Ультразвуковые возможности диагностики саркопенического ожирения

Аннотация

На фоне увеличения средней продолжительности жизни населения, соответственно растет распространенность саркопенического ожирения (СО). Существующие определения СО основаны на индивидуальных формулировках саркопении и ожирения, но в настоящее время нет единого мнения, определяющего пороговые значения для любого из этих заболеваний, что затрудняет постановку точного диагноза. И в тоже время, лечение данного состояния важно для предотвращения инвалидизации у пожилых людей. В связи с этим, целью настоящего обзора явился анализ особенностей и возможности ультразвуковых методов (УЗ) диагностики СО. Поскольку УЗИ дешевле, мобильнее и доступнее, чем другие методы, оно имеет потенциал для широкого использования в качестве инструмента клинического скрининга для выявления людей с СО. Также, данный метод можно применять и для диагностики ожирения, нивелируя тем самым погрешности индекса массы тела.

Лица старше 65 лет составляют ~13% населения всего мира и являются самой быстрорастущей демографической группой¹. По прогнозам некоторых ученых, с увеличением средней продолжительности жизни доля населения старше 60 лет к 2050г достигнет 21% (2,1 млрд человек), а старше 80 лет — >5%².

Процесс старения человечества неизбежно приводит к увеличению частоты встречаемости саркопении среди населения. Саркопения является частым гериатрическим синдромом в общей популяции и одной из наиболее актуальных и значимых проблем современной медицины, с которым сталкиваются в клинической практике врачи различных специальностей [1]. Среди этой когорты населения также неуклонно растет распространенность ожирения [2]. Например, в Соединенных Штатах 38,5% мужчин и 43,1% женщин старше 65 лет имеют данный диагноз³. В Российской Федерации по данным девятилетнего проспективного исследования «Хрусталь», лишь 19,5% участников старше 65 лет имели нормальный индекс массы тела (ИМТ) [3].

Саркопения усугубляет неблагоприятные последствия ожирения у пожилых людей, что приводит к саркопеническому ожирению (СО) [4]. На фоне увеличения средней продолжительности жизни населения, соответственно растет распространенность СО. Заболеваемость СО у пожилых людей во всем мире составляет ~11,0% [5].

СО сопровождается повышенной потерей мышечной массы и увеличением жировой ткани, с одновременным замещением мышечных волокон жировыми клетками, это влечет за собой сочетанные риски для здоровья, свойственные как саркопении, так и ожирению (слабость, падения, инвалидность, переломы, кардиометаболические и респираторные заболевания, рак и повышенная смертность) [4][6-8]. Соответственно, важно, чтобы практикующие врачи и исследователи достигли компромисса в отношении определения и диагностики СО и сосредоточились на его раннем выявлении [9].

В связи с этим целью настоящего обзора явился анализ особенностей и возможности ультразвуковых методов диагностики СО.

Материал и методы

Работа не является систематическим обзором, поиск литературы был проведен по базам данных eLibrary, PubMed, с использованием ключевых слов: СО, старость, ультразвуковые критерии диагностики саркопении, ожирение, сила мышц, sarcopenic obesity, old age, ultrasound diagnostic criteria for sarcopenia, obesity, muscle strength. Анализировали статьи до 1 августа 2022г, содержащие данные об особенностях ультразвуковой диагностики СО. Из анализа исключались авторефераты диссертаций, тезисы конгрессов и конференций, а также работы, в которых были представлены неполные данные. На этапе формирования литературного обзора из 763 были отобраны 58 источников, опубликованные преимущественно за последние 10 лет и удовлетворяющие вышеуказанным критериям.

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ «Патофизиологические особенности формирования остеосаркопенического ожирения при мультифокальном атеросклерозе как маркера биологического старения», № 22-15-00305.

