Введение к работе
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. Л. и др.,1994; Бело-церковский 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 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; 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 (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 М. et al., 1996; Swan Н. et al., 1998; Noda Т. et al., 2002; Takenaka K. et at., 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 ходе дозированной физической нагрузки.
В соответствие с целью решались следующие задачи:
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;
Определить оптимальные методологические подходы к оценке электрической систолы желудочков в процессе дозированной физической нагрузки у детей;
Исследовать роль регулярных физических нагрузок в формировании срочных и долгосрочных адаптационных изменений некоторых электрофизиологических параметров миокарда у юных спортсменов;
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 іЗГ-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 долж
ны быть предметом врачебного наблюдения. Полученные результаты иссле
дования являются основанием для разработки клинико-
электрокардиографических критериев формирования групп риска по разви
тию жизнеугрожаемых аритмий среди больных с соматической патологией.
Основные положения, выносимые на защиту:
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 (^-динамики (slope и коэффициента корреляции).
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) дня 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.
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-
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.
