Metabolic markers of heart strain in athletes (a review)

Abstract

Both specific and nonspecific metabolic transformations, occurring in the body of athlete under intensive and prolonged physical loads, have been characterized in the review paper. It has been emphasized that oxidative stress, which belongs to general pathogenic factors of further myocardium pathology formation, and load induced hypoxia, which is later associated with tissue hypoxia of metabolic origin, represent the initial link of subsequent homeostatic balance changes. Changes in the activity of creatine phosphokinase-MB fraction, content of cardiac troponins I and T as well as terminal natriuretic peptides are referred to specific markers of myocardium strain. Wider range of myocardium strain nonspecific markers includes both alterations of lipid metabolism and numerous, oxidative stress mediated, metabolic changes at the level of cellular and subcellular membranes of cardiomyocytes, followed by changes in the activity of membrane-bound enzymes and lysosomal proteinase ejection first into extracellular matrix and then – into circulatory bed as well as erythrocyte membranes and their ATP content that are accompanied by deterioration of blood oxygen transport function. The above mentioned negatively influences myocardial contractility and leads to the development of hypertrophic cardiomyopathy. Identification of the markers of athlete heart strain allows timely to be corrected by pharmacological means, aimed at normalization of metabolic disorders and prevention of myocardial hypertrophy, which is the major cause of sudden coronary death among athletes.

Apžvalgoje nušviesti specifiniai ir nespecifiniai sportininkų organizmo pokyčiai atliekant didelės trukmės ir intensyvumo fizinius krūvius. Darbe akcentuojama, kad homeostazės pokyčių pirminė priežastis yra oksidacinis stresas, priskiriamas prie bendrųjų patologinių miokardo infarkto veiksnių, ir krūvio metu atsirandanti hipoksija, toliau skatinanti ir audinių metabolinę hipoksiją.

Specifiniai širdies miokardo persitempimo požymiai yra kreatinfosfokinazės MB frakcijos aktyvumo, taip pat širdies troponinų I bei T ir galutinių natriuretininių peptidų pokyčiai. Iš daugelio nespecifinių širdies miokardo rodiklių galima išskirti lipidų apykaitos pokyčius, taip pat ir oksidacinio streso sukeliamus metabolinius pokyčius ląstelių ir kardiomiocitų membranų lygmenyje. Tai lemia tolesnį membranų fermentų aktyvumo pokytį.

Kartu vyksta struktūriniai ir funkciniai eritrocitų membranų ir ATF kiekio pokyčiai šiose ląstelėse. Dėl to sutrinka kraujo pernešimo funkcija. Visa tai daro neigiamą poveikį širdies miokardo susitraukimo funkcijai ir kelia pavojų formuotis hipertropinei kardiomiopatijai. Širdies nuovargio rodiklių nustatymas leidžia laiku farmakologinėmis priemonėmis koreguoti šiuos metabolinius pokyčius ir kartu taikyti širdies miokardo hipertrofijos, kuri yra staigios sportininkų mirties dėl koronarinės ligos priežastis, profilaktikos priemones.