ОСОБЕННОСТИ ГЕМОКАРДИОДИНАМИКИ У СПОРТСМЕНОВ С РАЗНОЙ НАПРАВЛЕННОСТЬЮ ТРЕНИРОВОЧНОГО ПРОЦЕССА

ДЕТСКИЙ ТРЕНЕР
(журнал в журнале)

ОСОБЕННОСТИ ГЕМОКАРДИОДИНАМИКИ У СПОРТСМЕНОВ С РАЗНОЙ НАПРАВЛЕННОСТЬЮ ТРЕНИРОВОЧНОГО ПРОЦЕССА

Доктор биологических наук, профессор Н.А. Фомин
Кандидат педагогических наук Н.М. Горохов
Л.В. Тимощенко

Челябинский государственный педагогический университет, Челябинск

Введение. Организм ребенка постоянно находится в состоянии морфофункционального развития. При рассмотрении вопроса о возрастных структурно-функциональных показателях сердечно-сосудистой системы необходимо учитывать целый комплекс изменений, состоящий как из возрастных перестроек всей системы и отдельных ее звеньев, так и из особенностей ее функционирования [1, 3]. Считается, что наиболее общая причина и условие нарушения здоровья - нарастающее несоответствие между повышающимися нагрузками и возможностями организма. Это противоречие фактически разрешается на уровне функциональных систем организма путем изменений в механизмах саморегуляции. Сердечно-сосудистая система рассматривается как универсальный индикатор функционирования организма, сердце при этом является центральным звеном в системе кровообращения. Основная функция сердца сводится к формированию сердечного выброса, адекватного как уровню обмена, нагрузки, так и соматометрическим показателям детей [1, 3, 4, 10]. Начальные структурные изменения миокарда детей школьного возраста при скоростно-силовых нагрузках и длительной работе на выносливость, характеризуются главным образом морфофункциональным напряжением сердечной мышцы и следующими за ним дилятацией и гипертрофией левого желудочка или и тем, и другим. Изначально дилятация и гипертрофия левого желудочка рассматриваются как компенсаторно -приспособительная реакция, направленная на поддержание системной гемодинамики. На ранних этапах развития структурных изменений в миокарде преобладают гемодинамические воздействия и факторы нейрогуморальной регуляции, такие как увеличение венозного притока крови к миокарду и повышенная активность адренергических влияний на миокард [1 ,3, 10, 11]. В последующих периодах структурно-функциональные изменения миокарда зависят в основном от структурных изменений сосудистой стенки [1, 2]. В развитии структурно -функциональных изменений в миокарде огромную роль играют активность ренина в плазме крови, наличие в самом сердце ренин-ангиотензиновой системы, которая влияет на функцию миокарда, где кардиальный ангиотензин может стимулировать сократимость миокарда и участвовать в развитии гипертрофии левого желудочка.

Современное понимание динамики сердечного сокращения связано с наиболее важным свойством миокарда - оптимальным соотношением между скоростью и силой сокращения и величиной нагрузки на сердечную мышцу, которое может быть определено эхокардиографическим методом [7, 8]. Состояние миокарда в период диастолы определяет преднагрузку на сердце, тесно связанную с длиной волокон в покое, венозным притоком крови, объемом циркулирующей крови [10, 11]. В эхокардиографической характеристике величина преднагрузки определяется показателем конечного диастолического давления в левом желудочке. Систолическое напряжение миокарда, необходимое для изгнания крови, и мощность сокращения возрастают до окончания быстрой фазы изгнания (начало постнагрузочной стадии сокращения миокардиальных мышечных структур) в желудочке [1, 4, 5, 10, 11].

Цель исследования - изучение морфофункциональных особенностей миокарда, показателей гемодинамики и изменений активности отдельных ферментов в сыворотке крови в покое после физической нагрузки у лиц разного возраста и спортивной специализации.

