По данным Всемирной организации здравоохранения, атеросклеротическое поражение коронарных артерий является основной причиной заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), включая инфаркт миокарда, инсульт, заболевания периферических артерий, цереброваскулярные заболевания [1, 2].

Наиболее эффективным способом предотвращения ССЗ является здоровый образ жизни (ЗОЖ) [3]. Одним из элементов ЗОЖ являются регулярные физические нагрузки.

Цель обзора — рассмотреть как положительные, так и отрицательные стороны влияния чрезмерной физической нагрузки на профилактику ССЗ.

Поиск материала осуществляли в электронной базе данных PubMed по ключевым словам: физическая нагрузка, сердечно-сосудистые заболевания, коронарный кальций, спортсмены.

Для анализа отобраны научные статьи, опубликованные в период с 1996 по 2023 г., некоторые научные работы обнаружены по ссылкам на статьи.

В многочисленных исследованиях продемонстрировано влияние регулярных физических нагрузок на снижение смертности от всех причин и сердечно-сосудистой смертности как у здоровых лиц (на 20—30%) [4—6], так и у пациентов с коронарными факторами риска [7].

Для наиболее активных людей физическая активность (ФА) и физические упражнения связаны со значительно более низким риском ССЗ и сердечно-сосудистых событий, в среднем на 30—40% [8—12]. Тем не менее даже минимальные физические нагрузки вносят свой вклад в оздоровление организма в целом [12—14].

Известно также независимое влияние физических упражнений на уровень глюкозы и снижение риска развитии сахарного диабета 2-го типа [15, 16].

Большое значение для снижения риска возникновения ССЗ имеет долгосрочный эффект физических нагрузок. K. Sundquist и соавт. [17] изучали положительное долгосрочное (в течение 12 лет) влияние ФА в свободное время на риск возникновения ишемической болезни сердца (ИБС) среди женщин и мужчин. При увеличении ФА в свободное время риск ИБС снижался. При этом как у женщин, так и у мужчин, которые занимались ФА не менее 2 раз в неделю, риск развития ИБС был на 41% ниже, чем у тех, кто не занимался ФА (коэффициент риска 0,59; 95% ДИ 0,37—0,95).

J. Echouffo-Tcheugui и соавт. (2015) [18] проанализировали проспективные когортные исследования, включающие 282 889 участников, в которых изучали заболеваемость сердечной недостаточностью (СН). Период наблюдения составлял от 7 до 30 лет. Результаты анализа подтвердили значительную связь между повышенной ФА или физической подготовкой и снижением заболеваемости СН.

X. Liu и соавт. (2017) [19] изучали влияние уровня ФА и ее интенсивности на сердечно-сосудистую заболеваемость и на факторы риска ССЗ, в частности связь ФА с риском развития гипертензии. Авторы провели метаанализ, в том числе анализ «доза — реакция», для количественной оценки этой связи. Были проанализированы 29 исследований (22 статьи), в которых изучали риск развития гипертензии при ФА, суммарно включающих 330 222 пациента и 67 698 случаев гипертензии. Риск артериальной гипертензии снижался на 6% (относительный риск (ОР) 0,94; 95% ДИ 0,92—0,96) с каждыми 10 метаболическими эквивалентами нагрузки в час прибавления ФА в свободное время. По сравнению с неактивными людьми у лиц, выполняющих рекомендации по минимальному уровню умеренной ФА (10 метаболических эквивалентов нагрузки в неделю), риск гипертонии снижался на 6%. Авторы предположили, что дополнительные преимущества для профилактики гипертонии проявляются по мере увеличения уровня ФА.

J. Sattelmair и соавт. (2011) [12] с целью количественной оценки зависимости параметра «доза — реакция» определяли конкретный уровень ФА, необходимой для снижения риска ИБС. У лиц, которые выполняли эквивалент (150 мин в неделю; минимальный уровень по Федеральным рекомендациям США, 2008) умеренной ФА в свободное время, риск ИБС был на 14% ниже (ОР 0,86; 95% ДИ 0,77—0,96) по сравнению с теми, кто этого эквивалента не достигал. У тех, кто соблюдал эквивалент (300 мин в неделю; дополнительные преимущества по Федеральным рекомендациям США, 2008) ФА умеренной интенсивности в свободное время, риск был на 20% ниже (ОР 0,80; 95% ДИ 0,74—0,88) по сравнению с физически неактивными людьми.

ФА благотворно влияет на сердечно-сосудистую заболеваемость независимо от возраста. D. Hupin и соавт. (2015) [20] провели систематический обзор, включающий 122 417 участников со средним периодом наблюдения 9,8±2,7 года. Авторы обнаружили, что даже небольшая доза умеренной или интенсивной ФА снижает смертность у взрослых в возрасте 60 лет и старше. Низкая доза ФА средней и высокой интенсивности (75 мин в неделю, или 15 мин в день) приводила к снижению риска смерти на 22%. Смертность у пожилых лиц была на 28% ниже у тех, кто следовал текущим рекомендациям — 150 мин ФА средней и высокой интенсивности в неделю, и на 35% ниже у тех, кто превышал рекомендуемый диапазон.

J. Woodcock и соавт. (2010) в своем метаанализе оценили связь неинтенсивной ФА («доза — реакция») и смертности от всех причин. В метаанализ были включены когортные исследования взрослых популяций с размером выборки более 10 000 участников, в которых оценивалось влияние разных уровней легкой или умеренной ФА на смертность от всех причин. Было выбрано 22 исследования, в которых участвовали 977 925 мужчин и женщин. Авторы обнаружили, что 2,5 ч в неделю (эквивалентно 30 мин ежедневной активности умеренной интенсивности в течение 5 дней в неделю) по сравнению с отсутствием активности были связаны со снижением риска смертности на 19% (95% ДИ 15—24%), в то время как 7 ч умеренной активности в неделю по сравнению с отсутствием таковой снижали риск смертности на 24% (95% ДИ 19—29%). Авторы сообщили также об интересных фактах: наибольшая польза была отмечена при переходе от отсутствия активности к низким уровням активности, а в исследованиях, посвященных ходьбе в одиночестве, эффект был меньше [16].

Исходя из данных, полученных при анализе многочисленных исследований по влиянию физических нагрузок на снижение разных факторов риска ССЗ, включая снижение артериального давления и частоты сердечных сокращений в покое, улучшение липидного профиля и метаболизма глюкозы, снижение индекса массы тела и их связь с более здоровым образом жизни [21, 22], более низкими маркерами воспаления и большей продолжительностью жизни [23—27], можно предположить, что ежедневная ФА является защитным фактором от образования бляшек в коронарных артериях. Однако результаты исследований демонстрируют неоднозначные данные, свидетельствующие в том числе о том, что спортсмены не застрахованы от атеросклероза или ССЗ.

Как известно, важным элементом в развитии атеросклеротического процесса является кальцификация сосудов, определяемая как неадекватное отложение минералов кальция в руслах артериальной стенки [28]. Кальцификацию коронарных артерий измеряют с помощью компьютерной томографии (КТ), которая является индикатором коронарных атеросклеротических бляшек и риска будущих сердечно-сосудистых событий. [29—31]. Кальциевый индекс (объективно измеряется как плотность и степень кальцификации коронарных артерий) рассчитывается по методу Агатстона [32]. Индекс коронарного кальция (КК) от 0 до 400 отражает степень поражения коронарных артерий: 0 — нет признаков поражения; от 1 до 10 — минимальное поражение; от 11 до 110 — незначительное поражение; от 110 до 400 — умеренное поражение; более 400 — значительное поражение коронарных артерий.

Самым ранним поражением, ассоциированным с кальцификацией, является патологическое утолщение интимы, при котором кальцификация проявляется в виде микрокальцинатов размером от менее 0,5 до 15 мкм. Кальцинаты увеличиваются по мере развития бляшек, становясь точечными (от более 15 мкм до 1 мм в диаметре), фрагментированными (>1 мм) и в конечном итоге пластинчатыми (>3 мм). Важно отметить, что острые тромбы, то есть разрывы бляшек и эрозии, которые являются наиболее частыми причинами острого коронарного синдрома, демонстрируют гораздо меньшую степень кальцификации, чем стабильные фиброкальцинозные бляшки [33].

K.C. Sung и соавт. (2021) [34] изучали связь между физической нагрузкой и уровнем кальция в коронарных артериях. Авторы провели проспективное когортное исследование, в котором проанализировали данные 25 485 мужчин и женщин (средний возраст 42±6 лет) без явных ССЗ. Обследуемые были распределены по категориям в три группы (неактивные, умеренно активные и физически активные с целью укрепления здоровья). Умеренную активность определяли как 3 дня и более ФА высокой интенсивности в течение 20 мин/день и более; 5 дней и более активности умеренной интенсивности в течение 30 мин/день и более; 5 дней и более активности с достижением 600 МЕТ (метаболический эквивалент) мин/нед и более. Укрепляющую здоровье ФА определяли как 3 дня и более активности высокой интенсивности, достигающей 1500 MET мин/нед и более, или 7 дней активности, достигающей 3000 MET мин/нед и более. Разница в 5-летнем изменении индекса КК в зависимости от категории ФА на исходном уровне показала, что более высокая ФА связана с более быстрым прогрессированием индекса КК у участников как с индексом КК=0 на исходном уровне, так и с высоким индексом КК.

W.O. Roberts и соавт. (2017) [35] количественно оценили атеросклеротические бляшки в коронарных артериях с использованием КТ высокого разрешения у 50 ветеранов-марафонцев, которые пробегали по крайней мере один марафон в год в течение 25 лет подряд, по сравнению с 23 контрольными субъектами, ведущими малоподвижный образ жизни. У мужчин-марафонцев по сравнению с мужчинами из контрольной группы был увеличен общий объем бляшек (200 мм³ против 126 мм³; p<0,01), объем кальцифицированных бляшек (84 мм³ против 44 мм³; p<0,0001) и объем некальцинированных бляшек (116 мм³ против 82 мм³; p=0,04). Таким образом, авторы отметили парадоксальное увеличение объема бляшек в коронарных артериях у мужчин, занимающихся длительным марафонским бегом.

В другом исследовании были получены противоположные результаты. На этот раз в группу исследования были включены женщины-марафонцы в возрасте 42—82 лет, пробежавшие по крайней мере один марафон в год в течение 10—25 лет. Проводили сравнение их показателей с соответствующей контрольной группой, ведущей малоподвижный образ жизни. Были проанализированы результаты КТ на наличие кальцифицированных и некальцинированных бляшек, объем, тяжесть стеноза и показатель кальция. У женщины-марафонцы была отмечена значительно более низкая распространенность коронарных бляшек и меньший объем кальцифицированных бляшек. При этом следует подчеркнуть, что у женщин-марафонцев также было меньше факторов риска (курение, гипертония и гиперлипидемия); значительно более низкие частота сердечных сокращений в покое, масса тела, ИМТ и уровень триглицеридов; и более высокие уровни холестерина липопротеинов высокой плотности по сравнению с контрольной группой [36].

A. Merghani и соавт. (2017) [37] обнаружили, что у спортсменов, практикующих тренировки на выносливость, может развиваться более выраженный атеросклероз и больше повреждений сердечной мышцы по сравнению с лицами, ведущими малоподвижный образ жизни. По сравнению с малоподвижными мужчинами того же возраста с таким же низким профилем риска атеросклероза у спортивных мужчин была зарегистрирована более высокая распространенность высоких баллов (≥300 единиц Агатстона) по индексу КК (11,3% против 0%), большее число атеросклеротических бляшек (44,3% по сравнению с 22,2%), включая многососудистые бляшки, и бо́льшая частота сужения просвета коронарных артерий 50% и более (7,5% по сравнению с 0%). При этом кальцифицированные бляшки у марафонцев были более стабильными по своей природе, чем у мужчин с низкой ФА, у которых преобладали бляшки смешанной морфологии.

Два недавно опубликованных долгосрочных крупных обсервационных исследования [38, 39] независимо друг от друга продемонстрировали, что у бегунов по сравнению с теми, кто не занимается бегом, продолжительность жизни выше. Однако эти преимущества долголетия были наиболее значительными для тех, кто занимался бегом в умеренных количествах; спортсмены, постоянно занимающиеся высокоинтенсивным бегом на длинные дистанции, по-видимому, теряли преимущество в смертности. Действительно, новые научные данные свидетельствуют о том, что хронические, чрезмерные, высокоинтенсивные упражнения могут вызывать окислительный стресс и миокардиальный фиброз, ускорять развитие атеросклероза, увеличивать толщину сосудистой стенки и повышать жесткость камеры сердца [40, 41].

C.H. Kim и соавт. (2020) [42] исследовали распространенность бляшек коронарных артерий у марафонцев, у которых во время физических нагрузок повышалось артериальное давление. Анализ результатов данных показал, что гипертония, вызванная физической нагрузкой (ГВН), может увеличить распространенность бляшек в коронарных артериях среди мужчин-марафонцев среднего возраста. У бегунов-марафонцев ГВН была связана с повышенной распространенностью бляшек в коронарных артериях и могла быть новым фактором риска их образования.

Было обнаружено также, что у бегунов на длинные дистанции (марафон), имеющих исходно нормальные показатели артериального давления, наблюдается более высокая частота ГВН [43, 44], которую определяют как независимый сердечно-сосудистый и цереброваскулярный фактор риска [45, 46]. При подготовке к таким соревнованиям, как марафоны, для того чтобы адаптироваться к упражнениям на выносливость, спортсмены должны выполнять интенсивные упражнения от 90 до 300 мин в день и накапливать от 200 до 300 максимальных метаболических эквивалентов∙час/нед, что примерно в 5—10 раз превышает уровень нагрузки, рекомендуемый для профилактики ССЗ [47].

Детальное обследование спортсменов показало, что после завершения марафона или ультрамарафона у бегунов на длинные дистанции с ГВН обнаруживаются повышенные уровни N-концевого промозгового натрийуретического пептида, что свидетельствует о нагрузке на миокард, и высокая экспрессия сердечного тропонина I, что является показателем поражения миокарда [48, 49]. Эти результаты свидетельствуют о том, что бегуны с ГВН постоянно подвергаются высокому артериальному давлению во время марафонов и повседневных упражнений. При этом известно, что при постоянных чрезмерных физических нагрузках повторяющееся хроническое высокое давление на стенки артерий вызывает механическую усталость, которая может увеличить жесткость артерий [50].

В недавно (в 2017 г.) опубликованной работе A. Merghani и соавт. [37] сообщили, что у марафонцев индекс КК выше, чем у населения в целом, но кальцифицированные бляшки у марафонцев являются более стабильными по своей природе. Однако, независимо от характеристик бляшек, более высокая частота возникновения бляшек коронарных артерий у бегунов на длинные дистанции, испытывающих чрезмерные физические нагрузки, может увеличивать риск внезапной смерти во время упражнений.

Возникает вопрос: почему физическая нагрузка влияет на сердечно-сосудистую систему двояко?

Еще четыре десятилетия назад Томас Басслер выдвинул гипотезу о том, что марафонский бег дает иммунитет против коронарного атеросклероза. Упражнения лучше всего рассматривать как лекарство с мощными преимуществами, особенно для сердечно-сосудистого здоровья. Как и в случае с любым сильнодействующим лекарством, крайне важно установить безопасный и эффективный диапазон доз: неадекватно низкая доза может не дать полной пользы, в то время как чрезмерная доза может вызвать побочные эффекты, которые перевешивают преимущества [51].

Возможные механизмы увеличения количества коронарных бляшек у спортсменов-мастеров могут быть разными. Как обнаружено, более интенсивные упражнения производят более высокий уровень катехоламинов [52].

Катехоламины относительно стабильны при упражнениях низкой интенсивности, но экспоненциально увеличиваются при упражнениях высокой интенсивности [52, 53]. Катехоламины повышают частоту сердечных сокращений и кровяное давление, оба из которых увеличивают коронарное механическое напряжение. Было продемонстрировано, что увеличение частоты сердечных сокращений само по себе ускоряет атеросклероз, вероятно, за счет увеличения частоты турбулентного кровотока [54].

Катехоламины также вызывают длительные провоспалительные изменения в моноцитах [55]. Следовательно, повышение артериального давления, частоты сердечных сокращений, механический стресс, нарушение ламинарного кровотока и воспаление становятся более вероятными потенциальными механизмами усиления коронарного атеросклероза у спортсменов [56].

Как известно, важным элементом в развитии атеросклеротического процесса является кальцификация сосудов, определяемая как неадекватное отложение минералов кальция в руслах артериальной стенки [57].

На механизм отложения КК влияет широкий спектр системных факторов, включая старение, диабет, хроническую болезнь почек и сердечно-сосудистые факторы риска, такие как гипертония, дислипидемия и курение [58], также несколько ключевых молекулярных механизмов, включая воспаление, окислительный стресс и нарушения минерального обмена, в основном гиперфосфатемию и дефицит витамина D [59]. Более того, идентифицированы генетические полиморфизмы, способствующие возникновению некоторых типов КК [60].

Стабильность атеросклеротических бляшек зависит от разного числа, разных размеров, форм и локализации кальцинатов. Макрокальцинаты, большие (>0,5 мм) и видимые кальцинаты, обычно связаны с повышенной стабильностью бляшки, в то время как микрокальцинаты, которые малы (≤0,5 мм) и почти не обнаруживаются с помощью методов визуализации, связаны с разрывом бляшки [60]. Макрокальцинаты часто обнаруживаются в более глубоких слоях бляшки, вдали от просвета сосуда. Эти кальцификации с меньшей вероятностью нарушают механические свойства бляшки и поэтому рассматриваются как стабилизирующий эффект, который ограничивает разрыв бляшки. Кроме того, макрокальцинаты, как правило, окружены фиброзной оболочкой, которая обеспечивает дополнительную структурную поддержку бляшке и дополнительно повышает ее стабильность. С другой стороны, микрокальцинаты часто обнаруживаются в тонкой фиброзной шапке бляшки, вблизи просвета сосуда; эти кальцификации с большей вероятностью способствуют возможному разрыву бляшки. Показано, что плотная кальцификация (>400 HU) обычно связана со стабильными бляшками [61].

Заключение

Таким образом, данные многочисленных исследований показывают, что более высокие уровни общей и специализированной ФА связаны со снижением смертности от всех причин. Снижение риска является наибольшим для энергичных упражнений. Однако повседневная активность умеренной интенсивности в меньшей степени также способствует снижению смертности. В то время как более высокие показатели индекса КК и большие коронарные бляшки у мужчин-спортсменов могут быть интерпретированы как вредное влияние физических упражнений на коронарные артерии, кальцифицирующая и стабильная природа бляшек у мужчин-спортсменов может рассматриваться как защита от разрыва бляшек и острого инфаркта миокарда. Что касается постоянных чрезмерных, высокоинтенсивных упражнений, то они могут вызывать окислительный стресс и миокардиальный фиброз, ускорять развитие атеросклероза, увеличивать толщину сосудистой стенки и повышать жесткость камеры сердца. Крайне важно установить безопасный и эффективный диапазон доз ФА: неадекватно низкая доза может не дать полной пользы, в то время как чрезмерная доза может вызвать побочные эффекты, которые перевешивают преимущества.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.