровень гликемии был нормален, выявленные у них повышенные значения ПГП и скорости элиминации глюкозы могут свидетельствовать о диабете на стадии нарушения баланса глюкозы, но без признаков гипергликемии. Это состояние может рассматриваться как объективно характеризующее такое состояние как предиабет, которое было названо «нарушенный баланс глюкозы» (НБГ).

На рис. 11 представлен точечный график двумерного параметра кинетики глюкозы [P(k,Н)-индекса], полученного по данным Amatuzio и др. (7)? и две дискриминантные функции. Дискриминантная функция H2 (k) отделяет больных СД1, от больных с СД2. Дискриминантная функция H1 (k) отделяет больных диабетом обоих типов, от лиц, не страдающих диабетом.

На рис. 11 представлены точки P(k1Н) (двумерный индексы кинетики глюкозы) для каждого ВТТГ из данных Amatuzio и др. (7). Как очевидно, точки P(k1Н) лиц, не страдающих диабетом, расположены строго под точками P(k1Н) больных диабетом. Следовательно, полученная в двумерном пространстве индексов (k1Н) дискриминантная функция может использоваться для диагностики диабета по результатам ВТТГ. Эта функция, обозначенная как Н1(k), была установлена численным методом, в котором использовались значения двумерных индексов P(k1Н) больных диабетом и не страдающих им:

H1(K)=12,34 - 15,57/k (7)

image
Рис. 11. Двумерный параметр (индекс) P (k,H) кинетики глюкозы при диабете и у лиц, не страдающих диабетом. На рисунке указаны для лиц без диабета минимальные значения k-индекса, среднее индекса, максимум H-индекса, средний уровень сахара натощак (УСН) и среднее H-индекса. НБГ - нарушенный баланс глюкозы. H1(k) и H2(k) - дискриминантные функции. I-IV - четыре варианта нарушения баланса глюкозы при явном сахарном диабете. • - P(k,H)-индексы у лиц без диабета; о - P(k,H)-индексы больных сахарным диабетом 2-го типа («умеренные» нарушения баланса глюкозы); ■ - P(k,H)-индексы больных сахарным диабетом 1-го типа («тяжелые» нарушения углеводного баланса)

График функции H1(k) представлен на рис. 11.

2. Идентификация параметров кинетики глюкозы в ВТТГ у больных диабетом.

Гистограмма k и H-индексов больных диабетом представлена на рис. 12 и характеризуется бимодальным распределением. Причем один из ее пиков находится в пределах нормальных значений. Второй пик находится в области пониженных значений для коэффициента элиминации глюкозы и повышенных - для индекса ПГП (H-индекс). Следовательно, среди больных диабетом может быть достаточно много лиц с нормальными значениями k и H-индексов. И только двумерный индекс P(k,H) кинетики глюкозы позволяет однозначно дифференцировать всех больных диабетом (1-го и 2-го типов) от не страдающих диабетом.

image
Рис. 12. Гистограмма k и H параметров у лиц, не страдающих диабетом, и у больных диабетом

На рис. 11 точки P(k,H) двумерных индексов кинетики глюкозы больных СД1, у которых нарушения углеводного обмена обычно выражены в большей степени, чем при СД2, наиболее удалены от двумерных индексов здоровых лиц. Между двумерными индексами здоровых и больных СД1 распложены двумерные индексы больных СД2 (рис. 11). Отсюда очевидно, что может быть построена дискриминантная функция, разделяющая больных диабетом 1-го типа от больных диабетом 2-го типа в двумерном пространстве индексов (k,Н). Эта функция, обозначенная Н2(k), была получена численным методом:

H2(k) = 12,85 - 4,60/k (8)

График этой функции представлен на рис. 11.

3. Интегральный диагностический критерий СД и метаболического дисбаланса. Полученные дискриминантные функции позволяют ввести так называемый интегральный критерий диагностики диабета и его двух типов по результатам ВТТГ (рис. 11) и вернуться к ранним (использовавшимся до введения типов диабета) представлениям об умеренных и тяжелых нарушениях обмена углеводов, однако уже на новой, количественной основе, не отменяя представлений о типах диабета:

  • если точка (индекс) P(k,H) находится под дискриминантной кривой H1(k), то у обследуемого нет СД;

  • если точка (индекс) P(k,H) находится над дискриминантной кривой Н1(k), то у обследуемого СД;

  • если точка (индекс) P(k,H) находится над дискриминантной кривой Н1(k), но под Н2(k), то у обследуемого «умеренный» дисбаланс обмена глюкозы (обычно СД2);

  • если точка (индекс) P(k,H) находится над дискриминантной кривой Н2 (k), то у обследуемого тяжелый дисбаланс обмена глюкозы (обычно СД1).

4. Количественная характеристика дисбаланса глюкозы.

На рис. 11 двумерные индексы Р(k,H) обследуемых, не страдавших диабетом, формируют некоторое поле вокруг средних значений k и H -индексов. Двумерные индексы Р(k,H) больных СД2 обычно расположены огибающим слева «слоем» над Р(k,H) полем нормы. А над слоем двумерных индексов Р(k,H) больных СД2 расположен слой двумерных индексов Р(k,H) больных СД1. Следовательно, чем дальше точка Р(k,Н) расположена от поля двумерных индексов Р(k,Н) в двумерном пространстве (k,Н), тем в большей степени нарушен углеводный обмен.

Эти три зоны разделяются двумя вычисленными дискриминантными функциями. Расстояние двумерного индекса Р(k,H) до дискриминантной кривой Н1(k) может использоваться как количественный критерий степени нарушения обмена углеводов у обследуемого. Это расстояние может также использоваться и как дополнительный критерий диагностики диабета и оценки эффективности сахароснижающей терапии.

Обозначим дистанцию от двумерного индекса Р(k,Н) до дискриминантной кривой H1(k) как ρ1, а до дискриминантной кривой H2(k) как ρ2. Если точка Р(k,Н) лежит не выше дискриминантной кривой, тогда будем считать значение ρ положительным, а в противном случае - отрицательным. Из этого следует, что когда ρ1 <0, то у обследуемого нет явного диабета, а если ρ1 ≥0, тогда у обследуемого явный СД. Аналогично, когда ρ2 <0, тогда нарушения углеводного обмена можно классифицировать как «умеренные» (обычно СД2). Когда же ρ2 ≥0, то это указывает на «тяжелые» нарушения обмена углеводов (обычно СД1).

Для лиц, не страдающих диабетом, среднее значение ρ1 составляет -0,845±0,103. Для «умеренных» нарушений среднее значение ρ2 составляет -0,758±0,132, и ρ2 для «тяжелых» нарушений составляет 3,877±0,726 (p <0,001).

5. Надежность нового диагностического критерия СД.

Надежность дискриминантной функции (7) была верифицирована путем ее применения к данным ВТТГ, опубликованным в работе Ikkos и др. [8]. Эти данные представляют собой результаты ВТТГ, проведенные у 50 лиц, не страдавших диабетом, и 22 больных диабетом. Все двумерные индексы P(k,H) больных диабетом из работы Ikkos и др. [8] оказались над дискриминантной кривой (7) 1 >0). Следовательно, чувствительность ρ1-критерия в качестве диагностического критерия оказалась очень высокой - 100%. Но специфичность ρ1-критерия, вероятно, несколько ниже, так как у 4 из 50 лиц, не страдавших диабетом, ρ1-критерий оказался больше нуля, то есть характерным для диабета. Средние значения ρ1-критерия для нормы оказались достаточно устойчивыми. На данных Amatuzio и др. его средний уровень составил 0,845±0,103, а на данных Ikkos и др. - 0,804±0,131. Таким образом, несмотря на то, что интервалы исследования гликемии в работах Amatuzio и др. отличались от тех, что использовали Ikkos и др., средние значения ρ1-критерия практически совпали.

6. Четыре варианта дисбаланса обмена глюкозы и семь подтипов явного СД.