Методика исследования. Обследованы 190 юных спортсменов в возрасте 10-19 лет разной спортивной специализации (легкая атлетика, n=58; таэквондо, n=44; тяжелая атлетика, n=35), занимающихся данными видами спорта не менее 3 лет. Контрольной группой (КГ) послужили практически здоровые лица того же возраста и пола, не занимающиеся спортом (n=43).

Показатели гемокардиодинамики определяли методом эхокардиографии на приборе SIM 5000 D PLUS (США) датчиком 3,0 мГц. Изображение регистрировалось в В- и М-модальных режимах. В М-модальном режиме измерялись линейные размеры сердца (конечный диастолический размер левого желудочка - КДР, конечный систолический размер левого желудочка - КСР, толщина межжелудочковой перегородки в систолу и диастолу - ТМЖП d и s, толщина задней стенки левого желудочка в систолу и диастолу - ТЗСЛЖ d и s в мм); затем математически рассчитывались следующие показатели: конечный диастолический и систолический объемы левого желудочка - КДО, КСО в мл, ударный объем - УО, фракция выброса - ФВ в %, изменение фракции сократимости - D S%, площадь поверхности тела - St в м² (определялась по нормограмме Дю Буа, Бутби, Сандифорду, расчет массы миокарда левого желудочка - ММЛЖ в г), [3, 6-9]. Систолическое и диастолическое давление (САД, ДАД) определяли по методу Короткова. Частоту сердечных сокращений (ЧСС) фиксировали с помощью ЭКГ. Статистическую обработку данных проводили на РС типа Pentium.

Таблица 1. Структурно-функциональные показатели миокарда левого желудочка у спортсменов 10-13 лет с разной направленностью тренировочного процесса, М±у

Показатели, возраст, вид спорта
ТМЖП		ТЗСЛЖ		КДР	КСР	КДО	КСО	УО	ФВ	ММЛЖ	AS	St	САД	ДАД	ЧСС
D	s	d	s	КДР	КСР	КДО	КСО	УО	ФВ	ММЛЖ	AS	St	САД	ДАД	ЧСС
n = 15, 10-13 лет, контрольная группа, группа 1
7,1	11,0	7,7	11,6	41,1	26	83,24	33,5	49,7	59,7	95,72	36,6	0,98	106,8	71,4	78
0,8	0,87	0,33	1,6	3,4	3,9	12,2	8,7	9,3	7,4	9,8	5,9	0,1	8,7	19,6	5,4
n = 20, 10-13 лет, легкая атлетика, группа 2
7,2	10,3	7,6	10,3	40,3	26,5	72,9	27,1	45,2	68,2	104	27	1,2	100,6	75,3	78,4
0,96	0,88	0,84	1,0	4,7	4,5	21,6	13,1	12,4	7,3	12,5	5,6	0,1	8,4	4,9	4,3
n =15, 10-13 лет, таэквондо, группа 3
8,4	11,0	8,5	10,9	41,9	28,4	78,9	31,2	47,8	60,1	134,5	32,0	1,3	105	76	82
1,24	1,54	1,26	1,11	3,49	2,83	15,9	7,62	11,7	8,11	16,5	5,34	1,2	7,6	4,2	5,6
n = 10, 10-13 лет, тяжелая атлетика, группа 4
8,4	11,0	7,6	10,6	40,3	27,9	71,5	29,6	42,0	58,2	110	30,8	1,0	99,3	71,6	84
1,1	1,2	1,3	0,6	2,7	2,2	11,7	5,4	9,8	7,6	20,0	5,3	0,1	10,2	6,9	5,8

(ТМЖП, ТЗСЛЖ, КДР, КСР, САД, ДАД - различия статистически недостоверны, КДО, КСО, УО, ФВ - р<0,01, ММЛЖ - р<0,05 относительно данных КГ).

