Морфофункциональные основы высоких функциональных возможностей спортсменов в свете упрощенной зарубежной классификации спорта. Часть 2

A.S. Sharykin1,2, , V.A. Badtieva1,3, , V.I. Pavlov1, ,

Yu.M. Ivanova1, ,

D.M. Usmanov1,2, ,

Введение. В первой части статьи («Человек. Спорт. Медицина», 2022, Т. 22, № 4) были проанализированы изменения морфологических показателей сердца спортсменов в зависимости от видов спорта, классифицированных по A. Pelliccia: (1) требующие преимущественно сложно-координационных навыков (англ. skill, (2) требующие силы (англ. power), (3) требующие смешанных качеств (англ. mixt), (4) требующие выносливости (англ. Endurance). В настоящем разделе анализируются характеристики сердца, обеспечивающие оптимальное функциональное состояние спортсменов.

Важнейшими детерминантами гипертрофии левого желудочка (ЛЖ) спортсменов считаются виды спортивных дисциплин (СД). Среди их классификаций используется клас- 32

сификация, предложенная учеными под руководством A. Pelliccia, основанная на величине статических или гемодинамических нагрузок. Однако ремоделирование, различия в морфологии сердца между выделенными группами и их связь с функциональными возможностями оцениваются недостаточно и только у олимпийских спортсменов.

Функциональные характеристики групп и связь с ремоделированием сердца. В наших наблюдениях фракция выброса ЛЖ от группы к группе существенно не менялась и ее 5-й центиль не опускался ниже 53 %. В то же время различия по ударному индексу (УИ) покоя несколько возрастали к 4-й группе (в пределах 1,5–4,4 мл/м²).

Полноценные результаты кардиопульмо нального тестирования, полученные у 1917

спортсменов, показали ожидаемую корреляцию средней силы между абсолютной величиной потребления кислорода, КДР ЛЖ, КДО ЛЖ и массой миокарда спортсменов (r = 0,42–0,45, p < 0,05). Группа № 4 превосходила все остальные по абсолютным и индексированным показателям аэробных возможностей (табл. 1). Особый потенциал этой группы дополнительно подтверждался наиболее высоким потреблением кислорода на уровне ПАНО. Разница между группами № 2 и № 3 по VO 2 Рeak и VO 2 ПАНО была незначительной.

Наличие высокой корреляции между VO 2 Peak и W Peak (r средняя для всех групп = 0,74, p < 0,05) свидетельствовало, что выполнение работы обеспечивалось в основном аэробным путем.

Очевидно, что увеличение габаритов спортсменов должно было сопровождаться ростом потребления О2. Однако при этом абсолютные размеры КДР ЛЖ, ЛП и ИММ крайне слабо отражали функциональные возможности обследованных и определенные корреляции появлялись только при рассмотрении показателей, индексированных по ППТ. Наиболее важными из них оказались объемные показатели ЛЖ: корреляция между потреблением кислорода и КДО/ППТ заметно превышала таковую корреляцию с КДР/ППТ (p = 0,0000), что было особенно заметно на уровне ПАНО (см. рисунок).

Функциональные характеристики отдельных групп имели следующие особенности.

Группа № 1. Характеризовалась относительно низкими значением VO 2 Peak, в том числе наименьшим VO₂ на уровне ПАНО (30,8 ± 5,9 мл/мин/кг). УО и УИ являлись наиболее низкими (77,5 ± 15,4 мл и 41,7 ± ± 7,5 мл/м²).

Группа № 2. Характеризовалась достоверным увеличением по сравнению с гр. № 1 как VO 2 Peak, так и VO 2 на уровне ПАНО, а также уровнями УО и УИ в покое (p < 0,05). Однако мощность работы не различалась.

Группа № 3. Изменения VO 2 Peak, VO 2 ПАНО и ударного выброса покоя по сравнению с предыдущей группой были незначительными, однако мощность выполненной работы достоверно возросла (p < 0,05). УО повысился, но изменения УИ были несущественными.

Группа № 4. Характеризовалась существенным ростом VO 2 Peak, VO 2 ПАНО и мощностью работы по сравнению со всеми остальными группами (для всех p < 0,05). УИ покоя существенно превышал соответствующие величины во всех группах (p < 0,05).

Таблица 1

Table 1

Показатели кардиопульмонального тестирования мужчин в различных группах (M ± SD) (всего 1917) Cardiopulmonary measurements in men in various groups (M ± SD) (n = 1917)

Показатель Parameter	Виды спорта Sport
	Сложно-координационные Complex coordination skills	Тренирующие силу Strength training	Смешанные Mixed qualities	Тренирующие выносливость Endurance training
Количество спортсменов, n Number of athletes, n	442	675	274	526
ЧСС макс, уд./мин HR max, bpm	166,1 ± 13,2	162,3 ± 12,7	162,0 ± 13,6	164,7 ± 13,9
VO 2 Peak, мл/мин/кг, ml/min/kg	37,3 ± 6,9	38,2 ± 7,4*	38,5 ± 7,0 *	44,8 ± 8,6 *†‡
VO 2 ПАНО, мл/мин/кг VO 2 AT, ml/min/kg	30,8 ± 5,9	32,0 ± 6,9 *	32,2 ± 6,2 *	37,5 ± 8,4 *†‡
W Peak, Вт/кг, W/kg	3,15 ± 0,51	3,11 ± 0,59	3,23 ± 0,57 *†	3,67 ± 0,69 *†‡

