Оценка функции эндотелия, липидов и вегетативного статуса в рамках мониторинга сердечно-сосудистого риска у юных и молодых спортсменов

Введение                                         правленным на повышение тренированности и миними-

Известно, что адаптация к запредельным физическим зацию “физиологической цены” за это [17]. Основная нагрузкам является системным ответом организма, на- сложность при этом заключается в раскрытии механиз- мов, за счет которых нетренированный человек становится тренированным, т.е. аспектов, определяющих позитивные стороны в процессе адаптации, обеспечивающие преимущества, и негативные стороны, определяющие так называемую “цену адаптации” [16]. Так, например, установлено, что при нагрузках в организме развивается гиперметаболическая гипоксия, которая в отличие от других видов гипоксии характеризуется резко возрастающей потребностью работающих органов и тканей в кислороде [6]. В таких ситуациях кислородный запрос мышц может возрастать в десятки раз [5]. Основными механизмами удовлетворения потребности мускулатуры в кислороде при физической нагрузке являются эндоте-лийзависимая вазодилатация (ЭЗВД) и рабочая гиперемия, благодаря которым кровоток повышается почти в 30 раз [6]. Сохранность данного механизма является основополагающим компонентом для спортсменов, поскольку известно, что дисфункция эндотелия (ДЭ) является пусковым звеном для проатерогенных изменений системного кровообращения, дисбалансом между эндотелиальными вазодилататорами и констрикторами с преобладанием ангиоспазма [4, 12].

В этой связи ДЭ может рассматриваться сегодня как одна из ключевых причин не только снижения параметров физической работоспособности у юных и молодых спортсменов, но и важным фактором риска развития атеросклероза (ФРА), который требует постоянного внимания c позиций профилактической кардиологии [12]. В частности доказано, что динамические физические нагрузки высокой интенсивности у здоровых лиц и больных ишемической болезнью сердца (ИБС) вызывают сдвиги в липидтранспортной системе крови в виде гиперактивации перекисного окисления липидов, ДЭ и рассматриваются поэтому как фактор, индуцирующий экзогенную дислипидемию и развитие атеросклероза [3, 19]. Приведенные факты вызывают крайнюю озабоченность, поскольку частота внезапной смерти спортсменов, преимущественно мужчин, угрожающе возрастает [14]. Более того, среди причин общей смертности в спорте на долю сердечно-сосудистого фактора приходится до 90% случаев внезапной смерти [20]. И поскольку все ФРА реализуют свое негативное воздействие на организм через ДЭ, становится очевидным повышенный интерес к функции эндотелия у спортсменов олимпийского резерва [4, 12].

Цель настоящей работы: оценка сосудодвигательной функции эндотелия, показателей общего холестерина и триглицеридов, уровня физической работоспособности и состояния вегетативной нервной системы у юных и молодых спортсменов олимпийского резерва как факторов сердечно-сосудистого риска в спорте высших достижений.

Материал и методы

Проведено простое сравнительное исследование в АУ СПО “Югорский колледж-интернат олимпийского резерва” (Юкиор) Ханты-Мансийска. Обследовано 43 юных и молодых спортсменов, учащихся Юкиор в возрасте от 13 до 19 лет. Игровые виды спорта представляли 15 юных хоккеистов (средний возраст – 13,65±0,5 лет) без спортивных разрядов, вошедших в основную группу-1. Циклические виды спорта представляли биатлонисты: 6 юношей (5 кандидатов в мастера спорта и 1 с I разрядом) и 4 девушки (1 кандидат в мастера спорта и 3 с I разрядом); лыжные гонщики: 3 юноши (1 мастер спорта и 2 с I разрядом) и 4 девушки (1 кандидат в мастера спорта и 3 с I разрядом), пловцы: 8 юношей (1 мастер спорта, 5 кандидатов в мастера спорта и 2 с I разрядом) и 4 девушки (1 мастер спорта международного класса, 1 мастер спорта и 2 кандидата в мастера спорта). Средний возраст обследованных составил 17,6±2,4 лет, они вошли в основную группу-2.

