Влияние фенотипов архитектуры ложных хорд в левом желудочке на физическую работоспособность спортсменов

K.R. Vinokurova1, ,

A.P. Epifanov1, ,

Yu.A. Zinovieva2, ,

F.B. Blyakhman1,3, ,

A.I. Nenashev4, , 1 Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, Yekaterinburg, Russia

Введение. Ложные хорды в левом желудочке сердца (ЛХЛЖ) представляют собой дополнительные мышечно-соединительнотканные тяжи в полости левого желудочка с частотой встречаемости от 0,5 до 100 % случаев по данным отечественных и зарубежных исследований [4]. Значимость этих структурных образований является предметом многочисленных дискуссий и научных работ. По некоторым данным ЛХЛЖ связывают с нарушениями в работе сердечно-сосудистой системы, включая нарушения ритма, проводимости потенциала, снижения систолической и диастолической функций ЛЖ [3]. Наряду с этим ряд авторов придерживается более сдержанной позиции относительно ЛХЛЖ и выражает мнение о безобидности хорд, в частности, у спортсменов [2].

Примечательно, что подходы к классификации ЛХЛЖ также отличаются в структуре исследований данного феномена. Так, большинство топографических классификаций учитывает регионы, в которых имеют место точки крепления хорд и их направление (поперечное, диагональное). Вместе с тем влияние сочетанных топологических вариантов ЛХЛЖ на функционирование сердца остается не изученным и не ясным. Такой подход имеет высокую ценность и важность, прежде всего, для спорта, где атлеты испытывают большие физические нагрузки.

Цель – изучить влияние фенотипов лож- ных хорд в левом желудочке сердца у спортсменов на физическую работоспособность.

Материалы и методы. Исследование было проведено на базе лаборатории функциональных тестирований и комплексного контроля в спорте Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. В группу исследования вошли 69 спортсменов циклических и игровых видов спорта в возрасте от 16 до 26 лет (средний возраст составил 18,47 ± 3,3 года, длина тела – 173,04 ± 12,4 см, масса тела – 63,4 ± ± 12,5 кг, ИМТ – 21,8 ± 1,9 кг/м²). Исследование проведено в соответствии с принципами Хельскинской декларации Всемирной организации здравоохранения. Перед проведением исследования все спортсмены дали свое письменное согласие на участие в исследовании и дальнейшую обработку и публикацию полученных данных в научных источниках.

Оценка глобальной и региональной структуры и функции ЛЖ была проведена методом трансторакальной ЭхоКГ с использованием ультразвукового диагностического аппарата Samsung HM70 EVO (Samsung Medison, Южная Корея). Исследование проводилось в М- и В-режимах, фазированным датчиком с частотой 3,5 МГц и линейным датчиком с частотой 7 МГц с последующей обработкой методом Speckle-tracking (Strain+).

Все ЭхоКГ параметры сопоставлялись с нормативными для спортсменов показателями в соответствии с международными рекомендациями [5]. Дополнительно к стандартным показателям глобального продольного стрейна (деформации) [6] были рассчитаны коэффициенты вариации деформаций по 18 регионам для каждого исследуемого.

Топология ЛХЛЖ с учетом точек крепления к стенкам ЛЖ, направлению и ориента- ции в полости ЛЖ оценивалась на основании анализа ультразвуковых изображений в позициях из апикального доступа, а также по короткой оси на уровнях фиброзного кольца митрального клапана, папиллярных мышц и верхушки ЛЖ с последующей компьютерной обработкой видеоизображений сердца с помощью технологии Dicor [7].

На основании анализа результатов предварительных исследований были выделены четыре механистические фенотипа хордальной архитектуры ЛЖ:

Фенотип 1 – единичные срединные поперечные или «малоугловые» ЛХЛЖ, соединяющие соседние регионы в пределах срединного уровня камеры ЛЖ.

Фенотип 2 – одиночные протяженные диагональные хорды, формирующие межрегиональную связь между более удаленными зонами ЛЖ.

Фенотип 3 – две поперечные хорды при отсутствии протяженной диагональной хорды.

Фенотип 4 – сложная сеть ЛХЛЖ с распределенной системой внутренних связей.

В качестве примера на рис. 1 приведены результаты визуализации сердца с некоторыми фенотипами топологии ЛХЛЖ.

В соответствии с фенотипами топологии хорд контингент атлетов был разделен на группы следующим образом: группа 1–7 человек, 2–8, 3–11 и 4–43 атлета.

Нагрузочное тестирование проводилось методом велоэргоспирометрии под контролем ЭКГ по максимальному протоколу с непре-рывно-возрастающей нагрузкой. Увеличение нагрузки в тесте осуществлялось пропорционально массе тела исследуемого и составляло в среднем ½ от массы тела (в общей выборке – от 30 до 40 Вт/мин). На протяжении всего теста регистрировали ЭКГ в 12-отведениях,

Рис. 1. Примеры визуализации фенотипов архитектуры ложных хорд Fig. 1. Examples of LVFT phenotype visualization

ЧСС и динамику сегмента ST. Методом мета-болографии оценивались потребление кислорода (VO 2 ), легочная вентиляция, частота дыхания, вентиляционные пороги (аэробный и анаэробный).

Для детальной оценки миокардиальной реакции на нагрузку был дополнительно рассчитан показатель прироста систолического напряжения стенки ЛЖ как разность систолического напряжения на пике нагрузки и в покое. Для расчета систолического напряжения стенки ЛЖ (СНС) применяли формулу

СНС (Г/см²) = 0,334 Pd / ( h (1 + ( h / d )), где Р – систолическое давление, d – КСР, h – толщина задней стенки левого желудочка в систолу (ЗСЛЖс) [1].

Для всех физиологических параметров были рассчитаны среднее значение (M), стандартное отклонение (SD), минимальные и максимальные наблюдаемые значения. Перед выполнением сравнительного анализа данные прошли многоэтапную процедуру предобработки, включавшую приведение типов переменных, обработку пропусков и контроль качества измерений. Для каждого показателя были рассчитаны три варианта межгруппового сравнения: классический однофакторный ANOVA, Welch ANOVA и критерий Kruskal – Wallis. Использование нескольких тестов было обусловлено неравномерными размерами групп и распределением показателей. Дополнительно оценивались критерий Левена для проверки однородности дисперсий и минимальное значение ( p ) по тесту Шапиро – Уилка внутри групп. Уровень достоверности считали при р < 0,05.

Результаты. Глобальная структура и функция ЛЖ во всей выборке соответствовала нормальным значениям для спортсменов, что подтверждает отсутствие негативного влияния непосредственно ложных хорд на функционирование сердца у здоровых лиц. Однако при рассмотрении некоторых параметров механической функции ЛЖ и его способности адаптироваться к физическим нагрузкам с учетом фенотипов топологии ЛХЛЖ был установлен ряд закономерностей.

Так, наименьшая медиана индекса массы миокарда ЛЖ наблюдалась при первом фенотипе и составляла 60,0 г/м². Для второго фе- нотипа медиана была наиболее высокой и составляла 97,0 г/м². Для третьего и четвертого фенотипов медиана составляла 83,0 г/м² и 75,0 г/м² соответственно. Другими словами, минимальные значения индекса массы миокарда отмечались при локальной поперечной ЛХЛЖ, более высокие – при сетевой архитектуре, еще более высокие – при двух поперечных ЛХЛЖ без протяженной диагональной хорды, максимальные – при одиночной протяженной диагональной хорде.

Распределение прироста систолического напряжения стенки ЛЖ (ΔСНС) по фенотипам архитектуры хорд также имело различия. Медиана ΔСНС в группе единичной поперечной хорды составляла 25,39 г/см². В группе одиночной протяженной косой хорды медиана была выше и составляла 35,37 г/см². В группе двух поперечных хорд без протяженной косой хорды медиана соответствовала наиболее низким значениям и составляла 12,22 Г/см². В группе сети хорд медиана составляла 24,30 Г/см².

Таким образом, наиболее высокое медианное значение ΔСНС наблюдалось у исследуемых с одиночной протяженной косой ЛХЛЖ, а наиболее низкое – у лиц с двумя поперечными хордами без протяженной косой хорды. Отдельного внимания заслуживает группа лиц с сетью хорд. Несмотря на умеренную медиану 24,30 Г/см², именно в этой группе присутствовало максимально высокое значение ΔСНС – 135 Г/см². Это указывает на то, что сетевая архитектура хорд может включать как умеренные варианты нагрузочного ответа, так и отдельные случаи крайне выраженного прироста механического напряжения стенки ЛЖ.

Региональная функция также имела различия между группами. На рис. 2 представлено распределение CV деформации ЛЖ по фенотипам архитектуры ЛХЛЖ. Медиана CV деформации ЛЖ в первом фенотипе составляла 21,09 %. В группе одиночной протяженной диагональной хорды медиана была близкой и составляла 20,00 %. В группе двух поперечных хорд без протяженной диагональной хорды медиана составляла 21,93 %. Наиболее высокая медиана наблюдалась в группе сети хорд и составляла 28,39 %.

Таким образом, CV деформации ЛЖ показал более заметное различие между группами. Три первые группы имели близкие медианные значения около 20–22 %, тогда как группа сети хорд имела более высокую ме- диану, приближающуюся к 28–29 %. Данный факт может указывать на то, что именно распределенная сетевая архитектура в большей степени связана с повышенной неоднородностью деформации ЛЖ. Следовательно, CV деформации ЛЖ можно рассматривать как один из ключевых показателей, который лучше отражает различия между фенотипами хордальной архитектуры.

После описательного анализа, межгрупповых сравнений и post-hoc проверки был выполнен скорректированный анализ взаимосвязи фенотипов архитектуры хорд с инте- гральным показателем аэробной работоспособности – максимальным потреблением кислорода.

На рис. 3 представлены скорректированные средние значения МПК с учетом пола, возраста и площади поверхности тела. Наибольшее расчетное значение отмечалось в первом фенотипе – 60,87 мл/мин/кг. Для второго фенотипа скорректированное значение составляло 54,98 мл/кг/мин. Наименьшее значение наблюдалось в третьем и четвертом фенотипах – 43,42 и 50,59 мл/кг/мин соответственно. Другими словами, две поперечные хорды

Рис. 2. Распределение коэффициента вариации интегрального показателя глобальной деформации ЛЖ по фенотипам архитектуры хорд

Fig. 2. Coefficient of variation of the global LV strain index by FT phenotype

* Adjusted mean i 95% Cl

• 1.    Локальная                    2. Оли ночная

• 3. Дне поперечные                4. Сеть хорд

попаренная / малый угол          протяжённая косая

П=5                        п=7

без длинной косой                   п=23

п=6

Рис. 3. Скорректированные средние значения МПК по фенотипам архитектуры хорд Fig. 3. Adjusted mean VO2max values by LVFT phenotype без протяженной диагональной ассоциировались с наиболее выраженным снижением МПК относительно группы с единичной поперечной ЛХЛЖ. Сеть хорд также характеризовалась снижением МПК, но одновременно отличалась высокой внутригрупповой вариабельностью. Это поддерживает основную идею классификации: значение имеет не только наличие хорд, а их пространственная организация и предполагаемая механическая роль.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о влиянии соответствующего фенотипа топологии хорд на механическую функцию миокарда и степень ее неоднородности. Это дает основание говорить о том, что степень адаптации к физическим нагрузкам спортсменов с ЛХДЖ зависит от того, в какой степени ложные хорды детерминируют региональную структуру и функцию миокарда.

Заключение. В работе оценена работоспособность спортсменов с ложными хордами в левом желудочке. Атлеты были разделены на подгруппы в зависимости от топологии ЛХЛЖ. В отличие от известных подходов, отдельно описывающих ориентацию хорд, их количество или степень сложности, предложенная классификация была сделана с учетом возможной механической роли хорд внутри полости ЛЖ.

Поперечные или малоугловые хорды рассматривались как локальные жесткие связи, способные ограничивать движение участков ЛЖ в пределах одной зоны по длинной оси ЛЖ. Протяженные диагональные хорды рассматривались как структуры, связывающие более удаленные механические участки стенки ЛЖ. Наконец, множественные сочетания ЛХЛЖ интерпретировались как упругая сеть, способная создавать распределенную систему внутренних механических связей. По результатам детального анализа ультразвуковых изображений сердца в разных сечениях ЛЖ хорды были классифицированы в рамках четырех механистических фенотипов.

Выяснилось, что фенотипы архитектуры ЛХЛЖ детерминируют способность сердца атлетов адаптироваться к нагрузкам за счет соответствующего влияния аномалий на структурно-функциональную неоднородность стенки левого ЛЖ.