Способ прогнозирования риска развития приобретенной кардиомиопатии у спортсменов
METHOD FOR PREDICTING THE RISK OF DEVELOPMENT OF ACQUIRED CARDIOMYOPATHY IN ATHLETES

Изобретение относится к области медицины, а именно к детской кардиологии, и может быть использовано для прогнозирования риска развития приобретенной кардиомиопатии у детей, занимающихся спортом.
Прогнозирование развития кардиомиопатии является актуальной проблемой медицины в связи со сложностью ранней диагностики, значительным ухудшением качества жизни и даже смертностью детей.
С внедрением норм ГТО и президентских программ развития детского спорта, возрастает его значение в достижении высоких спортивных результатов основой которых служит состояние процессов адаптации к физическим нагрузкам. Длительные и интенсивные тренировки у детей могут негативно сказываться на работе сердечно-сосудистой системы и проявляться в виде снижения толерантности к физическим нагрузкам, что характеризуется изменением биохимических и иммунологических параметров.
Из практики медицины известны способы оценки функциональной активности мышцы сердца, а также состояния кардиомиоцитов.
Так, имеется способ нового применения скорости распространения потока и ишемий-модифицированного альбумина в анализе постэкперимента по оценке сердечной функции у лиц, занимающихся спортом (Novel application of flow propagation velocity and ischaemia-modified albumin in analysis of postexercise cardiac function in man. Natalie Middleton, Rob Shave 1, Keith George, gregorywhyte, Jan Forster, David Oxborough, David Gaze and Paul Collinson; Centre for Sports Medicine and Human Performance, Brunei University, Exp. Physiol. 91.3 pp 511-519), который основан на оценке роли переходной ишемии в нарушении функции сердца и повреждении кардиомиоцитов у взрослых после продолжительных физических нагрузок с помощью комплексного использования инструментального метода исследования- ЭХО-КГ и изучения уровней N- концевого натрийуретического пептида, тропонина - Т и альбумина в сыворотке крови.
Использование данного способа затруднено для прогнозирования риска развития приобретенной кардиомиопатии у спортсменов, поскольку предлагаемый инструментальный метод исследования не позволяет выявлять признаки кардиомиопатии на таких этапах, когда ее проявления, при правильной тактике врача, являются обратимыми. Кроме того, к недостаткам этого метода можно отнести:
- исследования проводили на взрослых спортсменах. Общеизвестным является тот факт, что детский организм имеет ряд физиологических особенностей и адаптация к различным стрессорным факторам, включая длительные спортивные тренировки, в нем протекает с учетом других закономерностей;
- модифицированный ишемией альбумин не является маркером повреждения миокарда и в большей степени характеризует нарушения гипоксического характера в скелетных мышцах;
- в данной работе не отслеживался иммунный характер повреждений в миокарде при изменениях метаболизма кардиомиоцитов, который очень важен для диагностики минимальных признаков кардиомиопатии.
Кроме того, существует количественный метод использования полимеразной цепной реакции для выявления экспрессии генов интерлейкина - 4 в периферической крови при физиологическом состоянии у взрослых Реферат CN 1629316 (А) - 20050622 (Fluorogenic quantitative PCR method for detecting interleukin 4 gene expression in peripheralblood under physiological state, inventor(s): Chen Peijie; Dong Qianggang; Wang ru [cn] Applicant(s): shanghai physical education in (Shanghai Physical education institute) Авторами предлагается количественный способ определения иммунохимического маркера - цитокина-4 в периферической крови, а также метод может применяться для специфического выявления экспрессии гена цитокина - интерлейкина 4 для определения ранней стадии усталости и предотвращения снижения иммунологической реактивности, вызванного избыточной физической нагрузкой.
Недостатками данного способа являются:
- для прогнозирования риска развития приобретенной кардиомиопатии у детей, длительно занимающихся спортом недостаточно использовать один показатель;
- концентрация интерлейкина-4 отражает активность противовоспалительных процессов в организме, в тоже время состояние провоспалительных процессов остается не оцененным;
- повышение концентрации интерлейкина-4 может быть связано с различными процессами в организме ребенка, а не только с гемодинамическими нарушениями, сопровождающими приобретенную кардиомиопатию. Можно обратить внимание и на то, что он не отражает состояние сердечной мышцы, поэтому использование его для прогнозирования приобретенной кардиомиопатии у детей не целесообразно.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение точности прогнозирования риска развития приобретенной кардиомиопатии у детей, занимающихся спортом в течение 2-3-х лет.