В группу контроля-1 включены 12 учащихся общеобразовательных школ города Томска (8 мальчиков и 4 девочки, средний возраст – 13,9±1,0 лет), здоровые, без спортивной подготовки и без ФРА. В контроль-2 включены 14 юношей и 6 девушек студентов вузов Томска (средний возраст – 18,3±2,5 лет), без спортивной подготовки, здоровые, без ФРА.

Таким образом, одноименные основные и контрольные группы учащихся были однородными по возрасту и полу.

У всех лиц основных и контрольных групп проведены пробы реактивной гиперемии (ПРГ) и гипервентиляции (ПГВ) на плечевой артерии (ПА), а также биомикроскопия склеры с измерением диаметра артериол и венул в покое и на 5-й мин ПГВ. Толерантность к физической нагрузке (ТФН), по общепринятым протоколам, оценивали на велоэргометре E-BIKE comfort, АД, тестом PWC170 [1, 23, 24]. Состояние вегетативной нервной системы (ВНС) в покое определяли по показателю индекса напряжения (ИН) на электрокардиографе “Поли-Спектр 8/ЕХ” с модулями расчета вариабельности ритма сердца по Р.М. Баевскому [2]. Измерение ЭЗВД ПА осуществляли по методике D. Celermajer и соавт. [23] на оборудовании Acuson-150 линейным сосудистым датчиком VF10-5. Диаметр (D) и ЭЗВД ПА оценивали в покое, при ПРГ (75-я с) и дополнительно на 5-й мин ПГВ. Помимо диаметра ПА оценивали пиковую (Vps) систолическую скорость кровотока в покое, во время ПРГ на 15 и 75-й с, а также на 5й мин ПГВ. Расчет оцениваемых показателей в покое и при пробе ПРГ и ПГВ выполняли в режиме of-line из видеоархива. Биомикроскопию склеры с калиброметрией артериол и венул осуществляли на щелевой лампе SL 980 с системой цифровой обработки изображения и архивирования материала в базу данных. Осмотр проводился на максимальном увеличении 32 [18]. Исследование холестерина и триглицеридов осуществляли на анализаторе с возможностью проведения ИФА исследований гормонов и электролитов ChemWell (kombi).

Критическое значение уровня статистической значимости при проверке нулевых гипотез принималось равным 0,05. В случае превышения достигнутого уровня зна- чимости статистического критерия данной величины принималась нулевая гипотеза. Анализ проверки нормальности распределения вероятности количественных признаков с применением критериев Колмогорова и Шапиро–Уилки выявил, что более 80% всех количественных признаков в группах сравнения не имели нормального распределения. Поэтому сравнение центральных параметров групп производилось с помощью непараметрических методов статистической обработки (дисперсионный анализ Краскела–Уоллиса с ранговыми метками Вилкоксона, критерий Ван дер Вардена) и с обязательным учетом медианного критерия [7, 13]. Для количественных признаков в сравниваемых группах выполнялась оценка средних арифметических и среднеквадратических (стандартных) ошибок среднего. Эти дескриптивные статистики представлены как M±m, где М – среднее, а m – ошибка среднего. Оценка взаимосвязи между парами количественных признаков осуществлялась с помощью коэффициента корреляции Спирмена.

Результаты и обсуждение

Работа произведена в рамках социального и государственного заказа, поскольку полностью отвечает национальным интересам в преддверии зимних олимпийских игр в Сочи-2014. Ярким этому подтверждением является I Всероссийский конгресс с международным участием “Медицина для спорта – 2011” (Москва), который проходил под девизом МОК “Здоровье спортсмена – высшая ценность” [15].

Хорошо известно, что клинический материал зачастую не однозначен для статистического анализа, поскольку часто признаки не имеют нормального распределения [13]. В этой связи анализировались только те данные, которые подтверждали свою статистическую значимость как минимум по двум из этих трех методов статистического анализа.

