Этиология, патогенез, ЭКГ-проявления, клинические особенности.
Высокий уровень спортивных достижений предъявляет особые требования к качеству подготовки спортсменов. Одним из основных условий высокой эффективности системы подготовки спортсменов является строгий учет возрастных и индивидуальных анатомо-физиологических особенностей организма.
Хотя влияние физических упражнений на сердце изучается давно, еще очень много кардинальных вопросов спортивной кардиологии нельзя считать решенными. Кроме того, рост спортивных достижений постоянно ставит перед спортивной медициной, в том числе перед спортивной кардиологией, новые задачи. Тщательная диагностика различных морфологических изменений сердечной мышцы при отборе к занятиям спортом и дозировании физических нагрузок приводит к более разностороннему изучению положительных сдвигов, возникающих в сердечно-сосудистой системе при адаптации к все возрастающим физическим нагрузкам и заключающихся как в определенных морфологических изменениях, так и в изменениях регуляции. Большую роль играют исследования возможных негативных изменений сердечно-сосудистой системы при неправильно построенном тренировочном процессе.
Чрезмерная физическая нагрузка, а также физическая нагрузка на фоне очагов хронической инфекции, вызывают патологические изменения и нарушения функции сердца спортсменов.
Органы и системы организма спортсмена претерпевают различные морфо-функциональные перестройки по мере увеличения нагрузок и степени адаптации к ним. В процессе спортивной тренировки развиваются функциональные приспособительные изменения и в работе сердечно-сосудистой системы, которые подкрепляются морфологической перестройкой ("структурный след”, по определению Ф.З. Меерсона) аппарата кровообращения и некоторых внутренних органов. Эта перестройка обеспечивает сердечно-сосудистой системе высокую работоспособность, позволяющую спортсмену переносить интенсивные и длительные физические нагрузки.
В научной литературе постоянно дискутируется вопрос об анатомических и функциональных характеристиках так называемого “спортивного" сердца, о пределе его физиологической адаптации и переходе в патологическую (Земцовский. 1995; Граевская. 1998; Urhausen. 1997). Лимитирующая роль деятельности сердца в обеспечении спортивной подготовки объясняет, почему именно этот орган чаше других подвергается перенапряжениям.
Важно то, что в ряде видов спорта, в которых требования к транспорту кислорода особенно высоки (циклические, скоростно-силовые, игровые), тренировка спортсмена сводится в определенной мере к тренировке самого сердца.
Тренеру необходимо хорошо знать структурно-функциональные особенности "спортивного" сердца, понимать важность систематического врачебного контроля для предупреждения и профилактики нарушений функционального состояния и повреждений миокарда и т.д.
Сердце обладает уникальными особенностями приспосабливаться к интенсивной мышечной деятельности. Еше в XIX веке было обращено внимание на особенности сердечно-сосудистой системы спортсменов. Так, у хорошо тренированных лиц было обнаружено увеличение размеров сердца, “высокий”, упругий пульс и тл. Уже в 1899 году был предложен новый медицинский термин — “спортивное сердце” (S. Henschen). Под этим понятием подразумевалось увеличенное в размерах сердце спортсмена и это явление расценивалось как патологическое. Термин “спортивное сердце” сохранился и до настоящего времени и широко используется. В 1938 году Г.Ф. Ланг выделил два варианта синдрома “спортивного” сердца — физиологический и патологический.
Определение, данное Г.Ф. Лангом “спортивному” сердцу, можно понимать двояко:
как сердце более работоспособное (в смысле способности удовлетворять благодаря систематической тренировки более высокими требованиями, предъявляемым сердцу при усиленной и длительной физической работе);
Как сердце патологически измененное, с пониженной работоспособностью в результате чрезмерных напряжений спортивного характера.
Характерными для физиологического “спортивного” сердца являются сочетание максимально экономного функционирования в покое и возможность достижения высокой, предельной функции при физической нагрузке. Таким образом, говоря о “спортивном” сердце, следует помнить, что дилатацию сердца можно расценивать как адаптационную реакцию организма, но увеличение размеров сердца при формировании “спортивного” сердца спортсменов происходит главным образом за счет расширения его полостей либо утолщения стенок желудочков. Дилатация полостей сердца касается как желудочков, так и предсердий. Наибольшее значение имеет дилатация желудочков, что обеспечивает одно из важных функциональных свойств “спортивного” сердца — высокую производительность.
Размеры сердца у спортсменов в значительной мере определяются характером спортивной деятельности. Наибольшие размеры сердца отмечаются у представителей циклических видов спорта (лыжников, велосипедистов, бегунов на средние и длинные дистанции). Несколько меньше размеры сердца у спортсменов, в тренировке которых хотя и придается определенное значение выносливости, это физическое качество не доминирует в данном виде спорта (бокс, борьба, спортивные игры и т.д.). И наконец, у спортсменов, развивающих главным образом скоростно-силовые качества, объем сердца увеличен крайне незначительно по сравнению с нетренированными людьми.
Дилатация сердца у представителей скоростно-силовых видов спорта в связи со всем указанным выше не является рациональной. Такие случаи подлежат углубленному врачебному контролю для выяснения причины увеличения сердца. Совершенно очевидно, что физиологическая дилатация “спортивного” сердца ограничивается определенными пределами. Чрезмерный объем сердца (свыше 1200 см3) даже у спортсменов, тренирующихся на выносливость, может явиться результатом перехода физиологической дилатации сердца в патологическую. Значительное увеличение объема сердца (иногда до 1700 см3) отражает наличие патологических процессов в сердечной мышце, которые развиваются как результат нерациональной тренировки. Физиологическая дилатация сердца у спортсменов является весьма лабильной, и в процессе роста тренированности в подготовительном периоде объем сердца может увеличится на 15—20%.
Говоря о вопросах и современной оценке тех признаков физиологического “спортивного” сердца, которые считают сегодня характерными для высокого уровня функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсмена, следует рассмотреть причины, которые способствуют формированию указанных изменений.
Развитие сердца физическими нагрузками.
Рациональное использование физических упражнений вызывает положительные сдвиги в отношении морфологии и функции сердечно-сосудистой системы. Высокое функциональное состояние физиологического “спортивного” сердца следует расценивать как проявление долговременной адаптационной реакции, обеспечивающей осуществление ранее недоступной по своей интенсивности физической работы.
При правильно построенной спортивной тренировке улучшение капиллярного кровообращения в мышцах происходит не столько за счет расширения существующих капилляров, сколько вследствие открытия и развития новых.
Это увеличивает поверхность, через которую происходит газообмен между кровью и тканью. Возникающее при этом расширение кровеносного русла приводит к замедлению скорости кровотока и обеспечивает лучшее использование кислорода крови. С нарастанием состояния тренированности скорость кровотока замедляется.
Огромную роль в повышении функции сердца придают улучшению капиллярного кровообращения и в сердечной мышце, происходящему за счет открытия и развития новых капилляров. Улучшение капилляризации миокарда являются основным фактором, обеспечивающим высокую работоспособность сердца спортсмена. Современные научные исследования показали, что для высокого функционального состояния физиологического ‘'спортивного” сердца его кровоснабжение должно соответствовать уровню метаболизма. Тем более, что коронарный (сосудистый) резерв сердца увеличивается больше, чем его мышечная масса.
Первичной адаптационной реакцией сердца на физическую тренировку является уменьшение частоты сердечных сокращений (как в покое, так и при любом субмаксимальном уровне нагрузки) и увеличение размеров сердца, проявляющееся главным образом увеличением конечно-диастолических размеров камер правого и левого желудочков. Это результат как уменьшения частоты сердечных сокращений, так и увеличения диастолического заполнения и эксцентрической гипертрофии сердца, приводящей к увеличению окружности желудочков. Данные изменения способствуют увеличению ударного объема и соответственно роста фракции выброса.
Во время физической нагрузки (по сравнению с покоем) при одном сокращении сердце у спортсмена должно выбрасывать примерно в два-три раза больше крови за укороченное вдвое время. Для выполнения столь значительной работы по перемещению крови сила сокращения сердечной мышцы должна быть увеличенной, что достигается за счет увеличения размеров сердца.
Адаптация сердца
Наиболее рациональным путем адаптации физиологического “спортивного** сердца к интенсивным нагрузкам является сбалансированное развитие гипертрофии и тоногенной дилатации. Но может быть и нерациональный путь адаптации сердца. Часто он наблюдается у детей, которые начинают интенсивно заниматься спортом в дошкольном возрасте. Было показано, что у детей 6-7 лет уже через восемь месяцев после начала спортивных занятий определяется достоверное увеличение толщины стенок и массы левого желудочка, но его конечно-диастолический объем и фракция выброса практически не меняются. Преобладание гипертрофии над тоногенной дилатацией у детей дошкольного возраста, вероятно, можно объяснить особенностями вегетативной регуляции, а именно преобладанием симпатико-адренергического воздействия. Это объясняет особенности реакций кровообращения на физические нагрузки у детей младшего возраста — большое напряжение сердечно-сосудистой системы и неэкономное расходование энергетического потенциала.
Изменения в сердце и сосудах зависят от типа нагрузки, ее интенсивности и систематичности тренировок. Сила сокращения сердечной мышцы регулируется как минимум двумя способами без участия центральной нервной системы. Первый способ — по закону Франка—Старлинга. Эти ученые установили, что сила сокращения миокарда (сердечной мышцы) зависит от ее растяжения перед самим сокращением: чем сильнее она растянута, тем сильнее последующее сокращение, этому же закону подчиняются и скелетные мышцы (именно поэтому мы размахиваемся, когда совершаем бросок рукой). Перед своим сокращением сердечная мышца в разной степени растягивается объемом крови, пос-тупаюшим в сердце, и чем больше этот объем, тем интенсивнее сокращение. Интенсивность сокращения возрастает не беспредельно, она максимальна, если мышца растягивается на 35%, дальнейшее перерастяжение ведет к постепенному ослаблению сокращения.
Второй способ усиления деятельности сердца реализуется при повышении давления в его полостях (при этом объем полости сердца не изменяется).