Коллапс, связанный с физической нагрузкой
Авторы: Chad A Asplund, Francis G O’Connor, Timothy D Noakes.
Перевод - Сергей Струков.
Растёт популярность видов спорта на выносливость. В 2010 году в марафонских забегах приняло участие более 500 тысяч человек (1). В одном из исследований показано, что на каждую 1000 финишировавших приходится ~25 человек, нуждающихся в медицинской помощи; однако их количество тесно связано с окружающей средой (2, 3). Коллапс, связанный с физическими нагрузками (КФН) – наиболее распространённое состояние у бегунов, которым требуется медицинская помощь: 59-85% обращений после марафонов и ультрамарафонов (2, 4).
Механизм КФН многофакторный и прежде объяснялся перегреванием или обезвоживанием (5 – 7). В настоящее время основной причиной КФН считают преходящую постуральную гипотензию, после прекращения бега спортсменом, вызванную оттоком крови к нижним конечностям и приводящую к нарушению сердечных барорефлексов (8, 9). Цель данной статьи – обзор имеющихся научных данных для лучшего объяснения КФН, чтобы представить врачам лучшие методы лечения и научно обоснованный алгоритм работы в день соревнований.
Методы
Поиск выполнили в Medline, ограничиваясь исследованиями с участием людей на английском языке, по следующим терминам: ‘exercise-associated collapse’, ‘exercise-associated postural hypotension’, ‘postexercise collapse’ и ‘exercise and orthostatic intolerance’. Обнаружено 86 статей, из которых 26 обзоры. Изучали резюме статьи и ссылки из обзорных статей. В итоге выбрали 34 исследования. Доказательства ранжировали согласно уровням Оксфордского центра доказательной медицины 2011 года.
Определения
Коллапс, связанный с физическими нагрузками
Коллапс у спортсменов в сознании, не способных стоять на ногах или ходить без посторонней помощи в результате лёгкого головокружения, слабости и головокружения, или обморок, вызванный коллапсом, возникающим после завершения напряжения или прекращения упражнений (11).
Постуральная гипотензия, вызванная физическими нагрузками
Симптомы после упражнений, вызванные снижением систолического давления крови более 20 мм рт. ст. от принятия вертикального положения из положения лёжа на спине (4).
Ортостатическая непереносимость
Симптомы, вызванные ортостатической гипотензией от снижения систолического давления крови более 20 мм рт. ст. или диастолического давления крови на 10 мм рт. ст. в течение трех минут стояния (12).
КФН, постуральная гипотензия, связанная с физическими нагрузками (ПГФН) и ортостатическая непереносимость (ОН) – все вызывают обморок или предобморочное состояние, но КФН и ПГФН специфичны для физических нагрузок. ПГФН отличается от КФН измерением давления крови и различиями в положении лёжа на спине и стоя. Однако ПГФН и КФН описывают коллапс у спортсменов после физических напряжений.
Тепловой удар и гипонатриемия
Тепловой удар физического напряжения (ТУФН) характеризуется нарушением функции центральной нервной системы, которая может проявляться коллапсом или обмороком, связанным с увеличением температуры ядра тела (>400 С), вызванным физической нагрузкой (13, 14). Гипонатриемия физической нагрузки (ГФН) – потенциально опасное для жизни состояние, которое характеризуется уменьшением содержания натрия в сыворотке крови (<135 ммоль/л) и изменениями психического состояния. У спортсменов с ГФН бывает настоящий обморок, спутанность сознания или дезориентация, но с изменениями в концентрации натрия в сыворотке (15).
ГФН и ПГФН могут быть причиной коллапса в видах спорта на выносливость, но они связаны с аномальными жизненно важными признаками/симптомами, и их нужно предполагать и исключать до диагностики КФН. В этом обзоре особое внимание уделяется КФН, его механизму и лечению; поэтому ТУФН и ГФН далее обсуждаться не будут.
Механизм кфн
Тренировка на выносливость вызывает увеличение сердечного выброса и объёмной нагрузки на левый и правый желудочки, что приводит к тренированному на выносливость сердцу, с расширением и средним утолщением стенки левого желудочка. Повышение сердечного выброса от тренировки сопровождается снижением ЧСС у тренированных спортсменов по сравнению с нетренированными. Кроме того, при выполнении упражнений активным мышцам нижних конечностей требуется повышенный кровоток, а значит, для удовлетворения потребности нужно уменьшение периферического сосудистого сопротивления. Для создания подобного значительного сердечного выброса и противодействия снижению ЧСС в покое, вторично к влиянию тренировки, у спортсменов должен увеличиться ударный объём и сосудистое сопротивление. Активные скелетные мышцы действуют, как «второе сердце», обеспечивая возврат крови к сердцу из расширенных сосудов нижних конечностей. После прекращения активности второе сердце больше не содействует венозному возврату, значительный объём крови задерживается в нижних конечностях и может вызвать КФН. Следовательно, адаптация, ведущая к успешной активности на выносливость, также существенный фактор, увеличивающий ОН, которая наблюдается у спортсменов на выносливость.
Согласно научным данным, у тренированных спортсменов повышается склонность к ОН. В исследованиях подтверждается концепция снижения сопротивления голени и нижней конечности, увеличение податливости и способности к расширению диастолической камеры, как факторов, приводящих к ОН у спортсменов (16 – 18). У спортсменов на выносливость конечный диастолический объём левого желудочка повышается больше, чем у неспортсменов. Это необходимо для производства большего ударного объёма (19). Также у тренированных спортсменов проявляется снижение скорости раскручивания желудочков, по сравнению с нетренированными спортсменами, демонстрируя способность тренированного сердца адаптироваться к поддержанию высокого сердечного выброса (20). Увеличение объёма сосудов от тренировки, связанное с изменением объёма наполнения и выброса сердца, может приводить к перенастройке сердечно-лёгочного барорефлекса (22). Из-за сброса барорефлекса тренированные люди могут больше зависеть от поддержания венозного возврата при вертикальном положении тела после физической нагрузки (23). И наконец, критический обзор подтверждает вызванное упражнениями увеличение ударного объёма, как компенсаторный механизм против ОН (Таблица 1).
Роль жары и обезвоживания
Обезвоживание, вызывающее гипертермию, считали основным фактором КФН (5-7), но нет доказательств, подтверждающих его общую ответственность за ОН или КФН у спортсменов на выносливость (25). Однако существующие данные подтверждают, что тепловой стресс и повышенная температура кожи – факторы, содействующие ОН. Тепловой стресс приводит к снижению контроля барорефлексом реакции на ортостатическую нагрузку (26). Также считают, что тепловой стресс ухудшает результаты аэробных упражнений, преимущественно путём повышения сердечно-сосудистого напряжения (27). Кроме того, увеличение температуры тела может повышать сопротивление мозговых сосудов, понижая церебральный порог для нейрогенного коллапса (28).
Таблица 1. Механизмы
Ис-точ-ник | Автор / журнал | Год | Вид исследования | Пациенты | Результат | УД |
16 |
Morikawa et al Med Sci Sports Exerc |
2001 |
Контролируемое испытание |
26 бегуний, 23 сверстниц, контроль | Тренированные женщины с высоким уровнем ортостатической непереносимости при ОДНТ. Увеличение податливости сосудов играет важную роль | 2 |
17 |
Levine et al Circulation |
1991 |
Контролируемое испытание |
7 спортсменов и 6 контрольная группа | У спортсменов на выносливость больше податливость и растяжимость диастолической камеры, чем у не спортсменов | 2 |
18 |
Levine et al J Appl Physiol |
1991 |
Контролируемое испытание |
8 высоко тренированных, 8 средне тренированных и 8 низко тренированных | Податливость сосудов голени и реакция каротидного барорефлекса способствуют индивидуальной реакции на ОДНТ | 2 |
19 |
Esch et al Am J Physiol Heart Circ Physiol |
2007 |
Контролируемое испытание |
8 спортсменов и 8 контрольная группа | У спортсменов на выносливость большее увеличение конечно диастолического объёма, чем у не спортсменов, при аналогичной области полости правого желудочка | 2 |
20 |
Esch et al J Appl Physiol |
2010 |
Контролируемое испытание |
8 спортсменов и 8 контрольная группа | У спортсменов на выносливость понижена скорость раскручивания левого желудочка по сравнению с не спортсменами | 2 |
21 | Convertino Med Sci Sports Exerc | 2003 |
Контролируемое испытание |
8 мужчин | Расширение объёма сосудов связано со снижением реакции ЧСС на стимуляцию барорефлекса | 2 |
22 |
Ogoh et al J Appl Physiol |
2006 |
Контролируемое испытание |
8 мужчин | Сердечно-лёгочный барорефлекс перенастраивается до новой рабочей точки, связанной с вызванным упражнением изменением объёма наполнения желудочка | 2 |
23 |
Ogoh et al J Physiol |
2003 |
Контролируемое испытание |
14 мужчин | Высоко тренированные люди больше зависят от поддержания венозного возврата для сохранения вертикального положения тела | 2 |
24 |
Convertino Med Sci Sports Exerc |
1993 | Критический обзор | - | Увеличение ударного объёма – основной механизм компенсации у людей, тренированных на выносливость | 3 |
ОДНТ – отрицательное давление в нижней части тела; УД – уровень доказательности. |
Два небольших исследования обнаружили изменения в контроле барорефлексом давления крови у отдельных испытуемых от вызванной лабораторной гиповолемии, что повышает чувствительность к КФН (22, 29). Тем не менее, в большем клиническом исследовании с учётом состава тела 31 бегуна, завершивших ультра-марафон, не обнаружили более высокую температуру у испытуемых с коллапсом, по сравнению с теми, у кого не было коллапса. У всех бегунов отмечалось обезвоживание, но величина обезвоживания не зависела от степени постуральной гипотензии после соревнования (30) (Таблица 2). Поэтому жара и обезвоживание не признали истинными причинами КФН или ОН при соревнованиях на выносливость, но они могут быть факторами риска КФН или способствовать нарушению периферической вазоконстрикции, ведущей к ортостатическому состоянию.
Таблица 2. Обезвоживание / жара
Ис-точ-ник | Автор \ журнал | Год | Вид исследования | Пациенты | Результат | УД |
23 |
Ogoh et al J Physiol |
2003 | Клиническое испытание | 14 мужчин | При тренировке на выносливость в ответ на прогрессивное снижение центрального объёма крови ослабляется барорефлекс | 2 |
26 |
Crandall Am J Physiol Heart Circ Physiol |
2000 | Контролируемое испытание | 12 человек | Снижение барорефлекса, наряду с уменьшением способности повышать ЧСС повышают чувствительность к ОН | 2 |
27 |
Cheuvront et al J Appl Physiol |
2010 | Критический обзор | - | Обезвоживание усиливает гипертермию и снижает объём плазмы, что увеличивает сердечно-сосудистое напряжение | 3 |
28 |
Wilson et al
Am J Physiol Regul Integr Com Physiol |
2006 | Контролируемое испытание | 15 мужчин | Тепловой стресс уменьшает скорость мозгового кровотока и повышает церебральное сосудистое сопротивление | 2 |
29 |
Charkoudian et al J Physiol |
2003 | Контролируемое испытание | 13 здоровых людей | Вызванное упражнениями обезвоживание ведёт к изменениям в контроле давления крови барорефлексом | 2 |
30 |
Holtzhausen et al Med Sci Sports Exerc |
1995 | Клиническое испытание | 31 бегун | У всех бегунов снизился объём жидкости (в среднем, на 4,6%), у 68% развилась асимптоматическая ПГФН, обезвоживание не ухудшало состояние сердечно-сосудистой системы |
2 |
ПГФН – постуральная гипотензия физической нагрузки; УД – уровень доказательности; ОН – ортостатическая непереносимость |
Модуляция барорефлекса
Задержка крови в нижних конечностях после прекращения физической нагрузки - предлагаемый механизм КФН. Если после прекращения упражнений с интактным барорефлексом не повышается системное сосудистое сопротивление, сниженное при физических упражнениях, может развиться отрицательное давление в нижней части тела (ОДНТ) и возникнуть постуральная гипотензия. Во многих исследованиях влияния ОДНТ показано нарушение барорефлекса как основной механизм ОН после физических упражнений. Снижение контроля со стороны барорефлекса связано с уменьшением ортостатической реакции после тренировки (31). Контролируемое испытание с тренирующимися мужчинами показало нарушение контроля барорефлекса после динамических упражнений (32). Кроме того, в клиническом испытании с 51 человеком, завершившими горный марафон, обнаружено, что снижение ортостатической реакции резистивных сосудов – вероятная этиология ОН у этих бегунов после упражнений (33). В клиническом испытании с опытными бегунами систолическое давление крови снижалось после упражнений вторично к уменьшению периферического сосудистого сопротивления, что приводило к снижению объёма наполнения (34). Тем не менее, у женщин по сравнению с мужчинами реакция может отличаться. Контролируемое клиническое испытание с женщинами и мужчинами показало, что механизм ОН у женщин вероятно обусловлен снижением сердечного наполнения, а не нарушением барорефлекса (35) (Таблица 3).
Таблица 3. Модуляция барорефлекса
Ис-точ-ник | Автор \ журнал | Год | Вид исследований | Пациенты | Результаты | УД |
31 |
Murrell et al J Appl Physiol |
2007 | Клиническое испытание | 7 спортсменов | После упражнений гипотензия и постуральное снижение автономной функции или контроля барорефлексом подвергает мозг риску гипоперфузии | 2 |
32 |
Halliwill et al J Physiol |
1996 | Контролируемое испытание | 9 мужчин | После физических упражнений нарушается контроль барорефлексом сосудистого сопротивления от симпатической активности | 2 |
33 |
Gratze et al Eur Heart J |
2008 | Клиническое испытание | 51 мужчина | ОН после упражнений связана с высокой базовой симпатической модуляцией вазомоторного тонуса в сочетании с уменьшением ортостатической реакции резистивных сосудов | 2 |
34 |
Privett et al Br J Sports Med |
2010 | Клиническое испытание | 10 опытных бегунов | После продолжительных упражнений, в результате недостаточной компенсации снижения ударного объёма, уменьшается САД и падает объём наполнения | 2 |
35 |
Fu et al Am J Phsiol Heart Circ Physiol |
2004 | Контролируемое | 10 женщин и 13 мужчин | Снижение ОН у женщин связанно с уменьшением наполнения сердца, а не с уменьшением сосудистого сопротивления, как у мужчин | 2 |
УД – уровень доказательности; ОН – ортостатическая непереносимость; САД – систолическое давление крови. |
Другие факторы
Существуют убедительные доказательства, подтверждающие ослабление ответного барорефлекса как механизма, ответственного за ОН и КФН. Отмечается, что тепловой стресс может содействовать этой реакции. Однако изучено несколько других факторов, которые также могли усугублять реакцию.
Обнаружено ослабление чувствительности барорефлекса при гипогликемии. Это важно, потому что уровень глюкозы сыворотки снижается с увеличением продолжительности физической нагрузки, что может повысить восприимчивость к КФН спортсменов на выносливость и сверхвыносливость (36). Стремление к целевому времени или высокому темпу также связаны с КФН (30). При попытке достигнуть конечной или временной цели возрастает частота дыхания, в результате у спортсменов понижается концентрация углекислого газа. Исследования показывают защитное действие гиперкапнии (37) и результирующая гипокапния дополнительно ослабляет барорефлекс (38).
Приём лекарственных средств может влиять на ответное ОДНТ: приём антидепрессантов - возможный фактор КФН, поскольку значительно нарушает рефлекторную сердечно-сосудистую реакцию на физическую нагрузку, изменяя нейрохимические реакции (39). Кроме того, в двух независимых рандомизированных контролируемых клинических исследованиях приём антагонистов Н1 и Н2 рецепторов притуплял в организме гипотензию после упражнений, а значит, гистамин также может играть роль в КФН (40, 41) (Таблица 4).
Таблица 4. Другие факторы
Ис-точ-ник | Автор /журнал | Год | Вид исследования | Пациенты | Результаты | УД |
36 |
Adler et al Diabetes |
2009 | Клиническое испытание | 20 мужчин | Предшествующая гипогликемия ослабила чувствительность барорефлекса и реакции на гипотензивный стресс | 2 |
37 |
Howden et al Exp Physiol |
2004 | Случай-контроль | 9 испытуемых | Повышение артериального СО2 связано с увеличением церебрального кровотока | 3 |
38 | Lucas et al J Appl Physiol | 2008 | Перекрёстное | 9 мужчин | Постуральная гипотензия и гипокапния усугубляет церебральную гипоперфузию при продолжительных упражнениях | 3 |
39 |
Middleton et al Eur J Clin Pharmacol |
1987 | Случай-контроль | 7 женщин и 7 контрольная группа | Cущественное нарушение сердечно-сосудистой рефлекторной реакции при приёме антидепрессантов | 3 |
40 |
Lockwood et al J Physiol |
2005 | Рандомизированное контролируемое испытание | 14 здоровых мужчин и женщин | Антагонисты Н1 рецепторов уменьшают вазодилатацию после упражнений и притупляют гипотензию после упражнений | 1 |
41 |
McCord et al J Appl Physiol |
2006 | Рандомизированное контролируемое испытание | 10 здоровых мужчин и женщин | Антагонисты Н2 рецепторов уменьшают вазодилатацию после упражнений и притупляют гипотензию после упражнений | 1 |
УД - уровень доказательности |
Лечение
Согласно научным данным, задержка крови в нижних конечностях с ослаблением ответного барорефлекса – основные механизмы КФН. Поэтому выбор вариантов лечения направлен преимущественно на исправление этих нарушений. Поскольку нет достаточных доказательств для гипертермии и обезвоживания как первичной этиологии КФН, общее охлаждение тела и внутривенное введение жидкости не рассматриваются в качестве исходного лечения КФН.
В рандомизированном контролируемом исследовании показано восстановление нормальной гемодинамики от положения Тренделенбурга (42, 43). Также согласно исследованиям, оральный приём жидкости защищает от КФН и используется как эффективное лечение КФН (43, 44). Рандомизированное контролируемое исследование и два небольших исследования обнаружили перенаправление к центру периферического кровотока и снижение сердечно-сосудистого напряжения от поверхностного охлаждения кожи, а значит, охлаждением можно лечить КФН (45 – 47). И наконец, согласно результатам исследования компрессионных чулок у бегунов, при склонности к ОН бегунам полезно надевать компрессионные чулки во время бега (48). Также людям, склонным к КФН, по-видимому, полезно принимать препараты, блокирующие Н1 и Н2 рецепторы, охлаждать поверхность кожи и обеспечивать достаточное количество глюкозы при физических нагрузках (Таблица 5).
Таблица 5. Лечение
Ис-точ-ник | Автор / журнал | Год | Вид исследований | Пациенты | Результат | УД |
42 |
Journeay et al Aviat Space Environ Med |
2004 |
Рандомизированное контролируемое испытание |
6 испытуемых | Положительное давление в нижней части тела способствует восстановлению гемодинамики | 1 |
43 |
Anley et al Br J Sports Med |
2010 |
Рандомизированное контролируемое испытание |
28 спортсменов | ПГФН эффективно лечится положением Тренделенбурга и оральной гидратацией | 1 |
44 |
Davis and Fortney Int J Sports Med |
1997 |
Контролируемое испытание |
5 мужчин | Потребление жидкости – эффективное лечение ОН | 2 |
45 | Durand et al Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol | 2004 |
Рандомизированное контролируемое испытание |
8 испытуемых | Поверхностное охлаждение кожи – улучшает ОН у людей с нормальной температурой | 1 |
46 |
Wilson et al J Appl Physiol |
2002 |
Клиническое испытание |
9 испытуемых | Поверхностное охлаждение кожи защищает людей в тепловом стрессе от ОН | 3 |
47 |
Cui et al
Am J Physiol Heart Circ Physiol |
2005 |
Контролируемое испытание |
9 испытуемых | Поверхностное охлаждение кожи повышает центральное венозное давление | 2 |
48 |
Privett et al Clin J Sport Med |
2010 |
Контролируемое испытание |
6 испытуемых | Бегуны, склонные после упражнений к ОН могут снизить риск, надевая при беге компрессионные чулки | 1 |
ПГФН – постуральная гипотензия физической нагрузки; ОН – ортостатическая непереносимость. |
Алгоритм
Мы предлагаем алгоритм, который в настоящее время используется Marine Corps Marathon на основе научных данных об этиологии, механизме и лечении (49, 50) КНФ у спортсменов на выносливость (Рисунок 1). Ключевая особенность использования алгоритма – дифференциальный диагноз спортсмена с коллапсом, исключающий потенциально опасные для жизни ГНФ или ТУФН, оценкой температуры, физического и психического состояния, прежде чем приступать к алгоритму КФН.
Выводы
КФН – распространённое явление при активности на выносливость, которое характеризуется коллапсом после завершения соревнований без неврологических, биохимических или температурных отклонений. КФН, пожалуй, самая частая этиология для медицинских провайдеров, обслуживающих соревнования в полевых условиях. Но врачу нужно помнить, что КФН диагностируется после исключения других этиологий, вызывающих коллапс. Нет научных данных, подтверждающих прежние предположения: обезвоживание или тепловой стресс - причина КФН. Однако эти факторы, наряду с приёмом лекарств, гипокапнией и гипогликемией вносят свой вклад в КФН. Согласно современной точке зрения, причина постуральной гипотензии – задержка крови в нижних конечностях вследствие снижения периферического сопротивления в условиях ослабления ответного барорефлекса, что и вызывает КФН. У женщин КФН преимущественно не от нарушения барорефлекса, а от снижения наполнения сердца. Лечение КФН, как правило, симптоматическое и включает оральное потребление жидкости и положение Тренделенбурга. Обычно не нужны общее охлаждение тела, внутривенная гидратация или продвинутые методы лечения.
Рис. 1. Алгоритм при коллапсе физической нагрузки.
Т, темп. – температура; САД – систолическое артериальное давление; ЧСС – частота сердечных сокращений, фр – физраствор.
Оригинал: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21948122