PATHOGENETIC MECHANISMS OF STRESS CARDIOMYOPATHY IN HIGH-QUALIFIED SPORTSMEN

Full Text

ВВЕДЕНИЕ На протяжении последних 20 лет зарегистрирован резкий рост спортивной кардиальной патологии. В ряде западноевропейских стран показатель смертности от сердечно-сосудистых заболеваний среди спортсменов в 2,5 раза выше по сравнению с лицами, не занимающимися спортом. По данным американского национального регистра, отмечается существенное увеличение в последние годы доли кардиоваскулярных причин, в частности гипертрофии миокарда, в структуре внезапной смерти спортсменов. Одним из наиболее частых заболеваний сердечно-сосудистой системы у высококвалифицированных спортсменов является стрессорная кардиомиопатия (СКМП). Основной причиной этой неблагополучной ситуации является патологическая трансформация «спортивного сердца», признаки которой, по мнению большинства зарубежных авторов, имеют от 30 до 75 % спортсменов. В основе как физиологических, так и патологических изменений «спортивного сердца» находится перестройка его архитектуры (ремоделирование, включающее изменение геометрии миокарда желудочков гипертрофического и дилатационного характера), а также пространственных взаимоотношений кардиомиоцитов, сопровождающееся иммунными и цитобиохимическими сдвигами. Накоплен значительный материал, касающийся непосредственного участия иммунной системы в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний. Иммунологические нарушения в ряде случаев становятся причиной развития аутоиммунных процессов, также участвующих в патогенезе стрессорной кардиомиопатии. Углубленное иммунологическое исследование спортсменов со стрессорной кардиомиопатией поможет взглянуть на это заболевание с новой точки зрения, а также использовать в случае необходимости иммунокоррекцию и усовершенствованные способы донозологической диагностики. Цель исследования Целью настоящего исследования являлось изучение гормональных и иммунологических нарушений у спортсменов высокой квалификации со СКМП и выявление ранних маркеров ее развития. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Всего обследовано 174 спортсмена, активно тренирующихся и выступающих в соревнованиях. Исследования проводились в подготовительном, соревновательном и переходном периодах тренировочного цикла. В них принимали участие лица мужского и женского пола. Все обследованные спортсмены имели высокую спортивную квалификацию: кандидаты в мастера спорта, мастера спорта и мастера спорта международного класса. В динамике (до и после развития СКМП) обследовалась группа из 25 спортсменов, включающая 14 мужчин и 11 женщин. У всех спортсменов исследованы: уровень кортизола и тестостерона, факторы неспецифической защиты (фагоцитарный индекс, фагоцитарное число и индекс завершенности фагоцитоза), В-система иммунитета (количество В-лимфоцитов, иммуноглобулины крови: IgA, IgM, IgG, реакция бластной трасформации лимфоцитов (РБТЛ) спонтанная и стимулированная), Т-система иммунитета (содержание основных субпопуляций Т-лимфоцитов и РБТЛ спонтанная, стимулированная и индекс стимуляции — ИС). Для изучения аутоиммунных реакций гуморального и клеточного типа определялись: уровень антигена миокарда (АГ), антител (АТ) к антигену миокарда и циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК), а также индекс торможения миграции лейкоцитов (ИТМЛ) к антигену миокарда. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Повышение уровня кортизола может быть одной из причин спортивного иммунодефицита. У большинства спортсменов нами установлен повышенный уровень кортизола по сравнению с лицами, не занимающимися спортом. По полученным данным в наибольшей степени высокий уровень кортизола оказывает супрессирующее действие на показатели неспецифической защиты, а поскольку неспецифическая защита является первой линией резистентности к инфекции, можно утверждать, что повышенный уровень кортизола (более 800 нМоль/л) может рассматриваться как фактор риска развития инфекционных процессов у спортсменов. Нами установлено, что при СКМП у спортсменов мужчин происходит более выраженное повышение уровня кортизола по сравнению со спортсменами без СКМП — 595 ± 28,3 против 522,9 ± 19,2 нМмоль/л (р < 0,05). Динамические наблюдения за спортсменами показали, что при развитии СКМП у мужчин наблюдается достоверное снижение уровня тестостерона и индекса анаболизма (соответственно: 24,2 ± 1,13 и 15,8 ± 1,42 нМоль/л при p < 0,01; 5,06 ± 0,2 и 3,0 ± 0,25% при p < 0,01). У женщин определяется увеличение уровня кортизола более чем в 1,5 раза (соответственно: 605,1 ± 85,4 и 349 ± 58,9 нМоль/л при p < 0,01), при этом уровень тестостерона существенно не меняется (соответственно: 1,1 ± 0,1 и 0,9 ± 0,1 нМоль/л при p > 0,05). За счет выраженного повышения уровня кортизола наблюдается достоверное снижение индекса анаболизма. Таким образом, в генезе СКМП большую роль играет изменение соотношения кортизола и тестостерона, приводящее к снижению индекса анаболизма за счет повышения кортизола и снижения тестостерона. Полученные нами данные подтверждают мнение других авторов [1, 2, 3] о существенном значении сдвигов в продукции кортизола и тестостерона для развития СКМП у спортсменов. Проведенные исследования подтвердили, что воздействие на организм хронического стресса, как физического, так и эмоционального генеза может явиться причиной кардиомиопатии у спортсменов, как непосредственно через повышение уровня кортизола, оказывающего влияние на метаболические процессы в кардиомиоцитах, так и опосредованно через влияние кортизола на функционирование иммунной системы, роль которой в патогенезе стрессорной кардиомиопатии отмечается многими исследователями. Проведенное изучение активности фагоцитоза показало, что она снижена у спортсменов по сравнению с контрольной группой. Это снижение касается преимущественно женщин и в первую очередь женщин со СКМП. Именно у этих женщин определяются самые низкие значения индекса завершенности фагоцитоза. У спортсменов без СКМП фагоцитарная активность зависит от периода тренировочного цикла со снижением в соревновательный с последующим восстановлением в переходный период. У спортсменов со СКМП такой зависимости не определяется. Сведения о количественном составе и функциональной активности В-лимфоцитов у спортсменов противоречивы, а при СКМП практически отсутствуют. Проведенное нами исследование В-системы иммунитета показало, что у спортсменов независимо от наличия или отсутствия СКМП как у мужчин, так и у женщин выявляется гиперфункция В-системы иммунитета, о чем свидетельствует увеличение количества В-лимфоцитов и повышении их функциональной активности. Получены различия по функциональной активности В-лимфоцитов в тесте РБТЛ (спонтанной и стимулированной) в различные периоды тренировочного цикла между группами спортсменов со СКМП и без СКМП. Оказалось, что в соревновательный период в обеих группах происходит снижение функциональной активности В-лимфоцитов с последующим восстановлением в переходный период в группе спортсменов без СКМП. В группе спортсменов со СКМП в переходный период функциональная активность В-лимфоцитов еще более снижается. Так, РБТЛ стимулированная в группе спортсменов без СКМП в переходный период составила 20611 ± 1628 имп/мин, в то время как у спортсменов со СКМП она оказалась равной 15699 ± 2916 имп/мин, т. е. вдвое ниже (р < 0,05). Продукция иммуноглобулинов является важной функцией В-лимфоцитов. По данным некоторых исследователей, уровень иммуноглобулинов у спортсменов не зависит от интенсивности тренировочных нагрузок [6, 7] и не коррелируют с содержанием в крови В-лимфоцитов [4]. По нашим данным, при СКМП отмечается снижение уровня IgA в сыворотке крови у мужчин, а у женщин при СКМП изменений по сравнению с группой спортсменов без СКМП не получено. Изучение клеточного звена иммунитета показало, что у спортсменов обеих групп происходит снижение количества Т-лимфоцитов (СД3) на фоне повышения СД16 и СД95. Снижение уровня Т-лимфоцитов, как у мужчин, так и у женщин идет параллельно со снижением цитотоксических лимфоцитов (CD8). Повышение уровня натуральных киллеров (CD16) указывает на активацию работы иммунной системы у спортсменов и является компенсаторной реакцией на снижение фагоцитарной активности нейтрофилов. Значительное увеличение числа индукторов апоптоза (CD95), обеспечивающих запрограммированную гибель клетки по завершении иммунного ответа, в группе спортсменов имеет значение для своевременного удаления уже отработавших и потенциально опасных клеток с нарушенной структурой и функцией и способствует поддержанию гомеостаза в активно работающем организме. Обращает на себя внимание, что снижение количества Т-лимфоцитов у спортсменов независимо от наличия или отсутствия СКМП сопровождается компенсаторным повышением их функциональной активности, что обеспечивает постоянство иммунного гомеостаза у спортсменов. При этом у спортсменов со СКМП происходит статистически достоверное снижение ИС (индекса стимуляции) 24,8 ± 1,4 против 33,5 ± 2,9 (р < 0,01). В соответствии с литературными данными (Landmann, et al., 1984; Edwards et al., 1984), под влиянием психоэмоциональных и физических нагрузок уровень цитотоксических лимфоцитов повышается в большей степени, чем хелперов. Однако в наших исследованиях у спортсменов наравне со снижением относительного числа Т-лимфоцитов (CD3) установлено снижение их субпопуляций — хелперов (CD4) и цитотоксических лимфоцитов (CD8). В группе женщин со СКМП происходит существенное снижение общего числа Т-лимфоцитов, сопровождающееся увеличением до 73 % доли лиц с низким уровнем Т-лимфоцитов хелперов. Это ведет к снижению иммунорегуляторного индекса, что свидетельствует о нарушении регуляции иммунных процессов в организме и является одним из диагностических признаков спортивного иммунодефицита [5]. В группе мужчин со СКМП, напротив, отмечается снижение цитотоксических лимфоцитов (CD8), но существенных изменений иммунорегуляторного индекса не отмечается. В доступной литературе данных о влиянии различных по интенсивности нагрузок на иммунограмму спортсменов (мужчин и женщин) со СКМП в зависимости от периода тренировочного цикла нами не найдено. В результате проведенных исследований установлено, что в группе мужчин со СКМП на подготовительном этапе происходит повышение уровня Т-лимфоцитов, а снижение иммунорегуляторного индекса при СКМП, как и у спортсменов без СКМП отмечается на соревновательном и переходном этапах тренировочного цикла. У женщин при СКМП уже на подготовительном этапе отмечаются признаки иммунодефицита — снижение уровня лимфоцитов и иммунорегуляторного индекса на фоне высокого уровня В-лимфоцитов. На последующих этапах иммунорегуляторный индекс остается на низком уровне, незначительно повышаясь в переходный период. Нами выявлены различия по функциональной активности Т-лимфоцитов в различные периоды тренировочного цикла в группах спортсменов со СКМП и без СКМП. В соревновательный период тренировочного цикла функциональная активность Т-лимфоцитов, как спонтанная, так и стимулированная снижается в обеих группах. Однако в группе спортсменов без СКМП в переходный период происходит восстановление функциональной активности Т-лимфоцитов, в то время как в группе спортсменов со СКМП наступает еще более выраженное снижение этого показателя. В последнее время все большее внимание уделяется изучению аутоиммунных процессов у спортсменов. При нормальном функционировании организма происходит постоянный распад тканей и выход в кровь тканевых антигенов. Интенсификация обменных процессов при физических нагрузках усиливает этот процесс. Нами было проведено изучение аутоиммунных реакций гуморального и клеточного типа у спортсменов без СКМП и со СКМП и в группе лиц, не занимающихся спортом. Исследования антигена миокарда показало, что в группе спортсменов как со СКМП, так и при ее отсутствии имеет место повреждение миокарда, о чем свидетельствует увеличение антигена миокарда в системе циркуляции с развитием аутоиммунных реакций гуморального типа. Так, в группах спортсменов со СКМП и без СКМП антиген миокарда составил 1,12 ± 0,3 и 1,05 ± 0,1 ступеней при полном его отсутствии в контрольной группе. В результате проведенных исследований выявлены различия в развитии аутоиммунных реакций гуморального типа в зависимости от формы СКМП. Оказалось, что при СКМП, протекающей с нарушением процесса реполяризации, выявляются более высокие значения ЦИК как у юношей, так и у девушек по сравнению с аритмической формой. При этом у девушек повреждение миокарда наиболее выражено, так как у них определяется самый высокий уровень антигена миокарда. В обеих группах спортсменов выявлена четкая зависимость титра антител к антигену миокарда от наличия или отсутствия антигена. Так, титр антител оказался выше при отсутствии антигена миокарда по сравнению с их титром при его наличии. Эти данные свидетельствуют о том, что антитела активно связывают антиген миокарда, поэтому он исчезает из системы циркуляции, что отражает высокую активность иммунного ответа. Проведенные исследования показали, что в группе спортсменов со СКМП имеют место особенности иммунного ответа в различные периоды тренировочного цикла по сравнению с группой спортсменов без СКМП. Так, в соревновательный период повышается уровень антигена миокарда, при этом титр антител снижается, в переходный период, напротив, уровень антигена снижается, но растет титр антител. Что же касается ЦИК, то их уровень повышается как в соревновательный, так и в переходный период. Эти данные свидетельствуют о том, что у спортсменов со СКМП имеет место более выраженная активность иммунного ответа при интенсивных физических нагрузках по сравнению со спортсменами без СКМП, у которых такая закономерность не получена. Исследование клеточных аутоиммунных реакций по ИТМЛ показало, что он повышен в обеих группах спортсменов и не отличается у мужчин и женщин. Изучение частоты повышения ИТМЛ у спортсменов с различными формами СКМП показало, что при форме, протекающей с нарушением процесса реполяризации, в 5 раз чаще имеет место повышение ИТМЛ по сравнению с аритмической формой. Эта разница наиболее выражена у женщин. Выявлена зависимость клеточных аутоиммунных реакций от периода тренировочного цикла в группе спортсменов со СКМП. В соревновательный период повышается ИТМЛ, в переходный период этот показатель нормализуется. Эти данные свидетельствуют об усилении аутоиммунных реакций клеточного типа в соревновательный период. В группе спортсменов без СКМП такой зависимости выявлено не было. Таким образом, как у спортсменов со СКМП, так и при ее отсутствии имеют место аутоиммунные реакции гуморального и клеточного типа к антигену миокарда. Однако эти реакции наиболее выражены у спортсменов со СКМП, особенно протекающей с нарушением процесса реполяризации. Выраженность этих реакций зависит от периода тренировочного цикла. Следует считать, что у спортсменов, у которых отсутствует клинически определяемая СКМП, выявленные аутоиммунные реакции гуморального и клеточного типа к антигену миокарда являются ранними маркерами развития СКМП. Эти спортсмены могут быть отнесены в группу риска. ВЫВОДЫ При СКМП определяется нарушение нормального соотношения гормонов (кортизола и тестостерона), что приводит к нарушению регуляции Т и В-системы иммунитета с развитием аутоиммунных реакций гуморального и клеточного типа. Этому способствует повышение уровня сердечного антигена, вследствие цитолиза кардиомиоцитов, что вызывает повреждение миокарда. У спортсменов со СКМП выявляются снижение фагоцитоза, гиперфункция В-системы иммунитета с нарушением функциональной активности В-лимфоцитов и Т-лимфоцитов, наиболее выраженной в переходный период тренировочного цикла. Аутоиммунные реакции гуморального и клеточного типа к антигену миокарда наиболее выражены у спортсменов со СКМП, выявление этих реакций у спортсменов без СКМП является ранним маркером развития СКМП, и эти спортсмены должны быть отнесены в группу риска.

About the authors

Vladimir Stanislavovich Vasilenko

Saint-Petersburg State Pediatric Medical University

Email: vasilenkovladi@yandex.ru
Dr Med Sci., Assistant Professor of Department of Hospital Therapy

Yuliya Borisovna Semenova

Saint-Petersburg State Pediatric Medical University

Email: ulasema@rambler.ru
MD, PhD, Associate Professor of Department of Hospital Therapy

References

Supplementary files