ФИЗИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ И КАРДИОМАРКЕРЫ. ЧАСТЬ 1

PDF

DOI: https://doi.org/10.14529/hsm220202

Аннотация

Цель исследования – рассмотреть влияние тяжелых физических нагрузок на концентрацию наиболее известных кардиомаркеров, используемых в диагностике сердечно-сосудистых заболеваний: сердечных тропонинов; белка, связывающего жирные кислоты; копептина, а также обсудить возможные механизмы изменения сывороточных уровней данных кардиомаркеров. Материалы и методы исследования: анализ отечественной и зарубежной литературы по базам данным PubMed/Medline, Embase и e-library. Результаты. Согласно проведенному литературному анализу у здоровых людей и спортсменов, занимающихся спортом, часто наблюдается повышение кардиомаркеров (сердечных тропонинов; сердечного белка, связывающего жирные кислоты; копептина) в ответ на физическую нагрузку. Концентрации кардиомаркеров, определяемые у спортсменов после тяжелых физических нагрузок, могут превышать референтные пределы (99 перцентиль) от нескольких до 10 и более раз. Механизмы высвобождения данных кардиомаркеров окончательно не установлены. За повышение сердечных тропонинов при интенсивных тяжелых нагрузках могут быть ответственны следующие механизмы: перекрестная (неспецифическая) реактивность со скелетными изоформами тропонинов; высвобождение цитозольной фракции тропонинов посредством блебинг-везикул, повышение мембранной проницаемости кардиомиоцитов, деградация целостных тропониновых белков на более мелкие пептидные фрагменты и их высвобождение через интактную мембрану кардиомиоцитов. Механизмы высвобождения сердечного белка, связывающего жирные кислоты (сБСЖК) при физической нагрузке, учитывая его размер, вероятно, связаны с повышением мембранной проницаемости. Предположительными механизмами повышения копептина при физических нагрузках может быть влияние стрессовых реакций и изменений электролитного баланса на гипоталамус и гипофиз. Заключение. Клиническое значение повышенных уровней кардиомаркеров при физических нагрузках остается противоречивым. Тогда как одни исследователи отрицают вредное влияние интенсивных физических нагрузок на миокард, другие, напротив, полагают, что избыточное физические нагрузки в долгосрочной перспективе ведут к фиброзу, сердечной недостаточности и повышению риска внезапной смерти. Следовательно, необходимы дополнительные исследования для уточнения.

Литература

1. Дупляков, Д.В. Мутации сердечных тропонинов, ассоциированные с кардиомиопатиями / Д.В. Дупляков, А.М. Чаулин // Кардиология: новости, мнения, обучение. ‒ 2019. ‒ Т. 7, № 3. ‒ С. 8–17. DOI: 10.24411/2309-1908-2019-13001.
2. Елфимова, И.В. Перенапряжение сердечно-сосудистой системы у биатлонистов / И.В. Елфимова, Д.А. Елфимов, А.А. Белова // Мед. наука и образование Урала. ‒ 2018. ‒ Т. 19, № 2 (94). ‒ С. 108‒113.
3. Жукова, А.В. Диагностическое значение копептина в верификации некроза миокарда у пациентов с острым коронарным синдромом без подъема сегмента ST в первые 3 часа от манифестации болевого синдрома / А.В. Жукова, Г.Г. Арабидзе // РМЖ. ‒ 2017. ‒ Т. 20. ‒ С. 1404‒1408.
4. Калиниченко, Р.М. Перспективы применения сердечного белка, связывающего жирные кислоты, в диагностике инфаркта миокарда / Р.М. Калиниченко, Ф.Ю. Копылов // Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. ‒ 2012. ‒ Т. 5 (3). ‒ С. 13‒17.
5. Клинико-диагностическая ценность кардиомаркеров в биологических жидкостях человека / А.М. Чаулин, Л.С. Карслян, Е.В. Григорьева и др. // Кардиология. ‒ 2019. ‒ Т. 59, № 11. ‒ С. 66‒75. DOI: 10.18087/cardio.2019.11.n414
6. Лискова, Ю.В. Нейроэндокринные маркеры хронической сердечной недостаточности: значение для диагностики и прогнозирования / Ю.В. Лискова, М.В. Столбова, А.А. Стадников // Соврем. проблемы науки и образования. – 2015. – № 5. – http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=22604 (дата обращения: 14.06.2020).
7. Обзор рекомендаций ESC 2015 года по ведению пациентов с острым коронарным синдромом без подъёма сегмента ST. Часть I / Н.Т. Ватутин, А.С. Смирнова, Д.В. Борт, Л.А. Прокопенко, Е.С. Узун // Архивъ внутренней медицины. ‒ 2016. ‒ Т. 6, № 2. – С. 3‒15. DOI: 10.20514/2226-6704-2016-6-2-3-15
8. Особенности метаболизма сердечных тропонинов (обзор литературы) / А.М. Чаулин, Л.С. Карелии, Е.В. Григорьева и др. // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. ‒ 2019. ‒ Т. 8, № 4. ‒ С. 103‒115. DOI: 10.17802/2306-1278-2019-8-4-103-115
9. Фиброз миокарда – новый компонент ремоделирования сердца у спортсменов? Кардиоваскулярная терапия и профилактика / А.С. Шарыкин, В.А. Бадтиева, И.И. Трунина, И.М. Османов. ‒ 2019. ‒ Т. 18, № 4. ‒ С. 126‒135. DOI: 10.15829/1728-8800-2019-6-126-135
10. Чаулин, А.М. Основные аспекты биохимии, физиологии сердечных тропонинов / А.М. Чаулин, Ю.В. Григорьева // Бюл. науки и практики. ‒ 2020. ‒ Т. 6, № 5. ‒ С. 105‒112. DOI: 10.33619/2414-2948/54/13
11. Чаулин, А.М. Повышение кардиальных тропонинов, не ассоциированное с острым коронарным синдромом. Часть 1 / А.М. Чаулин, Д.В. Дупляков // Кардиология: новости, мнения, обучение. ‒ 2019. ‒ Т. 7, № 2. ‒ С. 13–23. DOI: 10.24411/2309-1908-2019-12002
12. Чаулин, А.М. Повышение кардиальных тропонинов, не ассоциированное с острым коронарным синдромом. Часть 2 / А.М. Чаулин, Д.В. Дупляков // Кардиология: новости, мнения, обучение. ‒ 2019. ‒ Т. 7, № 2. ‒ С. 24–35. DOI: 10.24411/2309-1908-2019-12003
13. Чаулин, А.М. Коморбидность хронической обструктивной болезни легких и сердечно-сосудистых заболеваний: общие факторы, патофизиологические механизмы и клиническое значение / А.М. Чаулин, Ю.В. Григорьева, Д.В. Дупляков // Клиническая практика. ‒ 2020. ‒ Т. 11, № 1. ‒ C. 112‒121. DOI: 10.17816/clinpract21218
14. 72-h kinetics of high-sensitive troponin T and inflammatory markers after marathon / J. Scherr, S. Braun, T. Schuster et al. // Medicine and Science in Sports and Exercise. ‒ 2011. ‒ Vol. 43 (10). ‒ P. 1819‒1827. DOI: 10.1249/MSS.0b013e31821b12eb
15. A unique case series of novel biomarkers of cardiac damage in cyclists completing the 4800 km Race Across America (RAAM) / K. Williams, K. George, A. Hulton et al. // Curr. Med. Chem. ‒ 2011. ‒ Vol. 18 (23). ‒ P. 3446‒3451. DOI: 10.2174/092986711796642616
16. Acute Responses of Novel Cardiac Biomarkers to a 24-h Ultra-Marathon / A. Żebrowska, Z. Waś-kiewicz, P.T. Nikolaidis et al. // J. Clin. Med. ‒ 2019. ‒ Vol. 8 (1). ‒ P. 57. DOI: 10.3390/jcm8010057
17. Blood biomarkers in male and female participants after an Ironman-distance triathlon / T. Danielsson, J. Carlsson, H. Schreyer et al. // PLoS One. ‒ 2017. ‒ Vol. 12 (6). ‒ P. e0179324. DOI: 10.1371/journal.pone.0179324
18. Cardiac troponin may be released by ischemia alone, without necrosis / P.E. Hickman, J.M. Potter, C. Aroney et al. // Clin Chim Acta. ‒ 2010. ‒ Vol. 411 (5-6). ‒ P. 318‒323. DOI: 10.1016/j.cca.2009.12.009
19. Cardiac troponins and physical exercise. It’s time to make a point / G. Lippi, G. Cervellin, G. Banfi, M. Plebani // Biochem Med. ‒ 2011. ‒ Vol. 21 (1). ‒ P. 55‒62. DOI: 10.11613/bm.2011.012
20. Cardiospecificity of the 3rd generation cardiac troponin T assay during and after a 216 km ultra-endurance marathon run in Death Valley / H.J. Roth, R.M. Leithäuser, H. Doppelmayr et al. // Clin Res Cardiol. ‒ 2007. ‒ Vol. 96 (6). ‒ P. 359‒364. DOI: 10.1007/s00392-007-0509-9
21. Changes in copeptin and bioactive vasopressin in runners with and without hyponatremia / T. Hew-Butler, M.D. Hoffman, K.J. Stuempfle et al. // Clin. J. Sport Med. ‒ 2011. ‒ Vol. 21 (3). ‒ P. 211‒217. DOI: 10.1097/JSM.0b013e31821a62c2
22. Changes of Cardiac Biomarkers after High-intensity Exercise in Male and Female Elite Athletes of Dragon Boating / P. Bauer, S. Zeibler, R. Walschied et al. // Journal of Sports Science. ‒ 2016. ‒ Vol. 4. ‒ P. 1‒8. DOI: 10.17265/2332-7839/2016.01.001
23. Comparison of serum cardiac specific troponin-I with creatine kinase, creatine kinase-MB isoenzyme, tropomyosin, myoglobin and C-reactive protein release in marathon runners: cardiac or skeletal muscle trauma? / P. Cummins, A. Young, M.L. Auckland et al. // Eur. J. Clin. Invest. ‒1987. ‒ Vol. 17 (4). ‒ P. 317‒324. DOI: 10.1111/j.1365-2362.1987.tb02194.x
24. Cummins, B. Cardiac-specific troponin-I radioimmunoassay in the diagnosis of acute myocardial infarction / B. Cummins, M.L. Auckland, P. Cummins // Am Heart J. ‒ 1987. ‒ Vol. 113 (6). ‒ P. 1333‒1344. DOI: 10.1016/0002-8703(87)90645-4
25. Development and in vitro characterization of a new immunoassay of cardiac troponin T / H.A. Katus, S. Looser, K. Hallermayer et al. // Clin Chem. 1992. ‒ Vol. 38 (3). ‒ P. 386‒393. – https:// pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1547556/.
26. Donnellan, E. Biomarkers of Cardiac Stress and Injury in Athletes: What Do They Mean? / E. Donnellan, D. Phelan // Curr. Heart Fail. Rep. ‒ 2018. ‒ Vol. 15 (2). ‒ P. 116‒122. DOI: 10.1007/s11897-018-0385-9
27. Dose of jogging and long-term mortality: The Copenhagen City heart study / P. Schnohr, J.H. O’Keefe, J.L. Marott et al. // J. Am. Coll. Cardiol. ‒ 2015. ‒ Vol. 65 (5). ‒ P. 411‒419. DOI: 10.1016/j.jacc.2014.11.023
28. Dose of Jogging: Mortality Versus Longevity / M.F.H. Maessen, M.T.E. Hopman, A.L.M. Verbeek, T.M.H. Eijsvogels // J. Am. Coll. Cardiol. ‒ 2015. ‒ Vol. 65 (24). ‒ P. 2672‒2673. DOI: 10.1016/j.jacc.2015.02.080
29. Effect of Prolonged Walking on Cardiac Troponin Levels / T. Eijsvogels, K. George, R. Shave et al. // Am J Cardiol. ‒ 2010. ‒ Vol. 105 (2). ‒ P. 267‒272. DOI: 10.1016/j.amjcard.2009.08.679
30. Exercise-Induced Cardiac Troponin Elevation / R. Shave, A. Baggish, K. George et al. // J. Am. Coll. Cardiol. ‒ 2010. ‒ Vol. 56 (3). ‒ P. 169‒176. DOI: 10.1016/j.jacc.2010.03.037
31. Exercise-Induced Cardiac Troponin I Increase and Incident Mortality and Cardiovascular Events / V.L. Aengevaeren, M.T.E. Hopman, P.D. Thompson et al. // Circulation. ‒ 2019. ‒ Vol. 140 (10). ‒ P. 804‒814. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.119.041627
32. Gresslien, T. Troponin and exercise / T. Gresslien, S. Agewall // Int. J. Cardiol. ‒ 2016. ‒ Vol. 221. ‒ P. 609‒621. DOI: 10.1016/j.ijcard.2016.06.243
33. Heart-type fatty acid-binding protein in the early diagnosis of acute myocardial infarction / M. Reiter, R. Twerenbold, T. Reichlin et al. // Heart. ‒ 2013. ‒ Vol. 99 (10). ‒ P. 708‒714. DOI: 10.1136/heartjnl-2012-303325
34. Heart-type, fatty-acid binding protein can be a diagnostic marker in acute coronary syndromes / U. Cavus, F. Coskun, B. Yavuz et al. // J. Natl. Med. Assoc. ‒ 2006. ‒ Vol. 98 (7). ‒ P. 1067‒1070. - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2569445/.
35. Hultman, E. Acid-base balance during exercise. / E. Hultman, K. Sahlin // Exerc. Sport Sci. Rev. ‒ 1980. ‒ Vol. 8. ‒ P. 41‒128. – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7016549/.
36. Incidence of sudden cardiac death in athletes: a state-of-the-art review / K.G. Harmon, J.A. Drezner, M.G. Wilson, S. Sharma // Br. J. Sports Med. ‒ 2014. ‒ Vol. 48 (15). ‒ P. 1185‒1192. DOI: 10.1136/bjsports-2014-093872
37. Knechtle, B. Physiology and pathophysiology in ultra-marathon running / B. Knechtle, P.T. Nikolaidis // Front. Physiol. ‒ 2018. ‒ Vol. 9. ‒ P. 634. DOI: 10.3389/fphys.2018.00634
38. Maintained serum sodium in male ultra-marathoners – the role of fluid intake , vasopressin and aldosterone in fluid and electrolyte regulation / J. Burge, B. Knechtle, P. Gnadinger et al. // Zurich Open Repos. ‒ 2011. ‒ Vol. 43 (9). ‒ P. 646‒652. DOI: 10.1055/s-0031-1284352
39. McNeil, P.L. Disruptions of muscle fiber plasma membranes. Role in exercise-induced damage / P.L. McNeil, R. Khakee // Am. J. Pathol. ‒ 1992. ‒ Vol. 140 (5). ‒ P. 1097‒1109. – https://pubmed. ncbi.nlm.nih.gov/1374591/.
40. Nikolaidis, P. Age of peak performance in 50-km ultramarathoners ‒ is it older than in marathoners? / P. Nikolaidis, B. Knechtle // Open Access J. Sport. Med. ‒ 2018. ‒ Vol. 9. ‒ P. 37‒45. DOI: 10.2147/oajsm.s154816
41. Physical activity and exercise lower blood pressure in individuals with hypertension: narrative review of 27 RCTs / M. Borjesson, A. Onerup, S. Lundqvist et al. // Br J Sports Med. ‒ 2016. ‒ Vol. 50 (6). ‒ P. 356‒361. DOI: 10.1136/bjsports-2015-095786
42. Physical Activity and Public Health in Older Adults / M.E. Nelson, W.J. Rejeski, S.N. Blair et al. // Med. Sci. Sport. Exerc. ‒ 2007. ‒ Vol. 39 (8). ‒ P. 1435–1445. DOI: 10.1249/mss.0b013e3180616aa2
43. Physical Activity, All-Cause Mortality, and Longevity of College Alumni / R.S. Paffen-barger, R. Hyde, A.L. Wing, C. Hsieh // N. Engl. J. Med. ‒ 1986. ‒ Vol. 314 (10). ‒ P. 605‒613. DOI: 10.1056/NEJM198603063141003
44. Preload Induces Troponin I Degradation Independently of Myocardial Ischemia / J. Feng, B.J. Schaus, J.A. Fallavollita et al. // Circulation. ‒ 2001. ‒ Vol. 103 (16). ‒ P. 2035‒2037. DOI: 10.1161/01.CIR.103.16.2035
45. Prevalence and determinants of troponin T elevation in the general population / T.W. Wal-lace, S.M. Abdullah, M.H. Drazner et al. // Circulation. ‒ 2006. ‒ Vol. 113 (16). ‒ P. 1958‒1965. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.105.609974
46. Prolonged exercise should be considered alongside typical symptoms of acute myocardial infarction when evaluating increases in cardiac troponin T / R.E. Shave, G.P. Whyte, K. George et al. // Heart. ‒ 2005. Vol 91 (9). ‒ P. 1219‒1220. DOI: 10.1136/hrt.2004.046052
47. Reference population and marathon runner sera assessed by highly sensitive cardiac tro-ponin T and commercial cardiac troponin T and I assays / A. Mingels, L. Jacobs, E. Michielsen et al. // Clin. Chem. ‒ 2009. ‒ Vol. 55, № 1. ‒ P. 101‒108. DOI: 10.1373/clinchem.2008.106427
48. Semsarian, C. Sudden cardiac death in athletes / C. Semsarian, J. Sweeting, M.J. Acker-man // Br J Sports Med. ‒ 2015. ‒ Vol. 49 (15). ‒ P. 1017‒1023. DOI: 10.1136/bjsports-2015-h1218rep
49. Serum Copeptin and Midregion Proadrenomedullin (MR-proADM) After an Ultramarathon / G. Lippi, F. Schena, G.L. Salvagno et al. // J. Clin. Lab. Anal. ‒ 2015. ‒ Vol. 29 (1). ‒ P. 15‒20. DOI: 10.1002/jcla.21720
50. Stevens, S.M. Increased left ventricular mass as a predictor of sudden cardiac death: is it time to put it to the test? / S.M. Stevens, K. Reinier, S.S. Chugh // Circ. Arrhythm. Electrophysiol. ‒ 2013. ‒ Vol. 6 (1). ‒ P. 212‒217. DOI: 10.1161/CIRCEP.112.974931
51. Sudden cardiac death in young athletes: Practical challenges and diagnostic dilemmas / N. Chandra, R. Bastiaenen, M. Papadakis, S. Sharma // J. Am. Coll. Cardiol. ‒ 2013. ‒ Vol. 61 (10). ‒ P. 1027‒1040. DOI: 10.1016/j.jacc.2012.08.1032
52. The copeptin response after physical activity is not associated with cardiac biomarkers or asymptomatic coronary artery disease: The North Sea Race Endurance Exercise Study (NEEDED) 2013 / K.M. Aakre, Ø. Kleiven, Ø. Skadberg et al. // Clin. Biochem. ‒ 2018. ‒ Vol. 52. ‒ P. 8‒12. DOI: 10.1016/j.clinbiochem.2017.10.007
53. Troponin release following endurance exercise: is inflammation the cause? A cardiovascular magnetic resonance study / R. O’Hanlon, M. Wilson, R. Wage et al. // Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. ‒ 2010. ‒ Vol. 12 (1). ‒ P. 38. – DOI: 10.1186/1532-429X-12-38
54. Ultrasensitive quantification of cardiac troponin I by a Single Molecule Counting method: analytical validation and biological features / A. Garcia-Osuna, D. Gaze, M. Grau-Agramunt et al. // Clin Chim Acta. ‒ 2018. ‒ Vol. 486. ‒ P. 224‒231. DOI: 10.1016/j.cca.2018.08.015
55. Ultrastructure of cultured adult myocardial cells during anoxia and reoxygenation / P. Schwartz, H.M. Piper, R. Spahr, P.G. Spieckermann // Am J Pathol. ‒ 1984. ‒ Vol. 115 (3). ‒ P. 349–361. – https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6731585/.
56. Verification of an immunoturbidimetric assay for heart-type fatty acid-binding protein (HFABP) on a clinical chemistry platform and establishment of the upper reference limit / S. Da Molin, F. Cappellini, R. Falbo et al. // Clin. Biochem. ‒ 2014. ‒ Vol. 47 (16-17). ‒ P. 247‒249. DOI: 10.1016/j.clinbiochem.2014.07.011