Указанный технический результат способа достигается тем, что определяют у детей, занимающихся спортом в течение 2-3-х лет, в сыворотке крови концентрации тропонина-Т, N-концевого натрийуретического пептида, интерлейкина-4 и интерлейкина-6 и прогнозируют высокий риск развития приобретенной кардиомиопатии при концентрации тропонина-Т от 0,76 до 0,91 нг/мл, при концентрации N-концевого натрийуретического пептида от 78,2 до 92,5 пг/мл, при концентрации интерлейкина-4 от 1,8 до 2,5 пг/мл и при концентрации интерлейкина-6 от 8,3 до 10,1 пг/мл; прогнозируют низкий риск развития приобретенной кардиомиопатии при концентрации тропонина-Т от 0,48 до 0,72 нг/мл, при концентрации N-концевого натрийуретического пептида от 44,3 до 71,5 пг/мл, при концентрации интрелейкина-4 от 3,2 до 4,0 пг/мл и при концентрации интерлейкина-6 от 7,1 до 8,1 пг/мл.
Существующие клинико-лабораторные методы исследования не позволяют объективно прогнозировать риск развития приобретенной кардиомиопатии у этой категории пациентов.
Вследствие этого важно комплексное использование определения концентраций биохимических маркеров и иммунохимических показателей, включая про- и противовоспалительные цитокины, которые не нашли достаточного применения при прогнозировании риска развития приобретенной кардиомиопатии у юных спортсменов.
Преимуществом предлагаемого нами способа является использование для прогнозирования риска развития приобретенной кардиомиопатии у детей, занимающихся спортом в течение 2-3-х лет, определения концентрации тропонина-Т, N-концевого натрийуретического пептида, интерлейкина-4 и интерлейкина-6 в сыворотке крови.
Это позволяет не только прогнозировать риск развития у них в дальнейшем приобретенной кардиомиопатии, но и более дифференцированно подходить к вопросам подготовки детей к серьезным занятиям спортом, а также разрабатывать для них индивидуальные программы физических тренировок.
Длительные и интенсивные тренировки у юных спортсменов сопровождаются изменениями метаболизма кардиомиоцитов и сдвигами биохимических параметров.
Известно, что к наиболее чувствительным и специфичным из них можно отнести тропонин-Т и N- концевой натрийуретический пептид.
Изменение концентрации тропонина-Т (Тр-Т) характеризует повреждение клеточных мембран кардиомиоцитов. Содержание Тр-Т в крови повышается через несколько часов после повреждения сердца. Определение его концентрации отличается высокой чувствительностью, специфичностью и продолжительным периодом сохранения его высоких концентраций в сыворотке крови.
N-концевой натрийуретический пептид (NT-pro BNP)- при сердечнососудистой патологии отражает сократительную функцию сердца. Основным стимулом секреции NT-pro BNP является повышение напряжения миокарда при увеличении давления в камерах сердца при локальной или глобальной дисфункции левого желудочка. Поэтому он может быть использован для ранней диагностики дисфункции левого желудочка и, что особенно важно, даже до проведения инструментальных исследований.
Занятия спортом являются мощным стрессом для всего организма и иммунной системы в частности. Дисбаланс в иммунной системе ребенка, имеющийся до этого, может значительно усугубляться.
Известно, что интерлейкин-4 (IL-4) относится к противовоспалительным цитокинам. Он обладает негативной регуляторной активностью в отношении воспалительных процессов. IL-4 усиливает синтез иммуноглобулинов Ig G и Ig Е, отличается возможностью восстанавливать клеточный и гуморальный иммунитет.
Интерлейкин - 6 (IL-6) относится к провоспалительным цитокинам. Повышение его уровня усиливает активность продукции растворимых рецепторов фактора некроза опухолей - альфа (ФНО - α) 1-го и 2-го типов и тем самым могут способствовать развитию воспаления.
Дисбаланс уровней про- и противовоспалительных цитокинов во многом определяет развитие воспалительной реакции. Выбор IL-4 и IL-6 обусловлен тем, что они продуцируются Т-хелперами -2 и преимущественно управляют состоянием гуморального звена иммунитета, включая синтез антител.
Определение концентрации Тр-Т, NT-pro BNP, IL-4 и IL-6 у детей, занимающихся спортом в течение 2-3-х лет, позволит объективно оценивать состояние миокарда и прогнозировать риск развития приобретенной кардиомиопатии.
Предложенный способ был успешно апробирован в течение 2015-2017 гг. в ГБУЗ АО «Областной физкультурный диспансер» на 135 детях, которые в течение 2-3-х лет занимались спортом и проходили регулярное обследование на базе этого лечебного учреждения.
Полученные данные обработаны методом вариационной статистики и представлены в таблице 1.
Ниже приведены результаты апробации.
Пример №1.
Ребенок Е. девочка, 9 лет. С 7 лет занимается плаваньем в СШВВС им. Б.Н. Скокова. Жалоб нет. Физические нагрузки переносит хорошо. Состояние удовлетворительное. Рост 130 см, вес - 28 кг. Кожные покровы бледно-розовые. Дыхание везикулярное, частота дыхательных движений 22 в минуту.
Верхушечный толчок не изменен. Патологические пульсации не выявлены. Границы сердца: правая - посредине между правой парастернальной и правой стернальной линиями, верхняя расположена на уровне 3-его ребра, левая - на 0,5 см кнаружи от левой срединно-ключичной линии. Частота сердечных сокращений 87 ударов в минуту. Тоны сердца громкие, ритмичные. АД=100/65 мм. рт.ст. Печень - по краю реберной дуги.
На ЭКГ - синусовый ритм, нормальное положение электрической оси сердца.
На основании клинических данных и полученных результатов инструментального исследования сложно оценить риск развития приобретенной кардиомиопатии.
Для более точной оценки риска развития приобретенной кардиомиопатии ребенку дополнительно проводилось биохимическое исследование сыворотки крови методом иммуноферментного анализа с целью определения концентрации тропонина-Т и терминального мозгового натрийуретического пептида. Порядок проведения иммуноферментного анализа выполнялся согласно прилагаемым инструкциям. В результате выявлено, что концентрация Тр-Т у девочки составляет 0,48 нг/мл, a NT-pro BNP - 44,3 пг/мл.
Кроме того, с помощью того же метода иммуноферментного анализа в сыворотке крови определялись концентрации цитокинов: IL-4 и IL-6.
Оказалось, что концентрация IL-4 составила 3,2 пг/мл, a IL-6 - 7,1 пг/мл. Полученные данные сравнили со значениями, которые приводятся в таблице №1.
Проведенный анализ концентрации Тр-Т, NTpro-BNP, IL-4, IL-6 показал, что результаты исследования попадают в диапазон, позволяющий прогнозировать у этого ребенка низкий риск развития приобретенной кардиомиопатии.
Пример №2.
Ребенок Т., мальчик, 11 лет. С 8 лет занимается вольной борьбой в ЦДО №4. Жалоб на момент осмотра не предъявляет. Физические нагрузки переносит хорошо. Состояние удовлетворительное. Рост 138 см, вес - 31 кг. Кожные покровы бледно-розовые. Подкожно-жировой развит умеренно, распределен равномерно. Костно-мышечная система развита удовлетворительно, сила мышц достаточная. Дыхание в легких везикулярное, частота дыхательных движений 20 в минуту.
Область сердца визуально не изменена. Верхушечный толчок пальпируется в 5 межреберье слева. Границы сердца: правая - посредине между правой парастернальной и правой стернальной линиями, верхняя расположена на уровне третьего ребра, левая - на 0,5 см кнаружи от левой срединно-ключичной линии. Частота сердечных сокращений 85 ударов в минуту. Тоны сердца ясные, громкие, ритмичные. АД=105/70 мм. рт.ст. Печень пальпируется по краю реберной дуги.
На ЭКГ -дыхательная аритмия, нормальное положение электрической оси. Неполная блокада правой ножки пучка Гиса.
Ребенку проводилось определение концентрации Тр-Т, NT-pro BNP, IL-4, IL-6 в сыворотке крови по методике, описанной в примере 1.
Установлено, что уровень Тр-Т составил 0,72 нг/мл, NT-pro BNP-71,5 пг/мл, IL-4-4,0 пг/мл, IL-6-8,1 пг/мл. Подобные значения, как видно из таблицы №1, позволяют прогнозировать низкий риск развития приобретенной кардиомиопатии у данного ребенка. Пример №3.
Ребенок В. девочка, 8 лет. С 6 лет занимается чирлидингом. Жалоб нет. Физические нагрузки переносит хорошо. Регулярно принимает участие в соревнованиях. Состояние удовлетворительное. Рост 125 см, вес - 25 кг. Кожные покровы цвета загара. Дыхание везикулярное, частота дыхательных движений 20 в минуту.
Область сердца визуально не изменена. Верхушечный толчок пальпируется слева в 5-м межреберье. Границы сердца: правая - посредине между правой парастернальной и правой стернальной линиями, верхняя расположена на уровне 3-его ребра, левая - на 0,5 см кнаружи от левой срединно-ключичной линии. Частота сердечных сокращений 86 ударов в минуту. Тоны сердца громкие, ритмичные. АД=100/70 мм. рт.ст. Печень - по краю реберной дуги.
На ЭКГ - синусовый ритм, нормальное положение электрической оси сердца.
На ЭХО - КГ: эктопически расположенная хорда левого желудочка.
На основании клинических данных и полученных результатов инструментального исследования сложно оценить риск развития приобретенной кардиомиопатии.
Поэтому ребенку проведено определение концентраций Тр-Т, NT-pro BNP, IL-4, IL-6 в сыворотке крови по методике, описанной в примере №1 и было установлено, что концентрация Тр-Т составила 0,76 нг/мл, NT-pro BNP - 78,2 пг/мл, IL-4 - 1,8 пг/мл, IL-6 - 8,3 пг/мл.
Подобные значения, как видно из таблицы №1, позволяют прогнозировать высокий риск развития приобретенной кардиомиопатии.
Данный пример показывает преимущество предлагаемого способа прогноза, которое выражается в том, что он позволяет прогнозировать наличие у ребенка высокого риска развития приобретенной кардиомиопатии, при полном отсутствии клинико- инструментальных ее проявлений.
Пример №4.
Ребенок У., мальчик, 12 лет. С 10 лет занимается гандболом. Жалоб на момент осмотра не предъявляет. Физические нагрузки переносит хорошо. Состояние удовлетворительное. Рост 149 см, вес - 40 кг. Кожные покровы обычной окраски. Дыхание в легких везикулярное, перкуторно над легкими ясный легочный звук, частота дыхательных движений 18 в минуту.
Визуально область сердца не изменена. Верхушечный толчок пальпируется в 5 межреберье слева. Границы сердца: правая - посредине между правой парастернальной и правой стернальной линиями, верхняя расположена на уровне третьего ребра, левая - на 0,5 см кнаружи от левой срединно-ключичной линии. Частота сердечных сокращений 79 ударов в минуту. Тоны сердца ясные, громкие, дыхательная аритмия. АД=110/70 мм. рт.ст. Печень пальпируется по краю реберной дуги.
На ЭКГ -дыхательная аритмия, нормальное положение электрической оси.
Ребенку проводилось определение концентраций Тр-Т, NT - pro BNP, IL-4, IL-6 в сыворотке крови.
Установлено, что уровень Тр-Т составил 0,91 нг/мл, NT-pro BNP - 92,5 пг/мл, IL-4 - 2,5 пг/мл, IL-6 - 10,1 пг/мл. Подобные значения иммуно-биохимических показателей, как видно из таблицы №1, позволяют прогнозировать высокий риск развития приобретенной кардиомиопатии у данного ребенка.
Представленные клинические примеры наглядно демонстрируют практическую реализацию предлагаемого способа прогнозирования риска развития приобретенной кардиомиопатии у детей, занимающихся спортом в течение 2-3-х лет. Указанный технический результат достигается за счет совокупности всех составляющих предлагаемого способа, их последовательности и режимов его реализации.
Положительный эффект предлагаемого способа достигается повышением точности прогнозирования риска развития приобретенной кардиомиопатии у детей, длительно занимающихся спортом, с помощью оценки состояния иммуно-биохимических показателей. Прогнозирование риска возникновения приобретенной кардиомиопатии, является основанием для определения конкретного объема физической нагрузки и разработки индивидуальных программ физических тренировок у детей, серьезно занимающихся спортом.
Это позволит с высокой точностью прогнозировать риск развития приобретенной кардиомиопатии у юных спортсменов, поскольку точность способа составляет 95%.
Этот способ одновременно технически прост, надежен и доступен для широкого практического применения, поскольку не требует использования дорогостоящих реактивов и оборудования.
СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РИСКА РАЗВИТИЯ ПРИОБРЕТЕННОЙ КАРДИОМИОПАТИИ У СПОРТСМЕНОВ
Примечание:
Тр-Т - тропонин-Т;
NT-pro BNP- N-концевой натрийуретический пептид;
IL-4 - интерлейкин-4;
IL-6 - интерлейкин-6;
n - число наблюдений;
* -М±m, где М - это среднеарифметическая величина, a m- это стандартная ошибка среднеарифметической величины;
**- разброс значений показателей (минимальное и максимальное значения);
р - критерий достоверности значений при сравнении показателей у детей с высоким и низким риском развития приобретенной кардиомиопатии.