CC BY
35
Роль наследственных факторов в формировании гипертрофии миокарда левого желудочка у высококвалифицированных спортсменов.
Е.В. Линде1, И.И. Ахметов2, И.В. Астратенкова2, А.Г. Федотова3
1Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма
2Санкт-Петербургский НИИ физической культуры
3Факультет фундаментальной медицины МГУ
Вопросы генетической детерминированности физиологических пределов гипертрофии миокарда левого желудочка у высококвалифицированных спортсменов являются наиболее актуальными для современной спортивной медицины. Интенсификация тренировочного и соревновательного процесса, с одной стороны, и наследственно обусловленные пределы функциональных резервов кислородтранспортной системы, с другой, приводят к декомпенсации функций, в которых гипертрофии миокарда левого желудочка отводится роль своеобразного маркера риска сердечнососудистых осложнений, раннего атерогенеза, повышенной летальности (2-4, 13, 36, 41, 44).
В настоящее время для обозначения структурно-функциональных особенностей «спортивного сердца» используется термин «ремоделирование», означающий процесс изменения структуры и функции сердца в ответ на перегрузку давлением или объемом (17, 33-35).
В спортивной медицине под физиологическим ремоделированием подразумевают адаптационные изменения сердечно-сосудистой системы, приводящие к эффективному и энергетически экономичному обеспечению систематических тренировочных и соревновательных нагрузок (33).
Термин «патологическое ремоделирова-ние» используется для обозначения морфо-функциональных изменений, обусловленных чрезмерными физическими и психологическими спортивными нагрузками (34-35). Подходы в дифференцировании патологической трансформации спортивного сердца неоднозначны (8-12). Один из ведущих специалистов по проблеме поражений сердца в спорте, B. Maron, указывает, что это сложное состояние характеризуется клиническим и функциональным полиморфизмом, нарушением диастолической функции и, в ряде случаев, имеет семейный характер (34). Одним из проявлений патологического ремоделирования является
1Линде Е.В.
105122, Москва, Сиреневый бульвар, 4 Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма. Тел. (495) 166 76 81 Моб. 8 916 319 27 96 e-mail: [email protected] Статья получена 25 февраля 2007 г Принята в печать 26 августа 2007 г
неэффективная гипертрофия миокарда, сопровождающаяся снижением физической работоспособности спортсменов (20, 25, 31-32).
Установлено, что экономизация работы спортивного сердца связана с повышением активности симпатоадреналовой и аденилатциклазной систем, а также с увеличением количества адре-нергических волокон на единицу массы миокарда (8). В результате адренореактивность миокарда и возможность его срочной адаптации увеличиваются. Одновременно в головках миозина увеличивается количество Н-цепей, являющихся носителями АТФ-азной активности, приводящее к увеличению скорости и амплитуды сердечных сокращений (41). Далее увеличивается активность кальциевых каналов и, как следствие, скорость и глубина диастолического расслабления сердца (42). Параллельно с этими сдвигами в миокарде отмечается увеличение количества коронарных капилляров, повышается концентрация миогло-бина и активность ферментов митохондриального комплекса, ответственных за окисление жирных кислот (9-10). Эти изменения приводят к повышению резистентности сердца к утомлению и гипок-семии (21). В результате увеличения количества митохондрий рост аэробной мощности организма сочетается с возрастанием способности мышц утилизировать пируват, в повышенных количествах образующийся при нагрузках. Это предупреждает повышение лактата в крови адаптированных людей (1, 10, 12, 21). Таким образом, оптимальный вариант адаптации миокарда развивается при наиболее высокой мощности системы окислительного ресинтеза АТФ и характеризуются тем, что большие функциональные результаты адаптации сочетаются с умеренной гипертрофией клетки, т.е. достигаются минимальной структурной ценой.
В генезе патологического ремоделирования миокарда у спортсменов важную роль играет перестройка гормональной регуляции по типу стресс-реакции с повышением активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС) (18,19). Существует мнение, что гемодинамиче-ский стресс, вызванный гиперактивацией РААС, способствует пролиферации соединительнотканных элементов миокарда (коллагена I типа) с последующим снижением его эластичности (46). Возможно, нарушение релаксации миокарда,
сопровождающееся гипертензией левого желудочка, лежит в основе неэффективной гипертрофии и патологической дилатации «спортивного сердца» со снижением его функциональной активности. С другой стороны, основой неэффективной гипертрофии миокарда у спортсменов может быть изменение его энергетического метаболизма, сопровождающееся увеличением утилизации глюкозы и уменьшением окисления жирных кислот за счет снижения уровня мРНК, кодирующей ферменты их окисления. Экспериментальным доказательством данного факта послужило формирование гипертрофии миокарда у модельных животных с генетически обусловленным дефектом в строении митохондриальных ферментов и подавлением утилизации жирных кислот (21).
