НОВЫЕ ЛИНИИ ДИАГНОСТИКИ В СПОРТЕ

Abstract

MORPHOFUNCTIONAL PRECONDITIONS OF CARDIO- AND HEMODYNAMICS AGE CHANGES AT OCCUPATIONS BY SPORTS

A.N. Fomin

N.A. Fomin, Dr. Biol., professor

N.N. Djatlova, Ph.D.

South-Ural state university, Chelyabinsk

Key words: morphofunctional changes in a myocardium, cardiodynamics, hemodynamics; hypertension in young athletes.

The authors had undertaken the attempt of the early revealing of the arterial hypertension and an overtrain of the heart of teenagers in occupations by sports, by periodic echocardiography inspections in out-patient conditions.

135 teenagers aged 13-16 years were surveyed.

The data received by the authors allows adding the usual ideas about changes of hemodynamics in that age period.

There was found the line of factors, on the one hand, confirming the usual ideas about changes in system of blood circulation in this age period, with another the bringing specifications concerning the degree and character of changes of functions of heart of the teenager on the basis of studying of the sizes, volumes, weight and functions of the left ventricular cavity.

The received data allows to consider the inmyocardium pressure as an informative parameter of the current and potential frustration of activity of the heart in teenagers with the arterial hypertension.

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗРАСТНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КАРДИО- И ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ ЗАНЯТИЯХ СПОРТОМ

А.Н. Фомин
Доктор биологических наук, профессор Н.А. Фомин
Кандидат биологических наук Н.Н. Дятлова

Южно-Уральский государственный университет, Челябинск

Ключевые слова: морфофункциональные изменения в миокарде, кардиодинамике, гемодинамике; гипертензия у юных спортсменов.

Начальные изменения в миокарде у подростков при артериальной гипертензии проявляются в морфофункциональном напряжении сердечной мышцы и следующими за ним дилятацией и гипертрофией левого желудочка. На первых порах гипертрофия левого желудочка рассматривается как компенсаторно-приспособительная реакция, направленная на поддержание системной гемодинамики. Однако при сохранении подростковой гипертензии неизбежными становятся функциональные расстройства и развитие гипертонической болезни.

Прогрессирующее повышение сопротивления оттоку крови при артериальной гипертензии у подростков ведет к увеличению напряжения и ограничению укорочения сердечной мышцы. При этом ухудшаются условия перфузии крови в субэндокардиальных слоях, снижается кровообращение миокарда, приводящее в конечном итоге к нарушению сократительной функции миокарда.

Современное понимание динамики сердечного сокращения связано с выделением в качестве наиболее важного свойства миокарда оптимального соотношения между скоростью и силой сокращения с величиной нагрузки на сердечную мышцу, которое может быть определено эхокардиографическим методом. Состояние миокарда в период диастолы определяет преднагрузку на сердце, тесно связанную с длиной волокон в покое, венозным притоком крови, объемом циркулирующей крови. В эхокардиографической характеристике величина преднагрузки выражается показателем конечного диастолического давления в левом желудочке [1, 4, 5, 15, 19]. Систолическое напряжение миокарда, необходимое для изгнания крови, и мощность сокращения возрастают до окончания быстрой фазы изгнания (начало постнагрузочной стадии сокращения миокардиальных мышечных структур).

Нами предпринята попытка раннего выявления артериальной гипертензии и перенапряжения сердца у подростков при занятиях спортом, при периодических эхокардиографических обследованиях в амбулаторных условиях.

Ультразвуковое исследование сердца проводилось на эхокардиографе Combison-350 (США) датчиком 3,0 мГц. Регистрация изображения велась в М- и В-режимах. Визуализация структур сердца производилась из парастернальной и верхушечных областей по длинным и коротким осям в положении пациента лежа на боку или на спине. Визуализация полостей и внутрисердечных структур при помощи ультразвуковых волн позволяет оценить функцию и морфологию сердечных структур, уточнить механизмы гемодинамических изменений и состояния сердечной мышцы [1, 9, 10, 15, 18).

