Изменения сердечно-сосудистой и иммунной систем у юных спортсменов: положительные эффекты L-карнитина

Опубликовано в журнале:
«Педиатрия. Приложение Consilium Vedicum», 2014, №4, с. 20-24 Л.А.Балыкова¹, С.А.Ивянский¹, А.А.Широкова¹, А.Н.Урзяева¹, Н.В.Щекина^2
1ФГБОУ ВПО Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева, Саранск;
²ГБУЗ РМ Детская республиканская клиническая больница, Саранск

На волне возрождения спортивного движения во всех возрастных группах и выдающихся успехов российских атлетов до 18 лет на мировых первенствах тема медицинского сопровождения детско-юношеского спорта приобретает особую актуальность. Во многом это связано с ранним привлечением детей и подростков в спортивные секции, чрезмерной интенсивностью нагрузок, в том числе с применением стимулирующих субстанций, с целью форсирования спортивных результатов. Эти обстоятельства приводят к изменению функционирования многих органов и систем: иммунной системы (с развитием вторичных иммунодефицитов), костно-суставной системы (с формированием остеоартрозов, травматическими повреждениями), эндокринной системы (задержка пубертата и др.). Но особого внимания, безусловно, заслуживает состояние сердечнососудистой системы (ССС) молодых атлетов, так как оно не только определяет возможность достижения высоких спортивных результатов, но и, к сожалению, является ведущей причиной отвода от занятий спортом, а подчас и летальных событий.

По данным B.Maron (2009 г.), приблизительно 1 из 50 тыс. молодых атлетов умирает в ходе занятий спортом. Причиной внезапной смерти в большинстве случаев являются своевременно недиагностированные болезни ССС (кардиомиопатии, кардиты, аномалии коронарных артерий, первичные электрические болезни миокарда и др.) [1]. Поэтому особое значение приобретает обследование детей и подростков с углубленной оценкой состояния ССС по результатам стандартной электрокардиографии (ЭКГ), эхокардиографии (ЭхоКГ) и велоэргометрии (ВЭМ) до начала регулярных занятий спортом, которое в рамках Приказа №613н Минздрава России от 908.2010 г. является задачей не только специалистов по спортивной медицине, но и врачей-педиатров.

Изменения ССС у спортсменов отечественными учеными традиционно рассматриваются с позиции физиологического и патологического спортивного сердца. Первое является вариантом адаптации к интенсивным физическим нагрузкам (ФН) и проявляется синусовой брадикардией, артериальной гипотензией и увеличением массы миокарда и полости левого желудочка (ЛЖ). Второе является следствием трансформации физиологических изменений в патологические при несоответствии характера и интенсивности нагрузки возможностям организма. При этом немаловажную роль имеют генетическая предрасположенность, расовая и половая принадлежность, возраст и характер спортивных нагрузок [2]. Значимую роль в состоянии ССС у атлетов играет и состояние митохондриального аппарата, который традиционно является объектом пристального внимания специалистов по спортивной медицине [3].

Э.В.Земцовский (1995 г.) и ЕА.Гаврилова (2007 г.) выделяют следующие клинические варианты поражения ССС у атлетов:

• бессимптомный, с развитием гипертрофии миокарда ЛЖ (ГМЛЖ) и вторичных нарушений реполяризации;
• аритмический вариант с развитием экстрасистолии, бради- (синдром слабости синусового узла, АВ-атриовентрикулярные блокады - АВ-блокады) или тахиаритмии (мерцание/трепетание предсердий, пароксизмальная наджелудочковая и желудочковая тахикардия);
• вариант с признаками нарушения гемодинамики в покое и при нагрузке;
• смешанный [4].

Помимо многообразия клинических проявлений проблему обостряет и отсутствие единых подходов к диагностике изменений сердца у юных спортсменов. Обобщив мировой и российский опыт, мы разработали алгоритм диагностики патологического ремоделирования миокарда - стрессорной кардиомиопатии (СКМП) у детей и подростков, адаптировав критерии, предложенные для взрослых атлетов (табл. 1).

Таблица 1. Диагностические критерии патологического ремоделирования миокарда у юных атлетов

Принимая во внимание многофакторность поражения ССС у спортсменов, необходимо использование комплексного подхода в лечении и профилактике подобных состояний:

• временный отвод от спортивных занятий;
• назначение традиционных кардиотропных средств;
• оптимизация питания и водно-электролитного баланса;
• метаболическая коррекция и терапия сопутствующей патологии.

