ФИЗИОЛОГИЯ СПОРТА

Abstract

ELECTROCARDIOGRAM AND LEVEL OF BLOOD ELECTROLYTES IN MONITORING OF ATHLETES' CURRENT FUNCTIONAL CONDITION

F.A. Iordanskaya, Ph. D., honoured physician of Russia

N.K.Tsepkova, Ph. D.

The All-Russian scientific research institute of physical culture and sports, Moscow

O.N. Ipatenko, physician

Central Sports Club of Army, Moscow

V.V. Kleyev, Ph. D.

The centre of medicine of accidents, Moscow

Key words: shock blood volume, cardiovascular system, impellent activity, infringement of repolarization

The interrelations between ECG parameters and the level of the main blood electrolytes (Mg, Ca, Fe, I) at high level athletes has been studied. It is shown that when ECG is normal, electrolyte levels are also in normal range. at young athletes with myocardium repolarization abnormalities, there was observed more rapid pulse and higher indices of arterial blood pressure, Mg and Fe levels are at the lowest normal range. ECG abnormalities after veloergometry with Mg and P levels decrease have been also observed at young athletes. It is concluded that the preventive measures of cardiac dysfunction consist in the timely diagnostic of ECG abnormalities, express-diagnostic of blood electrolyte levels and nutritional support with a well-balanced mineral formula.

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММА И УРОВЕНЬ ЭЛЕКТРОЛИТОВ КРОВИ В МОНИТОРИНГЕ ТЕКУЩЕГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ

Кандидат медицинских наук, заслуженный врач России Ф. А. Иорданская
Кандидат медицинских наук Н. К. Цепкова

Всероссийский научно-исследовательский институт физической культуры и спорта, Москва

Врач О.Н. Ипатенко
Спортивный клуб ЦСКА, Москва 

Кандидат медицинских наук В.В. Клеев
Центр медицины катастроф, Москва

Ключевые слова: ударный объем крови, сердечно-сосудистая система, двигательная активность, нарушение реполяризации.

Одна из ведущих систем организма в обеспечении высокой работоспособности у спортсменов - сердечно-сосудистая система [2 и др.]. Существует зависимость между величиной ударного объема кровотока и производительностью сердца, а также максимальной аэробной мощностью [7 и др.]. С этих позиций систему кровообращения можно рассматривать как одно из главных звеньев в системе транспорта кислорода при обеспечении максимальной работоспособности [6 и др.]. Большую роль в обеспечении высокой работоспособности играет состояние сосудистого тонуса (В.В. Васильева, Н.А. Степочкина, 1986, и др.). Несоответствие фактического периферического сопротивления должному приводит к повышению артериального давления, изменению упруго-эластических свойств сосудов, коронарного кровотока и другим изменениям [3, 8 и др.].

К ранним признакам дизадаптации сердечно-сосудистой системы, как показал проведенный нами анализ [4], относятся жалобы на боли в сердце, транзиторная гипертония, появление нарушений на электрокардиограмме в покое и после нагрузки. При анализе ЭКГ 632 спортсменов были выявлены следующие нарушения: резко выраженная синусовая аритмия - 4,9 %; миграция водителя ритма - 0,5 %; эктопический ритм - 1,8 %; СА- и АВ-блокады - 1,9 %; нарушение процессов реполяризации миокарда - 13,7 %.

Необходимо подчеркнуть, что частота нарушений ЭКГ различна у спортсменов разных групп двигательной деятельности, возраста и пола. В последние годы обращает на себя внимание увеличение частоты нарушений ритма сердца, по-видимому, в связи с увеличением стрессорных нагрузок в тренировках и увеличением объема соревновательных нагрузок (Э. В. Земцовский, 1990, и др.)

Клетке сердца свойственны три основных электрофизиологических состояния: покой (диастола или поляризация), активизация (деполяризация) и возвращение в состояние покоя (реполяризация). В диастолу (фаза 4) клетка сердца обладает отрицательным зарядом (80-90 мВ) - потенциалом покоя, который создается за счет разницы концентрации ионов калия внутри и вне клеток (внутриклеточное содержание ионов калия превышает внеклеточное в 30 раз). В период покоя клеточная мембрана непроницаема для ионов натрия. В фазе активации (фаза 0) потенциал покоя несколько снижается до порогового уровня, а затем становится положительным (30 мВ) за счет быстрого поступления ионов натрия в клетку. Затем клетка возвращается в фазу покоя. В фазе ранней быстрой реполяризации (фаза 1) в клетку поступают ионы хлора, в фазе медленной реполяризации (фаза 2) - ионы натрия, а в фазе поздней реполяризации (фаза 3) происходит интенсивный отток ионов калия из клетки. На ЭКГ фазам 0-3 соответствует комплекс QRSТ (систола), а фазе 4 - отрезок T-Q (диастола).

