Многоуровневый анализ структуры заболеваемости спортсменов и пути снижения рисков для здоровья

Система допуска к занятиям спортом предполагает два альтернативных варианта врачебных решений: «допущен» или «не допущен», т.е. во время прохождения углубленного медицинского обследования (УМО) происходит констатация факта присутствия или отсутствия заболевания и (или) каких-либо патологических изменений, препятствующих занятиям спортом или создающих неоправданно высокий риск для здоровья. Такой подход не носит предупредительного и прогностического характера, что должно быть основой организации индивидуальных профилактических мероприятий в отношении определенных заболеваний, патологических состояний, травм [1, 2].

Подразумевается, что в спорт высших достижений попадают люди без хронических заболеваний в состоянии полного здоровья. Однако интенсивные физические нагрузки являются модифицирующим и ускоряющим фактором возникновения различных заболеваний. Распределение частот заболеваний неравномерно, и, вероятно, зависит от ряда факторов: наследственности, типа нагрузки, объема и интенсивности тренировок, преобладающего развития определенных спортивных качеств, особенностей питания и метаболической поддержки. Отмечают, что проявления и течение соматических заболеваний у спортсменов зависят от направленности тренировочного процесса [3, 4].

Эффективное предупреждение заболеваний на доклинической стадии повышает результативность спортсменов, оптимизирует экономические затраты на их медико-биологическое сопровождение, снижает потребность в восстановительном лечении. Однако прогнозирование различных патологических состояний у спортсменов представляет сложную задачу, так как на их формирование влияет множество факторов, и в особенности вид физической нагрузки, ее интенсивность и периодичность [5—10].

С учетом значимости влияния повышенных физических нагрузок на здоровье спортсменов важно провести углубленный анализ структуры заболеваемости в этой специфической группе для разработки эффективных профилактических мер патологических состояний, снижающих результативность.

Цель исследования — изучить взаимосвязи заболеваний спортсменов высшего мастерства различных дисциплин для разработки эффективных стратегий профилактики и управления здоровьем.

В исследование включены обезличенные данные 15 464 спортсменов сборных команд России, проходивших УМО в 2021—2023 гг. в медицинских учреждениях ФМБА России. По результатам УМО оценено распределение таких признаков, как пол, возраст, индекс массы тела (ИМТ), вид спорта.

Оценивали распространенность заболеваний, закодированных по МКБ-10 и перечисленных в сводном заключении последнего УМО спортсмена.

Всего в анализ включено 86 заболеваний, относящихся к различным органам и системам (табл. 1).

Таблица 1. Заболевания, включенные в анализ

Статистическую обработку и визуализацию данных проводили с использованием языка программирования R (v. 4.3.3). Для каждой пары заболеваний рассчитан коэффициент корреляции φ и соответствующее p-значение. При этом использовались контингентные таблицы для оценки степени ассоциации между переменными. Исключены пары заболеваний, в которых не было достаточной вариации (например, если все значения были равны 0 или 1). Для уменьшения вероятности ложноположительных результатов применена поправка на множественные сравнения методом Бенджамини—Хохберга (FDR). Отобраны пары заболеваний с коэффициентом Фи, абсолютное значение которого превышало 0,3, и скорректированным p-значением менее 0,05. Это позволило выделить только значимые ассоциации. На основании значимых корреляций построены сети для каждой комбинации пола и вида спорта. Узлы сети представляли заболевания, а ребра отображали наличие и силу корреляций между ними.

Рассчитаны метрики сетей, такие как средняя степень вершины (отражает среднее количество связей на одну вершину), коэффициент кластеризации (показывает степень, в которой вершины имеют тенденцию кластеризоваться вместе), средняя длина пути (показывает длину кратчайших путей между вершинами в сети заболеваний), плотность сети (отражает отношение числа ребер к числу возможных ребер в сети заболеваний). Визуализация сетей выполнена с использованием пакета igraph. Для количественных показателей проведен тест на нормальность распределения (тест Шапиро—Уилка). В зависимости от результата теста использовали коэффициент корреляции Пирсона (для нормально распределенных данных) или коэффициент корреляции Спирмена (для ненормально распределенных данных).

От всех участников исследования получено добровольное информированное согласие. Все данные спортсменов, поступившие для анализа, деперсонифицированы.

Количественные переменные подвергались анализу на соответствие нормальному распределению с использованием критерия Колмогорова—Смирнова при объеме выборки свыше 50 объектов. В случаях, когда нормальное распределение отсутствовало, количественные данные характеризовались с помощью медианы (Me) и межквартильноо размаха (Q₁—Q₃). Категориальные переменные описывали с помощью абсолютных значений и процентных долей (табл. 2, 3).