Среди генетических детерминант, оказывающих непосредственное влияние на морфо-функциональные характеристики сердечнососудистой системы и, возможно играющих роль в развитии неэффективной гипертрофии спортивного сердца наибольший интерес представляют гены ренин-ангиотензиновой системы (РААС) и гены семейства ядерных рецепторов, активируемых пролифераторами пероксисом (PPAR) (6, 9-10,14-16, 22-24, 39-40).
Под действием одного из ключевых компонентов РААС - ангиотензин-превращающего фермента (АПФ) происходит образование ангиотен-зина II - основного сосудосуживающего пептида и деградация брадикинина - важного сосудорасширяющего фактора. АПФ кодируется геном АСЕ, который расположен в локусе 17q23. Изучение структурного полиморфизма гена АСЕ показало, что наличие или отсутствие в 16 интроне вставки, состоящей из 287 пар нуклеотидов, существенно изменяет активность фермента. При наличии такой вставки в гене АСЕ (1-аллель) его активность снижается, а при ее отсутствии (й-аллель) активность фермента повышена (26, 28, 39). Повышение активности ангиотензина II приводит к неадекватному росту периферического сопротивления сосудов в ответ на физическую нагрузку, следствием чего является увеличение массы миокарда левого желудочка. На основании распределения I и D аллелей выделяют три генетических варианта полиморфизма: II, Ю и DD. Связь
полиморфизма АСЕ с развитием гипертрофии левого желудочка убедительно показана в исследовании группы Монтгомери. После 10 недель силовой тренировки у испытуемых масса левого желудочка сердца увеличилась у носителей генотипа II на 20,0 г, у носителей генотипа Ю на 38,5 г и у носителей генотипа DD на 42,3 г, что было установлено методом эхокардиографии (37).
Ген РРАRa, кодирующий рецептор, активируемый пролифераторами пероксисом а (РРАЯа) локализован у человека в 22 хромосоме. Он является геном-регулятором, координирующим работу нескольких десятков генов, вовлеченных в обмен жирных кислот и глюкозы, и экспрессируется в тех
тканях, где происходит усиленный катаболизм жиров - в медленных мышечных волокнах, печени, сердце и бурой жировой ткани, причем в мышечных тканях РРАЯа экспрессируется в 7 раз больше, чем в жировой ткани (12). При низкой экспрессии этого гена, способность тканей к эффективному р-окислению жирных кислот падает, и метаболизм тканей переключается на гликолитический способ получения энергии. Известно, что G/C полиморфизм 7 интрона РРАЯа связан с преобладанием метаболизма жирных кислот или глюкозы (16). У носителей G алле-ля окисление жирных кислот происходит намного интенсивнее, чем у носителей С аллеля. Недостаток окисления жирных кислот у последних компенсируется повышением утилизации глюкозы. В исследовании Jаmshidi У et а1. (2002 г.) показано влияние полиморфизма G/C 7 интрона РРАЯа на динамику индекса массы миокарда левого желудочка при выполнении физических упражнений и в ответ на артериальную гипертензию. Установлено увеличение массы миокарда левого желудочка у добровольцев через 10 недель интенсивной тренировочной программы на 8,6±1,2 г (Р<0,0001). С этим увеличением достоверно ассоциировались генотипы 7 интрона (Р=0,009); для генотипа GG - на 6.7±1.5 г, значительно больше для GC гетерозигот (11,8±1,9 г) и в 3 раза больше у СС гомозигот (19,4±4,2 г). Испытуемые с комбинацией генотипов II-GG показали наименьший рост массы миокарда ЛЖ, в то время как носители комбинации йй-СС - наибольший (16).
Исследование выше названных молекулярно-генетических маркеров гипертрофии миокарда является актуальным и для спорта высших достижений. Многоцентровые эпидемиологические исследования убедительно продемонстрировали, что гипертрофия миокарда левого желудочка является независимым фактором риска развития сердечно-сосудистых осложнений. Чаще всего (в 26-72% случаев) выраженные степени гипертрофии миокарда формируются у спортсменов циклических видов спорта с преимущественным развитием выносливости (3,25, 27, 33-34).
Целью нашего исследования явилось изучение морфо-функциональных характеристик миокарда у спортсменов циклических видов спорта с преимущественным развитием выносливости, находящихся на различных этапах спортивной карьеры и сопоставлению их с полиморфизмами генов АСЕ и РРАRA, а также с основными показателями энергетического обеспечения организма.
