Особенности электрогенераторной функции сердца в детско-юношеском спорте высших достижений 14. 01. 08 Педиатрия

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Москва – 2015 год

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И.Пирогова» Минздрава Российской Федерации
Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор Макаров Л.М.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России, по адресу: 117997 г.Москва, ул. Саморы Машела, д.1.

Автореферат разослан «____» _______________ 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинский наук, профессор В.М.ЧерновОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В последнее время все больше детей начинают заниматься спортом. По данным Росстата (2010 г) на долю спортсменов уровня начальной подготовки приходиться - 70,6% детей, занимающихся спортом, а доля детей, вовлеченных в спорт высших достижений, так называемых элитных атлетов, составляет 0,45%, а это около 16000 детей возраста 14-18 лет. Именно эту группу можно рассматривать, как модель, максимально выраженных изменений всего организма, а особенно сердечно-сосудистой системы, возникающих в ходе тренировочного процесса (С.В.Хрущев, 1978; B. Maron, 2009; A. Pellicia, 2010), оценка которых вызывает особые затруднения у педиатров.

Сегодня государство уделяет большое внимание поддержке и развитию физкультуры и спорта. В концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года, утвержденной распоряжением Правительства РФ от 17 ноября 2008 года, говорится о необходимости развития массовой физкультуры и спорта, об увеличении доли граждан, занимающихся физкультурой и спортом, в том числе учащихся, к 2015 году с 14,8 до 30%, а к 2020 году до 50%. При этом повышенное внимание должно быть уделено состоянию здоровья спортсменов, медицинским обследованиям с использованием современных методов диагностики, которых не было даже во времена наших больших спортивных достижений советского периода. Решение этой задачи невозможно без адекватного медицинского сопровождения, обследования детей, вовлеченных в спорт высших достижений.

В XX веке изучению влияния спортивных нагрузок на сердечно-сосудистую систему уделялось большое внимание (Э.В.Земцовский, А.Г.Дембо, Г.Ф. Ланг, 1989; С.В. Хрущев, В.Н. Коваленко, 1957). Все эти исследования были проведены в первую очередь у взрослых молодых спортсменов 18-25 лет, членов сборных команд СССР по различным видам спорта. Обследования у юных спортсменов в те годы проводились мало. На рубеже XX и в начале XXI-го века спортивной кардиологии, как и спортивной медицине в целом, уделялось недостаточное внимание. В 2009 году ситуация изменилась, в Постановлении Правительства РФ №812 от 17 октября 2009 года полномочия по медико-санитарному и медико-биологическому обеспечению спортсменов сборных команд Российской Федерации и их ближайшего резерва, включая проведение углубленного медицинского обследования (УМО), возложены на Федеральное медико-биологическое Агентство (ФМБА России). Согласно этому приказу спортсмены на различных этапах занятия спортом должны проходить УМО 1-2 раза в год.

Последние годы ознаменовались стремительным ростом возможностей ранней диагностики заболеваний с риском развития опасных аритмий («QT динамика, микровольтная альтернация Т зубца, турбулентность ритма сердца, способность ритма к ускорению и торможению –DC/AC анализ), которые активно используются в мире, в том числе у взрослых спортсменов элитного уровня (F. Furlanello, 2004; A.Biffi, 2013г; G Schmidt 1999, 2006). Однако в России они практически не внедрены, что не позволяет выявить патологию на ранних доклинических этапах, и может создать реальную угрозу здоровью и даже жизни юных спортсменов. В последнее время появились научные исследования по анализу электрокардиографических изменений у спортсменов (D.Corrado, A.Pelliccia, 2010; A. Uberoi, 2012), выделены изменения, характеризующие патологию сердечно-сосудистой системы, однако они мало адаптированы для юных атлетов. Не определены особенности гемодинамики и электрокардиографические изменения, которые могут быть характерны для спортсменов в ходе нагрузочного тестирования. Все это определило цель и задачи настоящего исследования.

Цель исследования: Изучить особенности электрогенераторной функции сердца и сердечно-сосудистой системы в целом, формирующиеся под влиянием длительных систематических повышенных физических нагрузок, у детей и подростков 14-17 лет.