Однако такие средства, как b-адреноблокаторы, антагонисты кальция, диуретики и другие, не влияют на молекулярные основы дезадаптации ССС и в ряде видов спорта могут рассматриваться как допинг [5].

В этой связи в детско-юношеском спорте весьма перспективно использование средств, влияющих на метаболизм миокарда, но при этом не входящих в список Всемирного антидопингового комитета и подтвердивших свою безопасность при длительном наблюдении. Список их достаточно широк (аминокислоты, в том числе с разветвленной цепью, фосфокреатин, карнозин, антиоксиданты, карнитин, препараты калия, магния, кальция, витамины, микроэлементы) [5].

Помимо кардиопротекторного эффекта эти средства могут улучшать физическую работоспособность, занимая все более прочную нишу в спортивной фармакологии, хотя их эргогенный и кардиопротекторный эффекты не всегда однозначно доказаны [6]. Одним из наиболее популярных средств этой группы среди спортсменов является L-карнитин. Несмотря на долгую историю его использования в спорте, в литературе имеются данные, свидетельствующие как о наличии, так и об отсутствии у L-карнитина прямого влияния на работоспособность (эргогенного эффекта).

В последние годы L-карнитин привлекает внимание специалистов благодаря наличию широкого спектра других терапевтических эффектов [7]. Карнитин оптимизирует процессы восстановления после интенсивной работы вследствие вазодилатирующего и антиоксидантного эффектов, а также благоприятного влияния на функцию тромбоцитов, улучшающих репарацию мышц. В некоторых видах спорта он вызывает интерес как препарат, способствующий «сжиганию» жиров, хотя это мнение в отношении лиц с нормальной массой тела разделяют не все исследователи [8]. Описано свойство карнитина препятствовать развитию вторичного иммунодефицита и частой респираторной заболеваемости атлетов. Способность карнитина стимулировать эритропоэз в настоящее время используется у пациентов с ренальной анемией, а у спортсменов может оказаться полезной в видах спорта, тренирующих выносливость [9]. На наш взгляд, особую перспективу применения L-карнитина в спортивной медицине представляет его кардиопротекторный эффект, который у юных атлетов до настоящего времени недостаточно доказан.

Собственное исследование: I этап

Цель работы - оценка эффективности использования отечественного лекарственного препарата L-карнитина (Элькар^®, ООО «ПИК-ФАРМА») в коррекции стресс-индуцированных дисфункций ССС у юных спортсменов.

На I этапе в простое сравнительное рандомизированное клиническое исследование по оценке эффективности Элькара у юных спортсменов были включены 40 мальчиков-футболистов и 40 спортивных гимнастов (из них 8 мальчиков). Критерием включения были высокий уровень спортивного мастерства (членство в юношеской сборной Мордовии, стаж тренировок не менее 3 лет и интенсивность не менее 5-6 ч в неделю). В качестве препарата сравнения выбран инозин (Рибоксин) как эталонный кардиотропный препарат, повышающий образование аденозинтрифосфата в миокарде.

Подростки были рандомизированы на 2 равные группы с учетом спортивной специализации и состояния ССС: 1-я группа (n=40) получала препарат Элькар^®, 2-я группа (n=40) - препарат сравнения Рибоксин. Атлеты 1-й группы получали Элькар^® в дозе 50 мг/кг/сут (без признаков поражения ССС) или 100 мг/кг/сут (при наличии СКМП) внутрь в 2 приема в первую половину дня в течение 1,5 мес. Спортсмены 2-й группы получали Рибоксин в дозе 10 и 20 мг/кг/сут внутрь в 2 приема в течение 1,5 мес соответственно. Контрольную группу составили 40 практически здоровых детей аналогичного пола и возраста.

Обследование включало: физикальный осмотр, стандартную ЭКГ, ЭхоКГ, холтеровское мониторирование ЭКГ (ХМЭКГ), ВЭМ по протоколу Брюса, общеклинические, лабораторные исследования. Результаты были подвергнуты статистической обработке с помощью программы Statistica 10. Достоверность различий качественных признаков оценивали по критерию c2, а количественных величин - с использованием t-критерия Стьюдента для зависимых и независимых выборок.