Клиническая характеристика обследованных групп в покое, включающая антропометрию, регионарное кро- вообращение, индекс напряжения ВНС и ТФН у юных и молодых спортсменов, отражена в таблицах 1, 2. У всех спортсменов по сравнению с группой контроля отмечались более высокие показатели САД и ДАД, ЧСС, общего холестерина, триглицеридов и индекса напряжения ВНС, характеризующего гиперактивацию центрального контура регуляции. Особенно большая разница ИН выявлена у молодых спортсменов (116,2±15,2 – в основной группе и 72±9,4,2 – в группе контроля; p=0,03 и p=0,018). Физическая работоспособность спортсменов значимо превышала ТФН группы контроля (у юных спортсменов – 185,6±9,9; у молодых спортсменов – 239,4±10,5; p=0,0003 и p=0,0009; p=0,0001 и p=0,0001 соответственно). Степень изменения и абсолютные значения диаметра плечевой артерии спортсменов на пике ПРГ и ПГВ (табл. 3, 4) указывали на значительное снижение эндоте-лийзависимой вазодилатации и превышение вазоконстрикции плечевой артерии. Кроме того, у юных и молодых спортсменов на фоне пробы с реактивной гиперемией были выявлены значимо более высокие линейные скорости кровотока на пике ПРГ, что указывало на “эффект отсроченной гиперемии” в условиях недостаточной вазодилатации ПА. При этом в ответ на гипервентиляцию у юных спортсменов регистрировалось не только более выраженное сужение плечевой артерии, но и более значимое сужение артериол и венул, а у молодых спортсменов, несмотря на отсутствие различий по степени сужения диаметра венул из-за выраженной конст-рикции артериол значимо отличалось отношение А/В (в основной группе – 0,52±0,01, в группе контроля – 0,48±0,006; p=0,01 и p=0,0064).

У юных и молодых спортсменов отмечены однотипные изменения, отражающие процесс адаптации организма к физическим тренировкам высокой интенсивности. Несмотря на низкие показатели ЭЗВД и более выраженную констрикцию магистральных артерий и микрососудов, параметр ТФН спортсменов значимо превосходил ТФН контрольной группы. По-видимому, в данной ситуации речь может идти о “цене адаптации”, которая была

Таблица 1

Антропометрические, биохимические параметры, диаметр плечевой артерии и микрососудов, индекс напряжения ВНС и ТФН у юных спортсменов олимпийского резерва в покое (M±m)

Показатели	Основная группа-1 (n=15)	Группа контроля-1, (n=12)	р, Kruskal– Wallis	р, Van der Waerden
Возраст, лет	13,65±0,5	13,9±1,0	0,41	0,32
Рост, см	164,3±1,6	162,7±1,5	0,72	0,51
Вес, кг	52,6±4,8	54,5±4,7	0,55	0,59
Индекс Кетле	19,8±0,8	20,5±0,7	0,39	0,36
САД, мм рт. ст.	123,9±5,8	107,8±6,2	0,02	0,02
ДАД, мм рт. ст.	68,2±4,1	63,9±4,8	0,19	0,14
ЧСС, уд/мин	82,5±3,1	67,5±4,6	0,02	0,03
ОХС, ммоль/л	4,2±0,08	3,6±0,09	0,0005	0,0006
ТГ, ммоль/л	1,4±0,06	0,9±0,03	0,0015	0,0016
D плечевой артерии, см	0,34±0,02	0,36±0,02	0,11	0,12
Vps ПА, см/с	46,4±1,9	47,09±2,0	0,85	0,89
Артериолы (А), мкм	27,3±0,7	28,4±0,6	0,49	0,5
Венулы (В), мкм	52,5±1,7	57,8±1,2	0,019	0,032
Отношение А/В	0,53±0,015	0,49±0,017	0,43	0,43
ИНфон, усл. ед.	96,6±8,6	50,2±7,3	0,034	0,024
ТФН, Вт	185,6±9.9	162,4±6,2	0,0003	0,0009

