CC BY
80
Л.М. Макаров, H.H. Федина, В.Н. Комоля това
Параметры изменения показателей реполяризации миокарда у юных элитных спортсменов при проведении велоэргометрии
Центр синкопальных состояний и сердечных аритмий у детей и подростков (ЦСССА) ФМБА России на базе ФГБУЗ ЦДКБ Федерального медико-биологического агентства
L.M. Makarov, N.N. Fedina, V.N. Komoliatova
Parameters of myocardial repolarization in young elite athletes
during bicyle exercise test
Center for Syncope and Cardiac Arrhythmias in Children and Adolescents at the Federal Medical Biological Agency, Federal State Budgetary Educational Institution, Central Clinical Children's Hospital FMBA
Ключевые слова: велоэргометрия, юные элитные Key words: Bicycle test, young elite athletes, QT
спортсмены, интервал QT, динамика интервала interval, QT dynamics, microvolt T wave alternans,
QT, микровольтная альтернация зубца Т, нару- changes of repolarization. шение процесса реполяризации.
Were evaluated 425young elite athletes 15-17years old, members of the young Russian national teams in different sort of sport: basketball (69); baceball (29); water polo (37); volleyball (42); wrestling (35); handball (43); mountain skiing (n=23), rowing (n=21), speed skating (n=8), track and field athletics (n=11), cross-country skiing (n=12), sailing(n=8), swimming(n=4), gymnastics (n=18), boxing(n=37), weightlifting(n=10), soccer (n=29), hockey (n=10). The control group was made by 35 healthy teenagers who aren't involving in competitive sports at the age of15,5±1,4 years. All subjects were examined by the cardiologist, also were performed 12-channel rest ECG (prone position and standing), EChoCG, bicycle test (PWC170). The myocardium repolarization was assessment by microvolt T wave alternans (MMA method) on system Cardiosoft 6.5 V 6.51 2, GE Healthcare, USA. In the outcome of test and at the end of each step of loading, on the 2nd and 4th minutes of recovery the values of absolute (QT) and corrected QT (QTc) intervals were measured manually. QT dynamics (an assessment of parameters of frequency adaptation of an interval of QT to heart rate) was estimated with use of the selective equation of linear regression with an assessment of the slope QT/RR parameter.
The maximum values of an interval of QTc at athletes and in control group didn't exceed 460 ms. For athletes at physical activities were typical more higher values of QT dynamics (steep slope
Обследованы 425элитных спортсменов в возрасте от 15 до 17лет — членов национальных сборных РФ по различным видам спорта: баскетбол (n=69), бейсбол (n=29), водное поло (n=37), волейбол (n=42), борьба (n=35), гандбол (n=43), горные лыжи (n=23), гребля (n=21), конькобежный спорт (n=8), легкая атлетика (n=11), лыжные гонки (n=12), парусный спорт (n=8), плавание (n=4), гимнастика (n=18), бокс (n=37), тяжелая атлетика (n=10), футбол (n=29), хоккей (n=10). Контрольную группу составили 35 здоровых подростков, не занимающихся спортом, в возрасте 15,5±1,4 года. Все обследуемые были осмотрены кардиологом, также всем проводили регистрацию 12-канальной ЭКГ в положении лежа и стоя, эхокардиографию, велоэргометрию (ВЭМ) по методике PWC170. Показатели реполяризации оценивали по значениям автоматического анализа микровольтной альтернации зубца Т методом ММА (система Cardiosoft 6.5 V6.512, GE Healthcare, USA). В исходе пробы и в конце каждой ступени нагрузки, на 2-й и 4-й минутах восстановления значения абсолютного (QT) и корригированного интервала QT (QTc) измеряли мануально. QT-динамика (оценка параметров частотной адаптации интервала QTк ЧСС) оценивалась с использованием выборочного уравнения линейной регрессии с оценкой параметра slope QT/RR. Максимальные значения интервала QTc у спортсменов и здоровых лиц, не занимающихся спортом, регистриро-
вались в период врабатывания на ВЭМ и не превышали 460 мс; для спортсменов при физических нагрузках характерны более высокие значения QT-динамики (steep slope QT/RR) — гиперадаптация интервала QT к ЧСС: slope QT/RR 0,29±0,05 (спортсмены) vs 0,23±0,03 (не спортсмены), р<0,001. Это может играть роль при оценке адаптации сердечно-сосудистой системы к нагрузкам и выявлении уровней физической работоспособности у спортсменов.
or "hyperadaptation" of QT): slope QT/RR 0,29±0,05 in athletes vs 0,23±0,03 in Control;p < 0,001. It peculiarity can play role in adaptation of cardiovascular system to physical stress and reflect levels of physical working capacity at athletes.