При проведении исследования нами использовался метод двухмерного изображения сердца. Ультразвуковой датчик (трансдюссер) устанавливался в 4-м межреберье слева от грудины. Оптимальным считается такое положение датчика, когда на ЭХО-КГ определяется наибольшая амплитуда движения створок митрального клапана. Выбор трансдюссера зависит от возраста и конституции пациента. Для обследования подростков использовался датчик диаметром 1 см с фокусным расстоянием 6-10 см, с частотными параметрами 2,25 МГц. Расчет показателей эхокардиограммы левого желудочка производился по следующим формулам:

                   7
КДО= ------------- КДР3 (мл);                   (1)
            2,4 + КДР

                   7
КСО=------------- КСР 3 (мл);                   (2)
          2,4 + КСР

УО=КЖЛ-КСЛ (мл);                               (3)

МОК=УО x ЧСС (мл/мин);                    (4)

СИ=МОК/St (л/мин/м2),                        (5)

где St - площадь поверхности тела;

 

          УО
ФБ=---------100% ;                                     (6)
         КДО

         КДР-КССР
DS=----------------100%;                             (7)
             КДР

                         7
ММЛЖ=------------------------------ (КДР+2СЛЖd) 3 ·1,05;                  (8)
                  2,4+ (КДР+23 СЛЖd)

              АДd · КДР                       КДР
ВМН=------------------- (1 - ---------------------------),                                (9)
              2 МЖПd                  8 (КДР-МЖПd)

где ВМН - внутримиокардиальное напряжение в динах/см2 , рассчитанное по С.Е. Raclle (1976) и модифицированное А.П. Юреневым (1982). Анализ эхокардиограммы осуществлялся с помощью специальной программы для обработки кардиоизображений, введенной в компьютер эхокардиографа. Программа анализа включала:

1) измерение линейных размеров сердца (КДР,КСР, МЖП, ЗСЛЖ, мм);

2) определение расчетных показателей (КСО-КДО, мл) объемом левого желудочка, УО, МОК (мл), СИ (л/мин/м2), ФВ;

3) расчет массы миокарда левого желудочка (ММЛЖ, г);

4) внутримиокардиальное напряжение левого желудочка (ВМН) (дин/см2).

При дальнейшем анализе использовали индексированные к площади поверхности тела (BSA) показатели КСР, КДР, КДО, ММЛЖ, названные соответственно КСР/St, КДР/St, КСО/St, ММЛЖ/St. Площадь поверхности тела BSA (St) определялась по номограмме Di Bios (1976).

Сокращения:

Кдо - конечный диастолический объем,

КДР - диаметр левого желудочка в конце диастолы,

КСР - диаметр левого желудочка в конце систолы,

КСО - конечный систолический объем,

ЗСЛЖd - толщина задней стенки левого желудочка в конце диастолы,

ЗСЛЖs - толщина задней стенки левого желудочка в концы систолы,

МЖПd - МЖПs - толщина межжелудочковой перегородки в конце диастолы (d) и в конце систолы (s),

ММЛЖ - масса миокарда левого желудочка,

УО - ударный объем,

МОК - минутный объем крови,

ВМК - внутримиокардиальное напряжение,

СИ - систолический индекс,

ФВ - фракция выброса,

S% - изменение фракции сократимости,

Результаты исследований. Обследовано 135 подростков от 13 до 16 лет, объединенных в три возрастные группы. В первую группу вошли 67 практически здоровых подростков (27 мальчиков и 40 девочек), во вторую - подростки с артериальной гипертензией (14 мальчиков и 13 девочек), в третью - подростки, систематически занимающиеся спортом (пловцы, легкоатлеты-бегуны на средние дистанции). Контрольные срезы изменений эхокардиографических показателей производились в сопоставимых условиях для каждой группы испытуемых.

В возрастных изменениях показателей внутрисердечной кардиодинамики (контрольная группа подростков) наблюдалось резкое увеличение ударного и минутного объемов крови между 13-14 годами. У мальчиков ударный объем крови увеличивался с 45,38 до 66,09 мл, у девочек - с 40,36 до 57,64 мл. В 15-16-летнем возрасте наблюдалось стабилизация ударного объема крови в пределах 62-64 мл у мальчиков и 47-50 мл у девочек. В изменении минутного объема крови максимальное увеличение у мальчиков отмечено к 15 годам, а у девочек - к 14. Артериальное давление с возрастом увеличивалось как у мальчиков, так и у девочек. Наиболее выраженный возрастной скачок в изменении максимального артериального давления у мальчиков наблюдался между 15-16 годами. У девочек максимальное артериальное давление в исследуемом возрастном диапазоне возрастало на 2-3 мм рт. ст. за год (табл.1).