Причинами аритмии могут быть: 1) нарушение автоматизма или образование импульсов; 2) нарушение проведения импульса; 3) их сочетание (Ю.Б. Белоусов, B. C. Моисеев, В. К. Лепахин, 1993). Замедление фазы 4 ведет к нарушению автоматизма (синусовая тахикардия, асистолии, экстрасистолия).

Нарушение проводимости - более частая причина возникновения аритмии, включающая замедление или блокаду проведения импульса, а также возврат возбуждения и однонаправленную блокаду (атриовентрикулярная блокада, блокада ножки пучка Гиса, пароксизмальная тахикардия) [5].

Существуют также два коротких периода, во время которых возбудимость сердца резко повышена. На ЭКГ им соответствует конечная часть зубца Т и зубец U. В этот период потенциал действия могут вызвать даже очень слабые раздражители.

В динамике ударных тренировочных микроциклов при нарастании утомления появляется отрицательная динамика показателей Соколова-Лайона ЭКГ и переход положительного зубца Т₂ в двухфазный или отрицательный при проведении ортопробы.

В клинической кардиологии описаны изменения ЭКГ при нарушении электролитного обмена [10]. Это касается изменения ЭКГ при гипер- и гипокалиемии, гипер- и гипокальциемии, гипер- и гипомагнезимии, а также при ацидозе и алкалозе. Алкалоз может вызывать перемещение калия из внеклеточной жидкости во внутриклеточное пространство. При ацидозе гиперкалиемия развивается в результате перемещения калия из внутриклеточного пространства во внеклеточную жидкость. Гиперкалиемия на ЭКГ характеризуется высоким или пикообразным зубцом Т и уширением комплекса QRS.

Предельная физическая нагрузка, как стрессовая ситуация, оказывает существенное влияние на уровень электролитов крови [12 и др.]. Изучение состояния электролитного обмена крови у велосипедистов в процессе работы околопредельной мощности показало, что наиболее значимо изменилось содержание в крови неорганического фосфора и железа (повышение), а также калия (понижение) [11].

При средних физических нагрузках организм теряет от 0,5 до 1,0 л пота в час, при интенсивных нагрузках и жаре - более 3 л в час. Пот содержит не только воду, но и электролиты. Наряду с такими минералами, как натрий, калий, кальций, магний, фосфор и хлор, выделяются и важные микроэлементы - железо и йод. Тренированные спортсмены потеют больше, чем нетренированные. У тренированных больше потовых желез, чем у людей, далеких от спорта. Кроме того, у спортсменов потовые железы работают более интенсивно. В то же время концентрация минералов и микроэлементов в поте спортсменов -профессионалов меньше, чем спортсменов-любителей. Профессионалы лучше умеют "разбавлять" пот, таким образом удерживая важные минеральные вещества в организме.

Для организма одинаково важны все минеральные вещества, но в организме спортсменов иногда обнаруживается дефицит некоторых минералов. К таким "минералам риска" относятся в первую очередь железо и йод, а также магний и кальций. В поте концентрация магния и калия выше, чем в крови. С 1 л пота выделяется 0,7-1,2 миллиграмма железа и 42 микрограмма йода. Это соответствует 60-70 % количества железа, ежедневно поступающего в организм с пищей, а также 25 % рекомендуемого и 50 % среднего потребления йода.

Цель настоящей работы - изучить взаимосвязь показателей ЭКГ спортсменов с уровнем электролитов крови.

Методики исследования: врачебный осмотр; измерение пульса и артериального давления; расчет вегетативного индекса; регистрация ЭКГ в 12 отведениях в исходном состоянии, в процессе ортопробы и после велоэргометрического тестирования; исследование электролитов крови: натрия, калия, хлора, железа, магния, неорганического фосфора, кальция с использованием аппаратуры фирмы "Bayer" (Англия) и "Konelab" (Финляндия).