Примечания. ЧСС – частота сердечных сокращений; VO 2 Peak – пиковое потребление кислорода; VO 2 ПАНО – потребление кислорода на уровне анаэробного порога; W Peak – пиковая мощность нагрузки; *p < 0,01 по сравнению с гр. 1, †p < 0,01 по сравнению с гр. 2, ‡p < 0,01 по сравнению с гр. 3.

Note. HR – heart rate; VO 2 Peak – peak oxygen consumption; VO 2 AT – oxygen consumption at anaerobic threshold; W Peak – peak load power; *p < 0.01 compared to group 1, †p < 0.01 compared to group 2, ‡p < 0.01 compared to group 3.

Корреляции индексированных КДР и КДО ЛЖ с VO 2 ПАНО. Разница между r КДР/ППТ и r КДО/ППТ достоверна (p = 0,0000) Correlations of indexed LVEDD and LVEDV with VO 2 AT.

The difference between r LVEDD/BSA and r LVEDV/BSA is significant (p = 0.0000)

Исходя из факта, что наиболее функционально подготовленные лица составляли группу, тренирующую выносливость (гр. № 4), именно среди этих спортсменов был проведен дополнительный корреляционный анализ эхокардиографических и аэробных показателей. Нами изучены результаты в подгруппах с пиковым потреблением кислорода ниже и выше среднего уровня, равного VO 2 Peak 50 мл/мин/кг (подгруппы А и В), а также по достигнутой мощности работы (W Peak ≤ 3 Вт vs. ≥ 3,5 Вт, подгруппы С и D) (табл. 2).

Спортсмены подгрупп A и C (с более низкими VO2 peak и Wpeak) имели несколько бóльший возраст и ППТ по сравнению с подгруппами B и D соответственно, у них был достоверно бóльший КДР ЛЖ. Однако остальные параметры по абсолютной величине существенно не отличались. В то же время индексированные показатели (КДР/ППТ, КДО/ППТ, ЛП/ППТ, УИ) достоверно превалировали в группах с высоким пиковым потреблением О2 (p < 0,05). Любопытно, что средние величины указанных параметров тем не менее находились в пределах популяционных норм. Сходная картина выявлена при сравнении групп с различной мощностью выполненной работы.

Полученные данные позволяют сделать вывод, что более высокие аэробные и мощностные показатели тестов обеспечивались бо_́ льшими «удельными» емкостями и выбросом ЛЖ. В отличие от этого индекс массы миокарда не оказывал существенного влияния на аэробные показатели ни по абсолютной, ни по индексированной величине. Коэффициент корреляции (r) для ИММ с одной стороны, и VO 2 Peak и W Peak, с другой, равнялся лишь 0,10 и 0,09 (p > 0,05) соответственно. Указанные тренды сохранялись также во всех исследуемых классификационных группах, несколько варьируя по измеренным величинам.

Обсуждение. Длительные наблюдения за спортсменами показывают, что рост их профессионального уровня сопряжен с прогрессирующим ремоделированием сердца. Высокоинтенсивные статические упражнения повышают нагрузку на сердце из-за увеличения артериального давления и сократительного состояния ЛЖ и приводят к его гипертрофии. А высокоинтенсивные динамические упражнения требуют увеличения ударного объема

Формирующиеся дилатация и гипертрофия сердца у спортсменов требуют дифференциальной диагностики с различными врожденными заболеваниями, прежде всего с кардиомиопатиями – гипертрофической (ГКМП), дилатационной (ДКМП), аритмогенной (АКМП), некомпактным ЛЖ. Подобные заболевания сопровождаются повышенным риском внезапной сердечной смерти в соревновательных дисциплинах [3, 6]. Все они имеют свои особенности при визуализации сердца: изменение его размеров, структуры и функции. Для точной диагностики дополнительно можно использовать трехмерную (3D) ЭХО-КГ, отслеживание спеклов, МРТ, КТ с контрастированием и т. п. Однако необходима более простая скрининговая методика, на основании которой спортсмена направляют на более технологичную диагностику. Для этих целей возможно использовать нормализованные показатели, полученные при стандартной двухмерной ЭХО-КГ. Основу для определения границ сердца, еще являющихся следствием физиологической адаптации к нагрузкам, обеспечивают различные классификации спорта. Однако их создание затрудняется тем, что рост массы и объема ЛЖ при физических упражнениях определяется разнообразием природных качеств человека, генетическими особенностями и свойствами, приобретенными при длительных занятиях, а не только самими нагрузками. Это проявляется, например, при сравнении групп спортсменов, выступающих на национальном, международном студенческом или олимпийском уровне.

