Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Влияние дозированной физической нагрузки на процессы адаптации и дизадаптации сердечно-сосудистой системы у детей в норме и при патологии

На правах рукописи

ГОРБУНОВА Инна Анатольевна

ВЛИЯНИЕ ДОЗИРОВАННОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ПРОЦЕССЫ АДАПТАЦИИ И ДИЗАДАПТАЦИИ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ В НОРМЕ И

ПРИ ПАТОЛОГИИ

14.00.16 - патологическая физиология 14.00.09 - педиатрия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Саранск - 2009

003479054

Работа выполнена на кафедре педиатрии ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева» и Центра синкопальных состояний и сердечных аритмий ФМБА России.

Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор

Лариса Александровна Балыкова доктор медицинских наук, профессор Леонид Михайлович Макаров

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Сергей Александрович Козлов

ГОУВПО «МГУ им. Н.П. Огарева»; доктор медицинских наук, профессор Елена Федоровна Лукушкина ГОУВПО «НижГМА Росз драва»

Ведущая организация: ГОУВПО «Российский государственный университет дружбы народов» (г. Москва).

Защита состоится «30» октября 2009 года на заседании диссертационного совета Д 212.117.08 при ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» (430005, г. Саранск, ул. Большевистская, 68).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева» (430005, г. Саранск, ул. Большевистская, 68).

Автореферат разослан «25»сентября 2009 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат медицинских наук, доцент

А.Г.Голубев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность. В 2008г начался второй этап федеральной программы "Развитие физической культуры и спорта в Российской Федерации», одной из целей которого явилась популяризация массового и профессионального спорта (включая спорт высших достижений) среди различных слоев общества, и приобщение граждан к регулярным физическим нагрузкам с детства. В связи с чем, был дополнительно разработан и утверждён проект «Концепции развития детско-юношеского спорта на 2009-2015 годы». Один из основных тезисов данной концепции - «существенное увеличение объема спортивной работы в общеобразовательных учреждениях во внеурочное время» предусматривает расширение охвата рядовых школьников спортивно-оздоровительными мероприятиями и, в т.ч. вовлечение их в группы начальной подготовки для спортивных школ.

Следовательно, учитывая неблагоприятные тенденции в состоянии здоровья детей и подростков в РФ, рост числа детей с функциональными отклонениями и хроническими заболеваниями (Баранов A.A., 2007), с каждым годом в соревновательный спорт будет вовлекаться все больше не только здоровых детей, но и страдающих различной соматической патологией. Поэтому очевидна необходимость дальнейшего изучения тонких механизмов адаптации растущего организма к интенсивным физическим нагрузкам.

Выдающимися представителями отечественной школы патофизиологии (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Карпман В. Л. и др.,1994; Бело-церковский З.Б., 2005; Агаджанян H.A., 2006) доказано, что тренировочный процесс можно рассматривать как мощный стрессорный фактор, способствующий, с одной стороны, активизации психофизических ресурсов спортсмена, а с другой стороны, являющийся фактором повреждения систем организма, обеспечивающих его адаптацию к физической нагрузке, прежде всего, сердечно-сосудистой системы (ССС) (Виру A.A., Кырге П.К., 1983; Синяков А.Ф., 1986; Земцовский Э.В., 1995; Гаврилова Е.А., 2007). .

Известно, что физическая нагрузка (ФН) провоцирует развитие злокачественных желудочковых аритмий и внезапную сердечную смерть (ВСС) у пациентов с врожденными дефектами функционирования ионных каналов, кардиомиопатиями и другими заболеваниями (Burg М.М. et al., 1993; Shimizu W., Antzelevitch С., 2000; Priori S. G. et al., 2001, 2002, 2003; Nöda T. et al., 2002; Brugada J. et al., 2002; Drezner J. et al., 2008), в т.ч. при занятиях профессиональным спортом (Смоленский A.B. и др., 2005; Corrado D. et al., 2003; Marón В., Pellicia А., 2006).

Выявить скрытые дефекты нарушения коронарного кровотока (Лупа-нов В.П. и др., 1982; Элконин А.Б. и др., 1992; Аронов Д.М. и др., 2002; Bruce R.A. et al., 1983) и диагностировать аномалии проведения и возбуждения в миокарде (Михайлов В.М., 2005; Макаров Л.М., 2008; Paridon S. et al., 2006), манифестирующие в ходе реализации стресс-реакции позволяет электрокардиография с физической нагрузкой. Изучение динамики электрофизиологических процессов, протекающих в миокарде в ответ на физическую нагрузку,

и оценка риска ВСС приобретают особую актуальность при медицинском обслуживании детей и подростков, занимающихся физкультурой в рамках школьной программы и вовлеченных в профессиональный спорт, а также при определении резервов адаптации ССС для службы в подразделениях специального назначения и работы в определенных отраслях (летчики-испытатели, космонавты, водолазы и др.).

Среди показателей ЭКГ наибольшей прогностической значимостью обладают, характеризующий длительность реполяризации, интервал QT и его производные - дисперсия QT и QTpe, являющиеся предикторами фатальных аритмий и внезапной смерти при заболеваниях сердечно-сосудистой и других систем (Никитин Ю.П., Кузнецов А.А., 1998; Кушаковский М.С., 2004; Макаров Л.М., 2006; Anyuknovsky Е. P. et al., 1996; Shimizu W., Antzelevitch С., 1999; Yan G.X., 1998; Antzelevitch C., 2008). При этом доказано, что не столько абсолютная продолжительность интервала QT и его производных в покое, сколько его ответная реакция на воздействие различных факторов (изменение частоты сердечных сокращений, гормональные стимулы, гипоксию) имеет решающее значении в диагностике и определении тактики лечения некоторых заболеваний, в частности, синдрома удлиненного интервала QT (Viitasalo M. et al., 1996; Swan H. et al., 1998; Noda T. et al., 2002; Takenaka K. et al., 2003; Vincent G.M. et al., 2003; Gao D.S. et al., 2007). Вместе с тем, реакция этих и других ЭКГ-параметров на дозированную физическую нагрузку и диапазоны их нормальных колебаний у деггей различного пола и возраста не определены, что и продиктовало необходимость проведения исследования в данном направлении.

Работа выполнена по плану НИР Мордовского госуниверситета в соответствие с темой «Медицинские основы жизнедеятельности организма в норме, патологии и эксперименте» (номер государственной регистрации 01.2.007 04782).

Цель работы: изучить патогенетические механизмы нарушений реполяризации миокарда у детей и подростков с соматической патологией в ходе дозированной физической нагрузки.

В соответствие с целью решались следующие задачи:

1. Изучить динамику электрофизиологических параметров миокарда в процессе адаптации организма к физическому стрессу и представить нормальный половозрастной паттерн реакции показателей реполяризации на дозированную нагрузку у здоровых детей и подростков 11-15 лет;

2. Определить оптимальные методологические подходы к оценке электрической систолы желудочков в процессе дозированной физической нагрузки у детей;

3. Исследовать роль регулярных физических нагрузок в формировании срочных и долгосрочных адаптационных изменений некоторых электрофизиологических параметров миокарда у юных спортсменов;

4. Установить влияние сахарного диабета I типа и бронхиальной астмы на особенности ответной реакции процессов реполяризации миокарда в ходе дозированной физической нагрузки.

4

Научная новизна. У здоровых детей и пациентов с соматической патологией изучены механизмы адаптации процессов реполяризации миокарда к физическому стрессу, в том числе, показатели ¡27*-динамики (slope, intercept, коэффициент корреляции QT/RR). Определен диапазон нормальных колебаний основных показателей ЭКГ, характеризующих реполяризацию: длительности интервалов QT, QTp и QTpe, корригированных интервалов QT (QTc, FQTc), а также дисперсии абсолютного и корригированных интервалов QT (dQT\ dQTc и FdQTc) в ходе пробы с дозированной физической нагрузкой на велоэргометре (ВЭМ) у здоровых детей и подростков 11-15 лет.

Установлен более адекватный ответ электрофизиологических параметров миокарда на смену двигательных режимов у детей. Показано, что у юных футболистов в процессе долговременной адаптации сформировался механизм более выраженного, по сравнению с нетренированными сверстниками, укорочения QT при максимальных нагрузках (феномен «гиперадаптации» QT), который, по-видимому, обеспечивает сохранение электрической стабильности миокарда спортсмена в период максимальной симпато-адреналовой активации. Отсутствие должного укорочения QTc на нагрузке значительной мощности (125 Вт) следует рассматривать как один из признаков дизадаптации и формирования дистрофии миокарда стрессорного и физического перенапряжения.

Показано, что автономная кардионейропатия у детей с сахарным диабетом и хроническая гипоксия у пациентов с бронхиальной астмой способствуют формированию «системного структурного следа» по другим законам, чем в здоровом организме, нарушая реакцию электрофизиологических параметров миокарда на физический стресс и способствуя развитию электрической нестабильности миокарда (в виде увеличения длительности QTc, FQTc, QTd, dQTc и снижения коэффициента корреляции QT/RR). Дизадаптация организма больного ребенка к физической нагрузке особенно выражена на начальном (период «врабатывания») и заключительном (период восстановления) этапах ВЭМ пробы, для которых характерен наиболее дизадаптивный тип взаимодействия длительности реполяризации и ч'астоты сердечных сокращений (ЧСС) и наибольшая вероятность развития аритмий.

Практическая значимость.

Доказана актуальность проведения ВЭМ-пробы в процессе отбора детей для занятий профессиональным спортом и контроле состояния сердечнососудистой системы в ходе интенсивных физических тренировок. Результаты исследования показателей реполяризации и ^Г-динамики в процессе дозированной физической нагрузки позволили предложить электрокардиографические критерии формирования групп риска детей по развитию дизадаптацион-ной дистрофии миокарда.

Оптимизирован методологический подход к определению длительности корригированного по ЧСС интервала QT в процессе ВЭМ пробы. Установлена большая адекватность использования формулы Фридеричиа для расчета частотозависимой реакции электрической систолы {FQTc) на интенсив-

ную физическую нагрузку и выраженную тахикардию, по сравнению с традиционным способом расчета по Базетту.

Установлено, что изменение показателей реполяризации у пациентов с БА и СД отражают процесс формирования кардиальных осложнений и должны быть предметом врачебного наблюдения. Полученные результаты исследования являются основанием для разработки клинико-электрокардиографических критериев формирования групп риска по развитию жизнеугрожаемых аритмий среди больных с соматической патологией.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. У здоровых детей в процессе срочной адаптации к физической нагрузке отмечается наличие двух периодов электрической нестабильности миокарда (этап «врабатывания» и ранний восстановительный период), характеризующихся увеличением длительности производных интервала QT (dQT, dQTc и FdQTc, QTpe) и изменением показателей gr-динамики (slope и коэффициента корреляции).

2. У детей-спортсменов в процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам формируется «структурный след», заключающийся в относительно более значительном сокращении QT в ответ на увеличение ЧСС (феномен «гиперадаптации» QT) для большей стабильности процессов реполяризации. Отсутствие должного укорочения электрической систолы при значительной нагрузке следует рассматривать как один из факторов риска формирования дизадаптивного ремоделирования ССС спортсменов развития дистрофии миокарда стрессорного и физического перенапряжения.

3. Сахарный диабет и бронхиальная астма приводят к дизадаптации сердечно-сосудистой системы ребенка и существенному нарушению реакции процессов реполяризации (в виде увеличения dQT, dQTc и FdQTc, QTpe) на физический стресс, что диктует необходимость определения данных показателей в ходе ВЭМ пробы для формирования групп риска по развитию арит-могенных осложнений.

Апробация работы. Материалы исследования доложены на VII Международном славянском конгрессе по электростимуляции и клинической электрофизиологии сердца «КАРДИОСТИМ» (Санкт-Петербург, 2006), на V Российском конгрессе «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии» (Москва, 2006), на Межрегиональной конференции «Актуальные проблемы педиатрии» (Саранск, 2007), на IX и X конгрессах Российского общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрофизиологии (Суздаль, 2008; Санкт-Петербург, 2009), XI и XIII Конгрессах Международного Общества Холтеровского мониторирования и Неинвазивной электрокардиологии (Афины, 2007; Йокогама, 2009), на IV международном Европейском конгрессе педиатров (Москва, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 6 - в изданиях рекомендованных ВАК (из них 2 статьи).

Структура и объём. Диссертация изложена на 157 страницах компьютерного текста, документирована 9 таблицами и иллюстрирована 73 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания ма-

б

териалов и методов исследования (глава 2), изложения собственных результатов (главы 3-6), заключения и библиографического указателя, включающего 267 источников, в том числе 129 отечественных и 138 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обследовано 140 детей в возрасте 11-15 лет. Все обследованные были разделены на 4 группы. Первую группу составили 40 практически здоровых детей и подростков (среди которых 20 мальчиков, средний возраст 13,4±2,1 г), отобранных по результатам диспансеризации; а также на основании отсутствия острых инфекционных заболеваний на момент исследования и в течение 3 недель до него; отсутствия жалоб на момент исследования; соответствия биологического возраста паспортному; отсутствия патологии при проведении физикального обследования и нормальных показателях ЧСС и АД (Рекомендации по диагностике и лечению артериальной гипертензии у детей и подростков, 2009; Макаров Л.М., 2008). В исследование включались дети, имеющие нормальные массо-ростовые показатели (Nelson W. Е. et ah, 1996; Cole T.J. et al., 2000) и гармоничное или умеренно дисгармоничное физическое развитие. Кроме того, обязательным условием отбора, являлось отсутствие патологических находок на стандартной ЭКГ и при проведении кардио-ритмографии с ортопробой.

Вторую группу составили 20 мальчиков футболистов (средний возраст 11,6±1,2 лет) - членов спортивного клуба «Биохимик», призера чемпионата России 2003 года. Стаж занятий спортом не менее 3-х лете интенсивностью тренировок не менее 2,5 часов, не реже 3 раз в неделю.

Третью группу составили 40 пациентов с бронхиальной астмой (БА) средней и тяжелой степени, среди которых 20 мальчиков (средний возраст 13,0+1,8 лет), находившиеся на момент обследования во внеприступном периоде. Все пациенты получали индивидуально подобранную базисную противовоспалительную терапию ингаляционными кортикостероидами в сочетании с пролонгированными |3-агонистами или фиксированные комбинации (симбикорт, серетид).

В четвертую группу вошли 40 детей и подростков с сахарным диабетом-(СД) I типа, среди которых 20 мальчиков (средний возраст 13,5+2,0 лет), находившихся на момент исследования в стадии субкомпенсации. Все пациенты получали традиционную базис-болюсную терапию препаратами инсулина в индивидуальном режиме. Половина обследуемых имели установленный диагноз диабетической кардионейропатии 2-3 стадии (Казакова Л.В., 2004).

Всем детям проводилась велоэргометрия (ВЭМ) на диагностической системе «Валента» по стандартной методике (непрерывная ступенчатая проба с шагом в 25 Вт по 3 минуты) с синхронной записью ЭКГ в 12 стандарг-

ных отведениях длительностью не менее 5 секунд в покое, на 3 мин каждой ступени нагрузки, а также на 3 и 7-8 минутах восстановительного периода. Оценивалась динамика абсолютных значений интервалов RR, QT, QTp и QTpe. Измерение интервала QT проводилось вручную при скорости записи 50 мм/с. Анализировались производные QT интервала: корригированный по частоте сердечных сокращений (ЧСС) интервал QT {QTc и FQTc), рассчитанный способами Базетта и Фридеричиа (Bazett Н., 1920; Fridericia L., 1920). дисперсия QT (dQT) как разница между максимальным и минимальным значением этого интервала в отведениях I, AVF, V2 (Макаров Л.М., 2006), а также дисперсия QTc (dQTc) и FQTc (FQTcd).

Показатели ^Г-динамики, также являющиеся прогностическими арит-могенными маркерами (Макаров Л.М., 2008; Iacoviello М. et а!., 2007), изучали, используя уравнение линейной регрессии Y = аХ+b, где аХ - коэффициент линейной регрессии QT/RR, отражающий крутизну наклона кривой линейной регрессии (slope QT/RR), b - точка пересечения линии линейной регрессии с осью ординат или коэффициент сдвига (intercept QT/RR). Кроме того, рассчитывался коэффициент корреляции между QT и RR интервалами (г QT/RR).

Статистические данные представлены как средние значения со стандартным (M±SD) отклонением, а так же в виде таблиц центильного распределения в диапазоне от 10 до 90%о. Статистическая обработка результатов проведена методами корреляционно-регрессионного анализа, параметрического и непараметрического Т-критерия, с помощью программ Statistika 5.5. Достоверными считались различия при р<0,05. .

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Все здоровые дети продемонстрировали адекватную реакцию ССС на пробу с дозированной ФН, при этом средний уровень нагрузки составил 110±10 Вт. У нетренированных детей процесс адаптации ЧСС к физической нагрузке происходил неравномерно и подчинялся общим закономерностям стресс-реакции, согласно которым в неадаптированном организме наиболее выраженная (генерализованная неспецифическая) ответная реакция наблюдается на начальных этапах адаптации ССС к физическому стрессу и опосредована выбросом стресс-гормонов и активацией вегетативной нервной системы, направленными на поддержание постоянства внутренней среды организма в изменившихся внешних условиях (Виру A.A., Кырге П.К., 1983; Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Агаджанян H.A., 2005).

Действительно, максимальное увеличение ЧСС у практически здоровых детей (на 28-26% от исходного уровня, р<0,05) наблюдалось нами на 1 ступени нагрузки, а на остальных ступенях прирост ЧСС происходил более равномерно. В раннем восстановительном периоде (Змин) у большинства обследованных сохранялась следовая стресс-реакция в виде тахикардии и ЧСС возвращалась к исходным значениям к 7-8 минуте (рис. 1).

8

девочки

мальчики

IUI 2?Вт

ЗОВ г 7iEi lOOBi РШ1

Р и с 1. Диапазон нормальной реакции длительности интервала ОТ в ответ на увеличение ЧСС в процессе дозированной физической нагрузки у здоровых мальчиков и девочек 11-15 лет.

• Примечание: ИП- исходный период, РВП - ранний восстановительный период.

ЧСС у здоровых девочек исходно и до субмаксимальной нагрузки на 89% (р<0,05) превышала значения мальчиков, демонстрируя более низкую толерантность к физическому стрессу у лиц женского пола, особенно в условиях исходной симпатикотонии и более раннего полового созревания (Болова A.A., 2008).

Адаптация процессов реполяризации миокарда к ФН происходила напротив постепенно и равномерно (длительность QT укорачивапась на 7-10% на каждые 25 Вт, р<0,05). Нами сформированы таблицы центильного распределения и определены диапазоны нормальной реакции длительности QT в ответ на увеличение ЧСС для детей разного пола в процессе дозированной ФН, представленные на рисунке 1. Вследствие более медленной реакции электрической систолы на нагрузку, у здоровых нетренированных детей на первой ступени нагрузки отмечалось замедление интервала QTc рассчитанного по формуле Базетта (на 6% от исходного уровня, р<0,05), но в дальнейшем продолжительность QTc уменьшалась, достигая исходных значений только на высоте нагрузки. В целом, значения QTc не выходили за границы нормы для динамической ЭКГ - 460-470 мс (Макаров J1.M., 2008).

При определении корригированного интервала QT по формуле Фриде-ричиа (FQTc), нами выявлено более адекватное укорочение QT на максимальной и субмаксимальной нагрузках (разница с соответствующими показателями, рассчитанными по Базетту, достигала 62-66 мс), что еще раз подтверждает целесообразность использования других способов расчета QTc при тахикардии (Vincent G.M. et al., 1991; Viitasalo M. et al., 1996).

Динамика дисперсии интервала QT и ее производных (dQTdQTc, dFQTc) была сходна и носила синусоидальный характер, увеличиваясь на 1 ступени, снижаясь до минимальных значений на высоте нагрузки и вновь еще более значительно увеличиваясь в восстановительном периоде. Изменение этих показателей во времени иллюстрирует наличие выраженной электрической нестабильности миокарда в начальной фазе нагрузки (периоде врабатывания) и в раннем восстановительном периоде и поддерживается, прежде всего, высоким содержание стресс-гормонов и изменением (вследствие активации «липидной триады») функционирования ионных каналов кар-диомиоцитов (Виру А.А., Кырге П.К., 1983; Меерсон Ф.З., 1993), что может быть фактором риска развития сердечных аритмий. Определенные нами диапазоны нормальных значений (10-90%о) производных интервала QT (QTc, FQTc, QTd, dQTc, FdQTc) y здоровых детей в процессе пробы с дозированной физической нагрузкой представлены в таблице 1.

Таблица1

Динамика показателей реполяризации миокарда (10-90%о) в ходе дозиро-

QTc, мс. FQTc, мс. QTd, мс. dQTc, мс. FdQTc, мс.

M Д M д M Д M Д M Д

ИП 389-414 389-435 375-389 366-398 20-28 20-30 12-35 12-34 17-31 15-32

25 Вт 388-447 391-467 351-405 350-403 10-20 10-20 13-29 14-29 19-26 16-26

50Вт 385-438 384-453 340-387 329-386 10-20 10-20 14-34 15-33 13-26 13-27

75 Вт 386-440 373-443 334-373 318-377 10-18 10-20 8-27 8-32 11-21 10-27

100 Вт 378-423 383-444 320-355 320-360 5-10 5-10 9-17 9-17 7-14 7-14

РВП 361-424 358-444 339-386 328-397 20-30 20-30 13-41 18-40 18-35 14-35

Примечание: М - мальчики; Д - девочки; ИП - исходный период; РВП - ранний восстановительный период.

Динамика ОТр в процессе ФН достаточно точно повторяла динамику ОТ интервала и не имела достоверных отличий у мальчиков и девочек. Длительность интервала ОТре, характеризующего трансмуральную дисперсию реполяризации (ТДР) на 1 ступени нагрузки, у девочек практически не менялась, а у мальчиков уменьшалась (на 12%, р<0,05), отражая в целом, более оптимальную адаптацию к ФН у лиц мужского пола.

ю

При анализе показателей ^Г-динамики исходно у здоровых мальчиков отмечались более низкие, чем у девочек, значения slope, характеризующего частотную адаптацию интервала QT, что согласуется с данными литературы (Макаров Л.М., 2008). Однако в ходе нагрузки этот показатель у здоровых мальчиков становился большим, чем у девочек. В совокупности с данными о меньшей продолжительности дисперсии реполяризации миокарда, эти результаты отражают в целом лучшую адаптацию функциональных показателей миокарда к ФН у лиц мужского пола.

При анализе коэффициента корреляции QT к RR обращало внимание ослабление силы связи QT и RR на 1-ой ступени нагрузки и в раннем восстановительном периоде (в среднем на 19 и 57% соответственно в обеих группах, р<0,05), происходящее параллельно увеличению показателей дисперсии реполяризации (QTd, dQTc). Оба этих периода являются переходными состояниями от покоя к нагрузке и наоборот и для них характерен наиболее ди-задаптивный тип частотного взаимодействия QT и RR.

Не меньший научный интерес представляет изучение эффектов долговременной адаптации сердечно-сосудистых реакций к физической нагрузке, происходящей в организме профессиональных спортсменов. Этап срочной адаптации к физической нагрузке у этих лиц протекает по несколько иным законам и характеризуется ограничением избыточной стресс-реакции и более экономичной работой сердца в ответ на умеренную мышечную нагрузку (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988). Однако возрастные аспекты адаптации сердца спортсмена к современным интенсивным тренировочным нагрузкам окончательно не изучены (Смоленский А.В. и др., 2005; Corrado D. et al., 1998), а последствия этой адаптации (в плане развития жизнеугрожаемых аритмий) могут быть настолько катастрофичны (Corrado D. et al., 2005; Basavarajaiah S. et al., 2006; Pelliccia A. et al., 2008), что данная категория лиц представляет несомненный интерес в плане изучения патофизиологических закономерностей и оценки риска внезапной сердечной смерти

По нашим данным, общее время нагрузки у юных спортсменов было достоверно больше, чем в группе нетренированных мальчиков (17±3 против 12±3 мс), а максимальный ее уровень у большинства атлетов составил 125 Вт, что демонстрирует более высокую толерантность юных спортсменов к ФН. В течение всего обследования ЧСС у футболистов была достоверно (на 4-8%, р<0,05) меньше их нетренированных сверстников, что обусловлено эффективной работой стресс-реализующих и стресс-лимитирующих систем (рисунок 9). Очевидно, длительные тренировки обеспечивают формирование системного «структурного следа», ограничивающего гиперактивацию основных адаптационных систем (прежде всего, сердечно-сосудистой) в процессе физической нагрузки (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988).

Особенно явным это лимитирование функции ССС было в периоде врабатывания, где оно касалось как абсолютных значений ЧСС (92±10 у спортсменов, против 109±8 уд/мин у нетренированных детей, р<0,05), так и более плавной динамики ее увеличения. Вместе с тем на этапе максимальной

для спортсменов нагрузки (125 Вт), их ЧСС не отличалась от ЧСС нетренированных сверстников (при пиковой для них нагрузке в 100 Вт) и возвращалась к исходным значениям в периоде восстановления в более ранние сроки, чем у нетренированных сверстников (рис, 2а).

Средние значения QT у юных футболистов превышали значения нетренированных мальчиков на 18-25 мс в покое и на 1 ступени нагрузки (р<0,05), отражая, по-видимому, процесс формирования «рабочей» гипертрофии миокарда в ходе интенсивных длительных тренировок, и как следствие, замедленной реполяризации (Ganse W. et al., 1970; Epstein E., Maron В., 1986; Viita-salo M., 1984). На максимальной нагрузке у спортсменов отмечалось более выраженное укорочение интервала QT, отражающее более эффективную адаптацию деятельности сердца (процессов реполяризации) к интенсивным нагрузкам, по сравнению с нетренированными здоровыми детьми.

Длительность QTc по Базетгу у юных футболистов не отличалась от контрольной группы (хотя и имела тенденцию к более высоким значениям в покое, и, напротив, к более низким значениям на субмаксимальной нагрузке). На нагрузке в 125 Вт это отличие становилось статистически значимым (378±12 против 407±13 мс, р<0,05). Таким образом, в процессе длительной адаптации у детей спортсменов сформировался механизм более выраженного укорочения QTc на предельной нагрузке (-6% относительно исхода у спортсменов против +2% у нетренированных детей) по сравнению с приростом ЧСС (+158% против +128% соответственно), что может отражать феномен «гиперадаптации QT» на максимальных нагрузках (рис. 26), обеспечивая сохранение электрической стабильности миокарда в период максимальной симпато-адреналовой активации. Таким образом, длительная адаптация и формирование «структурного следа» делает функционирование ССС у детей-спортсменов при физических нагрузках не только более экономичным, но и более надежным.

Однако у 3-х детей (15%) не происходило адекватного (на 4-7% от исхода) укорочения QTc и у этих детей на максимуме нагрузки и в раннем восстановительном периоде фиксировались наджелудочковые и желудочковые экстрасистолы и эпизод атриовентрикулярной блокады II ст. Механизм их развития можно объяснить с учетом известных данных И.О. Кассиля и др. (1978) и И.О. Паю и др. (1972), обнаруживших, что дизадаптация и значительное утомление высокотренированных спортсменов сопровождается скачкообразным приростом уровня катехоламинов в крови (в противоположность умеренному увеличению во время адекватной ФН). Очевидно, на фоне имеющегося у части дизадаптированных (перетренированных) спортсменов относительного удлинения электрической систолы, гиперкатехоламинемия создает условия для возникновения нарушений ритма. Поэтому отсутствие должного укорочения QTc на нагрузке значительной мощности (125 Вт) у юных спортсменов можно рассматривать как признак формирования дистрофии миокарда стрессорного и физического перенапряжения.

Длительность интервала QTc, рассчитанного по формуле Фридеричиа, у детей-футболистов незначительно, но статистически значимо превышала

показатели нетренированных мальчиков исходно и на 1 ступени нагрузки. Как и у здоровых нетренированных детей средние значения длительности интервала ОТс, рассчитанные по Базетту и Фридеричиа, существенно отличались, причем если в покое эта разница составила всего 12±2 мс, то на максимуме нагрузки достигала 64±4 мс, что еще раз подтверждает целесообразность использования формулы Фридеричиа на высокой частоте ритма сердца.

Я5Я5 35Я5Я5Я5й5

V* й I I I | *

¿5 55 35 ¿5 35 ¿5 ¿5 ^

Iй

V V V " " го и».«

в)

Р и с. 2. Динамика интервалов ЧСС (а), ОТс \б), <1()Тс (в), ()Трс (г) здоровых нетренированных сверстников (Зд.) и мальчиков-спортсменов (Сп.) в ходе дозированной нагрузки.

Примечание: Ц - отличия соответствующих значений достоверны при р<0,05; ИП - исходный период; РВП - восстановительный период.

Показатели дисперсии ОТ при умеренной и значительной нагрузке (50125 Вт) превышали ОТс1 здоровых детей (на 25-23%, р<0,05) очевидно, вследствие имеющейся гипертрофии и электрофизиологической неоднородности миокарда. Но процесс уменьшения <ЗТс1 в ходе пробы был более выражен у спортсменов, причем максимальное ее уменьшение отмечалось на пике нагрузке (на 24% от исходного уровня, р<0,05). В раннем восстановительном периоде, в отличие от нетренированных детей, дисперсия ОТ у спортсменов возвращалась к исходным значениям, что отражает лучшую адаптацию процессов реполяризации к смене двигательных режимов у тренированных детей (рис. 2в).

Дисперсия QTc у футболистов также превышала соответствующее значение нетренированных мальчиков на этапе субмаксимальной нагрузки, составив 23±8,3 против 19±5 мс на 75 Вт и 15±4 против 12,5±4 мс на 100 Вт соответственно. Динамика FdQTc у спортсменов была сходна с динамикой dQTc.

Динамика интервала QTp у юных спортсменов была аналогичной нетренированным мальчикам, а его абсолютная продолжительность у адаптированных к нагрузкам спортсменов достоверно превышала значения сверстников, не занимающихся спортом, в покое и на начальных нагрузках (в среднем на 15-20%). Средние значения QTpe были существенно (на 15-25%, р<0,05) меньше контрольных в течение всей пробы, что отражает достаточную стабильность электрофизиологических параметров у высоко тренированных спортсменов в ходе нагрузки (рис. 2г). В периоде восстановления QTpe у юных футболистов превышала исходные значения (на 11%, р<0,05) и значения детей контрольной группы (на 19%, р<0,05), что свидетельствует, о развитии электрической нестабильности миокарда и подтверждается развитием у части спортсменов в этот период сердечных аритмий.

При анализе показателей ¡ЗГ-динамики у тренированных мальчиков в процессе пробы регистрировался менее крутой наклон линейной регрессии, что отражает более высокий тонус парасимпатической нервной системы, сформировавшийся в результате длительных интенсивных тренировок. Более высокие значения коэффициента корреляции, отражающего силу взаимосвязи между QT и RR, у тренированных мальчиков относительно детей контрольной группы на максимальной нагрузке и в раннем восстановительном периоде говорят в целом о большей стабильности процессов реполяризации и, следовательно, более гармоничном (эффективном) механизме адаптации у спортсменов в экстремальных условиях.

Выявленные у здоровых тренированных и нетренированных детей, периоды электрической нестабильности миокарда в ходе нагрузки будут представлять наибольшую опасность в плане развития аритмий, особенно в том случае, если адаптация происходит в условиях измененной функциональной активности органов и систем.

Оценивая толерантность к физической нагрузке у пациентов с соматической патологией, мы установили, что она уступает здоровым детям. Для большинства детей с БА максимальный уровень нагрузки составил 85±15 Вт, для детей с СД 72±10 Вт. Наиболее частой причиной прекращения пробы было достижение максимальной ЧСС, а также жалобы на мышечную усталость, головокружение и появление экстрасистолии на ЭКГ. Исходно и практически на всем протяжении пробы в группе детей с диабетом регистрировался более высокий уровень ЧСС, отражающий, очевидно, ослабление парасимпатических влияний на ритм сердца, в ходе формирования автономной кардионейропатии, тогда как у детей с БА имел место избыточный прирост ЧСС на пике нагрузки, вследствие повышения чувствительности миокарда к адренергическим стимулам.

Абсолютные значения интервала QT у детей с СД исходно (очевидно, вследствие тахикардии) были меньше аналогичных показателей здоровых детей (р<0,05). Реакция интервала QT на ФН у детей с БА характеризовалась худшей адаптацией к росту ЧСС, особенно периоде врабатывания, где значения QT (322±22 мс на 25 Вт у мальчиков и 285±20 мс на 50 Вт у девочек) статистически значимо превышали соответствующие значения детей контрольной группы (314±16 и 275±17 мс соответственно).

Это замедление адаптации процессов реполяризации к физическому стрессу в условиях гипоксии, приводило к некоторому удлинению QTc (относительно здоровых детей) в периоде врабатывания (рис. За,б). У 2 (5%) детей с БА на различных ступенях нагрузки отмечалось патологическое удлинение QTc до 490-503мс и у 1 из них проба была прекращена вследствие развития экстрасистолии. Выраженная электрофизиологическая неоднородность миокарда и довольно высокая представленность аритмий у подобного контингента лиц объясняется длительным существованием хронической гипоксии и вегетативного дисбаланса, развитием дисфункции миокарда, а также проаритмогенным эффектом некоторых противоастматических средств (Ключева М.Г. и др., 2001; Курашова Е.В., Корнюшо Е.М., 2004; Иванов Г.Г. и др., 2007; Солдатов Ю.О., 2008; Astin T.W., 1973; Nelson H.S. et al., 2000; Erlich J.R. et al., 2001; Israel E. et al., 2004).

Значения QTc y детей с сахарным диабетом превышали QTc здоровых детей на всем протяжении пробы и выходили за границы нормы также у 2 (5%) пациентов. Подобная закономерность отмечена и для корригированного интервала для QTc, рассчитанного по формуле Фридеричиа. Замедление QTc у больных СД объясняется влиянием гипогликемии, вегетативной денерва-ции сердца, электролитными нарушениями и ассоциируется с высоким риском развития жизнеугрожаемых аритмий и ВСС (Рябыкина Г.В., Лаптев Д.Н., 2007; Glancy J.M. et al., 1995; Veglio M. et al., 1999).

У детей с астмой и диабетом в процессе нагрузки сохранялись более высокие, по сравнению со здоровыми сверстниками, значения дисперсии реполяризации и ее производных (рис. Зв,г). На пике нагрузки средние значения QTd, dQTc и FdQTc у больных с БА и СД превышали значения детей контрольной группы на 5-10 мс, при этом более выраженное увеличение было отмечено у девочек с диабетом и, ассоциировано, прежде всего, с дисфункцией автономной нервной системы (Балаболкин М.И., Чернышова Т.Е.," 2003 ; Watkins Р.К., Thomas Р.К., 1998).

Нами определены максимальные значения длительности этих интервалов в ходе дозированной ФН у детей с СД и БА (превышение которых следует рассматривать как патологический вариант реакции на ФН). Максимально допустимые значения длительности QTd для детей с СД и БА в периоде врабатывания, на максимуме нагрузки и в раннем восстановительном периоде составили 40 мс, а дисперсии интервалов QTc и FQTc - 60 и 55 мс для больных БА и 55 и 50 мс для пациентов с СД соответственно.

Показатель ТДР (QTpe) у детей с соматической патологией, особенно мальчиков, статистически значимо превышал показатель здоровых детей

15

(рисунок 7) исходно и на начальных этапах нагрузки (на 6-28%, р<0,05), а у детей с диабетом, кроме того, еще и в раннем восстановительном периоде (на ■ 22% р<0,05) (рис. Зд,е).

Gi

I ruIv | Ii д

ч.!

У i'i efts. 1

Й-

в)

llj: f örn : : Л

д)

i S

P и с. 3. Динамика интервалов QTc (а, б), dQTc (в, г), QTpe (д, е) у детей с БА (слева) и СД (справа) в ходе дозированноН физической нагрузки.

Примечание: Д. - отличия соответствующих значений достоверны при р<0,05; ИП - исходный период; РВП - восстановительный период.

Значения slope у детей с СД и БА были меньше соответствующих значений детей контрольной группы на 75 и 100Вт (на 25-22% и 27-14% соответственно), а значения коэффициента корреляции (г QT/RR) практически на

протяжении всей пробы. Причем наибольшее снижение отмечалось у детей с астмой.

Очевидно, у пациентов с СД и БА имеющиеся нарушения метаболизма и автономной вегетативной нервной системы (в первом случае) и хроническая гипоксия (во втором) способствуют формированию «системного структурного следа» по другим законам, нежели в здоровом организме, существенно изменяя реакцию процессов реполяризации миокарда на внешние раздражители, в частности на ФН. В ряде случаев, вследствие истощения компенсаторных (стресс-лимитирующих) механизмов, происходит трансформация адаптационной стресс-реакции в патологическую с нарастанием гетерогенности процессов реполяризации и возникновением сердечных аритмий. В связи с чем, мы считаем целесообразным периодическую оценку реакции основных электрофизиологическнх параметров сердца у детей с субкомпенси-рованным СД и плохо контролируемой БА на дозированную физическую нагрузку, с целью определения их толерантности к физическому стрессу и выбора оптимального двигательного режима.

Полученные данные в целом свидетельствуют о достаточной информа-ивности определения длительности реполяризации (QT) и расчета ее производных для оценки эффективности адаптации ССС к физической нагрузке как у здоровых детей, вовлеченных в профессиональный спорт, так и у пациентов с различной соматической патологией.

ВЫВОДЫ

1. У здоровых детей в процессе срочной адаптации к физической нагрузке установлено наличие двух периодов электрической нестабильности миокарда (этап «врабатывания» и ранний восстановительный период), характеризующихся увеличением длительности производных интервала ОТ {¿ОТ, йОТс и Рс1()Тс, ОТре), изменением показателей (ЗУ-динамики (увеличением коэффициента линейной регрессии и уменьшением коэффициента корреляции ОТ/ЯК) и угрожаемых по развитию сердечных аритмий.

2. В ходе долговременной адаптации к интенсивным нагрузкам у детей-спортсменов отмечено формирование особенной реакции электрофизиологических параметров сердца на физический стресс, заключающейся в более медленном нарастании частоты сердечных сокращений и более эффективном уменьшении длительности электрической систолы в ответ на значительную физическую нагрузку (феномен «гиперадаптации» интервала ОТ), что обеспечивает большую экономичность деятельности сердечно-сосудистой системы и стабильность процессов реполяризации миокарда.

3. Сахарный диабет I типа и бронхиальная астма существенно замедляли процесс адаптации реполяризации миокарда к дозированной физической нагрузке, способствуя развитию электрической нестабильности миокарда, в виде превышения максимально допустимых значений ¿ОТ, (¡(¿Тс и сН'О'Гс на

17

этапе врабатывания, на максимальной (для конкретного контингента больных) нагрузке и в раннем восстановительном периоде на 10-15мс относительно здоровых детей.

4. У пациентов с изученной соматической патологией в течение всей пробы с дозированной физической нагрузкой существенно (на 5-10 мс) возрастала длительность интервала QTpe, отражая увеличение трансмурапьной дисперсии реполяризации и являясь одним из предикторов развития сердечных аритмий. Уменьшение данного показателя у детей-спортсменов, характеризовало, в целом, более адекватную реакцию процессов реполяризации «тренированного» миокарда на дозированную нагрузку.

5. Показатели QT- динамики (slope и коэффициент корреляции QT/RR), позволяющие объективно оценить реакцию процессов реполяризации на физический стресс, у детей с сахарным диабетом существенно отличались от показателей здоровых детей на этапе «врабатывания» и в раннем восстановительном периоде, а у детей с бронхиальной астмой - в течение всей пробы, что отражает недостаточно эффективную частотную адаптацию процессов реполяризации к физическим нагрузкам у детей с соматической патологией.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработаны номограммы для определения диапазона нормальной реакции процессов реполяризации миокарда у здоровых детей и подростков на дозированную физическую нагрузку.

2. Для расчета реакции электрической систолы на интенсивную физическую нагрузку в условиях выраженной тахикардии при пограничных значениях QTc целесообразно использовать формулу Фридеричиа FQTc-QT/RRin, которая более адекватно отражает процесс укорочения QT по сравнению с традиционно используемой формулой Базетта.

3. Для оценки функциональных резервов сердечно-сосудистой системы у спортсменов необходимо проведение ВЭМ пробы с оценкой реакции показателей реполяризации. Продолжительность QTc и dQTc свыше 400 и 14 мс соответственно на нагрузке в 125 Вт у мальчиков 11-15 лет должно рассматриваться как один из предикторов дизадаптивного ремоделирования сердечно-сосудистой системы и фактор риска развития дистрофии миокарда стрес-сорного и физического перенапряжения.

4. При диспансерном наблюдении за пациентами с бронхиальной астмой и сахарным диабетом I типа с целью определения их толерантности к физической нагрузке и риска формирования кардиальных осложнений желательно проведение ВЭМ пробы с расчетом dQT, dQTc и FdQTc. Увеличение данных параметров у детей с соматической патологией свыше максимально допустимых значений (15, 30, 25 мс соответственно) в периоде «врабатывания» и (40, 60, 50 мс соответственно) в раннем периоде восстановления является основанием для формирования групп риска по развитию аритмогенных осложнений.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мухина Л.Ю. Метод холтеровского мониторирования в оценке вариабельности сердечного ритма у детей с сахарным диабетом / Л.Ю. Мухина, Л.А. Балыкова, Е.С. Самошкина, И.А. Горбунова // Вестник аритмологии. -2002. - № 28. - С. 36-39.

2. Ивянский С.А. Значение холтеровского мониторирования ЭКГ в диагностике изменений сердечно-сосудистой системы у детей-спортсменов / С.А. Ивянский Л.А. Балыкова, Н.В. Ивянская, И.А. Горбунова, Т.И. Корнилова // V Всероссийская конференция «Современные возможности холтеровского мониторирования», С-Пб Россия // Вестник аритмологии. -2004. - № 35. -Прил. С. - С. 26-27.

3. Горбунова И.А. Изучение ЭКГ в ходе дозированной физической нагрузки у здоровых детей и подростков / И.А.Горбунова, О.М. Солдатов, Л.М. Макаров, Ю.О.Солдатов // Медицинские проблемы жизнедеятельности организма в номе, патологии и эксперименте. - Саранск, 2005. - Вып. 2. - С.91-95.

4. Солдатов Ю.О. Изучение вариабельности сердечного ритма у детей с бронхиальной астмой / Ю.О. Солдатов, Л.А. Балыкова, О.М. Солдатов, Т.Е. Чашина, И.А. Горбунова // Тезисы докладов V Международного славянского конгресса по электростимуляции и клинической электрофизиологии сердца. // Вестник аритмологии. - 2006. - № 35. - Прил. А. N403. - С. 137.

5. Горбунова И.А. Динамика дисперсии интервала QT в ходе дозированной физической нагрузки у детей с соматической патологией / И.А. Горбунова, Л.М. Макаров, Л.А Балыкова, Ю.О. Солдатов // VIII Конгресс РОХМиНЭ: Тезисы докладов - Москва, 2007//Функциональная диагностика. - 2007. -Спец. выпуск. - С. 11.

6. Ивянский С.А. Динамика дисперсии интервала QT ходе дозированной физической нагрузки у детей-спортсменов / С.А Ивянский, Л.М. Макаров, Л.А Балыкова, И.А. Горбунова, Ю.О. Солдатов // VIII конгресс РОХМиНЭ: Тезисы докладов - Москва, 2007. // Функциональная диагностика. - 2007. -Спец. выпуск. - С. 25-26.

7. Горбунова И.А. Динамика некоторых показателей ЭКГ в ходе дозированной физической нагрузки у детей / И.А. Горбунова, Л.М. Макаров, Л.А. Балыкова, Ю.О. Солдатов, Ю.А. Канаева // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы педиатрии». Саранск, 2007. - С. 44-50.

8. Makarov L.M. Dynamic of the QT interval in children and adolescents during exercise test / L.M. Makarov, L.A. Balykova, I.A. Gorbunova, Y.O.Soldatov, E.N Masyagina // XII Congress of the Inter-national Society for Holter and Noninvasive Electrocardiology // - Athens-Greece, 2007. - C.l 12.

9. Солдатов Ю.О. Эффективность и безопасность различных режимов дозирования симбикорта у детей с бронхиальной астмой /Ю.О. Солдатов, Т.Е. Чашина, И.А. Горбунова, Ю.А. Канаева //Вестник РУДН, раздел «Медицина» - 2007 - №4 - С. 68-74.

10. Макаров Л.М. Изменение параметров частотной адаптации интервала QT во время проведения пробы с дозированной физической нагрузкой / Л.М. Макаров, В.Н. Комолятова, И.А. Горбунова, Ю.А. Солдатов, Е.Н. Масягина// IX Конгресс РОХМиНЭ, Суздаль, 2008. // Функциональная диагностика. 2008. - Спец. выпуск.-№2-С.82-83.

11. Ивянский С.А. Роль неинвазивных методов обследования в диагностике и контроле эффективности кардиопротекторной терапии у детей-спортсменов / С.А. Ивянский, Л.А. Балыкова, М.И. Киселева, И.А. Горбунова, Н.В. Ивянская // IX Конгресс РОХМиНЭ, Суздаль, 2008 //Функциональная диагностика. 2008 - Спец. выпуск. -№2- С.66-67.

12. Горбунова И.А. Динамика некоторых интервалов в ходе физической нагрузки у здоровых подростков 11-15 лет и с соматической патологией / И.А. Горбунова, Л.М Макаров, Л.А. Балыкова, Ю.О. Солдатов, Е.Н. Масягина // IX Конгресс РОХМиНЭ, Суздаль, .2008. // Функциональная диагностика. 2008. - Спец. выпуск. -№2- С.64-65.

13. Горбунова И.А. Состояние интервала QT и процессов реполяризации миокарда у спортсменов в ходе выполнения пробы с дозированной физической нагрузкой / И.А. Горбунова, О.М. Солдатов, С.А. Ивянский, Л.А. Балыкова // X Конгресс РОХМиНЭ, Спб, 2009. - № 2. - Прил. А. - С. 28-29.

14. Ivyanskiy S.A. Myocardium Repolarization Dynamic in Yaung Athletes during Physical Load test / S.A. Ivyanskiy, L.M. Makarov, L.A. Balykova, I.A. Gor-bunova // XIII Congress of the International Society for Holter and Noninvasive Electrocardiology // - Yokohama, Japan, 2009. - P. 208.

15. Ivyanskiy S.A. Perspective of metabolic therapy in pediatric sport cardiology / S. Ivyanskiy, L. Balykova, M. Kiselyova, O. Ferapontova, I. CJorbunova // IV Congress of the Europaediatrics// - Moscow 3-6 July. - 2009. - P. 239.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БА - бронхиальная астма

ВСС - внезапная сердечная смерть

ВЭМ - велоэргометрия

Д - девочки

Зд - здоровые дети

ИП - исходный период

М - мальчики

РВП-ранний восстановительный период СД - сахарный диабет Сп - спортсмены

ССС - сердечнососудистая система

ТДР - трансмуральная дисперсия реполяризации

ФН - физическая нагрузка

ЧСС - частота сердечных сокращений

Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Гарнитура Тайме. Печать способом ризографии. Усл. печ. л. 1,34. Уч.- изд. л. 1,67. Тираж 100 экз. Заказ № 171.

Отпечатано с оригинала-макета заказчика в ООО «Референт» 430000, г. Саранск, пр. Ленина, 21.

тел. (8342) 48-25-33

Актуальность. В 2008г начался второй этап федеральной программы "Развитие физической культуры и спорта в Российской Федерации», одной из целей которого явилась популяризация массового и профессионального спорта (включая спорт высших достижений) среди различных слоев общества, и приобщение граждан к регулярным физическим нагрузкам с детства. В связи с чем, был дополнительно разработан и утверждён проект «Концепции развития детско-юношеского спорта на 2009-2015 годы». Один из основных тезисов данной концепции - «существенное увеличение объема спортивной работы в общеобразовательных учреждениях во внеурочное время» предусматривает расширение охвата рядовых школьников спортивно-оздоровительными мероприятиями и, в т.ч. вовлечение их в группы начальной подготовки для спортивных школ.

Следовательно, учитывая неблагоприятные тенденции в состоянии здоровья детей и подростков в РФ, рост числа детей с функциональными отклонениями и хроническими заболеваниями (Баранов А.А., 2007), с каждым годом в соревновательный спорт будет вовлекаться все больше не только здоровых детей, но и страдающих различной соматической патологией. Поэтому очевидна необходимость дальнейшего изучения тонких механизмов адаптации растущего организма к интенсивным физическим нагрузкам.

Выдающимися представителями отечественной школы патофизиологии (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Карпман В. JI. и др., 1994; Белоцерков-ский З.Б., 2005; Агаджанян Н.А., 2006) доказано, что тренировочный процесс можно рассматривать как мощный стрессорный фактор, способствующий, с одной стороны, активизации психофизических ресурсов спортсмена, а с другой стороны, являющийся фактором повреждения систем организма, обеспечивающих его адаптацию к физической нагрузке, прежде всего, сердечно-сосудистой системы (ССС) (Виру А.А., Кырге П.К., 1983; Синяков А.Ф., 1986; Земцовский Э.В., 1995; Гаврилова Е.А., 2007).

Известно, что физическая нагрузка (ФН) провоцирует развитие злокачественных желудочковых аритмий и внезапную сердечную смерть (ВСС) у па5 циентов с врожденными дефектами функционирования ионных каналов, кар-диомиопатиями и другими заболеваниями (Burg М.М. et al., 1993; Shimizu W., Antzelevitch С., 2000; Priori S. G. et al., 2001, 2002, 2003; Noda T. et al., 2002; Brugada J. et al., 2002; Drezner J. et al., 2008), в т.ч. при занятиях профессиональным спортом (Смоленский А. В. и др., 2005; Corrado D. et al., 2003; Maron В., Pellicia A., 2006).

Выявить скрытые дефекты нарушения коронарного кровотока (Лупанов В.П. и др., 1982; Элконин А.Б. и др., 1992; Аронов Д.М. и др., 2002; Bruce R.A. et al., 1983) и диагностировать аномалии проведения и возбуждения в миокарде (Михайлов В.М., 2005; Макаров Л.М., 2008; Paridon S. et al., 2006), манифестирующие в ходе реализации стресс-реакции позволяет электрокардиография с физической нагрузкой. Изучение динамики электрофизиологических процессов, протекающих в миокарде в ответ на физическую нагрузку, и оценка риска ВСС приобретают особую актуальность при медицинском обслуживании детей и подростков, занимающихся физкультурой в рамках школьной программы и вовлеченных в профессиональный спорт, а также при определении резервов адаптации ССС для службы в подразделениях специального назначения и работы в определенных отраслях (летчики-испытатели, космонавты, водолазы и ДР-).

Среди показателей ЭКГ наибольшей прогностической значимостью обладают характеризующий длительность реполяризации интервал ОТ и его производные - дисперсия QT и ОТре, являющиеся предикторами фатальных аритмий и внезапной смерти при заболеваниях сердечно-сосудистой и других систем (Никитин Ю.П., Кузнецов А.А., 1998; Кушаковский М.С., 2004; Макаров Л.М., 2006; Anyuknovsky Е. P. et al., 1996; Shimizu W., Antzelevitch С., 1999; Yan G.X., 1998; Antzelevitch C., 2008). При этом доказано, что не столько абсолютная продолжительность интервала ОТ и его производных в покое, сколько его ответная реакция на воздействие различных факторов (изменение частоты сердечных сокращений, гормональные стимулы, гипоксию) имеет решающее значении в диагностике и определении тактики лечения некоторых заболеваний, в 6 частности, синдрома удлиненного интервала ОТ (Viitasalo М. et al., 1996; Swan Н. et al, 1998; Noda Т. et al., 2002; Takenaka K. et al., 2003; Vincent G.M. et al., 2003; Gao D.S. et al., 2007). Вместе с тем, реакция этих и других ЭКГ-параметров на дозированную физическую нагрузку и диапазоны их нормальных колебаний у детей различного пола и возраста не определены, что и продиктовало необходимость проведения исследования в данном направлении.

Работа выполнена по плану НИР Мордовского госуниверситета в соответствие с темой «Медицинские основы жизнедеятельности организма в норме, патологии и эксперименте» (номер государственной регистрации 01.2.007 04782).

Цель работы: изучить патогенетические механизмы нарушений реполяризации миокарда у детей и подростков с соматической патологией.

В соответствие с целью решались следующие задачи:

1. Изучить динамику электрофизиологических параметров миокарда в процессе адаптации организма к физическому стрессу и представить нормальный половозрастной паттерн реакции показателей реполяризации на дозированную нагрузку у здоровых детей и подростков 11-15 лет;

2. Определить оптимальные методологические подходы к оценке электрической систолы желудочков в процессе дозированной физической нагрузки у детей;

3. Исследовать роль регулярных физических нагрузок в формировании срочных и долгосрочных адаптационных изменений некоторых электрофизиологических параметров миокарда у юных спортсменов;

4. Установить влияние сахарного диабета I типа и бронхиальной астмы на особенности ответной реакции процессов реполяризации миокарда в ходе дозированной физической нагрузки.

Научная новизна. У здоровых детей и пациентов с соматической патологией изучены механизмы адаптации процессов реполяризации миокарда к физическому стрессу, в том числе, показатели (ЗГ-динамики (slope, intercept, коэффициент корреляции). Определен диапазон нормальных колебаний основ7 ных показателей ЭКГ, характеризующих реполяризацию: длительности интервалов ОТ, ОТр и QTpe, корригированных интервалов ОТ (QTc, FOTc\ а также дисперсии абсолютного и корригированных интервалов ОТ (dQT, dQTc и FdOTc) в ходе пробы с дозированной физической нагрузкой на велоэргометре (ВЭМ) у здоровых детей и подростков 11-15 лет.

Установлен более адекватный ответ электрофизиологических параметров миокарда на смену двигательных режимов у детей-спортсменов. Показано, что у юных футболистов в процессе долговременной адаптации сформировался механизм более выраженного, по сравнению с нетренированными сверстниками, укорочения ОТ при максимальных нагрузках (феномен «гиперадаптации» ОТ), который, по-видимому, обеспечивает сохранение электрической стабильности миокарда спортсмена в период максимальной симпато-адреналовой активации. Отсутствие должного укорочения ОТс на нагрузке значительной мощности (125 Вт) следует рассматривать как один из признаков дизадаптации и формирования дистрофии миокарда стрессорного и физического перенапряжения.

Показано, что автономная кардионейропатия у детей с сахарным диабетом и хроническая гипоксия у пациентов с бронхиальной астмой способствуют формированию «системного структурного следа» по другим законам, чем в здоровом организме, нарушая реакцию электрофизиологических параметров миокарда на физический стресс и способствуя развитию электрической нестабильности миокарда (в виде увеличения длительности ОТс, FOTc, OTd, dQTc и снижения коэффициента корреляции OT/RR). Дизадаптация организма больного ребенка к физической нагрузке особенно выражена на начальном (период «врабатывания») и заключительном (период восстановления) этапах ВЭМ пробы, для которых характерен наиболее дизадаптивный тип взаимодействия длительности реполяризации и частоты сердечных сокращений (ЧСС) и наибольшая вероятность развития аритмий.

Практическая значимость. Доказана актуальность проведения

ВЭМ-пробы в процессе отбора детей для занятий профессиональным спортом и контроле состояния сердечно-сосудистой системы в ходе интенсивных физиче8 ских тренировок. Результаты исследования показателей реполяризации и ОТ-динамики в процессе дозированной физической нагрузки позволили предложить электрокардиографические критерии формирования групп риска детей по развитию дизадаптационной дистрофии миокарда.

Оптимизирован методологический подход к определению длительности корригированного по ЧСС интервала ОТ в процессе ВЭМ пробы. Установлена большая адекватность использования формулы Фридеричиа для расчета часто-тозависимой реакции электрической систолы (FOTc) на интенсивную физическую нагрузку и выраженную тахикардию, по сравнению с традиционным способом расчета по Базетту.

Установлено, что изменение показателей реполяризации у пациентов с БА и СД отражают процесс формирования кардиальных осложнений и должны быть предметом врачебного наблюдения. Полученные результаты исследования являются основанием для разработки клинико-электрокардиографических критериев формирования групп риска по развитию жизнеугрожаемых аритмий среди больных с соматической патологией.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. У здоровых детей в процессе срочной адаптации к физической нагрузке отмечается наличие двух периодов электрической нестабильности миокарда (этап «врабатывания» и ранний восстановительный период), характеризующихся увеличением длительности производных интервала QT (<dQT\ dOTc и FdOTc, ОТрё) и изменением показателей QT-динамики (slope и коэффициента корреляции).

2. У детей-спортсменов в процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам формируется «структурный след», заключающийся в относительно более значительном сокращении ОТ в ответ на увеличение ЧСС (феномен «гиперадаптации ОТ») для большей стабильности процессов реполяризации. Отсутствие должного укорочения электрической систолы при значительной нагрузке следует рассматривать как один из факторов риска формирования дизадаптивного ремоделирования ССС спортсменов развития дистрофии миокарда стрессорного и физического перенапряжения.

3. Сахарный диабет и бронхиальная астма приводят к дизадаптации сердечно-сосудистой системы ребенка и существенному нарушению реакции процессов реполяризации (в виде увеличения dOT, dOTc и FdOTc, ОТре) на физический стресс, что диктует необходимость определения данных показателей в ходе ВЭМ пробы для формирования групп риска по развитию аритмогенных осложнений.

Апробация работы. Материалы исследования доложены на VII Международном славянском конгрессе по электростимуляции и клинической электрофизиологии сердца «КАРДИОСТИМ» (Санкт-Петербург, 2006), на V Российском конгрессе «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии» (Москва, 2006), на Межрегиональной конференции «Актуальные проблемы педиатрии» (Саранск, 2007), на IX и X конгрессах Российского общества холте-ровского мониторирования и неинвазивной электрофизиологии (Суздаль, 2008; Санкт-Петербург, 2009), XI и XIII Конгрессах Международного Общества Хол-теровского мониторирования и Неинвазивной электрокардиологии. (Афины, 2007; Йокогама, 2009), на IV международном Европейском конгрессе педиатров (Москва, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 4 - в изданиях рекомендованных ВАК (из них 2 статьи).

Структура и объём. Диссертация изложена на 157 страницах компьютерного текста, документирована 9 таблицами и иллюстрирована 73 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания материалов и методов исследования (глава 2), изложения собственных результатов (главы 3-6), заключения и библиографического указателя, включающего 267 источников, в том числе 129 отечественных и 138 зарубежных авторов.

выводы

1. У здоровых детей в процессе срочной адаптации к физической нагрузке установлено наличие двух периодов электрической нестабильности миокарда (этап «врабатывания» и ранний восстановительный период), характеризующихся увеличением длительности производных интервала ОТ (dOT, dQTc и FdQTc, QTpe), изменением показателей ОГ-динамики (увеличением коэффициента линейной регрессии и уменьшением коэффициента корреляции OT/RR) и угрожаемых по развитию сердечных аритмий.

2. В ходе долговременной адаптации к интенсивным нагрузкам у детей-спортсменов отмечено формирование особенной реакции электрофизиологических параметров сердца на физический стресс, заключающейся в более медленном нарастании частоты сердечных сокращений и более эффективном уменьшении длительности электрической систолы в ответ на значительную физическую нагрузку (феномен «гиперадаптации» интервала ОТ), что обеспечивает большую экономичность деятельности сердечно-сосудистой системы и стабильность процессов реполяризации миокарда.

3. Сахарный диабет I типа и бронхиальная астма существенно замедляли процесс адаптации реполяризации миокарда к дозированной физической нагрузке, способствуя развитию электрической нестабильности миокарда, в виде превышения максимально допустимых значений dOT, dQTc и dFOTc на этапе врабатывания, на максимальной (для конкретного контингента больных) нагрузке и в раннем восстановительном периоде на 10-15мс относительно здоровых детей.

4. У пациентов с изученной соматической патологией в течение всей пробы с дозированной физической нагрузкой существенно (на 5-10 мс) возрастала длительность интервала QTpe, отражая увеличение трансмуральной дисперсии реполяризации и являясь одним из предикторов развития сердечных аритмий. Уменьшение данного показателя у детей-спортсменов, характеризовало, в целом, более адекватную реакцию процессов реполяризации «тренированного» миокарда на дозированную нагрузку.

5. Показатели ОТ- динамики (slope и коэффициент корреляции QT/RR), позволяющие объективно оценить реакцию процессов реполяризации на физический стресс, у детей с сахарным диабетом существенно отличались от показателей здоровых детей на этапе «врабатывания» и в раннем восстановительном периоде, а у детей с бронхиальной астмой — в течение всей пробы, что отражает недостаточно эффективную частотную адаптацию процессов реполяризации к физическим нагрузкам у детей с соматической патологией.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработаны номограммы для определения диапазона нормальной реакции процессов реполяризации миокарда у здоровых детей и подростков на дозированную физическую нагрузку (рис. 73).

2. Для расчета реакции электрической систолы на интенсивную физическую нагрузку в условиях выраженной тахикардии при пограничных значениях QTc целесообразно использовать формулу Фридеричиа FQTc= QT/RR113, которая более адекватно отражает процесс укорочения QT по сравнению с традиционно используемой формулой Базетта.

3. Для оценки функциональных резервов сердечно-сосудистой системы у спортсменов необходимо проведение ВЭМ пробы с оценкой реакции показателей реполяризации. Продолжительность ОТс и dQTc свыше 400 и 14 мс соответственно на нагрузке в 125 Вт у мальчиков 11-15 лет должно рассматриваться как один из предикторов дизадаптивного ремоделирования сердечнососудистой системы и фактор риска развития дистрофии миокарда стрессорно-го и физического перенапряжения.

4. При диспансерном наблюдении за пациентами с бронхиальной астмой и сахарным диабетом I типа с целью определения их толерантности к физической нагрузке и риска формирования кардиальных осложнений желательно

131 проведение ВЭМ пробы с расчетом dQT, dQTc и FdQTc. Увеличение данных параметров у детей с соматической патологией свыше максимально допустимых значений (15, 30, 25 мс соответственно) в периоде «врабатывания» и (40, 60, 50 мс соответственно) в раннем периоде восстановления является основанием для формирования групп риска по развитию аритмогенных осложнений.

Г, мс девочки

ПП 25Вт 50Вт 75Вт 100Вт РВП I мальчики

Рис 73. Диапазон нормальной реакции длительности интервала QT в ответ на увеличение ЧСС в процессе дозированной физической нагрузки у здоровых мальчиков и девочек 11-15 лет.

Примечание: ИП- исходный период, РВП - ранний восстановительный период.