facebook


 	    
 	    
 	        
 	    
 	    
 	    
 	    









	
		
				

				
				

Attività fisica e diabete

Sarcopenia, kratopenia, dynapenia nel diabete: la strada verso la disabilità

Autore: S. Balducci - Dipartimento di Medicina clinica e molecolare, “La Sapienza” Università Roma, Unità per il Diabete, Ospedale Sant’Andrea, Roma

Il declino della massa muscolare, della forza e della funzione metabolica nello svolgimento dell’esercizio, nonché delle attività della vita quotidiana, sono associate alla fragilità e possono condurre alla comparsa di disabilità.

Sarcopenia, kratopenia, dynapenia nel diabete: la strada verso la disabilità

Il declino della funzione muscolare dopo i 30 anni può andare  dal 3 all’8% per decade, nel diabete il processo può essere molto più accelerato.

I termini Sarcopenia (deficit di massa), kratopenia (deficit di forza), dynapenia (deficit di potenza) meglio caratterizzano il declino muscolare e la roadmap verso la fragilità (riduzione delle riserve funzionali) e la disabilità (limitazione delle attività della vita quotidiana). Nel paziente diabetico si ha un più precoce e maggiore declino della massa, della forza, della potenza e delle capacità funzionali muscolari rispetto al non diabetico, più precoce e più grave negli arti inferiori. La presenza del danno muscolare nel diabete sembra precedere la comparsa delle complicanze micro- (neuropatia) e macroangiopatiche (vaculopatia), ma la loro comparsa rapidamente peggiora il danno neuro-muscolare favorendo la comparsa di fragilità e disabilità. L’esercizio fisico, pietra miliare della terapia del diabete tipo 2 può, se costante e combinato (aerobico, forza), rallentare la progressione della perdita di massa muscolare, delle proprietà contrattili e metaboliche delle fibre muscolari, con meno disabilità e una migliore qualità della vita.

Introduzione

Dopo i 30 anni la massa muscolare declina approssimativamente dell’1% ogni anno. Una severa diminuzione della massa muscolare (ie, inferiore a 2 deviazioni standard) è presente dal 5 al 13% in soggetti di 60-70 anni e dall’11 al 50% in quelli con 80 anni e più. La riduzione della massa muscolare, della forza e della funzione metabolica nello svolgimento dell’esercizio, nonché delle attività della vita quotidiana sono associate alla fragilità e alla comparsa di disabilità. Forse meno conosciuto è il ruolo centrale che i muscoli svolgono nel metabolismo proteico dell’intero organismo fungendo da principale serbatoio di amminoacidi, fondamentale per mantenere la sintesi proteica nei tessuti e organi vitali, fornendo precursori gluconeogenici al fegato. Inoltre, il metabolismo muscolare alterato gioca un ruolo chiave nella genesi di molte comuni patologie e malattie croniche (alcune forme di cancro, insufficienza cardiaca, sindrome metabolica, diabete tipo 2). Il diabete tipo 2 si sviluppa in fasi. L’inizio del processo è caratterizzato dall’insulino-resistenza muscolare, che comporta una diminuita capacità dell’insulina di stimolare il muscolo a captare il glucosio dal sangue. Come risposta la beta cellula pancreatica aumenta la secrezione d’insulina (iperinsulinismo compensatorio), per aumentare la captazione del glucosio insulino dipendente e consentire ai muscoli di aumentare la captazione del glucosio insulino indipendente per mantenere un normale controllo glicemico. Quando nonostante l’aumento della secrezione insulinica essa non è in grado efficacemente di stimolare il muscolo ad aumentare la captazione del glucosio ematico si ha intolleranza al glucosio, che si può manifestare a digiuno (IFG) o dopo un pasto o in entrambi i casi. Nel tempo il pancreas può ridurre la capacità di secernere la quantità necessaria d’insulina in risposta all’iperglicemia e si sviluppa il diabete. Si evince che l’insulino resistenza muscolare, con conseguente riduzione della captazione del glucosio da parte del muscolo, è centrale per l’insorgenza e la progressione del diabete. È quindi indispensabile che i fattori direttamente correlati alla massa muscolare, alla forza e alla funzione metabolica del muscolo siano presi in considerazione e valutati costantemente dal clinico.