Классифицируем двумерные индексы P(k,H) кинетики глюкозы в зависимости от их расположения по отношению к минимальному значению нормы для k-индекса и максимальному значению нормы для H-индекса (рис. 11). «Нормальные значения» в нашем случае представляют собой просто минимальное значение k-индекса и максимальное значение H-индекса, рассчитанные по данным ВТТГ у здоровых лиц из работы Amatuzio и др. (7). На рис. 11 каждая точка (двумерный индекс) P(k,D) может быть отнесена в один из четырех квадрантов (I-IV на рис. 11). Эти квадранты соответствуют 4 вариантам дисбаланса метаболизма глюкозы при явном СД.

  • Вариант I - скорость элиминации глюкозы из крови (k-индекс) снижена: у 23% (3 из 13) больных СД1 и 63% (17 из 27) больных СД2.

  • Вариант II - ПГП (Н-индекс) повышена, а скорость элиминации глюкозы из крови снижена: у 15% (2 из 13) больных СД1 и у 7% (8 из 27) больных СД2.

  • Вариант III - только ПГП (Н-индекс) повышена: у 62% (8 из 13) больных СД1 и 30% (8 и 27) больных СД2.

  • Вариант IV - ПГП и скорость элиминации глюкозы в пределах нормы, но их комбинация находится за пределами нормальных значений в двумерном пространстве значений индексов (k,H): у 0% больных СД1 и 7% (2 из 27) больных СД2.

Если скомбинировать выявленные в ВТТГ 4 варианта дисбаланса глюкозы и 2 типа СД, то получим 7 подтипов СД (табл. 4).

Указанные в табл. 4 частоты встречаемости подтипов диабета получены в результате обработки данных ВТТГ, представленных в работе Amatuzio и др. (7). Они отражают число больных в выделенной группе (СД1, СД2) и не страдающих диабетом, с одной стороны, и попавших в соответствующий квадрант - с другой, по отношению к общему числу больных в группе.

Обсуждение

Предложенный метод обработки результатов ВТТГ открывает новые перспективы в профилактике и лечении СД. С помощью этого нового метода можно выявить больных СД2 на самой ранней стадии болезни: когда нарушен только баланс глюкозы и нет еще гипергликемии. Эта стадия болезни была названа НБГ. На этой стадии повышена ПГП (высокий H-индекс) и соответственно этому повышена скорость элиминации глюкозы из крови (k-индекс). В результате уровень гликемии у таких лиц находится в пределах нормы.

Резонно предположить, что лечение, направленное на нормализацию НБГ, может замедлить или даже предотвратить развитие явного СД. Также возможно, что такие патофизиологические состояния, как метаболический синдром или предиабет, могут найти свое выражение в НБГ.

Предложенный метод анализа ВТТГ позволяет дифференцировать больных с высокой и низкой ПГП в процессе углеводной нагрузки. Это преимущество метода может способствовать объективизации оценки эффективности лекарственных препаратов, которые селективно подавляют ПГП (например, селективный ингибитор фруктозо-1,6-бифосфатазы, МИ06322, USA). Возможность выявления с помощью этого метода больных с пониженной ПГП позволит также избежать необоснованного назначения препаратов, подавляющих ПГП, предотвращая у них развитие тяжелой гипогликемии.

Предложенный новый метод анализа также позволяет дифференцировать среди больных СД метаболические подтипы. И что особенно важно, выделенные подтипы диабета не противоречат современной классификации диабета, а в определенном смысле ее уточняют. Взгляд на диагностику СД с позиции нарушения баланса глюкозы в организме дает возможность переосмыслить современные подходы к сахароснижающей терапии диабета и ее перспективы.

Математическое дополнение

Выше было показано, что результаты моделирования ВТТГ можно улучшить путем линеаризации точек (ln [C(t) - H],t) на графике рис. 10. Но из представленных клинических результатов не ясно, почему точки [ln C(t),t] и (ln [C(t) - FBG],t) отклоняются от прямой в меньшей степени в начале теста, чем в конце (рис. 10). Также пока не представлено аргументированных объяснений того факта, почему это отклонение происходит в противоположных направлениях, причем в меньшей степени в первом случае, чем во втором. Легко показать, что указанное поведение этих точек связано, с одной стороны, со свойствами логарифмической функции, а с другой - с ошибкой идентификации параметра H в «классических» моделях кинетики глюкозы, в которых он принимается равным нулю или сахару натощак в выражении:

Y= ln [C(t) - H], (9)

где правая часть (9) представляет собой левую логарифмическую часть линейного уравнения (6).

Из уравнения (6) следует, что если постоянная Н определена точно, без ошибок, то точки (ln [C(t) - H],t) должны лежать на прямой линии в полулогарифмических координатах и свойства этой прямой определяются правой частью уравнения (6). Но, как уже было упомянуто выше, значение H неизвестно. В связи с этим точное значение Н заменяется сахаром натощак [H = FBG в модели (2)] или игнорируется [H = 0 в модели (1)]. С физиологической точки зрения постоянную Н можно интерпретировать как усредненный уровень гликемии, который создает ПГП во время ВТТГ. Углеводная нагрузка подавляет ПГП, и отсюда следует, что уровень гликемии натощак (FBG) выше значения H:

FBG = H + ε+ , (10)

где ε+ представляет собой разницу между тощаковой гликемией и концентрацией глюкозы крови Н, которую формирует ПГП во время теста.

Когда параметр Н заменяют на тощаковую гликемию FBG [модель (2)], это означает, что в логарифмическую функцию (9) вводится положительная постоянная ошибка ε+:

y- = ln (C(t) - FBG) = ln [C(t) - (H +ε+)]. (11)

В этом случае значение аргумента (9) имеет отрицательную ошибку, так как:

C(t) - H >C(t) - (H + ε+) = C(t) - FBG.

Отсюда следует, что:

y = ln [C(t) - H] >y- = ln [C(t) - (H + ε+)] = ln [C(t) - FBG].

С ростом t величина разности C(t) - H и C(t) - (H + ε+) = C(t) - FBG будет уменьшаться. Как видно из рис. 13, вследствие нелинейности логарифмической функции это ведет к увеличению разности между y и y -, несмотря на постоянство величины ошибки ε +. Поскольку y >y-, то в полулогарифмических координатах эту приводит к нарастанию отклонения точек (ln [C(t) - FBG],t) от прямой линии (рис. 13), причем вниз.

image
Рис. 13. Влияние положительной (ε+) и отрицательной (ε-) ошибок в аргументе C(t)-H логарифмической функции ln [C(t) - H] на поведение логарифма, когда значение аргумента приближается к нулю, что объясняет характерное отклонение графика от прямой на рис. 10

Таким образом, характерное отклонение точек (ln [C(t)-FBG],t) от прямой линии на рис. 9 является следствием комбинации двух факторов: a) свойств логарифмической функции и б) ошибочной идентификации параметра H [когда точное значение Н подменяется уровнем гликемии натощак (FBG)].

Теперь рассмотрим ситуацию, когда параметр Н вообще игнорируется [Н = 0 в модели (2)] в формуле (6). С физиологической точки зрения это означает, что ПГП отсутствует во время ВТТГ. Но, как хорошо известно, ПГП не подавляется до нуля в процессе углеводной нагрузки. Отсюда следует, что значение параметра Н определено с недостачей:

H - ε- = 0, (12)

или

H = ε-. (13)

Следовательно, когда параметр Н приравнивается к нулю [модель (1)], в логарифмическую функцию (9) вводится положительная постоянная ошибка ε-:

y- = ln (C(t) - 0)=ln [C(t) - (H - ε-)]. (14)

А фактически в этом случае аргумент в (9) взят с превышением точного значения, так как:

C(t) - H <C(t) - (H - ε-) = C(t).

Отсюда следует, что:

y =ln [C(t) - H] <y+=ln [C(t) - (H - ε-)] = ln C(t).

Когда t возрастает, величина разности C(t) - Hи C(t) - (H - ε-) = = C(t) уменьшается.