В исследовании генетического полиморфизма приняло участие 79 спортсменов: 51 гребец-академист (23 девушки и 28 юношей) и 28 конькобежцев - многоборцев (12 девушек и 16 юношей). Из них у 74 спортсменов (49 гребцов-академистов и 25 конькобежцев-многоборцев) проведено сопоставление данных генетического полиморфизма с морфо-функциональными характеристиками миокарда. Все спортсмены являлись членами сборных команд России или
ближайшим резервом по академической гребле и конькобежному спорту, неоднократными победителями и призерами Российских и международных соревнований и имели высокие разряды: мастер спорта (МС), мастер спорта международного класса (МСМК и заслуженный мастер спорта (ЗМС). Для сравнения выборок использовали данные полиморфизмов генов контрольной группы, состоящей из 842 человек (не занимающиеся спортом, 290 мужчин и 552 женщины, возраст 16±2,3 года). Для сравнения результатов функционального обследования использовали данные 16 студентов РГУФК (возраст 20±2,1 год), постоянно спортом не занимающихся.
На момент исследования все спортсмены были практически здоровы (таблица 1).
Методика исследования: Эхокардиогра-фическая оценка морфо-функционального ремо-делирования миокарда проводилась на ультразвуковом сканере А1ока-3500 фазированным датчиком с частотой импульсации 3,5 МГц. Изучение миокарда, клапанов и подклапанных структур про-
Таблица 1. Характеристика обследуемого контингента спортсменов.
Разряд Конькобежный спорт (М - 57%; Ж - 43%) Академическая гребля (М - 58%; Ж - 42%)
Возраст ^±SD) Общий стаж ^±SD) Стаж в разряде ^±SD) Возраст ^±SD) Общий стаж ^±SD) Стаж в разряде ^±SD)
КМС 16±4,1 2,0±0,5 2,0±0 18,3±0,5 3,9±0,5 2,5±0,5
МС 18±5,8 5,7±1,0 2,2±1,2 21,0±1,1 7,0±1,1 3,1±1,0
МСМК 23,4±4,5 13,8±2,1 5,1±1,3 23,0±3,6 9,0±2,1 1,2±1,1
ЗМС 30±2,6 19,5±2,0 6,5±1,0 29,2±2,0 15,3±2,1 4,3±0,5
водилось в М- и В- режимах. Основные измерения проводились в М-режиме на изображении длинной оси левого желудочка, полученном при стандартном парастернальном положении датчика. Электрокардиографическая оценка функциональной активности миокарда проводилась на цифровом электрокардиографе Альтон-03 в 12 отведениях с автоматическим измерением основных величин кардиоцикла. Исследование максимальных возможностей кардио-респираторной системы (Vmax, МПК, ПАНО) спортсменов проводили в лаборатории физиологии мышечной деятельности ГНЦ РФ ИМБП РАН под руководством д.б.н. Виноградовой О.Л. Для тестирования спортсменов-конькобежцев использовали тест со ступенчато нарастающей нагрузкой «до отказа» на велоэргометре Ergoline 900 (USA). Величина первой ступени составила 180 Вт для юношей и 120 Вт для девушек, мощность повышали каждые две минуты на 30 Вт, частота педалирования составляла 60-70 об/мин. Показатели аэробной выносливости у гребцов-академистов получены при выполнении теста со ступенчато-нарастающей нагрузкой на гребном эргометре Concept II в диапазоне мощностей от 150 Вт до 400 Вт, высота ступени - 50 Вт, в режиме 3 мин работы, 20 сек отдыха. Лактат крови определялся электрохими-
ческим методом (Super GL easy, Germany), взятие капиллярной крови (20 мкл) из пальца производились в конце каждой ступени. Во время работы постоянно регистрировали показатели газообмена и ЧСС (газоанализатор MetaMax 3B, Germany). Взятие биологического материала для генетического скрининга проводили с помощью смыва бук-кальных клеток из ротовой полости физиологическим раствором либо соскобом клеток с использованием одноразовых зондов. ДНК выделяли методом щелочной экстракции либо сорбентным способом. Полиморфизм генов определяли с применением полимеразной цепной реакции (ПЦР) по методам, предложенным ранее (16, 39).
Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием методов общей статистики. Оценка достоверности различий между выборками проводилась по критерию хи-квадрат и T-критерию Стьюдента. Использовали следующие сокращения:
IVSD (см) - толщина МЖП в диастолу; LVIDd (см) - внутренний диаметр ЛЖ в диастолу; LVPWd (см) - толщина задней стенки ЛЖ; LVIDs (см)
- внутренний диаметр ЛЖ в систолу; EDV (мл)
- объем ЛЖ на конечно-диастолическом изображении; ESV (мл) - объем ЛЖ на конечно-систолическом изображении; SV (мл) - ударный объем кровообращения; CO (л/м) - минутный объем кровообращения; LVM/m2 (г/m2) - индекс массы миокарда левого желудочка; P - длительность зубца р; PQ - длительность интервала pQ; QRS - длительность интервала QRS; QT - длительность интервала QT; Wмах - максимальная мощность, достигнутая в тесте; МПК/кг - отношение максимального потребления кислорода к весу спортсмена.