Terminologia e diagnosi

Nel 1931 Mac Donald Critchley, giovane neurologo presso il King’s College Hospital di Londra, scrisse che “l’intera muscolatura con l’avanzare dell’età subisce cambiamenti involutivi, che si manifestano come un deperimento” 1. Molto più tardi nel 1997 Rosenberg affermava che “nessun declino con l’età è più drammatico e potenzialmente più grave del declino della massa muscolare” e suggerì il termine “sarcopenia” derivato dal Greco sarx and penia (perdita di carne) 2 3. Nel 1998 Baumgartner 4 per la prima volta diede una definizione basata sulla massa muscolare corretta per l’altezza e definita patologica, analogamente all’osteoporosi, quando è almeno 2 deviazioni standard al di sotto del livello di giovani sani. Nel 2011 la Consensus conference della Society of Sarcopenia, Cachexia and Wasting Disorders ha concluso che per sarcopenia s’intende la riduzione della massa muscolare, con mobilità limitata, e stabilisce che una persona può essere definita sarcopenica con mobilità limitata quando ha una velocità di marcia pari o inferiore a 1 m/s o cammina meno di 400 m durante il test del cammino (6-minute walk), oltre che una massa magra corretta per altezza di 2 deviazioni standard o più al di sotto della media delle persone sane tra i 20 e i 30 anni dello stesso gruppo etnico valutata con la DEXA 5. La limitazione della mobilità non dovrebbe essere ovviamente il risultato di malattie specifiche del muscolo, malattie vascolari periferiche, disturbi del sistema nervoso centrale e periferico o cachessia. Nella stessa Consensus si è meglio caratterizzata l’alterazione muscolare inserendo le definizioni di kratopenia per caratterizzare la “perdita di forza” (i.e, massima contrazione volontaria, MCV) valutata mediante la dinamometria (isometrica) e la dinapenia per caratterizzare la “perdita di potenza” (i.e., forza x velocità) valutata mediante test di resistenza isocinetica (tempo di endurance al 50% della MassimaContrazioneVolontaria). Fried e coll. (2004) 6 hanno definito la fragilità come “una sindrome fisiologica caratterizzata dalla riduzione delle riserve funzionali e dalla diminuita resistenza agli stressors”, risultante dal declino cumulativo di sistemi fisiologici multipli che causano vulnerabilità e conseguenze avverse. La fragilità dovrebbe essere considerata un’importante entità clinica e la maggior parte delle persone anziane dovrebbero essere sottoposte a screening per questa condizione e mettere in atto protocolli di prevenzione e trattamento. Con il termine disabilità è stata invece definita “una condizione fisica e/o mentale che limita le attività della vita quotidiana”. Nella Tabella I è riportata la cascata di condizioni che conducono alla disabilità e le modalità di misurazione.

Tabella I. Dalle alterazioni del muscolo alla disabilità: modalità di misurazione (da International Consensus, 2011, mod.) 5.

Condizione

Definizione

Misurazioni

Sarcopenia

Diminuzione massa muscolare

DEXA – MRI/CT – BIA

MAMC/Calf circumference – Muscle Ultrasound – pQCT

Kratopenia

Diminuzione di forza

Dynamometry (isometric) Isotonic or isokinetic strength tests

Dynapenia

Diminuzione della potenza

Walking speed – Walking distance – Stair climbing

Fragilità

Diminuita resistenza agli stressors

CHS(Fried) criteria

IANA criteria

SOF criteria

Disabilità

Diminuzione delle funzioni

Activities of daily living

Barthel index

Functional index measure

DEXA: dual-energy x-ray absorptiomety; MRI: magnetic resonance imaging; CT: computerized tomography; BIA: bioelectrical impedance analysis; MAMC/Calf circumference: mid-arm circumference (MAC) and calf circumference (CC); pQCT: peripheral quantitative computerized tomography; Walking speed: gait speeds ≤ 1 m/s; Walking distance: 6-minute walking test < 400 m; CHS: Cardiovascular Health Study; IANA: International Academy on Nutrition and Aging; SOF: Study of Osteoporotic Fractures


Diabete tipo 2

Le persone con diabete tipo 2 hanno un più precoce e maggiore declino della massa, della forza, della potenza e delle capacità funzionali muscolari 7 8, hanno una maggiore probabilità di essere sarcopenici e in più giovane età rispetto alle persone non diabetiche. Studi cross-sectional e longitudinali hanno indicato che il diabete tipo 2 è associato a ridotta forza muscolare, qualità e potenza, che è più precoce e più grave nella parte inferiore del corpo 9-11. Questo declino è ulteriormente aggravato dalla presenza di neuropatia periferica (DPN) e dalla vasculopatia diabetica (PAD) mediante il loro effetto sui nervi motori e sul flusso sanguigno muscolare, rispettivamente 12 con conseguente ipotrofia muscolare, in particolare nel segmento distale degli arti inferiori 13-14. L’alterazione della funzione neuromuscolare si estrinseca in una prematura diminuzione della forza, della qualità e della potenza muscolare, con conseguente facile faticabilità 15-16, disabilità fisica e limiti funzionali 17-19. Altri autori, tuttavia, hanno rilevato gli stessi deficit in assenza di neuropatia diabetica 16-19, che ha aperto la possibilità al fatto che il diabete di per se possa causare facile faticabilità ancor prima dello sviluppo delle complicanze croniche del diabete (neuropatia, vasculopatia). Orlando et al. nel 2016, su pazienti diabetici di tipo 2 non complicati, hanno dimostrato che il deficit di forza degli arti superiori e inferiori e la faticabilità sono presenti nel paziente diabetico, indipendentemente dalla presenza di complicanze croniche micro- e macroangiopatiche 20. Questi dati sono consistenti con studi precedenti che hanno riportato una maggiore faticabilità muscolare nei muscoli estensori del ginocchio 21, come nei muscoli flessori in pazienti diabetici tipo 2 con e senza neuropatia quando comparati con soggetti non diabetici 16. Sacchetti et al. (2012), studiando la relazione tra la velocità della contrazione e la velocità di conduzione della fibra muscolare (MCFV) negli arti superiori e inferiori durante contrazione muscolare isometrica e dinamica, hanno dimostrato effetti negativi del diabete sulla relazione tra la contrazione muscolare e la velocità angolare. Dimostrando inoltre che questo difetto è più pronunciato negli arti inferiori e più evidente in condizioni dinamiche che isometriche, fortemente dipendente dalla velocità di contrazione e solo parzialmente correlato al deterioramento del nervo motorio 22. I meccanismi che spiegano la maggiore fatica muscolare nel diabete rimangono poco chiari. È stato suggerito che questo difetto può essere parzialmente correlato all’alterazione della trasmissione neuromuscolare 15, ma altri studi hanno riportato un aumento della faticabilità muscolare nei pazienti con malattia coronarica e vasculopatia periferica, suggerendo un possibile ruolo del danno vascolare nella patogenesi del danno muscolare 23-25. Tuttavia, indipendentemente dalla presenza di complicanze croniche, il diabete di per se ha dimostrato di essere responsabile della ridotta capacità bioenergetica mitocondriale del muscolo scheletrico 23. Questo è stato confermato da numerosi studi dove il diabete è stato associato con un’alterazione della morfologia, della densità e della funzione mitocondriale, con conseguente riduzione della capacità enzimatica ossidativa nel muscolo 26-28. Altri fattori come l’insulino resistenza, il grasso intramuscolare, l’infiammazione di basso grado con aumento delle citochine pro-infiammatorie 17, la diminuzione del testosterone della vitamina D, la sedentarietà e l’inattività fisica possono concorrere al danno muscolare con conseguente sarcopenia, fragilità e disabilità nel paziente diabetico tipo 2 (Figura 1).

img1.jpeg

 