Таблица 2. Структурно-функциональные показатели миокарда левого желудочка у спортсменов 14-15 лет с разной направленностью тренировочного процесса, М±у

Показатели, возраст, вид спорта
ТМЖП		ТЗСЛЖ		КДР	КСР	КДО	КСО	УО	ФВ	ММЛЖ	AS	St	САД	ДАД	ЧСС
D	S	d	S	КДР	КСР	КДО	КСО	УО	ФВ	ММЛЖ	AS	St	САД	ДАД	ЧСС
n = 15, 14-15 лет, контрольная группа, группа 5
8,4	11,4	8,2	10,8	40	29,2	84,7	34,1	50,7	59,8	138	27,5	1,2	115,8	78,1	76
1,1	1,35	1,19	1,03	2,72	2,89	23,0	6,72	15,9	5,31	34,6	4,99	0,14	10,3	6,4	6,8
n = 23, 14-15 лет, легкая атлетика, группа 6
9,4	13,0	9,2	13,0	42,7	32,8	104,4	45,3	58,2	56,4	189,0	29,5	1,5	118,0	78,9	64
1,5	1,6	0,9	1,6	3,3	3,3	17,7	11,8	14,6	10,1	33,9	7,2	0,1	8,7	15,4	7,8
n =17, 14-15 лет, таэквондо, группа 7
9,4	13,0	9,65	13,3	47,9	31,7	108,1	42	66,2	61,1	198,8	33,0	1,59	117	79,4	76
1,1	1,33	1,04	1,52	4,38	3,85	23,0	13,1	17,6	9,24	36,0	6,96	0,12	8,4	7,8	5,6
n =12, 14-15 лет, тяжелая атлетика, группа 8
9,0	11,4	8,9	12,3	44,0	34,0	90,3	48,4	42,3	47,0	161,7	22,9	1,4	145,9	75	88
0,2	0,5	0,4	0,1	3,6	1,6	16,7	4,0	12,9	3,6	21,0	2,3	0,12	15,4	7,9	4,3

Различия статистически достоверны - р<0,05, кроме ТМЖП (s) в группе 8, ФВ в группе 7, ДАД в группах 6, 7, 8 различия недостоверны, САД в группах 6, 7 - р<0,01 относительно показателей КГ.

Таблица 3. Структурно-функциональные показатели миокарда левого желудочка у спортсменов 16-19 лет с разной направленностью тренировочного процесса, М±у

Показатели, возраст, вид спорта
ТМЖП		ТЗСЛЖ		КДР	КСР	КДО	КСО	УО	ФВ	ММЛЖ	AS	St	САД	ДАД	ЧСС
D	s	d	S	КДР	КСР	КДО	КСО	УО	ФВ	ММЛЖ	AS	St	САД	ДАД	ЧСС
n = 12, 16-19 лет, контрольная группа, группа 9
8,78	12,0	8,89	12,0	46,0	30,9	98,6	38,6	60,1	60,3	169,1	32,8	1,4	125	84	76,8
0,76	1,15	1,3	1,15	3,98	3,95	20,5	12,5	17,6	11,1	34	7,79	0,1	15,6	5,8	7,6
n = 15, 16-19 лет, легкая атлетика, группа 10
9,7	14,0	9,98	13,0	53,1	37,2	136	59,6	76,4	56	245,7	29,9	1,76	130	76	59
0,7	0,9	0,7	0,8	3,82	2,99	21,3	11,7	18,3	9,0	42,7	5,61	0,1	15,8	6,9	4,8
n =14, 16-19 лет, таэквондо, группа 11
10,2	14,5	10,8	13,4	53,5	37,0	138	58	80	57,9	270	30,8	1,8	135	83	66
0,4	0,8	0,78	0,69	3,3	2,8	17,1	8,6	13,1	6,9	24,9	5,1	0,1	10,2	7,6	6,8
n = 13, 16-19 лет, тяжелая атлетика, группа 12
12,4	15,3	11,7	14,0	50,7	37,7	123,3	60,5	62,7	50,8	299,3	29,0	1,9	150	90	87
2,3	1,6	0,7	1,1	1,4	2,4	8,2	9,8	12,9	7,3	50,8	4,9	0,1	10,6	5,8	4,2

Различия статистически достоверны - р<0,05, AS, St в группах 10, 11, 12 - р<0,01 относительно показателей КГ.