1. Результаты исследования морфо-функциональных характеристик миокарда и максимальных аэробных возможностей у
спортсменов разных квалификаций.
Средние значения основных интервалов кардиоцикла у квалифицированных (КМС, МС) и высококвалифицированных (МСМК, ЗМС) спортсменов-конькобежцев и академистов не превышали средне-популяционные. Несколько более высокие значения были получены в подгруппах высококвалифицированных спортсменов (табл.2).
Таблица 2. Основные электрокардиографические показатели у спортсменов-конькобежцев и гребцов-академистов (M±SD).
Виды спорта Конькобежный спорт (n=25) Академическая гребля (n=49) Контрольная группа (n=16)
разряд КМС МС МСМК ЗМС КМС МС МСМК ЗМС
Р (см/с) 0,09 0,10 0,09 0,10 0,06±0,0
PQ (см/с) 0,17 0,17 0,17 0,17 0,18±0,03
QRS (см/с) 0,08 0,09 0,09 0,10 0,07±0,01
QT (см/с) 0,39 0,42 0,39 0,40 0,40±0,02
* — различия статистически значимы для р<0,05 (T-Стьюдента)
Индекс массы миокарда левого желудочка (LVM/m2), толщина межжелудочковой перегородки (IVSD) и задней стенки левого желудочка (LVPWd) во всех подгруппах достоверно превышали показатели контрольной группы. Полученные результаты согласуются с мнением ведущих спортивных кардиологов о развитии рабочей гипертрофии в процессе физиологического ремодели-рования миокарда у спортсменов (3, 30, 33-34). Сопоставление эхокардиографических данных с результатами максимальных аэробных тестов (W max и МПК/кг) подтвердило более высокие значения физической работоспособности у высококвалифицированных спортсменов, имеющих более высокий индекс массы миокарда левого желудочка. Значения внутренних систоло-диастолических диаметров и объемов левого желудочка во всех подгруппах не выходили за границы средне-популяционных значений, причем значения внутреннего диастолического диаметра приближались к верхней границе средне-популяционных значений, тогда как размер внутреннего систолического диаметра находился на ее нижней границе. Данная ситуация создает благоприятные условия для формирования адекватного сердечного выброса и эффективного обеспечения максимальных нагрузок. Более высокие значения МПК/кг и W max были получены у высококвалифицированных спортсменов, имеющих достоверно более высокие значения индекса массы миокарда левого желудочка (таблица 3). Статистически значимых корреляций между основными величинами кардиоцикла, в том числе индексом Соколова (R5+S2>4,5 см), и показателями гипертрофии миокарда левого желудочка (толщиной задней стенки левого желудочка и межжелудочковой перегородки) получено не было, что подтверждает низкую информативность электрокардиографического метода в диагностике гипертрофии миокарда у спортсменов (таблицы 2-3).
Таблица 3. Результаты сравнения данных эхокардиографии с максимальной мощностью в ступенчатом тесте у конькобежцев-многоборцев и гребцов-академистов.
* — различия статистически значимы для р<0,05 (T-Стьюдента)
2. Анализ распределения генотипов по АСЕ и РРАRA у конькобежцев-многоборцев и гребцов-академистов.
По результатам генотипирования по АСЕ и РРАRA, наиболее частыми генотипами, как у конькобежцев-многоборцев, так и у гребцов-академистов, являлись Ю по АСЕ (53,6 и 57,1%) и GG по РРАRA (53,6 и 79,6%). При сравнении распределения генотипов двух групп спортсменов были обнаружены статистически значимые различия по гену PPARA (Р=0,0273), главным образом за счет повышенной частоты генотипа GC у конькобежцев-многоборцев. Такая особенность в группе конькобежцев-многоборцев, возможно, благоприятствует их спортивной деятельности, поскольку ранее нами была выявлена ассоциация генотипа GC с проявлением скоростно-силовых качеств у спортсменов (9). При этом частоты встречаемости генотипов по двум генам в обеих группах спортсменов не отличались от таковых контрольной группы (табл. 4).
Таблица 4. Распределение генотипов по АСЕ и РРАЯД у конькобежцев-многоборцев (п=28), гребцов-академистов (п=49) и в контрольной группе (п=842).
Генотипы Конькобежный спорт (n=%) Академическая гребля (n=%) Контрольная группа (n=%)
ACE II 7 (25,0) 12 (24,5) 199 (23,6)
ACE ID 15(53,6) 28 (57,1) 420 (49,9)
ACE DD 6(21,4) 9 (18,4) 223 (26,5)
PPARa GG 15(53,6) 39 (79,6) 592 (70,3)
PPARa GC 13 (46,4)* 9 (18,4)* 224 (26,6)
PPARa CC 0 1 (2) 26(3,1)
* — различия статистически значимы для р<0,05 (T-Стьюдента)
При анализе распределения генотипов в подгруппах конькобежцев-многоборцев с учетом их квалификации (таблица 5) было выявлено двукратное снижение доли генотипа Ю по АСЕ с 64,7 до 36,4% (Р>0,05) и генотипа GG (РРАRa) с 70,6 до 27,3% (Р=0,0248) в подгруппе высококвалифицированных спортсменов. Можно предположить, что более высокие доли генотипов с анаэробным потенциалом (Ю и GC) в подгруппе высококвалифицированных конькобежцев-многоборцев по сравнению с менее квалифицированными спортсменами связано с естественным спортивным отбором. Кроме того, статистически значимые различия по частоте генотипа GC были обнаружены и при сравнении данных высококвалифицированных конькобежцев-многоборцев с контрольной группой (Р=0,003). У высококвалифицированных гребцов-академистов получено увеличение, по сравнению с подгруппой «КМС, МС», доли генотипов Ю (АСЕ) с 54,8 до 71,4% (Р>0,05) и генотипа GC (РРАRA) с 14,3 до 43 %, а также снижение доли генотипа GG (РРАRa) с 83 до 57 % (Р>0,05).
Виды Конькобежный спорт Академическая гребля Контрольная
спорта (n=25) (n=49) группа
разряд КМС МСМК КМС МСМК (n=16)
МС ЗМС МС ЗМС
n=17 n=8 n=42 n=7
IVSD(cm) 1,23±0,18 1,31±0,18 1,27±0,21 1,41±0,23 0,8±0,31*
LVIDd(cM) 4,69±0,34 5,00±0,40 4,83±0,41 5,11±0,32 4,6±0,20
LVPWd(cM) 1,21±0,19 1,33±0,21 1,31±0,23 1,31±0,14 1,1 ±0,21*
LVIDs(cm) 3,05±0,34 3,20±0,40 3,23±0,50 3,41±0,34 3,1±0,13
ЕЩмл) 105,5±21,89 127,33±27,77 114,64±29,31 135,0±24,12 73±0,22
ЕЭДмл) 29,30±9,13 33,78±11,97 36,11±17,52 40,43±10,94 45±0,23
ЭДмл) 76,06±17,16 93,44±12,84 78,33±19,24 94,43±18,07 60 ±20,0
LVM/m2(r/m2) 132,9±12,31 161,2±13,02 144,0±13,24 153,7±13,61 89±11,0*
МПК/кг 54,06±7,00 59,75±7,25 54,21±6,13 58,43±4,21 52,0±4,20
wm8kc 344,59±26,42 419,76±27,98 390,76±38,21 546,11±36,23 250,8±32,1
Таблица 5. Распределение генотипов по АСЕ и РРАRA у конькобежцев-многоборцев (п=28),гребцов-академистов (п=49) с учетом их квалификации и в контрольной группе (п=842).
Генотипы Конькобежный спорт Академическая гребля Контрольная группа
КМС МС n=17 МСМК ЗМС n=8 КМС МС n=42 МСМК ЗМС n=7
АСЕ II 4 (23,5) 3 (27,3) 11 (26,2) 1 (14,3) 199 (23,6)
АСЕ ID 11 (64,7 ) 4(36,4) 23 (54,8) 5(71,4) 420(49,9)
АСЕ DD 2 (11,8 ) 4(36,4) 8 (19,0) 1 (14,3) 223 (26,5)
PPARa GG 12 (70,6) 3 (27,3) 35 (83,3) 4 (57,0) 592 (70,3)
PPARa GC 5 (29,4) 8 (72,7)* 6(14,3) 3 (43,0) 224 (26,6)
PPARa CC 0 0 1 (2,4) 0 26 (3,1)
*Р<0,05 по критерию хи-квадрат (по сравнению с контрольной группой).
Для комплексного анализа ассоциаций нескольких генов с физической деятельностью человека был использован комбинационный подход, показавший наиболее частое сочетание полиморфизмов ID-GG как у конькобежцев-многоборцев, так и у гребцов-академистов (50 и 48 % соответственно) (рис.1). В контрольной группе эта комбинация встречалась также чаще остальных (35,4%).
