Розділи: Рекомендації |

Роль кардиореспираторной выносливости в клинической практике

сторінки: 5-12

Обзор рекомендаций Американской ассоциации сердца 2016

Н.Т. Ватутин, А.С. Смирнова, Донецкий национальный медицинский университет им. Максима Горького, Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака, г. Донецк

Кардиореспираторная выносливость (КРВ) представляет собой способность организма выдерживать продолжительную физическую нагрузку. Этот тип выносливости тесно связан с функционированием сердечно-сосудистой и дыхательной систем, что отражает аэробные возможности организма. Анализ результатов исследований последних трех десятилетий показал, что низкий уровень КРВ ассоциируется с повышением риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и смертности от всех причин. В то же время высокий уровень КРВ отражает низкий риск ССЗ, инсультов и смертности. Таким образом, КРВ должна рассматриваться в качестве важного маркера ССЗ, который, к сожалению, в настоящее время в клинической практике не оценивается рутинно.

В 2013 г. Американской ассоциацией сердца совместно с Американской коллегией кардиологов изданы рекомендации, посвященные профилактике и лечению заболеваний коронарных артерий. Согласно результатам многих исследований, КРВ выступала в качестве важного прогностического маркера ССЗ, однако в этом документе она была исключена из калькулятора риска, так как тогда доминировало мнение, что ее роль в определении кардиоваскулярного риска остается неопределенной. В последние годы появились эпидемиологические и клинические данные, которые демонстрируют, что добавление КРВ к традиционным факторам риска значительно улучшает реклассификацию риска неблагоприятных сердечно-сосудистых исходов.

Целью подготовки рекомендаций 2016 г. явилось обобщение всех имеющихся знаний, касающихся КРВ и ее взаимосвязи с показателями состояния здоровья, что позволит специалистам в области здравоохранения оптимизировать профилактику и лечение ССЗ.

КРВ как предиктор состояния здоровья

вверх

КРВ отражает способность организма поставлять достаточное количество кислорода для удовлетворения потребностей тканей во время выполнения физической нагрузки. Как известно, обогащение крови кислородом и его доставка к органам и тканям – основные функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Именно поэтому определение индивидуальных функциональных возможностей организма зависит от связанной цепи процессов, которые включают легочную вентиляцию и диффузию, функцию правого и левого желудочков, желудочково-­артериальное сопряжение, способность сосудистой системы эффективно транспортировать кровь от сердца, а также способность мышечных клеток получать и использовать кислород, поступающий с кровью. Из этого становится очевидным, что КРВ напрямую связана с функционированием многих органов и систем.

В настоящее время большинство специалистов рассматривают показатель максимального потребления кислорода (МПК), отражающий аэробную мощность, как наиболее оптимальную и объективную меру оценки КРВ. МПК позволяет оценить наивысшую интенсивность утилизации кислорода органами и тканями человека при его максимальной или изнурительной физической нагрузке. КРВ может быть исследована посредством показателей выполненной нагрузки, достигнутой на тредмиле или велоэргометре. Этот метод оценки КРВ широко используется в эпидемиологических исследованиях с участием большого количества пациентов.

В ряде исследований, в которых изучалась взаимосвязь между КРВ, смертностью и другими исходами, КРВ являлась сильным и независимым маркером риска кардиоваскулярной смертности и смертности от всех причин. Кроме того, показатель КРВ был более мощным предиктором риска смерти по сравнению с традиционными факторами риска, такими как артериальная гипертензия, курение, ожирение, гиперлипидемия и сахарный диабет 2-го типа.

Многочисленные исследования также отображают КРВ в контексте повышения выживаемости посредством величины метаболического эквивалента – единицы оценки метаболических затрат (потребления кислорода) мышечной деятельности. За 1 метаболическую единицу (МЕТ) принято брать средний уровень потребления кислорода в состоянии покоя, равный 3,5 мл O2/мин на 1 кг веса. Соответственно, чем интенсивнее физическая нагрузка, тем выше уровень МЕТ.

Прогнозирование риска ССЗ в общей популяции является сложной задачей, поскольку большое количество людей находятся в зоне низкого риска. Ученые установили, что уровень КРВ у здоровых мужчин и женщин в возрасте до 60 лет обратно пропорционален смертности от ССЗ. При этом увеличение КРВ на каждую 1 МЕТ приводило к снижению смертности от ССЗ на 21 %. Важно отметить, что дискриминационная способность КРВ в этих работах была сравнима с таковой, полученной во Фремингемской шкале риска и шкале SCORE.

