Патогенетические механизмы развития атеросклероза у спортсменов

Цель исследования – выявить взаимосвязь между выполнением высокоинтенсивной физической нагрузки и развитием дисфункции эндотелия у лиц, занимающихся профессиональным спортом. Возникновение эндотелиальной дисфункции как одного из основных маркеров атеросклеротического поражения сосудистой стенки у спортсменов представляет актуальную проблему в современной медицине в связи с бессимптомным течением и непредсказуемостью развития сердечно-сосудистых осложнений.

Материал и методы. Проанализированы публикации по теме научного обзора с 2010 по 2020 г. Для поиска использовались электронные базы данных Академии Google (https://scholar.google.ru/), UpToDate (www.uptodate.com), Oxford Medicine Online (https://oxfordmedicine.com/), PubMed (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/),  научная электронная библиотека «КиберЛенинка» и зарубежные журналы Springer (https://www.springer.com/gp), Journal of the American College of Cardiology (https://imaging.onlinejacc.org/).

Результаты. Зарубежные и отечественные исследования, проведенные в последнее время, показывают относительно высокую взаимосвязь между уровнем физической нагрузки и развитием коронарного атеросклероза у профессиональных спортсменов.

Заключение. При выполнении длительных и чрезмерных физических нагрузок у подготовленных спортсменов часто возникает окислительный стресс, наличие которого обусловливает развитие эндотелиальной дисфункции, что с современных позиций является ключевым звеном в патогенезе атеросклероза. Дальнейшее изучение механизма атерогенеза будет способствовать применению новых методов диагностики в прогнозировании заболевания на ранней стадии и его лечения, позволяя сохранить здоровье спортсмена.

1. Eijsvogels T.M., Molossi S., Lee D.C., Emery M.S., Thompson P.D. Exercise at the extremes: the amount of exercise to reduce cardiovascular events. J. Am. Coll. Cardiol., 2016; 67 (3): 316–329. doi: 10.1016/j.jacc.2015.11.034

2. Stamler J. Epidemioligy of coronary heart disease. Med. Clin. North Am., 1973; 57 (1): 5–46. doi: 10.1016/s0025-7125(16)32300-8

3. Eijsvogels T.M., Thompson P.D. Exercise is medicine: at any dose? JAMA, 2015; 314 (18): 1915–1916. doi: 10.1001/jama.2015.10858

4. Lee D.C., Pate R.R., Lavie C.J., Sui X., Church T.S., Blair S.N. Leisure-time running reduces all-cause and cardiovascular mortality risk. J. Am. Coll. Cardiol., 2014; 64 (5): 472–481. doi:10.1016/j.jacc.2014.04.058

5. Wen C.P., Wai J.P., Tsai M.K., Yang Y.C., Cheng T.Y., Lee M.C., Chan H.T., Tsao C.K., Tsai S.P., Wu X. Minimum amount of physical activity for reduced mortality and extended life expectancy: a prospective cohort study. Lancet, 2011; 378 (9798): 1244–1253. doi: 10.1016/S0140-6736(11)60749-6

6. Urschel K., Cicha I. TNF-α in the cardiovascular system: from physiology to therapy. Int. J. Interferon Cytokine Mediat. Res., 2015; 7: 9–25. doi: 10.2147/IJICMR.S64894

7. Машковский Е.В., Богова О.Т., Ачкасов Е.Е., Седерхольм Л.А. Влияние спортивного анамнеза на клинические и эхокардиографические особенности течения ишемической болезни сердца. Спорт. мед.: наука и практика, 2013; (2): 41–44.

8. Лубышева Л.И. Современный спорт: проблемы и решения. Человек. Спорт. Медицина, 2014; 14 (1): 12–14.

9. Горбенко А.В., Скирденко Ю.П., Николаев Н.А., Замахина О.В., Шерстюк С.А., Ершов А.В. Спортивное сердце: норма или патология. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2020; 24 (2): 16–25.

10. Аббасов И.М., Скребов Р.В., Кузьмичев Д.Е., Мисников П.В. Современные представления о причинах внезапной смерти, в том числе в спорте, и их судебно-медицинская диагностика. Здравоохранение Югры: опыт и инновации, 2020; (1): 67–81.

11. Бокерия Л.А., Бокерия О.Л., Ле Т.Г. Внезапная сердечная смерть у спортсменов. Анналы аритмологии, 2009; 6 (2): 24–39.

12. Berdowski J., de Beus M.F., Blom M., Bardai A., Bots M.L., Doevendans P.A., Grobbee D.E., Tan H.L., Tijssen J.G., Koster R.W., Mosterd A. Exercise-related out-of-hospital cardiac arrest in the general population: incidence and prognosis. Eur. Heart J., 2013; 34 (47): 3616–3623. doi: 10.1093/eurheartj/eht401

13. Олейник С.А., Горчакова Н.А., Гунина Л.М., Гудивок Я.С. Фармакология спорта. Киев: Олимп. лит-ра, 2010. 640 с.

14. Пузин С.Н., Ачкасов Е.Е., Богова О.Т., Машковский Е.В. Заболевания сердечно-сосудистой системы у спортсменов- профессионалов. Мед.-соц. экспертиза и реабилитация, 2012; (3): 55–57.

15. McHugh C., Hind K., Davey D., Wilson F. Cardiovascular health of retired field-based athletes: a systematic review and meta-analysis. Orthop. J. Sports Med., 2019; 7 (8): 2325967119862750. doi: 10.1177/232596711986275

16. DeFina L.F., Radford N.B., Barlow C.E., Willis B.L., Leonard D., Haskell W.L., Farrell S.W., Pavlovic A., Abel K., Berry J.D., Khera A., Levine B.D. Association of all-cause and cardiovascular mortality with high levels of physical activity and concurrent coronary artery calcification. JAMA Cardiol., 2019; 4 (2): 174–181. doi: 10.1001/jamacardio.2018.4628

17. Василенко В.С., Семенова Е.С., Семенова Ю.Б. Липиды крови у спортсменов в зависимости от направленности тренировочного процесса. Педиатр, 2017; 8 (2): 10–14.

18. Aengevaeren V.L., Mosterd A., Sharma S., Braber T.L., Thompson P.D., Velthuis B.K., Eijsvogels T.M.H. Coronary atherosclerosis in athletes: exploring the role of sporting discipline. JACC Cardiovasc. Imaging, 2019; 12 (8): 1587–1589. doi: 10.1016/j.jcmg.2019.01.002

19. Harmon K.G., Drezner J.A., Wilson M.G., Sharma S. Incidence of sudden cardiac death in athletes: a stateof-the-art review. Heart, 2014; 100 (16): 1227–1234. doi: 10.1136/heartjnl-2014-093872.rep

20. Aengevaeren V.L., Mosterd A., Braber T.L., Prakken N.H.J., Doevendans P.A., Grobbee D.E., Thompson P.D., Eijsvogels T.M.H., Velthuis B.K. Relationship between lifelong exercise volume and coronary atherosclerosis in athletes. Circulation, 2017; 136 (2): 138–148. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.117.027834

21. Merghani A., Maestrini V., Rosmini S., Cox A.T., Dhutia H., Bastiaenan R., David S., Yeo T.J., Narain R., Malhotra A., Papadakis M., Wilson M.G., Tome M., AlFakih K., Moon J.C., Sharma S. Prevalence of subclinical coronary artery disease in masters endurance athletes with a low atherosclerotic risk profile. Circulation, 2017; 136 (2): 126–137. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.116.026964

22. Braber T.L., Mosterd A., Prakken N.H., Rienks R., Nathoe H.M., Mali W.P., Doevendans P.A., Backx F.J., Bots M.L., Grobbee D.E., Velthuis B.K. Occult coronary artery disease in middle-aged sportsmen with a low cardiovascular risk score: The Measuring Athlete's Risk of Cardiovascular Events (MARC) study. Eur. J. Prev. Cardiol., 2016; 23 (15): 1677–1684. doi: 10.1177/2047487316651825

23. Смоленский А.В., Михайлова А.В., Борисова Ю.А., Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г., Татаринова А.Ю. Особенности физиологического ремоделирования спортивного сердца. Лечеб. физкультура и спорт. медицина, 2012; (6): 9–14.

24. Hawley J.A., Hargreaves M., Joyner M.J., Zierath J.R. Integrative biology of exercise. Cell, 2014; 159 (4): 738–749. doi: 10.1016/j.cell.2014.10.029

25. Franck G., Even G., Gautier A., Salinas M., Loste A., Procopio E., Gaston A.T., Morvan M., Dupont S., Deschildre C., Berissi S., Laschet J., Nataf P., Nicoletti A., Michel J.B., Caligiuri G. Haemodynamic stress-induced breaches of the arterial intima trigger inflammation and drive atherogenesis. Eur. Heart J., 2019; 40: 928–937. doi: 10.1093/eurheartj/ehy822

26. Бершова Т.В., Баканов М.И., Смирнов И.Е., Санфирова В.М., Корнеева И.Т., Поляков С.Д., Соловьева Ю.В. Изменения функционального состояния сосудистого эндотелия у юных спортсменов различной квалификации. Рос. педиатр. журн., 2016; 19 (1): 14–19. doi: 10.18821/1560-9561-2016-19(1)-14-19

27. Шабров А.В., Апресян А.Г., Добкес А.Л., Ермолов С.Ю., Ермолова Т.В., Манасян С. Г., Сердюков С.В. Современные методы оценки эндотелиальной дисфункции и возможности их применения в практической медицине. Рац. фармакотерапия в кардиологии, 2016; 12 (6): 733–742. doi: 10.20996/1819-6446-2016-12-6-733-742

28. Дьякова Е.Ю., Капилевич Л.В., Захарова А.Н., Кабачкова А.В., Кироненко Т.А., Орлов С.Н. Содержание эндотелиальной синтазы оксида азота в плазме после физических нагрузок различного характера. Бюл. сиб. мед., 2017; 16 (1): 20–26. doi: 10.20538/1682-0363-2017-1-20-26

29. Рогозкин В.А., Ахметов И.И., Астратенкова И.В. Перспективы использования ДНК-технологий в спорте. Теория и практика физ. культуры, 2006; (7): 45–47.

30. Green D.J., Dawson E.A., Groenewoud H.M., Jones H., Thijssen D.H. Is flow-mediated dilation nitric oxide mediated? A meta-analysis. Hypertension, 2014; 63 (2): 376–382. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.02044

31. Линде Е.В., Ахметов И.И., Орджоникидзе З.Г. Генетические факторы и формирование гипертрофии миокарда левого желудочка у высококвалифицированных спортсменов. Наука и спорт: соврем. тенденции, 2014; 2 (3): 32–42.

32. Дидур М.Д., Чередниченко Д.В., Лебедев В.Н. Эндотелиальная дисфункция у спортсменов высокого класса. Спорт. медицина, 2012; (2): 26–30.

33. Суховольская М.А., Субботина Т.Н. Концентрация гомоцистеина в сыворотке крови спортсменов-разрядников с мутациями в генах MTHFR и MTR. Гематология и трансфузиология, 2012; 57 (Прил.): 81.

34. Lee E.C., Fragala M.S., Kavouras S.A., Queen R.M., Pryor J.L., Casa D.J. Biomarkers in sports and exercise: tracking health, performance, and recovery in athletes. J. Strength Cond. Res., 2017; 31 (10): 2920–2937. doi:10.1519/JSC.0000000000002122

35. Pinto A.P., da Rocha A.L., Kohama E.B., Gaspar R.C., Simabuco F.M., Frantz F.G., de Moura L.P., Pauli J.R., Cintra D.E., Ropelle E.R., de Freitas E.C., da Silva A.SR. Exhaustive acute exercise-induced ER stress is attenuated in IL-6 knockout mice. J. Endocrinol., 2019; 240 (2): 181–193. doi: 10.1530/JOE-18-0404

36. Климушина М.В., Сметнев С.А., Куценко В.А., Мешков А.Н., Гуманова Н.Г., Метельская В.А. Изучение взаимосвязи полиморфных маркеров генов IL-6 и рецептора IL-6 с развитием коронарного атеросклероза. Кардиоваскуляр. терапия и профилактика, 2019; (Прил. 1): 89.

37. da Rocha A.L., Pinto A.P., Kohama E.B., Pauli J.R., de Moura L.P., Cintra D.E., Ropelle E.R., da Silva A.S. The proinflammatory effects of chronic excessive exercise. Cytokine, 2019; 119: 57–61. doi: 10.1016/j. cyto.2019.02.016

38. Гордеева М.А., Бабаева А.Р., Емельянова А.Л., Давыдов С.И. Оценка цитокинового профиля у пациентов с различными вариантами острого коронарного синдрома и хроническими формами ишемической болезни сердца. Цитокины и воспаление, 2014; 13 (2): 27–33.

39. di Pietro N, Formoso G., Pandolfi A. Physiology and pathophysiology of oxLDL uptake by vascular wall cells in atherosclerosis. Vascul. Pharmacol., 2016; 84: 1–7. doi: 10.1016/j.vph.2016.05.013

40. Каунина Д.В., Викулов А.Д. Физическая работоспособность и липидный обмен спортсменовпловцов высокой квалификации. Яросл. пед. вестн., 2012; 3 (4): 141–144.

41. Дутова С.В., Саранчина Ю.В., Карпова М.Р., Килина О.Ю., Польша Н.Г., Кулакова Т.С., Ханарин Н.В. Цитокины и атеросклероз – новые направления исследований. Бюл. сиб. мед., 2018; 17 (4): 199–207. doi: 10.20538/1682-0363-2018-4-199-207

42. Будко А.Н., Мороз Е.А., Нехвядович А.И. Анализ современных биохимических методов диагностики перенапряжения сердечно-сосудистой системы у спортсменов. Прикл. спорт. наука, 2018; 2 (8): 103–108.

43. Чередниченко Д.В., Дидур М.Д., Лебедев В.Н. Проатерогенные и антиатерогенные липопротеины у спортсменов высокого класса. Спорт. медицина, 2013; (2): 23–26.

44. Викулов А.Д., Маргазин В.А., Каунина Д.В. Липопротеины низкой плотности и физическая работоспособность спортсменов-пловцов. Лечеб. физкультура и спорт. мед., 2014; (1): 10–16.

45. Груздева О.В., Барбараш О.Л., Паличева Е.И., Акбашева О.Е., Дылева Ю.А., Салахова А.С., Шурыгина Е.А., Кашталап В.В., Тавлуева Е.В., Барбараш Л.С. Определение окислительно-модифицированных липопротеинов и антител к ним при осложненном течении инфаркта миокарда с подъемом сегмента ST. Клин. лаб. диагностика, 2011; (7): 14–17.

46. Лопатин З.В., Василенко В.С., Карповская Е.Б. Роль повреждающих эндотелий факторов в патогенезе кардиомиопатии перенапряжения у спортсменов игровых видов спорта. Педиатр, 2018; 9 (6): 57–62. doi: 10.17816/PED9657-62

47. Василенко В.С., Лопатин З.В. Оксидативный стресс и дисфункция эндотелия у спортсменов как фактор риска кардиомиопатии перенапряжения. Соврем. пробл. науки и образ., 2019; (1): 18.

48. Кологривова В.В., Захарова А.Н., Пахомова Е.В., Васильев В.Н., Капилевич Л.В. Характеристика эндотелий-зависимой вазодилатации у спортсменов и нетренированных мужчин. Бюл. сиб. мед., 2018; 17 (4): 42–46. doi: 10.20538/1682-0363-2018-4-42-46

49. Palombo C., Kozakova M. Arterial stiffness, atherosclerosis and cardiovascular risk: Pathophysiologic mechanisms and emerging clinical indications. Vasc. Pharmacol., 2016; 77: 1–7. doi: 10.1016/j.vph.2015.11.083

50. Козлов В.А. Свободная внеклеточная ДНК в норме и при патологии. Мед. иммунология, 2013; 15 (5): 399–412. doi: 10.15789/1563-0625-2013-5-399-412

51. Fatouros I.G., Jamurtas A.Z. Insights into the molecular etiology of exercise-induced inflammation: opportunities for optimizing performance. J. Inflamm. Res., 2016; 9: 175–186. doi: 10.2147/JIR. S114635

52. Breitbach S., Tug S., Simon P. Circulating CellFree DNA. Sports Med., 2012; 42 (7): 565–586. doi: 10.2165/11631380- 000000000-00000

53. Оттева Э.Н., Клинкова Е.В., Гарбузова О.Г., Исакова В.Н., Бандурко Е.В. Артериальная ригидность – маркер развития сердечно-сосудистых заболеваний. Клин. медицина, 2012; 90 (1): 4–12.

54. Pokrywka A., Zembron-Lacny A., Baldy-Chudzik K., Orysiak J., Sitkowski D., Banach M. The influence of hypoxic physical activity on cfDNA as a new marker of vascular inflammation. Arch. Med. Sci., 2015; 11 (6): 1156–1163. doi:10.5114/aoms.2015.56341

55. Vittori L.N., Tarozzi A., Latessa P.M. Circulating cell-free DNA in physical activities. Methods Mol. Biol., 2019; 1909: 183–197. doi: 10.1007/978-1-4939-8973-7_14

56. Bachi A.L., Sierra A.P., Rios F.J., Gonзalves D.A., Ghorayeb N., Abud R.L., Victorino A.B., Dos Santos J.M., Kiss M.A., Pithon-Curi T.C., Vaisberg M. Athletes with higher VO2max present reduced oxLDL after a marathon race. BMJ Open Sport Exerc. Med., 2015; 1 (1). doi: 10.1136/ bmjsem-2015-000014

57. Bohm P., Scharhag J., Meyer T. Data from a nationwide registry on sports-related sudden cardiac deaths in Germany. Eur. J. Prev. Cardiol., 2016; 23(6): 649–656. doi: 10.1177/204748731559408