обеспечена более высоким уровнем АД, ЧСС и гиперактивацией центрального контура регуляции, особенно у молодых спортсменов. Поэтому у молодых спортсменов даже в состоянии покоя был отмечен не только значимо меньший диаметр ПА, но и более высокая линейная скорость кровотока ПА и ЧСС. А при ПГВ отмечена более высокая линейная скорость кровотока ПА на фоне значимого вазоспазма, что демонстрировало включение ком- пенсаторных, более затратных механизмов для поддержания регионарного кровообращения. Именно об этом свидетельствует обнаруженная положительная корреляционная связь между уровнем ЧСС покоя и ИН покоя (r=0,53; p<0,0001), а также связь между пульсовой скоростью кровотока ПА на пике гипервентиляции и уровнем мощности выполняемой нагрузки (r=0,52; p<0,0001). Другими словами, у юных и молодых спортсменов высо-

Таблица 2

Антропометрические, биохимические параметры, диаметр плечевой артерии и микрососудов, индекс напряжения ВНС и ТФН у молодых спортсменов олимпийского резерва в покое (M±m)

Показатели	Основная группа-2, (n=28)	Группа контроля-2, (n=24)	р, Kruskal– Wallis	р, Van der Waerden
Возраст, лет	17,6±2,4	18,3±2,5	0,07	0,11
Рост, см	171,9±3,6	175,4±2,9	0,1	0,13
Вес, кг	65,8±1,8	65,6±1,9	0,94	0,98
Индекс Кетле	21,7±0,4	21,3±0,3	0,8	0,62
САД, мм рт. ст.	116,6±8,1	110,8±9,3	0,08	0,12
ДАД, мм рт. ст.	79,8±2,8	69,4±1,7	0,0005	0,0019
ЧСС, уд/мин	77,4±3,2	65,1±3,2	0,02	0,03
ОХС, ммоль/л	4,21±0,1	3,72±0,07	0,0007	0,0006
ТГ, ммоль/л	1,16±0,07	0,96±0,04	0,027	0,018
D плечевой артерии, см	0,39±0,007	0,42±0,006	0,029	0,027
Vps ПА, см/с	63,3±1,9	48,6±1,8	0,0001	0,0001
Артериолы (А), мкм	29,9±0,78	28,6±0,4	0,14	0,22
Венулы (В), мкм	57,8±1,6	59,3±1,3	0,46	0,45
Отношение А/В	0,52±0,01	0,48±0,006	0,01	0,0064
ИНфон, усл. ед.	116,2±15,2	72,2±9,4	0,03	0,018
ТФН, Вт	239,4±10,5	168,6±8,4	0,0001	0,0001

Таблица 3

Степень изменения ( Δ , %) и абсолютные значения (абс.) показателей регионарной гемодинамики у юных спортсменов олимпийского резерва на фоне ПРГ и ПГВ (M±m)

Показатели	Основная группа-1 (n=15)	Группа контроля-1 (n=12)	р, Kruskal– Wallis	р, Van der Waerden
На фоне ПРГ: D ПА на 75 с, %	7,7±1,04	13,3±0,91	0,0003	0,0008
Vps ПА на 15-й с, см/с	73,8±3,7	90,6±3,6	0,0068	0,011
Vps ПА на 75-й с, см/с	63,8±4,1	46,8±2,3	0,003	0,0031
На фоне ПГВ: D ПА на 5-й мин, (%)	–7,7±1,3	–3,3±0,3	0,028	0,03
Vps ПА на 5-й мин, см/с	47,9±2,6	44,09±2,8	0,28	0,19
D артериол на 5-й мин, %	–11,0±0,3	–0,36±0,09	0,0012	0,0029
D венул на 5-й мин, %	–14,8±0,6	1,7±0,4	0,0001	0,0001

Таблица 4

Степень изменения ( Δ , %) и абсолютные значения (абс.) показателей регионарной гемодинамики у молодых спортсменов олимпийского резерва на фоне ПРГ и ПГВ (M±m)