Задачи исследования:

1. 
   Оценить физическое развитие и дать клиническую характеристику детей 14-17 лет, занимающихся спортом высших достижений, в зависимости от возраста, пола, вида спорта и спортивного стажа.
   
2. 
   Определить электрокардиографические изменения и морфологическое ремоделирование сердца, которые формируются у детей, под влиянием длительных спортивных нагрузок.
   
3. 
   Выявить особенности электрогенераторной функции сердца и артериального давления у детей и подростков 14-17 лет, интенсивно занимающихся спортом, при проведении нагрузочных тестов.
   
4. 
   Изучить распространенность, патогенетические особенности синкопальных и предсинкопальных состояний у детей, вовлеченных в спорт высших достижений, разработать меры профилактики, тактику лечения и возможность дальнейших занятий спортом у детей и подростков с синкопальными состояниями.
   
5. 
   Проанализировать распространенность, спектр и условия возникновения аритмий у детей активно занимающихся спортом, разработать критерии допуска к занятиям спортом у детей с аритмиями.
   
6. 
   Разработать критерии истощения адаптивных резервов сердечно-сосудистой системы, меры профилактики осложнений и возможность дальнейших занятий спортом.
   

Впервые у детей и подростков, интенсивно занимающихся спортом (более 5 лет, не менее 10 часов в неделю), были определены критерии физиологического и патологического ремоделирования сердечно-сосудистой системы, формирующегося вследствие длительных и интенсивных физических нагрузок. Проведен анализ электрогенераторных свойств миокарда у юных элитных спортсменов 14-17 лет на основе электрокардиографического обследования с выделением изменений, которые являются особенностью детского «спортивного сердца» (более низкие значения ЧСС, более частая инверсия Т зубца в отведениях III и aVF на ЭКГ, признаки неполной блокады правой ножки пучка Гиса) и не требуют наблюдения, лечения и отстранения от занятий спортом. Также определены изменения электрических показателей сердца (брадикардия менее 45 уд/мин, АВ блокады 1-2 степени, фасцикулярные блокады, инверсия Т зубцов в левых прекордиальных отведениях, удлинение корригированного интервала QT (QTс) выше 450 мсек в положении лежа и выше 500 мсек в ортостазе), которые могут быть проявление кардиоваскулярной патологии у юных элитных спортсменов и требуют отвода от занятии спортом до выявления причин этих изменений.

Впервые у детей и подростков проведен анализ постуральных изменений интервала QT. Показано, что в ранний период ортостаза корригированный интервал QT (QTс) не должен превышать 500 мсек, а его прирост (∆QTс) не должен превышать 100 мсек. Увеличение этих значений выше предложенных требует исключения синдрома удлиненного интервала QT.

Показано, что под влиянием длительных спортивных нагрузок характерно увеличение размеров сердца (конечный-диастолический размер ЛЖ у юношей до 60 мм, у девушек до 55 мм, толщины межжелудочковой перегородки в диастолу до 12 мм), массы миокарда левого желудочка до 250 г, что не требует ограничения спортивных нагрузок.

Впервые установлено, что систолическое артериальное давление при нагрузках у юных элитных спортсменов выше по сравнению с их сверстниками, не вовлеченными в спорт, и может достигать у юношей 230 мм.рт.ст, а у девушек 200 мм.рт.ст.

Впервые проведен анализ электрогенераторных изменений в сердце, происходящих во время физических нагрузок (велоэргометрия), у юных элитных спортсменов. Показано, что для спортсменов во время физической нагрузки характерна «гиперадаптация» интервала QT (более выраженная изменчивость интервала QT при изменении ЧСС), которая может служить защитным и адаптационным фактором развития аритмий сердца у юных элитных спортсменов. Выявлено, что на величину электрической систолы сердца (интервал QT) влияет интенсивность физических нагрузок.

