Типологические особенности реагирования сердечно-сосудистой системы юношей с последствиями переломов костей голени на физическую нагрузку

ЗДОРОВЬЕ, ОБРАЗ ЖИЗНИ, ЭКОЛОГИЯ

© ПРОКОПЬЕВ А.Н.

ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕАГИРОВАНИЯ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ЮНОШЕЙ С ПОСЛЕДСТВИЯМИ ПЕРЕЛОМОВ КОСТЕЙ ГОЛЕНИ НА ФИЗИЧЕСКУЮ НАГРУЗКУ

А.Н. Прокопьев Тюменская областная клиническая больница № 2, гл.врач -

Резюме. Представлены результаты изучения реагирования центральной гемодинамики 47 юношей с последствиями переломов костей голени на физическую нагрузку (степ-тест). Показано, что уже в состоянии покоя проявляется кардиогемодинамическая неоднородность кровообращения, выраженная у юношей, имеющих гиперкинетический и гипокинетический типы гемодинамики.

Ключевые слова: юноши, физическая нагрузка, гемодинамика.

Закрытые диафизарные переломы костей голени занимают ведущее место в структуре повреждений опорно-двигательного аппарата. При переломе и связанной с ним гипокинезией основной удар приходится на сердечнососудистую систему, от функционального состояния которой зависит не только исход перелома, но нередко и жизнь пострадавшего. Известно, что центральная гемодинамика у здоровых людей независимо от возраста подразделяется на три типа: эукинетический (ЭКТ), гипокинетический (ГКТ) и гиперкинетический (ГрКТ), представляющие собой варианты гемодинамической нормы. В основе деления на вышеуказанные типы гемодинамики лежит один из основных показателей в характеристике системы кровообращения - сердечный индекс (СИ), представляющий собой отношение минутного объема крови (МОК) к единице поверхности тела [15,4]. Диапазон колебаний этого индекса и позволил выделить три типа гемодинамики. Гипокинетический тип кровообращения характеризуется низкими значениями сердечного индекса, гиперкинетический тип кровообращения - высокими. Среднее значение сердечного индекса наблюдается при эукинетическом типе кровообращения [5, 7]. Неоднородность типов гемодинамики является конституциональной, генетически обусловленной нормой здоровья [14, 12, 8, 13].

Исследований, посвященных типам гемодинамики у лиц различного возраста и пола, мало. Так в частности нет ясности в том, каково соотношение рассматриваемых нами типов центральной гемодинамики у здоровых людей. У одних исследователей гипокинетический тип кровообращения и гиперкинетический тип кровообращения встречаются одинаково часто [1], у других - преобладает один из них [15,14]. Не решен вопрос и об их происхождении. Так исследование типов гемодинамики у детей привело к представлению о том, что они генетически детерминированы. Однако этому противоречит неодинаковый процент этих типов в различных возрастных группах [5,11]. Что касается типологических особенностей реагирования сердечно-сосудистой системы (ССС) на дозированную физическую нагрузку лицами юношеского возраста с последствиями переломов костей голени, то таких исследований мало. Особую значимость приобретают исследования состояния здоровья юношей в связи с подготовкой к службе в Вооруженных Силах РФ (Приказ МЗ РФ и МО РФ № 240/16S от 23.05.2001 г. «Об организации медицинского обеспечения подготовки граждан Российской Федерации к военной службе»).

Цель данной работы - выявить типологические особенности реагирования ССС на дозированную физическую нагрузку лиц юношеского возраста с последствиями диафизарных переломов костей голени.

Материалы и методы

В сроки через один год после закрытого диафизарного перелома костей голени обследовано 47 юношей в возрасте 18,6±1,1 лет. В сроки двух недель до обследования никто из юношей не принимал алкогольные напитки и не имел соматической и инфекционной патологии. Мышечная нагрузка определялась для каждого испытуемого индивидуально путем восхождения на ступеньку (степ-тест PWC 170 по В.Л. Карпману). Исследование проведено в медикобиологической лаборатории института физической культуры ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет». Для определения

кардиогемодинамических показателей использовали диагностический комплекс

«Валента», совмещенный с компьютером. По величине сердечного индекса юноши разделены на три группы: с гиперкинетическим типом кровообращения (СИ более 3,91 л/мин/м2), эукинетическим (СИ от 3,0 до 3,9 л/мин/м2) и гипокинетическим (СИ 1,39 до 2,55 л/мин/м2). В соответствии с проведенным интервальным распределением [4,12] гиперкинетический тип кровообращения был установлен у 11 юношей, эукинетический - у 14 и гипокинетический - у 22. За 20 мин до начала исследования, на 1-й, 3-й и 5-й минуте тестирования, а также на 5-й и 10-й минуте восстановительного периода, в положении сидя выполнялась тетраполярная реография. Кардиогемодинамические механизмы краткосрочной адаптации на дозированную мышечную нагрузку оценивали [4,6,9,10,15] по показателям: частоты сердечных сокращений (ЧСС);

систолического (САД) и диастолического (ДАД) артериального давления; среднего гемодинамического давления (СрГД); общего периферического сопротивления артериальных сосудов (ОПС); ударного (УОК) и минутного объема крови; сердечного индекса (СИ). Для определения энергетических характеристик сердечной деятельности рассчитывались: объемная скорость выброса (ОСВ); мощность сокращения левого желудочка (МСЛЖ); расход энергии (РЭ), затрачиваемой на перемещение одного литра минутного объема крови; потребность миокарда в кислороде по величине двойного произведения

(ДП).

Полученный материал обработан методом вариационной статистики по единой методике статистической обработки с использованием t - критерия Стьюдента. Нижней границей достоверности являлся уровень P<0.05. Исследования соответствовали этическим стандартам комитетов по биомедицинской этике, разработанной в соответствии с Хельсинской декларацией, принятой ВМА, а также «Правилами клинической практики в РФ», утвержденные Приказом МЗ РФ за № 226 от 19.06.2003 года.

Результаты и обсуждение

Исследования (табл. 1) показали, что уже в состоянии покоя проявляется кардиогемодинамическая неоднородность типов кровообращения. У юношей с

гиперкинетическим типом кровообращения, в отличие от лиц с гипокинетическим, показатель общего периферического сопротивления артериальных сосудов был достоверно ниже (р<0,001) и отличался более высокими показателями частоты сердечных сокращений (р<0,05), ударного объема крови (р<0,01), минутного объема крови (р<0,001), сердечного индекса (р<0,001) и индекса двойного произведения (р<0,001). У юношей с гипокинетическим типом кровообращения исходные величины гемодинамики были самыми низкими, а общее периферическое сопротивление артериальных сосудов более высоким. Показатели гемодинамики у юношей с эукинетическим типом кровообращения занимали срединное положение. У юношей с гиперкинетическим типом кровообращения, в отличие от гипокинетического, были высокими: ударный объем крови (на 65%), минутный объем крови (на 73,2%), сердечный индекс (82,6%), общее периферическое сопротивление артериальных сосудов низким (40,8%), индекс двойного произведения (45%).

Полученные данные показывают, что в состоянии покоя у юношей с эукинетическим типом кровообращения, в отличие от гипокинетического, предъявляются высокие требования к механизмам, ответственным за энергообеспечение сердечной деятельности и за выполнение сердцем внешней работы. Высокую внешнюю работу сердца особенно у юношей с гиперкинетическим типом кровообращения можно объяснить преобладанием у них систолического артериального давления, сопровождающегося в большинстве случаев увеличением потребности миокарда в кислороде [10,3,2,6]. Дозированная физическая нагрузка сопровождалась изменениями в гемодинамике различной степени выраженности. Эти изменения имеют определенные типологические особенности реагирования системы кровообращения.

Физическая нагрузка уже с первой минуты вызывала существенное повышение систолического артериального давления у юношей с различными типами кровообращения. Систолическое артериальное давление по сравнению с покоем повысилось у юношей с гипокинетическим типом кровообращения со

116,4±2,5 мм. рт. ст. до 164,3±3,1 мм. рт. ст, с эукинетическим - со 119,3±2,2 до 152,9±2,8 мм. рт. ст, и гиперкинетическим - со 128,0±2,1 до 160,7±2,3 мм. рт. ст, достигая максимальных значений к концу пятой минуты восхождения. У юношей с гиперкинетическим типом кровообращения сердце работает в наименее экономичном режиме и его компенсаторные возможности ограничены. Для этого типа гемодинамики характерна также высокая активность симпатоадреналовой системы. При гипокинетическом типе кровообращения в поддержании гомеостаза доминирует артериолярный тонус, т.е. в этом случае общее периферическое сопротивление артериальных сосудов высокое, а мощность сокращения левого желудочка - минимальна [8]. Мы полагаем, что этот тип кровообращения является наиболее экономичным и обладает большими адаптационными возможностями. Сравнительный анализ расхода энергии на перемещение одного литра крови, мощности сокращения левого желудочка и объемной скорости выброса крови у лиц с разными типами кровообращения выявил, что наиболее высокие показатели отмечены у юношей с гиперкинетическим типом кровообращения.