Сложности регламентации размеров сердца у спортсменов связаны также с их изменчивостью с течением времени или количеством включаемых в исследование лиц. К примеру, КДР ЛЖ у атлетов олимпийского уровня, обследованных одними и теми же группами авторов, колебались в разных сообщениях от 54,6 ± 4,4 до 52,9 ± 4,6 мм (p = 0,0000), а ТЗС ЛЖ – от 10,2 ± 1,3 до 9,7 ± 1,2 мм (p = 0,0000) [1, 2]. Известны также случаи экстремального увеличения сердца без нарушения его функции [5, 7]. Таким образом, нет четко доказанных максимально допустимых границ сердца по объемным или весовым характеристикам. В связи с этим для формальной оценки их нередко сравнивают с популяционными нормами.

Поскольку статические и динамические нагрузки в спорте встречаются в самых разнообразных и мало предсказуемых сочетаниях, рубрикации, основанные только на интенсивности спортивной деятельности, всегда будут оставаться скорее качественными, чем количественными. Тем не менее они позволяют описать фенотип сердца, характерный для каждого вида спорта, и попытки их совершенствования регулярно предпринимаются. Одним из последних вариантов является классификация, используемая группой спортивных кардиологов под руководством A. Pelliccia и оценивающая варианты ремоделирования левых отделов сердца. Однако точные параметры, приводящие к тем или иным изменениям сердца, авторами не указываются и представлены только качественными характеристиками (в виде количества «плюсов», табл. 1, часть 1 данной статьи). В то же время для исключения возможной патологии необходимо определить, насколько возникшие изменения являются физиологичными, обеспечивающими необходимый рост сердечного выброса и доставки кислорода к работающим мышцам в условиях повышенных нагрузок. В связи с этим нами предпринято кардиопульмональное тестирование, которое показало, что для формирования различий между группами ключевой является величина потребляемого О₂ на пике нагрузки, которая, в свою очередь, обеспечивается величиной тренировок на выносливость. Группы, включающие данный компонент (№ 3 и № 4), имели б ó льшие объемы камер и массу миокарда ЛЖ по сравнению с группами № 1 и № 2.

Наличие большого разброса сердец со сверхнормативными показателями в группах подчеркивает недостаточность разделения видов спорта только по аэробному принципу. Тем не менее можно констатировать, что размеры сердца определенным образом соотносятся с эффективностью спортсменов. При этом наиболее информативными являются объемные показатели, индексированные по ППТ, а не абсолютные. При таком подходе становится доказанной связь «удельных» объемов ЛЖ и ЛП с показателями аэробного и анаэробного обеспечения нагрузок. Эти закономерности сохраняются, несмотря на высокую разнородность спортивных дисциплин в группах, а также одновременное присутствие спортсменов с нормальными границами сердца или имеющими его эксцентрическую гипертрофию.

Дополнительную информацию по размерам сердца дает центильная оценка рассматриваемых величин. Однако предпринятое нами исследование показало, что в стандартизированных по демографическим показателям больших группах профессиональных спортсменов национального уровня даже при высоких функциональных показателях размеры ЛЖ в большинстве случаев оставались в пределах нормальных референсных значений. Вероятно, наиболее объективной будет оценка ремоделирования сердца в конкретных спортивных дисциплинах, а не в формально объединенных группах. Это подтверждается и существованием множества переходных состояний между группами. Так, например, у спортсменов, занимающихся горными лыжами, средняя величина КДР/ППТ попадает в диапазон как группы № 1, так и группы № 2. Однако КДО ЛЖ/ППТ и ИММ соответствуют только группе № 1. В то же время нагрузочное тестирование показывает, что эти спортсмены обладают хорошей аэробной подготовкой, соответствующей группе № 2. Таким образом, при оценке функциональных требований к спортсменам следует ориентироваться на показатели группы № 2, а при оценке ремоделирования сердца – на показатели группы № 1. Приведенные данные указывают на опреде- ленную ограниченность классификации и необходимость дальнейшего ее совершенствования.

Заключение. Рассматриваемая классификация отражает общие биологические и функциональные закономерности ремоделирования сердца при изменении вида спортивных нагрузок, однако их количественное выражение подвержено значительным колебаниям.

Применение рассматриваемой классификации к спортсменам ниже международного уровня должно быть ограничено, так как в каждой из групп количество лиц с признаками гипертрофии и ремоделирования ЛЖ носит вариабельный характер.

Наиболее достоверные различия существуют только между группами № 1 и № 4 (14,4 % vs. 45,0 % сверхнормативных показателей, p < 0,001). В группах № 2 и № 3 имеются промежуточные значения размеров сердца, нередко мало отличающиеся между собой.

Для выявления достоверных трендов для КДР ЛЖ, КДО ЛЖ, ММ, ЛП между группами необходима индексация этих показателей по ППТ.

Основные различия между группами определяются пиковым потреблением О 2 и VO₂ ПАНО, которые в наибóльшей степени коррелируют с индексированными по ППТ величинами объема ЛЖ.

Максимально допустимые размеры сердца для каждой из групп целесообразно оценивать по центильным показателям, вычисленным для здоровых спортсменов.