Таким образом, старания практических врачей должны быть направлены на повышение физической активности их пациентов. Ведь добавление даже незначительных физических нагрузок лицам, ведущим малоподвижный образ жизни, позволяет снизить уровень их смертности почти в два раза.

Выводы и рекомендации

  • КРВ является таким же сильным предиктором смерти, как и другие факторы риска: курение, артериальная гипертензия, гиперхолестеринемия, сахарный диабет 2-го типа.
  • У взрослых уровень КРВ < 5 МЕТ ассоциируется с высоким риском смертности, 8-10 МЕТ – с повышением выживаемости.
  • Влияние расовой принадлежности на взаимо­связь между КРВ и показателями здоровья требует дальнейшего изучения.
  • Небольшое увеличение КРВ (1-2 МЕТ) приводит к значительному (10-30 %) снижению частоты нежелательных кардиоваскулярных событий.
  • Рекомендации по улучшению КРВ должны быть стандартной частью клинических осмотров с пометкой для пациента «жизненно важно».

КРВ как предиктор исходов ССЗ

вверх

В ряде работ было показано, что, помимо кардиоваскулярной смертности и смертности от всех причин, привычная физическая активность и КРВ связаны с кардиоваскулярными и иными осложнениями. Прогностическое значение КРВ, включая МПК, дыхательный объем и другие показатели, привело к переосмыслению клинической значимости кардиопульмонального нагрузочного теста (КПНТ), который использовался в последние годы довольно редко ввиду наличия более современных методов визуализации (стресс-эхокардиография, фармакологическое тестирование, перфузионная сцинтиграфия миокарда).

Точная оценка индивидуального риска неблагоприятных исходов в периоперационном пери­оде, а также определение долгосрочного прогноза после хирургического вмешательства являются ценной информацией для врача. Литературные данные демонстрируют существенное прогностическое значение оценки КРВ перед проведением ряда хирургических процедур (коррекция аневризмы брюшного отдела аорты, трансплантация печени, резекция легких, бариатрическая и колоректальная хирургия, аортокоронарное шунтирование). Следует помнить, что на прогностическое значение КРВ может влиять имеющаяся у пациента коморбидная патология.

Несмотря на значительные успехи, достигнутые за последние десятилетия в лечении и профилактике кардиоваскулярной патологии, хроническая сердечная недостаточность (ХСН) остается одной из наиболее актуальных проблем современной кардиологии. Эта патология по-прежнему занимает лидирующие позиции в структуре заболеваемости и смертности населения, а ее распространенность с годами неуклонно возрастает. КПНТ позволяет произвести оценку состояния больных с ХСН при самых различных заболеваниях: приобретенных и врожденных пороках сердца, постинфарктном кардиосклерозе, кардио­миопатиях и т.д. Результаты КПНТ используют для определения показаний к кардиохирургическим операциям, оценки эффективности консервативного и хирургического лечения, разработки программ реабилитации. Особую клиническую значимость КПНТ имеет в установлении показаний к трансплантации сердца и прогнозировании выживаемости. В нескольких работах было установлено, что измерение КРВ, а именно МПК, способствовало определению оптимальных сроков такой трансплантации у пациентов с ХСН. При значении МПК > 14 мл/мин/кг выживаемость больных, перенесших трансплантацию, была сопоставимой с выживаемостью лиц, которым трансплантация сердца не проводилась. В то же время при показателе МПК < 10 мл/мин/кг наблюдалось заметное снижение выживаемости. Результаты исследований продемонстрировали, что уровень КРВ обратно пропорционален и риску госпитализаций по поводу ХСН. Так, увеличение КРВ на каждую 1 МЕТ ассоциируется со снижением риска таких госпитализаций на 17 %.

Имеются ограниченные данные, касающиеся потенциальной профилактической роли КРВ в снижении частоты цереброваскулярных событий. Результаты нескольких исследований свидетельствуют, что КРВ может выступать предиктором риска развития инсульта. В частности, были проанализированы данные 16 878 мужчин в возрасте 40-87 лет. Пациентов сформировали в группы низкой, средней и высокой КРВ, проведя тест на беговой дорожке. Наблюдение за испытуемыми проводилось в течение 10 лет с целью оценки влияния уровня физической активности на риск смерти от инсульта. Результаты работы показали, что у лиц с высоким (13,1 ± 1,4 МЕТ) и умеренным (10,5 ± 1,0 МЕТ) уровнем КРВ регистрировалось большее снижение риска смерти от инсульта (на 68 и 63 % соответственно), чем в группе с низкой (8,5 ± 1,0 МЕТ) активностью.