Таблица 2. Распределение спортсменов по половой принадлежности

Таблица 3. Описательная статистика количественных переменных

При УМО чаще всего выявляли следующие заболевания: биомеханическое нарушение неуточненное (нарушение осанки по сколиотическому типу) (31,29%), плоская стопа [per planus] приобретенная (двустороннее комбинированное плоскостопие 1—2-й степени) (30,74%), смещенная носовая перегородка (искривление носовой перегородки с умеренным нарушением дыхания) (26,71%) (табл. 4). Таким образом, первое место по частоте выявления занимают признаки дисплазии соединительной ткани.

Таблица 4. Доля спортсменов, имеющих заболевания

Примечание. Представлены данные с долями ≥3%. Названия заболеваний приведены по МКБ-10.

Для поиска статистически значимых связей отфильтрованы φ≤0,3 и скорректированные значения p≥0,05. Обнаружено 102 296 связей, из них удовлетворяющих критериям значимости и силе связи 355. Среднее значение коэффициента фи, использованного для измерения силы связи между бинарными переменными, составило 0,63, что указывает на умеренные и сильные корреляции в большинстве случаев.

Среди выявленных значимых корреляций следует отметить следующие:

1. Синдром Жильбера и нарушение обмена билирубина неуточненное — часто встречаются вместе у женщин, занимающихся велосипедным спортом (phi=0,566852, p.adj=0,005449).

2. Предсердно-желудочковая блокада второй степени и переломы имеют максимальную корреляцию у женщин, занимающихся футболом (phi=1,000000, p.adj=4,424674e-10).

3. Гонартроз (артроз коленного сустава) и чистая гиперхолестеринемия имеют максимальную корреляцию у женщин, занимающихся теннисом (phi=1,000000, p.adj=7,626173e-05).

4. Предсердно-желудочковая блокада второй степени и субклинический гипотиреоз часто встречаются вместе у женщин, занимающихся фехтованием (phi=1,000000, p.adj=6,375714e-05). Этот факт указывает на необходимость комплексного подхода в диагностике и лечении данных состояний.

5. Коронавирус и синдром преждевременного возбуждения выявлены как связанные состояния у мужчин, занимающихся биатлоном (phi=0,697353, p.adj=0,005273).

У женщин в различных видах спорта выявлены более структурированные сети взаимосвязей заболеваний, например, в спортивной борьбе (рис. 1).

Рис.1. Взаимосвязи заболеваний у женщин, занимающихся спортивной борьбой.

Взаимосвязи патологических состояний в различных видах спорта наиболее выражены со стороны сердечно-сосудистой системы. Показано, что между собой коррелирует наличие малой аномалии развития сердца и нарушение проводимости. К первым, например, относится дефект сердечной перегородки, представляющий собой при определенной степени выраженности нежизнеугрожающее состояние, кроме этого может служить маркером недифференцированной дисплазии (НДСТ) у спортсменов, особенного молодого возраста. Это состояние может сопровождаться нарушениями как проводимости, так и ритма сердца, снижающих адаптацию системы кровообращения к интенсивным физическим нагрузкам [11]. Отмечено, что примерно у 60% пациентов с НДСТ при холтеровском мониторировании выявляются различные нарушения проводимости [12].

Представляет интерес взаимосвязь дефицита йода и нарушений менструального цикла. Для такого вида спорта, как спортивная борьба, не характерно наличие относительного дефицита энергии, который сопровождается изменениями со стороны менструального цикла, однако, как видно из результата исследования, женщины, занимающиеся этим видом спорта, имеют патологию репродуктивной системы, вероятно, ввиду в том числе нарушения работы щитовидной железы. Связь между гипотиреозом, дефицитом йода и нарушением менструального цикла хорошо описана в литературе [13, 14]. Учитывая обнаруженные особенности взаимосвязи различных заболеваний для женщин, занимающихся спортивной борьбой, следует выстроить эффективные стратегии профилактики, направленные на своевременную диагностику НДСТ и коррекцию дефицитов.

Для мужчин, занимающихся биатлоном, обнаружена взаимосвязь между коронавирусом и синдромом преждевременного возбуждения. Известно, что аритмии — это одно из осложнений, характерное для людей, перенесших COVID-19. В спортивной популяции выявлена относительно высокая (9%) частота преждевременных желудочковых сокращений [15]. Для предупреждения неблагоприятных исходов в виде внезапной смерти, мужчинам-биатлонистам, перенесшим коронавирусную инфекцию, следует рекомендовать тщательное мониторирование состояния сердечно-сосудистой системы (рис. 2).

Рис.2. Взаимосвязи заболеваний у мужчин-биатлонистов.

Для углубленного анализа полученных данных проведена визуализация основных метрик 83 графов. На рис. 3 представлены средние степени вершины по видам спорта и полу, показывающие значительные различия в связанности заболеваний между мужчинами и женщинами в различных спортивных дисциплинах. В таких видах, как спортивная акробатика, прыжки на батуте, тхэквондо и баскетбол, у мужчин наблюдается более высокая средняя степень вершины, что указывает на тесную связанность заболеваний и, возможно, на более высокую вероятность их совместного появления. В то же время в таких дисциплинах, как фехтование, легкая атлетика, спортивная борьба и гребной спорт, у женщин наблюдается значительно более высокая средняя степень вершины, что также свидетельствует о высокой связанности заболеваний у спортсменок. Более высокая степень связанности заболеваний обусловливает необходимость целенаправленных медицинских и профилактических мероприятий, направленных на конкретные группы спортсменов, для снижения рисков и улучшения здоровья обоих полов.

Рис.3. Средняя степень вершины с учетом пола и вида спорта.

Обнаружены различия в степени кластеризации заболеваний между мужчинами и женщинами в различных спортивных дисциплинах (рис. 4). Высокие значения коэффициента кластеризации указывают на наличие хорошо связанных кластеров заболеваний, что может свидетельствовать о наличии специфических групп патологических состояний, часто встречающихся вместе. Выявлены значительные гендерные различия в некоторых видах спорта. Например, для женщин в хоккее на траве, фехтовании, синхронном плавании и прочее получен значительно более высокий коэффициент кластеризации, что указывает на высокую связанность и кластеризацию заболеваний. Для мужчин в тяжелой атлетике, тхэквондо, спортивной акробатике и др. также показаны высокие значения, что может свидетельствовать о высоком риске совместного появления заболеваний в этих дисциплинах. Эти различия подчеркивают необходимость гендерно-ориентированного подхода в медицинских исследованиях и профилактических мероприятиях, направленных на снижение риска неблагоприятных последствий для здоровья.

Рис.4. Коэффициент кластеризации с учетом пола и возраста.

Выявлены существенные гендерные различия в связанности заболеваний у спортсменов различных дисциплин (рис. 5). В тяжелой атлетике, спортивной борьбе, легкой атлетике и др. для женщин продемонстрированы более высокие значения средней длины пути, что свидетельствует о большей разрозненности сети заболеваний и, следовательно, о меньшей вероятности их совместного появления. В то же время в регби и гребном спорте для мужчин определены более высокие значения средней длины пути, указывая на аналогичную тенденцию. Более высокая разрозненность сети заболеваний предполагает необходимость разработки целенаправленных стратегий профилактики и лечения, учитывающих специфические риски и профили заболеваний у спортсменов различных полов в зависимости от вида спорта.

Рис.5. Средняя длина пути с учетом пола и вида спорта.

Показаны существенные различия в степени связанности заболеваний у спортсменов различных дисциплин и полов (рис. 6). Плотность сети, которая демонстрирует отношение фактического числа ребер к числу возможных ребер, указывает на вероятность совместного появления заболеваний. Высокая плотность сети свидетельствует о более тесной связанности заболеваний и высокой вероятности их совместного появления. В частности, художественная гимнастика и спортивная борьба имеют высокую плотность сети для женщин, что указывает на значительную связанность заболеваний в этих дисциплинах. Аналогично, у мужчин в таких видах спорта, как фристайл, современное пятиборье, скалолазание и др., наблюдается высокая плотность сети, указывая на высокую связанность заболеваний.

Рис.6. Плотность сети с учетом пола и вида спорта.

Анализ сетей заболеваний спортсменов, учитывающий виды спорта и пол, выявил значительные гендерные различия в таких метриках, как средняя степень вершины, коэффициент кластеризации, средняя длина пути и плотность сети. Эти различия подчеркивают необходимость гендерноориентированного и спорториентированного подхода в разработке профилактических и лечебных мероприятий. Специфические риски и профили заболеваний у спортсменов различных полов и видов спорта требуют целенаправленных стратегий профилактики, лечения и реабилитации. Для улучшения здоровья спортсменов и снижения риска развития заболеваний важно учитывать выявленные различия в связанности болезней. Медицинские исследования и профилактические программы должны быть адаптированы с учетом пола и вида спорта, чтобы обеспечить наилучшие результаты для здоровья спортсменов.

Анализ данных выявил статистически значимые корреляции между разными патологическими состояниями у спортсменов, занимающихся различными видами спорта, включая взаимосвязи между субклиническим гипотиреозом, нарушениями менструального цикла и кардиологическими проблемами. Полученные результаты акцентируют важность тщательного мониторинга здоровья для обеспечения безопасности и благополучия спортсменов, что свидетельствует о значительном влиянии спортивной активности на специфические медицинские состояния и подчеркивает важность междисциплинарного подхода, включающего спортивную медицину, кардиологию и эндокринологию.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Жолинский А.В.

Сбор и обработка материала — Кадыкова А.И., Гладышев Н.С.

Статистический анализ данных — Кадыкова А.И., Гладышев Н.С.

Написание текста — Кадыкова А.И., Гладышев Н.С.

Редактирование — Деев Р.В.

Научное исследование проведено на основании выполнения Государственного задания «Изучение генетических маркеров, лимитирующих и определяющих успешность соревновательной деятельности, профилактика нежелательных последствий такой деятельности для жизни и здоровья спортсменов» (шифр: «МГИ-22»). Регистрационный номер НИОКТР: 122032300491-3.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.