Результаты исследования и их обсуждение. Исследования проводились на группе высококвалифицированных спортсменов - мастеров спорта (21 человек) в возрасте от 17 до 28 лет (средний возраст 23,7 года) со стажем занятий спортом свыше 10 лет.

В исходном состоянии частота сердечных сокращений (ЧСС) у 12 спортсменов характеризовалась брадикардией (40-57 уд/мин), у 3 спортсменов ЧСС составила 82-84 уд/мин, у остальных была в пределах 60-74 уд/мин.

Артериальное давление (АД) у 10 спортсменов было в пределах нормы (115-120/70-80 мм рт. ст.), у 6 составило 130-135/80 мм рт. ст., у 5 оно было повышенным: 140-180/70-95 мм рт. ст. (табл. 1).

Вегетативное обеспечение работоспособности почти у всех спортсменов (18 человек) происходило по экономичному - парасимпатическому типу и лишь у 3 - по симпатическому типу регуляции.

ЭКГ в исходном состоянии у 10 спортсменов была в пределах нормальных значений и физиологической нормы, при которой у 6 человек имела место неполная блокада правой ветви пучка Гиса, у 5 - симптом ранней реполяризации, у 1 - симптом укороченного РQ. Нарушение показателей ЭКГ выражалось:

- в нарушении ритма у 3 человек: у 1 - миграция водителя ритма, у 1 - нижне-предсердный ритм, у 1- желудочковая экстрасистолия;

- в нарушении процессов реполяризации миокарда левого желудочка у 8 спортсменов (у 6 - нижнего отдела, у 1 - нижне-бокового, у 1 - межжелудочковой перегородки).

Таким образом, в исходном состоянии у 11 человек отмечались нарушения в работе сердца. При этом у 5 из них определялись сниженные показатели Соколова-Лайона (от 6,6 до 16,6 %), указывая на явления гипоксии миокарда.

В реакции на велоэргометрическую нагрузку у 11 спортсменов определялись адекватные выполненной работе изменения; у 1 определяемые в исходном состоянии нарушения сохранялись и после велоэргометрической нагрузки; у 6 велоэргометрическая нагрузка усугубила нарушения, выявленные в исходном состоянии; у 3 после велоэргометрической нагрузки на ЭКГ появились нарушения, не определяемые в исходном состоянии (табл. 2).

Анализ состояния показателей электролитного обмена крови позволил обнаружить, что средние данные по группе находятся в пределах нормальных значений (см. табл. 2), поэтому дальнейший анализ показателей электролитного обмена проводился с учетом результатов и характером изменений ЭКГ.

По показателям ЭКГ в исходном состоянии спортсмены были разделены на три группы (см. табл. 2):

- группа из 10 человек с нормальными показателями ЭКГ;

- группа из 8 человек с нарушением процессов реполяризации;

- группа из 3 человек с нарушением ритма сердца.

Как видно из таблицы, показатели электролитного обмена у спортсменов с нормальной ЭКГ были близки к средним данным по всей группе. Обращает на себя внимание группа спортсменов с нарушением процессов реполяризации миокарда: это были более молодые спортсмены с более частым ритмом сердца, более высокими показателями АД и содержанием магния и железа в крови на нижней границе нормы. Нарушение ритма сердца чаще отмечалось у более старших спортсменов. Ухудшение реакции ЭКГ после велоэргометрии также наблюдали у более молодых спортсменов, что сопровождалось снижением содержания в крови магния и фосфора.

Таблица 1. Уровень АД у обследованных спортсменов в соответствии с рекомендациями ВОЗ и Международного общества по артериальной гипертонии (ВОЗ/МОАГ, 1999 г.)

Примечание. Если систолическое и диастолическое давление находятся в разных категориях, то присваивается более высокая.

Таблица 2. Показатели ЭКГ и электролитов крови у спортсменов

Таблица 3. Показатели ЭКГ у спортсменов в зависимости от уровня электролитов крови

Индивидуальный анализ показателей электролитного обмена крови с учетом их деления на два уровня: в пределах нормы и ниже нижней границы нормы и характером изменения ЭКГ - выявил тенденцию к несколько большей частоте снижения калия, магния и фосфора (ниже нижней границы нормы) у спортсменов с нарушением процессов реполяризации миокарда (табл. 3).

Сопоставление нарушений ЭКГ у спортсменов с изменением уровня показателей электролитного обмена крови показало некоторую взаимосвязь нарушения процессов реполяризации миокарда со снижением концентрации таких электролитов крови, как калий, натрий, магний и кальций.

Все фазы реполяризации потенциала действия определяются, с одной стороны, быстротой инактивации направленного внутрь клетки натрий-кальциевого тока, а с другой - плотностью выходящего из клетки калиевого тока. Различные вещества, воздействующие на проводимость кальциевых, натриевых и калиевых каналов мембраны миокардиальной клетки, регулируют плотность и длительность ионных токов и тем самым изменяют форму и уровень сегмента RS-T и зубца Т на ЭКГ [5].

Прохождение ионов натрия и кальция через мембраны помимо многих других механизмов контролируется также нейрогормонами, и в первую очередь катехоламинами. Эти процессы могут проходить асинхронно в различных слоях миокарда, что является электрофизиологическим обоснованием большой лабильности сегмента RS -T и зубца Т в процессе тренировочных нагрузок разного объема и интенсивности [1].

Рис. 1. Реакция ЭКГ на нагрузку у спортсменов с нормальной ЭКГ в условиях покоя, n=10. ЭКГ в ортопробе - слева, ЭКГ в велоэргометрии - справа, далее - так же.

Рис. 2. Реакция ЭКГ на нагрузку у спортсменов с нарушениями ритма, n=3

Рис. 3. Реакция ЭКГ на нагрузку у спортсменов с нарушениями процессов реполяризации миокарда, n=8

Выводы. Изучение характера ЭКГ и уровня электролитов крови в мониторинге текущего функционального состояния спортсменов выявило определенную взаимосвязь нарушений процессов реполяризации миокарда со снижением концентрации некоторых электролитов крови, ответственных за формирование фаз реполяризации сердечного цикла и потенциала действия прохождения ионов через каналы мембраны миокардиальных клеток.

Следовательно, профилактика возникновения возможных нарушений в работе сердца состоит, с одной стороны, в своевременной диагностике ЭКГ- нарушений и экспресс-диагностике уровня электролитов крови; с другой - во включении в программу восстановительных мероприятий сбалансированного состава минералов и микроэлементов.

Литература

1. Бутченко Л.А., Бутченко В.Л. Варианты нормы сегмента RS-T электрокардиограммы спортсмена // Теория и практика физ. культуры, 1984, № 11, с. 40-42.

2. Граевская Н.Д. Влияние спорта на сердечно-сосудистую систему. - М.: Медицина, 1975. - 277 с.

3. Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Спортивная кардиология. - Л.: Медицина, 1989. - 138 с.

4. Иорданская Ф.А., Юдинцева М.С. Диагностика и дифференцированная коррекция симптомов дезадаптации к нагрузкам современного спорта и комплексная система мер их профилактики // Теория и практика физ. культуры, 1999, № 1, с. 18-25.

5. Исаков И.И., Кушаковский М.С., Журавлева Н.Б. Клиническая электрокардиография. - Л.: Медицина, 1984.

6. Карпман В.Л., Любина Б.Г. Динамика кровообращения у спортсменов. - М.: ФиС, 1989. - 135 с.

7. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.П. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. - М.: Медицина, 1988. - 250 с.

8. Мухарлямов Н.В. Кардиомиопатия. - М.: Медицина, 1991. - 258 с.

9. Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. - М.: Медицина, 2000. - 540 с.

10. Орлов В.Н. Руководство по электрокардиографии. - М., 1999. - 524 с.

11. Цепкова Н.К. Показатели электролитов крови у велосипедистов // Вестник спортивной науки, 2004, № 1(3), с. 30-35.

12. Цыганенко А.Я., Жуков В.И., Мясоедов В.В. и др. Клиническая биохимия. - М.: Триада-Х., 2002. - 496 с.

13. Юдинцева М.С. Диагностика и средства направленной коррекции симптомов дизадаптации к нагрузкам у высококвалифицированных спортсменов: Автореф. канд. дис. М., 2002. - 24 с.

  На главную    В библиотеку    Обсудить в форуме 

При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна!
 

Реклама: