Введение. В последние десятилетия все больше людей стремятся к здоровому образу жизни, который предполагает не только отказ от вредных привычек, но и адекватные физические нагрузки, улучшающие адаптационные возможности основных функциональных систем. В настоящее время распространены в том числе такие спортивные направления, как марафонский бег, кроссфит.
Профессиональные спортсмены, достигая высоких спортивных результатов, регулярно проводят высокоинтенсивные тренировки, которые оказывают влияние на состояние системы кровообращения. В тоже время многие люди, являясь спортсменами-любителями, нередко тоже выполняют интенсивные физические нагрузки, но в отличие от профессиональных спортсменов – не всегда под контролем тренера и спортивного врача, в основном самостоятельно контролируя пульс и уровень артериального давления.
Однако, известно, что интенсивные физические нагрузки повышают риск внезапной смерти в 10–17 раз [1], что связано с чрезмерной работой в первую очередь сердечно-сосудистой системы, нарушением нервно-гуморальной регуляции и срывом адаптационных возможностей всех функциональных систем. Человек, занимающийся спортом самостоятельно и при этом ставя перед собой нередко сложные трудновыполнимые цели, часто недооценивает тяжесть тренировок и переходит грань между адекватными физическими нагрузками и чрезмерными. При этом сердечно-сосудистая система реагирует одной из первых и может отражать адаптационные возможности других органов и систем.
Количество школьников, занимающихся различными видами спорта, в настоящее время увеличивается. Обеспечение достаточной двигательной активности населения России, в том числе детей и подростков, определено как одно из приоритетных направлений общественного здоровья и отражено в ряде Национальных и федеральных проектов [2]. Спорт гармонизирует развитие детей-спортсменов по сравнению со сверстниками [3]. С другой стороны, существуют факторы, отрицательно сказывающиеся на здоровье детей, активно занимающихся спортом, и ограничивающие физическую деятельность (перетренированность, несоответствие физических нагрузок возможностям организма) [4].
Цель исследования: изучить влияние регулярных высокоинтенсивных тренировок на сердечно-сосудистую систему взрослых людей и подростков, занимающихся спортом.
Материал и методы исследования: по данной теме проанализированы современные научные источники, использовались базы данных Scopus, Web of Science, PubMed, E-library, в соответствии с рекомендациями PRISMA. Временной период поиска: с 2015 по 2025 год. Осуществлялся поиск публикаций по ключевым словам, исходя из цели исследования (интенсивные физические нагрузки, «спортивное» сердце, патология сердечно-сосудистой системы, дети, взрослые, этиология, патогенез, диагностика). Процесс сбора данных проводился вручную путем извлечения информации на основе контент-анализа, включающего такие данные, как тип статьи, название журнала, год публикации, тема, заголовок, методология и результаты исследования. Критерии включения, которыми руководствовались при подготовке этого систематического обзора литературы: язык публикаций – английский и русский; исследование направлено на изучение влияния интенсивных физических нагрузок на сердечно-сосудистую систему; имеется полнотекстовый вариант в свободном доступе. Данные, полученные из публикаций, распределены по следующим категориям: год публикации, автор, метод исследования, изучаемые параметры и результаты исследования. Первоначальная выборка состояла из 80 научных статей, отобранных по заранее определенным ключевым словам. Затем статьи были отобраны по заголовку, аннотации и ключевым словам, в результате чего было отобрано только 48 публикаций. Из них 22 были признаны соответствующими критериям отбора после тщательного анализа. В настоящем обзоре использовано 16 статей.
Результаты и их обсуждение: Все органы и системы, в том числе и система кровообращения, находятся под контролем регуляторных систем – нервной и эндокринной. Адекватные физические нагрузки положительно влияют на нервно-эндокринную регуляцию, формирование адаптивных реакций, уравновешенность процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе, а следовательно, и на состояние сердечно-сосудистой системы. На фоне регулярных тренировок стабилизируется артериальное давление, нормализуется пульс. Однако, длительная и интенсивная физическая нагрузка может выступать в роли фактора, ведущего к развитию острой стресс-реакции, протекающей на фоне выраженной активации симпатоадреналовой системы. Избыточный выброс катехоламинов продолжается до тех пор, пока не наступит истощение симпатической активности вегетативной нервной системы. На фоне стресс-реакции также активируется гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система, что сопровождается выраженной секрецией глюкокортикоидов корковым веществом надпочечников. В результате активации реакций стресса ответ на физические нагрузки не совпадает с ожидаемым: увеличиваются частота сердечных сокращений и артериальное давление в покое, появляются утомление и снижение работоспособности. Кроме этого, одним из ранних признаков истощения центральной нервной системы в ответ на чрезмерные физические нагрузки является бессонница [5].
У подростков, напротив, физическая активность может смягчить воздействие стрессовых событий (эмоциональногь стресса, часто испытываемого подростками) на симптомы стресса при условии позитивного отношения к физической активности [6]. У них прослеживается отчетливая связь между физической активностью и психическим здоровьем [7].
После истощения гормонов стресса (в первую очередь, катехоламинов и глюкокортикоидов) наступает так называемая «парасимпатическая фаза» перетренированности, которая проявляется необычно низкой частотой пульса в покое, но резко возрастающей на обычные нагрузки; нормальным артериальным давлением с избыточным ростом при физических нагрузках; нормальной скоростью метаболических процессов [8].
Ответные реакции организма на интенсивные тренировки зависят от многих факторов. Играют роль возраст, пол, состояние иммунной реактивности, индивидуальная устойчивость к стрессу, тип высшей нервной деятельности, наличие сопутствующих заболеваний, особенно со стороны системы кровообращения. Поиск заболеваний сердечно-сосудистой системы наследственного характера особенно актуален в возрасте до 40 лет. Такие заболевания, как врожденные кардиомиопатии и каналопатии (синдром удлиненного интервала QT, синдром Бругада, аритмогенная кардиомиопатия правого желудочка) могут быть фактором «генетической предрасположенности» к внезапной сердечной смерти (ВСС), в том числе на фоне физических нагрузок [9]. Однако, ведущими механизмами развития ВСС являются фибрилляция желудочков, асистолия и электрическая активность сердца без пульса [1]. Причем более высокие риски имеют лица мужского пола, что связано с влиянием мужских половых гормонов на повышенный симпатический тонус, удлинение интервала QT, а также развитие гипертрофии миокарда.
Изучение механизмов адаптации юных спортсменов к физическим нагрузкам показало, что этот процесс сугубо индивидуален, зависит от множества морфофункциональных и психофизиологических показателей молодого организма, которые довольно жестко контролируются генетически [10].
На фоне физических нагрузок изменяется гемодинамика, что вначале приводят к кратковременным изменениям, связанным с повышением давления и/или объёмной нагрузки (соответственно увеличением пред- и/или постнагрузки). Продолжительные, систематически повторяющиеся тренировки со временем приводят к адаптационной перестройке сердечно-сосудистой системы. Вследствие высокой интенсивности тренировок могут наблюдаться структурные, функциональные и электрические изменения, что приводит к гипертрофии желудочков, увеличении массы желудочков, увеличению объёма камер, ударного и минутного объёмов сердца.
Структурное ремоделирование сердца тесно связано с направленностью тренировочного процесса. При нагрузках на выносливость формируется эксцентрическое ремоделирование (с увеличением диастолического размера левого желудочка), а при статических нагрузках – концентрическое (диастолический размер левого желудочка меняется мало) [11].
Регулярные и интенсивные тренировки, направленные на повышение выносливости, приводят к формированию так называемого «спортивного» сердца, для которого характерна физиологическая, гармоничная гипертрофия всех камер сердца (систолическая и диастолическая функции желудочков при этом сохранены); в то время как при скоростно-силовых нагрузках, как правило, эти изменения развиваются редко [12].
У подростков особенности кардиоремоделирования являются результатом проявления целого комплекса факторов: этапом онтогенетического развития; спецификой спортивной специализации; индивидуальным генетическим профилем спортсмена. Доминирование влияния одного из факторов или их сочетанное воздействие определяет специфичность «возрастного» и «спортивного» ремоделирования сердца [11].
Тем не менее, изменения сердца у подростков-спортсменов менее выражены, чем у взрослых [13].
На фоне физической нагрузки увеличивается ударный объем, сердечный выброс, что приводит к увеличению венозного возврата крови к сердцу и сопровождается перегрузкой сердца объемом. Совершая значительную работу, повышается и потребность миокарда в кислороде. Формирование «спортивного» сердца не всегда свидетельствуют о положительном значении интенсивных нагрузок на организм [12].
В то же время различают понятия физиологическое «спортивное» сердце и патологически измененное. Физиологическое «спортивное» сердце характеризуется уменьшением частоты сердечных сокращений и артериального давления (работа сердца протекает в экономном режиме в состоянии покоя), но при физической нагрузке достигает высокой предельной функции [14]. При интенсивных физических нагрузках в покое наблюдаются выраженная брадикардия и тенденция к снижению артериального давления ниже 100/60 мм рт. ст. Гипертрофия миокарда определяется и в том, и в другом случае, но при физиологическом «спортивном» сердце будет менее выраженной, чем при патологическом ремоделировании миокарда. Основным диагностическим методом, позволяющим дифференцировать эту грань, является эхокардиография (ЭХО-КГ) - метод визуализации полостей и внутрисердечных структур сердца при помощи отраженных ультразвуковых волн. Использование этого метода связано с его относительной простотой, доступностью и информативностью как для диагностики врожденной, так и приобретенной патологии. Для диагностики нарушений, связанных с интенсивными физическими нагрузками, используют двухмерную ЭхоКГ – этот режим позволяет получить изображение сердца в разрезе, благодаря чему можно визуально оценить его внутреннее строение. При двухмерной ЭхоКГ в случае физиологического «спортивного» сердца будут выявляться симметричная гипертрофия (как левых, так и правых его отделов), не превышающая 12 мм (редко более 17 мм); увеличение размеров полости левого желудочка; нормальная диастолическая функция [14]. Скорости тканевой допплерографии в пределах нормы. Напротив, при очень интенсивных тренировках гипертрофия как правило, асимметрична - гипертрофия левого желудочка будет более выражена, подобно как при гипертрофической кардиомиопатии; размеры полости левого желудочка будут снижены. Профессиональным спортсменам регулярно проводятся диагностические исследования, направленные на выявления патологических изменений со стороны сердечно-сосудистой системы, в том числе ЭхоКГ, в то время как люди, занимающиеся спортом для себя (любительский спорт), но выполняющие интенсивные физические нагрузки, не всегда проходят обследование в полном объеме регулярно.
Кроме ЭхоКГ, в оценке состояния сердечно-сосудистой системы широко используется также электрокардиография (ЭКГ) – метод, позволяющий графически отображать электрические импульсы сердца. ЭКГ является широкодоступным методом диагностики, позволяющим выявлять нарушения ритма. У спортсменов изменения на ЭКГ обусловлены выраженным влиянием парасимпатической нервной системы, повышением тонуса блуждающего нерва, вследствие чего часто выявляют синусовую брадикардию, атриовентрикулярную блокаду 1 степени, атриовентрикулярную блокаду 2 степени Мобитц 1. Данные изменения отражают адаптационные возможности к интенсивным физическим нагрузкам, являются потенциально обратимыми и свидетельствуют о перестройке работы сердца на более экономичный уровень в период интенсивных физических нагрузок. При этом выраженная синусовая брадикардия (менее 30 ударов в минуту) требует исключения органической патологии сердца, а атриовентрикулярная блокада 2 степени Мобитц 2 уже является предиктором патологического процесса. Чаще всего выявляется синусовая брадикардия, которая может расцениваться как один из признаков «спортивного» сердца.
Также у спортсменов нередко выявляется неполная (частичная) блокада правой ножки пучка Гиса, при которой нарушается проведение возбуждения по правой ножке к миокарду правого желудочка, в то время как проведение по левой ножке пучка Гиса не нарушено. Данные изменения на ЭКГ выявляются на фоне гипертрофии правого желудочка и требуют наблюдения в динамике. По данным литературы, неполная блокада правой ножки пучка Гиса или замедление проведения по правой ножке пучка Гиса выявляется у 50 % здоровых атлетов, тренирующих выносливость [12]. Однако, при наличии блокады левой ножки пучка Гиса (у спортсменов данные изменения встречаются редко) должно проводиться углубленное обследование с целью исключения органической патологии.
В патологии у спортсменов на ЭКГ может выявляться синдром Вольфа - Паркинсона - Уайта (синдром WPW). Синдром WPW обусловлен наличием дополнительного пути проведения по пучку Кента (между предсердиями и желудочками) и представляет опасность возможного развития пароксизмальной тахикардии. Несмотря на редкость выявления данной патологии, следует отметить, что у спортсменов синдром WPW встречается чаще, чем у лиц, не занимающихся спортом. Выявление этого синдрома может свидетельствовать либо о врожденной патологии, либо об органическом повреждении проводящей системы сердца и является ограничением по выполнению интенсивных физических нагрузок. Учитывая, что Синдром WPW может быть случайной находкой при проведении электрокардиографии, ЭКГ является важным диагностическим исследованием, выявляющим противопоказания к высокоинтенсивным тренировкам.
Таким образом, следует учитывать, что изменения на ЭКГ, обусловленные тренировочным процессом, могут являться начальными проявлениями более глубоких дезадаптационных процессов при достижении высоких спортивных результатов [15].
В биохимическом анализе крови спортсменов также могут выявляться изменения. В случае повреждения миокарда в крови увеличивается активность ферментов, поступающих из кардиомиоцитов. Так, например, при повреждении миокарда увеличивается коэффициент де Ритиса, который представляет отношение аспартатаминотрансферазы к аланинаминотрансферазе; увеличивается индекс повреждения мышечной ткани (креатинфосфокиназа / аспартатаминотрансфераза) [1]. По данным литературы, у части спортсменов, выполняющих значительные физические нагрузки, после периода отдыха не происходит полного восстановления энергетических ресурсов в организме, о чем свидетельствует пониженный уровень глюкозы, общего холестерина, повышенное содержание лактата, значительный дефицит железа и истощение его запасов [16]. Также у части спортсменов после периода 14-часового отдыха сохраняются повышенный уровень кортизола и сниженный уровень инсулина (преобладание катаболических процессов).
У детей-спортсменов отмечаются изменения цитокинового профиля, в основном, за счет провоспалительных цитокинов: у спортсменов и допубертатного, и пубертатного возраста во время тренировок отмечается статистически значимое повышение уровня ФНО-α по сравнению с уровнем в состоянии покоя, у спортсменов допубертатного возраста – также значительное повышение уровня ИЛ-6, этот повышенный уровень сохраняется также длительный период после тренировки [17]. Тем не менее, однозначного мнения относительно продукции ФНО-α при физической нагрузке (как у взрослых, так и у детей) нет – есть мнение, что для его выработки нужны достаточно тяжелые и продолжительные физические упражнения, а его провоспалительный эффект нивелируется противовоспалительными цитокинами ИЛ-8, ИЛ-10, ИЛ-15 [18]. ИЛ-6, обычно классифицируемый как провоспалительный цитокин, в данной ситуации рассматривается как противовоспалительный фактор, так как здесь (выступаю в качестве миокина) он участвует в формировании противовоспалительного эффекта физических упражнений и ингибирует выработку провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α и IL-1b [18, 19]. Также в настоящее время утверждается, что именно ИЛ-6, продуцируемый во время физических упражнений, отчасти способствует адаптации сердца к возрастающим физическим нагрузкам [20].
Выводы:
У профессиональных спортсменов, а в ряде случаев и спортсменов-любителей, выполняющих высокоинтенсивные тренировки, наблюдаются адаптационные изменения со стороны функциональных систем, главным образом, со стороны сердечно-сосудистой системы. Поскольку в ответ на повышенную физическую нагрузку происходит перегрузка миокарда как объемом, так и давлением, при многолетних тренировках по данным ЭХО-КГ выявляется симметричная гипертрофия. Изменения частоты сердечных сокращений и артериального давления отражают повышение тонуса блуждающего нерва. По данным ЭКГ чаще выявляют синусовую брадикардию, атриовентрикулярную блокаду 1 степени, атриовентрикулярную блокаду 2 степени Мобитц 1. На фоне интенсивных тренировок при недостаточном восстановительном периоде (периоде отдыха) отмечаются нарушения со стороны биохимических показателей. Своевременное динамическое наблюдение в декретированные сроки позволяет вовремя выявить изменения, находящиеся на грани нормы и патологии, и провести дополнительное обследование с целью исключения органической патологии.
У спортсменов-подростков изменения в миокарде выражены в меньшей степени, чем у взрослых – это объясняется особенностями гормонального фона, незрелостью сердечно-сосудистой системы, особенностями функционирования вегетативной нервной системы. Вместе с тем, при физической нагрузке в организме продуцируется ряд про- и противовоспалительных цитокинов, обладающих различным влиянием на сердечную мышцу, и этот цитокиновый профиль имеет возрастные различия. Главное для спортивного врача, наблюдающего подростка, так и взрослого – уметь отграничить патологию от особенностей адаптации. Вместе с тем, особенности адаптации сердца ребенка и подростка к физическим нагрузкам остаются до конца неизученными.