Морфофункциональная характеристика брахиоцефальных и периферических сосудов у высококвалифицированных лыжников-гонщиков

B.F. Dernovoy1,2, ,

V.I. Prosheva1, , 1 Institute of Physiology, Коmi Science Centre, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Syktyvkar, Russia

Введение. Одной из фундаментальных проблем спортивной медицины и физиологии человека остается изучение механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы при воздействии физической нагрузки на организм в условиях низкой температуры окружающей среды. Установлено, что в холодной атмосфере физическая активность сопровождается большей нагрузкой на систему кровообращения [7, 13], способствуя риску возникновения внезапных кардиоваскулярных событий у атлетов [15, 16, 18]. В России и в Скандинавских странах, отличающихся холодным климатом, популярны лыжные гонки, являющиеся в этих регионах национальным видом спорта. Имеются данные, свидетельствующие, что на Севере у мужчин-лыжников модифицируются значения гемодинамических показателей в системе кровообращения [1] и электрическая активность миокарда [9]. Эхокардиографическое и биохимическое исследование у лыжников-гонщиков высокой квалификации показало, что зимой увеличены размеры полости левого предсердия и желудочка, скорость диастолического кровенаполнения желудочков сердца, время кровотока в легочной артерии, понижаются показатели системной гемодинамики и снижается уровень натрийуретического пептида-В типа в крови [3, 14]. Результаты ультразвуковых исследований сосудов свидетельствуют о гендерных и возрастных отличиях кровотока во внутренних сонных артериях у лиц, не занимающихся спортом [2, 4]. У женщин фитнес-групп с разным уровнем физической подготовки с помощью ультразвуковой допплерографии сосудов установлены особенности гемодинамики в магистраль- ных артериях головы [5]. В настоящее время отсутствуют сведения о характере кровотока в экстракраниальном отделе брахиоцефальных и периферических сосудов у квалифицированных атлетов, занимающихся циклическими видами спорта в условиях холодной атмосферы, полученные методом допплерографии. Эти данные важны для понимания адаптивных изменений в системе кровообращения у человека при регулярных спортивных нагрузках в климатических условиях Севера.

Целью работы явилось изучение морфометрических и гемодинамических показателей в брахиоцефальных и периферических сосудах у высококвалифицированных лыжников-гонщиков в период зимних тренировок и соревнований.

Материалы и методы исследования. Исследовали зимой (в декабре и январе) при средней температуре атмосферы – 14 С° контрольную группу, состоящую из 14 мужчин-студентов Сыктывкарского государственного университета (возраст – 24 ± 1,9 года; рост 174,5 ± 6,9 см, масса тела 70,1 ± 8,5 кг); и экспериментальную группу – 11 мужчин лыжников-гонщиков высокой квалификации (кандидаты и мастера спорта, спортивный стаж – 7 лет), с циклическими нагрузками на сердечно-сосудистую систему при подготовке и выступлениях на национальных соревнованиях (возраст 22 ± 2,7 года; рост 178,9 ± 6,6 см, масса тела 72,2 ± 5,9 кг), проживающих на Европейском Севере (62° с.ш.) в городе Сыктывкаре. В день исследований жалоб на плохое самочувствие и объективных отклонений в здоровье у испытуемых не было. Инструментальные исследования сердечно-сосуди- стой системы проводили до приема пищи, с 14 до 15 часов дня, в условиях кабинета функциональной диагностики при температуре в помещении 21,0 ± 1,0 С и влажности воздуха 57 %, с соблюдением этических медико-биологических норм, изложенных в Хельсинской декларации и Директивах Европейского сообщества.

Испытуемых исследовали в положении лежа на спине после стабилизации ритма сердца общепринятым методом [6] по короткой и длинной оси магистральных сосудов линейным датчиком LA-532 (5–7 Мгц) с помощью ультразвукового сканера MyLab Class C ESAOTE (Италия). Методом ультразвуковой допплерографии (УЗДГ) в В режиме измеряли в миллиметрах (мм) толщину комплекса интима медиа (ТКИМ), морфометрические параметры брахиоцефальных (БЦА) сосудов: диаметр правой общей сонной артерии (DОСА dex); диаметр в проксимальном сегменте правой внутренней сонной артерии (DВСА dex); диаметр левой общей сонной артерии (DОСА sin); диаметр в проксимальном сегменте левой внутренней сонной артерии (DВСА sin); диаметр правой позвоночной артерии (DПА dex) и левой позвоночной артерии (DПА sin), в сегменте V2, а также периферических сосудов: диаметр правой задней большеберцовой артерии (DЗББА dex) и левой задней большеберцовой артерии (DЗББА sin) на уровне верхней границы медиального мыщелка голеностопного сустава в обеих нижних конечностях. Диаметры артерий, за исключением позвоночных, устанавливали измерением в продольном сечении сосуда и верифицировали измерениями в поперечном сечении сосудов. Диаметры позвоночных артерий из-за ограничений доступа устанавливали только в одном сечении – продольном. Среднюю линейную скорость кровотока (V) в одноименных сосудах оценивали в режиме импульсного допплеровского исследования в см/с, под контролем цветного доплеровского картирования и угла сканирования гемодинамического потока, не превышающего 30 градусов. Индекс резистивности сосудов (RI) рассчитывали в (у. е.) автоматически программой, заложенной в ультразвуковом сканере. Частоту сердечных сокращений (ЧСС), измеряемую в уд./мин, определяли с помощью программы, установленной в ультразвуковом сканере по интервалам R–R. Систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) арте- риальное давление измеряли в мм рт. ст. с помощью полуавтоматического манометра OMRON M2 Basic (Япония).