Результаты исследований и их обсуждение. Результаты (табл. 1-6) представлены средней арифметической в группах (М), стандартным квадратичным отклонением среднего арифметического значения (±m), для сравнительного анализа использовали критерии Стьюдента и Манна-Уитни.

Первое увеличение возрастных изменений показателей внутрисердечной кардиодинамики у юных спортсменов наблюдается в период с 13 до 15 лет (увеличение линейных размеров сердца, ударного и минутного объемов крови). У спортсменов-легкоатлетов 10-13 лет и спортсменов, занимающихся таэквондо, структурные и гемодинамические показатели миокарда часто схожи (см. табл. 1), что связано прежде всего с тем, что в данном возрасте детьми выполняется общая нагрузка на выносливость.

Более существенные структурно -функциональные изменения сердца, характерные для конкретного вида спорта, регистрируются с 14-15 лет и заканчивают свое формирование к 19 годам [1, 3, 11]. При анализе данных в период с 14 до 16 лет в группах детей, заминающихся таэквондо и легкой атлетикой, обнаруживаются резкие различия в структурных и функциональных показателях миокарда левого желудочка по сравнению с КГ. Для вида спорта со смешанной направленностью, каким является таэквондо, характерно увеличение линейных размеров сердца, утолщение стенок миокарда (особенно межжелудочковой перегородки), значительное увеличение ММЛЖ по сравнению с КГ.

У спортсменов, занимающихся данными видами спорта с 16-летнего возраста, регистрируется уже сформировавшееся "спортивное сердце", характерное для своей спортивной специализации.

Для спортсменов, специализирующихся в длительной работе на выносливость, характерна направленность на увеличени е линейных размеров сердца, объемов полостей левого желудочка (дилятацию ), УО, ФВ [4-6, 10, 11] (см. табл. 1-3). У спортсменов-легкоатлетов можно выделить один из важнейших механизмов оптимизации сердца, который заключается в том, что при физической нагрузке можно обеспечить однократное увеличение УО крови за счет использования базального
резервного объема и в определенных ситуациях за счет дополнительного резервного объема. То есть для "спортивного сердца" легкоатлета характерна, как правило, физиологическая дилятация, благодаря которой увеличивается по сравнению с таковым у нетренированных людей базальный резервный объем.

У спортсменов, специализирующихся как в скоростно-силовых нагрузках, так и в видах спорта на развитие выносливости (таэквондо), отмечаются значительно утолщенные стенки левого желудочка, увеличение линейных размеров полостей сердца и большая относительно легкоатлетов масса миокарда, то есть в данном случае можно говорить о незначительной дилятации и гипертрофии миокарда левого желудочка (см. табл. 1-3).

Спортсмены, занятые в скоростно-силовых видах спорта (метание диска, поднятие штанги), обладают значительно гипертрофированным "спортивным сердцем", их ММЛЖ, при невысоком росте и большой массе тела, часто превышает 300-350 г относительно лиц КГ и спортсменов других спортивных специализаций. Как правило, для данной группы спортсменов характерна концентрическая гипертрофия (см. табл. 1-3) [3, 4, 6, 10, 11].

На основании изучения линейных размеров сердца, объемов его полостей, массы и функции левого желудочка был установлен ряд факторов, с одной стороны, подтверждающих сложившееся представление об изменениях в системе кровообращения в этом возрастном периоде, с другой - вносящих уточнения в отношении степени и характера изменений функций сердца подростка.

Другим важным механизмом оптимизации кровообращения у спортсменов является увеличение инотропизма миокарда, который базируется на структурных и функциональных изменениях миокарда у тренированных лиц. Повышение инотропизма миокарда связано с развитием физиологической гипертрофии его волокна, благодаря чему сила сердечного сокращения увеличивается, что отмечается в группах спортсменов-тяжелоатлетов. Также происходит и характерное для гиперфункции сердца физиологическое изменение миокарда, сила сокращения которого обеспечивается более совершенным механизмом сердечного сокращения. Утолщение стенок миокарда у спортсменов, развивающих скоростно-силовые качества, является признаком увеличения напряжения стенки миокарда и рассматривается как компенсаторная реакция сердца в ответ на предельную нагрузку.