По результатам комплексного обследования у 36% спортсменов зарегистрированы признаки СКМП по предложенным нами критериям: ЭКГ-нарушения - депрессия сегмента ST в левых грудных отведениях (8,75%), АВ-блокада 2-й степени (15%), синусовая брадикардия менее 2 центиля (22,5%), морфологические изменения - выраженная ГМЛЖ (11,25%), нарушение его диастолической функции (10%), биохимические и вегетативные нарушения (25 и 10,25% соответственно). Курсовое назначение Элькара детям- спортсменам, помимо субъективного улучшения (уменьшения усталости и мышечной болезненности после тренировок, повышения желания тренироваться, общего тонуса и др.), способствовало возрастанию физической работоспособности и оптимизации состояния ССС.

По данным стандартной ЭКГ и ХМ, назначение Элькара способствовало повышению средненочной и минимальной частоты сердечных сокращений (ЧСС), нормализации циркадной организации сердечного ритма в виде нормализации циркадного индекса (ЦИ) - соотношения среднедневной к средненочной ЧСС (у детей, имеющих патологические значения ЦИ более 144% и менее 116%, произошла нормализация этого показателя). После курса Элькара не было ни одного спортсмена (против 7,5% в исходе), имевшего брадикардию ниже 2%о (менее 50 уд/мин). Кроме того, использование Элькара нормализовало продолжительность интервала Q—Tc у 2 детей, имевших признаки электрической нестабильности миокарда.

Прием Элькара приводил к значительному сокращению числа одиночных экстрасистол (в среднем с 2935±378 в сутки до 1127±212 в сутки; pРезультаты динамической ЭхоКГ после курса Элькара свидетельствовали об улучшении сократительной функции миокарда с возрастанием фракции выброса (ФВ) ЛЖ на 6,2% в пределах нормальных значений. Этот эффект наиболее ярко проявлялся у 15% спортсменов с исходным снижением функциональной способности миокарда, что и определило улучшение ее средних значений с 57,2±1,3 до 63,4±1,1% (р® способствовал некоторому уменьшению степени ГМЛЖ (снижая индекс массы миокарда - ИММ с 97±7,8 г/м2 до 89±4,3 г/м2; p>0,05) и улучшению диастолической функции миокарда (уменьшая E/А с 1,62±0,15 до 1,47±0,18; pПараллельно на фоне назначения Элькара регистрировалось уменьшение концентрации натрийуретического пептида (НУП), который прямо коррелировал с размерами ЛЖ и числом экстрасистол (r=0,37, r=0,44), и в меньшей степени уровня тропонина I и других биохимических маркеров повреждения миокарда (табл. 2).

Таблица 2. Динамика некоторых биохимических показателей у детей-спортсменов на фоне приема Элькара

Результаты пробы с дозированной ФН после курсового приема Элькара и Рибоксина свидетельствовали о меньшем уровне ЧСС и систолического артериального давления (САД) на 1-2-й ступени нагрузки (на этапе врабатывания), САД на пике пробы, а также более адекватное восстановление показателей гемодинамики на 3-4-й минуте восстановительного периода (рис. 1). Вероятно, данный эффект, связан с прямым эргогенным действием Элькара, лучшей переносимостью нагрузки, а также с вазодилатирующими свойствами препарата. Кроме того, после курса Элькара ни у кого из спортсменов не отмечалось гипертензивной реакции (увеличения САД в процессе пробы более 210 мм рт. ст.), тогда как исходно она имела место у 6 (7,5%) детей.

Рис. 1. Динамика ЧСС и АД в ходе ВЭМ-пробы после курса Элькара и Рибоксина.

*Отличия от соответствующих значений достоверны при р

По результатам повторной ВЭМ-пробы у детей- спортсменов установлено повышение на 4,9-6,8% (pРис. 2. Динамика уровня PWC 170, МПК и уровня лактата у юных спортсменов (% от исходного уровня).

*Отличия от соответствующих исходных значений достоверны при р

Эргогенный эффект Элькара был более заметен у детей, занимающихся футболом, и проявлялся как у подростков с ремоделированием ССС, так и без него. Поскольку после курса Элькара атлеты, особенно со СКМП, достигали субмаксимальной ЧСС за более длительный временной интервал, это позволяло им выполнять более значительный объем работы, при этом уровень молочной кислоты после пробы был меньше на фоне курсового приема Элькара. В группе Рибоксина у 2 спортсменов проба была прекращена досрочно: у одного ребенка в связи с мышечной усталостью и у другого - в связи с подъемом АД до 243 и 98 мм рт. ст. Ни у одного подростка, получающего Элькар^®, подобных нарушений выявлено не было.

В ходе исследования было сделано заключение о том, что признаки СКМП среди юных спортсменов регистрируются с частотой 12-42% в зависимости от пола, спортивной специализации и стажа регулярных занятий. У юных спортсменов с СКМП назначение Элькара способствовало значительному уменьшению выраженности или полному купированию потенциально опасных ЭКГ-нарушений (в том числе выраженных нарушений реполяризации, расстройств сердечного ритма и проводимости), морфологических и гемодинамических изменений, а также уменьшению уровня биохимических маркеров повреждения миокарда. Назначение Элькара способствовало значительному уменьшению признаков СКМП у 75% атлетов и незначительному улучшению/стабилизации показателей у 25%. В группе атлетов, не имеющих признаков патологического ремоделирования ССС, назначение Элькара предотвращало их развитие.

Курсовой прием Элькара в отличие от препарата сравнения Рибоксина как у спортсменов без поражения сердца (в дозе 30-50 мг/кг/сут), так и у атлетов с признаками стрессорной кардиомиопатии (в дозе 75-100 мг/кг/сут) способствовал возрастанию уровня физической работоспособности и повышению максимальной потребности в кислороде.

II этап исследования

На II этапе исследования были проанализированы другие клинические эффекты Элькара, перспективные для спортивной фармакологии. Изучены иммунотропный и стресс-протекторный эффекты препарата у 80 спортсменов (62 девочки и 18 мальчиков) 11-15 лет, занимающихся спортивной гимнастикой (не менее 3-5 лет, с интенсивностью тренировок не менее 8-10 ч в неделю). В исследование не включались атлеты, перенесшие в течение месяца острые респираторные инфекции, дети с органическими заболеваниями ССС и нервной системы, принимающие любые иммунотропные и метаболические препараты.

Атлеты были рандомизированы на 2 равные группы, сопоставимые по половозрастному составу, уровню мастерства и состоянию ССС. Спортсменам 1-й группы (n=40) назначали Элькар^® в дозе 50-100 мг/кг/сут внутрь в 2 приема в течение 1,5 мес. Дети 2-й группы (n=40) (группа сравнения) не получали специфической метаболической терапии. В дополнение к описанному выше базовому кардиологическому обследованию всем спортсменам проводилось психологическое тестирование с оценкой ситуационной и личностной тревожности (совместно с психологом по тесту Спилбергера), кардиоритмография (КРГ), с оценкой вариабельности ритма сердца, а также иммунологическое обследование по общепринятой методике с оценкой цитокинового статуса. Результаты были подвергнуты статистической обработке по описанным выше методикам.

Более половины (52,5%) детей-спортсменов демонстрировали высокий уровень стресса, проявляющийся повышением содержания катехоламинов, в сочетании с высокими показателями индекса напряжения (отражающими стойкую симпатикотонию) по данным КРГ (33,8% обследованных), а также повышенными показателями личностной и ситуативной тревожности по данным психологического тестирования (40% атлетов).

По данным иммунологического обследования у детей-спортсменов выявлены изменения в эффекторных и иммунорегуляторных звеньях врожденного и адаптивного иммунитета. У 48,8% атлетов имело место снижение поглотительной и повышение метаболической активности нейтрофилов с накоплением в них реакционноспособных включений (активных форм кислорода), которые могут оказать повреждающее действие на клетки организма, в том числе кардиомиоциты. Кроме того, практически у всех атлетов выявлено снижение хотя бы одного или нескольких классов иммуноглобулинов - Ig (на 30-50% относительно уровня детей контрольной группы; pОптимизация гемодинамики на фоне приема Элькара сопровождалась уменьшением уровня биохимических, психологических и других маркеров стресса на 19,3-65% от исходного (рис. 3). Так, приём Элькара способствовал снижению ИН на 65% (p0,05). В группе сравнения также отмечалось уменьшение показателя ситуационной тревожности, но на уровне тенденции. Уменьшение выраженности личностной и ситуативной тревожности в сочетании с нормализацией индекса напряжения, по данным КРГ, сопровождалось уменьшением концентрации НУП и тропонина I как маркеров механического повреждения миокарда (так называемый wall stress), а также ЭКГ-признаков электрической нестабильности миокарда (продолжительности интервала Q—Tc в покое и при ФН), что подтверждает важное значение комбинированного (механического и психоэмоционального) стресса в генезе изменения ССС у юных гимнастов [10].

Рис. 3. Динамика маркеров стресса на фоне курсового приема Элькара у детей-спортсменов (% от исходного уровня).

*Отличия от соответствующих исходных значений достоверны при р

Реабилитационные мероприятия с использованием Элькара положительно сказались и на состоянии иммунной системы организма. После курса лечения у 35% спортсменов наблюдалось повышение абсолютного количества нейтрофилов, а также увеличение числа активных нейтрофилов и восстановление их поглотительной способности. После приема Элькара среднегрупповой уровень ИФН соответствовал норме, и лишь у 10% спортсменов оставался сниженным, тогда как в группе сравнения положительной динамики уровня ИФН-g и показателей фагоцитоза не наблюдалось.

После приема Элькара отмечались положительные сдвиги в системе гуморального иммунитета (табл. 3): исходно сниженный уровень Ig M у 50% обследованных приблизился к значениям детей контрольной группы или был выше нормы. Уровень Ig G в динамике продолжал оставаться ниже показателей контрольной группы в 1,3 раза (рТаблица 3. Динамика показателей гуморального иммунитета после курса Элькара

Положительные сдвиги иммунитета у спортсменов, получавших Элькар^®, сопровождались уменьшением числа эпизодов острой респираторно-вирусной инфекции с 3,1 ±0,5 до 1,7±0,3 раза за полгода, сокращением длительности пропуска тренировок по причине болезни с 12,4±2,7 до 7,3±1,8 дня (pТаким образом, назначение препарата Элькар^® детям, занимающимся спортом, коррегировало повреждения сердечно-сосудистой и иммунной систем, опосредованные интенсивными психоэмоциональными и физическими нагрузками. Полученные результаты обосновывают назначение Элькара курсами по 1,5 мес детям-спортсменам со стрессорной кардиомиопатией в лечебной дозе (75-100 мг/кг/сут) и юным спортсменам без признаков поражения сердца в профилактической дозе (30-50 мг/кг/сут) с целью повышения адаптации организма и улучшения переносимости спортивных нагрузок.

ЛИТЕРАТУРА
1. Maron Barry J. Strategies for assessing the prevalence of cardiovascular sudden deaths in young competitive athletes. Int J Cardiol 2014; 72:173-369.
2. Maron Barry J, Pelliccia A. The heart of trained athletes cardiac remodeling and the risks of sports, including sudden death circulation. NEJM2006; 114: 1633-44
3. Ponsot E, Dufour SP, Doutreleau S et al Impairment of maximal aerobic power with moderate hypoxia in endurance athletes: do skeletal muscle mitochondria play a role? Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2010; 298:558-66.
4. Гаврилова ЕА Спортивное сердце: стрессорная кардиопатия. М.: Советский спорт, 2007.200 c.
5. Сейфулла РД., Орджоникидзе ЗГ. Лекарства и БАД в спорте: практическое руководство для спортивных врачей, тренеров и спортсменов. М.: Литтерра, 2003.23 7 с.
6. Маркелова ИА, Балыкова ЛА, Ивянский СА. Применение метаболической терапии для оптимизации толерантности юных спортсменов к физическим нагрузкам. Педиатрия. Журнал им. Г.Н.Сперанского. 2008; (87) 2:51-6.
7. Дидур МД. и др. Возможности применения метаболиков в практике спортивной медицины и физической реабилитации на примере препарата Элькар. Пособие для врачей. СПб., 2007. 32 с.
8. Maughan RJ, King DS, Lea T. Dietary supplements. J Sports Sci 2004; 22:95-113
9. Calo LA. Carnitine-mediated improved response to erythropoietin involves induction of haemoxygenase-1: studies in humans and in an animal model. Nephrol Dial Transplant2008; 23 (3): 890-5.
10. Basso C, Carturan E, Corrado D, Thiene G. Myocarditis and dilated cardiomyopathy in athletes: diagnosis, management, and recommendations for sport activity. Cardiol Clin 2007; 25:423-9.
11. Гаврилова ЕА. Стрессорный иммунодефицит у спортсменов. М.: Советский спорт, 2009.192 c.
12. Gleeson M, Nieman DC, Pederson BK. Exercise, nutrition and immune function. J Sports Sci 2004; 22:115-25.

Комментарии