ИССЛЕДОВАНИЕ СОСУДИСТОЙ ПОСТНАГРУЗКИ СЕРДЦА В СПОРТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ

В.Богданов

Российская государственная академия физической культуры,
Москва, Россия

Нагрузка (постнагрузка - afterload) на сердце со стороны артериальной системы преодолевется усилиями миокарда левого желудочка при каждом выбросе крови в аорту. Поэтому количественное определение величины постнагрузки ЛЖ имеет важное значение для правильной оценки напряженности режима работы сердца спортсмена особенно при мышечной работе.

Не менее важно определиться с вопросом, что понимать под самим термином "постнагрузка ЛЖ". Этот вопрос до середины 70-х годов имел вполне общепринятый ответ: постнагрузка - это артериальное давление. Однако было показано, что артериальное давление - вторичный показатель. Оно формируется при динамическом взаимодействии миокарда ЛЖ, упругих стенок аорты и магистральных артерий, а также системного периферического сопротивления, регулирующего отток крови в капилярное русло. Концепция входного импеданса артериальной системы как комплексной постнагрузки левого желудочка сердца была высказана и обоснована в работах В.Милнора (1975) и М.Нобла (1979).

Простейшая математическая модель формирования артериального давления была предложена еще в 1899 г. Отто Франком. Эта модель позволяет получить формулы для расчета динамики артериального давления в течение сердечного цикла или любого другого промежутка времени, если известен закон изменения входного кровотока в ходе периода изгнания и величины системных сопротивлений: эластического и периферического.

Концепция аортальной компрессионной камеры, предложенная в модели О.Франка, использовалась в работах многих ученых. Так, в медико-биофизических исследованиях А.Савицкого разрабатывались способы определения эластического сопротивления артериальной системы. Эти подходы были обобщены в работах В.Л.Карпмана и сотрудников с целью внедрения в практику спортивной медицины методов измерения эластического сопротивления.

Нестационарное движение крови внутри отдельного кровеносного сосуда было исследовано О.Уомесли (1956), который предложил использовать новый показатель - артериальный импеданс - комплексное сосудистое сопротивление, учитывающее вязкостные и инерционные свойства потока крови и упругость сосудистой стенки. В 60-х годах дальнейшие экспериментальные (на животных) и теоретические исследования позволили понять многие свойства и особенности входного импеданса артериальной системы. В начале 70-х появились первые измерения входного импеданса артериальной системы человека. Возможности таких исследований были обеспечены созданием специальных мультисенсорных катетеров и развитием вычислительной техники.

Исследования артериального импеданса у спортсменов неинвазивными методами были начаты на кафедре спортивной медицины и в лаборатории спортивной кардиологии РГАФК по инициативе профессора В.Л.Карпмана. Первые результаты по артериальному импедансу у спортсменов были опубликованы в 1980 г. Однако использованный подход не учитывал инерционные свойства входного кровотока, которые весьма существенны при выполнении спортсменами интенсивных физических нагрузок. Поэтому было разработано новое определение артериального импеданса, позволившее учесть инерционность потока крови, выбрасываемого левым желудочком. Формула для расчета артериального импеданса включает кинетическую энергию входного кровотока и механический импульс ударного объема крови. Последний используется как количественная оценка инерционного сопротивления. Для вычисления величины артериального импеданса необходимо измерить ударный объем крови, основные показатели фазовой структуры сердечного цикла, систолическое и диастолическое артериальное давление.

Были проведены многочисленные исследования спортсменов различных специализаций как в условиях покоя, так и при выполнении мышечной работы непредельной интенсивности. Изменения системных сосудистых сопротивлений имели следующие закономерности. С ростом мощности мышечной работы эластическое и инерционное сопротивления возрастают практически линейным образом, причем скорости роста этих сопротивлений повышаются при снижении индивидуальной физической работоспособности спортсмена. Периферическое же сопротивление уменьшается с нагрузкой экспоненциальным образом (основное падение наблюдается при малых мощностях нагрузки). Изменения системных сосудистых сопротивлений при выполнении достаточно интенсивной мышечной работы оказались не ниже 100-150% (по отношению к их минимальным значениям).

В этих условиях артериальный импеданс у спортсменов достоверно возрастает с усилением физической нагрузки. Однако его изменения оказались существенно меньшими, чем у системных сопротивлений (рост в пределах всего 10-20%). Это говорит о наличии эффекта автостабилизации артериального импеданса при выполнении мышечной работы непредельной мощности (В.Л.Карпман, В.Р.Орел, 1993 г.). По характеру изменения артериального импеданса с ростом нагрузки можно судить об уровне адаптационных возможностей спортсмена. При приближении мощности нагрузки к границе индивидуальной зоны эффективной адаптации спортсмена к мышечной работе артериальный импеданс и его динамическая составляющая начинают резко возрастать, что говорит о снижении эффективности действия механизма автостабилизации постнагрузки левого желудочка сердца в этих условиях.

Артериальный импеданс как мера постнагрузки левого желудочка и его детерминанты (системные сосудистые сопротивления) являются важными экстракардиальными факторами, определяющими функциональное состояние сердечно-сосудистой системы. Методы, используемые для их определения дают возможность рассчитывать и такие интракардиальные показатели как механическая мощность сердечных сокращений и ускоряющий градиент давления в левом желудочке сердца. Эти показатели непосредственно характеризуют сократительные свойства миокарда левого желудочка как генератора потока крови и дают весьма полезную количественную информацию о реальном функциональном состоянии сердца спортсмена.

Использование данных о сосудистой постнагрузке сердца в комплексе с указанными интракардиальными показателями особенно важно в плане дальнейшего развития клинико-физиологических основ спортивной медицины и повышения эффективности ее практических приложений.

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Богданов, В. Исследование сосудистой постнагрузки сердца в спортивной медицине // Человек в мире спорта : Новые идеи, технологии, перспективы : Тез. докл. Междунар. конгр. - М., 1998. - Т. 1. - С. 141-143.