Обследованы 425 элитных спортсменов в возрасте от 15 до 17 лет — членов национальных сборных РФ по различным видам спорта: баскетбол (n=69), бейсбол (n=29), водное поло (n=37), волейбол (n=42), борьба (n=35), гандбол (n=43), горные лыжи (n=23), гребля (n=21), конькобежный спорт (n=8), легкая атлетика (n=11), лыжные гонки (n=12), парусный спорт (n=8), плавание (n=4), гимнастика (n=18), бокс (n=37), тяжелая атлетика (n=10), футбол (n=29), хоккей (n=10). Контрольную группу составили 35 здоровых подростков, не занимающихся спортом, в возрасте 15,5±1,4 года. Все обследуемые были осмотрены кардиологом, также всем проводили регистрацию 12-каналь-ной ЭКГ в положении лежа и стоя, эхокарди-ографию, велоэргометрию (ВЭМ) по методике PWC 170.
Показатели реполяризации оценивали по значениям автоматического анализа ми-кровольтной альтернации зубца Т методом ММА (система Cardiosoft 6.5 V 6.51 2, GE Healthcare, USA). В исходе пробы и в конце каждой ступени нагрузки, на 2-й и 4-й минутах восстановления значения абсолютного (QT) и корригированного интервала QT (QTc) измеряли мануально. QT-динамика (оценка параметров частотной адаптации интервала QT к ЧСС) оценивалась с использованием выборочного уравнения линейной регрессии с оценкой параметра slope QT/ RR. Максимальные значения интервала QTc у спортсменов и здоровых лиц, не занимающихся спортом, регистрировались в период врабатывания на ВЭМ и не превышали 460 мс; для спортсменов при физических нагрузках характерны более высокие значения QT-динамики (steep slope QT/RR) — гиперадаптация интервала QT к ЧСС: slope QT/
RR 0,29±0,05 (спортсмены) У8 0,23±0,03 (не спортсмены), р<0,001. Это может играть роль при оценке адаптации сердечнососудистой системы к нагрузкам и выявлении уровней физической работоспособности у спортсменов.
Как известно, под действием регулярных физических нагрузок формируется физиологическое спортивное сердце, для которого характерны брадикардия, артериальная гипотензия и гипертрофия миокарда [1]. Эти изменения и определяют особенности функционирования сердечно-сосудистой системы элитных атлетов, в частности динамику интервала QT на нагрузке. Интервал QT является одним из наиболее клинически значимых параметров ЭКГ, так как его изменение связано с высоким риском злокачественных желудочковых аритмий [2]. Но ни в отечественной, ни в зарубежной литературе мы не нашли данных о параметрах интервала QT на нагрузке у юных элитных атлетов. Есть описание динамики интервала QT при холтеровском мониторировании у элитных спортсменов [3-4]. Ранее мы [5] определили нормативные параметры корригированного интервала QT (QTc) при вело-эргометрии (ВЭМ) у здоровых подростков.
Цель исследования — выявление особенностей реполяризации сердца на дозированную физическую нагрузку у юных элитных атлетов и оценка влияния выявленных изменений на физическое состояние спортсмена.
Пациенты и методы
В нашем центре были обследованы 425 элитных спортсменов — членов национальных сборных РФ по 18 видам спорта: баскетбол (п=69), бейсбол (п=29), во-
дное поло (n=37), волейбол (n=42), борьба (n=35), гандбол (n=43), горные лыжи (n=2 3), гребля (n=21), конькобежный спорт (n=8), легкая атлетика (n=11), лыжные гонки (n=12), парусный спорт (n=8), плавание (n=4), гимнастика (n=18), бокс (n=37), тяжелая атлетика (n=10), футбол (n=29), хоккей (n=10). 321 девочка и 104 мальчика 15—17 лет (средний возраст — 16,2±1,3 года). Спортивный стаж обследуемых составил от 3 до 14 лет с продолжительностью тренировок от 10,5 до 28 часов в неделю. Контрольную группу составили 35 здоровых подростков, не занимающихся спортом, средний возраст — 15,5±1,4 года.
