Респираторная саркопения: патогенетические аспекты, подходы к диагностике

Тяжелое течение инфекционных и воспалительных заболеваний дыхательной системы, высокие показатели заболеваемости и смертности среди лиц пожилого и старческого возраста могут быть связаны с респираторной саркопенией (РС) – новой нозологической формой, описывающей возрастные изменения силы и структуры дыхательных мышц.

Целью обзора явилась актуализация данных научных источников открытого доступа о патогенетических механизмах и возможных инструментальных подходах в диагностике РС. Для этого проанализированы зарубежные и отечественные научные публикации по данной тематике с 2019 г. по настоящее время. Проведена оценка звеньев патогенеза РС в свете ее взаимосвязей с саркопенией всего тела, возрастными механизмами старения дыхательной системы в целом, факторами риска и аспектами образа жизни пожилых людей. Подробно рассмотрен предложенный к настоящему времени диагностический алгоритм РС.

Заключение. Возрастные изменения мышечной ткани затрагивают также дыхательную мускулатуру, при этом саркопения всего тела может сопровождаться РС. Однако требуются дополнительное накопление данных и дальнейшее обсуждение предложенной терминологии и алгоритма диагностики данной патологии.

1. Population Division. World Population Prospects 2019. Available at: https://population.un.org/wpp2019/ [Accessed: February 02, 2023].

2. Cruz-Jentoft A.J., Baeyens J.P., Bauer J.M. et al. Sarcopenia: European consensus on definition and diagnosis: report of the European Working Group on sarcopenia in older people. Age Ageing. 2010; 39 (4): 412–423. DOI: 10.1093/ageing/afq034.

3. Cruz-Jentoft A.J., Bahat G., Bauer J. et al. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Age Ageing. 2019; 48 (1): 16–31. DOI: 10.1093/ageing/afy169.

4. Chen L.K., Liu L.K., Woo J. et al. Sarcopenia in Asia: consensus report of the Asian Working Group for sarcopenia. J. Am. Med. Dir. Assoc. 2014; 15 (2): 95–101. DOI: 10.1016/j.jamda.2013.11.025.

5. Chen L.K., Woo J., Assantachai P. et al. Asian Working Group for sarcopenia: 2019 consensus update on sarcopenia diagnosis and treatment. J. Am. Med. Dir. Assoc. 2020; 21 (3): 300–307.e2. DOI: 10.1016/j.jamda.2019.12.012.

6. Сергеева В.А., Липатова Т.Е. Саркопения, ассоциированная с COVID-19. Профилактическая медицина. 2022; 25 (11): 105–112. DOI: 10.17116/profmed202225111105.

7. Kera T., Kawai H., Hirano H. et al. Definition of respiratory sarcopenia with peak expiratory flow rate. J. Am. Med. Dir. Assoc. 2019; 20 (8): 1021–1025. DOI: 10.1016/j.jamda.2018.12.013.

8. Nucci R.A.B., de Souza R.R., Suemoto C.K. et al. Diaphragm muscle structure in the elderly: Findings from an autopsy study. Acta Histochemica. 2020; 122 (2): 151487. DOI: 10.1016/j.acthis.2019.151487.

9. Bordoni B., Morabito B., Simonelli M. Ageing of the diaphragm muscle. Cureus. 2020; 12 (1): e6645. DOI: 10.7759/cureus.6645.

10. Greising S.M., Ottenheijm C.A.C., O’Halloran K.D., Barreiro E. Diaphragm plasticity in aging and disease: therapies for muscle weakness go from strength to strength. J. Appl. Physiol. (1985). 2018; 125 (2): 243–253. DOI: 10.1152/japplphysiol.01059.2017.

11. Григорьева И.И., Раскина Т.А., Летаева М.В. и др. Саркопения: особенности патогенеза и диагностики. Фундаментальная и клиническая медицина. 2019; 4 (4): 105–116. DOI: 10.23946/2500-0764-2019-4-4-105-116.

12. Korhonen M.T., Cristea A., Alén M. et al. Aging, muscle fiber type, and contractile function in sprint-trained athletes. J. Appl. Physiol. (1985). 2006; 101 (3): 906–917. DOI: 10.1152/japplphysiol.00299.2006.

13. Gonzalez-Freire M., de Cabo R., Studenski S.A., Ferrucci L. The neuro-muscular junction: aging at the crossroad between nerves and muscle. Front. Aging Neurosci. 2014; 6: 208. DOI: 10.3389/fnagi.2014.00208.

14. Priego T., Martín A.I., González-Hedström D. et al. Role of hormones in sarcopenia. Vitam. Horm. 2021; 115: 535–570. DOI: 10.1016/bs.vh.2020.12.021.

15. Di Felice V., Coletti D., Seelaender M. Editorial: myokines, adipokines, cytokines in muscle pathophysiology. Front. Physiol. 2020; 11: 592856. DOI: 10.3389/fphys.2020.592856.

16. Kim S.H., Shin M.J., Shin Y.B., Kim K.U. Sarcopenia associated with chronic obstructive pulmonary disease. J. Bone Metab. 2019; 26 (2): 65–74. DOI: 10.11005/jbm.2019.26.2.65.

17. Musumeci G. Sarcopenia and exercise “The state of the art”. J. Funct. Morphol. Kinesiol. 2017; 2 (4): 40. DOI: 10.3390/jfmk2040040.

18. Okazaki T., Ebihara S., Mori T. et al. Association between sarcopenia and pneumonia in older people. Geriatr. Gerontol. Int. 2020; 20 (1): 7–13. DOI: 10.1111/ggi.13839.

19. Wiedmer P., Jung T., Castro J.P. et al. Sarcopenia molecular mechanisms and open questions. Ageing Res. Rev. 2021; 65: 101200. DOI: 10.1016/j.arr.2020.101200.

20. Amarasekera A.T., Chang D., Schwarz P., Tan T.C. Vascular endothelial dysfunction may be an early predictor of physical frailty and sarcopenia: a meta-analysis of available data from observational studies. Exp. Gerontol. 2021; 148: 111260. DOI: 10.1016/j.exger.2021.111260.

21. Marzetti E., Calvani R., DuPree J. et al. Late-life enalapril administration induces nitric oxide-dependent and independent metabolic adaptations in the rat skeletal muscle. Age (Dordr.). 2013; 35 (4): 1061–1075. DOI: 10.1007/s11357-012-9428-4.

22. Hendrickse P., Degens H. The role of the microcirculation in muscle function and plasticity. J. Muscle Res. Cell Motil. 2019; 40 (2): 127–140. DOI: 10.1007/s10974-019-09520-2.

23. Skloot G.S. The effects of aging on lung structure and function. Clin. Geriatr. Med. 2017; 33 (4): 447–457. DOI: 10.1016/j.cger.2017.06.001.

24. Tran D., Rajwani K., Berlin D.A. Pulmonary effects of aging. Curr. Opin. Anaesthesiol. 2018; 31 (1): 19–23. DOI: 10.1097/ACO.0000000000000546.

25. van Moorsel C.H.M. Trade-offs in aging lung diseases: a review on shared but opposite genetic risk variants in idiopathic pulmonary fibrosis, lung cancer and chronic obstructive pulmonary disease. Curr. Opin. Pulm. Med. 2018; 24 (3): 309–317. DOI: 10.1097/MCP.0000000000000476.

26. Cassart M., Pettiaux N., Gevenois P.A. et al. Effect of chronic hyperinflation on diaphragm length and surface area. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1997; 156 (2, Pt 1): 504–508. DOI: 10.1164/ajrccm.156.2.9612089.

27. Orozco-Levi M. Structure and function of the respiratory muscles in patients with COPD: impairment or adaptation? Eur. Respir. J. Suppl. 2003; 46: 41–51s. DOI: 10.1183/09031936.03.00004607.

28. Rochester D.F., Braun N.M., Arora N.S. Respiratory muscle strength in chronic obstructive pulmonary disease. Am. Rev. Respir. Dis. 1979; 119 (2, Pt 2): 151–154. DOI: 10.1164/arrd.1979.119.2P2.151.

29. Teramoto S., Ishii T., Yamamoto H. et al. Significance of chronic cough as a defence mechanism or a symptom in elderly patients with aspiration and aspiration pneumonia. Eur. Respir. J. 2005; 25 (1): 210–211. DOI: 10.1183/09031936.04.00111404.

30. Ebihara S., Ebihara T. Cough in the elderly: a novel strategy for preventing aspiration pneumonia. Pulm. Pharmacol. Ther. 2011; 24 (3): 318–323. DOI: 10.1016/j.pupt.2010.10.003.

31. Watsford M.L., Murphy A.J., Pine M.J., Coutts A.J. The effect of habitual exercise on respiratory-muscle function in older adults. J. Aging Phys. Act. 2005; 13 (1): 34–44. DOI: 10.1123/japa.13.1.34.

32. Choe E.K., Lee Y., Kang H.Y. et al. Association between CT-Measured abdominal skeletal muscle mass and pulmonary function. J. Clin. Med. 2019; 8 (5): 667. DOI: 10.3390/jcm8050667.

33. Сергеева В.А. Патофизиология дыхания при ожирении. Пульмонология. 2021; 31 (6): 808–815. DOI: 10.18093/0869-0189-2021-31-6-808-815.

34. Harrington J., Lee-Chiong T. Obesity and aging. Clin. Chest Med. 2009; 30 (3): 609–614. DOI: 10.1016/j.ccm.2009.05.011.

35. Nishikawa H., Asai A., Fukunishi S. et al. Metabolic syndrome and sarcopenia. Nutrients. 2021; 13 (10): 3519. DOI: 10.3390/nu13103519.

36. Lima T.R.L., Almeida V.P., Ferreira A.S. et al. Handgrip strength and pulmonary disease in the elderly: what is the link? Aging Dis. 2019; 10 (5): 1109–1129. DOI: 10.14336/AD.2018.1226.

37. Norman K., Haß U., Pirlich M. Malnutrition in older adults-recent advances and remaining challenges. Nutrients. 2021; 13 (8): 2764. DOI: 10.3390/nu13082764.

38. Nagano A., Wakabayashi H., Maeda K. et al. Respiratory sarcopenia and sarcopenic respiratory disability: concepts, diagnosis, and treatment. J. Nutr. Health Aging. 2021; 25 (4): 507–515. DOI: 10.1007/s12603-021-1587-5.

39. Brandstetter R.D., Kazemi H. Aging and the respiratory system. Med. Clin. North Am. 1983; 67 (2): 419–431. DOI: 10.1016/s0025-7125(16)31212-3.

40. Williams N. The MRC breathlessness scale. Occup. Med. (Lond). 2017; 67 (6): 496–497. DOI: 10.1093/occmed/kqx086.

41. Авдеев С.Н. Оценка силы дыхательных мышц в клинической практике. Пульмонология и аллергология. 2008; (4): 12–17. Доступно на: http://www.atmosphere-ph.ru/modules/Magazines/articles/pulmo/ap_4_2008_12.pdf

42. Black L.F., Hyatt R.E. Maximal respiratory pressures: normal values and relationship to age and sex. Am. Rev. Respir. Dis. 1969; 99 (5): 696–702. DOI: 10.1164/arrd.1969.99.5.696.

43. Сегизбаева М.О., Александрова Н.П. Оценка функционального состояния дыхательных мышц: методические аспекты и интерпретация данных. Физиология человека. 2019; 45 (2): 115–127. DOI: 10.1134/S0131164619010120.

44. Ro H.J., Kim D.K., Lee S.Y. et al. Relationship between respiratory muscle strength and conventional sarcopenic indices in young adults: a preliminary study. Ann. Rehabil. Med. 2015; 39 (6): 880–887. DOI: 10.5535/arm.2015.39.6.880.

45. Sawaya Y., Shiba T., Ishizaka M. et al. Sarcopenia is not associated with inspiratory muscle strength but with expiratory muscle strength among older adults requiring long-term care/support. PeerJ. 2022; 10: e12958. DOI: 10.7717/peerj.12958.

46. Kera T., Kawai H., Ejiri M. et al. Comparison of characteristics of definition criteria for respiratory sarcopenia-the otassya study. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2022; 19 (14): 8542. DOI: 10.3390/ijerph19148542.

47. Bahat G., Tufan A., Ozkaya H. et al. Relation between hand grip strength, respiratory muscle strength and spirometric measures in male nursing home residents. Aging Male. 2014; 17 (3): 136–140. DOI: 10.3109/13685538.2014.936001.

48. Nève V., Edmé J.L., Matran R. Earlier decline in sniff nasal inspiratory pressure than peak expiratory flow in children with Duchenne muscular dystrophy. Eur. Respir. J. 2014; 44 (5): 1361–1363. DOI: 10.1183/09031936.00043214.

49. Ju S., Lee S.J., Park M.J. et al. Clinical importance of cross-sectional area of intercostal muscles in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Clin. Respir. J. 2018; 12 (3): 939–947. DOI: 10.1111/crj.12609.

50. Zambon M., Greco M., Bocchino S. et al. Assessment of diaphragmatic dysfunction in the critically ill patient with ultrasound: a systematic review. Intensive Care Med. 2017; 43 (1): 29–38. DOI: 10.1007/s00134-016-4524-z.