Кардиомиопатия Фидиппида: обзор литературы и описание клинического случая

В 490 г. до н. э. персы под предводительством царя Дария I напали на греков, армия которых по своей численности значительно уступала силам противника. Перед началом битвы в Спарту с просьбой о помощи был отправлен 40-летний афинский гонец Фидиппид, которому пришлось пробежать по гористой местности около 75 миль. Хотя спартанцы и согласились помочь греческой армии, сделать это незамедлительно по религиозным мотивам не смогли. Фидиппид был вынужден возвратиться в Марафон, преодолев, таким образом, 150 миль менее чем за 2 дня. Однако, пока Фидиппид бежал в Марафон, греки разбили армию персов, поэтому из Марафона гонец сразу же направился в Афины, расположенные в 26,2 мили, чтобы поведать всем грекам о победе. Прибежав в Афины, Фидиппид поднял руки и воскликнул: «Мы победили!», после чего рухнул замертво. Гибель Фидиппида считается первым документально подтвержденным случаем внезапной сердечной смерти у бегуна на длинные дистанции. С тех пор было описано множество сердечных осложнений у спортсменов, связанных с их профессиональной деятельностью (Thompson P., Venero H., 2009).

Внезапная смерть вследствие чрезмерной физической нагрузки

Единое мнение об этиологии внезапной смерти, наступающей после чрезмерной физической нагрузки, отсутствует (Douglas P. et al., 1987; Westrol M. et al., 2010; Giada F. et al., 2010). Внимание, как правило, привлекают гипер­трофическая кардиомиопатия, аномалии венечных артерий, ранняя ишемическая болезнь сердца и острая ишемия миокарда. В то же время, согласно новым данным, значительная по своей интенсивности и повторяющаяся физическая нагрузка сама по себе может вызвать особую форму кардио­миопатии (Mоhlenkamp S. et al., 2008). Установлено, что у атлетов происходит расширение камер сердца, гипер­трофируется стенка левого желудочка, а также увеличивается час­тота предсердных и желудочковых аритмий (Heidbuchel H. et al., 2003; Karjalainen J. et al., 1998). В исследовании J. Trivax и соавт. (2010), которые использовали данные аутопсии и магнитно-резонансной томографии (МРТ) сердца с гадолинием, морфологическим субстратом, было показано, что повышенный риск внезапной сердечной смерти при отсутствии ее явных причин у бегунов на длинные дистанции обусловлен очаговым фиброзом миокарда. В настоящей публикации состояние, вызванное повышенным сердечным выбросом, который приводит у предрасположенных лиц к преходящей дилатации камер сердца и возникновению очагов миокардиального фиброза, обозначено термином «кардиомиопатия Фидиппида». Ниже приведено собственное наблюдение случая внезапной сердечной смерти, наступившей вследствие этой патологии у спортсмена-любителя.

Тренировки и бег на длинные дистанции

В 1975 г. в США марафонский забег совершили 25 тыс. человек. В последующие десятилетия бег на длинные дистанции завоевывал все большую популярность (в 2010 г. марафонцев насчитывалось уже 468 тыс.), однако это сопровождалось увеличением частоты внезапной смерти – ​ее риск во время марафонского забега составляет 0,8 случая на 100 тыс. человек (Redelmeier D., Greenwald J., 2007). Несмотря на то что степень риска при этом не изменилась, абсолютный показатель смертности с увеличением количества участников повысился (USA Marathoning, 2008). Термин «кардиомиопатия Фидиппида» предложен для тех случаев, когда развитие сердечной патологии (мио­кардиального фиброза, предсердных и желудочковых аритмий), а также наступление внезапной смерти связано с интенсивными тренировками и состязаниями, в част­ности с марафонским бегом.

Патогенез кардиомиопатии Фидиппида

Часть марафонцев тренируются годами, однако у многих спортсменов длительность таких тренировок составляет от 18 до 20 нед – ​срок, рекомендуемый в интернет-ресурсах и популярной литературе. Режим тренировок разных атлетов существенно отличается по количеству тренировочных дней, дистанции пробега за неделю, а также по длитель­ности восстановительного периода. Как следствие, бегуны на марафонские дистанции к моменту забега имеют различное состояние здоровья. Впрочем, каковы бы ни были тренировочный режим и здоровье спортсмена, его сердце всегда подвергается высокой пред- и постнагрузке, в ­результате чего левый желудочек дилатируется, его стенка утолщается, а масса увеличивается.

