При этом не всегда лица, желающие обучаться в специализированном учебном заведении с усиленными физическими нагрузками, достаточно обследованы в учреждениях врачебно-физкультурного и общемедицинского профиля.
Известно, что даже древние греки, для которых спорт, здоровое красивое тело являлись культом, не считали профессиональных спортсменов здоровыми людьми. Так, Гиппократ говорил, что «организм атлета нельзя считать естественным», Клавдий Гален отмечал: «Жизнь атлета полностью противоположна тому, что предписывает гигиена, спортсмены никогда не достигают преклонного возраста».
В 490 г. до н. э. молодой греческий воин по имени Фидиппид пробежал 26,2 мили (около 42 км) из Марафона в Афины, чтобы сообщить новость о победе греков над персами, после чего упал и умер. Вероятно, это был первый известный истории случай внезапной смерти у спортсмена.
В настоящее время внезапная сердечная смерть (ВСС) у молодых спортсменов – одна из актуальных проблем клинической и спортивной кардиологии.
ВСС у спортсменов 14–35 лет, согласно данным В.А. Курашвили [5], M.J. Mitten et al. [6], Л.А. Бокерии и соавт. [7] и др., встречается с частотой 1:50 000. При этом в 90% случаев ВСС наступает на фоне или сразу после физической нагрузки. Средний возраст внезапно умерших – 23 года. Среди этих случаев 40% приходится на лиц в возрасте до 18 лет. Установлено, что у мужчин ВСС развивается в 9 раз чаще [6–8].
Ребенок с действительно здоровым сердцем не имеет риска наступления ВСС, поэтому важной задачей является идентификация детей, которые внешне здоровы, но имеют патологические изменения в сердце (структурные и функциональные), требующие включения их в группу риска по ВСС.
В 1936 г. Г.Ф. Ланг ввел понятия «физиологическое сердце» и «патологическое спортивное сердце». «Спортивное сердце» формируется не менее чем за 2 года регулярных интенсивных занятий спортом (4–5 тренировок в неделю по 2 ч).
Выделяют 2 типа реакций сердца на нагрузку: «сердце стайера» (дилатация полости и умеренная гипертрофия) и «сердце спринтера» (преимущественно гипертрофия) [9].
Гипертрофия миокарда у спортсменов – следствие неполноценности адаптационных механизмов к повышенным требованиям спортивной деятельности, и если не собственно патология, то по крайней мере условие для развития морфологических и функциональных изменений в миокарде.
На юношеском этапе жизни наблюдается значительная перестройка соотношений роста сердца и сосудов, в связи с чем возникают особенности кровообращения [10, 11]. Кроме того, подростковый возраст – период онтогенеза, в котором происходят разнообразные морфологические и функциональные изменения органов и систем, что обусловливает в этот период определенную уязвимость организма перед рядом заболеваний [2, 11].
Таким образом, изучение динамики электрофизиологических процессов, протекающих в миокарде в ответ на физическую нагрузку, выявление скрытой кардиальной патологии и оценка риска ВСС приобретают особую актуальность при медицинском обслуживании детей, занимающихся профессиональным спортом.
Согласно определению В.П. Петленко, адаптационный резерв – это возможность клеток, тканей, органов, систем органов и организма в целом противостоять воздействию различного вида нагрузок, минимизируя их воздействие на организм и обеспечивая должный уровень эффективности деятельности человека. Это функциональные возможности, используемые для поддержания баланса между внешней средой и организмом, по существу, это критерий физического здоровья [12]. Чем стабильнее адаптационные резервы, тем меньше напряженность механизмов, необходимая для приспособления.
При динамической нагрузке потребление кислорода легкими быстро повышается. Максимальное потребление кислорода (МПК) – это наибольшее количество потребляемого пациентом кислорода при выполнении динамической нагрузки, включающей в работу основную часть общей мышечной массы [9, 13].
МПК эквивалентно максимальному минутному объему кровотока (МОК), умноженному на максимальную артериовенозную разницу по кислороду. Поскольку МОК находится в прямой зависимости от ударного объема и ЧСС, потребление кислорода прямо связано с ЧСС. При максимальных нагрузках артериовенозная разница по кислороду не превышает 15–17 объемных процентов, следовательно, МПК является неинвазивным методом оценки МОК. МПК зависит от возраста, пола, массы тела, уровня тренированности, наследственности, исходного состояния ССС [9, 13].
Метаболический эквивалент (МЕТ) – это потребляемое организмом количество кислорода в состоянии покоя, равное 3,5 мл на 1 кг массы тела в минуту. В действительности каждый человек в состоянии покоя потребляет в минуту индивидуальное количество кислорода, и МЕТ является усредненной величиной [13].
Нормальная продолжительность достижения субмаксимальной ЧСС – от 9 до 12 мин. Более раннее достижение является одним из признаков снижения ТФН, более позднее – неспособности ЧСС увеличиваться адекватно возрастающей нагрузке.
Цель данного исследования – определение адаптационных резервов сердечно-сосудистой системы подростков, желающих обучаться в учебных заведениях с высоким уровнем физической нагрузки.
Материал и методы
Степень физической тренированности обследуемого и его способность переносить нагрузку отражают толерантность к физической нагрузке (ТФН), которую мы оценивали с помощью тредмил-теста (ТТ) по протоколу Bruce у 90 здоровых мальчиков-подростков в возрасте 16–18 лет перед поступлением в военный лицей.Уровень ТФН, по которому судили о функциональной активности кардиореспираторной системы, мы определяли согласно критериям Т.В. Тавровской: ниже среднего – 8,6 МЕТ, средний – 10,2 МЕТ, выше среднего – 11,5 МЕТ, высокий – 13,3 МЕТ [14].
Перед ТТ оценивали вегетативный гомеостаз: исходный вегетативный тонус по величине показателя индекса напряжения, вегетативную реактивность (ВР), вегетативное обеспечение деятельности (ВОД) по реакции гемодинамики во время ортостатической пробы.
В ходе проведения нагрузочного тестирования непрерывно проводили мониторинг и оценку динамики ЧСС. На показатель ЧСС ориентировались при принятии решения о прекращении нагрузки, если отсутствовали клинические или ЭКГ-изменения. Еще до начала исследования вычисляли максимальную ЧСС для обследуемого, на основе которой рассчитывали субмаксимальную (пиковую или целевую) ЧСС, которую испытуемый должен достичь в ходе теста.
Для оценки функционального состояния сердца изучали особенности хронотропной реакции сердца после выполнения мышечной нагрузки.
Результаты и обсуждение
Согласно полученным результатам высокий уровень ТФН зафиксирован у 78 (86,7%) обследованных, выше среднего – у 9 (10%), средний – у 3-х (3,3%).У 34 (37,8%) подростков констатирована асимпатикотоническая ВР. Астеносимпатическое и гипердиастолическое ВОД имели 39 (43,3%) подростков.
Одним из главных показателей ТТ является тип реакции гемодинамики на физическую нагрузку. Нормальную реакцию мы выявили у 55 (61,1%) подростков, гипотоническую реакцию – у 11 (12,2%), гипертоническую – у 14 (15,6%), дистоническую – у 10 (11,1%).
Нормотонический тип реакции является наиболее благоприятным и отражает хорошую приспособляемость к физической нагрузке. Гипертонический тип реакции свидетельствует о нарушении регуляторных механизмов, которые способствуют экономичному функционированию сердца. Он наблюдается при хроническом перенапряжении ЦНС или ССС. Дистонический тип реакции является вариантом нормы при возвращении диастолического артериального давления (АД) к исходным величинам на 1–3–й минутах восстановления. Гипотонический тип является наименее благоприятным, т. к. косвенно свидетельствует об инотропной недостаточности.
Частотная характеристика сердца не без оснований рассматривается как важнейший показатель функционального состояния ССС, меняющийся в зависимости от силы влияния на сердце различных внутренних и внешних факторов. Для удовлетворения потребности работающих мышц в питательных веществах и кислороде в условиях малого ударного объема сердце вынуждено чаще сокращаться, что считается неэкономной работой. Высокая частота сердцебиений у здоровых подростков в состоянии относительного покоя указывает на запаздывание становления холинергических истоков гомеостаза [11], т. е. на недостаточную зрелость вегетативной нервной системы.
Существенную информацию ЧСС несет при характеристике переходных процессов – от состояния покоя к нагрузке, от одной нагрузки к другой и т. д. [15, 16]. Анализ ЧСС явился традиционным при рассмотрении периода врабатывания, устойчивого состояния и восстановления после выполнения работы. Изменение ЧСС при выполнении физической нагрузки зависит от уровня адаптированности сердца к мышечным нагрузкам [5, 10].
Проведенный анализ выявил, что 11 (12,2%) обследуемых преждевременно достигли субмаксимальной ЧСС, 67 (74,4%) – соответственно нормативным показателям, у 12 (13,3%) обследуемых субмаксимальная ЧСС была достигнута после 12 мин нагрузочного тестирования.
Хронотропный индекс (ХИ) характеризует прирост ЧСС по сравнению с ее исходным уровнем. Снижение ХИ встречается в норме у тренированных спортсменов. Сердце расходует меньше энергии, если сокращается реже, но с большей силой, что позволяет увеличить ударный объем и оптимизировать энергозатраты. Благодаря этому в кровоток поступает максимальное количество оксигенированной крови без дополнительного расхода энергии.
У 72 (80,0%) подростков ХИ был нормальным, у 18 (20,0%) – сниженным. Вывод о том, что снижение ХИ является патологией, можно делать только по совокупности всех клинических данных.
Физиологические процессы, обеспечивающие восстановление измененных при работе функций организма, называются восстановительными, а время, в течение которого происходит восстановление, – восстановительным периодом [13]. Изменения показателей ЧСС в восстановительном периоде свидетельствуют о важнейших регуляторных перестройках в организме [5, 17].
В период восстановления, после окончания работы, нормализуется внутренняя среда организма, удаляются продукты метаболизма, восстанавливаются энергетические ресурсы, пластические вещества и ферменты, израсходованные за время работы. В этот период происходит сложная перестройка морфологических структур, функциональных свойств и регуляторных механизмов, что обеспечивает повышение общей и специальной работоспособности. Характер изменений сердечной деятельности в восстановительном периоде позволяет судить о степени утомления и является значимым индикатором для адекватного дозирования физических нагрузок и продолжительности необходимого отдыха. В исследованиях М.И. Рахимова и соавт. [18] достоверное снижение показателей ЧСС происходило у подростков на 1-й минуте восстановительного периода. Завышенные показатели ЧСС на 5-й минуте восстановления говорят о необходимости продления времени восстановительного периода после выполнения нагрузки большой мощности.
Согласно полученным нами результатам, замедленное восстановление ЧСС регистрировалось у 27 (30,0%) обследуемых, АД – у 10 (11,1%), что свидетельствовало об их недостаточной тренированности и снижении у них адаптационных резервов.
ЭКГ-особенности, в т. ч. нарушения ритма и проводимости сердца, впервые были выявлены у 28 (31,1%) подростков: у 23 (25,6%) – синусовая брадикардия, у 9 (10,0%) – синдром ранней реполяризации миокарда, у 6 (6,7%) – бессимптомная элевация сегмента ST выше изолинии на 5 мм, у 5 (5,6%) – атриовентрикулярная блокада I степени. Значительно реже выявляли лабильную экстрасистолию напряжения (1,1%) и WPW-феномен (1,1%).
В своем интервью на XVI конгрессе Российского общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрофизиологии в Казани (2015) проф. Л.М. Макаров сказал: «У спортсменов, как правило, при исследовании обнаруживается «рабочее», «большое» сердце. И точно дифференцировать, где заканчивается физиология и начинается патология, – задача довольно сложная… Известно, что у высокотренированных спортсменов ЧСС значительно ниже, чем должна быть у стандартного человека в соответствии с возрастными нормами». Потому вышеуказанные изменения, выявленные нами у здоровых подростков, потребовали дообследования.
Выводы
Высокая ТФН имела неодинаковую «физиологическую стоимость» у обследованных детей. Напряжение адаптации ССС выявлено у 43,3% обследованных, при этом у 38,9% – патологическая реакция гемодинамики (гипотоническая, дистоническая, гипертоническая), у 20,0% – низкий хронотропный индекс; у 30,0% – замедленное восстановление ЧСС, у 11,1% – замедленное восстановление АД; у 31% – различные нарушения ритма сердца и проводимости; у 6,7% – бессимптомная элевация сегмента ST выше изолинии на 5 мм.ТФН должна определяться не только количеством выполненной работы, выраженной в метаболических эквивалентах, но и степенью напряжения адаптационных систем организма, являющейся «физиологической стоимостью» высокой толерантности. Чем выше цена, тем больше вероятность срыва адаптации и развития патологических процессов.
Таким образом, тредмил-тест позволил: оценить толерантность здоровых подростков к физической нагрузке; определить риск развития неблагоприятных реакций сердечно-сосудистой системы во время физической нагрузки; выявить латентное нарушение ритма сердца и проводимости; составить индивидуальные рекомендации по оптимизации физической активности (тип, плотность тренировок, допустимая ЧСС, виды спортивных занятий) и выбору дальнейшей профессии.
Уведомление
Авторы внесли равнозначный вклад в подготовку и написание представленной статьи. Подтверждаем отсутствие финансовой поддержки и конфликта интересов.
