Энерготраты у больных инсулинзависимым сахарным диабетом в стационарных и амбулаторных условиях (компьютерный анализ)

Оценка энергетического баланса, т. е. баланса между поступлением энергии с питанием и ее расходованием в процессе жизнедеятельности, чрезвычайно важна для диабетолога, поскольку ведущей целью лечения сахарного диабета являет­ся восстановление нарушенного энергообмена, что обеспечивается в той или иной степени инсулино- терапией и специальной диетой, энергоемкость ко­торой должна компенсировать индивидуальные энерготраты. Между тем расчет энерготрат крайне трудоемок и потому до последнего времени оста­ется весьма ориентировочным, а порой и игнори­руется в практической работе врача. С внедре­нием в клинику персональных компьютеров откры­ваются новые широкие возможности в оценке ин­дивидуальных энерготрат [1, 2], но для этого должны быть разработаны соответствующие ком­пьютерные программы. Именно этому вопросу, созданию и испытанию в клинической практике компьютерной программы, автоматизирующей оценку энерготрат человека, и посвящена настоя­щая работа.

Материалы и методы

Обследовано 16 больных (12 мужчин и 4 женщины) ин­сулинзависимым сахарным диабетом (ИЗСД) без выражен­ных осложнений, возраст больных от 16 до 22 лет (19± 1 год), продолжительность диабета от 1 года до 13 лет (6±1 год). Все больные получали интенсифицированную инсулинотера- пию препаратами человеческого инсулина: 3—4 инъекции ин­сулина короткого действия в сутки на фоне 2 инъекций про­лонгированного инсулина (суточная доза 38±5 ЕД).

Для оценки компенсации углеводного обмена в динамике ис­пользовалась степень относительного изменения гликемии — О(%):

(Средняя начальная гликемия) —

„,_0/._ (средняя конечная гликемия)

{/о)---------------- \— * *uu %,

(Средняя начальная гликемия)

т. е. вычислялось в процентах отношение разности между среднесуточными показателями гликемии в начале и в конце лечения к среднесуточной гликемии в начале лечения. Оче­видно, что при С%>0 и конечной гликемии не ниже нор­мы — компенсация диабета улучшается, в противном слу­чае — ухудшается. Содержание глюкозы в крови определяли глюкозооксидазным методом. На момент поступления в кли­нику среднесуточный уровень гликемии составил 12,9± ±0,8 ммоль/л, т. е. сахарный диабет в обследованной груп­пе больных был декомпенсирован.

В стационаре больные получали специально разработан­ную так называемую метаболическую диету, содержащую 115±4 г белка в сутки, 100±2 г жира и 290±3 г углеводов; суточная калорийность диеты составляла 2800± 14 ккал, при этом соотношение жиров, белков и углеводов— 1:1,15:2,9 со­ответственно. Составление метаболической диеты и меню было автоматизировано: в соответствии с требуемыми в диете боль­ного сахарным диабетом калорийностью, соотношением угле­водов, жиров и белков (растительных и животных), поли- ненасыщенных жирных кислот и других компонентов компью­терная программа формировала меню. С помощью этой же программы проводилась ежедневная оценка индивидуальной энергоемкости рациона, получаемого каждым больным в ста­ционаре, с учетом небольших отклонений, связанных с при­вычками больного или лечебной необходимостью.

Компьютерный расчет энерготрат. На персональном ком­пьютере у больных произведен подсчет суточных энерготрат в стационаре и в домашних условиях с помощью оригиналь­ной компьютерной программы. Принцип работы с программой состоит в следующем.

Для оценки энерготрат в течение дня суммируются ве-

Таблица 1

Пример компьютерного подсчета суточных энерготрат в условиях стационара по протоколу видов деятельности Больной А.

Пол — муж.

Возраст — 17 лет Рост — 164 см Масса тела — 56 кг

Таблица 2

Три группы профессий в зависимости от энерготрат при занятии ими |4|

Примечание. При отсутствии профессии обследуемого среди указанных группа определяется путем ориентировочного сопоставления энерготрат при занятии ею с данными, имеющи­мися в таблице.

личина основного обмена человека и его энерготраты в про­цессе выполнения различных видов деятельности, которые предварительно протоколируются. Такой протокол наиболее точно отражает деятельность человека тогда, когда он за­полняется непосредственно в течение дня, однако во многих случаях возможно и даже целесообразно представлять в нем «типичный» трудовой день. В нашем исследовании протокол физической активности больного в стационаре заполнялся не­посредственно в течение произвольно выбранного дня, а про­токол, отражающий его деятельность вне стационара,— в со­ответствии с представлением больного о своем наиболее ти­пичном трудовом дне, включая учебу и/или работу. В прото­кол заносятся все виды деятельности в течение суток, дли­тельность которых превышает 5 мин.

Запротоколированные данные вводятся в компьютер с ука­занием вида деятельности, времени начала ее и конца, после чего компьютер вычисляет продолжительность каждого из них, контролируя пропуски во времени в протоколе. Если выявляют­ся ошибки в заполнении протокола, то компьютер предостав­ляет возможность внести исправления, а затем автоматически сгруппировывает однотипные виды деятельности и распечаты­вает соответствующую таблицу (табл. I), которая и исполь­зуется в программе оценки суточных энерготрат. После ввода продолжительности каждого из видов деятельности компьютер производит подсчет энерготрат, основываясь на данных [4], и их суммирование. Таким образом, удается оценить су­точные энерготраты в большинстве случаев. Однако иногда встречаются виды деятельности, не содержащиеся в банке данных компьютера (например, «зарядка»). В этих случаях энерготраты вычисляются компьютером в зависимости от поло­жения тела и степени напряжения мышц при выполнении данного вида деятельности [4].

Для сравнения нами проводилась также ориентировочная оценка суточных энерготрат, при которой в компьютерной про­грамме использовалась таблица, где все виды деятельности разделены на три класса в зависимости от величины сред­них энерготрат при их выполнении (табл. 2); ориентировоч­ная величина суточных энерготрат определяется после отне­сения профессиональной деятельности обследуемого к соот­ветствующему классу.

При работе подпрограммы ориентировочного расчета энер­готрат основной обмен вычисляется по формуле Бенедикта [4), которая определяет зависимость величины основного обмена от массы тела, роста и пола для лиц тридцатилетнего воз­раста. Применительно к другим возрастным группам вводит­ся поправка на возраст:

«Поправка»=29- (30 — возраст), кДж, где возраст выражен в полных годах. После ввода в ком­пьютер данных о поле, возрасте, массе тела и росте боль­ного на дисплее появляется информация о величине его основ­ного обмена.

При использовании подпрограммы уточненного расчета энерготрат основной обмен измерялся методом непрямой кало­риметрии с помощью аппарата Beckman ММС (Metabolic Measurement Cart), калибровавшегося газовой смесью, содер­жащей 14,33 % кислорода и 5,82 % углекислого газа на азо­те, и воздухом (20,93 и 0,03 % соответственно).

Результаты и их обсуждение

Среднесуточные энерготраты в домашних усло­виях у больных обследованной группы, вычис­ленные с использованием ориентировочного таб­личного метода расчета, составили 2792±87 ккал, а с помощью протокола 3117±122 ккал; раз­личие между полученными величинами значимо (р<0,01), что наглядно иллюстрирует важность учета реальной деятельности человека в определе­нии энерготрат. Максимум энергии в домашних условиях затрачивался на ходьбу (351 ±29 ккал), физические упражнения (220±84 ккал) и сидя­чую работу (209± 11 ккал), причем за счет дли­тельности последней, так как большинство обсле­дованных — учащиеся. Какой-либо связи между уровнем физической активности в домашних усло­виях и степенью декомпенсации обмена веществ на момент поступления в стационар не выявлено, что, вероятно, отражает известный факт благо­приятного воздействия физической активности только у больных с компенсированным диабетом.

Вычисленные из протоколов суточные энерго­траты в условиях стационара составили 2722± ±14 ккал и были существенно ниже домашних (3117± 122 ккал/сут; р<0,005), хотя основные за­траты энергии в условиях стационара приходи­лись, так же как и дома, на ходьбу и физические упражнения (411 ±35 и 140±8 ккал/сут соответ­ственно) . Более низкие энерготраты в стационаре обусловлены меньшим объемом физической дея­тельности: отсутствием работы по дому и дру­гих видов деятельности (рис. 1).

энерготратт)

Рис. 1. Удельный вклад (в %) различных видов деятельности в суточные энерготраты (в % от суточных энерготрат) и их относительная продолжительность (в % от времени суток) в стационарных (заштрихованные столбики) и амбулаторных (светлые столбики) условиях.

Рис. 2. Зависимость между изменением среднесуточ­ной гликемии (G %) и су­точными энерготратами во время пребывания в ста­ционаре.

На рис. 2 видно, что чем больше суточные энерготраты больных в стационаре, тем эффект лечения хуже (при сопоставимой степени деком­пенсации диабета при поступлении в стационар). Для выяснения причин этого феномена были со­поставлены суточная калорийность потребляемого в стационаре рациона и индивидуальные суточные энерготраты за один произвольно выбранный день (рис. 3). Оказалось, что у тех больных, у кото­рых энерготраты превышали калорийность пита­ния (дефицит составил 373±41 ккал/сут), сниже­ние среднесуточной гликемии за курс лечения составило лишь 14,1 ±5,8 %, в то время как у боль­ных, у которых калорийность питания превыша­ла на 324±50 ккал/сут энерготраты, — 27,8±4,1 % (р<0,01). Заметим, что полного сов­падения энерготрат и калорийности рациона не бы­ло ни в одном случае и различие между ними по абсолютной величине составляло минимум 130 ккал.

Таким образом, при ИЗСД даже умеренный де­фицит калорийности питания не позволяет добить­ся удовлетворительной компенсации обмена ве­ществ и, несмотря на то что дефицит калорий-

Рис. 3. Зависимость между относительной степенью изменений гликемии (G %) и дефицитом или избытком энергоемкости рациона (AQ).

ности был сопоставим по величине с избытком, именно в первом случае компенсация была хуже. Здесь возможны по крайней мере два объясне­ния: или же умеренный дефицит калорийности питания неблагоприятнее для течения диабета, чем умеренный избыток, или же предложенный метод расчета энерготрат занижает реальные их ве­личины.

Следует отметить, что в нашем исследовании ни у одного из больных не наблюдалось существен­ной потери массы тела. По-видимому, умеренное отклонение калорийности рациона от величины энерготрат легко компенсируется адаптационны­ми механизмами организма и может быть выяв­лено только расчетным путем. Особую актуаль­ность такой подход приобретает в тех случаях, когда больной ИЗСД регулярно занимается физи­ческими упражнениями, поскольку дисбаланс между поступлением энергии и ее тратами при­водит к нежелательным последствиям в виде гипо­гликемий или усугубления декомпенсации [3]. Важность этого положения иллюстрируют два кли­нических примера.

Больной М., студент, совмещающий учебу с работой, поступил в клинику с диагнозом: ИЗСД, средней тяжести, декомпенсированный. Диабетическая ангиопатия сетчатки. Жалобы при поступлении на жажду, сухость во рту, полиурию, повышенный аппетит, общую слабость. Болен диабетом в те­чение 13 лет; с начала заболевания получает инсулинотера- пию. Суточная доза инсулина на момент поступления в ста­ционар 34 ЕД. Рост 164 см, масса тела 60 кг. Со стороны внутренних органов без особенностей. Среднесуточная глике­мия при поступлении 17,4±0,6 ммоль/л, ацетон в моче ± Суточные энерготраты в домашних условиях составляли 3451 ккал, преимущественно за счет длительной ходьбы (568 ккал/сут). В стационаре в соответствии с рекоменда­циями целенаправленно ограничил физическую активность, отказавшись от зарядки и длительных прогулок, при этом его энерготраты составили 2519 ккал/сут, а калорийность ра­циона — 2702 ккал/сут. На этом фоне в результате дието­терапии и минимальной коррекции дозы инсулина (увели­чение на 2 ЕД/сут без изменения режима введения) удалось постепенно добиться улучшения компенсации: за 35 дней при­бавил в массе 2,5 кг, исчезли жажда, полиурия, нормализо­вался аппетит, уменьшилась слабость; уже на 15-й день госпи­тализации среднесуточная гликемия составила II,3± ±0,3 ммоль/л, а к моменту выписки — 9,2±0,4 ммоль/л.

Больной С., 19 лет, поступил с диагнозом: ИЗСД, сред­ней тяжести, декомпенсированный. Жалобы при поступле­нии на периодически возникающие гипогликемические состоя­ния, повышенный аппетит, снижение работоспособности. Бо­лен диабетом 5 лет, с начала заболевания получает инсулино- терапию, суточная доза инсулина при поступлении 24 ЕД. Рост 171 см, масса тела 53 кг. Среднесуточная гликемия при поступлении 17,8±0,5 ммоль/л. Суточные энерготраты в домашних условиях составили 3867 ккал/сут, преимуществен­но (894 ккал/сут) за счет интенсивных физических упражне­ний — занятий у-шу. Рекомендации временно прекратить тре­нировки в стационаре больной игнорировал, при этом его энерготраты поддерживались на уровне 3044 ккал/сут при калорийности рациона 2990 ккал/сут. В данной ситуации ле­чение оказалось неэффективным: сохранялся повышенный ап­петит и не прекращались гипогликемии, высокая среднесу­точная гликемия не снижалась. И только после прекраще­ния занятий у-шу, на 4-й неделе стационарного лечения, уда­лось, не меняя терапии, достичь улучшении компенсации: среднесуточная гликемия снизилась до 14,4±0,4 ммоль/л, а к моменту выписки— 11,1±0,3 ммоль/л, нормализовался аппе­тит, прекратились гипогликемические реакции.

Следует отметить, что энерготраты у обследо­ванных больных как в домашних условиях, так и в стационаре были достаточно высокими, что, очевидно, связано с возрастными особенностями группы: для подростков характерны как высокий уровень основного обмена, так и значительный уровень «подвижности». При этом рассчитанные по Бенедикту значения основного обмена замет­но отличались от измеренных с помощью непря­мой калориметрии — 1735±77 и 1550± ±30 ккал/сут соответственно. Нельзя исключить некоторой неточности в протоколах, особенно до­машней активности, составлявшихся по памяти о «среднем дне*. Однако выявленные в рамках даже столь ограниченной группы закономерности позволяют достаточно высоко оценить возмож­ности автоматизированного расчета энергетиче­ского баланса в оптимизации лечения ИЗСД.

Выводы

• Разработаны и опробованы на 16 больных ИЗСД компьютерные программы индивидуальной оценки энергоемкости питания и суточных энерго­трат и показаны существенные индивидуальные различия и отличия от ориентировочного таблич­ного расчета энерготрат.

Продемонстрированы коррелятивные связи между эффективностью лечения больных ИЗСД и индивидуальными энерготратами и установле­но, что умеренный дефицит калорийности пита­ния более неблагоприятен для метаболического контроля, чем его умеренный избыток.