Результаты

Патогенез СО связан со специфической для пола трансформацией мышечной и жировой ткани, которая частично связана с возрастными изменениями концентрации эстрогена и тестостерона. У женщин в период менопаузы происходит увеличение как общей, так и жировой массы, особенно в висцеральных депо. Ожирение приобретает абдоминальный характер, при этом объем мышечной ткани значительно уменьшается [4]. У мужчин в молодом возрасте тестостерон способствует регенерации мышц посредством активации сателлитных клеток. Известно, что уровень тестостерона снижается примерно на 1% в год, что, соответственно, отражается на мышечной массе и распределении жира при старении [4]. Кроме того, имеется ряд механизмов, которые также могут объяснить снижение мышечной массы и силы при СО — атрофия мышечных волокон II типа, уменьшение числа двигательных нейронов, отложение коллагена и некроз мышечных волокон [4].

Основными биологическими факторами, лежащими в основе СО, являются возрастные метаболические изменения, которые с течением времени способствуют отложению жира с провоспалительным каскадом событий, а также наличие сопутствующих соматических заболеваний, которые развиваются по мере старения [9]. Поддержание нормальной массы тела, сбалансированная диета с разумным ограничением калорий и физическая активность могут препятствовать и тормозить эти процессы [4].

Хотя большинство современных работ посвящено пожилым людям, саркопения и СО диагностируются и у лиц младше 65 лет. Имеются данные, что сахарный диабет, рак, хроническая обструктивная болезнь легких, цирроз печени и ревматоидный артрит способствуют потере мышечной массы (с сопутствующим ожирением или без него) [9].

Также доказано, что лица с СО имеют более высокий риск (отношение шансов (ОШ) 3,51, 95% доверительный интервал (ДИ): 2,15-5,75) остеоартрита коленного сустава, чем лица без данного диагноза [10]. Шестилетнее исследование Atkins JL, et al. продемонстрировало, что сочетание ожирения, определяемого по ИМТ, и низкой силы мышц руки ассоциировалось с повышенным риском развития сахарного диабета 2 типа (ОШ 3,57, 95% ДИ: 2,04-6,24) [11]. Также имеются данные, что частота депрессии выше у пациентов с СО, определяемым аналогичным способом (ОШ 1,79, 95% ДИ: 1,10-2,89), по сравнению с лицами без данного диагноза [12]. Эти данные были воспроизведены Ishii S, et al. при использовании мышечной силы и процентного содержания жира в организме как критериев СО [13]. Также в настоящее время ученые установили роль СО в развитии рака [14], что дополнительно демонстрирует его связь с неблагоприятными событиями для здоровья [4]. СО способствует увеличению продолжительности пребывания в больнице и повышенной смертности в стационаре [9].

Однако эпидемиологические исследования, изучающие взаимосвязь между СО и смертностью, дали противоречивые результаты [11][15-19]. Продольное исследование 2017г продемонстрировало небольшие различия между смертностью от всех причин и сочетанием ожирения, определяемым по ИМТ, и низкой мышечной силой [20]. Но большинство других работ показали, что смертность была значительно выше у лю-
дей с СО, независимо от используемых критериев [4]. Так, Tian S, et al. определили связь между смертностью и СО, определяемым с помощью окружности плеча (ОШ 1,46, 95% ДИ: 1,23-1,73) и мышечной силы с окружностью талии (ОШ 1,23, 95% ДИ: 1,09-1,38) [21], а также с помощью мышечной массы, оцениваемой по биоэлектрическому импедансу и процентному содержанию жира в организме (ОШ 1,29, 95% ДИ: 1,03-1,60) [21].

Крупное проспективное исследование MiniFinland Health Examination Study также показало, что снижение мышечной силы связано с повышенной смертностью (ОШ 1,30, 95% ДИ: 1,09-1,54) [22]. А Rossi AP, et al. продемонстрировали, что снижение изометрической силы ног и увеличение окружности талии связаны с повышенной смертностью (ОШ 2,46, 95% ДИ: 1,34-4,52) [19].

Это в очередной раз доказывает, что двойное бремя саркопении и ожирения может усиливать риск неблагоприятных исходов для здоровья, приводя к значительно большей заболеваемости и инвалидности, чем каждый из них по отдельности [9].

В настоящее время нет единого мнения об определении и диагностических критериях СО. Необходимы дополнительные исследования, чтобы прояснить патогенез СО и точное определение с диагностическими критериями СО и для дальнейшей формулировки оптимальной диеты и физических упражнений, чтобы обеспечить индивидуальное лечение и способствовать здоровому старению. Лечение СО важно для предотвращения инвалидизации у пожилых людей [9].

Существующие определения СО основаны на индивидуальных формулировках саркопении и ожирения, но в настоящее время нет единого мнения, определяющего пороговые значения для любого из этих заболеваний, что затрудняет постановку точного диагноза [4].

Так, например, обзор восьми определений СО выявил 19- и 26-кратную изменчивость показателей в зависимости от пола [23]. Анализ показал, что диагноз сильно зависел от числовых значений пограничных показателей в разных популяциях и способов определений мышечной массы [4]. Исследователи продемонстрировали, что показатели распространенности СО, в зависимости от применяемого критерия диагностики, варьировали от 0-84,5% у женщин до 0-100% у мужчин [24].

Методы диагностической визуализации, включая компьютерную томографию (КТ), магнитно-резонансную томографию (МРТ) и ультразвуковое исследование (УЗИ), широко используются для оценки размера мышечной ткани, в качестве одной из составляющих СО [25]. Поскольку УЗИ дешевле, мобильнее и доступнее, чем другие методы, оно имеет потенциал для широкого использования в качестве инструмента клинического скрининга для выявления людей с СО (табл. 1). А толщину мышц, измеренную с помощью УЗИ, можно использовать для точного измерения мышечной массы [25]. Работа Neira ?lvarez M, et al. (2021) продемонстрировала надежность и хорошую корреляцию между показателями толщины икроножной мышцы и аппендикулярной тощей массой, измеренной с помощью денситометрии (r=0,546 и r=0,689, соответственно), и между толщиной икроножной мышцы в поперечной и продольной плоскостях и окружностью икр (r=0,651 и r=0,447, соответственно) [26]. Метаанализ, проведенный Zhao R, et al. (2022), продемонстрировал умеренную диагностическую ценность толщины прямой мышцы бедра и икроножной мышцы, измеренных с помощью УЗИ (SROC =0,76, 95% ДИ: 0,72-0,79 и SROC =0,80, 95% ДИ: 0,76-0,83, соответственно). Кроме того, наблюдалась корреляция умеренной силы между мышечной массой при денситометрии или биоэлектрическом импедансе и толщиной мышц при УЗИ (r=0,56, 95% ДИ: 0,49-0,62). А также корреляция от низкой до умеренной силы связи между мышечной массой при денситометрии или биоэлектрическом импедансе и площадью поперечного сечения на УЗИ (r=0,267-0,584). Корреляция площади поперечного сечения мышц по УЗИ имела высокую или очень высокую силу связи с данными КТ или МРТ (r=0,826) [27]. А также ряд других работ продемонстрировали сравнительную надежность, точность и воспроизводимость, по сравнению с другими методами исследования [28].

УЗИ — это метод визуализации, позволяющий в реальном времени определить наличие деформации ткани скелетных мышц. Доступны несколько методов ультразвуковой диагностики, но наиболее распространенным является компрессионная ультразвуковая эхография, в которой используется компрессия тканей с помощью датчика [29]. Возникающее в результате осевое смещение мышечной ткани (деформация) определяется количественными показателями. Старение и саркопения способствуют изменению качества скелетных мышц (например, фиброзу) и приводят к биомеханическим трансформациям (жесткость и потеря эластичности), которые могут визуализироваться с помощью данного метода исследования [29]. Здоровая мышца является эхопрозрачной или «темной», поскольку звуковые волны проходят через однородную ткань и отражаются обратно только тогда, когда они взаимодействуют с волокнистыми структурами. По мере старения и развития саркопении в скелетных мышцах наблюдается инфильтрация жировой ткани и фиброз, что приводит к появлению новых плоскостей отражения звука. Эти изменения сопровождаются увеличением эхогенности, на что указывают белый цвет мышцы на экране, а количество «белой» и «темной» мышечной ткани на сонографических изображениях можно оценить количественно [29].

При диагностике саркопении с помощью УЗИ возможно использование шести анатомических ориентиров: передняя (1) и задняя поверхность плеча (2) — на передней и задней поверхности на 60% дистальнее между латеральным надмыщелком плечевой кости и акромиальным отростком лопатки; живот (3) — на расстоянии 2-3 см правее пупка; подлопаточная область (4) — на расстоянии 5 см, непосредственно под нижним углом лопатки; передняя (5) и задняя поверхность бедра (6) — на передней и задней поверхности, посередине между латеральным мыщелком бедренной кости и большим вертелом [25].

Однако разнообразие анатомических ориентиров для УЗИ состояния мышц и отсутствие пороговых значений также вносит разногласие в диагностические критерии СО.

Ido A, et al. было проведено исследование, направленное на изучение взаимосвязи между размером мышц в разных анатомических ориентирах и факторами риска метаболического синдрома. Размер мышц в области живота, по сравнению с передней и задней поверхностью бедра, лучше прогнозировал риск метаболического синдрома у пациентов с СО. Кроме того, уровень гликированного гемоглобина и количество факторов риска развития метаболического синдрома в группе СО (диагностированного с использованием толщины мышц живота) были значительно выше, чем в группе с общим ожирением [25]. Это может быть связано с влиянием общего веса на нижние конечности: мышечная масса в нижних конечностях растет по мере увеличения массы тела, в то время как мышечная масса в области живота меньше зависит от неё. Rolland Y, et al. подтвердили данную гипотезу, изучив мышечную массу ног у женщин с ожирением и без него. Женщины с ожирением (ИМТ >29) имели более высокую массу аппендикулярных скелетных мышц и мышечную массу ног по сравнению с женщинами с нормальным и недостаточным весом (ИМТ =24-29 и ИМТ <24, соответственно) [30]. Это подтверждает вывод о том, что толщина мышц живота не связана с общей массой тела, даже после поправки на пол и возраст, в то время как между массой тела и толщиной мышц бедер была найдена значимая корреляция. Таким образом, несмотря на то, что возрастная потеря мышц в области бедер очевидна у пожилых людей, избыточный вес, возможно, способствует сохранению мышечной массы бедра, тем самым снижая чувствительность для выявления риска метаболического синдрома. Таким образом, толщина мышц живота, определенная с помощью УЗИ, может быть использована для выявления более высокого риска метаболического синдрома у пациентов с ожирением [25].

Tillquist М, et al. в своем исследовании, наоборот, продемонстрировали превосходную надежность ультразвуковых измерений толщины мышечного слоя четырехглавой мышцы бедра, рекомендуя использование этого метода в условиях стационара для диагностики СО [31].

Попытка определить пороговые значения для площади поперечного сечения мышц конечностей с помощью УЗИ была предпринята Deniz O, et al. на 89 пациентах гериатрического отделения, старше 65 лет и составляла ?5,22 см?, с чувствительностью 95,8% и специфичностью 46,7% (площадь под кривой: 0,686) [32]. В таблице 2 представлены основные исследования, посвящённые изучению мышечного компонента в диагностике СО.

Несомненно, измерение мышц с помощью УЗИ подвержено техническим ошибкам, вызванным сжимаемостью мышц, выбором надежного места, оптимальным положением датчика, а также состоянием гидратации исследуемого. Однако исследования последних лет убедительно демонстрируют высокую достоверность и воспроизводимость измерений толщины и площади поперечного сечения мышц с помощью УЗИ [33-51].

Кроме того, УЗИ позволяет диагностировать не только наличие саркопении, но и ожирения. Тем самым сводя к минимуму время для диагностики СО, материальные и временные ресурсы. УЗИ играет роль в изучении состава тела на уровне всего тела и тканей органов, обеспечивая прямое измерение толщины висцеральной жировой ткани и подкожной жировой ткани в различных осевых отделах живота; эта функция преодолевает некоторые ограничения антропометрии и лучевых методов диагностики. Благодаря своей точности, воспроизводимости и доступности [52] УЗИ является идеальным методом для оценки изменений жировой ткани [52][53]. Проведение УЗИ возможно с раннего возраста, что делает эту технику ценным методом оценки возможных факторов риска, связанных с ожирением, на очень ранней стадии, а также у лиц с любой массой тела (в отличие от КТ и МРТ) [54].

Однако для диагностики ожирения с помощью УЗИ также существует несколько анатомических ориентиров. Каждый из которых продемонстрировал свою эффективность как в плане сопоставления данных с «золотым стандартом» — МРТ, так и в плане прогнозирования рисков, связанных с ожирением. Так, чаще всего используются: 1) интраабдоминальная толщина жировой ткани [55][56] — измеряется от задней стенки прямой мышцы живота к передней стенке аорты (рис. 1); 2) индекс жира брюшной стенки — рассчитывается как отношение двух величин: толщины пребрюшинного жира/минимальной толщины подкожно-жировой клетчатки. Эти параметры оцениваются линейным датчиком в верхней части живота с продольным сканированием по срединной линии, чуть ниже мечевидного отростка, как основное расстояние между передней поверхностью брюшины, покрывающей печень, до задней поверхности белой линии (толщина пребрюшинного жира), а также расстояние между передней поверхностью белой линии и кожно-жировым барьером (минимальная толщина подкожно-жировой клетчатки в брюшной полости). На основании WFI ожирение можно разделить на висцеральный (WFI >1) и подкожный (WFI <1) тип [54][57]; 3) предперитонеальный жир — оценивают также с помощью линейного датчика (7,5 МГц), установленного продольно на уровне мечевидного отростка, как максимальное расстояние между передней поверхностью брюшины, покрывающей печень, и задней поверхностью белой линии (рис. 2) [32]; 4) подкожно-жировая клетчатка — используют два параметра: максимальная (рис. 3) и минимальная толщина подкожно-жировой клетчатки (рис. 2) [54][56]. Максимальная толщина измеряется аналогично минимальной, только датчик располагается по средней линии живота, между мечевидным отростком и пупком [54][56].

Кроме того, недостаточно данных, для определения пороговых значений УЗ маркеров ожирения для диагностики СО. Также не до конца определена роль и подкожно-жировой клетчатки в развитии СО. В настоящее время отсутствуют клинические рекомендации для определения ожирения на основе толщины подкожной жировой клетчатки и висцерального жира, и в то же время работы некоторых ученых демонстрируют необходимость в дальнейших исследованиях для разграничения саркопенического подкожного ожирения и саркопенического висцерального ожирения [13][58]. Поэтому необходимы полноценные крупномасштабные эпидемиологические исследования для решения вышепоставленных вопросов.

Заключение

СО является актуальной проблемой для здравоохранения ввиду постоянно увеличивающейся распространенности и развития осложнений, связанных с данной патологией. Отсутствие единого подхода к диагностике затрудняет анализ данной проблемы и разработку адекватных и эффективных мер для выявления групп риска и дальнейшее формирование мер профилактики. УЗИ обладает рядом преимуществ перед другими методами лучевой диагностики СО: низкая стоимость, мобильность, доступность. И в связи с этим имеет потенциал для широкого использования в качестве инструмента клинического скрининга для выявления людей с СО. Помимо диагностики саркопении как одного из компонентов СО данный метод может использоваться и для диагностики ожирения. Что, в свою очередь, поможет снизить материальные и временные затраты, и повысить точность диагностики СО. В связи с этим необходимы дальнейшие исследования для определения пороговых значений параметров, необходимых для УЗ диагностики и определения роли подкожного и висцерального ожирения в патогенезе СО.

Отношения и деятельность. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ «Патофизиологические особенности формирования остеосаркопенического ожирения при мультифокальном атеросклерозе как маркера биологического старения», № 22-15-00305.