Как видно из рис. 13, вследствие нелинейности логарифмической функции это ведет к увеличению разности между y и y+, несмотря на постоянство ошибки ε-. Поскольку в полулогарифмических координатах y <y+, это вызывает отклонение вверх от прямой линии (6) точек [ln C(t),t] (рис. 10).

Итак, характерное отклонение точек [ln C(t),t] от прямой линии на рис. 8 является следствием комбинации двух факторов: а) свойств логарифмической функции и 2) ошибки идентификации параметра Н (когда он приравнивается к нулю), что ведет к его недооценке.

Когда математические модели (1) и (2) используются для идентификации k-индекса, то точки (ln [C(t) - FBG],t) [модель (2)] отклоняются вниз от прямой линии (6) обычно в гораздо большей степени, чем точки [ln C(t),t] [модель (1)] (рис. 10). Объясним и этот феномен с математической точки зрения тоже.

Допустим, что |ε+ | |ε- |. Тогда в результате нелинейности логарифмической функции y+ отклоняется в большей степени от прямой линии, чем y- (рис. 13). Это означает, что положительная ошибка (ε+) искажает данные моделирования ВТТГ в большей степени, чем отрицательная -). В результате, когда используется модель (2), в полулогарифмических координатах точки (ln [C(t) - FBG],t) [модель (2)] отклоняются от прямой линии вниз обычно в большей степени, чем точки [ln C(t),t] вверх [модель (1)] (рис. 10).

ВЫВОДЫ

  1. Разработан новый удобный для клинической практики метод вычисления скорости элиминации глюкозы из крови и ПГП по результатам ВТТГ.

  2. Обнаружена субпопуляция лиц, не страдающих диабетом, у которых значительно повышенная ПГП компенсируется повышенной элиминацией глюкозы из крови, что предотвращает развитие у них гипергликемии. Эта патологическое состояние названо НБГ и может быть отнесено к ранней догипергликемической стадии диабета (предиабет).

  3. Результаты анализа ВТТГ коррелируют с типами СД и степенью нарушения углеводного обмена, что позволяет рекомендовать предложенный метод для диагностики диабета и его типов, а также выраженности метаболических нарушений при диабете.

  4. В зависимости от соотношения при диабете степени нарушения ПГП и ее элиминации можно выделить 4 варианта дисбаланса глюкозы. В результате комбинация 2 типов СД и 4 вариантов дисбаланса глюкозы разбивает популяцию больных диабетом на 7 подгрупп (подтипов), что может иметь в дальнейшем значение для оптимизации сахароснижающей терапии.

  5. Разработана компьютерная программа, которая автоматически рассчитывает по результатам ВТТГ параметры кинетики глюкозы в тесте и которая размещена в Интернете для свободного использования по адресу: http://www.diabet.ru/Dreval/ivgtt_eng.exe.

Литература

  1. Древаль А.В. Двумерный параметр кинетики глюкозы в диагностике сахарного диабета // Лаб. дело. 1988. № 4. С. 47-54.

  2. Древаль А.В. Идентификация параметров одночастевых моделей кинетики глюкозы в ВТТГ // Лаб. дело. 1988. № 1. С. 3-8.

  3. Amatuzio D.S., Stutzman F.L., Vanderbilt M.J., Nesbilt S. Interpretation of the rapid intravenous glucose tolerance test in normal individuals and in mild diabetes mellitus // J. Clin. Invest. 1953. Vol. 32. P. 428-435.

  4. Bergman R.N., Zaccaro D.J., Watanabe R.M., Haffner S.M. et al. Minimal model-based insulin Sensitivity has Greater heritability and a different genetic basis than homeostasis model assessment or fasting insulin // Diabetes. 2003. Vol. 52. P. 2168-2174.

  5. DeFronzo R.A., Bonadonna R.C., Ferrannini E. Pathogenesis of NIDDM: a balanced overview // Diabetes Care. 1992. Vol. 15. P. 318-368.

  6. Dreval A.V. An indirect estimation of hepatic glucose production in IVGTT; simple and reliable calculation of glucose kinetics parameters // Diabetes and Metabolism. 18th International Diabetes Federation Congress. Paris, 2003. Abstract 1934.

  7. Dreval A.V. Seven subtypes of diabetes mellitus revealed in IVGTT. Abstract book // European Congress of Endocrinology. Goteborg, Sweden, 3-7 Sep. 2005. Abstract N P1-14. P. 74.

  8. Ferrannini E., Groop L.C. Hepatic glucose production in insulin-resistant states // Diabetes Metab. Rev. 1989. Vol. 5. P. 711-725.

  9. Fery F. Role of hepatic glucose production and glucose uptake in the pathogenesis of fasting hyperglycemia in type 2 diabetes: normalization of glucose // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1994. Vol. 78. P. 536-542.

  10. Finegood D.T., Bergman R.N., Vranic M. Estimation of endogenous glucose production during hyperinsulinemic euglycemic glucose clamps: comparison of labelled and unlabelled glucose infusates // Diabetes. 1987. Vol. 36. P. 914-924.

  11. Greville G.D. The intravenous glucose tolerance equation // Biochem. J. 1947. Vol. 47. P. 17-23.

  12. Ikkos D., Luft R. On the intravenous glucose tolerance test // Acta Endocrinol. (Copenh.). 1957. Vol. 25. P. 312-334.

  13. Mevorach M., Giacca A., Aharon Y., Hawkins M. et al. Regulation of endogenous glucose production by glucose per se is impaired in type 2 diabetes mellitus // J. Clin. Invest. 1998. Vol. 102. P. 744-53.

  14. Paquot N., Scheen A.J., Dirlewanger M., Lefebvre P.J. et al. Hepatic insulin resistance in obese non-diabetic subjects and in type 2 diabetic patients // Obes. Res. 2002. Vol. 10, N 3. P. 129-134.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. КОМПЕНСАЦИЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА ДОЗАТОРОМ ИНСУЛИНА И ИБК: ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МЕТОДА С ПОМОЩЬЮ ПЯТИКОМПАРТМЕНТНОЙ МОДЕЛИ

В клинической диабетологии одной из кардинальных проблем является разработка совершенных методов компенсации инсулиновой недостаточности. При этом особые трудности возникают при лечении больных, получающих инсулин. Установлено, что при традиционном способе введения инсулина в виде подкожных инъекций практически невозможно достичь нормогликемии. В то же время нормальная концентрация глюкозы крови при лечении дозатором инсулина или биостатором сопровождается гиперинсулинемией. Последнее наблюдение до сих пор не получило теоретического обоснования, в связи с чем отсутствуют и конструктивные предложения по разработке эффективных методов инсулинотерапии, не сопровождающиеся гиперинсулинемией. В данном разделе с помощью пятичастевой модели будет дано объяснение указанному феномену, но основное внимание уделено теоретическому обоснованию предельных возможностей компенсации СД инсулином при его введении традиционным способом и путем биотехнических средств. На основании этих теоретических результатов указаны новые направления в разработке методов компенсации СД дозатором инсулина и биостатором.

Инсулин, как известно, вводится больному СД подкожно или, в случае лечения дозатором или биостатором, в локтевую или подключичную вену. Следовательно, у больных диабетом инсулин первично поступает в системный кровоток и только оттуда в сосудистое русло печени, в то время как у здоровых лиц он вначале поступает в портальную вену печени и далее в системный кровоток. Возникает вопрос, сказывается ли топографически различное поступление инсулина в систему кровообращения в норме и при диабете на нормализации концентрации глюкозы и инсулина в крови?

Для решения поставленной задачи предлагается математическая модель, в которой учитывается топографическое различие поступления инсулина из поджелудочной железы и дозатора (биостатора), а также свойство инсулина избирательно стимулировать проницаемость глюкозы в некоторые ткани. Таким образом, в модели выделены инсулинзависимые и инсулиннезависимые ткани. При построении модели учитывали свойство системы кровообращения образовывать петли циркуляции, которые объединяются в правом сердце и расходятся от аорты. Исходя из этого, в модели (рис. 14) компартмент 1 представляет ту часть системы кровообращения, где объединяются все петли циркуляции (правое сердце, малый круг кровообращения, левое сердце, аорта), компартментам 2 и 3 анатомически соответствует печеночное кровообращение, причем в компартмент 2 входят воротная вена печени и печеночная артерия, в компартмент 3 - внутрипеченочное сосудистое русло и печеночная вена; компартменту 4 соответствует петля циркуляции инсулинзависимых тканей - мышечной и жировой; компартменту 5 - сосудистое русло инсулиннезависимых тканей. Стрелки между компартментами указывают на пути циркуляции вещества в модели: инсулина или глюкозы.

В предложенной модели нас будут интересовать концентрации инсулина и глюкозы в компартментах при топографически различном поступлении инсулина в систему кровообращения, при этом кинетика инсулина и глюкозы рассматривается как в норме, так и при СД. Используя для математического описания модели метод компартментного моделирования, получим систему дифференциальных уравнений:

image

где xij - поток вещества из j-ro в i-й компартмент модели; xi - концентрация анализируемого вещества в i-м компартменте; vi - объем i-го компартмента; с внешней средой модель связана возмущающими воздействиями x0i и потоками вещества во внешнюю среду x0i.

image
Рис. 14. Блок-схема модели. Объяснение в тексте

Примем, что поток вещества из j-гo компартмента в i-й пропорционален концентрации вещества в i-м компартменте, то есть:

xij = kij xj;

xi0 = kij zj;

где zj - концентрация вещества, поступающего в i-й компартмент модели из внешней среды; kij - коэффициенты пропорциональности.

С учетом этого уравнение (1.1) преобразуется к виду:

image

причем при отсутствии потока вещества между компартментами модели в ноль обращаются соответствующие коэффициенты пропорциональности. Кроме того, при i, j ≠ 0 коэффициенты kij представляют собой потоки крови в системе циркуляции и k12 = k23 = k31 = k2 - это поток крови через печень; k41 = k14 = k4 - поток крови через инсулинзависимые ткани; k15 =k51 = k5-поток крови через инсулиннезависимые ткани.

Основной целью лечения диабета инсулином является поддержание концентрации глюкозы и инсулина крови вне периодов приема пищи и физической активности (базальное состояние) на заданном постоянном уровне. Следовательно, можно положить, что при адекватном лечении, так же как и в норме, в так называемом базальном состоянии, концентрация глюкозы и инсулина крови не меняется, то есть xi = 0. При этом система дифференциальных уравнений (1.2) преобразуется в систему линейных алгебраических уравнений, на основе которой и будем решать поставленную задачу - исследование возможности компенсации СД инсулином в базальном состоянии.

Рассмотрим с помощью предложенной модели кинетику инсулина в базальном состоянии. В норме инсулин поступает в систему кровообращения только через воротную вену печени, то есть в компартмент 2. Поэтому в модели на рис. 14 следует положитьx10 = x30 = 0. Кроме того, инсулин разрушается главным образом в печени (k03 ≠ 0) и в почках (k05 ≠ 0), являющихся инсулиннезависимыми тканями, а в мышечной и жировой тканях инсулин практически не разрушается (k04 ≠ 0). С учетом указанных условий из (1.2) получим систему уравнений, описывающую кинетику инсулина в норме. Решив эту систему и обозначив при этом концентрацию инсулина в i-м компартменте через, получим для нормы:

u1 = u4 = z2k20k2(k5 + k05)/k2k1;

u2 = z2k20k2(k2 + k03)k2/k2k1;;; (1.3)

u3 = z2k2k20/k1;; u5 = z2k5k2k20/k1,

где z2 - концентрация инсулина, поступающего из поджелудочной железы, а

k1 = k2k03(k5 + k05) + k5k05(k2 + k03);

k2 = k2(k5 + k05) + k5k05.

Поскольку при инсулинзависимом диабете ПЖ практически не секретирует инсулин, то модель работы дозатора (биостатора) инсулина будет отличаться только местом поступления инсулина:

x10 ≠ 0; x20 = 0; x30 = 0;

При этом соотношении (1.3) преобразуются следующим образом:

u1Δ = u2Δ = u4Δ = z1Δ(k2 + k03)(k5 + k05)k10/k1;

u3Δ = z1Δk2k10(k5 + k05)/K1; (1.4)

u3Δ = z1Δk5k10(k2 + k03)/K1,

где ui - концентрация инсулина в i-м компартменте модели при работе дозатора (биостатора), z1 - концентрация инсулина в дозаторе. Из уравнений (1.3) и (1.4) получаем соотношение концентраций инсулина в норме и при работе дозатора у больных диабетом:

u5 < u1 = u4 < u3 < u2; (1.5)

u3Δ < u1Δ = u2Δ < u4Δ ; u5Δ < u1Δ = u2Δ < u4Δ. (1.6)

Соотношение концентраций u3 и u5 может быть любым в зависимости от соотношения коэффициентов k2, k5, k03, k05. Соотношение концентраций (1.6) отличается от нормального (1.5) тем, что концентрация инсулина в компартменте 2 не будет наибольшей, то есть у больного диабетом при работе дозатора невозможно достижение такой относительной концентрации инсулина в печеночном сосудистом русле, как в норме.

Что касается абсолютных показателей концентрации инсулина, то даже если дозатор будет полностью имитировать работу ПЖ (например, в случае лечения биостатором), но подавать при этом инсулин в компартмент 1, а не в 2, то есть k20z2 = k10z1, то и тогда будем иметь:

u1 < u1Δ; u4 < u4Δ; u5 < u5Δ; u2 < u2Δ; u3 < u3Δ(1.7)

Следовательно, даже при полной имитации дозатором функции ПЖ не может быть достигнута нормальная концентрация инсулина в анализируемых участках системы кровообращения, что обусловлено особенностью топографического включения дозатора (биостатора) в систему кровообращения. При этом концентрация инсулина в печеночном сосудистом русле будет понижена, а в остальных частях системы кровообращения - повышена.

Однако в настоящее время основной целью лечения диабета дозатором инсулина или биостатором является не достижение нормальных концентраций инсулина в системе кровообращения (хотя, очевидно, это тут же привело бы к нормализации гликемии во всех участках циркуляции), а достижение нормальных показателей гликемии. Поэтому возникает вопрос, так ли уж существенна нормализация концентраций инсулина во всех участках сосудистого русла для достижения нормогликемии. Этот вопрос правомерен, так как получены экспериментальные данные, показывающие, что достижение нормальных показателей гликемии возможно при подключении дозатора инсулина как в портальную систему печени, так и в правое сердце.

Для решения этого вопроса оценим гликемию в базальном состоянии с учетом полученных данных относительно концентраций инсулина в норме и при лечении дозатором (биостатором) больных диабетом. В базальном состоянии глюкоза крови постоянно поступает в кровь, причем исключительно из печени, то есть в печеночную вену. Следовательно, для моделирования кинетики глюкозы в норме в модели рис. 14. нужно положить:

k03 = k10z1 = k20z2 = 0; k30z3 ≠ 0. (1.8)

где k30z3 отражает поступление глюкозы из печени, которое будем считать заданным. Как известно, z3 зависит от концентрации инсулина в печени, то есть от его концентрации в компартменте 2 модели, и эта зависимость обратная:

z3(u2) ≥ z3(u'2), если u2 ≤ u'2. (1.9)

При этом, если u2 постоянно, то и z2 (u2) = const. Глюкоза потребляется как инсулинзависимыми (в компартменте 4), так и инсулиннезависимыми (в компартменте 5) тканями. Ho если ее потребление в инсулиннезависимых тканях от инсулина не зависит и происходит даже вне периодов приема пищи (≠ 0), то инсулинзависимые ткани потребляют глюкозу только тогда, когда концентрация инсулина превышает базальную, то есть:

image

где u40 - базальная концентрация инсулина в компартменте 4. Таким образом, в норме в базальном состоянии в модели кинетики глюкозы k04 = 0. Следовательно, в решении системы (1.2) для описания кинетики глюкозы в норме следует положить:

k03 = k04 = k10z1 = k20k2 = 0.

Если теперь обозначим концентрацию глюкозы в компартменте, то для нормы получим следующие значения ее концентраций в компартментах:

C1 = C2 = C4 = z3k30(k5 + k05)/k5K05;

C3 = z3K2k30/k2k5k05; (1.12)

C5 = z3k30/k50.

где z3 - концентрация глюкозы в печеночном сосудистом русле, создаваемая печенью.

Ранее было установлено, что при имитации дозатором (биостатором) работы ПЖ создается состояние гиперинсулинемии в инсулинзависимых тканях, то есть уровень инсулина в инсулинзависимых тканях превышает базальный. Следовательно, исходя из (1.10) при работе дозатора k04 ≠ 0. В остальном модель кинетики глюкозы при работе дозатора ничем не отличается от модели кинетики глюкозы в норме, поэтому для вычисления концентрации глюкозы в компартментах модели при работе дозатора (биостатора) в решении системы (1.2) следует положить:

k03 = k01z1 = k20z2 = 0. (1.13)

При этом концентрация глюкозы в i-м компартменте Ci выражается через коэффициенты модели следующим образом:

C1= C2 = zЗk30(k4 + k04)(k5 + k05)/K1;

C2 = zЗk30K2/Klk2 ;

C4 = z4k4k30 (k5 + k05)/Kl; (1.14)

C5= zЗk5k30 (k4 + k04)/Kl,

где z3 - концентрация глюкозы крови в компартменте 3, создаваемая печенью при работе дозатора (биостатора), а

Kl= k4k04(k5 + k05) + k5k05(k4 + k04);

K2= k4k04(k5 + k05) + (k4 + k04)(k05(k2 + k5) + k2k5.

Таким образом, отношение концентраций глюкозы крови при лечении дозатором в режиме ПЖ к гликемии в норме в соответствующих компартментах, равно:

image

где δi - величина больше единицы, зависящая только от коэффициентов модели. Следовательно, отношение (1.15) при заданном δi > 1 зависит от концентраций глюкозы крови, создаваемых печенью в компартменте 3 (z3 и z3). Когда дозатор (биостатор) имитирует работу ПЖ, то z3 < z3, так как концентрация инсулина при этом в компартменте 2 всегда ниже нормы [см. (1.7)], и из (1.9) следует указанное отношение. Отсюда правая часть равенства (1.15) принимает вид произведения двух чисел, одно из которых больше единицы, а другое - меньше, и поэтому можно ожидать равенства между Ci и Ci Проведем подробный анализ этой ситуации. Из равенства C1 =C1 и из (1.12), (1.14) и (1.15) получаем:

image

Отсюда

z3 = z3∆k5k05(k4 + k04)/K1. (1.17)

Выразив далее отношения C3/C3 и C4/C4 через (1.12) и (1.14) и подставив вместо z3 в эти отношения его выражение через z3 из (1.17), получим:

C3 < C3; C4 < C4 ; C5 < C5.

Аналогичные вычисления показывают, что если дозатор имитирует работу железы и при этом нормализует концентрацию глюкозы в каком-либо из компартментов, например C1 = C2 = C1 = C2, то C5 = C5. Однако концентрации C3 > C4 и C4 < C5, то есть отличаются при этом от нормы. Если C3 = C3, то во всех остальных компартментах модели концентрации глюкозы будут ниже нормы, а если C4 = C4, то все остальные Ci будут превышать норму (табл. 5).

Таблица 5. Гликемия в камерах модели в случае «принудительной» нормализации концентрации глюкозы в каком-либо одном из компартментов

«Принудительная» нормализация гликемии в одном из компартментов

Концентрация глюкозы в компартментах в ответ на "принудительную" нормализацию гликемии

нормальна

понижена

повышена

1

2,5

4

3

2

1,5

4

3

3

-

1,2 4,5

-

4

-

-

1,2,3,5

5

1,2

4

3

В результате получились своеобразные «качели»: нормализация концентрации глюкозы в каком-либо из компартментов модели ведет тут же к повышенной или пониженной его концентрации в других компартментах. Следовательно, введение инсулина дозатором (биостатором) не может обеспечить нормальную концентрацию глюкозы крови во всех участках сосудистого русла одновременно, если имитируется функционирование ПЖ.

Поскольку имитация дозатором (биостатором) работы ПЖ оказалась неэффективной в достижении компенсации диабета, можно попытаться подавать инсулин в таком отличном от работы ПЖ режиме, чтобы создать нормальную концентрацию инсулина во всех компартментах модели. Произведем расчет таких режимов. Положим, что инфузия инсулина производится с такой скоростью, что u1 =u1 то есть концентрация инсулина в компартменте 1 при диабете равна нормальной. Из этого условия и формул (1.3) и (1.4) получим:

image

Отсюда

z2 = z1k10(k2 + k03)/k2k20.

Подставив выражение для z2 через z2 в отношения u2/u2 u3/u3 и u5/u5, с учетом (1.3) и (1.4) получаем:

u2>u2; u3>u3; u5>u5

То есть в этом случае концентрация инсулина в печени понижена. Аналогично, если мы попытаемся нормализовать концентрацию инсулина в других компартментах модели, то есть u2=u2 и u3 = u3, то это будет сопровождаться повышенной концентрацией инсулина в остальных компартментах модели. При этом расчет показывает, что во втором случае концентрация глюкозы во всех компартментах будет пониженной, так как u2=u2, и из (1.9) следует, что z3 = z3. Отсюда в формуле (1.15):

δi > 1, z3 = z3 и Ci > Ci.

В первом случае, то есть при пониженной концентрации инсулина в сосудистом русле печени и нормальной в периферических тканях, концентрация глюкозы в остальных компартментах оказывается повышенной. Это связано с тем, что в такой ситуации:

k03 = k04 = k10z1 = k20k2 = 0, (1.18)

что следует из нормальной концентрации инсулина в инсулин-зависимых тканях, при которой не происходит элиминации глюкозы из компартмента 4 (то есть k04 = 0) и пониженной концентрации инсулина в печени, при которой не происходит захвата глюкозы печенью (то есть k03 = 0). Ho (1.18) совпадает с (1.11), то есть с моделью кинетики глюкозы в норме, поэтому в выражениях (1.12) и (1.14) для Ci и Ci множители из коэффициентов будут совпадать с точностью до возмущающих воздействий. Следовательно, в (1.15) δi = 1. Однако из того, что в первом случае u2 > u2, условие (1.9) дает нам z3 = z3. Подставляя в формулу (1.15) δi = 1 и z3/ z3, получаем Ci < Ci. Таким образом, это доказывает наличие повышенной концентрации глюкозы во всем сосудистом русле в первом случае.

Следовательно, инфyзиoннoe введение инсулина дозатором (биостатором) не может нормализовать гликемию во всех участках сосудистого русла одновременно и это обусловлено тем, что в отличие от нормы дозатор подает инсулин не в портальную вену печени, а в венозную систему периферических тканей. Поскольку при традиционном способе введения инсулина в виде подкожных инъекций инсулин также первично поступает в венозную систему периферических тканей, то и в этом случае нормализация гликемии во всех частях системы кровообращения невозможна.

Проблема нормализации углеводного обмена дозатором (биостатором) все же не является абсолютно неразрешимой, как это могло показаться из представленных выше теоретических данных. Наоборот, полученные результаты позволяют наметить по крайней мере три новых метода лечения дозатором (биостатором), позволяющих достичь нормогликемии во всех участках сосудистого русла. Как бы ло показано выше, основной причиной невозможности компенсации диабета является топографическое несоответствие введения инсулина месту его поступления в кровоток в норме. Таким образом, наиболее естественным путем решения проблемы компенсации диабета является подключение дозатора в печеночное сосудистое русло. Однако технически эта проблема еще не решена и интенсивно не решается из-за отсутствия теоретического обоснования целесообразности такого лечения.

Обсудим другой путь нормализации гликемии дозатором (биостатором). При имитации дозатором (биостатором) работы ПЖ или при «принудительной» нормализации концентрации инсулина в сосудистом русле печени топографическое несоответствие норме подключения дозатора (биостатора) в систему кровообращения приводит к гиперинсулинемии в инсулинзависимых тканях, что в модели отражается через k04 > 0 при работе дозатора и k04 = 0 в норме. Если же в модели при работе дозатора положить k04 = 0, тогда концентрации глюкозы в компартментах в норме и при лечении дозатором диабета будут совпадать. Так как коэффициент k04 в модели кинетики глюкозы можно интерпретировать как параметр, отражающий чувствительность к инсулину периферических инсулинзависимых тканей, то равенство его нулю при повышенной концентрации инсулина в инсулинзависимых тканях можно рассматривать как признак инсулинорезистентности этих тканей. Отсюда можно сделать вывод, что при подключении дозатора в системный кровоток для достижения нормальных соотношений концентраций глюкозы во всех участках сосудистого русла необходима инсулинорезистентность (правда, дозированная) периферических инсулинзависимых тканей. Этот вывод позволяет по-новому взглянуть на состояние инсулинорезистентности тканей, нередко сопровождающее СД, которое до сих пор рассматривается лишь как отрицательный феномен, мешающий компенсации CД. То есть инcyлинopeзиcтeнтнocть в некоторых случаях можно считать адаптационной реакцией, улучшающей компенсацию диабета.

Третий путь заключается в модификации биологического действия инсулина на печень. Как было показано выше, нормализация концентрации инсулина дозатором в компартментах 1, 4 и 5 ведет к пониженной его концентрации в печени. Отсюда очевидно, что для достижения нормальной концентрации глюкозы во всех компартментах модели необходимо обеспечить нормальный выброс глюкозы печенью, несмотря на пониженную концентрацию инсулина в воротной вене, то есть печень должна обладать повышенной чувствительностью к инсулину. Лечение, направленное на повышение чувствительности печени к биологическому действию инсулина, уже используется в клинических экспериментальных работах. Для повышения эффективности лечения инсулином его вводят через дозатор (биостатор) совместно с соматостатином. Cоматостатин подавляет секрецию глюкагона, а так как последний является антагонистом инсулина относительно влияния на ПГП, то тем самым как бы усиливается биологический эффект инсулина на печень, то есть фактически повышается чувствительность печени к инсулину. Такое лечение оказывается эффективнее монотерапии инсулином примерно на 30%, что легко объясняется результатами моделирования.

Полученные на модели результаты ставят вопрос об адекватности критериев компенсации CД по гликемии. Напомним, что у больных диабетом исследование глюкозы производится в капиллярной крови пальца, то есть фактически в инсулинзависимых тканях (компартмент 4). Ho, как видно из табл. 5, нормогликемия в капиллярной крови пальца должна сопровождаться повышенной концентрацией глюкозы в остальных участках сосудистого русла. То есть нормальная концентрация глюкозы в капиллярной крови пальца у больного диабетом еще не свидетельствует о нормогликемии в остальных участках сосудистого русла. Отсюда можно предположить, что преимущественное поражение мелких сосудов инсулиннезависимых тканей (глаза, почки) при диабете может быть связано и с тем, что они находятся в более неблагоприятных метаболических условиях, чем инсулинзависимые ткани, поскольку концентрация глюкозы в сосудистом русле первых, как правило, выше, чем в русле вторых.

Таким образом, пятичастевые модели кинетики инсулина и глюкозы позволили нам теоретически обосновать гиперинсулинемию у больных CД, у которых компенсация достигается биотехническими устройствами. Кроме того, показано, что нормализация дозатором (биостатором) концентрации инсулина или глюкозы в одном из участков сосудистого русла обязательно ведет к повышенной или пониженной их концентрации в других участках системы кровообращения. Это обусловлено топографическим несоответствием подключения дозатора (биостатора) в систему кровообращения нормальному месту поступления инсулина в кровь. Следовательно, на примере инсулина впервые показано, что нарушение фармакокинетики экзогенно вводимого гормона может быть связано не только с формой его приготовления или особенностями всасывания из места введения, но и с топографией системы циркуляции, что до сих пор в литературе по фармакокинетике лекарственных средств не рассматривалось. И это не удивительно, поскольку эндокринная железа обеспечивает регуляцию управляемой физиологической системы не только за счет адекватной секреции гормона, но и благодаря его высокой концентрации, избирательно, в органе-мишени, что достигается соответствующим расположением железы в системе кровообращения. Следовательно, расположение в организме железы топографически оправданно и нарушение топографии поступления гормона в кровь существенно влияет на эффективность заместительной терапии.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ОПТИМИЗАЦИЯ КЛЭМ-МЕТОДА НА ФОНЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИСКУССТВЕННОЙ β-КЛЕТКИ

Глюкозный клэмп, или искусственное поддержание гликемии на предварительно заданном уровне, получил широкое распространение в исследованиях регуляции обмена веществ инсулином [1, 2, 4], причем в клэмп-методе используется, как правило, биостатор. Принцип клэмп-метода заключается в том, что биостатор обеспечивает такую относительно постоянную скорость подачи глюкозы (в мг/мин) в системный кровоток, которая поддерживает гликемию на заданном постоянном (фиксированном, англ. clamp) уровне как минимум в течение получаса. Если исходить из простейшего представления о системном кровотоке как едином жидком, постоянного объема компартменте (емкости), откуда разведенная глюкоза утилизируется с постоянной скоростью, то устойчивость гликемии при постоянной скорости инфузии глюкозы в кровоток означает, что с такой же скоростью глюкоза выводится из крови (см. рис. 15). Таким образом, по скорости инфузии глюкозы исследователь может косвенно оценить скорость ее утилизации.

Для управления гликемией был предложен ряд математических моделей (формул) [3-5], и некоторые из них включены в стандартный набор управляющих работой биостатора алгоритмов. В этой статье мы остановимся на особенностях работы с основной математической моделью, предложенной С. Verdonk и соавт. [5].

image
Рис. 15. Модель С. Verdonk и соавт.

Единый жидкий постоянного объема (V) компартмент системного кровотока (или глюкозный компартмент), в котором концентрация глюкозы меняется в зависимости от соотношения скорости инфузии глюкозы (DR) и утилизации глюкозы (М).

image

где DR - текущая скорость инфузии глюкозы (в мг/мин); RD - задаваемая исследователем скорость инфузии глюкозы (в мг/ мин); BD - задаваемый исследователем уровень фиксируемой в клэмп-методе гликемии (в мг%); G - ежеминутно регистрируемая биостатором гликемия (в мг%); QD - эмпирически установленный табличный безразмерный параметр, зависящий от типа клэмпа (табл. 6).

Таблица 6. Задаваемые параметры математической модели для глюкозного клэмпа [4]

Параметр

Клэмп

гипогликемический

эугликемический

гипергликемический

BD, мг%

45

75-95

140

QD

18

45

45

RD/кг, мг/кг/мин

0,97±0,06

6,03±0,16

7,48±0,12

Заметим, что, кроме гликемии Gi, ежеминутно регистрируется биостатором и скорость инфузии DRi, таблично задаваемое начальное значение RD зависит от массы обследуемого (см. табл. 6) и затем регулируется исследователем так, чтобы обеспечить фиксацию (клэмп) гликемии на выбранном уровне.