Показатели	Основная группа-2, (n=28)	Группа контроля-2, (n=24)	р, Kruskal– Wallis	р, Van der Waerden
На фоне ПРГ: D ПА на 75-й с, %	7,7±0,5	12,8±0,6	0,0001	0,0001
Vps ПА на 15-й с, см/с	88,8±2,4	94,6±2,9	0,097	0,07
Vps ПА на 75-й с, см/с	66,8±2,5	45,0±2,01	0,0001	0,0004
На фоне ПГВ: D ПА на 5-й мин, %	–7,4±0,4	–3,4±0,3	0,0009	0,0007
Vps ПА на 5-й мин, см/с	53,0±2,1	47,0±1,8	0,002	0,0027
D артериол на 5-й мин, %	–10,9±0,7	–1,2±0,1	0,0001	0,0001
D венул на 5-й мин, %	–5,7±0,7	–5,9±0,5	0,66	0,97
Отношение А/В	0,52±0,01	0,48±0,006	0,01	0,0064

кая физическая работоспособность достигалась за счет завышенной “цены адаптации”, когда функциональные системы начинают выходить за физиологические границы во вред тренирующемуся спортсмену. На это указывают полученные результаты, когда у юных спортсменов уровни холестерина и триглицеридов значимо превышают аналогичные показатели у молодых лиц контрольной группы, а ЧСС, САД и индекс напряжения в покое убедительно указывали на более затратный вариант энергообеспечения работы. Эти результаты полностью согласуются с ранее полученными нами данными, в которых было установлено, что у студентов с ФРА, ДЭ и эндоте-лийзависимым лимитированием притока крови формируется симпатическая доминанта в виде гиперактивации центрального отдела регуляции ВНС, спастического состояния микроциркуляции и повышения уровня ЧСС даже в покое. В данной ситуации лимитированный резерв энергообразования в состоянии покоя и более низкое значение МПК наглядно демонстрировали формирование энергодефицитного синдрома на фоне спастического типа кровообращения с опасной склонностью к вазоспазму. При этом нарушение сосудистой и нейровеге-тативной регуляции сосудистого тонуса сначала повышают САД до “нормально высоких уровней”, а впоследствии – до гипертонической болезни [8–12, 22]. При этом не только повышение АД, но и повышение ЧСС в покое уже является важнейшим предиктором смертности от ИБС у российских мужчин и женщин [21].

Таким образом, выполненная работа вскрывает опасные “болевые точки” большого спорта. С одной стороны, совершенно ясно, что нужны спортивные победы на европейских и мировых соревнованиях; с другой стороны, очевидно, что организм спортсмена и большой спорт нуждаются в здоровьесберегающих технологиях, поскольку цена адаптации может быть слишком дорогой. Именно об этом в последние годы свидетельствует печальная статистика внезапной смерти в спорте высших достижений.

Мероприятия, направленные на коррекцию дисфункции эндотелия, а также эндотелийзависимых нарушений регионарной гемодинамики, нейровегетативного статуса и отрицательных сдвигов в липидтранспортной системе крови спортсменов, открывают новые перспективы для подготовки олимпийского резерва и действующих спортсменов сборной России для успешного выступления на зимних олимпийских играх в Сочи 2014 года.

Выводы

• 1.    Наличие дисфункции эндотелия и NO-зависимые нарушения сосудистой и вегетативной регуляции опасно повышают цену адаптации физической тренированности у юных и молодых спортсменов олимпийского резерва.

• 2.    Нарушения липидтранспортной функции крови и дисфункция эндотелия у юных и молодых спортсменов олимпийского резерва требуют строгого и постоянного мониторинга в отношении контроля внезапной смерти.

• 3.    Юный и молодой резерв, а также действующие спорт-

• смены российского спорта нуждаются в здоровьесберегающих технологиях, направленных на коррекцию сердечно-сосудистого риска и умножение спортивных побед.