В группе подростков с артериальной гипертензией наиболее выраженное увеличение максимального артериального давления наблюдалось в 16-летнем возрасте (со 137,5/88,7 мм рт. ст. оно возросло до 144/80,0 мм рт. ст.). У девочек-подростков максимальное артериальное давление оставалось стабильным при снижении минимального артериального давления с 83,0 до 75,0 мм рт. ст. В средних величинах оно существенно (при Р<0,05) отличалось от показателей подростков контрольных групп.

Таблица 1. Возрастные изменения внутрисердечной гемодинамики. M±m

Возраст, лет Показатели
ADs, mm рт. ст. ADd, мм рт. ст. УО, мл МОК, л СИ, л/мин/м2 ФВ, %
Контрольная группа подростков, мужчины, n=27
13 100,88 68,13 45,38 4,24 3,86 57,73
2,16 7,40 6,67 0,14 0,18 7,15
14 102,43 71,00 66,09 4,42 4,08 64,55
4,58 4,22 3,10 0,89 1,34 9,24
15 107,38 69,38 64,51 4,99 4,19 65,64
10,97 4,28 3,24 1,21 1,02 7,39
16 116,50 77,25 62,13 4,31 3,79 65,19
2,65 7,82 6,42 0,95 4,01 5,63
Контрольная группа подростков, женщины, n=38
13 102,08 68,33 40,36 3,97 3,01 65,30
10,68 9,63 3,43 0,25 0,18 5,95
14 101,43 65,43 57,64 4,15 3,02 63,44
12,90 3,96 8,70 1,30 1,08 2,95
15 103,83 72,42 47,43 3,24 2,10 63,37
16,15 17,15 12,43 0,19 0,10 6,28
16 106,86 75,71 50,09 3,76 3,51 65,19
3,21 26,42 0,28 0,78 0,31 7,48

В возрастных изменениях ударного и минутного объемов крови в группах подростков с артериальной гипертензией наиболее значительные различия наблюдалось у 13-летних подростков (45,38 мл - у подростков контрольной группы, 60,7 мл - у подростков с артериальной гипертензией). У девочек-подростков с артериальной гипертензией во всех возрастных группах показатели ударного и минутного объемов крови были выше, чем в контрольной группе (табл.2).

У подростков-спортсменов наблюдалось более высокое, чем в контрольной группе, максимальное артериальной давление, а также величины ударного и минутного объемов крови. Статистически значимые различия с контрольной группой наблюдались до 16-летнего возраста. У подростков-спортсменок 13-16 лет статистически значимые межгрупповые различия с девочками-подростками, не занимающимися спортом, наблюдались во всех возрастных группах (табл. 3).

Обсуждение результатов. Артериальная гипертензия - одна из распространенных форм системных нарушений гемодинамики [3, 4, 8, 15]. Начало развития артериальной гипертензии провоцируется возрастными перестройками в системе регуляции гемодинамики, которые могут быть осложнены факторами среды, социальными условиями жизни, нерациональными занятиями спортом [6, 7, 12, 18]. Полученные нами данные позволяют в известной мере дополнить сложившиеся представления об изменениях гемодинамики в возрастном диапазоне 13 - 16 лет.

Таблица 2. Возрастные изменения внутрисердечной гемодинамики, M±m

Возраст, лет Показатели
ADs, mm рт.ст. ADd, мм рт.ст. УО, мл МОК, л СИ, л/мин/м2 ФВ, %
Группа подростков 13-16 лет с артериальной гипертензией, мужчины, n=14
13 134,00 81,25 60,70 4,26 3,14 58,24
7,43 9,95 3,97 1,07 0,81 1,24
14 136,67 83,67 58,47 4,51 3,05 65,80
20,70 5,80 7,58 1,19 10,42 5,16
15 137,50 83,75 64,60 5,03 3,46 58,62
6,90 3,58 6,55 5,58 0,41 8,63
16 144,00 80,00 65,07 5,54 2,19 63,27
32,29 0,20 0,90 0,25 1,34 5,47
Группа подростков с артериальной гипертензией, женщины, n=13
13 136,25 83,00 57,28 4,89 3,23 65,80
11,01 5,30 0,87 3,17 1,21 0,01
14 135,67 80,00 64,67 5,17 3,14 65,22
5,80 9,94 1,65 0,39 1,19 7,46
15 136,67 78,67 67,43 3,63 2,28 65,12
10,76 5,80 6,07 0,40 0,08 9,19
16 136,33 75,00 66,03 4,40 2,45 65,13
13,25 2,48 2,24 0,09 1,01 0,90

Таблица 3. Возрастные изменения внутрисердечной гемодинамики, M±m

Возраст, лет Показатели
ADs, мм рт. ст. ADd, мм рт.ст. УО, мл МОК, л СИ, л/мин/м2 ФВ, %
Подростки-спортсмены, n=25
13 108,75 71,75 75,35 5,60 3,56 66,87
3,58 8,88 1,07 5,27 1,89 3,81
14 118,00 78,75 75,40 5,78 4,19 65,09
11,23 10,45 6,76 4,24 0,57 3,12
15 113,40 80,00 70,42 5,53 3,13 65,56
1,61 0,00 6,74 2,16 1,31 4,65
16 116,56 75,44 67,69 5,75 3,26 65,47
11,36 10,21 2,04 1,08 0,39 0,96
Подростки-спортсменки, n=16
13 108,25 71,25 61,25 4,69 3,39 63,40
4,64 9,95 6,76 1,51 0,83 8,41
14 118,25 72,50 65,25 5,28 3,49 65,27
8,88 9,78 7,82 0,16 0,25 2,31
15 117,00 75,50 59,15 4,17 2,67 65,38
7,43 2,65 0,09 0,22 0,31 1,46
16 115,25 67,00 60,25 4,21 2,71 65,20
2,52 7,43 3,58 0,07 0,05 0,18

На основании изучения размеров, объемов, 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. Эти уточнения могут быть сгруппированы следующим образом:

1) утолщение МЖП у подростков с артериальной гипертензией по сравнению с контрольными группами;

2) увеличение полости левого желудочка в систоле и диастоле (КСО, КДО) у подростков-спортсменов по сравнению с показателями подростков первой и второй групп;

3) прогрессирующее увеличение массы миокарда (ММЛЖ) у подростков-спортсменов (ММЛЖ-152,41+4,59), тенденция к увеличению массы миокарда у подростков с артериальной гипертензией (ММЛЖ-126,98±10,36) по сравнению с контрольной группой (ММЛЖ-93,74±7,31);

4) увеличение показателей миокардиального напряжения у подростков с артериальной гипертензией (ВМН-111,74±4,87) по сравнению с первой (ВМН-87,61±2,74) и третьей группами (ВМН-90,91±6,84). Существенных различий между группами по гемодинамическим показателям (МОК, СИ) в зависимости от возраста и пола не было выявлено.

У подростков с артериальной гипертензией установлено увеличение размеров левого желудочка (КСР, КДР, ЗСЛЖ, МЖП), изменение внутрисердечной гемодинамики: увеличение УО, МОК, СИ, свидетельствующих об усилении насосной функции сердца по сравнению со здоровыми подростками. Регулярные занятия спортом способствуют развитию "спортивного сердца", которое, по показателям ЭХО КГ, характеризуется умеренным увеличением ЗСДЖ, КСО, КДО, ММЛЖ и увеличением насосной функции сердца.

Для группы подростков, не занимающихся спортом, характерны сравнительно невысокие величины линейных размеров, конечного систолического и конечного диастолического объемов; ударного и минутного объемов, массы миокарда ЛЖ, показателей ВМН по сравнению со сверстниками с артериальной гипертензией. Устойчивая тенденция к повышению внутримиокардиального напряжения может служить объективным показателем склонности подростков 13-16 лет с артериальной гипертензией к развитию гипертонической болезни в последующие годы жизни.