Сочетание полиморфизмов ACE+PPAR у гребцов-академистов (п=49)
г2%
18%
10%
□ II-CC
□ II-GC
□ II-GG
□ ID-GC ■ ID-GG
□ DD-GC
□ DD-GG
Сочетание полиморфизмов ACE+PPAR у конькобежцев-многоборцев (п=25)
7% о%
19%
19%
Рис. 1. Сочетание полиморфизмов АСЕ и РРАRA у конькобежцев-многоборцев и гребцов-академистов.
Все высококвалифицированные спортсмены -мужчины имели гипертрофию миокарда задней стенки левого желудочка (ЗСЛЖ) и межжелудочковой перегородки (МЖП) от 1,3 до 1,8 см. Сочетание полиморфизмов АСЕ и РРАЯа в подгруппах с гипертрофией миокарда распределились следующим образом: DD-ID/GC (24-19%); Ю-ПДО (45-12%) - у конькобежцев-многоборцев и Ю^ДО; И^С (55%; 24%; 21%) - у гребцов-академистов (рис.2)
Сочетание полиморфизмов ACE+PPAR у конькобежцев с гипертрофией миокарда ЛЖ (п=13)
го% -0% -0% 12%
Сочетание полиморфизмов ACE+PPAR у гребцов с гипертрофией миокарда ЛЖ(п=28)
24%
19%
□ II-CC
□ II-GC
□ II-GG
□ ID-GC ■ ID-GG
□ DD-GC
□ DD-GG
Рис. 2. Сочетание полиморфизмов АСЕ и РРАЯА у конькобежцев-многоборцев и гребцов-академистов с гипертрофией миокарда.
Таблица 6. Основные эхокардиографические и эргоспирометрические показатели у мужчин с различными комбинациями генотипов по АСЕ и РРАRA.
Показатели Конькобежный спорт (n=13) Академическая гребля (n=25)
DD-GC (24%) ID-GG (12%) ID-GG (55%) II-GC (24%) DD-GG (21%)
Средний стаж занятий спортом (годы) 11,3 11,1 8,5 9,0 8,0
IVSD (см) 1,5* 1,3 1,5* 1,3 1,4
LVIDd (см) 5,0 4,8 4,9 5,1 5,0
LVPWd (см) 1,3 1,3 1,6 1,5 1,3
LVIDs (см) 3,1 3,4 3,3 3,4 3,3
EDV(мл) 125,0 122,8 125,0 122,9 126,0
ESV^) 41,0 35,8 47,3 36,17 37,0
SV^) 74,0 76,6 77,6 86,5 89,0
МПК/кг 61,1 61,3 59,1 61,3 60,0
W/кг max 5,6* 5,4 -
W max 428,0* 420,1 419,0
*P<0,05 по критерию хи-квадрат (между подгруппами по видам спорта).
В результате сопоставления преобладающих комбинаций генотипов с основными морфо-функциональными характеристиками миокарда у высококвалифицированных мужчин-конькобежцев со стажем занятий спортом от 7 до 12 лет, более высокие значения толщины ЗСЛЖ и максимальных аэробных возможностей (МПК/кг и W/кг max) были выявлены у носителей комбинации DD-GC. У гребцов-академистов более высокие значения толщины ЗСЛЖ, МЖП и максимальных аэробных возможностей были получены у спортсменов с комбинацией ID-GG. (таблица 6).
Таким образом, наиболее эффективным сочетанием для конькобежцев-многоборцев стала комбинация DD-GC (24%), что достоверно отличается от частоты той же самой комбинации в контрольной группе (8,3%, P=0,001); а у гребцов-академистов - ID-GG (55%); в контрольной группе частота комбинации составила 35,4%
Заключение
Адаптационные изменения сердечно-сосудистой системы у спортсменов определяются сложной цепью взаимодействия генетических факторов с экстремальными внешнесредовыми воздействиями. К сожалению, методы молекулярной генетики еще недостаточно используются в практике спорта высших достижений. Проведенное в исследовании выявление взаимосвязи комбинаций генотипов АСЕ и PPARa с физической деятельностью и их сопоставление с результатами общеклинических исследований (эхокар-диографии и эргоспирометрии) позволило оценить вклад выше названных генетических маркеров в развитие физиологической гипертрофии спортивного сердца. Результаты полученного в исследовании распределения генотипов выявили наиболее эффективные сочетания для I/D и
G/C полиморфизмов генов АСЕ и PPARA среди высококвалифицированных спортсменов: DD-GC - для представителей конькобежного многоборья и ID-GG - для гребцов-академистов. Учитывая обнаруженную во многих исследованиях ассоциацию полиморфизмов генов ACE и PPARa с типом сердечно-сосудистой деятельности, можно предположить, что комбинации генотипов DD-GC имеет преимущественное значение в видах спорта со смешенным анаэробно-аэробным типом энергообеспечения нагрузок (например - в конькобежном многоборье). Напротив, комбинация ID-GG возможно более благоприятна в видах спорта с преобладанием аэробного энергообеспечения (например, в академической гребле).
Продолжение работ по изучению генетических полиморфизмов и морфо-функциональных характеристик сердечно-сосудистой системы в видах спорта с различными типами энергообеспечения нагрузок позволит выявить информативные генетические маркеры физиологического и патологического ремоделирования «спортивного сердца», выявить группы риска сердечнососудистой и, особенно, коронарогенной патологии у спортсменов.
Список литературы
1. Волков Н.И. Биоэнергетика напряженной мышечной деятельности человека и способы повышения работоспособности спортсменов. Автореферат. дисс. докт. биол. наук, М., 1990, 100 с.
2. Гаврилова Е.А. Стрессорная кардиомиопатия у спортсменов (дистрофия миокарда физического перенапряжения). Дисс. доктора мед. наук, С-Пб, 2001, 125 - 200 .
3. Граевская Н.Д., Гончарова Г.А., Калугина Г.Е. Еще раз к проблеме «спортивного сердца». Теория и практика физической культуры, 1997, 4, 2-5.
4. Дегтярёва Е. А. , Линде Е.В., Иде Хасан и др. Подходы к прогнозированию стрессорной кардиомиопатии у юных спортсменов олимпийского резерва и обоснование методов протекции. Международный медицинский журнал, (IMJ) 2002, 6, 521-526.
5. Линде Е.В. Типы адаптации кардио-респираторной системы юных спортсменов циклических видов спорта в максимальных тредмил-тестах. Материалы VII Международного научного конгресса «Современный Олимпийский спорт и спорт для всех». М., Май 2003, 89-90
6. Линде Е.В., Виноградова О.Л., Ахметов И.И. и др. «Спортивное сердце» и генетический полиморфизм. Физкультура в профилактике, лечении и реабилитации, 2006, 4(19), 18-25.
7. Кечкер М.И. Руководство по клинической электрокардиографии. М., Медпром, 2000, 395 с.
8. Меерсон Ф.З. Адаптация, деадаптация и недостаточность сердца. М., 1978, 320-339.
9. Ahmetov I., Astratenkova I., Komkova A., Rogozkin V. PPAR-a intron 7 polymorphism and response to power training. 10th Ann. Congress ECSS, Belgrade, Serbia, Abstract Book, 2005, 213-214.
10. Ahmetov I.I., Linde E.V., Mozhayskaya I.A. et al.. Effects of gene variants on cardiovascular system of athletes. 11th Ann. Congress ECSS, July 5-8, 2006, Lausanne, Switzerland, Book of Abstracts, 2006, 416.
11. Alvarez R, Terrados N, Ortolano R. et al. Genetic variation in the renin- angiotensin system and athletic performance. Eur. J. Appl. Physiol., 2000, 82, 117-20.
12. Braissant O., Foufelle F., Scotto C., et al. Differential expression of peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs): tissue distribution of PPAR-alpha, -beta, and -gamma in the adult rat. Endocrinology, 1996,137, 354-366.
13. Costa O., Fraitas J., Puig J. Current perspectives in screening for cardiac diseases which most frequently cause sudden death during the practice of a sports activity. Rev. Port. Cardiol., 1998, 17(3), 273-83.
14. Danser A.H.J., Schalekamp M.A.D.H., Bax V.A, et al. Angiotensin converting enzyme in the human heart: Effect of the deletion/insertion polymorphism. Circulation, 1995, 92, 1387-1388.
15. Devereux RB, Lutas EM, Casale PN. et al. Standardization of M-mode echocardiographic left ventricular anatomic measurements. J. Am. Coll. Cardiol., 1984, 4, 1222-30.
16. Flavell D.M., Jamshidi Y, Hawe E., et al. Peroxisome pro-liferator-activated receptor a gene variants influence progression of coronary atherosclerosis and risk of coronary artery disease. Circulation, 2002, 105, 1440 -1445.
17. Futterman L.G., Myerburg R. Sudden death in athletes: an update. Sports Med., 1998, 26(5), 335.
18. Heine H. Grundheit - Krankcheit. Stress. Biol. Med., 1997, 26(5), 503-511
19. Heine H. Grundlagen der Regulationsmedizin. Arztezeitschrift fur Naturheilverfaren, 2000, 41, 82-93
20. lokl E. Exersise and cardiac dearth . Sport cardiology. Eds. Zulicht., Venesando A., Bologna, Auto Gaddi., 1980, 233.
21. Jamshidi Y, Montgomery H.E., Hense H-W., et al. Peroxisome proliferator-activated receptor a gene regulates left ventricular growth in response to exercise and hypertension. Circulation, 2002, 105, 950-955.
22. Karjalainen J, Kujala UM, Stolt A. Angiotensinogen gene M235T polymorphism predicts left ventricular hypertrophy in endurance athletes. J. Am. Coll. Cardiol., 1999, 34 (Suppl. 2), 494-9.
23. Kagaya Y, Kanno Y, Takeyama D., et al. Effects of long-term pressure overload on regional myocardial glucose and free fatty acid uptake in rats. A quantitative autoradiographic study. Circulation, 1990, 81,1353-1361.
24. Longhurst J. et al. Echocardiographic left ventricular masses in distance runners and weight lifters. J. Appl. Physiol., 1980, 48(1), 154-162
25. Mccann G.P., Muir D.F., Hillis Athletic left ventricular hypertrophy: long-term studies are required. Eur., Heart J., 2000, 21, 351-353.
26. Montgomery H., Clarkson P., Dollery C.M., et al. Association of angiotensin-converting enzyme gene I/D polymorphism with change in left ventricular mass in response to physical training. Circulation, 1997, 96, 741-747.
27. Nadaut S., Soubrier F., Seances C.R. Molecular biology and genetics of ON synthases. Soc. Biol. Fil., 1995, 189, 6, 1025-1038.
28. Nagashima J, Musha H, Takada H. et al. Influence of angiotensin-converting enzyme gene polymorphism on development of athlete's heart. Clin. Cardiol., 2000, 23, 621-4.
29. Northcote R., Ballantine D. Sudden death and sport. Lancet, 1984, 1, 113
30. Noakes T.,Rose A.,Benjamin J. Sudden death of a champion athlete. Autopsy findings. S. Afr. Med. J., 1984, 66(12), 458-9
31. Noakes T.D. Implication of exercise testing for prediction of athletic performance: a contemporary perspective. Med. Sci. Sport Exerc., 1988, 20, 319-330.
32. Osborne G, Wolfe LA, Buggraf GW. et al. Relationships between cardiac dimensions, anthropometric characteristics and maximal aerobic power (VO2-max) in young men. Int. J. Sports Med., 1992, 13, 219.
33. Pelliccia A., Maron B. et al. Remodeling of left ventricular hypertrophy in elite athletes after long-term deconditioning. Circulation, 2005, 105, 944-949.
34. Pellicia A., Maron B. Athletes heart electrocardiogram mimicking hypertrophic cardiomyopathy. Curr. Cardiol. Rep., 2001, 3 (2), 147-51
35. Pfeffer M.A., Braunwald E. Ventricular remodeling after myocardial infarction: experimental observations and clinical implications. Circulation, 1990, 81, 116-172
36. Raschka C., Parzeller M., Kind M Organ pathology causing sudden death in athletes. Interna studi of autopsies (Germany, Austria, Switzerland). Med. Klin., 1999, 94(9), 473-7
37. Rankinen T, Wolfarth B, Simoneau JA. et al. No association between the angiotensin-converting enzyme ID polymorphism and elite endurance athlete status. J. Appl. Physiol., 2000, 88, 1571-5.
38. Rost R. The athlete's heart. Cardiol. Clin., 1997, (Suppl. 3), 493-512.
39. Rigat B., Hubert C., Alhenc-Gelas F., et al. An insertion/deletion polymorphism in the angiotensin-1-converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme levels. J. Clin. Invest., 1990, 86, 1343-1346.
40. Rigat B., Hubert C., Corvol P., Soubrier F. PCR detection of the insertion/deletion polymorphism of the human angiotensin converting enzyme gene (DCP1) (dipeptidyl carboxypeptidase 1). Nucleic Acids Res., 1992, 20, 433.
41. Spataro A., Pellicia A. et al. Extreme cardiac hypertrophy in athletes. Morphological and functional echographic study. G. Ital. Cardiol., 1988, 18(3), . 171-80.
42. Serra-Grima R., Estorch M. at al Marked ventricular repo-larization abnormalities in highly trained athletes electrocardiograms: clinical and prognostic implication. J. Am. Coll. Cardiol., 2000, 36(4), 1310-6
43. Sharp NC., Koutedakis Y Sport and the overtraining syndrome: Immunological aspect. Br. Med. Bull., 1992, 48(3), 518-33.
44. Tabib A., Miras A., Taniere P., Loire R. Undetected cardiac lesions cause unexpected sudden cardiac death during occasional sport activity. A report of cases. Eur. Heart J., 1999, 20(12), 900-3
45. Urhausen A., Kindermann W. Sudden cardiac death in sports. Ther. Umsch., 1998, 55(4), 229-34.
46. Wei S., Chow L.T., Shum I.O. et al. Left and right ventricular collagen type I/III ratios and remodeling postmyocardial infarction. J. Card. Fail., 1999, 5,117-26.