A questo punto la domanda sorge spontanea: si può ritardare o prevenire la sarcopenia e il danno neuromuscolare nella persona con diabete tipo 2 con l’attività fisica?. In una meta-analisi del 2017, Jung Hoon Lee ha dimostrato che la forza muscolare aumenta del 38% in persone anziane diabetiche trattate con esercizio di forza senza modificare in maniera statisticamente significativa la massa magra 32. In un trial randomizzato e controllato Balducci et al. (2006) hanno dimostrato per la prima volta che si può prevenire l’insorgenza e modificare la storia naturale della neuropatia diabetica con l’esercizio fisico aerobico prescritto e supervisionato 29. In pazienti diabetici tipo 2 un esercizio fisico combinato aerobico più forza a moderata/alta intensità, protratto per un anno, ha dimostrato un aumento della massa muscolare e della forza statisticamente significativo rispetto al gruppo di controllo sedentario e fisicamente inattivo sia negli arti superiori che inferiori 30. Come dimostrato nel lavoro di Sacchetti et al. (2012), l’esercizio fisico può contrastare le alterazioni nelle proprietà contrattili delle fibre muscolari e la velocità di conduzione della fibra muscolare (MFCV) nel diabete tipo 2, come dimostrato dal miglioramento della MFCV nel vasto laterale . Alla luce dei risultati positivi di numerosi trial, l’esercizio fisico di forza può contrastare il declino sia della massa che della forza muscolare, permettendo di ridurre le fragilità e ritardare o prevenire la disabilità. Purtroppo però i disordini muscolo-scheletrici sono molto comuni e frequenti nel diabete tipo 2 e inducono il paziente a non fare esercizio fisico e rimanere sedentario. come confermato dallo studio Italian Diabetes Exercise Study (IDES), dove di 606 pazienti più dei tre quarti ha mostrato la presenza di sintomi muscolo-scheletrici. Lo studio ha però dimostrato che, se l’esercizio fisico è prescritto e supervisionato aerobico e di forza, è in grado di migliorare gli score per i sintomi e lo stato funzionale nel gruppo di intervento rispetto al gruppo di controllo e che i vantaggi erano dipendenti dai miglioramenti del volume di attività fisica e dai parametri di fitness. Inoltre il dropout e gli eventi avversi erano bassi in entrambi i gruppi e non vi erano differenze nella partecipazione alle sedute di esercizio fisica tra chi aveva e non aveva sintomi e stato funzionale alterato.

Conclusioni

Le persone con diabete tipo 2 hanno un più precoce e maggiore declino della massa, della forza e della potenza muscolare, hanno una maggiore probabilità di essere sarcopenici, fragili e con disabilità e in più giovane età rispetto alle persone non diabetiche. Un esercizio fisico costante che unisca la forza al lavoro aerobico può ritardare l’insorgenza e rallentare la progressione della sarcopenia, con minori fragilità e disabilità e conseguente miglioramento della qualità della vita.

Bibliografia

1 Critchley M. The neurology of old age. Lancet 1931;217:1331-7.

2 Rosenberg IH. Sarcopenia: origins and clinical relevance. J Nutr 1997;127:S990-1.

3 Evans WJ. What is sarcopenia? J Gerontol A Biol Sci Med Sci 1995;50:5-8.

4 Baumgartner RN, Koehler KM, Gallagher D, et al. Epidemiology of sarcopenia among the elderly in New Mexico. Am J Epidemiol 1998;147:755-63.

5 Morley JE, Abbatecola AM, Argiles JM, et al. Sarcopenia with limited mobility: an International Consensus. J Am Med Dir Assoc 2011;12:403-9.

6 Fried LP, Ferrucci L, Darer J, et al. Untangling the concepts of disability, frailty, and comorbidity: implications for improved targeting and care. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2004;59:255-63.

7 Andersen H. Motor dysfunction in diabetes. Diabetes Metab Res Rev 2012;28(Suppl 1):89-92.

8 Fritschi C, Bronas UG, Park CG, et al. Early declines in physical function among aging adults with type 2 diabetes. J Diabetes Complications 2017;31:347-52.

9 Park SW, Goodpaster BH, Strotmeyer ES, et al. Accelerated loss of skeletal muscle strength in older adults with type 2 diabetes: the health, aging, and body composition study. Diabetes Care 2007;30:1507-12.

10 Sacchetti M, Balducci S, Bazzucchi I, et al. Neuromuscular dysfunction in diabetes: role of motor nerve impairment and training status. Med Sci Sports Exerc 2013;45:52-9.

11 Orlando G, Balducci S, Bazzucchi I, et al. Neuromuscular dysfunction in type 2 diabetes: underlying mechanisms and effect of resistance training. Diabetes Metab Res Rev 2016;32:40-50.

12 Balducci S, Sacchetti M, Orlando G, et al. Correlates of muscle strength in diabetes: the study on the assessment of determinants of muscle and bone strength abnormalities in diabetes (SAMBA). Nutr Metab Cardiovasc Dis 2014;24:18-26.

13 Parmenter BJ, Raymond J, Dinnen PJ, et al. Preliminary evidence that low ankle-brachial index is associated with reduced bilateral hip extensor strength and functional mobility in peripheral arterial disease. J Vasc Surg 2013;57:963-73.

14 Andreassen CS, Jakobsen J, Ringgaard S, et al. Accelerated atrophy of lower leg and foot muscles – a follow-up study of long-term diabetic polyneuropathy using magnetic resonance imaging (MRI). Diabetologia 2009;52:1182-91.

15 Allen MD, Kimpinski K, Doherty TJ, et al. Decreased muscle endurance associated with diabetic neuropathy may be attributed partially to neuromuscular transmission failure. J Appl Physiol 2015;118:1014-22.

16 Ijzerman TH, Schaper NC, Melai T, et al. Lower extremity muscle strength is reduced in people with type 2 diabetes, with and without polyneuropathy, and is associated with impaired mobility and reduced quality of life. Diabetes Res Clin Pract 2012;95:345-51.

17 Bianchi L, Zuliani G, Volpato S. Physical disability in the elderly with diabetes: epidemiology and mechanisms. Curr Diab Rep 2013;13:824-30.

18 Gregg EW, Beckles GL, Williamson DF, et al. Diabetes and physical disability among older U.S. adults. Diabetes Care 2000;23:1272-7.

19 Sayer AA, Dennison EM, Syddall HE, et al. Type 2 diabetes, muscle strength, and impaired physical function: the tip of the iceberg? Diabetes Care 2005;28:2541-2.

20 Orlando G, Balducci S, Bazzucchi I, et al. Muscle fatigability in type 2 diabetes. Diabetes Metab Res Rev 2017;33:1-6.

21 Halvatsiotis P, Short KR, Bigelow M, et al. Synthesis rate of muscle proteins, muscle functions, and amino acid kinetics in type 2 diabetes. Diabetes 2002;51:2395-404.

22 Sacchetti M, Balducci S, Bazzucchi I, et al. Neuromuscular dysfunction in diabetes: role of nerve impairment and training status. Med Sci Sports Exerc 2013;45:52-9.

23 Gayda M, Merzouk A, Choquet D, et al. Assessment of skeletal muscle fatigue in men with coronary artery disease using surface electromyography during isometric contraction of quadriceps muscles. Arch Phys Med Rehabil 2005;86:210-5.

24 Schwendner KI, Mikesky AE, Holt WS Jr, et al. Differences in muscle endurance and recovery between fallers and non fallers, and between young and older women. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 1997;52:M155-60.

25 Gasparini M, Sabovic M, Gregoric ID, et al. Increased fatigability of the gastrocnemius medialis musclein individuals with intermittent claudication. Eur J Vasc Endovasc Surg 2012;44:170-6.

26 Kelley DE, He J, Menshikova EV, et al. Dysfunction of mitochondria in human skeletal muscle in type 2 diabetes. Diabetes 2002;51:2944-50.

27 He J, Watkins S, Kelley DE. Skeletal muscle lipid content and oxidative enzyme activity in relation to muscle fiber type in type 2 diabetes and obesity. Diabetes 2001;50:817-23.

28 Kelley DE, Simoneau JA. Impaired free fatty acid utilization by skeletal muscle in non-insulin dependent  diabetes mellitus. J Clin Invest 1994;94:2349-56.

29 Balducci S, Iacobellis G, Parisi L, et al. Exercise training can modify the natural history of diabetic peripheral neuropathy. J Diab Complications 2006;20:216-23.

30 Balducci S, Zanuso S, Nicolucci A, et al. Anti-inflammatory effect of exercise training in subjects with type 2 diabetes and the metabolic syndrome is dependent on exercise modalities and independent of weight loss. Nutr Metab Cardiovasc Dis 2010;20:608-17.

31 Balducci S, Vulpiani MC, Pugliese L, et al. Effect of supervised exercise training on musculoskeletal symptoms and function in patients with type 2 diabetes: the Italian Diabetes Exercise Study (IDES). Acta Diabetol 2014;51:647-54.

32 Lee J, Kim D, Kim C. Resistance training for glycemic control, muscular strength, and lean body mass in old type 2 diabetic patients: a meta-analysis. Diabetes Ther 2017;8:459-73.


accu-chek

Hai trovato quello che cercavi?

Se No, vuoi lasciarci un tuo commento?


Scopri la sezione per i pazienti.

Stile di vita, salute, prevenzione e medicina. Per persone con diabete e non solo.

Modusonline Pazienti