Впервые проведена оценка распространенности нарушений ритма сердца в покое и при физической нагрузке у детей, интенсивно занимающихся спортом. Выявлено, что у юных элитных спортсменов нарушения ритма сердца чаще имеют нагрузочный характер и могут не выявляться при стандартном электрокардиографическом обследовании и холтеровском мониторировании. Показано, что желудочковая экстрасистолия может быть одним из признаков спортивного перенапряжения и редуцироваться после временного (1-3 месяца) отстранения от тренировок (периода детренинга).

Впервые у детей и подростков, вовлеченных в спорт высших достижений, изучена альтернация реполяризации сердца методом оценки микровольтной альтернации зубца Т (МАТ), усиление которой может приводить к развитию сердечных аритмий, показано что с увеличением спортивного стажа происходит усиление МАТ, что свидетельствует о повышение электрической нестабильности миокарда по мере роста спортивных достижений.

Впервые у юных спортсменов, уровня высшего спортивного мастерства выявлено, что распространенность синкопальных состояний составляет 6,8%, обмороки чаще встречаются у девушек (12%), хотя и носят благоприятный, нейромедиаторный характер, но требуют исключения кардиоваскулярной патологии, даже при единственном синкопальном эпизоде. Предложен и запатентован (патент № 2538637 от 25.06.13) метод оценки снижения церебральной гипоперфузии, возникающий в ходе проведения пассивной ортостатической пробы (тилт-теста) у детей с синкопальными состояниями.

Усовершенствован протокол обследования юных спортсменов, с целью выявлению у них критериев стратификации риска и электрической нестабильности миокарда , в который рекомендовано включает холтеровское мониторирование с автоматическим анализом интервала QT, анализ "QT-динамики" и микровольтной альтернации зубца Т, оценку ЭКГ родителей и ближайших родственников, предыдущих ЭКГ спортсменов, проведение ЭКГ с верхними прекордиальными отведениями и ЭКГ высокого разрешения, оценку интервала QT при проведении пробы с дозированной физической нагрузкой

Выявлено, что при увеличении систолического АД выше 230 мм.рт.ст у юношей и 200 мм.рт.cт у девушек и приросте его на 1 ступени нагрузки выше 70 мм.рт.ст у юношей и 60 мм.рт.ст у девушек необходимо исключение артериальной гипертензии.

Разработаны критерия оценки степени адаптации интервала QT и альтернации реполяризации у юных элитных атлетов. Показано, что отсутствие должного укорочения электрической систолы сердца (slope QT/RR менее 0,22) и/или увеличение альтернации реполяризации (значения микровольтной альтернации более 65 мкВ) при физической нагрузке следует рассматривать как один из факторов риска формирования дезадаптивного ремоделирования сердечно-сосудистой системы спортсменов, развития дистрофии миокарда стрессорного и физического перенапряжения.

Предложены новые критерии физического перенапряжения, истощения адаптивных возможностей сердца: снижение физической работоспособности (толерантность к физической нагрузке менее 2 Вт/кг), повышение АД, появлении синусовой тахикардии более 80 уд/мин, удлинение интервала QT на стандартной ЭКГ (QTc>450 мсек в клиноположении и более 500 мсек в ортоположении) и при нагрузочной пробе (QTc > 470 мсек), наличие частых желудочковых и суправентрикулярных тахиаритмий, выраженных нарушений процесса реполяризации на ЭКГ и нагрузочных пробах, снижение показателей адаптации желудочковой реполяризации (slope QT/RR менее 0,22) и увеличение значений микровольтной альтернации Т зубца выше 65 мкВ в ходе нагрузочного тестирования, снижение показателей вариабельности ритма сердца при ХМ.

Полученная в настоящем исследовании новая информация о состоянии здоровья детей-спортсменов, вовлеченных в спорт высших достижений, вошла в Национальные рекомендаций Российского кардиологического общества (РКО) по допуску спортсменов с отклонениями в состоянии сердечно-сосудистой системы к тренировочно-соревновательному процессу (2011) и Национальные Российские рекомендации РКО по применению методики холтеровского мониторирования в клинической практике (2014).
Положения, выносимые на защиту:

1. 
   Регулярные физические нагрузки у детей и подростков приводят к ремоделированию сердечно-сосудистой системы, что необходимо учитывать при интерпретации результатов обследования.
   
2. 
   Физическое развитие юных спортсменов, уровня высшего спортивного мастерства, зависит от видов спорта, которым они занимаются.
   
3. 
   Дети и подростки, интенсивно занимающиеся спортом, имеют более низкие показатели ЧСС, чем их сверстники, не занимающиеся спортом. У них чаще выявляется неполная блокада правой ножки пучка Гиса и инверсия зубца Т в нижних отведениях ЭКГ (III, aVF), остальные параметры ЭКГ в целом не отличаются от их сверстников, не занимающихся спортом.
   
4. 
   Юные спортсмены уровня высшего спортивного мастерства имеют более высокие значения максимального систолического АД при пробе с дозированной физической нагрузкой.
   
5. 
   Распространенность желудочковой экстрасистолии у юных элитных спортсменов составляет 9% и чаще имеет нагрузочный характер.
   
6. 
   У юных элитных спортсменов в 6,8% случаев встречаются синкопальные состояния, которые чаще носят нейромедиаторный характер.
   

Результаты диссертационной работы внедрены в практику работы Центра синкопальных состояний и сердечных аритмий у детей и подростков ФМБА России на базе ФГБУЗ ЦДКБ ФМБА России, кафедры педиатрии Медицинского института МГУ им Н.П. Огарева, ФГБУЗ Клинической больницы №85 и №83 ФМБА России. кафедры акушерства и гинекологии с курсом педиатрии Коми филиала ГБОУ ВПО «Кировская ГМА» Минздрава России, ФГБУ ФНКЦСМ ФМБА России, детский медицинский центр УДП РФ. По материалам диссертации опубликовано 25 печатных работ, в том числе в 11 рецензируемых отечественных журналах, 4 в зарубежных рецензируемых журналах, 3 главы в монографии, получен 1 патент на изобретение и приоритетная справка на 1 изобретение.

Апробация работы: Основные положения диссертации доложены и обсуждены на следующих научно-практических конференциях: Всероссийский Конгресс «Детская кардиология» (4-5 июня 2012), X Международные конгрессы по электрокардиостимуляции «Кардиостим» (16-18 февраля 2012), 14, 16 конгрессы Международного общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрокардиологии (ISHNE) (26-28 апреля 2011, Москва, Россия; 4-6 июня 2015 Лион, Франция), 4, 6 Всероссийские съезды аритмологов (13-15 июня 2011 Москва, 11-13 июня 2015, Новосибирск), XI Российские конгрессы «Инновационные технологии в педиатрии и детской хирургии» (Москва, 23-25октября 2012), 13,14,15,16 конгрессы Российского общества холтеровского мониторирования и неинвазивной электрофизиологии (РОХМИНЭ) (25-26 Апреля 2012 Калининград, 11-12 сентября 2013 года Иркутск, 22-24 апреля 2014, Белгород, 22-24 апреля 2015, Казань), Конгресс Европейского общества кардиологов - ESC congress 2013) (31 августа - 4 сентября августа 2013 г., Амстердам, Нидерланды). Конгресс EuroPRevent 2012 (3-5 мая 2012 года, Дублин, Ирландия) 9 ежегодный конгресс European Association for Cardiovascular Prevention and Rehabilitation (EuroPRevent 2014) (8-10 мая, Амстердам, Нидерланды), 10 ежегодный конгресс European Association for Cardiovascular Prevention and Rehabilitation (EuroPRevent 2015) (14-16 мая 2015, Лиссабон, Португалия), Российский национальный конгресс кардиологов «Кардиология: от науки - к практике» (25 – 27 сентября 2013 год Санкт-Петербург, Россия), 2 Всероссийского конгресса «Медицина для спорта» (31 мая - 01 июня 2012), Москва. СпортМед 2013 (11-12 декабря 2013г), Москва.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 192 листах машинописного текста. Работа состоит из введения, обзора литературы, глав описания материалов и методов исследования, собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, заключения и библиографического указателя. Диссертация иллюстрирована 7 таблицами и 33 рисунками. Библиографический указатель содержит 209 источников, из них работ 30отечественных и 179зарубежных авторов.