Доктор медицинских наук, профессор Н.Д. Граевская
Доктор медицинских наук Г.А. Гончарова
Профессор Г.Е. Калугина

Московская государственная академия физической культуры
Всероссийский научно-исследовательский институт физической культуры

    Ключевые слова: сердце, гипертрофия миокарда, полость левого желудочка, межжелудочковая перегородка, масса миокарда, эхокардиография, электрокардиография, векторкардиография, механокардиография.

    Предмет исследования - морфологические и функциональные особенности сердца, объект исследования - квалифицированные спортсмены. Проблема "спортивного сердца" - одна из основных проблем спортивной медицины - на протяжении многих лет, начиная с работ S. Henschen еще в конце прошлого века [38] и до наших дней, неизменно привлекает к себе внимание ученых и врачей.

Однако, несмотря на значительное число фундаментальных исследований в этой области как у нас в стране [1, 5, 7, 10, 15, 18-20, 22, 29, 32], так и за рубежом [20, 26, 39-41, 43], многие из аспектов проблемы долго оставались неясными, а во многом и спорными (в частности, вопрос о гипертрофии миокарда у спортсменов), что во многом было обусловлено отсутствием договорных методов прижизненной диагностики. И только предложенный в 50-х гг. [35] метод ультразвуковой эхокардиографии и проведенные в 60-70-х гг. клинические исследования [3, 26, 18, 24, 30, 36, 42 и др.] позволили внедрить его в медицинскую практику, значительно повысив тем самым возможности диагностики физиологии и патологии сердца.

В отечественной спортивной медицине эхокардиографические исследования были начаты в 70-х гг. во ВНИИФКе авторами настоящей статьи, а первые результаты были опубликованы в 1976 г. у нас в стране [8] и в 1979 г. - в международном журнале спортивной медицины. В конце 70-х - в 80-е гг. материалы эхокардиографических исследований опубликованы рядом авторов [11, 18, 33, 34 и др.]. В дальнейшем метод широко вошел в спортивно-медицинскую практику, что позволило получать объективные данные о толщине стенок сердца, величине полостей, сократительной способности миокарда, состоянии клапанного аппарата и имело большое практическое значение.

В настоящей статье мы хотим остановиться на еще далеко не бесспорных вопросах: о частоте, рациональных пределах оценки гипертрофии миокарда и увеличении сердца у спортсменов, а также на сравнительной ценности разных методов их диагностики. Исследования проведены на аппарате "Alocka 85" по общепринятой методике.

Из более чем 1000 обследованных нами квалифицированных спортсменов-мужчин утолщение задней стенки желудочка и межжелудочковой перегородки было обнаружено в 26-72% случаев (в зависимости от вида спорта - чаще всего у тренирующихся на выносливость, в скоростно-силовых видах и спортивных играх, реже всего - в технически сложных). Так, если у здоровых лиц такого же возраста - неспортсменов толщина задней стенки левого желудочка находится в пределах 0,6-0,8 см [12, 16, 28, 36] и лишь по данным отдельных авторов [2] - более, а в нашей контрольной группе (на том же аппарате, что очень важно) - 0,6-0,8 см, то у спортсменов - 0,7-1,45 см. Но только в 13% случаев эта величина превысила 1,2 см. Толщина межжелудочковой перегородки составила в среднем 0,674±0,113 см в контрольной группе и 0,827±0,156 см - у спортсменов-мужчин.

Таким образом, выраженные степени гипертрофии по данным эхокардиографии не характерны для тренированных спортсменов. Следует, однако, отметить, что при посмертных исследованиях сердца спортсменов молодого и среднего возраста [9] установлено, что его вес находится в пределах 280-420 г (ни разу не достигая так называемого критического - 500 г) - чаще всего в пределах 300-400 г, с толщиной стенок левого желудочка в пределах 1,2-2 см. Эти величины близки к толщине миокарда в систоле по данным эхокардио-графии (что понятно, поскольку известно, что сердце останавливается именно в этой фазе).

Более выражено, чем утолщение стенки, было в большинстве случаев увеличение полости левого желудочка сердца, чаще всего в пределах 150-220 мл при 100-145 мл у не занимающихся спортом при общем объеме сердца (по данным двухмерной телерентгенометрии) чаще всего в пределах 850-1160 см³ (относительный - 12-15,5 см³/кг) и лишь в 8-26,8% случаев в зависимости от вида спорта - больше. Соответственно заметно увеличивалась масса миокарда левого желудочка: 75,97-161,31 г (в среднем 108,46 г) в контрольной группе и 80-250 г (в среднем 138,50 г) у спортсменов, по отношению к массе тела соответственно 1,416±0,290 г и 1,755±0,345 г.

Динамические наблюдения показали, что гипертрофия миокарда возникает в основном уже в первые годы напряженной тренировки, после чего формируется индивидуально-оптимальный вариант адаптации сердца, который затем (при отсутствии отличающих факторов) поддерживается в ходе напряженной тренировки, сравнительно мало меняясь в зависимости от динамики тренированности. Четкой корреляции со спортивным стажем и уровнем мастерства не выявлено.

Динамика же объема сердца обнаруживает другие закономерности, четко меняясь в ходе тренировочного процесса, т.е. является, видимо, основным механизмом необходимого при физических нагрузках увеличения ударного выброса, который обнаруживает большую корреляционную связь с диастолическим объемом желудочка, чем с толщиной миокарда. Удельный вес гипертрофии и дилятации в увеличении массы миокарда различен, отражая разные пути адаптации сердца к требованиям, предъявляемым ему спортом (табл. 1).

Таблица 1. Сочетание гипертрофии и дилятации, число случаев

Это подтверждается и посмертными исследованиями. Так, например, гребец 19 лет имел вес сердца, близкий к максимальному (480 г) при толщине желудочков в 2 и 1,2 см, а его объем при жизни составлял только 900 мл, и наоборот, у велосипедиста с объемом сердца 1200 мл после смерти сердце весило менее 400 г, а толщина желудочков была 1,6 и 0,4 см [9].

    Тип адаптации сердца зависит от его исходных особенностей, вида спорта, характера тренировки, генетических факторов, наличия элементов перенапряжения и др. Как показали исследования нашего аспиранта М.Л. Богатырева [4], сравнивавшего разные варианты сочетания гипертрофии и расширения сердца с помощью механокардиографии, оптимальным является увеличение массы миокарда за счет умеренного равномерного изменения стенки и полости левого желудочка. При этом обнаруживают наивысшие функциональные возможности сердечно-сосудистой системы - повышение сократительной способности миокарда и эластических свойств магистральных сосудов, снижение ригидности аортально-компрессионной камеры, более низкие величины среднего артериального давления, большую степень соответствия минутного объема циркуляции периферическому сопротивлению, что позволяет сердцу работать в более эффективном энергетическом режиме. Особенно четко это проявляется при физических нагрузках.

Наши многолетние динамические и экспериментальные исследования не позволяют согласиться с точкой зрения авторов, считающих гипертрофированное сердце менее полноценным, чем негипертрофированное [10, 11].

Таблица 2. Частота нарушений в деятельности сердца у спортсменов с различными его вариантами, %

Как отмечает Ф.З. Меерсон, "сам по себе факт умеренной гипертрофии у высокотренированных спортсменов не является указанием на неполноценность такого сердца" [22]. Длительная гиперфункция сердца приводит к увеличению его массы из-за умеренной гипертрофии, в основе которой лежит активация генетического аппарата клетки. В отличие от патологической гипертрофии у здоровых спортсменов гипертрофия характеризуется сохранением нормальных пропорций числа волокон и ядер, ультраструктур и числа капилляров на единицу массы миокарда, повышением запасов калия и мощности системы окислительного ресинтеза АТФ, активацией ферментных систем, увеличением транспорта кислорода к митохондриям, повышением силы и скорости сокращения и расслабления мышечных волокон, усилением соединительно-тканого каркаса и увеличением числа нервных элементов сердца. Все это позволяет, при отсутствии элементов перенапряжения, избежать деструктивных изменений и стадии изнашивания [6, 13, 22, 15, 26, 27].

На большинстве препаратов сердца спортсменов, умерших от случайных причин, гистологически определяются гипертрофия мышечных волокон, увеличение размеров ядер, поперечная полосатость сохранена, в части случаев видны незначительные прослойки соединительной ткани. При этом следует подчеркнуть, что гипертрофия миокарда не является обязательной предпосылкой острой сердечной катастрофы. Ее степень при этом может быть совершенно различной - от полного отсутствия (например, вес сердца 280 г, толщина стенок желудочков - 0,8 и 0,2 см) до резковыраженной (соответственно 495 г, 1,8 и 0,6 см). Следует подчеркнуть, что в большинстве "сердечных" смертей определялись скрытотекущие заболевания либо выраженные дефекты развития сердечных сосудов.

Положительно оценивая умеренную гипертрофию и расширение сердца у спортсменов, необходимо подчеркнуть, что в ряде случаев (перенапряжение, форсированная тренировка, заболевания и пр.) физиологические адаптивные сдвиги перерастают границы целесообразных изменений, отражая постепенное снижение функционального резерва сердца.

Наши исследования показали, что в группе спортсменов с наибольшими сердцами (общий объем больше 1150-1200 см3, или 16-17 см3 на кг массы тела) полость левого желудочка составляла более 220 мл, а толщина задней стенки - более 1,4. В группе спортсменов с наименьшими сердцами (соответственно менее 700 см3, 120 мл и 0,7 см) чаще обнаруживались различные нарушения (табл. 2), более напряженная реакция на нагрузку, ослабевали корреляционные связи между отдельными звеньями гемодинамики. Более частые изменения ЭКГ и ухудшение функционального состояния у спортсменов с очень большим увеличением сердца отмечали и другие авторы [17, 32].

При динамических наблюдениях наибольшие размеры сердца обнаруживались, как правило, у спортсменов в состоянии перетренированности и перенапряжения. Сократительной способности миокарда в наибольшей степени препятствовала толстая стенка при небольшом увеличении полости. Таким образом, выраженные степени гипертрофии и дилятации требуют пристального внимания врача и дополнительного исследования. Это относится и к случаям асимметричной гипертрофии.

Таблица 3. Частота эхокардиографических признаков гипертрофии у спортсменов с разной толщиной стенки левого желудочка

Основываясь на показателях эхокардиограммы, мы попытались уточнить степень информативности других методов исследования, используемых для диагностики гипертрофии миокарда и объема сердца.

Электрокардиография с использованием общепринятых критериев гипертрофии оказалась недостаточно информативной. Одновременно не менее трех признаков гипертрофии левого желудочка обнаружены при этом исследовании только у 15,2% спортсменов из 1000 обследованных, правого - у 17% и комбинированной гипертрофии - 22%. Это можно объяснить как сравнительно небольшой степенью гипертрофии у спорт-сменов [2, 13, 14], так и тем, что при этом в отличие от сердечной патологии даже при преимущественной гипертрофии одного из отделов наблюдается гиперфункция всего сердца, что может привести к нейтрализации проявления повышенной активности одного из отделов и дать нетипичную картину.

Это подтверждается слабой корреляцией между толщиной задней стенки левого желудочка по данным эхокардиографии и ЭКГм и критериями его гипертрофии (табл. 3).

Не обнаружено их четкой корреляции и с массой миокарда. Поэтому мы предложили снизить для спортсменов величины основных амплитудных критериев и получили положительные признаки несколько чаще, но опять-таки без четкой связи с толщиной и массой миокарда [34].

Сопоставление с данными векторкардиографии [31] выявило несколько большую информативность последней, что проявилось в тенденции к увеличению суммарной площади петель QRS по мере утолщения стенки левого желудочка, особенно в сагиттальной плоскости, до 5,0 и больше при норме от 2,1 до 5,0. По мере увеличения конечно-диастолического объема желудочка сумма площади петель QRS имеет тенденцию к уменьшению, особенно при тонкой стенке.

В отличие от литературных данных [21] увеличение угла расхождения векторов QRS и Т на нашем материале больше зависело от конечно-диастолического объема левого желудочка, чем от толщины его стенки. Других изменений не обнаружено, что опять-таки обусловлено сравнительно небольшой степенью гипертрофии.

При динамических наблюдениях велико значение объема сердца, но, поскольку эхокардиография позволяет определить только полость левого желудочка, интересно было посмотреть, в какой степени это коррелирует с общим объемом сердца, для чего мы с П.И. Жарковым [34] сопоставили на 45 спорт-сменах данные биплановой телерентгенографии и эхокардио-графии. Полного совпадения не было, однако при больших объемах сердца (более 1000 см3) определялись, как правило, наибольшие, а при малых (менее 700 см3) наименьшие величины полости и массы левого желудочка, что подтверждает значение эхокардиографии для динамических наблюдений. Таким образом, оптимальным вариантом адаптации сердца к требованиям спорта является увеличение массы миокарда левого желудочка в результате умеренного равномерного утолщения миокарда и увеличения полости желудочка. Значительные степени увеличения общего объема сердца, полости левого желудочка и его стенки (особенно при неравномерной гипертрофии) требуют пристального внимания и дополнительного исследования.

• Сердце под защитой. - М.: Медицина, 1979.
• Болезни сердца и сосудов /Под. ред. Е.Н. Чазова. - М.: Медицина, 1992, т. 1, с 318-382.
• Кардиология, 1975, № 4, с. 127-134.
• Эхокардиографическое исследование спортсменов /Под ред. Н.Д. Граевской. Малаховка, 1980, с. 90-101.
• Дистрофия миокарда у спортсменов. - М.: Медгиз, 1980.
• Морфологические исследования патологии сердца и легких. М., 1950, с. 142-149.