Из вида выражения (1) следует, что задаваемая исследователем (обычно 1 раз в 20 мин и более) скорость инфузии глюкозы RD каждую минуту преобразуется биостатором в текущую скорость инфузии DRi в зависимости от степени отклонения ежеминутной текущей гликемии Gi от BD желаемой гликемии. Когда текущая гликемия Gi совпадает с BD, заданной исследователем, скорость DR биостатором не меняется и становится равной RD. А это как раз и означает, что найдена (обычно методом проб и ошибок) индивидуальная для обследуемого скорость утилизации глюкозы из крови при заданном фиксированном уровне гликемии BD. Таким образом, при работе с моделью (1) основная задача исследователя заключается в поиске такого значения RD, которое максимально приближало бы Gi к BD. Поскольку в работе [5] не предложено какого-либо правила итеративного поиска оптимального значения RD в клэмп-методе, то после установления начального значения RD из табл. 6 оно ищется затем интуитивно (что при отсутствии достаточного опыта нередко снижает качество клэмпа: даже незначительное отклонение RD от оптимального значения как в сторону завышения, так и занижения дает «пилообразное» поведение гликемии и невозможность устойчивой ее фиксации, а следовательно, и ненадежную оценку скорости утилизации глюкозы в организме). В этой связи нами предлагаются и теоретически обосновываются три рациональных алгоритма автоматически осуществляемого поиска оптимального значения параметра RD, которые позволят не только улучшить качество, но и существенно сократить время проведения довольно обременительного для обследуемого клэмп-метода. Автоматическая оценка RD разработана нами для алгоритма статического управления гликемией - режим 7 биостатора.

Итак, как указывалось выше, начальное значение RD1 берется из табл. 6, и спустя 10-20 мин работы биостатора при заданном значении параметра RD1 исследователь получает первый набор ежеминутных значений Gi и DRi, которые мы предлагаем использовать в автоматическом поиске оптимального значения RD (табл. 7). Вычислим вначале средние значения гликемии (G1ср) и инфузии (DR1ср) за этот первый этап исследования, что, с одной стороны, даст нам представление о степени отклонения гликемии от заданного значения BD, а с другой - покажет, какой средней скоростью инфузии поддерживалась вычисленная средняя гликемия.

Далее стандартным приемом можно вычислить новую скорость инфузии глюкозы RD2, которую следует задать, чтобы приблизить гликемию обследуемого к запланированному уровню BD. Для этого воспользуемся соотношением:

image
Таблица 7. Пример расчета параметров эугликемического клэмпа по программе 2 из табл. 6. Задаваемые исходно значения даны в табл. 6. RD = 300. Масса тела обследуемого 70 кг. Гликемия и DR - ежеминутно фиксируемые биостатором текущие значения

Номер/

Время

Гликемия, Gj, мг%

DRj

ΔVi

Mj

мг/мин

1

13 ч 10 мин

90

443

399

-56

2

13 ч 11 мин

93

343

0

334

3

13 ч 12 мин

93

334

266

11

4

13 ч 13 мин

95

277

133

122

5

13 ч 14 мин

96

255

0

264

6

13 ч 15 мин

96

264

-399

748

7

13 ч 16 мин

93

349

0

354

8

13 ч 17 мин

93

354

-266

689

9

13 ч 18 мин

91

423

-399

901

Среднее

93

354

-29

374

Напомним, что основная задача исследователя заключается в том, чтобы обеспечить такую скорость инфузии DR, которая приведет к совпадению гликемии у обследуемого с запланированным уровнем BD. Но при выполнении этого условия DR = RD и, следовательно, на следующем этапе исследования мы ожидаем соблюдения соотношения:

RD2 = DR2 (3)

или с учетом (2):

image

или в общем виде, для любого n-ного этапа исследования:

image

где n - не показатель степени, а номер очередного n-го промежуточного этапа исследования в клэмп-методе; RD1 - параметр RD , рассчитанный по первому способу.

Итак, получена первая простейшая итеративная формула (5) для расчета RD в клэмп-методе, которой дадим содержательную интерпретацию. Из формулы (4) или (5) очевидно, что если средняя гликемия совпадает с заданной BD, тогда отношение BD/Gcp = 1 и потому скорость инфузии RD (а следовательно, и DR) не изменяется, так как достигнуто искомое соотношение между RD и DR, то есть получен клэмп. Когда же Gcp превышает BD, то BD/Gcp <1 и формула (5) будет задавать снижение скорости инфузии DR [через снижение RD в формуле (1)] до тех пор, пока соотношение BD/Gcp не станет равным 1; когда BD/G >1, формула (5) задает повышение RD и, соответственно, скорости инфузии DR. Таким образом, с содержательной точки зрения формула (5) работает нужным нам образом.

Однако одним из наиболее существенных недостатков формулы (5) может оказаться слишком близкое к 1 значение соотношения BD/Gcp, и потому, незначительно модулируя величину параметра DRcp, оно будет затягивать время настройки биостатора на клэмп. Для повышения динамичности итеративной процедуры в такого рода формулах основное, «управляющее» отношение обычно возводят в некоторую целочисленную степень. Этот прием, например, использован в формуле (1), где второй сомножитель возведен в четвертую степень именно потому, что вычисляемая в скобках величина очень близка к 1. С целью единообразия подхода формулу (5) также можно преобразовать подобным образом:

image

где RD2 - параметр RD, рассчитанный по второму способу.

Эта формула дает более резкие изменения параметра RD.

Для вычисления RD можно воспользоваться другим стандартным приемом, представленным и в формуле (1):

image

где RD3 - параметр RD, рассчитанный третьим способом.

Чтобы различия между формулами (5-7) стали более наглядными, приведем их к другому, эквивалентному виду, используя соотношение (1):

image
image
image

Из формул (8-10) следует, что каждая последующая должна давать все более существенное отклонение RDn+1 от n-го среднего RDn, поскольку модулирующий значение RDn сомножитель заметно меняется в каждой последующей формуле. Рассчитанные из табл. 7 значения RD по формулам (5-7) равны соответственно RDl = 363 мг/мин, RD2 = 389 мг/мин и RD3 = 429 мг/мин, откуда видно, что RD1 превышает DRcp = 354 на 2,5%, RD2 - на 9,9%, a RD3 - на 21%. Вероятно, формулу (7) или эквивалентную ей формулу (10) целесообразно использовать тогда, когда средняя величина гликемии значительно (не менее 5 мг%) отличается от задаваемой BD, а формулу (5) или (8) - в случае близких значений средней величины гликемии к BD_; формула (6) или (9) используется в промежуточных вариантах.

Поскольку ручные расчеты по формулам (5-7) проводить весьма обременительно, в табл. 8 приведена программа для микрокалькулятора МК-61 и его аналогов, которая автоматизирует расчет параметра RD по указанным формулам, а в табл. 7 дан контрольный пример для этой программы.

Преимущества, ограничения и область применения каждой из полученных формул в клэмп-методе будут представлены в следующей публикации.

Как указывалось в начале статьи, скорость инфузии глюкозы соответствует ее утилизации лишь в том случае, когда гликемия постоянна, иначе происходит искажение результатов. Но практика показывает, что уровень гликемии после достижения достаточно устойчивого среднего значения, то есть клэмпа как такового, все равно хоть и в очень узком диапазоне (1-2 мг%), но колеблется, отражая прежде всего меняющийся объем глюкозного компартмента, что рекомендовали учитывать в клэмп-методе, проводимом с помощью системы инфузионных насосов, R. De Fronzo и соавт. [4]. Адаптируя их подход к биостатору, можно написать следующее равенство:

DRi = Mi + ∆Vi, (11)

где DRi - ежеминутная скорость инфузии глюкозы в клэмпе, зависящая от текущей скорости ее утилизации Мi и скорости изменения массы глюкозного компартмента. Следовательно,

Mi = DRi-∆Vi (в мг/мин). (12)

Для расчета ∆Vi воспользуемся несколько модифицированной формулой, предложенной в работе [2]:

∆Vi = (Gi - Gi-1) ? 10 ? 0,19 ? МТ (в мг/мин), (13)

где Gi-1 и Gi - соседние ежеминутные в клэмпе значения гликемии; МТ - масса тела обследуемого; в выражении (Gi - Gi- 1) ? 10 - преобразуется размерность из мг% в мг/л; 0,19 ? МТ - объем (в л) глюкозного компартмента. Отсюда все произведение (13) дает скорость изменения массы глюкозы в глюкозном компартменте. С учетом (13) выражение (12) приводится к виду:

Mi = DRi - 1,9 ? МТ ? (Gi - Gi-1) (в мг/мин). (14)

Когда ∆Vi = 0 (как, например, с 13:11 до 13:12 в табл. 7), это означает, что объем глюкозного компартмента за текущую минуту не изменился и потому скорость утилизации глюкозы в точности равна скорости ее инфузии. Но если ∆Vi <0 (в частности, с 13:15 до 13:16 в табл. 7), тогда в формуле (12) второе слагаемое с учетом знака становится положительным, а скорость утилизации глюкозы составляет сумма скоростей ее инфузии (DRi. и скорости убыли глюкозного компартмента (∆Vi.). C физиологической точки зрения это означает, что скорость утилизации глюкозы так высока, что ее не компенсирует скорость инфузии глюкозы DRi и ткани берут «заем» глюкозы из глюкозного пространства, чем и вызывают снижение его массы. Поэтому скорость утилизации и составляет сумма скоростей инфузии и снижения массы глюкозного пространства. В случае ∆Vi >0 (например, с 13:10 до 13:11) объем компартмента глюкозы растет, что связано с превышением скорости инфузии глюкозы DRi. возможностей организма утилизировать из крови поступающую глюкозу, и тогда она начинает накапливаться в глюкозном компартменте, приводя к его увеличению. Поэтому, чтобы определить Mi. в таком случае, из скорости инфузии DRi. следует вычесть ту часть потока, которая привела к росту компартмента глюкозы, то есть ∆Vi.. При этом ∆Vi. может сравняться по величине с DRi. или даже превысить ее, что в соответствии с формулой (12) даст нулевое или отрицательное значение Mi (см. в табл. 7 время 13:10-13:11). C физиологической точки зрения такая ситуация означает, что за прошедшую минуту вся вводимая глюкоза пошла только на повышение объема глюкозного компартмента (если DRi = ∆ Vi и Мi = 0), а при Мi <0 глюкоза не только не утилизируется, но и поступает в кровь, поскольку отрицательная величина Mi. означает, что инфузируемая глюкоза полностью не компенсировала повышение объема глюкозного компартмента, и потому вклад в это повышение внесли и эндогенные механизмы регуляции, в частности продукция глюкозы печенью. Причем величину этого вклада как раз и составляет значение отрицательной Мi.

Из табл. 7 видно, что колебания гликемии в пределах 1-3 мг% отражают очень большие по абсолютной величине скорости изменения массы глюкозного компартмента и соответственно Mi., хотя за 10-минутный интервал они компенсируются, давая сравнительно небольшую величину (29 мг/мин). Вероятно, клэмп-метод целесообразно проводить только в области очень стабильных значений гликемии, тем более что упрощенная формула (14) для расчета Mi. пригодна лишь при колебаниях гликемии, не превышающих нескольких миллиграмм-процентов [4].

ВЫВОДЫ

  1. Предложены и теоретически обоснованы три итеративные формулы расчета параметра RD в алгоритме статического управления гликемией биостатором.

  2. На значение скорости утилизации глюкозы существенно влияют колебания массы глюкозного компартмента, и потому надежная оценка толерантности к глюкозе может быть получена лишь на очень стабильных по гликемии периодах клэмп-исследования и из формул, учитывающих осцилляцию массы циркулирующей глюкозы.

Литература

  1. Старостина Е.Г. Исследование чувствительности к инсулину и эффективности интенсифицированной инсулинотерапии у больных сахарным диабетом 1-го типа: дис. …​ канд. мед. наук. М., 1989.

  2. Christin L., Nacht С.A., Vernet О. et al. // J. Clin. Invest. 1986. Vol. 77. P. 1747-1755.

  3. Clements A.H., Hough D.L., D’Arazio R.A. // Clin. Chem. 1982. Vol. 28, N 9. P. 1899-1904.

  4. De Fronzo R. A., Tobin I. D., Andres R. // Am. J. Physiol. 1979. Vol. 237, N 3. P. E214-E223.

  5. Verdonk C.A., Rizza R.A., Westland R.E. et al. // Horm. Metab. Res. 1980. Vol. 12. P. 133-135.

Дополнительные иллюстрации

pic 0128
Рис. 1.7. Уникальный отечественный дозатор инсулина на часовом механизме (описание патента см. в приложении 1), изготовленный на 2-м часовом заводе
pic 0129
Рис. 7.2. Таблица Фокса-Хаскела показывает зависимость между интенсивностью физической нагрузки, возрастом, пульсом и долей потребления кислорода от максимального (VOp2mах)
pic 0130
Рис. 7.3. Влияние различных типов физической активности на гликемию
pic 0131
Рис. 7.4. Типичное поведение гликемии у больного, получающего помповую инсулинотерапию, на фоне и после аэробной нагрузки (езда на велосипеде) - падение гликемии во время физической нагрузки и отсроченное падение гликемии в ночные часы
pic 0132
Рис. 7.5. Суточная гликемия по данным непрерывного мoнитopиpoвaния гликемии у больной Т. до теста с физической нагрузкой
pic 0133
Рис. 7.6. Суточная гликемия по данным непрерывного мoнитopиpoвaния гликемии у больной Т. на фоне первого теста с физической нагрузкой (бaзaльнaя скорость подачи инсулина снижена на 50%)
pic 0134
Рис. 7.7. Гликемия в утренние часы по данным непрерывного мoнитopиpoвaния гликемии у больной Т. на фоне второго теста с физической нагрузкой (бaзaльнaя скорость подачи инсулина не менялась)
pic 0135
Рис. 7.8. Суточная гликемия по данным непрерывного мoнитopиpoвaния гликемии у больной M. до теста с физической нагрузкой
pic 0136
Рис. 7.9. Суточная гликемия по данным непрерывного мoнитopиpoвaния гликемии у больной M. на фоне первого теста с физической нагрузкой (бaзaльнaя скорость подачи инсулина снижена на 50%)
pic 0137
Рис. 7.10. Гликемия в утренние часы по данным непрерывного мoнитopиpoвaния гликемии у больной M. на фоне второго теста с физической нагрузкой (бaзaльнaя скорость подачи инсулина не менялась)
pic 0138
Рис. 7.11. Суточная гликемия по данным непрерывного мoнитopиpoвaния гликемии у больной H. до теста с физической нагрузкой
pic 0139
Рис. 7.12. Суточная гликемия по данным непрерывного мoнитopиpoвaния гликемии у больной H. на фоне первого теста с физической нагрузкой (бaзaльнaя скорость подачи инсулина снижена на 50%)
pic 0140
Рис. 7.13. Гликемия в утренние часы по данным непрерывного мoнитopиpoвaния гликемии у больной H. на фоне второго теста с физической нагрузкой (бaзaльнaя скорость подачи инсулина снижена на 80%)
pic 0141
Рис. 11.4. Гликемия до (а) и после (б) трансплантации, на которую наложены показатели агрегированной гликемии, обозначенной красным при гипогликемии, зеленым в случае целевых значений и желтым при гипергликемии. Для снижения влияния ошибочного определения непрерывного мониторирования гликемии на колебания гликемии каждый квадратик представляет среднее значение непрерывного мониторирования гликемии за 1 ч [3]
pic 0142
Рис. 11.4. Окончание. Гликемия до (а) и после (б) трансплантации, на которую наложены показатели агрегированной гликемии, обозначенной красным при гипогликемии, зеленым в случае целевых значений и желтым при гипергликемии. Для снижения влияния ошибочного определения непрерывного мониторирования гликемии на колебания гликемии каждый квадратик представляет среднее значение непрерывного мониторирования гликемии за 1 ч [3]