ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2014, том 40, № 5, с. 87-92
УДК 612.172.4
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ СЕРДЦА В ПЕРИОД ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ ЖЕЛУДОЧКОВ У СПОРТСМЕНОВ, ТРЕНИРУЮЩИХ ВЫНОСЛИВОСТЬ И СИЛУ
© 2014 г. С. В. Стрельникова, Н. И. Пантелеева, И. М. Рощевская
ФГБУН Коми научный центр, УрО РАН, Сыктывкар E-mail: strelnikovasvs@mail.ru Поступила в редакцию 29.09.2013 г.
В результате гемодинамических и структурных изменений, происходящих в сердце спортсменов под воздействием систематических физических нагрузок, меняется электрическая активность миокарда, что находит свое отражение на формирующемся на поверхности тела электрическом поле. Проведено исследование электрической активности сердца в период деполяризации желудочков сердца в покое у высококвалифицированных спортсменов, тренирующих развитие физических качеств (выносливость и сила), методом кардиоэлектротопографии. У обследованных спортсменов при однотипности характера движения зон положительных и отрицательных кардиоэлектрических потенциалов и локализации экстремумов, а также общей длительности процесса деполяризации на электрическом поле сердца выявлены значимые различия: 1) амплитуды максимального отрицательного экстремума; 2) времени начала и окончания первой инверсии; 3) длительностей второй инверсии, начального периода и периода стабильности между инверсиями; 4) взаимного расположения зон положительных и отрицательных кардиопотенциалов.
Ключевые слова: электрическая активность сердца, кардиоэлектротопография, деполяризация желудочков сердца, физические качества — выносливость и сила.
Б01: 10.7868/80131164614040146
"Спортивное сердце", обеспечивающее высокий уровень функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов при выполнении физических нагрузок, является результатом целого комплекса морфофункциональных изменений: увеличения массы миокарда, утолщения стенок [1, 2], дилатации полостей [3, 4] желудочков, и изменения сократительных свойств миокарда [5, 6]. Направленность тренировочного процесса во многом определяет изменения, происходящие в системе кровообращения спортсменов. Так, при динамических нагрузках значительно увеличиваются сердечный выброс, ударный объем, частота сердечных сокращений (ЧСС), систолическое артериальное давление, а при нагрузках статического характера ЧСС и сердечный выброс повышаются умеренно на фоне резкого увеличения систолического и диастолического артериального давления [7]. Динамические нагрузки приводят к перегрузке миокарда объемом, силовые — давлением [8]. У спортсменов, тренирующих выносливость, адаптация к динамическим нагрузкам приводит к увеличению размеров сердца и полостей желудочков, росту ударного
объема, формированию гипертрофии эксцентрического типа [3, 4]. У спортсменов, тренирующих силу, статические нагрузки приводят к увеличению массы миокарда без дилатации полостей желудочков, гипертрофия имеет концентрический характер [9, 10]. Однако морфофункциональные различия миокарда у спортсменов, тренирующих разные физические качества, не приводят к специфическим изменениям на электрокардиограмме (ЭКГ) в общепринятых отведениях [11], поэтому необходимо внедрение новых, более информативных неинвазивных методов исследования электрической активности сердца. Метод кардио-электротопографии (неинвазивной многоканальной синхронной регистрации электрических потенциалов сердца с поверхности грудной клетки от множества униполярных отведений) является более информативным для исследования функционального состояния сердца, позволяет получить больше данных об электрических процессах, происходящих в миокарде, по сравнению с традиционной электрокардиографией. По изменениям амплитудно-временных и пространственных характеристик электрического поля
сердца на поверхности тела человека можно судить о функциональном состоянии миокарда. Применение метода электротопографии позволяет более детально изучить формирование электрической активности сердца, адаптированного к интенсивным физическим нагрузкам [12—16].
Цель работы — исследовать пространственно-временные характеристики электрического поля сердца на поверхности тела в покое у спортсменов, тренирующих развитие выносливости и силы, в период деполяризации желудочков.
МЕТОДИКА
Электрическая активность сердца исследована методом кардиоэлектротопографии у лыжников-гонщиков (п = 24) и тяжелоатлетов (п = 19) высокой спортивной квалификации (кандидат в мастера спорта, мастер спорта и мастер спорта международного класса). Регистрацию кардио-электрических потенциалов проводили на поверхности грудной клетки спортсменов в состоянии покоя, с использованием 64 электродов, расположенных равномерно по поверхности торса от уровня ключиц и верхней трети лопаток до нижней границы грудной клетки, синхронно с ЭКГ в стандартных отведениях от конечностей. Кардио-электрические потенциалы регистрировали при помощи автоматизированной многоканальной установки. Параметры электрического поля сердца (ЭПС) исследовали по пространственному расположению зон и экстремумов положительных и отрицательных кардиоэлектрических потенциалов на эквипотенциальных моментных картах, абсолютной амплитуде экстремумов кар-диопотенциалов в каждый момент времени [12]. Анализировали: фазы существенных пространственно-временных изменений ЭПС на поверхности тела в период деполяризации желудочков (начальная, 1-я инверсия, стабильность между инверсиями, 2-я инверсия; заключительная), а также длительность ЭПС, характерного для периода деполяризации желудочков. Значения времени до пика Яи на ЭКГП указываются со знаком "минус", после — без знака.
Артериальное давление измеряли по методу Короткова, ЧСС — электрокардиографически
(монитор EAGLE 1000, "MarquetteHellige", Германия).
Нормальность распределения значений определяли по критерию Шапиро—Уилка, результаты представлены в виде медианы и квартилей (Me (Q1; Q3)). При нормальном распределении значений анализ производили с помощью параметрического теста для независимых выборок, при непараметрическом — по непараметрическому критерию Манна—Уитни для независимых выборок. Различия между выборками считали достоверными приp < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Возраст обследованных лыжников-гонщиков и тяжелоатлетов составил 19 (19; 28) и 23 (20; 27) лет, длина тела составляла 175.5 (170.5; 180.38) и 175.5 (173.3; 178.0) см, соответственно. Масса тела лыжников-гонщиков была меньше (р = 0.011), чем у тяжелоатлетов (69.5 (64.0; 74.5) и 78.0 (72.0; 92.8) кг, соответственно). ЧСС в состоянии покоя у лыжников меньше (p = 0.008), чем у тяжелоатлетов (64 (55; 70) и 74 (65; 80) уд./мин, соответственно). Систолическое и диастолическое артериальное давление не отличались у обследованных спортсменов — 126 (120; 131) и 79 (76; 83) мм рт. ст. у лыжников-гонщиков; 122 (115; 136) и 77 (68; 81) мм рт. ст., у тяжелоатлетов, соответственно.
У всех обследованных спортсменов характер динамики смещения зон и экстремумов положительных и отрицательных кардиопотенциалов на ЭПС в период деполяризации желудочков не различался (рисунок).
Формирование ЭПС начинается у спортсменов-лыжников на —40.75 (—43.63; —38.13) мс, а тяжелоатлетов — на —39.62 (—42.93; —36.25) мс до начала зубца Rn. Для этого периода характерно начало деполяризации желудочков сердца (рисунок, А), четкое расположение зоны положительных потенциалов в нижних 2/3 вентральной части торса и локализация положительного экстремума на правой или левой окологрудинной линии, области отрицательных потенциалов — на верхней 1/3 вентральной и всей дорзальной части грудной клетки.
Динамика пространственного расположения зон положительных и отрицательных кардиоэлектрических потенциалов и экстремумов по эквипотенциальным моментным картам на поверхности грудной клетки лыжника-гонщика Б.С. (I) и тяжелоатлета Ч.С. (II) в период деполяризации желудочков сердца: А — начало формирования электрического поля сердца, характерного для периода деполяризации желудочков сердца; Б — начало 1-й инверсии; В — окончание 1-й инверсии, фаза стабильности; Г — начало 2-й инверсии; Д — окончание 2-й инверсии; Е — окончание периода деполяризации желудочков сердца.
Затемнены области положительных кардиопотенциалов. Знаки "+" и "—" обозначают локализацию положительного и отрицательного экстремумов, соответственно. Под каждой картой приведена ЭКГП с маркером времени. Слева под картой — значение момента времени, для которого характерна данная карта (до пика зубца со знаком "—", после — без знака), справа — максимальные значения амплитуд положительного и отрицательного экстремумов.
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
89
А
А
(
л \
) )
>1 ^
У
-34.00 мс
Иг
0.01 мВ -0.03 мВ
с
-А—^
/
р- ф
\ -
-0.18 мВ
Б
А —N \
(
1 --
/ к \
J \
\
-10.00 мс 0.98 мВ
В
ИЛ
11.00 мс
--
/
ч .
\
N \ \
0.00 мс 1.65 мВ
7 к
1.25 мВ -1.99 мВ
/
/
л
. У / --
\ У
\ 1
17.00 мс
уи—-
6.00 мс
л—--
0.48 мВ -0.49 мВ
г
у
4.50 мс 0.80 мВ -0.69 мВ
0.73 мВ 0.68 мВ
В восходящий период зубца Яи у всех обследованных происходила 1-я инверсия взаимного расположения зон положительных и отрицательных кардиопотенциалов (рисунок, Б). Во время инверсии положительный экстремум смещается в лево-латеральном направлении к нижнему краю вентральной поверхности грудной клетки, отрицательный — в право-латеральном направлении с дорзальной стороны на вентральную. Длительность начальной фазы деполяризации желудочков сердца у лыжников-гонщиков меньше, чем у тяжелоатлетов - 14.50 (7.50; 23.38) и 24.25 (21.12; 26.18) мс, соответственно (р = 0.028). В конце инверсии (рисунок, В) экстремумы расположены в нижней части вентральной поверхности торса, преимущественно на левых средне-грудинной и средне-лопаточной линиях; зона отрицательных потенциалов занимает наибольшую часть торса, положительны
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.