Бег на длинную дистанцию обусловливает множество изменений в организме человека, приводящих к повреждению сердца. К таким изменениям, в частности, относят повышенное высвобождение катехоламинов, вызывающее коронарную вазоконстрикцию; тахикардию, снижающую время диастолического наполнения и увеличивающую потребность миокарда в кислороде; нарушения обмена свободных жирных кислот; лактацидотические сдвиги; расстройства метаболизма в целом (La Gerche A. et al., 2008). На этом фоне у предрасположенных лиц требования, предъявляемые к работе сердца во время марафонского забега, оказываются чрезмерными. Возрастает пред- и постнагрузка на правый желудочек, который дилатируется и растягивается (Krip B. et al., 1997). У менее тренированных лиц изменения могут оказаться более выраженными (Neilan T. et al., 2006). Дилатация и гипокинез правых отделов сердца, наступающие после продолжительной и интенсивной нагрузки, были продемонстрированы при проведении МРТ (Trivax J. et al., 2010; Breuckmann F. et al., 2009). Диастолическая дисфункция часто наблюдается как у молодых атлетов, так и у спортс­менов старшего возраста (Knebel F. et al., 2009). Показано высвобождение ряда сердечных биомаркеров, например миоглобина, сердечного тропонина I, креатин­киназы, сердечной фракции креатинкиназы и натрийуретического пептида типа B (Fortescue E. et al., 2007). Кроме того, снижается объем циркулирующей крови и уменьшается клубочковая фильтрация, что влечет за собой повышение концентрации в сыворотке крови азота мочевины, креатинина и цистатина С (McCullough P. et al., 2011). В течение восстановительного периода после марафонского забега геометрия сердца возвращается к исходной.

Таким образом, у многих спортсменов на фоне тренировок и марафонских забегов наблюдаются циклические изменения, которые заключаются в повреждении и последующем восстановлении структуры и функции сердца.

Стойкие морфологические изменения сердца как следствие повторной дилатации камер, геометрия которых ­спустя некоторое время возвращается к исходной, возможны лишь в случае индивидуальной предрасположенности спортсмена (Mousavi N. et al., 2009). Преходящее повышение уровня сердечного тропонина и натрий­уретического пептида типа В отмечается примерно у трети бегунов на длинные дистанции, причем эти нарушения не зависят от состояния здоровья, скорости бега и тренированности атлета (Trivax J. et al., 2010). Пока не установлено, развивается ли у этих лиц очаговый фиброз в миокарде, который не сопровождается какими-либо клиническими проявлениями и, очевидно, формируется в течение многих лет. При возникновении желудочковых аритмий и/или наступлении внезапной сердечной смерти можно диагностировать кардиомиопатию Фидиппида – ​заболевание с летальным исходом. Следовательно, лицам, которые занимаются видами спорта, сопряженными с чрезмерными физическими нагрузками, в частности марафонским бегом, требуются регулярные медицинские осмотры. Цель их проведения должна заключаться в оценке риска развития кардио­миопатии Фидиппида, а также во взвешенном подходе к выбору методов исследования, позволяющих верифицировать указанный диагноз.

Исследования на животных моделях

В исследованиях на крысах было показано, что продолжительные и интенсивные физические нагрузки приводят к повышенной экспрессии трансформирующего фактора роста-β₁ в правом и левом предсердиях, а также в правом желудочке. Это, в свою очередь, стимулирует выработку коллагена сердечными миофибробластами, в результате чего формируются очаги фиброза (Benito B. et al., 2011). Кроме того, у животных, подвергавшихся чрезмерным физическим нагрузкам, отмечались нарушения регуляции экстрацеллюлярного матрикса с увеличением экспрессии фибронектина‑1, коллагена, металлопротеиназы‑2 и тканевого ингибитора металлопротеиназы‑1, что обусловливало повышение жесткости миокарда (рис. 1) (Kwak H. et al., 2011).

Стратификация риска у бегунов на длинные дистанции

Исследования, в которых оценивались бы методы скрининга кардиомиопатии Фидиппида, до настоящего времени не проводились. Можно предположить, что для определения риска развития этой патологии либо распознавания ее субклинических проявлений следует использовать сердечные биомаркеры и современные визуализирующие методы. Лиц, которые занимаются бегом на длинные дистанции либо любыми другими видами спорта, ассоциирующимися с повышением сердечного выброса на протяжении достаточно продолжительного времени (нескольких часов), целесообразно обследовать для того, чтобы исключить распространенные сердечно-сосудистые заболевания, предрасполагающие к ишемии миокарда либо аритмиям, индуцируемым физической нагрузкой (McCullough P., 2010). Известно, что длительные и интенсивные нагрузки сами по себе могут вызывать кардиомиопатию, хотя допускается и определенное влияние ишемии, роль которой, однако, окончательно не выяснена (Rowe W., 1991). Очаги фиброза легко выявляют с помощью МРТ с поздним гадолиниевым усилением, причем установлено, что такая находка служит предиктором развития тяжелых аритмий сердца (Drezner J., 2008). Кроме того, данный метод ввиду его существенных преимуществ перед эхокардиографией позволяет диагностировать гипертрофическую кардио­миопатию, аномалии коронарных артерий, патологию аорты при синдроме Марфана (Prakken N. et al., 2009). Нельзя также исключить то, что повышение уровня сердечных биомаркеров на фоне длительной нагрузки может служить предиктором развития кардиомиофиброза в будущем. Особенно интересным маркером представляется продукт синтеза сердечных макрофагов галектин‑3, прогностическая значимость которого при сердечной недостаточности была установлена недавно (de Boer R. et al., 2010). Показано, что галектин‑3 стимулирует секрецию фибробластами субстрата кардиомио­фиброза – ​проколлагена I. Его молекулы, «сшиваясь» между собой, образуют зрелый коллаген.

Клинический случай

Мужчина в возрасте 50 лет, ранее здоровый, участник многочисленных полумарафонских забегов. Аэроб­ные нагрузки выполнял дважды в день, 6 дней в неделю. Почувствовал себя плохо, управляя автомобилем, примерно через 12 ч после завершения разминки. На электро­кардиограмме (ЭКГ), снятой бригадой скорой медицинской помощи, была зарегистрирована фибрилляция желудочков (рис. 2), в связи с чем успешно провели сердечно-легочную реанимацию и электрическую кардиоверсию. Пациент был интубирован и переведен на искусственную вентиляцию легких.

В лечебном учреждении осуществлялась терапевтическая гипотермия. Уровни электролитов и креатинкиназы в крови были в пределах нормы. Концентрация тропонина I (0,06 нг/мл) находилась в «серой зоне». На ЭКГ – ​сину­совый ритм и диффузные неспецифические изменения сегмента ST (рис. 3). Удлинение интервала QT не зафиксировано. Данные выполненной в М‑режиме эхокардиографии свидетельствовали о сохранной функции левого и правого желудочков, отсутствии патологического расширения сердечных камер и обструкции выносящего тракта левого желудочка, нормальной подвижности мит­рального клапана. Согласно результатам катетеризации сердца патологические изменения в коронарных артериях не обнаружены (рис. 4). В ходе вентрикулографии левого желудочка выявлены его гипертрофия (увеличение папиллярных мышц) и гиперкинез (рис. 5). При проведении МРТ сердца были установлены незначительная гипертрофия левого желудочка (масса миокарда – 166,2 г) и ­сохранная функция сердца. Применение гадолиния позволило визуализировать в основании передней части межжелудочковой перегородки очаги внутримиокардиального фиброза (рис. 6), который был расценен как возможный субстрат желудочковой аритмии и остановки сердца.

У больного наступил полный регресс неврологической симптоматики, и еще до выписки из стационара ему был имплантирован кардиовертер-дефибриллятор.

Представленное наблюдение является первым современным описанием случая внезапной сердечной смерти, наступившей спустя некоторое время после интенсивной физической нагрузки. Данное исследование поднимает вопрос о необходимости учитывать индивидуальную пред­расположенность к развитию кардиомиофиброза и фатальных аритмий у лиц, подвергающихся чрезмерным физическим нагрузкам, в частности спортсменов.

Для определения механизмов формирования и клинических особенностей кардиомиопатии Фидиппида необходимы дальнейшие исследования. Следует также отметить, что физические нагрузки, требующиеся для поддержания здорового образа жизни, не должны быть длительными и чрезмерно интенсивными.

