Проба с физической нагрузкой в кардиологии. Физиология физических нагрузок
Проба с физической нагрузкой (ПФН) — это обычная физиологическая нагрузка, которую используют для определения сердечно-сосудистой патологии, отсутствующей в состоянии покоя, и адекватности функции сердца. ПФН с ЭКГ-контролем — один из наиболее часто применяемых неинвазивных методов при обследовании пациентов с подозреваемой или доказанной патологией сердечно-сосудистой системы.
Проба с физической нагрузкой используют главным образом для определения и прогноза оценки функциональных резервов, вероятности и выраженности ишемической болезни сердца, а также эффективности терапии. Гемодинамические и ЭКГ-измерения в комбинации с дополнительными методами, такими как определение газового состава крови, радионуклидная визуализация и эхокардиография, повышают диагностическую информативность ПФН у отдельных пациентов.
Ожидаемым результатом динамической ФН является ускорение частоты сокращения желудочков в связи со снижением активности блуждающего нерва, увеличением альвеолярной вентиляции и увеличенным венозным возвратом, в первую очередь за счет симпатической веноконстрикции. У здоровых лиц совокупный эффект заключается в увеличении исходного минутного объема кровообращения (МОК).
Степень выраженности гемодинамического ответа во время ПФН зависит от тяжести ФН и объема мышечной массы, вовлеченной в работу. На ранних этапах упражнений в вертикальном положении пациента МОК увеличивается за счет прироста ударного объема посредством механизма Франка-Старлинга и частоты сердечных сокращений. Рост МОК на поздних этапах ПФН связан прежде всего с ускорением желудочкового ритма за счет повышения тонуса симпатической нервной системы.
При фиксированной субмаксимальной физической нагрузки ниже анаэробного порога устойчивое состояние гемодинамики обычно достигается после второй минуты ФН, когда ЧСС, сердечный выброс, артериальное давление и вентиляция легких поддерживаются на достаточно постоянном уровне. Но время энергичных упражнений активация СНС становится максимальной, а парасимпатическая стимуляция подавляется, результатом чего служит вазоконстрикция большинства сосудов организма, за исключением сосудов, снабжающих работающие мышцы, а также мозговых и коронарных сосудов.
Выделение норадреналина в венозный и артериальный кровотоки из симпатических постганглионарных нервных окончаний, а также уровень ренина в плазме повышаются, а выделение катехоламинов увеличивает сократительную способность желудочков. По мере продолжения ПФН кровоток в сосудах скелетных мышц усиливается, потребление кислорода может увеличиться в 3 раза, общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС) уменьшается, а систолическое АД, среднее и пульсовое АД обычно растут.
Диастолическое АД значимо не изменяется. Легочное сосудистое русло может приспосабливаться к 6-кратному увеличению МОК путем умеренного повышения давления в легочной артерии, давления заклинивания легочных капилляров и давления в правом предсердии; у здоровых лиц это не является лимитирующим фактором пиковой физической работоспособности.
МОК увеличивается в 4-6 раз выше исходного уровня во время интенсивной ФН, выполняемой в вертикальном положении тела, и зависит от генетических особенностей и уровня физической подготовки пациента. Максимальная ЧСС и СВ уменьшаются у пожилых людей частично из-за сниженной бета-адренергической реакции. Максимальная ЧСС может быть рассчитана по следующей формуле: ЧСС = 220 - Возраст (годы), со стандартным отклонением 10-12 уларов в минуту (уд/мин).
Величина опосредованной по возрасту максимальной ЧСС является гарантией безопасности. Однако разброс значений стандартного отклонения в различных уравнениях регрессии и действие лекарств, применяемых для лечения, ограничивают использование этого показателя для определения максимальной ФН для данного возраста у конкретного пациента.
После физической нагрузки гемодинамические показатели возвращаются к исходным значениям в течение нескольких минут после прекращения ФН. Повторная активация блуждающего нерва служит важным механизмом торможения сердечной активности после ФН. Этот процесс у хорошо тренированных спортсменов ускорен, но замедлен у пациентов с хронической сердечной недостаточностью. Интенсивная физическая работа или существенные сердечно-легочные нарушения могут стать препятствием к достижению устойчивого состояния, тогда во время ФН появляется дефицит потребления кислорода.
Общее потребление кислорода в течение восстановительного периода после физической нагрузки, превышающее его потребление в покое, составляет величину кислородной задолженности.