ДИНАМИКА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛОСТИ ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА У СПОРТСМЕНОВ

З.Б.Белоцерковский

В последние годы все большее внимание уделяется исследованию спортивного сердца с помощью эхокардиографии. Выполненные к настоящему времени ультразвуковые исследования играют существенную роль в прогрессе наших знаний о характере морфологической перестройки сердца у спортсменов, особенностях таких важных показателей, как сердечный выброс, контрактильность миокарда (Н.Д.Граевская, Г.А.Гончарова, Г.Е.Калугина и др., 1978; А.Г.Дембо, Э.В.Земцовский, О.М.Крынский и др., 1978; З.Б.Белоцерковский, 1980; З.Б.Белоцерковский, А.А.Лыхмус, 1985; В.Л.Карпман, З.Б.Белоцерковский, 1986; З.Б.Белоцерковский, В.Л.Карпман, 1991).

В спортивно-медицинской практике обычно используется одноосевая эхокардиография и, следовательно, расчет целого ряда объемных параметров основан на измерении одной короткой оси полости левого желудочка. Поэтому вполне обоснована необходимость дальнейшего усовершенствования этой методики, тем более, что для этого имеются определенные возможности. Мы имеем в виду измерение еще и длинной оси помимо короткой. Такую возможность впервые показали в 1977 г. Machii и соавт. Начиная с 1980 г., двухосевая эхокардиография стала применяться в лаборатории спортивной кардиологии ГЦОЛИФК. Была надежно разработана техника регистрации длинной оси левого желудочка.

Очевидно, что располагая двухосевой эхокардиографией можно более детально изучать динамику конфигурации полости левого желудочка, анализировать движения не только межжелудочковой перегородки и задней стенки левого желудочка, но дополнительно еще и таких структур сердца, как верхушка и атриовентрикулярная перегородка. Этому кругу вопросов и посвящено настоящее сообщение.

Материал и методы

Обследован 121 спортсмен в возрасте от 18 до 26 лет. Испытуемые имели высокую спортивную квалификацию (мастера спорта и перворазрядники), занимались различными видами спорта. Контрольная группа состояла из 28 здоровых нетренированных лиц того же возраста и пола.

Внутренние структуры сердца изучали с помощью отечественного эхокардиографа "УЗКАР-3". Исследование проводилось в положении тела обследуемого лежа на спине или на левом боку. Анализ эхокардиограмм в обоих случаях велся традиционным образом (Feigenbaum, 1974; Н.М.Мухарлямов, Ю.Н.Беленков, О.Ю.Атьков и др., 1975; В.В.Зарецкий, В.В.Бобков, Л.И.Ольбинская, 1979). Помимо стандартной регистрации, позволяющей на эхокардиограмме измерить короткую ось полости левого желудочка, амплитуду систолического движения межжелудочковой перегородки и задней стенки левого желудочка, в положении испытуемого на левом боку записывали эхокардиограмму в "отведении" верхушка сердца - основание. Эхокардиографический датчик устанавливали при этом в области сердечного толчка. На зарегистрированной таким образом эхокардиограмме измеряли длинную ось левого желудочка - конечно-диастолический диаметр как наибольшее расстояние между эндокардом стенки левого желудочка и атриовентрикулярным кольцом, конечно-систолический диаметр, где диаметр полости достигает минимальных значений, амплитуду систолического движения стенки желудочка в области верхушки и атриовентрикуляного кольца.

Результаты и их обсуждение

Как следует из таблицы 1, данные спортсменов заметно отличаются от показателей, зарегистрированных в контрольной группе.

Большие линейные размеры полости левого желудочка определены у спортсменов, у которых они были увеличены по средним данным примерно на 9-12% по сравнению с контрольной группой. Очевидно, это связано с дилятацией полости, развивающейся под влиянием занятий спортом.

Таблица 1

Размеры параметров полости левого желудочка сердца у спортсменов (средние данные,± см)

В начале применения эхокардиографии полагали, что в диастолу и систолу длинная ось в два раза больше короткой. Исходя из этого, в течение многих лет на основании измерения одного лишь передне-заднего размера (D) полости (короткая ось) рассчитывали объем полости левого желудочка (V) как многомерного образования (по формуле V = 1,047 · D³). В наших наблюдениях сопоставление длинной оси с короткой показало, что такой подход при определении конечно-диастолического объема полости левого желудочка не оправдан, поскольку соотношение L_d:D_d не равно 2:1.

По средним данным соотношение L_d:D_d у спортсменов и нетренированных лиц оказалось равным 1,65. Вместе с тем при анализе индивидуальных данных о соотношении длинной и короткой оси полости левого желудочка в период систолы установлено, что у большинства испытуемых этот коэффициент весьма близок к 2,0. По средним данным отношение длинной оси к короткой в систолу у спортсменов оказалось равным 1,99, а в контрольной группе - 1,94.

Сопоставление данных о степени изменения продольного и поперечного диаметра полости левого желудочка во время систолы показало, что по сравнению с конечно-диастолическими размерами короткая ось у спортсменов уменьшается на 35,2%, а длинная ось на 21,1%. Аналогичная в общем ситуация складывалась и у испытуемых контрольной группы, у которых короткая ось уменьшалась на 33,7%, а длинная - на 22,6%. Из этого следует, что в период изгнания левый желудочек приобретает более вытянутую форму, что, кстати сказать, и объясняет тот факт, что соотношение длинной оси с короткой во время систолы фактически становится равным 2:1.

Во время систолы у спортсменов отмечается несколько большее укорочение поперечных и продольных диаметров, чем у нетренированных лиц, тогда как ударный объем крови у спортсменов существенно больше и равняется соответственно 92 мл и 67 мл, т.е. на 37% больше. Надо полагать, что даже меньшее укорочение размеров полости дилятированного спортивного сердца во время сокращения в условиях покоя или, по-видимому, даже меньшее увеличение объема полости в условиях функционирования механизма Франка-Старлинга во время физической нагрузки будет обеспечивать у спортсменов больший сердечный выброс, чем у нетренированных.

Анализ индивидуальных данных показал зависимость между диастолическим объемом полости, степенью изменения ее продольных и поперечных размеров во время систолы и ударным объемом крови. Она выражается в том, что с увеличением объема полости желудочка и амплитуды экскурсии эндокарда полости возрастают значения ударного объема крови. Если принять, что у спортсменов увеличение объема полости левого желудочка вследствие более полной релаксации приводит к удлинению саркомеров, то увеличение ударного объема крови, вероятно, связано с усилением сердечного сокращения в результате действия механизма Франка-Старлинга. Свидетельством большей силы сокращения, очевидно, в данном случае (т.е. с увеличением конечно-диастолического объема полости и увеличением ударного объема крови) являлась большая амплитуда движения внутренней поверхности полости левого желудочка.

Во время изгнания крови в аорту объем левого желудочка уменьшается. Об этом свидетельствует эхокардиографически зафиксированные изменения линейных размеров полости этого отдела сердца. Учитывая общий характер представленной выше информации о динамике полости левого желудочка в период систолы, представляло интерес более детально рассмотреть этот вопрос. При этом мы исходили из того, что изменение размеров короткой оси зависит от амплитуд движения как межжелудочковой перегородки, так и задней стенки левого желудочка, а длинной оси - как от амплитуд движения стенки желудочка в области верхушки, так и атриовентрикулярной перегородки. Каков же вклад каждой из этих составляющих в динамику поперечных и продольных размеров полости в процессе сокращения левого желудочка.

В таблице 2 представлены данные об амплитуде систолической экскурсии эндокардиальной поверхности различных структур полости левого желудочка по сравнению с тем уровнем эндокарда, который был зарегистрирован в конце диастолы.

Таблица 2

Систолическая экскурсия эндокардиальной поверхности различных структур полости левого желудочка у спортсменов (средние данные, ± см).

Как следует из наших наблюдений (табл. 2), амплитуда систолического движения задней стенки левого желудочка существенно больше, чем межжелудочковой перегородки, что, возможно, объясняется анатомическими различиями этих структур, участием межжелудочковой перегородки в сократительном процессе не только левого, но и правого желудочка.

По поводу изменения продольной оси левого желудочка во время систолы, большего или меньшего участия в этом процессе верхушки или атриовентрикулярной перегородки в литературе нет единой точки зрения. Так, по мнению С.Ф.Олейник, П.Н.Балабаевой (1966), легче представить, что верхушка приближается к основанию, а не основание к верхушке. Иной точки зрения придерживался Г.П.Конради (1955), который считал, что верхушка во время систолы почти неподвижна, тогда как основание опускается в направлении к верхушке.

Анализ нашего материала показал, что экскурсия атриовентрикулярной перегородки во время систолы едва ли не в три раза больше, чем подвижность стенки желудочка в области верхушки. Столь значительные изменения положения атриовентрикулярной перегородки в направлении к верхушке закономерны. Они связаны не только с изгнанием крови из желудочка в аорту, но дополнительно еще, способствуя увеличению полости предсердия, обусловлены увеличением венозного возврата крови в левое предсердие (реализуя тем самым систолическую присасывающую функцию желудочка).

Выше уже был отмечен факт прямой зависимости амплитуды движения внутренней поверхности желудочка от его конечно-диастолического объема, а следовательно, линейных поперечных и продольных размеров полости желудочка. Вместе с тем известно, что при поражении миокарда, нарушении его сократительной функции изменяется характер движения стенок желудочка, уменьшается амплитуда их систолического движения и вместе с тем конечно-диастолический объем полости желудочка изменяется незначительно либо даже увеличивается. Это позволяет для оценки функционального состояния миокарда желудочка использовать новый показатель - индекс сократимости миокарда (ICM), отражающий взаимоотношения между величиной экскурсии внутренней поверхности желудочка и размерами короткой и длинной осей.

Индекс сократимости миокарда (в %) рассчитывается из следующего отношения:

ICM = (A₁ + A₂ + A₃ + A₄) / (D_d + L_d) · 100%

где A₁, A₂, A₃, A₄ - амплитуды (см) движения соответственно задней стенки желудочка, межжелудочковой перегородки, верхушки и атриовентрикулярной перегородки в систолу; D_d - конечно-диастолический поперечный диаметр (см) полости желудочка (короткая ось); L_d - конечно-диастолический продольный диаметр (см) желудочка (длинная ось).

При относительно незначительной вариабильности индекс контрактильности миокарда у обследованных спортсменов по средним данным равнялся 26,4%. Низкие значения этого показателя могут отмечаться при нарушении сократимости миокарда желудочка как целого отдела сердца. По аналогичному принципу, рассматривая отношение амплитуды экскурсии задней стенки и межжелудочковой перегородки к короткой оси желудочка, а отношение амплитуды экскурсии верхушки и атриовентрикулярной перегородки к длинной оси, по-видимому, можно будет судить о локальных нарушениях сократимости отдельных участков левого желудочка.

Таким образом, представленные в настоящем сообщении данные свидетельствуют о том, что использование двухосевой эхокардиографии в спортивной медицине расширяет возможности ультразвукового метода исследования, способствует получению более точной информации о пространственной конфигурации внутренней поверхности полости левого желудочка в различные фазы сердечного цикла.

Результаты проведенного исследования позволяют заключить:

1. У спортсменов по сравнению с нетренированными лицами отмечаются большие конечно-диастолические и конечно-систолические размеры продольной и поперечной осей полости левого желудочка. У спортсменов больше и амплитуда движения внутренних контуров полости желудочка в период изгнания крови в аорту.

2. Во время сокращения миокарда левого желудочка в большей степени укорачивается поперечная (короткая) ось полости желудочка (на 35%), чем продольная (длинная) ось (на 21%).

3. В период сокращения миокарда левого желудочка укорочение короткой оси в большей степени определяется амплитудой движения задней стенки желудочка (на 58%), чем межжелудочковой перегородки (на 42%), а укорочение длинной оси в большей степени определяется амплитудой движения атриовентрикулярной перегородки (на 72%), чем верхушки желудочка (на 28%).

4. Отношение длинной оси к короткой в диастолу равняется 1,65:1, а в систолу практически равняется 2:1, т.е. во время изгнания крови в аорту, полость левого желудочка становится более вытянутой.

5. Предложен новый показатель - индекс контрактильности миокарда, который рассчитывается из отношения амплитуды движения внутренней поверхности желудочка к размерам его короткой и длинной оси. Величина индекса контрактильности миокарда у спортсменов обычно колеблется в пределах от 23 до 29%, составляя в среднем 26%. Индекс контрактильности миокарда позволяет судить о функциональном состоянии миокарда желудочка.

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Белоцерковский, З.Б. Динамика внутренней поверхности полости левого желудочка сердца у спортсменов // Клинико-физиол. характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов : сб., посвящ. двадцатипятилетию каф. спорт. медицины им. проф. В.Л. Карпмана / РГАФК. - М., 1994. - С. 154-161.