Литература

1. Thompson P.D., Venero H.C. A history of medical reports on the Boston Marathon: 112 years and still running. Med. Sci. Sports Exerc. 2009; 41: 1341-1348.
2. Douglas P.S., O’Toole M.L., Hiller W.D. et al. Cardiac fatigue after prolonged exercise. Circulation. 1987; 76: 1206-1213.
3. Westrol M.S., Kapitanyan R., Marques-Baptista A. et al. Causes of sudden cardiac arrest in young athletes. Postgrad. Med. 2010; 122: 144-157.
4. Giada F., Biffi A., Cannom D.S. et al. Sports and arrhythmias: a report of the International Workshop Venice Arrhythmias 2009. Eur. J. Cardiovasc. Prev. Rehabil. 2010; 17: 607-612.
5. Möhlenkamp S., Lehmann N., Breuckmann F. et al.; Marathon Study Investigators; Heinz Nixdorf Recall Study Investigators. Running: the risk of coronary events: prevalence and prognostic relevance of coronary atherosclerosis in marathon runners. Eur. Heart J. 2008; 29: 1903-1910.
6. Heidbuchel H., Hoogsteen J., Fagard R. et al. High prevalence of right ventricular involvement in endurance athletes with ventricular arrhythmias: role of an electrophysiologic study in risk stratification. Eur. Heart J. 2003; 24: 1473-1480.
7. Karjalainen J., Kujala U.M., Kapiro J. et al. Lone atrial fibrillation in vigorously exercising middle aged men: case-control study. BMJ. 1998; 316: 1784-1785.
8. Trivax J.E., Franklin B.A., Goldstein J.A. et al. Acute cardiac effects of marathon running. J. Appl. Physiol. 2010; 108: 1148-1153.
9. Redelmeier D.A., Greenwald J.A. Competing risks of mortality with marathons: retrospective analysis. BMJ. 2007; 335: 1275-1277.
10. USA Marathoning: 2007. Overview. http://www.marathonguide.com/features/Articles/2007RecapOverview.cfm. Accessed December 12, 2008.
11. La Gerche A., Connelly K.A., Mooney D.J. Biochemical and functional abnormalities of left and right ventricular function after ultra-endurance exercise. Heart. 2008; 94: 860-866.
12. Krip B., Gledhill N., Jamnik V. et al. Effect of alterations in blood volume on cardiac function during maximal exercise. Med. Sci. Sports Exerc. 1997; 29: 1469-1476.
13. Neilan T.G., Januzzi J.L., Lee-Lewandrowski E. et al. Myocardial injury and ventricular dysfunction related to training levels among nonelite participants in the Boston marathon. Circulation. 2006; 114: 2325-2333.
14. Breuckmann F., Möhlenkamp S., Nassenstein K. et al. Myocardial late gadolinium enhancement: prevalence, pattern, and prognostic relevance in marathon runners. Radiology. 2009; 251: 50-57.
15. Knebel F., Schimke I., Schroeckh S. et al. Myocardial function in older male amateur marathon runners: assessment by tissue Doppler echocardiography, speckle tracking, and cardiac biomarkers. J. Am. Soc. Echocardiogr. 2009; 22: 803-809.
16. Fortescue E.B., Shin A.Y., Greenes D.S. et al. Cardiac troponin increases among runners in the Boston Marathon. Ann. Emerg. Med. 2007; 49: 137-143.
17. McCullough P.A., Chinnaiyan K.M., Gallagher M.J. et al. Changes in renal markers and acute kidney injury after marathon running. Nephrology (Carlton). 2011; 16: 194-199.
18. Mousavi N., Czarneck A., Kumar K. et al. Relation of biomarkers and cardiac magnetic resonance imaging after marathon running. Am. J. Cardiol. 2009; 103: 1467-1472.
19. Benito B., Gay-Jordi G., Serrano-Mollar A. et al. Cardiac arrhythmogenic remodeling in a rat model of long-term intensive exercise training. Circulation. 2011; 123: 13-22.
20. Kwak H.B., Kim J.H., Joshi K. et al. Exercise training reduces fibrosis and matrix metalloproteinase dysregulation in the aging rat heart. FASEB J. 2011; 25: 1106-1117.
21. McCullough P.A. Integration of the clinical laboratory in cardiovascular medicine. Rev. Cardiovasc. Med. 2010; 11 (suppl. 2): S1-S2.
22. Rowe W.J. A world record marathon runner with silent ischemia without coronary atherosclerosis. Chest. 1991; 99: 1306-1308.
23. Drezner J.A. Contemporary approaches to the identification of athletes at risk for sudden cardiac death. Curr. Opin. Cardiol. 2008; 23: 494-501.
24. Prakken N.H., Velthuis B.K., Cramer M.J. et al. Advances in cardiac imaging: the role of magnetic resonance imaging and computed tomography in identifying athletes at risk. Br. J. Sports Med. 2009; 43: 677-684.
25. de Boer R.A., Yu L., van Veldhuisen D.J. Galectin-3 in cardiac remodeling and heart failure. Curr. Heart Fail. Rep. 2010; 7: 1-8.

Статья печатается в сокращении.

Trivax J.E., McCullough P.A. Phidippides cardiomyopathy: 
a review and case illustration. doi: 10.1002/clc.20994.

Перевел с англ. Глеб Данин

Медична газета «Здоров’я України 21 сторіччя» № 15 (484), 2020 р.