Все обследуемые были осмотрены кардиологом в рамках углубленного медицинского обследования (УМО). На момент прохождения УМО спортсмены жалоб не предъявляли. Всем обследуемым проводили регистрацию 12-канальной ЭКГ в положении лежа и стоя на аппарате МАС 5500 GE Healthcare, USA, эхокардиографию, велоэргометрию (ВЭМ) по методике PWC 170 на системе Cardiosoft 6.5 V (2), GE Healthcare, USA. По данным эхокардиографии ни у одного из спортсменов структурных изменений выявлено не было. При проведении ВЭМ использовался тест PWC 170 с начальной нагрузкой 1 Вт/кг и с последующим увеличением нагрузки каждые 3 минуты на 25 Вт до достижения ЧСС 170 уд./мин, усталости [6].
В течение всей пробы непрерывно регистрировали 12-канальную ЭКГ, артериальное давление (АД) измеряли в конце каждой ступени нагрузки, в период восстановления — каждую минуту. При этом оценивали толерантность к нагрузке, тип реакции гемодинамики на нагрузку, нарушения ритма сердца и процесса реполяризации миокарда (ST-T комплекс), изменения интервала QT на нагрузке с мануальным анализом интервалов QT и RR в отведении V5 в конце каждой ступени нагрузки, на 2-й и 4-й минутах восстановления. Интервал QTc рассчитывали по формуле Базета: QTc= = QT/\R — R. Микровольтную альтернацию зубца Т оценивали методом MMA (Modified Moving Average), основанным на разделении всей последовательности RR-интервалов на четные и нечетные с последующим их срав-
нением и выделением периодов максимального различия амплитуды любого участка волны Т в микровольтном диапазоне [7].
Статистический анализ полученных данных проводили с использованием непараметрических методов анализов программы Statistica for Windows (v 7.0, StatSoft, USA). Статистически значимыми считали различия при p<0,05.
Результаты исследования
У большинства спортсменов толерантность к физической нагрузке (ТФН) была удовлетворительной — 80% (n=342), у 11% (n=47) — низкой и у 9% (n=36) — высокой. При этом необходимо отметить, что низкая ТФН регистрировалась в основном в низкодинамичных видах спорта по классификации J.H. Mitchell [8]: парусном спорте, тяжелой атлетике; высокая ТФН регистрировалась в высокодинамичных и высокостатичных видах спорта по классификации J.H. Mitchell: гребле, конькобежном спорте, водном поло [8]. При проведении ВЭМ у 4% (n=18) элитных атлетов регистрировалась суправентрикуляр-ная, а у 8% (n=34) — желудочковая экстра-систолия.
У 18% (n=76) спортсменов регистрировались нарушения процесса реполяриза-ции, которые были представлены отрицательными зубцами Т в основном в III стандартном и aVF отведениях (рис. 1).
У большинства элитных атлетов (28%, n=21) нарушения процесса реполяризации
Рис. 1. Нарушение процесса реполяризации (отрицательные зубцы Тв отведениях III, aVF) при ВЭМ у спортсмена 16 лет (члена сборной РФ по баскетболу)
регистрировались на протяжении всей пробы, у 24% (n=18) — в период претеста с последующим улучшением на нагрузке, у 18% (n=14) — в периоды претеста и восстановления, у 14% (n=11) — только в период восстановления и у 16% (n=12) — на нагрузке. При этом ТФН у всех спортсменов была удовлетворительной — 2,37±0,47 (2,06—2,65) Вт/кг. Нарушение процесса реполяризации регистрировалось в основ -ном в высокодинамичных видах спорта по классификации J.H. Mitchell [8]: гребле, плавании, водному поло и т.д.