Нормальность распределения данных определяли с помощью W-критерия Шапиро – Уилка. Данные представлены как среднее арифметическое значение ± стандартное отклонение. Различия двух групп оценивали с помощью t-критерия Стьюдента. Различия считались статистически значимыми при p < 0,05. Статистическую обработку данных проводили с помощью программ Microsoft Excel 2010 и Statistica 10.0 (StatSoft, Inc., США).

Результаты и обсуждение. Частота сердечных сокращений у лыжников была ниже по сравнению со студентами-неспортсменами и составляла 55 ± 5 против 64 ± 6 уд./мин; p = 0,001). Нами обнаружено сниженное диастолическое артериальное давление у лыжников по сравнению с неспортсменами (63 ± 7 против 70 ± 8 мм рт. ст.; p = 0,049). В то же время не было достоверных различий в значениях систолического артериального давления у исследованных групп мужчин-северян (124 ± 7 против 122 ± 5 мм рт. ст.; p = 0,313).

В таблице представлены структурные и функциональные показатели брахиоцефальных сосудов у лыжников-гонщиков и студентов-мужчин, не занимающихся спортом, в сравнении с опубликованными нормативными данными для мужчин-неспортсменов. Средние значения морфометрических и гемодинамических показателей в брахиоцефальных сосудах у исследованных групп северян находились в границах экстремумов нормы для мужчин с нормальным артериальным давлением [6].

В холодное время года у спортсменов-лыжников в сравнении с контрольной группой – студентами – ниже значения ТКИМ, средней линейной скорости кровотока в общих сонных артериях и в правой ВСА. При этом у лыжников-гонщиков, в отличие от студентов, индекс резистивности в правой позвоночной артерии был выше (см. таблицу).

У спортсменов-лыжников в сравнении со студентами, не занимающимися спортом, в периферических сосудах нами не обнаружено различий в значениях диаметра просвета артерии DЗББА dex (2,1 ± 0,2 против 1,97 ± 0,1; p = 0,097) и DЗББА sin (2,0 ± 0,2 против 1,9 ± 0,1; p = 0,061), а также и скорости кровотока VЗББА dex (29,5 ± 2,7 против 31,7 ± 7,4; p = 0,364) и VЗББА sin (29,1 ± 2,5 против 32,9 ± 7,4; p = 0,116).

Структурные и функциональные параметры брахиоцефальных сосудов у лыжников-гонщиков и студентов-мужчин, не занимающихся спортом, и опубликованные нормативные значения

Structural and functional parameters of brachiocephalic vessels in male cross-country skiers and male non-athletes with corresponding reference values

Примечания . Данные представлены как среднее арифметическое значение ± стандартное отклонение. DОСА dex – диаметр правой общей сонной артерии, DОСА sin – диаметр левой общей сонной артерии, VОСА dex – средняя линейная скорость кровотока в правой общей сонной артерии, VОСА sin – средняя линейная скорость кровотока в левой общей сонной артерии, VВСА dex – средняя линейная скорость кровотока в правой внутренней сонной артерии, VВСА sin – средняя линейная скорость кровотока в левой внутренней сонной артерии, DПА dex – диаметр правой позвоночной артерии, DПА sin – диаметр левой позвоночной артерии, VПА dex – средняя линейная скорость кровотока в правой позвоночной артерии, VПА sin – средняя линейная скорость кровотока в левой позвоночной артерии, RIПА dex – индекс рези-стивности правой позвоночной артерии, RIПА sin – индекс резистивности правой позвоночной артерии, ТКИМ – толщина комплекса интима медиа; * – значимые различия (p < 0,05) между лыжниками-гонщиками и мужчинами-неспортсменами.

Note. Values are means ± standard deviation. CCAD dex – diameter of the right common carotid artery, CCAD sin – diameter of the left common carotid artery, CCAV dex – average linear blood flow velocity in the right common carotid artery, CCAV sin – average linear blood flow velocity in the left common carotid artery, ICAV dex – average linear blood flow velocity in the right internal carotid artery, ICAV sin – average linear blood flow velocity in the left internal carotid artery, VAD dex – diameter of the right vertebral artery, VAD sin – diameter of the left vertebral artery, VAV dex – average linear blood flow velocity in the right vertebral artery, VAV sin – average linear blood flow velocity in the left vertebral artery, VARI dex – right vertebral artery resistivity index, VARI sin – left vertebral artery resistivity index, IMCT – thickness of the intima media complex; * – differences are significant ( p < 0.05) between cross country skiers and male non-athletes.

По-видимому, для студентов-неспортсме-нов и лыжников-гонщиков, близких между собой по возрасту и соматическим параметрам тела, морфофункциональные показатели в ЗББА являются оптимальными для обеспечения тканевого метаболизма дистальных отделов нижних конечностей независимо от воздействия на организм спортивных нагрузок.

Нами установлена низкая ЧСС и сниженное диастолическое артериальное давление у лыжников-гонщиков. Эти результаты согла- суются с данными литературы [1, 3] и свидетельствуют об уменьшении тонуса резистивных сосудов и напряженности деятельности сердца вследствие повышенного влияния ва-гуса на периферическое и центральное звено системы кровообращения [3]. Реакция организма на физические нагрузки, сопровождающаяся понижением тонуса резистивных сосудов, может быть обусловлена и другими механизмами, эффективно обеспечивающими вазомоторный баланс и гомеостазис в системе кровообращения, в частности эндотелиальной системой. Известно, что эндотелиальные клетки сосудов являются рецепторно-эффекторным органом, реагирующим на изменение гемодинамики [11]. Оксид азота (NO), продуцируемый эндотелиальной системой, оказывает мощный вазодилататорный эффект [10]. Однако, по данным литературы [8, 12, 17], действие его на тонус сосудов непродолжителен. Предполагается, что зимой у человека реакция на циклические гемодинамические нагрузки может сопровождаться не только увеличением секреции NO [11] и депонированием NO в эндотелии и в гладкой мышце интимы сосудов [8], но и транзиторным повышением чувствительности эндотелиальной системы к циркулирующим в крови или продуцируемым стенкой интимы сосудов вазоактивным веществам. Вероятно, зимой, когда вследствие тренировок на холоде возрастает нагрузка на сердечно-сосудистую систему [1, 3], транзиторное повышение чувствительности эндотелиальной системы к вазоактивным веществам может иметь пролонгированный характер. Предполагается, что такого рода изменения способствуют поддержанию оптимального вазомоторного баланса и гемодинамики для сохранения метаболизма и эффективности процессов восстановления в организме после интенсивной мышечной деятельности.

Установленные у спортсменов, в сравнении с контрольной группой, меньшие значения VОСА dex, VВСА dex, VОСА sin свидетельствуют о меньшей скорости гемодинамики в экстракраниальных отделах брахиоцефальных сосудов. Очевидно, что период восстановления лыжников-гонщиков после физических нагрузок сопровождается регионарным сдвигом скорости кровотока, и, по-видимому, такого рода изменения обуславливают эффективность восстановительных процессов в дистальном отделе опорно-двигательного аппарата.

Примечательно, что у спортсменов в сравнении с мужчинами, не занимающимися спортом, обнаружены меньшая скорость VВСА deх и больший индекс RIПА deх (см. таблицу). Асимметрия показателей гемодинамики в БЦА является характерным для человека и может быть обусловлена разными факторами [2, 4]. Предполагается, что в нашем случае это может быть обусловлено физиологической асимметрией функционирования центральной нервной системы в восстановительный период после психоэмоционального стресса, вызванного интенсивным этапом подготовки и участием в соревнованиях. Вместе с тем достоверных морфометрических отличий в диаметре просветов исследуемых сосудов между исследованными группами мужчин не обнаружено.

Установлено, что у лиц, занимающихся лыжными гонками, толщина комплекса интима медиа была меньше, чем у сверстников, не занимающихся спортом. По-видимому, у молодых лыжников-гонщиков циклические гемодинамические нагрузки на организм сопровождаются модификацией толщины КИМ, что, в свою очередь, может оказывать влияние на резистивность магистральных сосудов и затрагивать функцию эндотелиальной системы. Предполагается, что при увеличении спортивного стажа и возраста спортсмена дальнейшие приспособительные изменения в сосудистой системе могут сопровождаться компенсаторным утолщением КИМ и повышением ригидности стенок сосудов, затрагивая функцию рецепторно-эффекторного аппарата эндотелиальной системы и создавая предпосылки для увеличения риска возникновения васкулярной патологии.

Заключение. Установлено, что циклическая нагрузка на сердечно-сосудистую систему северян, обусловленная лыжными гонками, сопровождается функциональными изменениями гемодинамики и модификацией толщины комплекса интима-медиа в экстракраниальном отделе брахиоцефальных сосудов.