У детей и подростков с артериальной гипертензией ВМН при его высоких исходных значениях отмечены ускоренные темпы повышения в последующие годы, особенно между 15 и 16 годами (период интенсивной пубертатной ломки). В группе подростков, систематически занимающихся спортом, наиболее существенные сдвиги ВМН происходили между 13 и 14 годами.

Сопоставление данных кардиодинамики у здоровых детей и подростков с данными сверстников, систематически занимающихся спортом, показывает, что наиболее выраженные изменения у юных спортсменов наблюдаются в показателе ВМН (табл. 4).

Полученные нами данные позволяют считать внутримиокардиальное напряжение информативным показателем текущих и потенциальных расстройств деятельности сердца у подростков с артериальной гипертензией.

Таблица 4. Изменение внутримиокардиального напряжения у здоровых детей и подростков, у их сверстников с гипертензивным синдромом и у подростков, занимающихся спортом, M±m

Возраст, лет Показатели ВМН, дин/cм2
Первая группа -здоровые дети и подростки Вторая группа - подростки с АГ Третья группа -спортсмены
13 82,9± 2,11 109,0± 1,05 83,0± 5,42
14 85,5± 0,74 113,8± 12,2 93,3± 4,09
15 89,1± 1,78 114,4± 12,9 93,0± 5,87
16 92,89± 3,12 122,9± 6,09 94,0± 5,65

Литература

1. Автандилов А.Г. Информационная характеристика клинических дифференциальных диагностических признаков гипертонической болезни и нейроциркуляторной дистонии у подростков // Кардиология. 1995, №1, с. 40-41.

2. Александров А.А. Повышенное артериальное давление в детском и подростковом возрасте (ювенильная артериальная гипертония). М.:Медицина, 1994.

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

4. Волков В.С., Романова Н.П. Уровень артериального давления и реакция ССС на психоэмоциональный стресс у юношей с мягкой артериальной гипертонией в зависимости от порога вкусовой чувствительности к поваренной соли//Кардиология. 1998. Т. 38. № 3, с. 42-46.

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

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

7. Калюжная Р.А. Гипертоническая болезнь у детей и подрстков.- М.: Медицина, 1980.

8. Клочков В.А. Использование скоростного анализа суточного профиля артериального давления для диагностики и лечения артериальной гипертензии // Кардиология. 1999. Т. 39, № 4, с. 26-30.

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

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

11. Николаев К.Ю., Николаева А.А., Дашевская А.А., Куроедов А.Ю., Скворцова Ю.Н. Взаимосвязь сосудистой реактивности, центральной гемодинамики и реакции на физическую нагрузку при пограничной артериальной гипертензии различного течения//Кардиология. 1998. Т. 38, № 5, с. 35-39.

12. Поливода С.Н. Гипертензивное сердце: механизмы формирования, диагностика и лечение. - Киев: Здоровье, 1991.

13. Фомин Н.А., Дятлова Н.Н. Изменение морфометрических показателей и сократительной функции миокарда у подростков по данным двухмерного эхокардиографического исследования // Физиология и морфология мышечной деятельности. Екатеринбург, 1998.

14. Ebeigbe A.B., Cabanie M. Responses of isolated human epigastric artersies to histmane G.Autonomic Nervous system. 1992. 39.P.210-209.

15. Sawada S.G., Segar D.S., Ryan T. et al. Echocardiography detection of coronary asrtery disease during dobumamine intusion. Ibid.1991.83.P.1605-1614.

16. Simont I., Devereux R.B., Roman M.G., Schlussen I. Echocardiography left verticular mass and electrolytire intake preolict arterial hypertension. Ann. Int. Med., 1991.

17. Tarazi R.C. Left hypertrophy in hypertenzion. London, 1979.

18. Richter R. Echocardiography studies of children and adolescers witn primary hypertension. Kinder-arte Prax. 1993, 61:7. 8:279 - 284.

19. Rossi M.A., Carilla S.V. Cardiac hupertrophu due to pressure and volume overload: distantly different biological phenomena. Int.G. Cardiol.,1991.

 Home На главную   Library В библиотеку   Forum Обсудить в форуме  up

При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна!