Tolerancja wysiłków fizycznych jako czynnik determinujący stosowanie leczenia treningiem fizycznym u osób z cukrzycą

Podobnie jak żywienie, a więc różne formy dostarczania energii i jakościowych składników do organizmu, także praca fizyczna naturalnie oddziaływuje na przemianę materii. Można to wykorzystać w leczeniu osób chorych na cukrzycę lub też przez zaniedbanie dopuścić do ujawnienia się jej szkodliwych skutków.

Głównymi substratami energetycznymi podczas pracy mięśniowej są: na początku wysiłku glikogen i trójglicerydy, zawarte w samych komórkach mięśniowych, a później dostarczana przez wątrobę glukoza i wolne kwasy tłuszczowe (WKT) dostarczane przez tkankę tłuszczową i wychwytywane przez mięśnie z krwi. Wielkość zasobów energetycznych organizmu jest jednym z czynników decydujących o zdolności do wykonywania długotrwałego wysiłku. Zapasy substratów węglowodanowych są jednak niewielkie. Podczas długotrwałej pracy glikogen z mięśni pracujących może ulec całkowitemu wyczerpaniu mimo wzrastającego zużycia w procesach energetycznych WKT. Wyczerpanie glikogenu mięśniowego uniemożliwia kontynuowanie pracy. Zapasy glikogenu wątrobowego są niewielkie (80-90 g) i podczas długotrwałej pracy ulegają również znacznemu uszczupleniu. Tempo uwalniania glukozy z wątroby podczas wysiłku wzrasta wielokrotnie w porównaniu ze spoczynkiem.

U chorych na cukrzycę z niedoborem insuliny zawartość glikogenu zarówno w wątrobie, jak i w mięśniach może być znacznie zmniejszona. Może to istotnie ograniczać zdolność do długotrwałego wysiłku u chorych nie leczonych lub otrzymujących zbyt małe dawki insuliny.

U chorych na cukrzycę prawidłowo leczonych zasoby glikogenu mogą być takie same, jak u ludzi zdrowych.

Glikogen mięśniowy jest głównym substratem energetycznym w początkowym okresie pracy. W toku dłużej trwającego wysiłku jego udział w wytwarzaniu energii stopniowo się zmniejsza. Tempo zużywania glikogenu podczas pracy u chorych na cukrzycę jest podobne jak u ludzi zdrowych. Resynteza tego substratu po zakończeniu pracy jest stymulowana przez insulinę. U chorych z niedoborem tego hormonu wspomniany proces jest upośledzony, natomiast u leczonych insuliną przebiega normalnie.

Wychwytywanie glukozy z krwi przez komórki mięśni pracujących w toku długotrwałego wysiłku zwiększa się stopniowo. Glukoza może wtedy pokrywać tylko 24-35% zapotrzebowania energetycznego. Badania tętniczo-żylnej różnicy stężenia glukozy w mięśniowym łożysku naczyniowym wykazały, że u chorych na cukrzycę pomimo niedoboru insuliny, zużycie tego cukru przez mięśnie pracujące jest tak samo duże, jak u ludzi zdrowych. Wychwytywanie glukozy przez komórki mięśniowe podczas wysiłku stwierdzono także u zwierząt pozbawionych trzustki.

Powyższe obserwacje sugerujÄ…, iż zużycie glukozy w czasie pracy może zwiÄ™kszać siÄ™ bez udziaÅ‚u insuliny. Badania ostatnich lat wykazaÅ‚y jednak, że minimalne stężenie tego hormonu ok. 0,2-1,2 mj/ml, a wiÄ™c znacznie mniejsze niż u ludzi zdrowych (5-15 mj/ml) jest jednak niezbÄ™dne, aby proces ten mógÅ‚ zachodzić. Sugeruje siÄ™, że zwiÄ™kszone wychwytywanie glukozy przez komórki mięśni pracujÄ…cych zależy od fizykochemicznych zmian w bÅ‚onie komórkowej miocytów, natomiast insulina wywiera na przebieg tego procesu wpÅ‚yw „przyzwalajÄ…cy” („permissive action”).

U człowieka zdrowego stężenie insuliny we krwi w czasie wysiłku zmniejsza się znacznie, nawet jeśli zwiększa się wtedy stężenie glukozy. Jest to najprawdopodobniej związane z towarzyszącym wysiłkowi pobudzeniem układu współczulnego. Wysiłkowe zmniejszenie wydzielania insuliny może mieć istotne znaczenie fizjologiczne, jako czynnik przeciwdziałający nadmiernemu zwiększeniu zużycia glukozy, co mogłoby doprowadzić do hipoglikemii.

Jak wspomniano wyżej, transport glukozy do komórki mięśni pracujących wymaga minimalnych ilości insuliny, zwiększenie jednak dostępnych ilości tego hormonu może ten proces nasilać. Zmniejszenie insulinemii w czasie wysiłku umożliwia także oszczędzanie glukozy przez zmniejszanie jej zużycia w innych tkankach, np. nie pracujących mięśniach.

U chorych na cukrzycę leczonych insuliną jej stężenie we krwi nie zmniejsza się w czasie wysiłku, zależy bowiem tylko od szybkości wchłaniania z miejsca wstrzyknięcia. Niekiedy insulinemia zwiększa się, ponieważ nasilenie skórnego przepływu krwi przyspiesza przenikanie insuliny egzogennej.

U chorych na cukrzycę leczonych insuliną występuje więc w czasie wysiłku względny nadmiar insuliny dostępnej dla tkanek i większe niż u ludzi zdrowych nasilenie obwodowego zużycia glukozy (1).

Zmiany stężenia glukozy we krwi u ludzi zdrowych zależą od intensywności i czasu trwania wysiłku. Podczas krótkotrwałej pracy obserwuje się na ogół wzrost glikemii tym większy, im większe jest obciążenie. Reakcja ta wskazuje na przewagę wytwarzania glukozy nad jej wykorzystywaniem, chociaż zużycie glukozy wzrasta wraz z intensywnością wysiłku (2).

W czasie umiarkowanych, długotrwałych wysiłków pojawia się jednak tendencja do zmniejszenia się stężenia glukozy we krwi. Jeśli praca trwa kilka godzin, glikemia może zmniejszyć się do poziomu, przy którym powstają kliniczne objawy hipoglikemii (3).

Zwiększenie wytwarzania glukozy jest wynikiem nasilenia glikogenolizy i glukoneogenezy w wątrobie. W początkowym okresie wysiłku udział glukoneogenezy w wątrobie. W początkowym okresie wysiłku udział glukoneogenezy jest stosunkowo niewielki, jeśli jednak praca kontynuowana jest przez czas dłuższy, nasilenie tego procesu progresywnie wzrasta. Zwiększone uwalnianie glukozy z wątroby jest związane z aktywacją układu współczulnego oraz wzmożonym uwalnianiem glukagonu, kortykosteroidów i hormonu wzrostu. Nasilenie glukoneogenezy jest także wynikiem zwiększonego dopływu do wątroby substratów dla tego procesu: glicerolu, mleczanu, pirogronianu oraz aminokwasów, przede wszystkim alaniny.

U chorych na cukrzycę wysiłkowe zmiany glikemii również zależą od intensywności i czasu trwania wysiłku, reakcje są jednak zupełnie odmienne u chorych leczonych i nie leczonych. U chorych ze znacznym niedoborem insuliny wysiłek prowadzi często do zwiększenia hiperglikemii. Jest to spowodowane nasilaniem się wytwarzania glukozy. Na uwagę zasługuje fakt, iż udział glukoneogenezy w tym procesie u chorych jest większy niż u zdrowych. Wspomniana reakcja jest wynikiem nie tylko niedoboru insuliny, ale może zależeć również od większej niż u osób zdrowych aktywacji czynników stymulujących wytwarzanie glukozy.

U chorych leczonych insuliną wysiłek fizyczny prowadzi na ogół do zmniejszenia glikemii. Reakcja ta jest związana z omówionym wyżej zwiększeniem obwodowego zużycia glukozy. Nadmiar egzogennej insuliny może ponadto hamować uwalnianie tego cukru z wątroby (4).

Hipoglikemia powysiłkowa najłatwiej występuje na czczo, kiedy to wątroba jest jednym źródłem glukozy. W takich okolicznościach chory musi spożyć odpowiednią ilość szybko wchłanianych węglowodanów, aby wyrównać glikemię (3).

Z przemianą węglowodanową w pracujących mięśniach związane jest wytwarzanie mleczanu. U ludzi zdrowych jest ono proporcjonalne do intensywności wysiłku. U chorych na cukrzycę z niedoborem insuliny wzrost poziomu mleczanu może być większy niż u zdrowych.

Większy przyrost stężenia mleczanu we krwi podczas wysiłku i dłuższe jego utrzymywanie się po zakończeniu pracy stwierdzono po podaniu leków z grupy pochodnych sulfonylomocznika, zarówno u osób zdrowych, jak i chorych na cukrzycę. Wpływ tych leków polega przede wszystkim na hamowaniu usuwania mleczanu z krwi (hamowanie glukoneogenezy).

Zużycie kwasów tÅ‚uszczowych przez mięśnie jest proporcjonalne do stężenia wolnych kwasów tÅ‚uszczowych (WKT) we krwi. Tempo uwalniania WKT jest wiÄ™c najważniejszym czynnikiem, determinujÄ…cym ich wykorzystanie. NajwiÄ™kszÄ… ilość kwasów tÅ‚uszczowych dostarcza tkanka tÅ‚uszczowa, mniejszÄ… – trójglicerydy zawarte w komórkach mięśniowych i lipoproteiny krwi. Lipoliza w tkance tÅ‚uszczowej jest stymulowana przede wszystkim przez aminy katecholowe. Pewien wpÅ‚yw wywierajÄ… również kortykosteroidy, glukagon i hormon wzrostu. Istotne znaczenie można także przypisać zmniejszeniu wydzielania insuliny, która hamuje uwalnianie kwasów tÅ‚uszczowych.

U ludzi zdrowych podczas wysiłku stężenie WKT w osoczu po początkowym zmniejszeniu wzrasta progresywnie. Jednocześnie zwiększa się stężenie glicerolu powstającego w wyniku hydrolizy trójglicerydów. Równolegle nasila się zużycie ^TM przez mięśnie pracujące. Podczas pracy trwającej ponad godzinę zużycie tych kwasów pokrywa więcej niż połowę zapotrzebowania energetycznego (5).

U chorych na cukrzycÄ™ nie leczonych, wysiÅ‚kowy przyrost stężeÅ„ WKT i glicerolu, jak też zużycie WKT przez mięśnie, sÄ… wiÄ™ksze niż u ludzi zdrowych. PrzyczynÄ… nasilenia uwalniania kwasów tÅ‚uszczowych u chorych – poza brakiem insuliny – może być mocniejsza aktywacja ukÅ‚adu współczulnego i wiÄ™kszy przyrost stężeÅ„ wymienionych wyżej hormonów stymulujÄ…cych lipolizÄ™ (3). Reaktywność tkanki tÅ‚uszczowej na dziaÅ‚anie czynników lipolitycznych wydaje siÄ™ natomiast nie zmieniona, ponieważ zwiÄ™kszenie stężenia WKT w odpowiedzi na wlew noradrenaliny jest u chorych na cukrzycÄ™ takie samo jak i u ludzi zdrowych.

U ludzi zdrowych w czasie wysiłku zarówno wytwarza się, jak i zużywa niewiele ketonów, natomiast u chorych na cukrzycę ilości te znacznie wzrastają. Zwiększenie stężenia związków ketonowych u chorych wskazuje na przewagę ich wytwarzania nad ich zużywaniem (3). Czynnikami stymulującymi ketogenezę w czasie wysiłku są: nadmierne zwiększenie stężenia WKT we krwi dopływającej do wątroby, zwiększenie stężenia WKT glukagonu przy jednocześnie niewielkim stężeniu we krwi insuliny oraz zmniejszenie zawartości glikogenu w wątrobie.

Z licznych obserwacji wynika, że wykonywanie ciężkich prac fizycznych przez chorych na cukrzycę połączone jest z ryzykiem gwałtownych zaburzeń homeostazy w postaci hipoglikemii lub hiperketonemii. Może to prowadzić do ostrych powikłań ze strony układu krążenia ze względu na częste występowanie w przebiegu cukrzycy choroby wieńcowej i nadciśnienia tętniczego.

Z drugiej strony wiadomo, że praca mięśniowa korzystnie wpÅ‚ywa na stan zdrowia chorych na cukrzycÄ™ (1, 3, 4). PracujÄ…ce mięśnie mogÄ… wykorzystywać glukozÄ™ przy minimalnym stężeniu we krwi insuliny, wysiÅ‚ki fizyczne prowadzÄ… wiÄ

To jest tylko fragment artykułu. Aby przeczytać całość, przejdź do Czytelni medycznej.