Спортивное сердце

«Методическое планирование программы тренировок»
Научное руководство под ред. профессора Л.П. Лысова, 2016

Спортивное сердце

Автор: Christian Pilot

Превышение тренировочной или рабочей нагрузкой индивидуальных границ нормы приводит к формированию так называемого спортивного сердца (т. е. его увеличению). В 1899 г. этот феномен обнаружил шведский врач Хеншен (Henschen) у профессиональных лыжников-гонщиков. Спортивное сердце подразумевает как высокую результативность, так и большой резерв спортивной производительности. При этом следует отличать физиологическую гипертрофию миокарда от патологического увеличения размеров сердца, которое при определенных заболеваниях представляет собой компенсаторный механизм. Формирование спортивного сердца возможно при минимальной тренировочной нагрузке 3-4 ч в неделю или пробеге минимум 60-70 км с достаточной интенсивностью в течение более длительного времени. На протяжении многих лет — вплоть до 1960-х гг.— специалисты расходились во мнениях, каким образом расценивать такие сердечные изменения, т. к. увеличение размеров сердца, например, при артериальной гипертензии, рассматривалось как явление патологическое. В настоящее время убедительно показано, что в данном случае речь идет о физиологической гипертрофии сердца, являющейся признаком его высокой работоспособности.

Условия тренировки, необходимые для формирования спортивного сердца

Степень увеличения размеров сердца зависит главным образом от продолжительности, интенсивности и вида физической нагрузки. Прежде всего, наличие спортивного сердца наблюдается у высококвалифицированных спортсменов, которые занимаются видами спорта, развивающими выносливость, такими как бег на длинные дистанции, беговые лыжи, велоспорт и триатлон. Следует отметить, что степень физиологического изменения размеров сердца может также зависеть от генетической предрасположенности (Montgomery et al., 1997). Так, при одинаковых объеме и интенсивности тренировки у разных спортсменов степень проявления сердечной адаптации может быть различной.

В большом спорте не менее важную роль играет интенсивность тренировок. Это подтверждается результатами исследования, в котором наибольшие размеры сердца были обнаружены у спортсменов в таких видах спорта, где соревнование длится от 10 до 90 мин. При этом характерна интенсивная анаэробная нагрузка. При тренировках, имеющих исключительно статический характер или направленных на развитие скорости, аналогичных адаптационных реакций не наблюдается. У спортсменов, занимающихся такими видами спорта, в которых важную роль играет силовая выносливость, например борьбой или боксом, а также игровыми видами спорта, иногда обнаруживается незначительная физиологическая гипертрофия, что зависит от того, какую долю общего объема тренировки занимает тренировка на выносливость.

Что касается случаев увеличения размеров сердца по типу концентрической гипертрофии, которая обнаруживается у тяжелоатлетов и культуристов на эхокардиографии, мнения специалистов расходятся. В более ранних публикациях говорится о том, что причиной такой гипертрофии сердца может быть прием спортсменами анаболических стероидов, в то время как в более поздних исследованиях как фактор, стимулирующий процессы адаптации, рассматривается работа сердца во время силовой тренировки — как следствие повышенной постнагрузки.

Поскольку физиологическая гипертрофия сердца была обнаружена как у детей старше 9-10 лет, так и у пожилых людей старше 60 лет, считается, что формирование спортивного сердца нельзя связывать с каким-либо определенным возрастом.

Запомните: Спортивное сердце — это проявление адаптации к длительным динамическим тренировочным нагрузкам. Спортивное сердце практически не развивается при силовой тренировке или скоростной тренировке даже в профессиональном спорте.

Запомните: Вопреки распространенному мнению, спортивное сердце даже у спортсменов-профессионалов наблюдается довольно редко. Формирование его возможно только при условии большой доли тренировок на выносливость при подготовке к соревнованиям.

