EXPERIMENTAL JUSTIFICATION OF RESERVE ADAPTIVE CAPABILITIES OF PHYSIOLOGICALLY ATHLETE'S HEART BY TRANSMITRAL FLOW IN QUALIFIED ATHLETES

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЗЕРВНЫХ АДАПТАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ СПОРТИВНОГО СЕРДЦА ПО ТРАНСМИТРАЛЬНОМУ КРОВОТОКУ У КВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ

Научная статья

Шерстюк С.А.¹, Асеева А.Ю.^2, *, Горбенко А.В.³, Шерстюк М.А.⁴

¹ ORCID: 0000-0001-9967-3261;

¹ Городская Клиническая больница №1 им. Кабанова А.Н., Омск, Россия;

² Сибирский государственный университет физической культуры и спорта, Омск, Россия;

³ Омский государственный медицинский университет, Омск, Россия;

⁴ ООО Восстановительный Центр «Тибет», Омск, Россия

* Корреспондирующий автор (ane4ka_1982[at]mail.ru)

Аннотация

В статье представлены морфометрические и гемодинамические показатели работы сердца, приведены данные изучения ответа сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку аэробной направленности у испытуемых контрольной и экспериментальной групп. Полученные результаты позволяют судить, что у лиц экспериментальной группы с резервом функциональных возможностей сердца, показатели физической подготовленности выше, чем у лиц контрольной группы.

Ключевые слова: миокард, трансмитральный кровоток, левый желудочек, индекс массы миокарда.

EXPERIMENTAL JUSTIFICATION OF RESERVE ADAPTIVE CAPABILITIES OF PHYSIOLOGICALLY ATHLETE'S HEART BY TRANSMITRAL FLOW IN QUALIFIED ATHLETES

Research article

Sherstyuk S.A.¹, Aseeva A.Yu^2, *, Gorbenko A.V.³, Sherstyuk M.A.⁴

¹ORCID: 0000-0001-9967-3261;

¹ Municipal Clinical Hospital No.1, named after A.N. Kabanov, Omsk, Russia;

² Siberian State University of Physical Culture and Sports, Omsk, Russia;

³ Omsk State Medical University, Omsk, Russia;

⁴ LLC Tibet Recovery Center, Omsk, Russia

* Corresponding author (ane4ka_1982[at]mail.ru)

Abstract

The paper presents the morphometric and hemodynamic parameters of a heart; it presents data from the study of the response of the cardiovascular system to the physical activity of aerobic orientation in subjects from the control and experimental groups. The obtained results allow us to state that in individuals from the experimental group with a reserve of functional capabilities of a heart, the indicators of physical fitness are higher than in individuals in the control group.

Keywords: myocardium, transmitral blood flow, left ventricle, myocardial mass index.

Актуальность исследования

Функционирование сердечно-сосудистой системы в целом, а сердца в частности напрямую связано с двигательной деятельностью человека. Регулярная систематическая тренировка лиц, связанная, в том числе, с развитием качества выносливости, запускает физиологические процессы адаптации сердца к физическим нагрузкам. Эти процессы заключаются в формировании гипертрофии миокарда левого желудочка (ЛЖ) сердца, увеличения размеров полостей сердца и массы миокарда левого желудочка. Важным является сохранение показателей систолической и диастолической функции ЛЖ, соответствующих физиологической норме [2], [10]. Сохранение нормальной геометрии ЛЖ и систоло-диастолических показателей, одна перспективных задач медицины в системе многолетней подготовки квалифицированных спортсменов. При этом сочетание тренировочных нагрузок аэробного и аэробно-анаэробного характера необходимо планировать с учетом адаптационных возможностей спортсменов.

Целью исследования является изучение морфометрических и гемодинамических показателей работы сердца в процессе выполнения тренировочных нагрузок аэробной и аэробно-анаэробной направленности. Материалы и методы исследования. В исследовании принимали участие 17 квалифицированных гандболистов команды «Скиф» (Омская область) возраст спортсменов от 18 до 29 лет, средний стаж занятий гандболом от 10 до 15 лет. Основными критериями состояния спортсменов, включенных в исследование, являются: допуск к осуществлению тренировочной деятельности, отсутствие заболеваний системы кровообращения, отсутствие острых и хронических заболеваний инфекционного и неинфекционного характера других органов и систем в течение тридцати дней, до проводимых исследований и педагогических тестов. Контрольная группа состояла из 17 здоровых молодых людей возраста 18-29 лет сопоставимых по полу. Для оценки морфометрических и гемодинамических показателей миокарда использовалась методика ЭХО-допплеркардиографии (ЭХО-КГ) на клинических базах, БУЗОО «Городская клиническая больница №1 им. Кабанова А.Н» и БУЗОО «Клинический кардиологический диспансер», в отделениях ультразвуковой и функциональной диагностики. Использовалось оборудование: ультразвуковой сканер экспертного класса «GE VIVID E 95» и ультразвуковой сканер «MayLab 20». Измерялись следующие параметры ремоделирования ЛЖ [4]: конечный диастолический размер (КДР), см; конечный систолический размер (КСР), см; конечный диастолический объем (КДО), мл; конечный систолический объем (КСО), мл; ударный объем (УО), мл; минутный объем (МО), л/мин. толщина межжелудочковой перегородки (ТМЖП), см; толщина задней стенки левого желудочка (ТЗСЛЖ), см; фракция выброса в процентах (ФВ %); фракция укорочения в процентах (ФУ %); масса миокарда левого желудочка (ММЛЖ) г; индекс ММЛЖ (иММЛЖ), г/м². Относительная толщина стенок ЛЖ (ОТС) рассчитывалась по формуле: ОТС = (ЗСЛЖ+МЖП)/ КДР. Нормальной геометрией ЛЖ считали ОТС < 0,45 [10] при нормальных параметрах и ММЛЖ не более 115г/м² у мужчин [3]. Для дальнейшего формирования выводов о состоянии геометрии ЛЖ, опирались на нормативные показатели индекса массы миокарда левого желудочка: для мужчин – менее 115 г/м², для женщин – менее 95 г/м² [4]. Для оценки гемодинамических параметров диастолической функции использовались показатели трансмитрального кровотока: максимальная скорость раннего диастолического наполнения (Пик Е), м/с; максимальная скорость наполнения в систолу предсердий (Пик А), м/с; соотношение пиков Е и А (Е/А) у.е.; время изоволюмического расслабления ЛЖ (IVRT) в миллисекундах; время выброса (ЕТ) в миллисекнудах. При изучении диастолической функции миокарда, оценка параметров трасмитрального кровотока играет основную роль. Формирование высокого пика Е, и низкого А, как правило, свидетельствует о рестриктивном типе диастолической дисфункции (при соотношении скоростных показателей пиков Е/А>2 у.е.). Миокард при этом не способен должным образом растягиваться. Однако сходная картина наблюдается и при брадикардии, как следствие удлинения фазы быстрого наполнения и меньшего вклада предсердий в трансмитральный кровоток в покое. Для изучения продолжительности времени двух фаз кровотока, нами было произведено измерение показателя ЕТ (времени выброса) от начала пика Е до окончания пика А (время от щелчка открытия до щелчка закрытия клапана) [8]. У спортсменов с такой картиной на ЭХО-КГ можно рассматривать низкий пик А как резерв адаптационных возможностей сердца, а не патологию [5].

Для подтверждения предположения о том, что соотношение пиков Е/А более 2 у.е., как резерв адаптационных возможностей, нами был проведен тест Купера со спортсменами (экспериментальной группой -ЭГ) и не спортсменами (контрольной группой -КГ), с целью оценки аэробных возможностей. Работа выполнялась в большой зоне мощности. По сигналу, с линии старта, испытуемыми ЭГ и КГ выполнялся 12-ти минутный бег, по окончании которого в метрах фиксировалось преодолённое расстояние. Тест проводился с мониторированием частоты сердечных сокращений у испытуемых обеих групп. Испытуемые ЭГ за 12 минут отведенного времени преодолели дистанцию в среднем 2930±150 метров. Результат КГ составил 2242±204 метра. На достоверном уровне результат ЭГ лучше на 688 метров, чем КГ (при p≤0,05) [1].

Результаты и обсуждение

Морфометрические и гемодинамические показатели работы сердца спортсменов и лиц контрольной и экспериментальной групп представлены в таблице 1 и 2.

 

Таблица 1 – Морфометрические показатели сердца контрольной и экспериментальной групп

№	Изучаемые показатели	ЭГ (n=17)	КГ (n=17)	Достоверность различия
1	Возраст, лет	24±4,53	21,9±4,9	p≥0,05
4	Площадь тела, м2	1,98±0,25	1,8±0,18	p≥0,05
5	ЧСС покой, уд/мин.	64±7,62	75,5±4,2	p≤0,05
6	КДР ЛЖ, см	5,15±0,29	4,69±0,43	p≥0,05
7	КСР ЛЖ, см	3,22±0,22	2,81±0,24	p≥0,05
8	ТМЖП, см	0,92±0,09	0,80±0,09	p≥0,05
9	ТЗСЛЖ, см	0,86±0,07	0,79±0,09	p≥0,05
10	ФУ, %	37,50±2,57	39,71±2,24	p≤0,05
11	ФВ, %	67,11±3,23	70,29±2,69	p≥0,05
12	Корень АО, см	2,76±0,24	2,81±0,21	p≥0,05
13	ПЖ, см	2,45±0,19	2,1±0,4	p≤0,05
14	ЛП, см	3,32±0,25	3,5±0,3	p≤0,05
15	КДО, мл	127,49±16,82	103,3±22,2	p≤0,05
16	КСО, мл	41,95±6,94	35,0±22,1	p≤0,05
17	МО, л/мин	5,48±1,04	5,1±0,8	p≥0,05
19	УО, мл	85,55±11,95	72,8±16,9	p≥0,05
20	ММЛЖ, г (ASE)	167,52±33,12	124,2±36,6	p≤0,05
21	ИММЛЖ, г/м2	82,29±13,68	69,4±15,1	p≤0,05
22	ОТС ЛЖ, у.е.	0,34±0,032	0,33±0,04	p≥0,05

 

Таблица 2 – Трансмитральные гемодинамические показатели в период диастолы у испытуемых контрольной и экспериментальной групп

№	Название	Экспериментальная группа (n=17)	Контрольная группа (n=17)	Достоверность различий
1.	Возраст	24±4,53	21,9±4,9	p≥0,05
2.	Е м/с.	0,88±0,11	0,8±0,1	p≥0,05
3.	А м/с.	0,4±0,076	0,6±0,1	p≥0,05
4.	Е/А у.е.	2,33±0,42	1,4±0,4	p≥0,05
5.	IVRT миллисек.	100,27±19,76	65,5±22,5	p≤0,05
6.	ЕТ миллисек.	605,16±155,21	380,3±100,5	p≤0,05

 

Результаты, полученные в ходе анализа морфометрических показателей сердца, позволили определить, что у наблюдаемых контрольной и экспериментальной групп данные показатели не выходят за рамки нормативных значений. По вариантам ремоделирования миокрада ЛЖ [6], у лиц контрольной и экспериментальной групп отмечался нормальный вариант геометрии ЛЖ (нормативные значения ОТС и ИММЛЖ). При оценке допплерометрических показателей, видна разница в показателях контрольной и экспериментальной групп.

В экспериментальной группе, у спортсменов, показатель трансмитрального кровотока составляет 2 и более у.е. (Е/А у.е.), что подтверждает наше предположение о наличии резервных адаптационных возможностей у подготовленных лиц. Это подтверждается результатами тестирования аэробной работоспособности в тесте Купера.

Значимое отличие показателей IVRT и ЕТ в экспериментальной группе, демонстрирует увеличение продолжительности времени диастолического компонента, в отличие от тех же показателей контрольной группы, что можно проследить по урежению частоты сердечных сокращений у квалифицированных спортсменов в состоянии покоя. Полученные данные позволяют нам заключить, что соотношение фаз трансмитрального кровотока (Е/А более 2 у.е) у здоровых, физически подготовленных лиц, не имеющих отклонений в морфометрических показателях миокарда (значения которых не выходят за рамки показателей нормальной геометрии левого желудочка), являются одним из компонентов физиологически спортивного сердца, отражающие наличие адаптационного резерва для выполнении физических нагрузок.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литература / References

1. Ашмарин Б.А. Теория и методика педагогических исследований в физическом воспитании/ Б.А Ашмарин. - М.: Физкультура и спорт, 1978. - 223 с
2. Балыкова Л. А. Опыт применения метаболических кардиопротекторов в детской спортивной медицине / Л.А. Балыкова и [др] // Российский кардиологический журнал. - 2011. - № 5. – С. 52-58.
3. Загидуллин Н.Ш. Особенности фармакологического воздействия на симпатический тонус и частоту сердечных сокращений при сердечно-сосудистых заболеваниях / Н.Ш. Загидуллин, Ш. З. Загидуллин // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. — 2009. — Т. 8, № 2. — С. 89 - 94.
4. 4.Замахина О.В. Ремоделирование левого желудочка сердца в зависимости от вегетативного статуса у больных, перенесших инфаркт миокарда / О.В. Замахина и [др] // Современные проблемы науки и образования. – 2016. - №3. – С. 46-58.
5. Лутра Атул ЭХО-КГ понятным языком / Атул Лутра // Практическая медицина – 2017 – С.67-72.
6. Рекомендации по количественной оценке структуры и функции камер сердца // Российский кардиологический журнал. — 2012. — Т. 95, № 3. — С. 1-28.
7. Рябиков А.Н. Структурные изменения артериальной стенки и миокарда в популяции по данным ультразвукового исследования: методические аспекты, детерминанты и прогностическое значение : автореф. дис. докт. мед. наук: 14.00.19 / А.Н. Рябиков. – Новосибирск, 2006. – 256 с.
8. Рыбакова М.К. Практическое руководство по ультразвуковой диагностике. Эхокардиография / М.К. Рыбакова, М.Н. Алехин, В.В. Митьков. – М.: Издательский дом Видар, 2008. – 512 с., с ил.
9. Maron B.J., Pelliccia A. The heart of trained athletes: cardiac remodeling and the risk of sports, including sudden death // Circulation. - 2006. – Oct 10. - Vol. 114. - P. 1663 – 1644.
10. Basavarajaiah S. Physiological left ventricular hypertrophy or hypertrophic cardiomyopathy in an elite adolescent athlete: role of detraining in resolving the clinical dilemma / Basavarajaiah S., Wilson M., Junagde S. et al.// Br. J. Sports Med. - 2006; 40: 727–729.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Ashmarin B.A. Teoriya i metodika pedagogicheskikh issledovaniy v fizicheskom vospitanii [Theory and methodology of pedagogical research in physical training] / B.A. Ashmarin. – M.: Physical Education and Sports, 1978. – 223 p. [in Russian]
2. Balykova L. A. Opyt primeneniya metabolicheskikh kardioprotektorov v detskoy sportivnoy meditsine [Experience in metabolic cardioprotectors usage in children sports medicine] / L.A. Balykova and [dr] // Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal [Russian Journal of Cardiology]. – 2011. – No. 5. – P. 52-58. [in Russian]
3. Zagidullin N.Sh. Osobennosti farmakologicheskogo vozdeystviya na simpaticheskiy tonus i chastotu serdechnykh sokrashcheniy pri serdechno-sosudistykh zabolevaniyakh [Features of pharmacological effects on sympathetic tone and heart rate in cardiovascular diseases] / N.Sh. Zagidullin, Sh. Z. Zagidullin // Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika [Cardiovascular therapy and prevention]. – 2009. – V. 8. – No. 2. – P. 89 - 94. [in Russian]
4. Zamakhina O.V. Remodelirovaniye levogo zheludochka serdtsa v zavisimosti ot vegetativnogo statusa u bol'nykh, perenesshikh infarkt miokarda [Remodeling of left ventricle of heart depending on vegetative status in patients after myocardial infarction] / O.V. Zamakhina and [dr] // Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education]. – 2016. – No. 3. – P. 46-58. [in Russian]
5. Loutra Atul EKHO-KG ponyatnym yazykom [Echocardiogram in plain languageъ / Atul Loutra // Prakticheskaya meditsina [Practical medicine]. – 2017 – P. 67-72. [in Russian]
6. Rekomendatsii po kolichestvennoy otsenke struktury i funktsii kamer serdtsa [Recommendations for quantitative assessment of the structure and function of the heart chambers] // Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal [Russian Journal of Cardiology]. – 2012. – V. 95. – No. 3. – P. 1-28. [in Russian]
7. Ryabikov A.N. Strukturnyye izmeneniya arterial'noy stenki i miokarda v populyatsii po dannym ul'trazvukovogo issledovaniya: metodicheskiye aspekty, determinanty i prognosticheskoye znacheniye [Structural changes in arterial wall and myocardium in population according to ultrasound data: methodological aspects, determinants and prognostic value]: Abstract of MD thesis: 14.00.19 / A.N. Ryabikov. – Novosibirsk, 2006. – 256 p. [in Russian]
8. Rybakova M.K. Prakticheskoye rukovodstvo po ul'trazvukovoy diagnostike. Ekhokardiografiya [Practical guide to ultrasound diagnostics]. Echocardiography / M.K. Rybakova, M.N. Alekhin, V.V. Mitkov. – M.: Vidar Publishing House, 2008. – 512 p., p. [in Russian]
9. Maron B.J., Pelliccia A. The heart of trained athletes: cardiac remodeling and the risk of sports, including sudden death // Circulation. - 2006. – Oct 10. – Vol. 114. – P. 1663 – 1644
10. Basavarajaiah S. Physiological left ventricular hypertrophy or hypertrophic cardiomyopathy in an elite adolescent athlete: role of detraining in resolving the clinical dilemma / Basavarajaiah S., Wilson M., Junagde S. et al.// Br. J. Sports Med. - 2006; 40: 727–729