Факторы риска и механизмы развития фибрилляции предсердий у спортсменов

Review article

RISK FACTORS AND MECHANISMS OF ATRIAL FIBRILLATION DEVELOPMENT IN ATHLETES

S. A. Bondarev ® 1, V. V. Smirnov © 1, E. E. Achkasov © 2,А. N. Shishkin © 3, N. V. Hudiakova ©3

• ¹    Saint Petersburg State Pediatric Medical University

• 2    Litovskaya St., 194100 Saint Petersburg, Russia

• ²    Sechenov First Moscow State Medical University

  • 2    Bolshaya Pirogovskaya St., 119435 Moscow, Russia

  • ³    Saint Petersburg State University

    7-9 Universitetskaya Emb., 199034 Saint Petersburg, Russia

Проблема сокращения преждевременной смертности и выявление соответствия возможностей сердечно-сосудистой системы уровню тренировочных и соревновательных нагрузок являются основными задачами современной спортивной медицины. Однако вопрос о биологической целесообразности тех или иных изменений сердца в процессе адаптации к мышечной деятельности до настоящего времени не решён. Исследования показывают, что умеренные физические упражнения способствуют нормализации работы органов спортсменов, в то время как перетренированность может повлечь за собой тяжелые последствия [1]. Большинство научных работ указывают на тот факт, что по сравнению с общей популяцией лица, профессионально занимающиеся спортом, имеют двукратное повышение риска внезапной смерти, которая в 50% случаев обусловлена сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ). При этом особенно важную роль играют нарушения сердечного ритма (НРС), в частности, фибрилляция предсердий (ФП) [1, 2, 3]. Данные литературы подтверждают, что у профессиональных спортсменов ФП диагностируется в 2-10 раз чаще, чем у людей с обычной физической нагрузкой. Кроме того, летальность при развитии тромбоэмболических осложнений вследствие ФП в этой группе пациентов достигает 6-7% [4, 5]. Вклад данной тахиаритмии в сердечно-сосудистую смертность не вызывает сомнений. Однако факторы риска ФП у спортсменов исследованы недостаточно, что ограничивает возможности профилактики. Изучение клинических факторов и маркеров, ассоциированных с риском возникновения ФП, позволит расширить существующие представления о причинах преждевременной смертности в этой группе пациентов.

Существенное влияние на развитие ФП оказывает собственно физическая нагрузка. Долговременная адаптация спортсменов к нагрузке сопровождается специфическими морфологическими и функциональными изменениями сердечно-сосудистой систе- мы, которые в литературе рассматриваются в рамках понятия «спортивное сердце». Ремоделирование, как правило, заключается в увеличении размеров и объёма правых и левых камер сердца, иногда сочетающимся с увеличением толщины миокарда левого желудочка, при сохранении нормальной систолической и диастолической функции миокарда [1]. Изменения такого рода, включая, в первую очередь, расширение предсердий, могут служить морфологическим субстратом для развития ФП. Кроме того, особенностью ФП в этой группе пациентов является наличие парасимпатикотонии. Ряд работ показал, что более чем в 68% случаев ФП у спортсменов ассоциирована с гипертонусом блуждающего нерва [6, 7, 8], который способен инициировать данную тахиаритмию путем создания макрореактивного увеличения дисперсии рефрактерного периода предсердий [6, 9]. Причинами изменений вегетативной нервной системы могут быть усиление барорефлекторной регуляции и повышение чувствительности к ацетилхолину в результате подавления регуляции G-сигнальных белков, что представляется особенно важным для возникновения и поддержания ФП, вызванной длительными упражнениями на выносливость [10]. L. Mont и соавторы в своей работе (2008), проведённой на основании обследования 1160 мужчин, показали, что у действующих атлетов по сравнению с лицами, ведущими сидячий образ жизни, ФП развивается в 5 раз чаще. Это обстоятельство ученые объяснили более высокими значениями массы миокарда, размеров левого предсердия, толщины миокарда левого желудочка и ваготонией, выявленными в основной группе [11]. Многие исследователи отмечают закономерно высокую распространенность ФП у лиц, тренирующих качество выносливости в высокодинамичных, высокоинтенсивных видах спорта, таких как марафонский бег, биатлон, спортивное ориентирование, лыжные гонки. В этой группе пациентов ФП выявляется в 5-10% случаев

[12, 13]. Подтверждение взаимосвязи ФП и интенсивности физической нагрузки получено в работе S. Baldesberger и соавт. (2008), показавшей значимость различий в частоте выявления данного НРС у лиц, занимающихся различными видами спорта. В частности, у велосипедистов ФП была диагностирована в 10% случаев, тогда как у гольфистов не было зарегистрировано ни одного пароксизма [14].