Имеющиеся данные о взаимосвязи КРВ и риска инсульта в большинстве своем все же основаны на результатах эпидемиологических и обсервационных исследований. Поэтому авторы текущих рекомендаций считают целесообразным проведение дополнительных клинических исследований для подтверждения полученной информации.

Выводы и рекомендации

  • КРВ выступает предиктором таких исходов ССЗ, как инсульт, ХСН, необходимость проведения хирургических вмешательств.
  • Оптимизация КРВ до выполнения хирургических вмешательств улучшает такие исходы, как хирургический риск, смертность и функциональный статус в послеоперационном периоде.

Применение КРВ в реклассификации и модели прогнозирования кардиоваскулярного риска

вверх

По данным многочисленных исследований, добавление КРВ к традиционным факторам риска значительно повышает точность прогнозирования риска неблагоприятных сердечно-­сосудистых исходов. В настоящее время для оценки риска таких исходов предложено использовать показатель улучшения перераспределения (net reclassification improvement, NRI) и интегрированное улучшение дискриминации. NRI показывает, насколько может улучшиться оценка риска при использовании нового маркера в дополнение к уже применяемым с доказанной клинической эффективностью.

К текущему моменту КРВ не входит ни в одну из используемых сегодня моделей прогнозирования кардиоваскулярного риска. Основанием для этого является отсутствие необходимого количества рандомизированных исследований, которые должны включать группы пациентов разных возрастов, обоих полов, иметь такие конечные точки, как кардиоваскулярная заболеваемость и смертность. Пока имеются лишь ограниченные данные, которые свидетельствуют о необходимости включения КРВ в модель прогнозирования риска развития ССЗ. Тем не менее в нескольких работах было показано, что добавление КРВ повышает значимость Фремингемской шкалы в оценке риска неблагоприятных исходов.

Выводы и рекомендации

  • Добавление КРВ к традиционным факторам риска значительно улучшает реклассификацию риска неблагоприятных сердечно-сосудистых исходов.
  • Значимость традиционных шкал оценки риска, таких как Фремингемская шкала, повышается за счет добавления КРВ.

Взаимосвязь КРВ с другими состояниями

вверх

Результаты ряда исследований показали, что высокий уровень КРВ ассоциируется со снижением риска развития деменции и болезни Альцгеймера. Так, в группах с высокой физической активностью риск возникновения деменции был на 36 % ниже, чем у лиц с низким уровнем КРВ. Механизм положительного влияния регулярных нагрузок на мозговую деятельность до конца не изучен. Однако ученые предполагают, что высокий уровень КРВ связан со снижением тревоги и депрессии, которые играют ключевую роль в развитии и прогрессировании старческого слабоумия.

Кроме того, физическая нагрузка важна для проведения профилактических и лечебных мероприятий при сахарном диабете и метаболическом синдроме. Как известно, скелетная мускулатура является крупнейшим потребителем глюкозы, что позволяет поддерживать ее нормальный уровень в крови во время выполнения физической нагрузки. Тренировки на КРВ модулируют корреляцию между метаболическим синдромом и фатальными состояниями, обеспечивая мощный защитный эффект против общей смертности и смертности вследствие сердечно-­сосудистых осложнений. Согласно результатам исследований, высокий уровень КРВ связан со значительно более низким риском развития сахарного диабета.

Интересные данные были получены в ходе недавно проведенного метаанализа, которые свидетельствовали, что у физически подготовленных лиц значительно снижается риск развития рака легких, молочных желез и желудочно-кишечного тракта. Более того, у людей в хорошей физической форме (с высоким и средним уровнем КРВ) риск смерти от всех причин снижается на 20-45 %.

Выводы и рекомендации

  • Высокий уровень КРВ приводит к снижению риска неблагоприятных исходов и множества хронических заболеваний.

Определение КРВ с помощью КПНТ

вверх

Современные системы КПНТ позволяют анализировать газообмен в состоянии покоя, во время нагрузки, в период восстановления и измерять в течение каждого дыхательного цикла такие показатели, как МПК, продукция углекислого газа, частота респираторного обмена, максимальная аэробная производительность, минутная вентиляция, время нагрузки и наступления анаэробного порога. Объединение этих данных с электрокардиографическими параметрами, частотой сердечных сокращений (ЧСС), результатами эхокардиографии и уровнем артериального давления несет ценную диагностическую информацию.

Проведение теста с физической нагрузкой является универсальным методом выявления процессов нарушения толерантности к интенсивной физической нагрузке, а также дает возможность оценить уровень физической работоспособности независимо от внешних факторов. С точки зрения физиологии, мерой аэробной мощности и интегральным показателем состояния транспортной системы кислорода является максимальное его потребление. Аэробная работоспособность тем больше, чем выше уровень потребления кислорода. Значения МПК широко варьируются (от < 10 мл/мин/кг у пациентов с хронической патологией до > 80 мл/мин/кг у молодых атлетов) и зависят от пола, возраста, генетики, образа жизни и наличия сопутствующей патологии. Как известно, ходьба и бег требуют вовлечения в работу всех мышц, что приводит к большей нагрузке на органы. Вследствие этого значения МПК могут меняться в зависимости от того, на чем выполняется нагрузка. Так, уровень МПК на 10-20 % выше на беговой дорожке, чем на велоэргометре.

При проведении КПНТ большое значение в оценке роли системы энергообеспечения наряду с МПК имеет дыхательный коэффициент (ДК), который отражает зависимость объема выделенного углекислого газа к объему перенос потребленного кислорода. Значение ДК ˃ 1 может быть вызвано увеличением выработки углекислого газа из молочной кислоты или избыточной продукцией углекислого газа вследствие гипервентиляции. Пиковое значение ДК ˃ 1,1 отражает максимальные усилия человека во время проведения КПНТ.

Измерение наклона кривой отношения минутного объема дыхания к продукции углекислого газа (VE/VCO2) позволит произвести комплексную оценку других значимых клинических переменных, в т.ч. и КРВ. Наклон кривой VE/VCO2 является ключевым индикатором вентиляторной эффективности. Согласно данным имеющихся исследований, оценка вентиляторной эффективности дает представление о сердечно-легочном взаимодействии и функции и при возникновении патологии связана с более низкими уровнями аэробной мощности. Так, увеличение наклона кривой VE/VCO2 регистрируется у пациентов с кардиоваскулярной и пульмональной патологией. В ряде работ также было доказано, что увеличение наклона кривой VE/VCO2 явилось предиктором декомпенсации ХСН или смерти у больных с клапанными пороками.

В течение многих лет стандартом дифференциальной диагностики одышки неясного генеза является выполнение именно КПНТ. У пациентов с таким состоянием независимые переменные, полученные с помощью КПНТ, позволяют определить вероятные механизмы образования непереносимости физической нагрузки или появление атипичных симптомов на ее фоне. К примеру, у лиц с исходно нормальными параметрами, полученными при тестировании функции легких, появление обструктивного компонента после проведения КПНТ указывает на бронхоспазм, индуцированный нагрузкой. Наоборот, патологическое увеличение наклона кривой VE/VCO2 (≥ 45) во время нагрузки свидетельствует о вентиляционно-перфузионном нарушении, вероятно, вследствие гипертензии в системе легочной артерии.

У пациентов с ХСН выявлена связь состояния сердечно-сосудистой системы с показателями эффективности легочной вентиляции (VE/VCО2 и МПК). Так, МПК и функциональный класс по Веберу у лиц с ХСН являются значимыми предикторами декомпенсации заболевания (табл. 1).

Таблица 1. Дыхательная классификация и классификация по Веберу функциональных классов пациентов с ХСН

Степень тяжести заболевания

Класс по Веберу

Дыхательный класс

Класс

Пиковое потребление кислорода (мл/мин/кг)

Класс

Наклон кривой VE/VCO2

Нет проявлений – легкая

А

> 20

I

≤ 29,9

Легкая – умеренная

В

16-20

II

30,0-35,9

Умеренная – тяжелая

С

10-16

III

36,0-44,9

Тяжелая

D

< 10

IV

45,0

 

Таким образом, нагрузочное тестирование с дополнительным измерением параметров газообмена является надежным диагностическим инструментом, который предоставляет значимую диагностическую и прогностическую информацию о состоянии больных сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями. Однако его широкое использование в клинической практике ограничивается целым рядом факторов: сложностью оборудования для его проведения, стоимостью, необходимостью глубоких специальных знаний у персонала, ограниченностью курсов обучения ему и недостатком понимания значимости КПНТ клиницистом.

Выводы и рекомендации

  • Показатели КПНТ, особенно МПК, являются золотым стандартом оценки толерантности к физической нагрузке. Наклон кривой VE/VCO2 – это ключевой индикатор вентиляторной эффективности, предоставляющий информацию о сердечно-легочном взаимодействии.
  • Несмотря на то что проведение КПНТ предполагает наличие профессионализма персонала и высокую стоимость оборудования, дополнительная информация, полученная с помощью этого теста, оправдывает все затраченные средства.
  • КПНТ можно использовать для прямого определения КРВ.

В случаях, когда для пациента затруднительно выполнение КПНТ, оценка КРВ может быть осуществлена на основании полученных с помощью тредмила значений скорости и продолжительности цикла или мощности нагрузки, выполненной на велоэргометре в ваттах. Важно отметить, что во время оценки КРВ с помощью тредмила пациент должен пройти тестирование, не держась за поручни (свободное положение рук без обхвата поручней позволительно). При этом следует подбирать и протокол, оптимально соответствующий физическим нагрузкам и функциональным возможностям человека.

Субмаксимальная нагрузочная проба как метод оценки КРВ

вверх

Оценка КРВ может быть произведена с помощью измерения повышения ЧСС на нагрузку, выполненную на велоэргометре или тредмиле. Как правило, проводятся две субмаксимальные нагрузочные пробы. Во время теста испытуемому дается некоторое время для того, чтобы достичь стабильного напряжения сердечно-сосудистой системы. С целью контроля достижения «плато» пульс измеряют через 3 мин после начала упражнения. Идеальными считают показатели ЧСС, превышающие 110 мин-1 в обеих пробах, что исключает влияние на пульс внешних факторов и отражает прямую линейную зависимость между ЧСС и потреблением кислорода для большинства взрослых. Уравнение регрессии для оценки КРВ генерируется из соотношения ЧСС к мощности работы с целью прогнозирования максимальной мощности работы, соответствующей максимальной ЧСС для данного возраста. При достижении субмаксимальной нагрузки ЧСС должна составлять 70-85 % от максимальной, соответствующей данному возрасту; на тредмиле – 90 % от максимального уровня ЧСС.

Субмаксимальные нагрузочные тесты могут проводиться с различными видами нагрузок:

  • немедленное увеличение нагрузки после разминки до предполагаемого субмаксимального уровня для данного субъекта;
  • равномерная нагрузка на определенном уровне с увеличением при последующих исследованиях;
  • непрерывное или почти непрерывное возрастание нагрузки;
  • ступенчатое возрастание нагрузки;
  • ступенчатое возрастание нагрузки, чередующееся с периодами отдыха.

Наиболее часто используемым и легко выполнимым методом оценки КРВ в условиях стационара является тест с 6-минутной ходьбой. Хотя имеются данные о зависимости показателей, полученных при прохождении теста, и прогноза пациентов, это исследование все же не позволяет произвести точную оценку КРВ.

Выводы и рекомендации

  • Субмаксимальный нагрузочной тест и тест с 6-минутной ходьбой могут обеспечить врача ценной информацией и должны быть рассмотрены для проведения в случае ограничения ресурсов.

Определение КРВ с помощью прогнозирующего уравнения, не включающего нагрузочные тесты

вверх

В качестве быстрого и бюджетного метода оценки КРВ могут быть использованы прогнозирующие уравнения и модели, которые не включают параметры нагрузочных тестов.

Первое уравнение было разработано С. Jackson et al. в 1990 г. с использованием данных около 1500 сотрудников Национального агентства по воздухоплаванию и исследованию космического пространства США (NASA) в возрасте от 20 до 70 лет. В регрессионные модели были включены такие показатели, как возраст, пол, индекс массы тела, самооценка физической активности со стандартной ошибкой оценки регрессии 5,5 мл/кг/мин.

Другие исследователи разработали прогнозирующие уравнения оценки КРВ в популяциях, которые различались по полу, возрасту, этнической принадлежности. Имеются также модели, анализ которых проводили по группам данных поперечного среза с учетом пола, возраста, индекса массы тела, уровня физической активности, статуса курения, ЧСС покоя как предикторов КРВ.

Результаты исследований показали, что подобная оценка КРВ была сопоставима с моделями прогнозирования, включающими субмаксимальные нагрузочные тесты, однако она склонна как недооценивать, так и переоценивать КРВ на верхних и нижних концах распределения. Так, занижение КРВ вряд ли повлияет на прогноз хорошо тренированных лиц, которые будут по-прежнему отнесены к высокой категории КРВ. В то же время завышение КРВ для пациентов с низким ее уровнем может привести к неправильной оценке прогноза.

Выводы и рекомендации

  • В качестве быстрого и бюджетного метода оценки КРВ могут быть использованы прогнозирующие уравнения и модели, которые не включают параметры нагрузочных тестов, а используют доступные клинические переменные.
  • Оценка КРВ с помощью уравнений, которые не включают параметры нагрузочных тестов, не должна быть рассмотрена в качестве альтернативы объективной оценке КРВ, особенно у некоторых уязвимых групп пациентов.

Ассоциация между КРВ, оцененной с помощью прогнозирующего уравнения, не включающего нагрузочные тесты, и ССЗ

вверх

В последнее время значительное внимание уделяется определению валидности оценки КРВ с помощью прогнозирующего уравнения, не включающего нагрузочные тесты, в оценке долгосрочного риска. Результаты исследования показали, что увеличение КРВ на каждую 1 МЕТ приводит к снижению риска смерти как среди мужчин, так и среди женщин (от всех причин на 7,4 и 9,4 %; от ССЗ – на 15,6 и 16,9 % соответственно). Аналогичные данные получены в другой работе, в которой увеличение КРВ на каждую 1 МЕТ ассоциировалось со снижением риска смерти от ССЗ на 21 % среди представителей обоих полов, от всех причин – на 15 % у мужчин и на 8 % у женщин.

Выводы и рекомендации

  • Для оценки КРВ и выявления лиц с повышенным риском ССЗ могут быть использованы прогнозирующие уравнения и модели, которые не включают параметры нагрузочных тестов.
  • Оценка КРВ с помощью уравнений, которые не включают параметры нагрузочных тестов, не должна рассматриваться в качестве замены объективной оценки КРВ в большинстве клинических групп пациентов.

Изменение показателей КРВ в зависимости от пола и возраста

вверх

Как правило, у мужчин отмечаются более высокие уровни КРВ по сравнению с женщинами. Это объясняют тем, что максимальный сердечный выброс у мужчин существенно выше, чем у женщин. Кроме того, у мужчин отмечается более высокий уровень гемоглобина и мышечной массы.

Принято считать, что показатель КРВ снижается с возрастом, однако причины уменьшения аэробной способности остаются до конца не изученными. Так, исследователи из Балтимора обнаружили, что после 30-40 лет МПК снижается каждые 10 лет на 3-6 %. У лиц старше 70 лет отмечается возрастание скорости снижения МПК (каждые 10 лет ˃ 20 %).

Выводы и рекомендации

  • Возраст и пол существенно влияют на средние уровни КРВ, следовательно, эти параметры должны учитываться при оценке КРВ.
  • Необходимо проведение дополнительных исследований, которые помогут разграничить механизмы, с помощью которых сидячий образ жизни и нагрузки изменяют КРВ.

Адаптационные механизмы, индуцируемые физическими нагрузками, которые улучшают КРВ

вверх

КРВ напрямую зависит от гемодинамических детерминант, определяющих уравнение Фика. В соответствии с уравнением потребление кислорода (ПО2) находится в прямой зависимости от сердечного выброса (СВ) и от артериовенозной разности по кислороду (АВР-О2): ПО2 = СВ × АВР-О2. В свою очередь СВ определяется как произведение систолического объема (СО) на ЧСС. Таким образом, при постоянных физических нагрузках включаются два основных адаптационных механизма: увеличение максимального СО и снижение содержания кислорода в венозной крови. СО увеличивается постепенно в результате продолжительной интенсивной тренировки и является следствием трех основных изменений в сердце: увеличения общего объема крови, улучшения растяжимости левого желудочка, улучшения диастолической функции. СО также может увеличиваться посредством уменьшения конечно-систолического объема с улучшением желудочково-артериального сопряжения.

При физической нагрузке наблюдаются значительные изменения и в скелетной мускулатуре. Адаптация к такой нагрузке на выносливость приводит к изменениям кровоснабжения скелетных мышц, увеличению плотности капилляров, а также к увеличению в размере и количестве мышечных митохондрий после нагрузки.

Выводы и рекомендации

  • В результате нагрузок на выносливость активизируются механизмы адаптации, которые приводят к увеличению пиковой/максимальной КРВ за счет увеличения СО и снижения содержания кислорода в венозной крови.
  • КРВ может быть увеличена у большинства людей при регулярном выполнении ритмических сокращений больших групп мышц в течение длительного периода времени при умеренной/высокой интенсивности или с перерывами для восстановления при низкой интенсивности, если нагрузка потребовала максимального усилия.

Уровень нагрузки, увеличивающий КРВ

вверх

Ключевые компоненты физической активности, которые учитываются для определения уровня нагрузки, включают вид активности, интенсивность, частоту и ее продолжительность (табл. 2). При установлении уровня нагрузки, которая способна приводить к повышению КРВ, авторами текущих рекомендаций были проанализированы результаты экспериментальных исследований в период между 2000 и 2015 гг., а также рассмотрены рекомендации Американской коллегии спортивной медицины (1978, 1990, 1998, 2011). Обзор имеющихся данных позволил стратифицировать пациентов с учетом исходных значений КРВ на три категории: низкий (< 9 МЕТ), средний (9-14 МЕТ) и высокий (≥ 15 МЕТ) уровень КРВ.

Таблица 2. Рекомендации по выполнению нагрузки, которая может привести к увеличению КРВ

Тип

Комплекс ритмичных физических упражнений (быстрая ходьба, бег трусцой, езда на велосипеде, плаванье, гребля, альпинизм, активные танцы), который вовлекает в работу основные группы мышц (ног, рук, туловища)

Интенсивность

Выполнение физической нагрузки умеренной и/или высокой интенсивности рекомендовано для здоровых лиц. Низкая и/или умеренная интенсивность нагрузок полезна для людей пожилого возраста. Для лиц в хорошей физической форме с целью увеличения КРВ может понадобиться больше усилий

Частота

Рекомендовано проведение физической нагрузки умеренной интенсивности ≥ 5 дней/нед или высокой интенсивности ≥ 3 дней/нед или их комбинации 3-5 дней/нед

Длительность

Необходимо выполнение физической нагрузки умеренной интенсивности длительностью 30-60 мин/сут (150 мин/нед) или высокой интенсивности длительностью 20-60 мин/сут (75 мин/нед). Нагрузки длительностью < 20, но ≥ 10 мин/сут (< 150 мин/нед) считаются полезными для исходно малоактивных людей

Количество

В течение недели рекомендуется выполнять такое количество физических упражнений, чтобы число МЕТ-минут равнялось 500-1000

Модель

Физические упражнения могут быть выполнены как в один, так и в несколько подходов за день

Прогресс

Целесообразно проводить постепенное увеличение объема упражнений за счет регулирования продолжительности, частоты и интенсивности нагрузки до достижения желаемой цели

 

Низкий исходный уровень КРВ (< 9 МЕТ)

Результаты исследования Dose Response to Exercise in Women Aged 45 to 75 Years (DREW) показали, что статистически значимое повышение МПК может быть достигнуто при интенсивности физической активности ≤ 50 % КРВ в течение 6 мес, когда исходный уровень МПК находится в диапазоне 4-6 МЕТ (15,5 ± 2,8 мл/кг/мин). В этом исследовании участницы были рандомизированы на три группы в зависимости от уровня целевого расхода энергии: 4, 8 и 12 ккал/кг/нед. При интенсивности физической активности, равной 50 % МПК, в данных группах наблюдалось повышение КРВ соответственно на 0,6; 0,9 и 1,9 мл/кг/мин (4,2; 6,2 и 8,2 %).

M. Murphy et al. провели метаанализ, обобщающий результаты исследований, которые суммарно свидетельствуют, что у пациентов с исходным уровнем КРВ 8-9 МЕТ быстрая ходьба средней интенсивности приводила к увеличению КРВ в среднем на 2,7 мл/кг/мин (9,0 %).

К новым развивающимся направлениям может быть отнесена и скандинавская ходьба, позволяющая одновременно тренировать мышцы туловища, верхних и нижних конечностей и повышать интенсивность нагрузок. Так, у женщин с исходным уровнем МПК 25,8 мл/кг/мин регулярная скандинавская ходьба (40 мин 4 раз/нед в течение 13 нед) сопровождалась увеличением КРВ на 2,5 мл/кг/мин (9,7 %).

Согласно результатам исследования STRRIDE, на КРВ влияют как количество тренировок, так и их интенсивность. Так, при сравнении контрольной группы с группой, выполняющей малое количество тренировок в виде ходьбы или бега трусцой (19 км/нед) средней интенсивности и большое количество тренировок (32 км/нед) высокой интенсивности, была отмечена существенная разница в приросте КРВ (6 и 18 % соответственно).

Средний исходный уровень КРВ (9-14 МЕТ)

В исследовании HERITAGE было выявлено, что 30-50-минутная тренировка три раза в неделю в течение 20 нед на велоэргометре с ЧСС 55-75 % от максимальной ассоциируется с увеличением КРВ на 5,4 мл/кг/мин (17,8 % или 1,6 МЕТ) у лиц с исходным уровнем КРВ 31,8 мл/мин/кг (9 МЕТ). При этом на прирост КРВ в незначительной степени влияли пол, возраст и раса. В рекомендациях Американской коллегии спортивной медицины (2011) указаны различные режимы тренировок, которые будут приводить к увеличению КРВ у лиц со средним исходным уровнем выносливости. Аэробные мероприятия для пациентов с КРВ 5-10 МЕТ и 60-75 % МПК включают быструю ходьбу по ровной поверхности со скоростью ˃ 4,0 миль/ч, ходьбу по холмистой местности со скоростью 3,0 миль/ч, медленный бег трусцой (5,0-6,0 миль/ч), езду на велосипеде (9,0-15,0 миль/ч), плаванье (с умеренным усилием).

Высокий исходный уровень КРВ ( 15 МЕТ)

Результаты исследований показали, что при выполнении адекватной по объему и длительности физической нагрузки (≥ 3 дней/нед в течение ≥ 8 нед) интенсивностью ≥ 70 % КРВ у пациентов с исходным уровнем КРВ 15-18 МЕТ отмечается значительное увеличение КРВ. Однако остается неясным, каким образом интервальные тренировки высокой интенсивности (≥ 90 % КРВ) вызывают большее увеличение КРВ, чем программы более низкой интенсивности у лиц, находящихся в очень хорошей физической форме.

Выводы и рекомендации

  • Регулярное выполнение различных режимов двигательной активности приводит к клинически значимому увеличению КРВ (≥ 1 МЕТ) у большинства пациентов.
  • Увеличение количества тренировок и повышение их интенсивности ассоциируется с возрастанием КРВ. При этом прирост КРВ в большей степени зависит от интенсивности нагрузки, чем от частоты или длительности.
  • Чем выше исходный уровень КРВ, тем более высокая интенсивность нагрузки необходима для выработки клинически значимого увеличения КРВ. Например, у лиц с исходным уровнем КРВ < 10 МЕТ для клинически значимого увеличения КРВ необходимо выполнение нагрузки низкой интенсивности (ЧСС 50 % от максимальной), с КРВ 10-14 МЕТ – умеренной интенсивности (ЧСС 65-85 % от максимальной), с КРВ ˃ 14 МЕТ – высокой интенсивности (ЧСС ˃ 85 % от максимальной).
  • Интервальные тренировки высокой интенсивности вызывают значительное увеличение КРВ у здоровых людей и больных ССЗ. При постоянном выполнении интервальные тренировки высокой интенсивности могут вызвать большее увеличение КРВ, чем программы более низкой интенсивности. Однако механизмы этого процесса остаются неясными.

В заключение следует отметить, что оценку КРВ целесообразно внедрять в диагностические и лечебные алгоритмы разнообразных клинических состояний, так как она несет важную дополнительную информацию для врача. Кроме того, согласно имеющимся данным, добавление КРВ к традиционным факторам риска значительно повышает точность прогнозирования риска неблагоприятных исходов. При этом необходимо помнить, что в случае невозможности определения КРВ с помощью нагрузочных тестов могут быть использованы прогнозирующие уравнения и модели, в которые входят доступные клинические переменные.

Источник: Robert Ross, Steven N. Blair, Ross Arena, Timothy S. Church, Jean-Pierre Després, Barry A. Frank­lin, William L. Haskell, Leonard A. Ka­mins­ky, Benjamin D. Levine, Carl J. Lavie, Jonathan Myers, Josef Niebauer, Robert Sallis, Susumu S. Sawada, Xuemei Sui, Ulrik Wisløff. Importance of Assessing Cardiorespiratory Fitness in Clinical Practice: A Case for Fitness as a Clinical Vital Sign. A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation. 2016; 134: e653-e699.

Поділитися з друзями: