Сердечно-сосудистая система и состояние минерального обмена в мониторинге текущего функционального состояния футболистов

Сердечной клетке свойственны три основных состояния: покой (диастола, или поляризация), активизация (деполяризация) и возвращение в состояние покоя (реполяризация). В диастолу (фаза 4) сердечная клетка обладает отрицательным зарядом (80- 90 мВ) - потенциалом покоя, который создается за счет разницы концентрации ионов калия внутри и вне клеток (внутриклеточное содержание ионов калия превышает внеклеточное в 25 раз). В период покоя клеточная мембрана непроницаема для ионов натрия. В фазу активации (фаза 0) потенциал покоя несколько снижается до порогового уровня, а затем быстро становится положительным (30 мВ) за счет быстрого поступления ионов натрия в клетку. Затем клетка возвращается в фазу покоя. В фазу ранней быстрой реполяризации (фаза 1) в клетку поступают ионы хлора, в фазу медленной реполяризации (фаза 2) - ионы натрия, в фазу поздней реполяризации (фаза 3) происходит интенсивный отток ионов калия из клетки. На ЭКГ фазам 0-3 соответствует комплекс ORST (систола), фазе 4 - отрезок T-Q (диастола).

В последние годы в связи с увеличением стрессорных нагрузок в тренировках и ростом объема соревновательной деятельности все чаще регистрируются нарушения ритма сердца у спортсменов высокой квалификации.

Причинами аритмии могут стать: 1) нарушение автоматизма или образование патологических импульсов; 2) нарушение проведения импульса; 3) их сочетание [8]. К нарушению автоматизма ведет замедление 4 фазы (синусовая тахикардия, асистолии, экстра- систол ия).

Нарушение проводимости - наиболее частая причина возникновения аритмии, которая включает замедление или блокаду проведения импульса, а также возврат возбуждения и однонаправленную блокаду: атриовентрикулярную блокаду, блокаду правой ножки пучка Гиса, параксизмальную тахикардию [29].

Существуют также два коротких периода, во время которых возбудимость сердца резко повышена. На ЭКГ им соответствует конечная часть зубца Ти зубец U. В этот период потенциал действия могут вызвать даже очень слабые раздражители.

В динамике ударных тренировочных микроциклов при нарастании утомления появляется отрицательная динамика показателей

Соколова-Лайона и переход положительного зубца Т_п в двухфазный или отрицательный при проведении ортопробы.

В клинической кардиологии описаны изменения ЭКГ при нарушении электролитного обмена [39]. Изменения на ЭКГ фиксируются при гипер- и гипокалиемии, гинер- и гинокальциемии, гипер- и гипомагнезиемии, а также при ацидозе и алкалозе. Алкалоз может вызывать перемещение калия из внеклеточной жидкости во внутриклеточное пространство. При ацидозе гиперкалиемия развивается в результате перемещения калия из внутриклеточного пространства во внеклеточную жидкость. На ЭКГ гиперкалиемия характеризуется высоким или пикообразным зубцом 7’и расширением комплекса QRS.

Предельная физическая нафузка как стрессорная ситуация оказывает существенное влияние на уровень электролитов крови (Цыганенко А.Я., Жуков В.И., Мясоедов В.В., 2002 и др.). Изучение состояния электролитного обмена крови, например, у велосипедистов в процессе работы околопредельной мощности показало, что наиболее значимо изменилось содержание в крови неорганического фосфора и железа (повышение), а также калия (понижение; [46]).

В футболе во время ответственных иф при высоких температурах воздуха и на солнце можно иногда наблюдать как спортсмены падают от судорог мышц ног и врач массирует их у края поля.

11ри средних физических нафузках организм теряет от 0,5 до 1,0 л пота в час. При интенсивных нагрузках и жаре - более 3 л пота в час. Пот содержит не только воду, но н электролиты. Наряду с такими минералами, как натрий, калий, кальций, магний, фосфор и хлор, выделяются и другие важные микроэлементы - железо и йод. Тренированные спортсмены потеют больше, чем нетренированные л юди,у тренированных больше потовых желез. Кроме того, у спортсменов потовые железы работают более интенсивно. В то же время конценфация минералов и микроэлементов в ноте сиортсменов- профессионалов меньше, чем у спортсменов-любителей. Профессионалы лучше умеют «разбавлять» пот, таким образом удерживая важные минеральные вещества в организме.

При этом в организме спортсменов иногда выявляется дефицит некоторых минералов. К таким минералам «риска» относятся в первую очередь железо и йод, а также магний и кальций. Один литр нота содержит 0,7-1,2 мл железа и 42 мл йода. Это соответствует 60-70% количества железа, ежедневно поступающего в организм с пищей, а также 25% рекомендуемого и 50% среднего потребления йода.

Описание исследования

Цель исследования - изучение взаимосвязи показателей ЭКГ спортсменов с уровнем электролитов крови в период ударных тренировочных нагрузок.

Методы исследования:

• - врачебный осмотр;
• - измерение ЧСС и АД;
• - расчет вегетативного индекса Кердо;
• -регистрация ЭКГ в 12 отведениях в исходном состоянии, в процессе ортопробы и после велоэргометрического тестирования в работе до отказа;
• - исследование электролитов крови с использованием аппаратуры фирмы «Вауег» (Германия) и «Konelab» (Финляндия).

В исследовании принимала участие группа из 21 высококвалифицированного (мс) спортсмена-футболиста в возрасте от 17 до 28 лет (средний возраст 23,7 года) со стажем занятий футболом 8-16 лет.

Работа проводилась совместно с канд. мед. наук В.В. Клеевым и О.И. Ипатенко.

В исходном состоянии ЧСС у 12 спортсменов характеризовалась брадикардией (40-57 уд./мин), у трех спортсменов ЧСС составила 82-84 уд./мин, у остальных была в пределах 60- 74 уд./мин.

АД у 10 спортсменов было в пределах нормы (115-120/ 70-80 мм рт. ст.). У 6 спортсменов АД составило 130— 135/80 мм рт. ст., у 5 - было повышенным (140-150-180/ 70-95 мм рт. ст.; (табл. 5).

Таблица 5

Уровень АД у обследованных спортсменов в соответствии с рекомендациями ВОЗ и Международного общества по артериальной гипертонии (ВОЗ/МОАГ, 1999)

Примечание. Если систолическое (АДС) и диастолическое давление (АДД) находится в разных категориях, то присваивается более высокая степень.

Вегетативное обеспечение работоспособности почти у всех (18 чел.) спортсменов происходило по парасимпатическому типу регуляции и лишь у трех - по симпатическому.

Данные ЭКГ в исходном состоянии у 10 спортсменов находились в пределах физиологической нормы. При этом у шести человек имела место неполная блокада правой ножки пучка Гиса, у пяти - симптом ранней реполяризации, у одного - симптом укороченного PQ (у двух спортсменов - сочетанные нарушения проводимости).

Нарушение показателей ЭКГ:

• - нарушение ритма у трех человек (миграция водителя ритма - у 1, нижнепредсердный ритм - у 1, желудочковая экстрасистолия - у 1 чел.);
• - нарушение процессов реполяризации миокарда левого желудочка у 8 спортсменов (нижнего отдела - у 6, нижнебокового - у 1, межжелудочковой перегородки - у 1).

Таким образом, в исходном состоянии у 11 футболистов отмечались нарушения в работе сердца. При этом у пяти из них определялись сниженные показатели Соколова-Лайона (от 6,6 до 16,6%), указывая на явления гипоксии миокарда.

В реакции на велоэргометрическую нагрузку у 11 спортсменов выявлены адекватные выполненной работе изменения; у одного - выявленные в исходном состоянии нарушения сохранялись и после велоэргометрической нагрузки; у 6 спортсменов велоэргометри- ческая нагрузка усугубила нарушения, выявленные в исходном состоянии; у 3 человек после велоэргометрической нагрузки на ЭКГ появились нарушения, не определяемые в исходном состоянии (рис. 1-3, табл. 6).

Анализ состояния показателей электролитного обмена крови показал, что средние данные по группе находятся в пределах нормальных значений. Поэтому дальнейший анализ показателей электролитного обмена проводился с учетом результатов и характера изменений ЭКГ.

По показателям ЭКГ в исходном состоянии спортсмены были разделены на три группы (табл. 7):

• - 1-я группа спортсменов (10 чел.) имела нормальные показатели ЭКГ;
• - 2-я (8 чел.) - нарушение ироцесеов реполяризации;
• - 3-я (3 чел.) - нарушение ритма сердца.

Таблица 6

Показатели ЭКГ и электролитов крови у спортсменов

Таблица 7

Показатели ЭКГ у спортсменов в зависимости от уровня электролитов крови

Рис. 1. Реакция ЭКГ на нагружу у спортсменов с нормальной ЭКГ в условиях покоя (п = 10)

Рис. 2. Реакция ЭКГ на нагрузку у спортсменов с нарушениями ритма

(п =3)

Рис. 3. Реакция ЭКГ на нагрузку у спортсменов с нарушениями реполяризации (п =8)

Как видно из табл. 6, показатели электролитного обмена у спортсменов с нормальной ЭКГ были близки к средним данным по всей группе. Обращает на себя внимание группа спортсменов с нарушением процессов реполяризации миокарда - это были более молодые спортсмены с более частым ритмом сердца, более высокими показателями АД и содержанием магния и железа в крови на нижней границе нормы. I Iapymenne ритма сердца чаще отмечалось у взрослых спортсменов. Ухудшение показателей ЭКГ после велоэргометрии также отмечалось у более молодых спортсменов и сопровождалось снижением содержания в крови магния и фосфора.

Анализ индивидуальных показателей электролитного обмена крови с учетом деления их на два уровня (в пределах нормы п ниже) и характером изменения ЭКГ выявил тенденцию снижения калия, магния и фосфора (ниже нормы) у спортсменов с нарушением процессов реполяризации миокарда и ритма сердца (табл. 7).

В качестве примера приводим данные трех спортсменов.

Спортсмен S., 26 лет, мс. На ЭКГ - нарушение процессов реполяризации нижней стенки миокарда левого желудочка дистрофического генеза с ухудшением в нижнебокой стенке миокарда после велоэргометрии (рис. 4). Показатели электролитного обмена: натрия, калия, кальция и магния - ниже нормы (рис. 7).

Рис. 4. ЭКГ спортсмена S.

Спортсмен Y., 26 лет, мс. На ЭКГ - умеренные изменения миокарда нижнебоковой стенки левого желудочка при ухудшении процессов реноляризации миокарда нижней стенки левого желудочка после велоэргометрии (рис. 5). Показатели электролитного обмена: натрия, хлора, фосфора и магния - ниже нормы.

Рис. 5. ЭКГ спортсмена Y.

Спортсмен Z., 21 год, мс. На ЭКГ - изменения миокарда нижней стенки левого желудочка, вероятно, дистрофического генеза, с ухудшением реполяризации миокарда нижней стенки левого желудочка в орто- нробе. Показатели электролитного обмена: калия, хлора, магния, фосфора и магния - ниже нижней границы нормы (рис. 6).

Таким образом, как показали результаты исследований нарушений ЭКГ у спортсменов с изменением уровня показателей электролитного обмена крови, установлена взаимосвязь нарушения процессов реполяризации миокарда со снижением концентрации в крови таких электролитов, как калий, натрий, магний и кальций.

Все фазы реполяризации потенциала действия определяются, с одной стороны, временем или быстротой инактивации

Рис. 6. ЭКГ спортсмена Z.

направленного внутрь клетки натрии-кальциевого тока, а с другой - плотностью выходящего из клетки калиевого тока. Различные вещества, воздействующие на проводимость кальциевых, натриевых и калиевых каналов мембраны миокардиальной клетки, регулируют плотность и длительность ионных токов и тем самым изменяют форму и уровень сегмента RS-Ти зубца 7’ [29].

Рис. 7. Показатели электролитов крови у спортсменов с нарушением ЭКГ и средние данные по группе спортсменов с нормальной ЭКГ

Прохождение ионов натрия п кальция через мембраны контролируется (помимо многих других механизмов) также нейрогормонами, в первую очередь катехоламинами. Эти процессы могут проходить асинхронно в различных слоях миокарда, что является электрофизиологическим обоснованием большой лабильности сегмента RS-Т и зубца 7’(в процессе тренировочных нагрузок разного объема и интенсивности; [11]).

В целом изучение характера ЭКГ и уровня электролитов крови в процессе мониторинга текущего функционального состояния спортсменов выявило определенную взаимосвязь нарушений процессов реполяризации миокарда со снижением концентрации некоторых электролитов крови, ответственных за формирование фаз реполяризации сердечного цикла и потенциала действия прохождения ионов через каналы мембран миокардиальных клеток.

Следовательно, профилактика возникновения возможных изменений в работе сердца состоит, с одной стороны, в своевременной диагностике с помощью ЭКГ нарушений процессов реполяризации миокарда и экспресс-диагностике уровня электролитов крови, с другой - в необходимости включать в программу восстановительных мероприятий сбалансированный состав минералов и микроэлементов.

Следует отметить, представленные результаты исследований получены в условиях лабораторного тестирования. В естественных же условиях в играх на футбольном поле при высокой температуре воздуха, жаре, солнце напряженность адаптации резко возрастает: ритм сердца учащается, потоотделение усиливается, потеря микроэлементов увеличивается гораздо выше, чем в условиях лаборантного тестирования. Отсюда возрастает и потребность в своевременном обеспечении футболистов сбалансированными водно-минеральными напитками и изотоником (перед игрой и в перерывах между таймами).

Выводы

Исследовалась связь параметров ЭКГ с уровнем основных электролитов крови - магния, кальция, железа, йода - у спортсменов высокой квалификации. Показано, что при нормальной ЭКГ содержание электролитов крови не отличается от среднего уровня. У молодых спортсменов с нарушением процессов реполяризации миокарда отмечены более частый ритм сердца, более высокие показатели АД; содержание магния и железа в крови на нижней границе нормы. Ухудшение реакции ЭКГ после велоэргометрии также отмечалось у более молодых спортсменов и сопровождалось снижением содержания в крови магния и фосфора. Выявлена определенная взаимосвязь нарушений процессов реполяризации миокарда со снижением концентрации некоторых электролитов крови, ответственных за формирование фаз реполяризации сердечного цикла и потенциала действия прохождения ионов через каналы мембраны миокардиальных клеток.

Таким образом, профилактика возникновения возможных нарушений в работе сердца состоит в своевременной диагностике нарушений ЭКГ, экспресс-диагностике уровня электролитов крови и приеме сбалансированного состава минералов и микроэлементов.