Wpływ treningu sportowego na układ krążenia-„serce
sportowca”

Opracowała lek. med. Dorota Strzałkowska

U sportowców wyczynowych, pod wpływem treningów dochodzi do rozwoju w układzie krążenia
szeregu zmian adaptacyjnych, dotyczących m. innymi budowy i czynności mięśnia sercowego. Serce
takie zgodnie z piśmiennictwem anglosaskim określamy mianem „athlete’s heart” tj. „sercem
sportowca”

1.Fizjologiczne aspekty adaptacji serca do powtarzalnych wysiłków fizycznych.

Przystosowanie układu krążenia do systematycznych wysiłków fizycznych obejmuje zmiany o

charakterze czynnościowym, morfologicznym oraz metabolicznym.

1.1.Zmiany czynnościowe.

W spoczynku, u sportowców wyczynowych w porównaniu z osobami niewytrenowanymi można
stwierdzić :

•

wolniejszy rytm serca

•

zmianę objętości wyrzutowej (najczęściej jest większa, rzadziej mniejsza niż u
nietrenujących)

•

mniejszą pojemność minutową (nawet 1-3l/min)

•

większą układową tętniczo-żylną różnicę zawartości tlenu we krwi
niższe ciśnienie tętnicze skurczowe i rozkurczowe (przy pomiarze metodą Korotkowa,
natomiast pomiary metodą krwawą nie potwierdzają tej obserwacji)

Reakcja układu krążenia osób wytrenowanych na podejmowany wysiłek jest odmienna niż osób

nieaktywnych fizycznie. Jej charakter zależy także od wielkości obciążenia (submaksymalne czy
maksymalne) pokonywanego w trakcie wysiłku .

Porównując zachowanie się układu krążenia w trakcie wysiłku submaksymalnego u sportowców w
okresie wytrenowania oraz z okresu przed rozpoczęciem uprawiania wyczynowo sportu, można

stwierdzić:

•

mniejszy przyrost częstości akcji serca

•

większy wzrost objętości wyrzutowej
( przyrost nawet o 50-100%)

•

niezmienioną objętość minutową

•

większą układową tętniczo-żylną różnicę

zawartości tlenu we krwi

•

nieco wyższe wartości ciśnienia tętniczego skurczowego

Podczas wysiłków o obciążeniu maksymalnym, u sportowców aktualnie trenujących w porównaniu do
okresu przed rozpoczęciem uprawiania sportu obserwuje się:

•

niezmienioną maksymalną częstość akcji serca

•

wzrost objętości wyrzutowej
( 50-60ml u nietrenujących vs 150-160ml u sportowców )

•

wzrost objętości minutowej

•

( 20-23 l/min u nietrenujących vs 30-40 l/min u sportowców )

•

wzrost układowej tętniczo-żylnej różnicy zawartości tlenu we krwi (130-140ml/l u
nietrenujących vs 170-175 ml/l u sportowców)

•

wyższe wartości ciśnienia tętniczego skurczowego i rozkurczowego

•

wyższe wartości ciśnienia w tętnicy płucnej i naczyniach włosowatych

Po zakończeniu wysiłku u osób wytrenowanych, w odróżnieniu od osób nieaktywnych fizycznie
stwierdza się:

•

szybszą normalizację wszystkich wymienionych parametrów krążeniowych

•

szybszy przebieg procesów odnowy

1.2 Zmiany morfologiczne

Uprawianie sportu wyczynowo prowadzi również do zmian morfologicznych w obrębie mięśnia
sercowego i naczyń wieńcowych. Do najistotniejszych można zaliczyć:

•

zrost grubości mięśnia sercowego na wskutek zwiększenia średnicy i długości włókien
mięśniowych

•

zmianę wielkości jam serca (w oparciu o wzajemne relacje pomiędzy grubością mięśnia
sercowego a wielkością jam serca wyróżnia się przerost ekscentryczny i koncentryczny )

•

wzrost wewnętrznej średnicy naczyń wieńcowych

•

bogatsze unaczynienie włosowate mięśnia sercowego

Ponadto „serce sportowca” charakteryzuje się odmiennymi właściwościami wewnętrznymi pod postacią
wzrostu:

•

kurczliwości

•

podatności mięśnia sercowego

•

podatności ścian i obniżenia oporu w naczyniach wieńcowych

1.3 Zamiany metaboliczne

Systematyczny trening fizyczny prowadzi do zmian metabolizmu mięśnia sercowego.
Między innymi obserwuje się:

•

zmianę procentowego wykorzystania przez serce różnych substratów energetycznych (u
sportowców wzrasta udziału mleczanu w pokrywaniu wydatku energetycznego serca podczas

wysiłku)

•

mniejsze zużycie tlenu przypadające na jeden skurcz mięśnia sercowego

2. „Serce sportowca” w świetle wybranych nieinwazyjnych badań układu krążenia.

Dla lekarza Poradni Sportowej, ocena funkcji układu krążenia sportowca może stanowić trudne

zadanie. W badaniu klinicznym jak i badaniach dodatkowych, nierzadko bowiem spotkać można
zmiany budzące wątpliwości, czy należy traktować je jako wyraz adaptacji do powtarzalnych wysiłków

fizycznych czy przejaw patologii. Poniżej zestawiono występujące najczęściej i najbardziej
charakterystyczne zmiany stwierdzane w nieinwazyjnych badaniach układu krążenia u sportowców.

1.1.Spoczynkowy zapis EKG u sportowców wyczynowych.

U sportowców wyczynowych w spoczynkowym zapisie EKG często spotykamy:*

•

bradykardię zatokową (50-85%)

•

niemiarowość zatokową (13-77%)

•

blok AV I0 (6-33%)

•

blok AV II0 typu periodyki Wenckebacha (1-2,5%)

•

zaburzenia przewodzenia śródkomorowego
(gł. niepełny blok prawej odnogi pęczka Hisa 13-50%)

•

cechy przerostu lewej komory (14-85%)

•

cechy przerostu prawej komory (3-69%)

•

zmiany okresu repolaryzacji komór pod postacią uniesienia odcinka STw odprowadzeniach
przedsercowych prawokomorowych z towarzyszącym wysokim, asymetrycznym załamkiem T
i obecnością fali U

•

przedłużenie czasu QT

*w nawiasach podano częstość występowania wymienianej zmiany

Bradykardia i niemiarowość zatokowa są uważane są za typowe dla populacji sportowców i traktowane
jako przejaw dobrego wytrenowania. Ich przyczyn upatruje się przede wszystkim w zwiększonym

napięciu nerwu błędnego, czego dowodzi wiele prac eksperymentalnych i klinicznych. Uwzględnia się
jednak także inne czynniki.

Estroch M i wsp., oraz niezależnie Matsup S. i wsp. u sportowców z bradykardią spoczynkową w
porównaniu do sportowców z ”normalną” spoczynkową częstością akcji serca, stwierdzili w tomografii

emisyjnej zmniejszenie wychwytu metyloguanidyny znakowanej radioaktywnym jodem w obrębie
ściany dolnej lewej komory. Wyniki w/w badań sugerują więc zaburzenia współczulnego unerwienia

serca u sportowców. Bradykardia spoczynkowa u sportowców wiązana jest także ze zmianą
wewnętrznego rytmu serca. Levis W. i wsp. porównał częstość rytmu zatokowego w spoczynkowym
EKG u 8 kolarzy i 8 mężczyzn prowadzących siedzący tryb życia. U sportowców częstość rytmu
zatokowego była niższa niż w grupie osób nie uprawiających sportu (50/min vs 53/min), a różnica ta
utrzymywała się po farmakologicznym odnerwieniu serca ( 84/min vs 103/min).

U sportowców blok przedsionkowo-komorowy I0 opisywano u 6-33% badanych, blok II o typu
Wenckebacha u około 2,5 %, typu Mobitza u 0,4%. U osób zdrowych, nie uprawiających sportu w/w
zaburzenia przewodzenia przedsionkowo-komorowego w spoczynkowym zapisie EKG rozpoznaje się
kilkakrotnie rzadziej.
W populacji sportowców są one traktowane jako następstwo wzmożonego napięcia układu
przywspółczulnego, ale część autorów podkreśla ich związek ze zmianą wewnętrznych właściwości

układu bodźco-przewodzącego. Stein R. i wsp. w stymulacji p/przełykowej wykonanej u 10
sportowców w porównaniu do odpowiedniej grupy kontrolnej stwierdzili dłuższy skorygowany czas

powrotu rytmu zatokowego i niższy punkt Wenckebacha.

Zaburzenia przewodnictwa śródkomorowego, a zwłaszcza obraz niepełnego bloku prawej odnogi
pęczka Hisa są dość często spotykane w spoczynkowym zapisie EKG u sportowców wyczynowych.
Wśród 107 olimpijczyków wydłużenie czasu trwania i/lub zawęźlenie zespołów komorowych w
odprowadzeniu V1 stwierdzono aż u 51,1% badanych. Istnieje hipoteza, iż w/w zmiany w zapisie EKG
u sportowców odzwierciedlają wzrostu masy serca w okolicy koniuszka i prawej komory. Koncepcję tą
potwierdza ustępowanie omawianych zmian w okresie roztrenowania.

Sporadycznie występujące w EKG spoczynkowym zaburzenia rytmu pod postacią pojedynczych
pobudzeń dodatkowych pochodzenia nad- lub komorowego u sportowców nie mogą być traktowane
jako patologia, gdyż nierzadko są one opisywane u osób zdrowych, zwłaszcza po stosowaniu używek
jak kawa, herbata, alkohol.

Cechy przerostu lewej komory mięśnia sercowego w EKG spoczynkowym u sportowców są opisywane
u 14-85% badanych. Tak duże różnice w częstości rozpoznań zdają się wynikać przede wszystkim z

braku przyjęcia jednolitych kryteriów rozpoznawczych. W populacji osób zdrowych
elektrokardiograficzne cechy przerostu lewej komory stwierdzano u 5 osób na 122 tysiące badanych .

Natomiast cechy przerostu prawej komory w EKG spoczynkowym u sportowców są opisywane w
literaturze u 5-69% zawodników . Przyjmuje się, iż cechy przerostu komór w EKG u sportowców

powstają w następstwie wzrostu średnicy włókien mięśniowych oraz zaburzeń przewodzenia
śródkomorowego spowodowanych rozluźnieniem styków między włóknami Purkinjego a przerosłymi
komórkami mięśnia sercowego.

Rozpoznawanie przerostu lewej lub prawej komory u sportowców na podstawie obrazu spoczynkowego

EKG ma ograniczone znaczenie, gdyż korelacje z badaniami anatomicznymi i echokardiograficznymi
wskazują na stosunkowo małą czułość

i specyficzność kryteriów ektrokardiograficznych . Jeger A. korelując elektrokardiograficzne kryteria
przerostu lewej komory z jej masą ocenianą echokardiograficznie, określiła czułość badania EKG w
wykrywaniu przerostu lewej komory serca u sportowców na 25-50% a swoistość na 55-70% .
Zmiany okresu repolaryzacji komór pod postacią uniesienia odcinka ST w odprowadzeniach
przedsercowych prawokomorowych z towarzyszącym wysokim asymetrycznym załamkiem T i

obecnością fali U, przy współistnieniu bradykardii zatokowej opisywane są przez różnych autorów u
10-100% badanych sportowców Najczęściej ustępują one w trakcie wysiłku oraz w okresie

roztrenowania. Przypisywane są wzmożonej aktywności układu przywspółczulnego, choć w świetle
aktualnych badań, trudno jednoznacznie stwierdzić, czy w ich powstaniu nie biorą udziału jeszcze i
inne czynniki.

Trudności diagnostyczne stwarzają natomiast niecharakterystyczne zaburzenia okresu repolaryzacji

komór rejestrowane u 2,5-18% sportowców (głównie mężczyzn) . Najczęściej opisywano skośne ku
dołowi obniżenia odcinka ST w odprowadzeniu II, III, aVF i/lub V5V6 z towarzyszącymi ujemno-

dodatnimi płytkimi załamkami T, lub obecność tylko dwufazowych ujemno-dodatnich załamków T w
odprowadzeniu V2V5. Zmiany pod postacią dwufazowych lub odwróconych załamków T w

odprowadzeniu V3V5 stwierdzono u 10,3% olimpijczyków . Obniżenie odcinka ST bez towarzyszących
zmian załamka T spotykane jest u około 1-3% sportowców.

W populacji osób zdrowych omawiane zaburzenia okresu repolaryzacji komór są spotykane u około
0,5% badanych. W piśmiennictwie obecność w/w zmian w EKG spoczynkowym sportowców jest
różnorodnie tłumaczona. Część autorów wiąże ich występowanie ze zmianami napięcia układu
autonomicznego. Potwierdzeniem tej tezy ma być normalizacja w/w zmian elektrokardiograficznych u
sportowców bez wykrywalnej organicznej choroby serca w trakcie próby wysiłkowej lub manewrów
zwiększających napięcie współczulne jak podanie izoprenaliny. Natomiast podczas wzrostu aktywności
układu przywspółczulnego (próba Valsalwy, test hiperwentylacji) zmiany te nie ustępowały, lub nawet
ulegały pogłębieniu. Przypuszcza się, iż omawiane zaburzenia okresu repolaryzacji komór u
sportowców, mogą być efektem różnic w czasie trwania potencjału czynnościowego komórek mięśnia
sercowego, a wzrost aktywności współczulnej normalizuje te różnice przez wyrównywanie czasu

depolaryzacji. W każdym przypadku stwierdzenia w/w zaburzeń okresu repolaryzacji komór w zapisie
EKG u sportowca należy jednak uwzględnić i inne przyczyny jak m. innymi : niedokrwienie,

kardiomiopatię przerostową, zapalenie mięśnia sercowego, wypadanie płatka zastawki mitralnej.

1.2.24h zapis EKG metodą Holtera u sportowców wyczynowych.

W 24h zapisie EKG metoda Holtera u sportowców wyczynowych często stwierdza się*:

•

niską średnią dobową, minimalną i maksymalną częstość rytmu serca

•

niemiarowość zatokową znacznego stopnia

•

zaburzenia przewodzenia przedsionkowo-komorowego pod postacią bloku przedsionkowo-
komorowego Io (2-33%) lub IIo typu periodyki Wenckebacha (2-40%), a sporadycznie typu
Mobitz II (0-8%)

•

częste występowanie łagodnych postaci zaburzeń rytmu serca ESV obecne u 55-100% , ale
ESV>100/24h u 1,5-10% sportowców EV obecne u 30-70%, ale EV> 100/24h u 3-15%
sportowców

*w nawiasach podano częstość występowania wymienianej zmiany

U sportowców podczas 24h rejestracji EKG met. Holtera średnie- dobowa, minimalna i maksymalna
częstość rytmu serca są zazwyczaj niższe niż u osób niewytrenowanych. Talan i wsp donosi, iż średnia
częstość rytmu serca u 20 biegaczy podczas dziennej aktywności była wolniejsza o ok. 10/min w
porównaniu do 50 zdrowych studentów nie uprawiających sportu. Podobne wyniki uzyskali i inni
badacze np. w doniesieniach Hanne–Paparo i wsp. średnia minimalna częstość rytmu serca w ciągu
doby u sportowców wynosiła 37,3 /min a średnia maksymalna 124,5/min , podczas gdy u
nietrenujących odp. - 45,4/min i 137,3/min. W zależności od przyjętych kryteriów niemiarowość
zatokowa w zapisie holterowskim opisywana jest u 13,5-100% sportowców i 20-86% osób zdrowych.
Bradykardii i niemiarowości zatokowej u sportowców w 24h EKG przypisuje się takie samo znaczenie
kliniczne jak zarejestrowanym w spoczynkowym elektrokardiogramie.

W 24h zapisie EKG u sportowców , stosunkowo często w porównaniu do zapisów spoczynkowych,

rejestruje się epizody zahamowania zatokowego oraz wstawki rytmu węzłowego. Występują one
głównie w nocy. Wg Fletchera i wsp. średni czas trwania pauzy w zapisie holterowskim u sportowców
wynosił 2,55 sek. w ciągu dnia i 2,8 sek. w nocy. Na podstawie doniesień dotyczących rejestracji
wstawek rytmu węzłowego w 24h EKG, częstość ich występowania u sportowców można określić na
0,31%-20%, a w ogólnej populacji na 0-0,6%.

U sportowców w 24h zapisie EKG metodą Holtera, zwłaszcza w nocy, często stwierdza się również
zaburzenia przewodzenia przedsionkowo-komorowego pod postacią bloku AV Io (2-33%) lub IIo typu
periodyki Wenckebacha (2-40%). Traktowane są jako przejaw wzmożonego napięcia nerwu błędnego i
nie przypisuje się im istotnego znaczenia klinicznego. Natomiast obecność bloku typu Mobitz II ,a
zwłaszcza IIIo prawie zawsze budzi podejrzenie istnienia organicznej choroby serca. Warto jednak
wspomnieć, iż opisano przypadek bloku IIIo u sportowca, który ustąpił samoistnie po zaprzestaniu

treningów przez badanego.

Pojedyncze pobudzenia dodatkowe nadkomorowe (ESV) u sportowców są rejestrowane w ciągu doby
bardzo często, ich liczba jest natomiast niewielka. Zehender i wsp. oceniając zapisy holterowskie u 80

sportowców, stwierdził pojedyncze pobudzenia dodatkowe nadkomorowe u 41% badanych, podczas
gdy powyżej 100 ESV w ciągu 24h zarejestrował tylko u jednego sportowca. Coelo i wsp. uważa, iż
występowanie u sportowców tachyarytmii nadkomorowej dowodzi istnienia nieprawidłowości w
układzie krążenia, a najczęściej wypadania płatka zastawki mitralnej lub zespołu WPW.

Poglądy na temat występowania komorowych zaburzeń rytmu u sportowców są różnorodne. Wg
niektórych doniesień pojedyncze EV w 24h zapisie EKG met. Holtera rejestruje się u ok. 1/3
sportowców i u podobnego odsetka osób zdrowych, nieuprawiających sportu. Zehender i wsp.
postuluje natomiast częstsze występowanie pojedynczych pobudzeń komorowych u sportowców niż u

zdrowych, niewytrenowanych osób (70% vs 55%).. Liczba EV u sportowców w 24h zapisie EKG jest
zazwyczaj niewielka np. wśród 20 biegaczy u 70% rejestrowano EV, ale tylko u 2 zawodników było ich
więcej niż 50/24h, a żaden z badanych nie miał złożonych komorowych zaburzeń rytmu. Panuje
zgodna opinia, iż jeżeli nawet pobudzenia komorowe u sportowców w spoczynku występują licznie, to
ich ustępowanie w okresie wykonywania wysiłku, dowodzi czynnościowego pochodzenia tych zaburzeń
rytmu.

2.3. Badanie ultrasonokardiograficzne u sportowców wyczynowych.

W badaniu ukg u sportowców wyczynowych często można stwierdzić:

•

wzrost grubości ścian mięśnia sercowego (uzyskane wartości najczęściej znajdują się na
górnej granicy „norm” dla osób nieuprawiających sportu lub nieznacznie je przekraczają)

•

zmianę wielkości jam serca w stosunku do grubości ścian w zależności od typu przerostu
(ekscentryczny vs koncentryczny)

•

wzrost częstości występowania fal zwrotnych nad zastawkami dwudzielną, trójdzielną i pniem
płucnym wysoki stosunek fali E/A

W badaniu echokardiograficznym u sportowców w porównaniu do populacji osób nieaktywnych
fizycznie stwierdza się istotnie większą grubość ścian mięśnia sercowego. Wyniki badania ukg u
sportowców jednak tylko sporadycznie przekraczają wartości przyjęte jako „norma” dla osób
nietrenujących. Spititio i wsp. w metaanalizie obejmującej 947 sportowców uprawiających 27
dyscyplin stwierdził wzrost grubości ścian lewej komory do 12-16mm u 1,7% badanych. Urhausen A. i
wsp. w 152 osobowej grupie wioślarzy wykrył grubość ścian lewej komory w granicach 12-13mm u
2,6% badanych. Metaanaliza przeprowadzona przez Pluima B.M i wsp., która objęła 1451 sportowców
również potwierdziła, iż u uprawiających sport wyczynowo „znaczna” tj. przekraczająca 16mm,
grubość ściany tylnej i przegrody międzykomorowej spotykana jest rzadko. Maron B.J. zaproponował
nawet kryteria pomagające na podstawie wymiarów jam serca i grubości ścian lewej komory
różnicować pomiędzy przerostem mięśnia sercowego w następstwie treningu sportowego a kardiopatią

przerostową .

Dość często można spotkać się z doniesieniami o wyższym wymiarze końcoworozkurczowym lewej
komory (EDD) u sportowców w porównaniu do populacji ogólnej . Badania prowadzone w Instytucie

Sportu w Rzymie wykazały, iż u około 15% włoskich sportowców EDD przekracza 54mm tj. „normę”
przyjętą dla osób nieuprawiających sportu. Zdaniem Marona B.J. i wsp., gdy EDD u sportowca jest
większe niż 58mm , sugeruje to rozpoznanie kardiomiopatii rozstrzeniowej.

Ocena funkcji lewej komory pozwala wówczas na różnicowanie „serca sportowego” z tą jednostką

chorobową.

Wielu autorów uważa, że wielkość EDD i grubość ścian lewej komory u sportowców zależy przede
wszystkim od charakteru uprawianej dyscypliny.

Hipotezę o istnieniu u sportowców dwóch różnych morfologicznie typów przerostu mięśnia sercowego -

koncentrycznego u uprawiających dyscypliny siłowe oraz ekscentrycznego u trenujących dyscypliny
wytrzymałościowe, wysunął w 1975r Morganroth. Pogląd ten był początkowo bardzo popularny ,
jednak badania przeprowadzone w latach 90-tych zrodziły pewne wątpliwości. Pluim B.M. w
metaanalizie opublikowanej w 2000r, a obejmującej 59 badań, największe wymiary jam serca
stwierdził u sportowców uprawiający dyscypliny „ kombinowane” tj. siłowo-wytrzymałościowe ( np.
wioślarstwo), następnie wytrzymałościowe i siłowe. Grubość przegrody i tylnej ściany lewej komory
była największa w trenujących dyscypliny siłowe, nieco mniejsza u przedstawicieli dyscyplin „
kombinowanych”, i najmniejsza u trenujących dyscypliny wytrzymałościowe. Metaanaliza ta
potwierdziła więc , iż w zależności od udziału elementów statycznych i dynamicznych w danej
dyscyplinie sportu, obraz „serca sportowca” w ukg może być różny. Należy jednak uwzględnić, iż

nawet jeżeli danej dyscyplinie sportu przypiszemy jeden z w/w modeli przerostu lewej komory, to w
praktyce, „czyste” formy przerostu ekscentrycznego lub koncentrycznego praktycznie nie występują .

Niewiele jest doniesień na temat wielkości prawej komory u sportowców wyczynowych Panuje jednak

zgodny pogląd, iż pod wpływem treningów, ulega ona powiększeniu, a mięsień prawej komory staje
się grubszy.

Większość autorów jest zgodna, iż wyczynowe uprawianie sportu sprzyja powiększeniu wymiarów
lewego przedsionka. Natomiast opinie dotyczące wymiaru poprzecznego aorty i separacji płatków tej
zastawki u sportowców wyczynowych są różne.

Wysoką częstość występowania fal zwrotnych nad zastawką dwudzielną, trójdzielną i płucną u
sportowców należy traktować jako zjawisko typowe dla „serca sportowego”. Przyjmuje się, iż fale
zwrotne nad w/w zastawkami występują w populacji sportowców około dwa razy częściej niż w
populacji ogólnej.

Oprócz określenia wymiarów struktur serca, istotny element „serca sportowca” stanowi także jego
prawidłowa funkcja skurczowa i rozkurczowa . Z tego powodu w trakcie badania ukg u sportowców

określa się kurczliwość globalną i odcinkową lewej komory oraz frakcję wyrzutową. Oceny podatności
lewej komory dokonuje się określając metodą Dopplera charakter i szybkość przepływu krwi przez
zastawkę mitralną.

Piśmiennictwo u autorki