Нами был впервые применен у здоровых детей и спортсменов новый метод оценки электрической нестабильности миокарда — микровольтная альтернация зубца Т (МАТ) (рис. 2). Существуют два метода оценки МАТ: спектральный [9] и временной [7]. У обследованных спортсменов и здоровых детей, не занимающихся спортом, параметры МАТ не различались: они составили 26±13 рУ и не превышали критических значений у взрослых — 65 рУ [7].
При оценке динамики изменений абсолютного интервала QT у спортсменов по сравнению с группой лиц, не занимающихся спортом (n=35), отмечались достоверно более высокие значения абсолютного интервала QT в период претеста, что, очевидно, связано с брадикардией, характерной для спортсменов (рис. 3), в период врабатывания у спортсменов регистрировалось достоверное уко-
Рис. 2. Представление метода оценки микровольтной альтернации зубца Т при проведении ВЭМ у хоккеиста
16 лет
А) - оценка ЭКГ по 12 отведениям; Б) - максимальное значение микровольтной альтернации 59 мкВ; В) - регистрация желудочковой экстрасистолии на пике нагрузки.
рочение интервала QT, что объясняется лучшей адаптацией атлетов к нагрузкам, далее графики совпадают.
При оценке динамики интервала QTc у спортсменов отмечалась более плавная изменчивость интервала QTc по сравнению с лицами, не занимающимися спортом (рис. 4), что связано с лучшей адаптацией элитных атлетов к нагрузкам. Максимальные значения интервала QTc в двух группах регистрировались в период врабатывания и не превышали 460 мс.
При сравнении параметров интервала QTc у спортсменов в период претеста, выявлено достоверно более высокие его значения у мальчиков по сравнению с девочками: 422±35 vs 412±26 мс (р<0,001) и в период отдыха: 421±24 vs 417±24 мс (р<0,05). На нагрузке показатели интервала QTc были выше у девочек (достоверных различий выявлено не было). Интервал QTc у лиц, не занимающихся спортом, на протяжении всей пробы имел более высокие значения у девочек (1—2-я ступени нагрузки
спортсмены не спортсмены
Рис. 3. Динамика абсолютного интервала QT на ВЭМ у спортсменов и лиц не занимающихся спортом
— спортсмены ---------------не спортсмены
Рис. 4. Динамика интервала QTс на ВЭМ у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом
и период восстановления различались недостоверно), достоверные различия были выявлены только на максимальной нагрузке: 419±18 (девочки) vs 407±15 (мальчики) мс (p<0,05).
В нашем центре также был впервые применен при ВЭМ метод оценки частотной зависимости интервала QT от RR — «QT-динамика». В понятие «QT-динамика» входит оценка частотной зависимости интервалов QT и RR. Для этого используется вычисление коэффициента корреляции (г) между RR/QT и выборочное уравнение линейной регрессии Y=ax+ft, где ax — slope QT/RR, этот параметр отражает крутизну наклона линейной регрессии. Применительно к взаимодействию интервалов QT и RR в зависимости от крутизны наклона линейной регрессии выделяют крутой (steep slope, рис. 5) и уплощенный (flat slope, рис. 6) наклоны линии линейной регрессии. Чем более крутой наклон регрессии QT/RR (выше показатель slope QT/RR — steep slope), тем
QTo = О, 271KE. + 196 5°°r - 0,880
95% CI з наклонной части: 0,2 69: 0,373
400.
300.
200j_|_|_,_|_|_|_|_|_,
263 353 453 563 662 763 65 3 953 1053
T3R fmsl
Рис. 5. «Гиперадаптация» интервала QT к ЧСС (steep slope QT/RR 0,270)
Рис. 6. «Гипоадаптация» интервала QT к ЧСС (flat slope QT/RR 0,050)
быстрее происходит укорочение интервала QT на тахикардии и тем быстрее удлиняется QT на брадикардии [10,11], что отражает «гиперадаптацию» интервала QT в ЧСС [12, 13]. «Гипоадаптацию» интервала QT отражает уплощенный наклон линейной регрессии (рис.6).
При сравнении показателей QT-дина-мики на нагрузке у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом (n=35), достоверно более высокие значения slope QT/RR регистрировались у спортсменов: slope QT/RR 0,29±0,05 vs 0,23±0,03 (p<0,001) (рис. 7). Это характеризует «гиперадаптацию» интервала QT к ЧСС и определяет больший функциональный резерв у тренированных спортсменов.
Обсуждение результатов
Состояние сердечно-сосудистой системы, в том числе динамика показателей реполяризации, является одним из важнейших критериев оценки воздействия на организм систематических предельных спортивных нагрузок, поэтому крайне важно знать физиологические значения параметров интервала QT на нагрузке у юных элитных атлетов. В нашем исследовании у 18% (n=76) спортсменов регистрировались нарушения процесса реполяризации, которые были представлены отрицательными зубцами Т в основном в нижних отделах (в отведениях III и aVF). При этом ТФН у всех атлетов была удовлетворительной — 2,37±0,47
Рис. 7. Показатель динамики интервала QT: slope QT/RR у спортсменов (слева) и лиц, не занимающихся спортом (справа)
QTo = 0,0 B2RH + 380 г - 0,218
95% CI в наклонной части:__0 , 048 : 0,056
310 410 510 610
710 S10 910 1010 1110 1210 1310 1410 1Б10
RR (ms)
(2,06—2,65) Вт/кг. Это совпадает с данными Л. А. Бутченко [14], который отмечает, что значительная часть спортсменов с ЭКГ-проявлениями дистрофии миокарда длительное время полностью сохраняют физическую работоспособность и адаптацию к интенсивным нагрузкам. Параметры МАТ у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, не превышали допустимых значений [7] и составили 26±13 мкВ. Максимальные значения интервала QTc в группах спортсменов и лиц, не занимающихся спортом, регистрировались в период врабатывания и не превышали 460 мс.
Мы выявили, что для элитных атлетов характерна «гиперадаптация» интервала QT к ЧСС при физической нагрузке, которая является проявлением электрофизиологического ремоделирования сердца и, возможно, определяет, интенсивность электрических процессов в сердце у тренированных спортсменов. При холтеровском монитори-ровании [4] у тренированных спортсменов отмечается наоборот - «гипоадаптация» интервала QT к ЧСС, что, возможно, отражает исходный высокий уровень парасимпатических влияний на сердечный ритм, с возможностью быстрой оперативной реакции на физическую нагрузку.
Выводы
1. Максимальные значения корригированного интервала QT (QTc) у спортсменов и здоровых детей, не занимающихся спортом, при пробе с дозированной физической нагрузкой (ВЭМ), тест PWC 170, регистрировались в период врабатывания и не превышали 460 мс.
2. Для спортсменов характерна «гиперадаптация» интервала QT к ЧСС при физических нагрузках (slope QT/RR 0,29±0,05) по сравнению с группой здоровых детей, не занимающихся спортом: (slope QT/RR 0,23±0,03), которая отражает электрофизиологическое ремоделирования миокарда спортсменов.
3. Параметры микровольтной альтернации зубца Т, метод ММА, у элитных спортсменов и здоровых детей, не занимающихся спортом, не превышают 26±13 pV и могут считаться вариантами нормы.
4. Регулярные спортивные занятия синхронизируют взаимодействие ЧСС и интервала QT и могут быть одним из протекторных факторов для сердечно-сосудистой системы.
Литература
1. Дембо А. Г., Земцовский Э.В. Спортивная кардиология. Л.: Медицина, 1989.
2. Макаров Л.М. Холтеровское мониториро-вание. М.: Медпрактика-М, 2011
3. Fuchs T., Torjman A., Galitzkaya L. et al. The Clinical significance of ventricular arrhythmias during an exercise test in noncompetitive and competitive athletes // Israel Medical Association Journal. December 2011. Vol. 13.
4. Genovesi S., Zaccaria D., Rossi E. et al. Effect of exercise training on the heart rate and QT interval in healthy young individuals: are there gender differences? // European Heart Journal. 2007. No. 9. P. 55-56.
5. Макаров Л.М., Балыкова Л.А., Горбунова И.А., Комолятова В.Н. Изменение интервала QT в процессе пробы с дозированной физической нагрузкой у здоровых подростков 11-15 лет // Кардиология. 2012. № 9 (52). С. 15-20.
6. Белоконь Н.А., Кубергер М.Б. Болезни сердца и сосудов у детей. М.: Медицина, 1987.
7. Nieminen T., LehtimEaki T., Viik J. et al. T-wave alternans predicts mortality in a population undergoing a clinically indicated exercise test // European Heart Journal. 2007. Vol. 28. P. 2332-2337.
8. Mitchell J.H., Haskell W., Snell P., Van Camp S.P. Task Force 8: classification of sports // Journal of the American College of Cardiology. 2005. Vol. 45. No. 8. P. 1364-1367.
9. Rosenbaum D.S., Jackson L.E., Smith J.M. et al. Electrical alternans and vulnerability to ventricular arrhythmias // New England Journal of Medicine. 1994. Vol. 330. No. 4. P. 235-241.
10. Locati E. QT interval duration and adaptation to heart rate. In: Zareba W., Maison-Blanche P., Locati E. (eds).
Noninvasive Electrocardiology in Clinical Practice. Futura Publ. Co., Armonk, NY, 2001, 71- 96 p.
11. Zareba W., Bayes de Luna A. QT dynamics and variability. Annals of Noninvasive Electrocardiology. 2005; 10 (2): 256-262.
12. Makarov L, Komoliatova V, Zevald S, et al. QT dynamicity, microvolt T-wave alternans, and heart rate variability during 2 4-hour ambulatory electrocardiogram monitoring in the healthy newborn of first to fourth day of life. J Electrocardiol 2010;43:8-14.
13. Makarov L. The QT interval and QT dynamicity during Holter monitoring in children and adolescents. Turkish Journal of
информация
Соглашение о сотрудничестве между ФМБА России и Российской академией наук
Руководитель ФМБА России Владимир Уйба и президент РАН Владимир Фортов подписали соглашение о сотрудничестве между Федеральным медико-биологическим агентством и Федеральным государственным бюджетным учреждением «Российская академия наук».
30 июня 2015 г. в рамках заседания Президиума РАН руководитель ФМБА России Владимир Уйба и президент РАН Владимир Фортов подписали соглашение о сотрудничестве между ФМБА России и Российской академией наук на период до 2020 г.
Соглашение предусматривает сотрудничество в рамках реализации государственной политики в области развития науки и здравоохранения в Российской Федерации, а также санитарно-эпидемиологического благополучия контингента определенных отраслей экономики и населения отдельных территорий страны. Сотрудничество ФМБА России и РАН предполагает взаимодействие по вопросам участия в создании и актуализации нормативно-правовой базы в научной сфере, обеспечения деятельности научных организаций, разработки мероприятий, позволяющих повысить роль российской науки.
Соглашение будет способствовать прогнозированию научных достижений и выявлению новых тенденций, способных привести к росту научно-технического потенциала и возможностей научных и медицинских организаций ФМБА России, а также внедрению результатов исследований, полученных РАН, в деятельность научных и медицинских организаций ФМБА России.
Документ предусматривает взаимодействие сторон в области прогнозирования воздействия вредных факторов различной природы на человека (радиация, химические токсиканты, биологические патогены, агенты биологического происхождения и др.). Стороны будут координировать свои исследования при разработках методов и средств для персонифицированной медицины. В соглашении затронута важная тема импортозамещения на отечественном фармацевтическом рынке, для этого сторонами предусмотрена координация действий при создании новых эффективных и безопасных фармакологических препаратов и лекарственных средств для защиты от опасных факторов различной этиологии.
Сотрудничество ФМБА России и РАН предполагает проведение совместных научных и научно-практических конференций, семинаров, лекций, практических занятий, а также привлечение сотрудников организаций ФМБА России в качестве соисполнителей научной экспертизы для осуществления экспертных функций РАН.
Для эффективного взаимодействия РАН и ФМБА России создаются Координационный совет и двусторонние рабочие группы по сотрудничеству.
Arrhythmia, Pacing and Electrophysiology 2010;8:7-14
14. Бутченко Л.А., Кушаковский М.С., Журавлева Н.Б. Дистрофия миокарда у спортсменов. М., 1980.
Контакты:
Федина Наталья Николаевна, врач Центра синкопальных состояний и сердечных аритмий у детей и подростков (ЦСССА) ФМБА России на базе ФГБУЗ ЦДКБ Федерального медико-биологического агентства. Тел. раб.: (499)324-57-56. E-mail: nat-volzhinskaya@yandex.ru