Морфология спортивного сердца

Отличительной чертой спортивного сердца является гармоничная (равномерная) гипертрофия всех четырех его камер. Помимо увеличения общего размера сердца наблюдается также расширение легочных вен, по которым кровь идет к сердцу. В некоторых исследованиях упоминается выраженное увеличение правого желудочка. В отличие от патологических изменений при спортивном сердце изменения внутренних объемов всегда происходят одновременно с утолщением стенок, благодаря чему максимальное систолическое напряжение стенок остается практически неизменным (см. рис.). Далее наблюдается равномерное увеличение желудочков сердца и мышц, что приводит к дилатации желудочков и гипертрофии сердечной мышцы. Поскольку соотношение обоих параметров не меняется, принято пользоваться выражением «эксцентрическая гипертрофия» в противоположность концентрической гипертрофии сердечной мышцы, которая характеризуется только утолщением стенок. Максимальное относительное увеличение размеров сердца у высокопрофессиональных спортсменов-мужчин составляет 17-20 мл/кг массы тела, у женщин — на 10-15% меньше. Предельным значением считается 20 мл/кг. Нормальные значения варьируют от 10 до 12 мл/кг и от 9 до 11 мл/кг соответственно. В абсолютных значениях объем сердца у мужчин может достигать 1300-1400 мл и у женщин—1000— 1100 мл. Общую массу миокарда можно определить с помощью эхокардиографии или других методов визуализации. Linzbach (1948) предположил, что критическая абсолютная масса сердца составляет 500 г, при этом он не учитывал массу тела. Поэтому представляется целесообразным установить относительный критический предел. Он составляет около 7 г/кг массы тела и при нормальных условиях превышен быть не может. Таким образом, например, физиологическая масса сердца у мужчины-атлета в хорошей спортивной форме при массе тела 90 кг и относительном размере сердца 18 мл/кг может достигать 600 г. Относительная критическая масса желудочка, т. е. критический предел, рассчитанный в отношении к левому желудочку, составляет примерно 3, 5 г/кг массы тела.

Процесс увеличения размеров сердца характеризуется компенсаторным ростом клеток. При этом увеличивается длина волокон сердечной мышцы, а также повышается количество митохондрий, эпителиальных клеток и капилляров. Деления клеток (клеточной гиперплазии) при этом, в отличие от патологического увеличения сердечной мышцы, не происходит. В спортивном сердце масса миокарда увеличивается в связи с повышением количества сократительных белков, в то время как патологические формы гипертрофии сердца являются следствием аккумуляции коллагена в интерстиции миоцитов.

Соотношение мышечной массы левого желудочка и конечно-диастолического объема у детей, нетренированных и тренированных на выносливость спортсменов с физиологической гипертрофией сердца

Последнее связано со снижением эластичности и, следовательно, работоспособности сердца и часто даже с уменьшением числа клеток сердечной мышцы, например, после инфаркта.

Внимание: Феномен спортивного сердца следует отличать от патологического увеличения миокарда, возникающего вследствие хронической артериальной гипертензии. В этом случае гипертрофия миокарда не сопровождается увеличением размера желудочков.

Запомните: Силовая тренировка и занятия силовыми видами спорта не являются причиной утолщения стенок желудочков сердца. Если наблюдается концентрическая гипертрофия, то ее следует рассматривать как патологическое явление, не связанное с занятиями спортом.

Изменения функции спортивного сердца

Изменение размеров сердца сопровождается процессами регулятивной адаптации. Частота сердечных сокращений на субмаксимальном уровне нагрузки ниже, чем в нетренированном состоянии, однако значения объемной скорости кровотока сердца одинаковые (Blomquist, Saltin, 1983; Keul et al., 1982). В случае спортивного сердца наблюдается преобладание активности парасимпатического отдела нервной системы, что проявляется в значительном снижении частоты сердечных сокращений в состоянии покоя (брадикардии покоя). В данном случае речь идет о так называемой ваготонии. Она возникает в связи с тем, что, особенно при вертикальном положении тела, более низкая частота сердечных сокращений сопровождается ускоренным наполнением желудочков кровью и, соответственно, повышенным конечно-диастолическим объемом. Учитывая, что фракция выброса остается неизменной, благодаря увеличению ударного объема сердца становится возможной оптимизация сердечной деятельности. Брадикардия покоя компенсируется увеличением ударного объема сердца. Пользуясь техническими терминами, можно сказать, что спортивное сердце функционирует с увеличенным рабочим объемом и меньшим числом ударов прежде всего в субмаксимальной области. Максимальное количество ударов зависит от размеров сердца и у тренированных спортсменов может быть в 2 раза выше, чем у нетренированных людей. При максимальной нагрузке у тренированных спортсменов в вертикальном положении наблюдаются значительно более высокие значения максимальной объемной скорости кровотока сердца. Они могут быть на 80 % выше, чем у людей, не занимающихся спортом. Чем выше объемная скорость кровотока, тем больше крови и, следовательно, кислорода поступает в работающие мышцы. Этим объясняется также гораздо более высокое максимальное потребление кислорода (V02max) у спортсменов, которые занимаются видами спорта, развивающими выносливость.

Таблица. Физические характеристики 75 профессиональных спортсменов, занимающихся видами спорта, развивающими выносливость (бег и велосипедный спорт)

	Масса тела, кг	Рост, см	Объем сердца, мл	Относительный объем сердца, мг/кг	Частота сердечных сокращений, уд./мин
Спортсмены с развитой выносливостью	71 ± 5	180 ± 5	1170 ± 150	16,5 ± 1,5z	50 ± 4
Не занимающиеся спортом	73 ± 6	181 ± 8	830 ± 90	11,5 ± 1,5	62 ± 6

Запомните:

• Ударный объем (УО) — объем крови, выбрасываемый при одном сокращении сердца.

• Фракция выброса — соотношение ударного объема и общего объема крови в желудочке.

• Объемная скорость кровотока — объем крови, который в течение определенного времени выбрасывается сердцем в большой круг кровообращения.

• Минутный объем сердца — объем крови, который выбрасывается сердцем в большой круг кровообращения в течение 1 мин.

• Брадикардия покоя — снижение частоты сердечных сокращений в состоянии покоя как результаттренировок.

Запомните:

Спортивное сердце представляет собой здоровое симметричное увеличение размеров сердца как результат многолетних регулярных нагрузок, направленных на развитие выносливости. У высокотренированных спортсменов размер сердца может быть вдвое больше, чем у людей, не занимающихся спортом. С вегетативной точки зрения это проявляется в снижении частоты сердечных сокращений в состоянии покоя, которая может составлять до 30 уд./мин. Деятельность спортивного сердца более экономична за счет большего резерва ударного объема, а также благодаря тому, что в условиях нагрузки достигается высокий минутный объем. Кроме того, при субмаксимальной нагрузке потребность спортивного сердца в кислороде сравнительно невысока.

Запомните:

Минутный объем сердца составляет 5 л/мин в состоянии покоя.

• Нетренированное сердце: ударный объем (УО) 70 мл - ЧСС 70 уд./мин

• Сердце, тренированное на выносливость: УО 100 мл - ЧСС 50 уд./мин

Прекращение тренировок и обратное развитие спортивного сердца

В сердце, как и в скелетных мышцах, после прекращения тренировок адаптационные процессы ослабевают. В 1968 г. было показано, что достаточно всего нескольких недель абсолютного физического покоя, чтобы размеры сердца уменьшились. В этом же исследовании было показано, что обратное развитие спортивного сердца зависит от количества предшествующих лет тренировок. Так, после прекращения многолетних тренировок на выносливость обратное развитие структуры миокарда происходит медленнее, чем после непродолжительных тренировок. Тем не менее следует отметить, что в результате прекращения тренировок на выносливость, продолжавшихся в течение десятилетий, часто полного обратного развития спортивного сердца не наблюдается, и сердце в таком случае сохраняет более высокую работоспособность, чем сердце человека, не занимавшегося спортом. И хотя ученые в настоящее время не считают, что такое неполное обратное развитие не является вредным для здоровья, следует иметь в виду, что резкое и полное прекращение тренировок может привести к вегетативным нарушениям. Они могут проявляться в незначительной аритмии или неприятных ощущениях в области сердца, что называют также «синдромом сердца спортсмена» (athletes heart syndrom). Такие иногда неприятные сопутствующие симптомы не являются показателем структурных сердечных нарушений и исчезают по прошествии нескольких недель или месяцев, а также в случае возобновления тренировок.

Запомните:

При обратном развитии спортивное сердце также сохраняет более высокую работоспособность, чем сердце человека, не занимавшегося спортом. Тем не менее резкое прекращение тренировок не рекомендуется, т.к. оно может привести к вегетативным нарушениям.

Читайте также

• Сердечно-сосудистая патология
• Синдром спортивного сердца
• Спортивное сердце (лечение)
• Сердечно-сосудистая система и спорт
• Лечение сердечных заболеваний спортсменов

Dickhuth H.H., RockerK„ MayerF. et al. Ausdauersport und kardiale Adaptation (Sportherz). Herz. 2004; 29: 373-380.

Kindermann W. Deutsche Zeitschrift fur Sportmedizin. 2000; 51(9): 307-308.

Keul J., Dickhuth H.H., Simon G. et al. Effect of static and dynamic exercise on heart volume, contractility and left ventricular dimensions. Circulation Research. 1981; 48: 162-170.

UrhausenA., KindermannW. Echocardiographic findings in strength- and endurance-trained athletes. Sport Medicine. 1992; 13: 270-284.

Kasikcioglu E., OflazH., Akhan H. et al. Left ventricular remodelling and aortic distensibility in elite power athletes. Heart Vessels. 2004; 19: 183-188.

Rost R. The athletes heart. European Heart Journal. 1982; 3: 193-198.

Huonker M., Konig D., Keul J. Assessment of left ventricular dimensions and functions in athletes and sedentary subjects at rest and during exercise using echocardiography, Doppler sonography and radionuclide ventriculography. International Journal of Sports Medicine. 1996; 17: 173-179.

Scharhag I., UrhausenA., SchneiderG. et al. Vergleich echo-kardiographischer Methoden zur linksventrikularen Muskelmassenbestimmung mit der MRT bei Ausdau-erathleten mit Sportherz und Untrainierten. Zeitschrift fur Kardiologie. 2003; 92: 309-318.

DickhuthH.H., RoeckerK., NiessA. et al. The echocardio-graphic determination of volume and muscle mass of the heart. International Journal of Sports Medicine. 1996; 17: 132-139.

Linzbach J. Herzhypertrophie und kritisches Herzgewicht. Klinische Wochenschrift. 1948; 26: 459-465.

Adler С. Р, Sandritter W. Numerische Hyperplasie der Herzmuskelzellen bei Hypertrophie. Deutsche medi-zinische Wochenschrift. 1975; 96: 1389-1395.

Hunter J.J., Chien K.R. Signaling pathways for cardiac hypertrophy and failure. The New England Journal of Medicine. 2000; 341: 1276-1283.

Kahan T. The importance of left ventricular hypertrophy in human hypertension. Journal of hypertension. Supplement: Official Journal of the International Society of Hypertension. 1998; 16: 23-29.

Mihl C., Dassen W.R.M., Kuipers H. Cardiac remodelling: concentric versus eccentric hypertrophy in strength and endurance athletes. Netherlands Heart Journal. 2008; 16(4): 129-133.

DickhuthH.H., HippA., NiessA. et al. Differenzialdiagnos-tik der physiologischen Herzhypertrophie (Sportherz). Deutsche Zeitschrift fur Sportmedizin. 2001; 52(6): 205-210.

брадикардииSaltin B., Blomquist G., Mitchell J.H. et al. Response to submaximal and maximal exercise after bed rest and training. Circulation. 1968; 38: VIII-78.

PellicciaA., MaronB.J., De LucaR. et al. Remodelling of left ventricular hypertrophy in highly trained elite athletes after longterm deconditioning. Circulation. 2002; 105: 944-949.

Huston Т.Р., Puffer J. С., Rodney W.M. The athletic heart syndrome. The New England Journal of Medicine. 1985; 4: 24-32.