Кроме того, большинство работ отмечает чёткую связь развития ФП с количеством часов занятий в год и длительностью физических нагрузок. Значимыми в отношении риска развития аритмии являются занятия более 10 часов в неделю на протяжении не менее 10 лет. Установлена достоверная связь ФП и степени дилатации левого предсердия с количеством часов тренировок за период спортивной карьеры. Подтверждено увеличение объёма левого предсердия на 24% от исходных значений у спортсменов, занимающихся менее 1500 часов, на 40% – при физической нагрузке от 1500 до 4500 часов, на 83% – при длительности тренировок более 4500 часов [4, 5, 11, 15]. Объяснением данного факта являются особенности работы сердечно-сосудистой системы спортсменов, характеризующиеся выраженной ваготонией, нагрузкой объёмом с последующим развитием гипертрофии и дилатации камер сердца, служащих основой для возникновения НРС [12, 16]. Однако при проспективном анализе результатов обследования более 4 тысяч спортсменов и лиц, ведущих малоподвижный образ жизни, были получены неоднозначные результаты. Примечателен тот факт, что значимых различий в степени гипертрофии и дилатации левого желудочка и дилатации левого предсердия у пациентов обнаружено не было [11]. Вероятно, полученные данные могут быть объяснены развитием заболеваний, ассоциированных с гиподинамией и их влиянием на морфофункциональные параметры сердца. Кроме того, в этом же исследовании выявлено, что для спортсменов характерно развитие пароксизмальной формы ФП. Однако данный факт требует дополнительных широкомасштабных исследований и наблюдений, поскольку лица с постоянной формой ФП не были включены в вышеуказанную научную работу, а также не способны выполнять длительные физические нагрузки, что ограничивает возможность их участия в исследованиях.

Известно, что одной из причин, предрасполагающих к развитию ФП, является артериальная гипертензия (АГ). Интенсивные занятия спортом не исключают вероятности развития АГ у спортсмена, несмотря на то, что высокую физическую активность считают фактором первичной профилактики этой патологии. По данным исследований, проведённых под руководством А. В. Смоленского (2015 г.), распространённость АГ среди спортсменов молодого возраста (до 35 лет) составляет 5,6% [17]. Развитию АГ в этой группе пациентов, помимо факторов риска, характерных для всей популяции, способствует высокий уровень потребления натрия, частые стрессы (в том числе во время спортивных соревнований), в ряде случаев – злоупотребление алкоголем, использование допинг-препаратов. Аналогичные данные получены при изучении состояния сердечно-сосудистой системы в группах подростков, занимающихся и не занимающихся спортом: показано, что в первой группе АГ выявляется в 2 раза чаще [18, 19, 20]. По мнению исследователей, формирование АГ у этих пациентов в первую очередь обусловлено воздействием тахикардии, дневной симпатикотонии, перегрузкой объёмом, развитием диастолической дисфункции желудочков, впоследствии приводящих к патологическому ремоделированию миокарда и ФП [6, 9, 21, 22]. Однако на сегодняшний день нет однозначного ответа на вопрос, является ли АГ, развивающаяся непосредственно во время спортивной нагрузки, фактором риска гипертонической болезни, а также не уточнена её взаимосвязь с развитием кардиосклероза [23]. Экспериментально доказано, что ключевая роль в перестройке миокарда принадлежит кардиальным фибро- бластам. Функция данных клеточных структур модулируется различными факторами, такими как механическое растяжение, уровень кислорода, а кроме того, изменениями метаболизма внеклеточного матрикса, процессами клеточной пролиферации и миграции, а также высокими концентрациями провос-палительных цитокинов, факторов роста, вазоактивных пептидов и гормонов [24, 25]. Активированные кардиальные фибробласты трансформируются в миофибробласты, которые синтезируют коллаген и другие белки экстрацеллюлярного матрикса, осаждающиеся в интерстициальном пространстве с последующим формированием фиброза [26]. В недавних исследованиях продемонстрировано, что сердечные фибробласты претерпевают ремоделирование во время тахиаритмии [27]. Развитие фиброза предсердий и лёгочных вен способствует блокированию проводимости, возвратному возбуждению и возникновению триггерной активности [28, 29, 30]. В исследовании B. Benito (2011) показано, что для спортсменов всех возрастных групп характерно формирование дегенерации миокарда предсердий и желудочков на фоне увеличения продукции профибротических маркеров: фибронектина 1, проколлагена 1 и 3, трансформирующего фактора роста В1, матриксной металлопротеиназы 2, тканевого ингибитора металлопротеиназы 1. По мнению ряда авторов, у спортсменов процессы фиброзирования усилены и ускорены [22, 31, 32]. Доказано, что уровень профибротических факторов тем выше, чем выше спортивный стаж и возраст атлета [33]. Аналогичные данные получены N. Drca и соавторами (2014) при обследовании 45 элитных спортсменов с ФП. У этих больных был подтвержден выраженный фиброз миокарда по данным эхокардиографии и магнитно-резонансной томографии, а также выявлен повышенный уровень профибротического фермента ме-таллоэластазы в сравнении с сопоставимой группой лиц, не занимающихся спортом [5]. Результаты исследований J. Drezner (2016)

