скачать книгу бесплатно
Рис. 3. Структура патологического ремоделирования миокарда левого желудочка у спортсменов (по четырем группам спортивных дисциплин) (в %) (выполнено автором на основании данных исследования J. B. Adea et al. (2020)
Доля спортсменов с концентрической гипертрофией миокарда оказалась минимальной – 1 %, 1 %, 3 % и 7 % соответственно в группах: специальные навыки, сила, смешанные дисциплины и выносливость. В среднем эта цифра составила 3 %, что сопоставимо с данными исследований, основанных на измерении толщины миокарда у спортсменов.
Достоверно различались в 4-х группах атлетов базальный и проксимальный диаметр ПЖ. Базальный диаметр ПЖ у спортсменов в группах выносливости (37,1 ± 6,3 мм) и смешанных видов (36,4 ± 5,4 мм) был больше, чем у спортсменов из группы специальных навыков (34,5 ± 5,0 мм) и силовой группы (34,8 ± 5,9 мм). Группа выносливости имела самый высокий процент дилатации ПЖ (28 %).
1.4. Ремоделирование сердца спортсменов по данным магнитно-резонансной томографии
Наиболее высокое анатомическое разрешение при исследовании сердца обеспечивает магнитно-резонансная томография (МРТ). МРТ дает трехмерное изображение органа, что позволяет проводить более точные морфологические измерения в сравнении с эхокардиографией, и в настоящее время считается эталонным стандартом для количественной оценки морфологии и функции сердца. Как уже отмечалось выше, сопоставление эхокардиографических параметров и параметров, полученных при МРТ сердца, показало, что объемы и размеры предсердий и желудочков при ЭхоКГ спортсменов оказались заниженными, а толщина стенок и масса миокарда – завышенными (Milliken M. C. et al., 2012).
Кроме того, определение и принятие на международном уровне норм морфологических и функциональных параметров МРТ сердца в общей популяции (см.: Maceira A. M. et al., 2006; Kawel-Boehm N. et al., 2015; Petersen S. E. et al., 2017) позволяет в ходе МРТ-обследования более точно оценить структуру и функцию сердца спортсменов, охарактеризовать миокард, выявить ключевые патологические изменения, включая рубцовые и фиброзные изменения в миокарде (Maestrini V. С et al., 2020).
F. D’Ascenzi et al. (2019) проанализировали данные 27 исследований, содержащих в общей сложности результаты МРТ-обследования 983-х спортсменов-мужчин, на основе которых впервые были получены референтные значения для размера ЛЖ (объемы ЛЖ, ММЛЖ и их индексированные значения), размера ПЖ (объемы ПЖ и их индексированные значения) и функции желудочков (фракции выброса ЛЖ и ПЖ). Спортсмены по характеру нагрузок были разделены на 3 группы: 1-я – тренирующие выносливость (бегуны на длинные дистанции, пловцы и лыжники); 2-я – с комбинированными нагрузками (гребцы, велосипедисты и конькобежцы); 3-я – с силовыми нагрузками (культуристы и тяжелоатлеты). К сожалению, только в 4 исследованиях из 27 проанализированных участвовали спортсмены-силовики (в общей сложности 70 испытуемых), поэтому авторам не удалось получить достоверные данные по референтным значениям показателей МРТ сердца у спортсменов данной группы. Помимо дифференциации по характеру нагрузок, среди спортсменов были выделены 4 группы в зависимости от объема тренировок: 1-я – менее 10 ч в неделю; 2-я – от 11 до 15 ч; 3-я – от 16 до 20 ч; 4-я – более 20 ч в неделю.
Исследования МРТ-визуализации сердца, проведенные у спортсменов, подтвердили эхокардиографические данные о вызванном тренировкой ремоделировании камер сердца, характеризующемся дилатацией желудочков. Авторами не было выявлено значимых различий между группами спортсменов по направленности тренировочного процесса, однако продемонстрировано значительное влияние объема тренировок на абсолютные размеры желудочков сердца, особенно правого (D’Ascenzi F. et al., 2019).
В ходе проведенного мета-анализа было установлено, что верхние границы размеров желудочков сердца спортсменов были выше, чем те, которые приняты в современных рекомендациях для общей популяции (Petersen S. E., 2017). Также у спортсменов были отмечены более высокие средние значения, а также верхние и нижние пределы для абсолютных и индексированных значений конечно-диастолического и систолического размеров желудочков и средней ММЛЖ. При этом верхний предел абсолютной и индексированной ММЛЖ оказался в диапазоне референтных значений массы миокарда для общей популяции (Maceira A. M. et al., 2006; Kawel-Boehm N. et al., 2015).
Отмечалось также, что ремоделирование сердца было особенно заметно для размеров ПЖ. По мнению авторов, связано это с тем фактом, что правый желудочек в первую очередь подвержен повышенному объему венозного возврата крови и особенно чувствителен к гемодинамическим изменениям, к тому же имеет более тонкую стенку, чем ЛЖ, что в итоге приводит к более существенному увеличению размера ПЖ. Поэтому у спортсменов с высоким стажем спортивной деятельности отмечаются признаки, удовлетворяющие критериям диагностики АКМП. По данным C. Czimbalmos (2019), дилатация ПЖ у здоровых спортсменов с регулярными и интенсивными тренировками на выносливость может достигать размеров, соответствующих диагностическим критериям АКМП почти в 95 % случаев.
F. D’Ascenzi et al. (2019) впервые заключили, что на размер ПЖ значительное влияние оказывает объем часов нагрузки в неделю (большее, чем на ЛЖ). Другими словами, чем больше объем тренировок, тем больше размер ПЖ. При этом референтные значения функции ПЖ и ЛЖ были сопоставимы с таковыми для общей популяции.
На степень вызванных тренировкой гемодинамических изменений, по мнению авторов, влияет не только вид спорта, но и другие факторы, такие как пол спортсмена, площадь поверхности тела, его этническая принадлежность, возраст, тип тренировки, а также период тренировочного цикла, когда проводится оценка.
Метод МРТ показал большие преимущества в решении вопроса о дифференциации физиологических и патологических изменений в сердце спортсмена, в том числе рубцовых и фиброзных изменений миокарда (Waterhouse D. F. et al., 2012; Andreoulakis E., Swoboda P. P., 2018; D’Ascenzi F. et al., 2019; Maestrini V. et al., 2020).
История изучения фиброза миокарда у спортсменов берет свое начало с конца 2000-х гг., когда F. Breuckmann et al. (2009) представили данные обследования 102-х практически здоровых марафонцев-мужчин, у 12 % из которых на МРТ-визуализации был выявлен миокардиальный фиброз (при аналогичном показателе в контрольной группе физически неактивных ровесников – 4 % (р=0,07). Анатомически были выделены две категории фиброза: ишемический и неишемический паттерны. В 2011 г. M. Wilson et al. сообщили о выявлении фиброза миокарда у 6 из 12 ветеранов-спортсменов (средний возраст 56± 6 лет), продолжающих тренировать выносливость. А в 2012 г. A. La Gerche et al. подтвердили данную находку на МРТ сердца у 15 % обследованных спортсменов 37±8 лет, продолжающих соревновательную деятельность в видах спорта на выносливость. Авторы выявили у этих спортсменов также дилатацию и дисфункцию ПЖ и связали эти процессы с формированием фиброза миокарда. С тех пор были опубликованы серии МРТ-наблюдений. C. Colombo et al. (2018) показали корреляцию между продолжительностью тренировок, количеством марафонов и наличием фиброза миокарда.
Е. Tahir et al. (2018) связали фиброз миокарда у спортсменов, помимо ишемии и субклинического миокардита, с нагрузочной систолической гипертензией и кумулятивным воздействием физических перегрузок, а также влиянием допинговых веществ, снижающих утомление и способствующих перегрузке сердца, возможно, на фоне генетической предрасположенности.
Следует отметить, что в проведенных исследованиях фиброза миокарда не было выявлено ни у одной из женщин-спортсменок, что может объяснить более низкую частоту среди них внезапной сердечной смерти.
Таким образом, МРТ сердца является эффективным диагностическим инструментом изучения как ремоделирования миокарда у спортсменов, так и оценки состояния ССС спортсменов с подозрением на патологию миокарда (в т. ч. связанную с интенсивной мышечной деятельностью), которую не всегда можно выявить с помощью других методов исследования.
1.5. Регуляторное ремоделирование аппарата кровообращения у спортсменов
Сегодня доказано, что систематические тренировки приводят не только к структурным изменениям сердца, но и изменяют его регуляцию.
Так, В. Д. Сонькин и Р. В. Тамбовцева (2010) в результате продолжительного изучения данной проблемы пришли к выводу, что первостепенное значение для реализации физиологических возможностей организма на всех этапах онтогенеза имеет физиологическая регуляция. Ее воздействие на организм человека порой даже существенно важнее, чем роль энергетических процессов.
Ребенок 10–11 лет уже ничем не отличается от взрослого по своему аэробному потенциалу – у него такой же относительный уровень МПК, такой же (а иногда даже более высокий) анаэробный порог, он защищен от закисления внутренней среды благодаря развитию буферных систем, у него выше число митохондрий в мышцах и интенсивнее их кровоснабжение. И, тем не менее, ребенок значительно уступает взрослому человеку, даже нетренированному, в объеме той физической работы, которую может выполнить.
По мнению В. Д. Сонькина и Р. В. Тамбовцевой, объясняется это незрелостью регуляторных механизмов ребенка. И прежде всего незрелостью вегетативной регуляции аппарата кровообращения. Возраст 7–11 лет является ключевым для становления вегетативной регуляции сердечной деятельности и сосудистого тонуса. В этот период нередко управляющие вегетативные воздействия (контуры регуляции) различных звеньев АК недостаточно скоординированы. Современные исследования говорят о том, что развитие симпатической и парасимпатической активности вегетативных центров происходит синусоидально и асинхронно. В результате в одни возрастные периоды мы наблюдаем преобладание симпатической регуляции, в другие – парасимпатической. Процесс этот нелинеен и выстраивается в соответствии с текущей биологической целесообразностью (Сонькин В. Д., Тамбовцева Р. В., 2010).
Все регулирующие системы ритма сердца Р. М. Баевский (1997) предлагал делить на два контура: высший – центральный контур регуляции и низший – автономный (местный) контур (см. рис. 4).
Рис. 4. Двухконтурная модель регуляции сердечного ритма по Р. М. Баевскому (1997)
К автономному контуру регуляции относят сами клетки синусового узла (саморегуляция), парасимпатическую нервную систему (блуждающие нервы и их ядра в продолговатом мозге). Автономный контур связан с дыхательными изменениями кровенаполнения сердечных полостей.
Центральный контур состоит из трех уровней, которым соответствуют не столько анатомо-морфологические структуры, сколько определенные функциональные системы:
• уровень внутрисистемного управления через вазомоторный центр продолговатого мозга и симпатическую нервную систему (уровень В);
• уровень межсистемного управления – гормонально-вегетативный гомеостаз через гипоталамо-гипофизарную систему (уровень Б);
• уровень центральной регуляции, включая корковые механизмы регуляции (уровень А).
Морфологически выделяют четыре структурных элемента центральной регуляции:
– спинной мозг;
– ствол мозга;
– область гипоталамуса;
– кора головного мозга.
Центральные регуляторные механизмы в состоянии покоя работают исключительно в режиме контроля, для которого свойственна большая степень свободы низших систем автономного контура. Увеличение свободы последних и снижение контроля центральных систем в итоге способствует достижению функционального оптимума при работе сердца. Другими словами, при оптимальном регулировании управления участие центральных регуляторных механизмов является минимальным. Деятельность низших уровней как бы «освобождает» их от необходимости постоянного контроля за местными регуляторными процессами. Еще в 1979 г. А. Г. Дембо и Э. В. Земцовский отмечали, что в ходе проведенного ими углубленного кардиологического обследования у спортсменов с удовлетворительным функциональным состоянием ССС не было выявлено тесных связей регуляторных показателей с морфологией и функцией сердца (Дембо А. Г., Земцовский Э. В., 1979). В случае ухудшения функционального состояния ССС число корреляций между показателями сердечного ритма, центральной гемодинамики и морфометрии сердца у спортсменов линейно возрастает.
Когда низшие уровни не справляются со своими функциями, необходима центральная координация деятельности отдельных систем для слаженной работы организма и уравновешивания его с внешней средой. Такая регуляция уже происходит за счет напряжения всех ее механизмов. Чем выше централизация управления функцией, тем выше физиологическая «цена» адаптации. Чем ниже уровень регуляции, тем больше шансов на успешную адаптацию – даже при тяжелых стрессах и физических нагрузках.
Хорошо сбалансированная регуляция позволяет спортсмену максимально использовать свои функциональные возможности во время тренировок, обеспечивает необходимую экономизацию аппарата кровообращения в покое и его активное включение на тренировках и соревнованиях, а также быстрое восстановление после них.
Важно помнить, что у каждого организма свой индивидуальный «лимит» адаптации. И осуществляемая на данный организм нагрузка не должна выходить за его пределы, что особенно важно при изменении условий окружающей среды, в субэкстремальных и экстремальных условиях, при напряженной спортивной деятельности. Отсутствие четкого представления о границах резервных возможностей спортсмена, тем более – их игнорирование, могут привести не только к напряжению регуляторных систем организма и развитию заболеваний, но и стать реальным препятствием на пути достижения высоких спортивных результатов.
Лимит, о котором идет речь, в основном генетически детерминирован. Сегодня на основе большого числа исследований доказано существование типологических особенностей регуляторных процессов организма в целом и аппарата кровообращения в частности (Шлык Н. И., 2009; Сонькин В. Д., Тамбовцева Р. В., 2010; Гаврилова Е. А., 2015 и др.).
В условиях, когда особенно остро стоит проблема формирования олимпийского резерва, такой типологический подход представляется особенно перспективным.
Сначала в физиологических исследованиях, а затем и в педагогических экспериментах было показано, что типологические различия проявляются в первую очередь в телосложении, что отражает глубинные различия в характере организации метаболизма и регуляции деятельности жизненно важных функций, в том числе и АК в его различных вариантах. Лептосомные варианты телосложения коррелируют с высоким уровнем развития аэробных способностей и такой организацией деятельности гомеостатических механизмов, которые обеспечивают высокую работоспособность в условиях выполнения аэробных нагрузок. Брахисомные варианты, напротив, обладают сильно развитой анаэробной энергетикой, и регуляторные системы приспособлены к выполнению субмаксимальных и максимальных нагрузок анаэробного характера. Другими словами, тип конституции – не что иное, как внешние проявления, за которыми скрывается глубинная разница метаболических путей и регуляторных механизмов (Сонькин В. Д., Тамбовцева Р. В., 2010).
Для спортивной кардиологии особенно интересен тип регуляции сердечного ритма на основе исследования его вариабельности методом ритмокардиография (РКГ) (https://ritm.spbisiz.ru/).
Данный метод объективно отражает состояние нейрогуморальной регуляции организма и АК и позволяет врачу и тренеру не только оценить соответствие тренировочных и соревновательных нагрузок возможностям организма спортсмена, но и определить его адаптационные резервы, адекватно решать вопросы отбора для занятий конкретным видом спорта, более рационально строить режим тренировок и контролировать функциональное состояние спортсменов. Что особенно важно для врача – это возможность на основе вариабельности ритма сердца (ВРС) на ранних стадиях выявлять состояния дезадаптации и перетренированности. Только в этом случае можно сохранить работоспособность и спортивную результативность атлета, а самое главное – его здоровье. Это очень важно при оценке пограничных изменений при исследовании ССС спортсмена, особенно – при отсутствии структурной патологии сердца. РКГ – хороший метод для визуализации нарушений ритма сердца, контроля не только за тренировочным процессом, но и различными воздействиями на организм атлета (как фармакологическими, так и нефармакологическими).
