Читать книгу Сердце спортсмена. Актуальные проблемы спортивной кардиологии - Е. А. Гаврилова - Страница 6

Последние достижения в области цифровых технологий, включая трехмерную эхокардиографию, спекл-трекинговую эхокардиографию, МРТ, компьютерную томографию (КТ) сердца в значительной степени улучшили диагностические возможности современных методов визуализации и позволили правильно идентифицировать физиологические и патологические изменения сердца в популяции спортсменов.

В понятие «спортивное сердце» принято включать все звенья аппарата кровообращения, подвергшиеся изменениям под воздействием регулярных физических нагрузок, вызывающих многочисленные адаптационные реакции в ССС.

В частности, претерпевают изменения:

• размеры камер сердца;

• систолический объем;

• сердечный выброс;

• диастолическая функция;

• частота сердечных сокращений;

• электрофизиология;

• артериальное давление;

• объем циркулирующей крови;

• кровоток;

• нервная, гуморальная и гормональная регуляция.

Регулярные интенсивные физические упражнения приводят к структурным, функциональным и электрическим изменениям сердца, которые зависят от возраста, пола, размера тела, этнической принадлежности и особенностей тренировочного процесса. Физиологическая адаптация сердца обычно проявляется в симметричном увеличении всех камер сердца и повышении тонуса блуждающего нерва, а также в типичных изменениях на ЭКГ (Prior D. L., Gerche L. A., 2012; Wilson M. et al., 2016; D’Ascenzi F. et al., 2019; Angelini P. et al., 2021).

Прием ряда препаратов (анаболических стероидов, пептидных гормонов, факторов роста, эритропоэтина или его производных, стимуляторов), а также заболевания сердца могут оказать дополнительное влияние на его ремоделирование под действием физических нагрузок. У женщин-спортсменок показатели адаптационной перестройки сердца в абсолютных значениях выражены обычно в меньшей степени, чем у мужчин. Возраст и стаж спортивной деятельности коррелируют с объемом сердца, массой миокарда и диастолической функцией левого желудочка как по данным эхокардиографии, так и по данным МРТ. При этом фракция выброса не зависит от возраста. Полость левого желудочка тесно связана с размером тела и у спортсменов в норме составляет менее 35 мм/м² у мужчин и 40 мм/м² – у женщин (Pelliccia A. et al., 2018).

В последние годы основным фактором, определяющим адаптацию сердца к физическим нагрузкам, стала этническая принадлежность. Показано, что чернокожие спортсмены демонстрируют более высокую распространенность ГМЛЖ в ответ на физические нагрузки. По данным Европейской ассоциации профилактической кардиологии (EAPC) и Европейской ассоциации сердечно-сосудистой визуализации (EACVI), толщина стенки ЛЖ более 12 мм диагностируется у 12 % чернокожих спортсменов (в сравнении только с 2 % «белых» спортсменов). При этом данные арабских и азиатских спортсменов свидетельствуют о сходной или даже более низкой, чем у «белых» спортсменов, распространенности гипертрофии ЛЖ, т. е. менее 2 % (Pelliccia A. et al., 2018).

Ремоделирование сердца в значительной мере зависит от особенностей физических нагрузок (объема, интенсивности, направленности, длительности и др.). При этом меняются не только морфология, функция и электрофизиология, но и регуляция самого сердца (Гаврилова Е. А., 2015).

В таблице 2 представлена классификация, предложенная J. Mitchell (Mitchell J. et al., 2005), где все виды спорта, в зависимости от интенсивности статических и/или динамических нагрузок, разделены на три основные группы.

Таблица 2

Классификация видов спорта по типу и интенсивности физической нагрузки

Примечание: МПК – максимальное потребление кислорода; МССМ – максимальная сила сокращения мышц; * – повышенный риск травматизма; ϯ – повышенный риск при развитии синкопальных состояний.

В данной классификации степень увеличения динамического компонента определяется максимальным потреблением кислорода. Степень увеличения статического компонента – увеличением максимальной силы сокращения мышц. Кроме того, классификация учитывает травмоопасные виды спорта и повышенный риск при внезапном развитии синкопе.

Более 30 лет эта классификация использовалась во всех международных рекомендациях по допуску и ведению спортсменов с отклонениями в ССС, в т. ч. российских. Однако данная классификация была создана J. Mitchell еще в 1985 г. и с тех пор почти не изменилась, а список видов спорта за минувшие десятилетия значительно расширился. Кроме того, многие спортивные дисциплины характеризуются различной степенью как изометрического, так и изотонического компонентов, поэтому данная классификация видов спорта с их формальным разделением на статические и динамические дисциплины в сегодняшних условиях не вполне корректна для большинства спортсменов.

В 2018 г. Европейской ассоциацией профилактической кардиологии и Европейской ассоциацией сердечно-сосудистой визуализации была предложена новая классификация видов спорта (Pelliccia А. et al., 2018). В ней виды спорта были разделены на четыре группы в зависимости от степени воздействия физических нагрузок на основные показатели функционирования сердечно-сосудистой системы (ССС) спортсмена – частоту сердечных сокращений (ЧСС), уровень артериального давления (АД) и объем сердечного выброса, что в большей степени отвечает запросам врачей по спортивной медицине, кардиологов и врачей функциональной диагностики (см. табл. 3).

Как следует из таблицы, все виды спорта подразделяются на четыре группы, три из которых включают виды, тренирующие основные спортивные качества: специальные навыки, силу, выносливость; четвертая – смешанная группа видов спорта, объединенных по характеру вызываемых ими в аппарате кровообращения спортсмена гемодинамических изменений.

Наибольшее воздействие на ремоделирование миокарда и гемодинамику оказывают спортивные дисциплины, тренирующие в основном качество выносливости, такие как велоспорт, гребля, плавание, лыжные гонки и др., которые характеризуются высокой степенью как динамической, так и статической составляющих. У спортсменов этих дисциплин ремоделирование сердца тесно связано с аэробной производительностью (МПК).

Таблица 3

Классификация видов спорта по характеру влияния физической нагрузки на аппарат кровообращения спортсменов

Примечание: (+) – умеренные нагрузки, умеренные сердечно-сосудистые изменения; (++) – значительные нагрузки, значительные сердечно-сосудистые изменения; (+++) – предельные нагрузки, предельные сердечно-сосудистые изменения; * – вид спорта с высоким риском тяжелого повреждения или смерти для спортсмена и/или зрителей в случае обморока; ϯ – вид спорта с повышенным риском столкновения спортсмена.

Преимущественно силовые дисциплины характеризуются лишь умеренными гемодинамическими изменениями.

Ряд спортивных дисциплин в классификации выделены в группу «специальные навыки» (англ. – «skills»), в которых достижение успеха основано главным образом на технических или физических навыках спортсмена. Эти виды спорта характеризуются отсутствием значительных изменений размеров и функции миокарда ЛЖ.

Смешанные виды спорта – это те, в которых чередуются динамические и статические нагрузки. Типичными примерами являются игровые виды спорта. У таких спортсменов ремоделирование сердца в основном вызвано увеличением полости ЛЖ и незначительным повышением ММЛЖ (Pelliccia A. et al., 2018).

Еще одна классификация предложена в одном из последних международных документов по спортивной кардиологии 2020 г. (с поправками 2021 г.) – Руководстве Европейского общества кардиологов (ESC) по спортивной кардиологии и физическим упражнениям у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями (Pelliccia А. et al., 2020), опубликованном в журнале «European Heart Journal» («Европейский журнал сердца»). В данной классификации, представленной в табл. 3, в соответствии с четырьмя группами дисциплин дополнительно обосновано разделение видов спорта по интенсивности нагрузок (см. табл. 4).

Таблица 4

Классификация видов спорта по интенсивности нагрузок

Следует отметить, что классификации, предложенные А. Pelliccia (2018, 2020), как и более ранняя классификация J. Mitchell (2005), не включают в себя многие дисциплины, которые входят во всероссийский реестр, где значится сегодня более 160 видов спорта. К тому же весьма спорна группа видов спорта, связанных с формированием специальных навыков.

Показано, что при тренировке преимущественно выносливости (динамические нагрузки) происходит пропорциональное увеличение объема и массы сердца, размера камер, мощности миокарда левого желудочка. Растет эластичность миокарда и, в соответствии с законом Франка-Старлинга, по которому наполнение полостей сердца кровью в диастолу вызывает растяжение их стенок и влияет на силу сердечных сокращений в систолу, увеличивается сократимость и систолический объем левого желудочка. ЧСС в покое заметно снижается, а максимальная ЧСС изменяется мало. При нагрузках на выносливость формируется эксцентрическое ремоделирование, с увеличением диастолического размера левого желудочка (т. н. «гипотеза Морганрота»). J. Morganroth с соавторами еще в 1975 г., с использованием метода эхокардиографии показали, что у тех атлетов, которые занимаются преимущественно динамическими упражнениями, генерация мышечной силы создает основную объемную нагрузку на сердце (Morganroth J. et al., 1975). Динамическая тренировка связана не только со значительным увеличением сердечного выброса, но и снижением периферического сосудистого сопротивления.

Хорошо тренированные спортсмены демонстрируют увеличение размеров левого и правого желудочков на 10–15 % по сравнению с малоподвижными людьми. У олимпийских спортсменов размер левого желудочка почти в половине случаев превышает верхние границы нормы (конечный диастолический диаметр ЛЖ – более 54 мм). У некоторых спортсменов в таких видах спорта, как гребля, бег по пересеченной местности и езда на велосипеде, конечный диастолический диаметр ЛЖ может достигать 60 мм (Pelliccia A. et al., 2018).

Следует отметить, что, несмотря на увеличение массы миокарда вслед за ростом объема камер, рост толщины его стенок при успешной адаптации редко выходит за рамки верхних границ для данного возраста и пола (кроме чернокожих атлетов).

Консенсус Европейской ассоциации кардиоваскулярной визуализации (Сonsensus of the European Association of Cardiovascular Imaging) 2015 г. предлагает выявление толщины миокарда, равной 12 мм, и диастолического размера левого желудочка более 60 мм у взрослых спортсменов считать поводом для дальнейшего углубленного обследования и поиска кардиальной патологии (Galderisi M. et al., 2015).

Согласно Олимпийскому руководству по спортивной кардиологии 2017 г. (Wilson M. G., Drezner J. A., Sharma S., 2017), допустимые размеры толщины левого желудочка у белых спортсменов составляют 12 мм для мужчин и 11 мм – для женщин и подростков. Что касается детей, то эхокардиографические параметры занимающихся спортом обычно находятся в пределах возрастного диапазона для общей популяции, редко достигая верхних значений возрастной нормы (Rowland T., 2016). Исключением также являются только чернокожие спортсмены.

Амплитудные характеристики ГМ, выявленные при анализе ЭКГ спортсмена, как правило, свидетельствуют о дилатации левого желудочка, которая, в свою очередь, является благоприятным признаком физиологического ремоделирования сердца спортсмена (Kreso A., et al., 2015; Krenc Z., 2016; Samesina N. I., 2017; Pieles G. E. et al., 2020).

В покое, а также при выполнении субмаксимальной нагрузки при стандартной интенсивности работы сердечный выброс изменяется мало (под влиянием тренировки, направленной на развитие выносливости, он может даже слегка уменьшиться). При работе максимальной интенсивности сердечный выброс значительно повышается (в 5–6 раз) за счет комбинации увеличения конечного диастолического объема левого желудочка, снижения конечного систолического объема и усиления наполнения ЛЖ вследствие повышения эластичности миокарда. В литературе описаны случаи увеличения минутного объема кровотока (МОК) до 40 л/мин при уровне МПК до 96–98 мл/мин/кг у представителей лыжных видов спорта и велогонщиков. Это дает возможность сердцу вытолкнуть максимальное количество оксигенированной крови при минимальных энерготратах.

Гемодинамическая перегрузка, вызванная тренировкой на выносливость, способствует также увеличению объема левого и правого предсердий и правого желудочка. Однако, несмотря на некоторое увеличение размеров корня аорты, они не выходят за рамки популяционной нормы.

В настоящее время получены доказательства эксцентрического ремоделирования правого желудочка (ПЖ), который претерпевает аналогичные левому изменения в массе, объеме и функции у спортсменов, тренирующих выносливость (Prakken N. H., 2010; D’Andrea A., 2013). A. Zaidi et al. (2013) показали, что при эхокардиографии у 61 % спортсменов-мужчин и 46 % женщин большие размеры ПЖ требуют дифференциации с аритмогенной кардиомиопатией правого желудочка. По мнению C. Colombo et al. (2018), эхокардиографическая оценка ПЖ должна опираться не только на размер, но и на другие особенности, в частности, на наличие регионарных аномалий движения стенки или возможных аневризм – чтобы отличить изменения ПЖ, характерные для аритмогенной кардиомиопатии, от тех, которые выявляются у спортсменов в результате интенсивной физической нагрузки.

При тренировке качества выносливости у 20 % спортсменов с большим спортивным стажем часто наблюдается увеличение предсердий, выходящее за пределы нормальных популяционных размеров, как ответ на длительное увеличение сердечного выброса. D. Elliott Adrian et al. (2018) обследовали 99 атлетов, тренирующих выносливость, и на основании оценок самих спортсменов разделили их на три группы по уровню общего количества часов тренировок на протяжении всей жизни: 1-я – низкий уровень (менее 3000 ч), 2-я – средний (3000–6000 ч) и 3-я – высокий уровень (более 6000 ч). Спортсменам проводилась эхо-кардиография и 48-часовое мониторирование ЭКГ. Объем левого предсердия был значительно выше в третьей (+5,1 мл/м²) и второй (+4,2 мл/м²) группах по сравнению с первой группой. Расширение левого предсердия выше нормы по данным ЭхоКГ наблюдалось в 19,4 %, 12,9 % и 0 % случаев в 3-й, 2-й и 1-й группах соответственно. На основании чего авторы исследования сделали вывод о том, что с увеличением стажа тренировок на выносливость происходит дилатация левого предсердия.

Этот вывод был подтвержден мета-анализом 54 исследований, выполненных A. Iskandar et al. (2015) и достоверно показавших, что спортсмены имеют бóльший размер ЛП – с увеличением диаметра ЛП на 13 % и индекса объема на 30 % – по сравнению с лицами, не занимающимися спортом. Средний диаметр ЛП составлял 36 мм у высококвалифицированных спортсменов-мужчин и 34 мм – у женщин и был на 4,1 мм больше в сравнении с контролем.

Для стандартизации измерений правого предсердия (ПП) А. Zaidi et al. (2013) предложили верхний предел площади ПП в 28 см² у спортсменов-мужчин и 24 см² – у женщин. Примечательно, что авторы не выявили существенных различий между чернокожими и белыми спортсменами-мужчинами, но обнаружили, что размеры ПП у белых спортсменок оказались больше, чем у чернокожих.

Масса миокарда регрессирует после прекращения тренировок через 9–12 недель, в то время как дилатация ЛЖ сохраняется в 20 % случаев даже после пяти лет прекращения тренировок, не вызывая при этом никаких последствий (Elliott Adrian D. et al., 2018).

Электрическое ремоделирование при тренировке выносливости (динамические нагрузки) тесно связано с развитием брадикардии вследствие повышения тонуса блуждающего нерва. При нагрузках на выносливость увеличиваются аэробные способности – МПК за счет роста систолического объема и увеличения потребления тканями кислорода. После тренировок, направленных на развитие выносливости, артериальное давление в покое незначительно снижается.

Основное различие в сердечно-сосудистой реакции на изометрические (статические) нагрузки, по сравнению с динамическими на выносливость, заключается в их влиянии на активный мышечный кровоток. Во время изометрического сокращения мышечный кровоток уменьшается в ответ на жесткость активных мышечных волокон, что увеличивает внутримышечное давление и вызывает механическое сужение сосудов, увеличивающее периферическое сопротивление. Это, в свою очередь, вызывает перегрузку сердца давлением. Поэтому статические упражнения могут значительно повысить как систолическое, так и диастолическое давление крови при нагрузке, однако в норме это не приводит к увеличению артериального давления в покое. При интенсивной статической нагрузке МПК не меняется или незначительно увеличивается. Ударный объем остается относительно стабильным, однако он может уменьшаться при тренировках высокой интенсивности в связи с ростом постнагрузки. Силовые нагрузки существенно не изменяют размер левого предсердия, корня аорты и правого желудочка (Pelliccia A. et al., 2018).