Анализ результатов исследований позволяет в известной мере дополнить сложившиеся представления о структурных изменениях в сердце и изменениях гемокардиодинамических показателей в возрастном диапазоне 10 - 19 лет и при разной направленности тренировочного процесса и прийти к следующим выводам.

Выводы

1. Изменение ряда структурно-функциональных показателей у лиц, занятых в видах спорта на длительную выносливость, начинающих формироваться с юного возраста и в конечном счете приводящих к дилятации левого желудочка, относительно лиц КГ [1, 3-5, 10, 11].

2. Характерно е утолщение стенок миокарда левого желудочка при одновременном увеличении полости левого желудочка ведет к незначительной дилятации и гипертрофии левого желудочка у детей и подростков, специализирующихся в видах спорта на выносливость и скоростно-силовые нагрузки (таэквондо) [3, 7].

3. Резко выраженное утолщение стенок миокарда левого желудочка при незначительном увеличении его полостей ведет к развитию гипертрофии миокарда левого желудочка. Выявлено значительное утолщение стенок левого желудочка (ТМЖП, ТЗСЛЖ), увеличение линейных размеров левых полостей сердца, увеличение массы миокарда левого желудочка по сравнению с нетренированными людьми и спортсменами, тренирующимися на выносливость. Для 35% тяжелоатлетов характерна концентрическая гипертрофия левого желудочка.

Данные изменения характерны для видов спорта с направленностью на скоростно-силовые нагрузки.

4. Со стороны сердечной гемодинамики у спортсменов, специализирующихся в видах спорта на выносливость, отмечается описанное в литературе изменение в виде умеренной гипотонии и брадикардии покоя. У атлетов, развивающих скоростно-силовые качества, регистрируется повышенное среднее и систолическое артериальное давление (артериальная гипертензия 1-2-й степени).

Таким образом, регулярные занятия спортом способствуют развитию "спортивного сердца", которое, по показателям ЭХО КГ, характеризуется умеренным увеличением ЗСЛЖ, КСО, КДО, ММЛЖ и увеличением насосной функции сердца.

Литература

1. Белоконь Н.А., Кубергер М.Б. Болезни сердца и сосудов у детей: Руководство для врачей. - М: Медицина, 1984.

2. Вдовина Н.Н. Особенности кардиодинамики при различном соотношении морфофизиологических параметров сердца (по данным эхокардиографии). - М.: Медицина, 1988.

3. Воробьев А.С., Бутаев В. Клиническая эхокардиография у детей и подростков: Руководство для врачей. - СПб.: Специальная литература, 1999. - 423 с.

4. Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Спортивная кардиология. - Л.: Медицина, 1989. - 364 с.

5. Дятлова Н.Н. Показатели параметров центральной гемодинамики в зависимости от уровня здоровья школьников-подростков // Сб. работ науч.-практ. конф., посвященной 40-летию МСЧ-15. Снежинск, 1997.

6. Елисеев Е.В. Поведение центральной гемодинамики и сократительной функции миокарда в зависимости от направленности тренировочного процесса // Теория и практика физ. культуры. 2003, № 1, с. 39-41.

7. Качан Ю.В., Нечаева Г.И., Рождественский М.Е. и др. // Теория и практика физ. культуры. 2003, № 8, с. 43-47.

8. Мухарлямов Н.М., Беленков Ю.Н. Ультразвуковая диагностика в кардиологии. - М.: Медицина, 1981. - 181 с.

9. Мухарлямов Н.М., Беленков Ю., Атьков О.Ю. Клиническая ультразвуковая диагностика: Руководство для врачей. - М.: Медицина, 1987.

10. Осипов М.А., Шиллер Н. Клиническая эхокардиография. М., 1993. - 347 с.

11. Струтынский А.В. Эхокардиограмма: анализ и интерпретация: Учеб. пос. - М.: Медпресс-информ, 2001. - 208 с.