Физиологически обоснованный при нагрузке рост сердечного выброса ЛЖ и минутного объема крови у здоровых людей, обеспечивающие аэробные механизмы двигательной активности страдают у пациентов с диабетом. Одной из причин может служить характерное для пациентов с СД нарушение диастолической функции миокарда ЛЖ [28], что ведет к снижению сердечного выброса и, таким образом, к появлению систолической дисфункции ЛЖ. На этом фоне снижается уровень VCO2max. В условиях тканевой гипоксии VCO2 может служить своеобразным респираторным стимулятором, приводя к патологическому увеличению VE и быстрому достижению «анаэробного порога» [2, 4]. Подобные явления характерны для пациентов с ИБС, у которых уровень максимального потребления кислорода является важным маркером стадии недостаточности кровообращения [45, 46].

VO2max способно снижаться и вследствие перераспределения кровотока в пользу интенсивно работающих мышц [24, 33, 37]. Можно предположить, что снижение V02 max у пациентов с СД 2 вызвано нарушением диффузии кислорода из крови в периферические ткани вследствие снижения синтеза оксида азота и уменьшения периферической вазодилатации [25, 39], что, вероятно, приводит к нарушению кровотока в мышцах во время нагрузки [39]. Более того, у пациентов с СД 2 имеет место снижение активности окислительных ферментов [35], увеличение процентного содержания мышечных волокон с быстрой скоростью сокращения («белые мышцы»), провоцирующих ранний молочнокислый ацидоз и снижение количества мышечных волокон с медленным типом сокращения («красные мышцы»), участвующих в аэробном гликолизе [24, 37]. В то же время, подобные изменения наблюдаются и у лиц без диабета, страдающих ожирением, а так же у пациентов, имеющих ИБС и хроническую сердечную недостаточность (ХСН) [24].

У последних сахарный диабет является независимой причиной тканевой гипоксии. В исследовании Amit S et all. [1] у пациентов с СД, имеющих ХСН уровень потребления кислорода был значительно ниже, чем у лиц без диабета, имеющих ИБС и ХСН. При этом группы не различались по возрасту, полу, индексу массы тела, а также времени достижения «анаэробного порога», величине фракции выброса ЛЖ и уровню BNP (натрийуретического гормона, отражающего степень недостаточности кровообращения).

У большинства пациентов, страдающих сахарным диабетом, имеет место какая-либо степень повреждения автономной иннервации дыхательных путей [5, 8, 9, 11], что также может быть причиной нарушений в кислород-транспортной системе. В исследовании C. Tantucci и соавт. [40] показан неадекватно быстрый по отношению к мощности нагрузки рост минутной вентиляции легких у больных с диабетом с подтвержденной автономной нейропатией в сравнении с пациентами без проявлений автономной нейропатии и контрольной группой здоровых лиц.

У 70% взрослых пациентов с диабетом без клинических проявлений бронхо-пульмонарных заболеваний встречаются морфологические изменения в легких [5, 32, 36]. В исследованиях на мышах и крысах с диабетом выявлено увеличение толщины альвеолярной стенки (20). Vracko и соавт. [43] и B. Weynand и соавт. [44] показали, что у больных сахарным диабетом, в отличие от лиц без диабета, эпителиальная и эндотелиальная капиллярные базальные мембраны утолщены и сливаются. В то же время, количество работ по исследованию влияния сахарного диабета на морфологическое состояние легких у человека весьма ограничено, что в первую очередь связано с прижизненной недоступностью данного органа для морфологического исследования, недостаточным качеством материала, получаемого при трансбронхиальной или пункционной толстоигольной биопсии [16].

Среди факторов, оказывающих влияние на показатели газообмена у больных СД , несомненную роль играют длительность заболевания и степень компенсации углеводного обмена, уровень физической активности, индекс массы тела, различные виды сахароснижающей терапии [42], а так же наличие у больных микро и макрососудистых осложнений [12, 13].

Снижение максимального уровня потребления кислорода у пациентов с диабетом положительно коррелирует с длительностью течения заболевания [47], декомпенсацией углеводного обмена [12, 13], более высокими значениями индекса массы тела, женским полом, возрастом, повышенными значениями систолического артериального давления в покое, стажем курения и расовой принадлежностью к афро-американцам [13].

Микро и макрососудистые осложнения СД, согласно данным ряда исследований взаимосвязаны со степенью тканевой гипоксии. Так, диабетическая нефропатия на стадии микроальбуминурии [21, 22] является предиктором снижения диффузионной способности легочной ткани.

Степень компенсации углеводного обмена и характер сахароснижающей терапии также влияют на показатели кислород-транспортной системы. Чем лучше компенсирован углеводный обмен, тем менее выражены проявления тканевой гипоксии по уровню VO2 [27]. В то же время в работе N. Guvener и соавт. [16] корреляции между уровнем НbА1c и степенью диффузии окиси углерода через альвеолярно-капиллярные мембраны не выявлены. Длительное поддерживание НbА1c на уровне нормальных или близких к нормальным значениям с помощью инсулиновых помп уменьшает диффузионные нарушения в легких в сравнении с традиционной сахароснижающей терапией и повышенном уровне НbА1c [26, 30]. M. Guazzi и соавт. [14] выявили, что эффективность диффузии оксиси углерода значительно увеличивается непосредственно после введения инсулина. Авторы утверждают, что данный эффект не связан с изменениями уровня гликемии и заключается в прямом увеличении диффузионной способности альвеолярно-капиллярной мембраны легких под действием введенного инсулина.

Guazzi и соавт. [15] провели сравнение трех групп пациентов, имеющих ИБС, СД 2 и сочетание СД 2 и ИБС. При анализе полученных данных было установлено, что инсулин улучшает диффузионную способность альвеолярно-капиллярной мембраны, причем его эффективность выше при сочетании СД и ИБС в сравнении с пациентами без ИБС. M. Boulbou и соавт. [6] полагают, что следствием такого влияния инсулина на альвеолярно-капиллярную мембрану является активация системы оксида азота. Гипергликемия приводит к снижению продукции оксида азота, а инсулин, напротив, способствует повышенной выработке оксида азота в культуре коронарных эндотелиальных клеток человека [10].

В ряде исследований обсуждается вклад коронарного атеросклероза в степень тканевой гипоксии у лиц с СД 2. Чем выше индекс коронарного кальция, измеренный с помощью мультиспиральной компъютерной томографии, тем ниже пиковое потребление кислорода [48]. Бетта-блокаторы, наиболее часто применяемые в кардиологической практике для коррекции ИБС уменьшают проявления индуцированной нагрузкой гипервентиляции, сопровождающейся усилением выделения углекислого газа. (7).

Обращает на себя внимание тот факт, что в приведенных исследованиях чаще всего включались физически активные пациенты с диабетом без клинических проявлений ИБС и бронхолегочной патологии. При этом они демонстрировали показатели газообмена, характерные для различных стадий недостаточности кровообращения. Вероятно, что при СД выраженные микроциркуляторные нарушения, изменения в системе внутриклеточных метаболических процессов, протекающих в миокардиоцитах, приводят к росту кислородной задолженности тканям [9]. Диабетическое сердце «привыкает жить» в условиях устойчивой гипоксии еще до формирования коронарного атеросклероза, что, предположительно, позволяет пациентам с СД без ИБС довольно долго сохранять высокую толерантность к физической нагрузке.