Еще в 1986 А.Г Дембо с соавт. отмечали, что лица с различными типами кровообращения реагируют на физическую нагрузку повышением сердечного индекса. Мы также у юношей с гиперкинетическим типом кровообращения при физической нагрузке наблюдали самые высокие показатели сердечного индекса (соответственно 4,2±0,2 в покое и 10,4±0,5 в конце нагрузки). При сопоставлении величин сердечного индекса во время нагрузки прослеживалась математическая тенденция к нарастанию его значений от гипокинетического к гиперкинетическому типу кровообращения.

Таблица 1

Показатели кардиогемодинамики у юношей с разным типом кровообращения в условиях относительного покоя, при выполнении дозированной физической ____________ нагрузки и в период восстановления (М±т)___________________

Показа- ТК Покой Время выполнения нагрузки Время восстановления

тели 1 мин 3 мин 5 мин 5 мин 10 мин

ЧСС, ГТК 72,5±1,0 11S,3±2,5*** 144,S±3,S*** 150, 1±4,s*** 10S,3±4,4*** S9,1±3,7

уд/мин ЭТК 76,4±2,0 120,7± 2,7*** 149,0±3,0*** 152,1±4,5*** 115,9±4,0 * * * 94,S±2,9

ГрТК S4,0±1,6 124,0±3,2*** 134,4±4,2*** 147,5±4,4*** 114,0±3,5*** 95,0±2,S

САД, ГТК 116,4±2,5 164,3±3,1 * * * 170,2±4,0*** 170,5±5,2*** 135,1±4,5 * * 117,1±2,1

мм рт ЭТК 119,3±2,2 152,9±2,S*** 16S,4±3,5*** 170,9±4,3*** 134,0±3,S** 119,7±2,S

ст ГрТК 12S,0±2,1 160,7±2,3*** 1S4,0±3,4*** 197,0±4,6*** 139,0±3,S* 122,4±2,4

ДАД, ГТК 70,0±1,1 75,9±1,6 76,9±2,0 76,5±1,4 73,5±1,2 70,0±1,0

мм рт ЭТК 69,7±1,3 73,2±1,4 74,3±1,5 74,5±1,2 6S,0±1,0 6S,5± 1,5

ст ГрТК 66,0±1,1 65,S±1,2 66,3±1,2 67,±1,9 6S,4±1,6 65,4±1,2

СрГД, ГТК S7,3±3,5S 109,1±4,1 * * * 114,5±4,51 * * * 116,2±4,6*** 93,0±3,11* S6,7±2,3

мм рт ЭТК S5,±4,5 100,7±5,0** 113,4±5,5*** 117,3±5,9*** 91,S±4,5* S3,4±3,S

ст ГрТК 94,2±3,0 112,0±4,2** 115,5±4,9*** 120,0±5,4*** 100,9±3,6 94,4±2,4

УОК, ГТК 60,3±1,5 74,9±3,5*** 76,6±3,9*** S5,S±2,9*** 57,3±2,2 5S,5±2,6

мл ЭТК 63,7±2,3 S9,6±2,9*** 90,9±3,3*** 92,9±3,1*** 69,0±4,0 62,5±2,6

ГрТК 79,4±1,5 92,S±1,5*** 96,2±2,3*** 96,4±2,0*** 91,6±2,0* S5,7±1,3

МОК, ГТК 4,37±0,5 S,S6±0,S*** 11,09±0,S*** 12,S7±1, 1 * * * 6,21±0,7* 5,21±0,51

л ЭТК 4,S6±0,6 10,S1±0,S*** 13,54±0,6*** 14,13±1,9* * * 7,9S±0,9* 5,92±0,53

ГрТК 6,66±0,6 11,50±0,5 * * 12,92±1,2*** 14,21±1,3 * * * 10,44±1,0 S,14±0,44

СИ, ГТК 2,3±0,2 4,7±0,6*** 4,S±0,5*** 6,7±0,3*** 3,2±0,2* 2,7±0,3

л/мин/ ЭТК 3,3±0,1 5,1±0,6*** 6,9±0,5*** 7,9±0,S*** 4,2±0,3* 3,4±0,1

м2 ГрТК 4,2±0,2 7 9±0 3*** 9,2±0,4*** 10,4±0,5*** 4,9±0,4 4,0±0,1

ОПС, ГТК 1S92,3±77 1371,4±72*** 99S,1±76*** S32,7±76*** 1239,4±S0** 1S42,6±S7

дин ЭТК 1549,2±S4 1051,5±S0*** S42,5±60*** 753,S±6S*** 1021,5±70** 1592,2±7S

ГрТК 1120,5±59 S46,0±47*** 740,4±61*** 694,6±39*** S54,0±73*** 1044,4±5S

ДП, ГТК S0,1±2,1 151,0±25 * * * 210,0±34*** 224,2±47*** 141,1±22*** S1,6±5,5

усл. ед ЭТК S9,2±2,S 201,5±27*** 234,6±37*** 246,2±46*** 144,6±16*** 90,S±6,9

ГрТК 110,2±1,9 212,6±23*** 245,6±44*** 253,0±57*** 167,0±2S*** 106,2±7,9

МСЛЖ, ГТК 2,13±0,47 4,20±0,60*** 5,57±0,41*** 6,19±0,55*** 3,30±0,45* 2,12±0,33

Вт ЭТК 3,10±0,34 5,37±0,SS*** 6,37±0,59*** 7,75±±0,53** 3,S7±0,49 3,12±0,37

ГрТК 4,S9±0,31 S,43±0,37*** 9,54±0,3S*** 10,1±0,21 * * * 4,96±0,62 4,S6±0,33

ОСВ, ГТК 1S4,3±31 321,4±49*** 395,2±61*** 390,2±70*** 205,7±3S** 1S4,7±27

мл/с ЭТК 224,1±23 410,6±3S*** 42S,4±47*** 431 1±47*** 242,4±37 215,3±27

ГрТК 273,7±51 466,4±57*** 454,5±36*** 455,0±37*** 303,9±26** 290,2±14

А, ГТК 5,10±0,S 10,25±1,S*** 12,0±1,6*** 15,0±2,3*** 6,79±0,7 5,10±0,5

кгм ЭТК 6,32±0,5 12,25±1,S*** 14,0±1,6*** 17,0±2,3*** 6,79±0,7 5,10±0,5

ГрТК 6,51±0,6 14,7±1,1 *** 1 S,S± 1,9* * * 20,9±2,4*** S,S6±0,7* 6,92±0,4

рэ, ГТК 10,1±0,5 14,0±1,0*** 16,4± 1,4* * * 17,7±1,7*** 10,1±0,2 10,3±0,2

Вт ЭТК 10,9±0,S 15,6±1,2*** 17,4± 1 ,s* * * 1S,4±1,9*** 10,2±0,4 10,3±0,3

Примечание: ТК - тип кровообращения; * ** *** - различие достоверно соответственно при р<0,05, р<0,01, р<0,001. Отсутствие обозначений -различия недостоверны. Во всех случаях достоверность определялась по сравнению с состоянием покоя. Эукинетический (ЭКТ), гипокинетический (ГКТ) и гиперкинетический (ГрКТ) типы кровообращения.

Нами установлено, что у юношей с гипокинетическим типом кровообращения сердечный индекс увеличился в три раза, тогда как с гиперкинетическим - в два. В распределении типов кровообращения в нашем случае преобладал гипокинетический тип кровообращения, что составляло 43%, эукинетический - 30,8% и гиперкинетический - 26,2%.

Среднее гемодинамическое давление уже после первой минуты нагрузки также претерпевало существенные изменения. Механизм повышения артериального и среднего гемодинамического давления осуществлялся за счет высокого венозного возврата, как следствие увеличения ударного объема крови, объемной скорости выброса и учащения частоты сердечных сокращений, что сопровождалось высоким потреблением кислорода миокардом.

Таким образом мы можем предположить, что повышение систолического артериального давления при выполнении дозированной нагрузки у юношей происходило в основном не за счет учащения частоты сердечных сокращений, а за счет повышения ударного объема крови. Известно, что увеличение ударного объема крови вызывает реципрокное подавление автоматизма синусового узла и проводит к уменьшению частоты сердечных сокращений [9], что мы и наблюдали у юношей с различными типами кровообращения. Ударный объем крови у юношей с гипокинетическим типом кровообращения увеличился с 60,3±1,5 в покое до 85,8±2,9 к концу нагрузки, с эукинетическим - с 63,7±2,3 до 92,9±3,1 и гиперкинетическим - с 79,4±1,5 до 96,4±2,0. Увеличение ударного объема крови, естественно, вызвало повышение минутного объёма крови.

В период реституции тенденция к нормализации всех кардиогемодинамических показателей проявлялась уже на 1-ой минуте восстановительного периода, хотя к концу 5-ой минуты достоверность различий все же сохранялась, к концу 10-ой минуты исследуемые показатели возвращались к исходному уровню.

Таким образом исследования показали, что уже в состоянии покоя проявляется кардиогемодинамическая неоднородность кровообращения. У юношей с гиперкинетическим типом кровообращения наблюдаются более

высокие значения ударного и минутного объема крови, показатели индекса двойного произведения и низкое общее периферическое сопротивление. У юношей с гипокинетическим типом кровообращения констатирована противоположная картина: показатели ударного объема крови, минутного объема крови, сердечного индекса и двойного произведения были низкими, а общее периферическое сопротивление сосудов высоким. У юношей с гиперкинетическим типом кровообращения при дозированной физической нагрузке отмечалось значительное повышение систолического артериального давления и ударного объема крови.

TYPOLOGICAL PECULIARITIES OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM REACTION IN THE YOUNG MEN WITH CONSEGUENCES OF SHINS FRACTURES ON THE PHYSICAL EXERTION

A.N. Prokopyev Tyumen regional clinical hospital № 2

The results of the study of the central hemodynamics reaction in 47 young men with consequences of shins fractures on the physical exertion (step-test) are presented. It is shown that cardiohemodynamic heterogeneity of blood circulation more marked in the young men having hyperkinetic and hypokinetic types of hemodynamics is already revealed in the rest state.

Литература

1. Апанасенко Г.Л. Характер саморегуляции кровообращения как критерий устойчивости организма к внешним воздействиям // Космич. биология и авиакосм. медицина. - 1975. - № 1. - С. 56-59.

2. Ведяев Ф.П., Демидов В.А., Гаевский Ю.Г. Типологический анализ кардиогемодинамики у юношей и девушек в покое и в условиях эмоционального напряжения // Физиол. человека. - 1990. - Т. 16, № 6. - С. 113118.

3. Гаевский Ю.Г. Кардиогемодинамические и регуляторные нарушения у больных с ишемической болезнью сердца: автореф. дисс. ... докт. мед. наук. -Новосибирск, 1987. - 42 с.

4. Гундаров И.А., Пушкарь Е.Н., Константинов Ю.Т. О нормативах центральной гемодинамики, определяемых методом тетраполярной грудной реографии // Тер. архив. - 1983. - № 4. - С. 26-28.

5. Дембо А.Г., Земцовский Э.В., Шапкайц Ю.М. Новое в исследовании системы кровообращения спортсменов // Теор. и практ. физич. культуры. -1986. - № 11. - С. 42-45.

6. Демидов В. А. Системная организация механизмов

кардиогемодинамической устойчивости к эмоциональному стрессу: автореф. дисс. ... докт. мед. наук. - Харьков, 1991. - 34 с.

7. Земцовский Э.В., Сальников Е.М. Электрокардиографическая диагностика гипертрофии миокарда с учетом типа кровообращения // Пути оптимизации и повышения эффективности тренировочного процесса: сб. научн. трудов ПНИИЛ. - Л.: ГДОИФК им. Лесгафта, 1986. - С. 72-77.

8. Зияев Ю.Н., Никитин Н.П., Гоур Шундор Шаха. Реакция на физическую нагрузку в зависимости от типа кровообращения // Мед. журн. Узбекистана. -1991. - № 8. - С. 57-60.

9. Карпман В.Л., Любина Б.Г. Динамика кровообращения у спортсменов -М.: Физкультура и спорт, 1982. - 135 с.

10. Меерсон Ф.З. Гиперфункция, гипертрофия, недостаточность сердца.- М.: Медицина, 1968. - 385 с.

11. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт

практического применения. - Иваново: Иван. гос. мед. академия, 2002. - 290 с.

12. Оганов Р.Г., Беритов А.Н., Гундаров И.А. Дифференцированный подход к разработке физиологических нормативов и его значение для профилактической кардиологии //Кардиология. - 1984. - № 4. - С. 52-55.

13. Суворов П.М., Дорошев В.Г., Иванчиков А.П. Типы гемодинамики у летного состава, их клиническое и экспертное значение // Кардиология. -1990. - Т.24, № 4. - С. 44-48.

14. Школьник Н.М. Тетраполярная грудная реография как метод оценки насосной функции сердца у спортсменов динамических видов спорта // Теор. и практ. физ. культуры. - 1987. - № 5. - С. 50-51.

15. Шхвацабая И.К., Константинов И.А., Гундаров Е.Н. О новом подходе к пониманию гемодинамической нормы // Кардиология. - 1981. - № 3. - С. 10-14.