и С. А. Бондарева и соавт. (2017) также указывают на высокую степень фиброзной дегенерации миокарда желудочков и предсердий у атлетов по данным МРТ с гадолинием [34, 35].

Проблема избыточного веса для спортсменов порой не менее актуальна, чем для лиц с малоподвижным образом жизни. Несбалансированность питания, употребление высококалорийных продуктов и добавок, приём ряда медикаментов, формирование определенных пищевых привычек с отсутствием последующего сокращения калоража после окончания карьеры способствуют развитию ожирения. Согласно масштабным профилактическим обследованиям, в США распространённость этой патологии среди молодых людей, занимающихся спортом, составляет 23,5% [36, 37]. Для атлетов, завершивших карьеру, данная проблема ещё более актуальна. Распространённость ожирения в этой группе в 3 раза выше, чем среди лиц, продолжающих профессионально заниматься спортом. Избыточная масса тела посредством хронического системного воспаления напрямую связана с формированием структурного ремоделирования и интерстициального фиброза миокарда предсердий, сопровождающегося изменением электрофизиологических свойств кардиомиоцитов с последующим развитием и/или прогрессированием ФП [38, 39]. Экспериментально доказано, что абдоминальный жир метаболически активен за счёт свободных жирных кислот и продукции многочисленных цитокинов, которые запускают активацию профибротических компонентов, как напрямую, так и опосредованно, в результате развития инсулинорезистентности.

Наряду с проблемой избыточной массы тела важным фактором риска возникновения ФП у спортсменов являются нарушения углеводного обмена, развитию которых, в первую очередь, способствует регулярное использование высокоэнергетического питания и применение стероидов [18, 40, 41, 42]. Гипергликемия и гиперинсулинемия усиливают пролиферацию фибробластов и гладко- мышечных клеток сосудов, способствуя структурной перестройке миокарда и сосудистого русла. Гиперинсулинемия также активизирует симпатоадреналовую систему, что приводит к вазоконстрикции и увеличению сердечного выброса, и повышает синтез в печени триглицеридов, холестерина и липопротеидов очень низкой плотности, повреждающих интиму артерий. Параллельная активация ренин-ангиотензиновой системы увеличивает общее периферическое и почечное сосудистое сопротивление, нарушает трансмембранные ионообменные механизмы и увеличивает реабсорбцию натрия и воды, что способствует развитию электролитного дисбаланса [43]. Вышеуказанные изменения как напрямую, так и опосредованно могут потенцировать аритмогенез.