Vol. 24 No. 2 (2020)
REVIEWS

Physiological or pathological hypertrophy of athlete’s heart syndrome

PDF (Русский)
  • A. Gorbenko,
  • Yu. Skirdenko,
  • N. Nikolaev,
  • O. Zamahina,
  • S. Sherstyuk,
  • A. Ershov
A. Gorbenko
Omsk State Medical University, Omsk
Yu. Skirdenko
Omsk State Medical University, Omsk
N. Nikolaev
Omsk State Medical University, Omsk
O. Zamahina
Omsk State Medical University, Omsk
S. Sherstyuk
Omsk Clinic Hospital No. 1, Omsk
A. Ershov
Sechenov First Moscow State Medical University), Moscow; Moscow City Teacher Training University, Moscow
Bio
DOI: https://doi.org/10.21688/1681-3472-2020-2-16-25

Published 2020-07-03

Keywords

  • athlete’s heart syndrome,
  • sports medicine,
  • sudden death,
  • hypertrophic cardiomyopathy

How to Cite

Gorbenko, A., Skirdenko, Y., Nikolaev, N., Zamahina, O., Sherstyuk, S., & Ershov, A. (2020). Physiological or pathological hypertrophy of athlete’s heart syndrome. Patologiya Krovoobrashcheniya I Kardiokhirurgiya, 24(2), 16–25. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2020-2-16-25

Copyright (c) 2020 Gorbenko A.V., Skirdenko Yu.P., Nikolaev N.A., Zamahina O.V., Sherstyuk S.A., Ershov A.V.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Abstract

Intense physical activity increases the risk of sudden death by 10–17 fold. Some of the most important tasks of modern pathophysiology in sports medicine include searching for factors that allow an athlete’s body to adapt to loads, understanding the line between adaptation and pathology and identifying risk groups of adaptation failure. It is necessary to distinguish between hypertrophic cardiomyopathy and true myocardial hypertrophy in athletes that results from the adaptation of the cardiovascular system to intense physical exertion. In Seattle, the American Medical Society of Sports Medicine together with the European Society of Cardiology proposed standards for the interpretation of electrocardiogram in athletes and considered criteria for the detection of pathological changes. The best functional state of an athlete and the effectiveness of his/her training are noted with high autonomy and high variability of heart rate. This is reflected in rhythmocardiogram data by increases in high frequency and root mean square of successive differences in heartbeats and a decrease in the low-frequency to high-frequency ratio.
A promising direction in the study of markers of an athletic heart is the analysis of echocardiographic (EchoCG) images of young and professional athletes. According to EchoСG analysis, nonadaptive remodelling is the loss of the ellipsoid shape of the left ventricle in favour of a spherical one. In athletes, when assessing transmitral flow by EchoCG, a low A peak can be considered a reserve of adaptive capabilities of the heart and not a pathology. For athletes-dischargers, a concentric variant of changing the geometry of the myocardium is characteristic. Upon reaching the qualification of a candidate, master of sports
an eccentric change in the left ventricle cavity prevails.

Funding: The study did not have sponsorship.

Conflict of interest: Authors declare no conflict of interest.

Author contributions
Conception and design: Y.P. Skirdenko
Drafting the article: A.V. Gorbenko, O.V. Zamahina, S.A. Sherstyuk
Critical revision of the article: N.A. Nikolaev
Final approval of the version to be published: A.V. Gorbenko, Y.P. Skirdenko, N.A. Nikolaev, O.V. Zamahina, S.A. Sherstyuk, A.V. Ershov

PDF (Русский)

References

  1. Гаврилова Е.А. Вариабельность ритма сердца и спорт. Физиология человека. 2016;42(5):121-129. [Gavrilova E.A. Heart rate variability and sports. Human Physiology. 2016;42(5):121-129. (In Russ.).] http://dx.doi.org/10.7868/S0131164616050088
  2. Siegel A.J. Pheidippides redux: reducing risk for acute cardiac events during marathon running. Am J Med. 2012;125(7):630-635. PMID: 22608535. http://dx.doi.org/10.1016/j.amjmed.2011.11.008
  3. Corrado D., Boffi A., Basso C., Pelliccia A., Thiene G. 12-Lead ECG in the athlete physiological versus pathological abnormalities. Br J Sports Med. 2013;43(9):669-676. PMID: 19734501. http://dx.doi.org/10.1136/bjsm.2008.054759
  4. Востриков В.А., Кузовлев А.Н. Общедоступная дефибрилляция при внезапной остановке сердца (краткий обзор). Общая реаниматология. 2018;14(1):58-67. [Vostrikov V.A., Kuzovlev A.N. Public-Access Defibrillation in Sudden Cardiac Arrest (Short Review). General Reanimatology. 2018;14(1):58-67. (In Russ.)] http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2018-1-58-67
  5. Ларинцева О.С. К вопросу о внезапной сердечной смерти у спортсменов: анализ литературы за 2016 год. Спортивная медицина: наука и практика. 2017;7(2):70-76. [Larintseva O.S. Sudden cardiac death in athletes: literature review of 2016. Sports medicine: research and practice. 2017;7(2):70-76. (In Russ.)] http://dx.doi.org/10.17238/ISSN2223-2524.2017.2.70
  6. Priori S.G., Blomström-Lundqvist C., Mazzanti A., Blom N., Borggrefe M., Camm J., Elliott P.M., Fitzsimons D., Hatala R., Hindricks G., Kirchhof P., Kjeldsen K., Kuck K.-H., Hernandez-Madrid A., Nikolaou N., Norekvål T.M., Spaulding C., Van Veldhuisen D.J., ESC Scientific Document Group. 2015 ESC Guidelines for the Management of Patients With Ventricular Arrhythmias and the Prevention of Sudden Cardiac Death: The Task Force for the Management of Patients With Ventricular Arrhythmias and the Prevention of Sudden Cardiac Death of the European Society of Cardiology (ESC). Endorsed By: Association for European Paediatric and Congenital Cardiology (AEPC). Eur Heart J. 2015:36(41):2793-2867. PMID: 26320108. http://dx.doi.org/10.1093/eurheartj/ehv316
  7. Al-Khatib S.M., Stevenson W.G., Ackerman M.J., Bryant W.J., Callans D.J., Curtis A.B., Deal B.J., Dickfeld T., Field M.E., Fonarow G.C., Gillis A.M., Granger C.B., Hammill S.C., Hlatky M.A., Joglar J.A., Kay G.N., Matlock D.D., Myerburg R.J., Page R.L. 2017 AHA/ACC/HRS Guideline for Management of Patients With Ventricular Arrhythmias and the Prevention of Sudden Cardiac Death A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines and the Heart Rhythm Society. Circulation. 2018;138(13):e272-e391. PMID: 29084731. http://dx.doi.org/10.1161/CIR.0000000000000549
  8. Парастаев С.А., Лобов А.Н., Дидур М.Д., Плотников В.П., Каргашина А.С. Клинические рекомендации по диагностике и лечению общего и частных синдромов перенапряжения центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата, иммунной системы и переутомления у спортсменов высокой квалификации. Москва; 2016. Режим доступа: https://www.sportmed.ru/dokumenty/klinicheskie-rekomendatsii-po-diagnostike-i-lecheniyu-sindromov-perenapryazheniya [Parastaev S.A., Lobov A.N., Didur M.D., Plotnikov V.P., Kargashina A.S. Clinical recommendations for diagnostics and treatment of general and specific syndromes of central nervous system overvoltage, cardiovascular system, musculoskeletal system, immune system and fatigue in athletes of high qualification. Moscow; 2016. Available from: https://www.sportmed.ru/dokumenty/klinicheskie-rekomendatsii-po-diagnostike-i-lecheniyu-sindromov-perenapryazheniya]
  9. Ардашев А.В., Балыкова Л.А., Барбухатти К.О., Беличенко О.И., Бойцов С.А., Васюк Ю.А., Габрусенко С.А., Гаврилова Е.А., Голицын С.П., Дземешкевич С.Л., Дегтярева Е.А., Караськов А.М., Кисляк О.А., Колос И.П., Комолятова В.Н., Крыжановский С.А., Лидов П.И., Макаров Л.М., Михайлова А.В., Макарова Г.А., Никулина Н.Н., Палеев Н.Р., Палеев Ф.Н., Поляев Б.А., Поляков С.Д., Ревишвили А.Ш., Рогоза А.Н., Садыкова Д.И., Сторожаков Г.И., Соколов С.Ф., Смоленский А.В., Сулимов В.А., Терещенко С.Н., Шарыкин А.С., Школьникова М.А., Харлап М.С., Якушин С.С. Национальные рекомендации по допуску спортсменов с отклонениями со стороны сердечно-сосудистой системы к тренировочно-соревновательному процессу. Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2011;7(приложение 6):1-59. [Ardashev A.V., Balykova L.A., Barbuhatti K.O., Belichenko O.I., Boytsov S.A., Vasyuk Yu.A., Gabrusenko S.A., Gavrilova E.A., Golitsyn S.P., Dzemeshkevich S.L., Degtyareva E.A., Karaskov A.M., Kislyak O.A., Kolos I.P., Komolyatova V.N., Kryzhanovsky S.A., Lidov P.I., Makarov L.M., Mikhailova A.V., Makarova G.A., Nikulina N.N., Paleev N.R., Paleev F.N., Polyaev B.A., Polyakov S.D., Revishvili A.Sh., Rogoza A.N., Sadykova D.I., Storozhakov G.I., Sokolov S.F., Smolensky A.V., Sulimov V.A., Tereshchenko S.N., Sharykin A.S., Shkolnikova M.A., Harlap M.S., Yakushin S.S. National guidelines for the admission of athletes with disabilities from the cardiovascular system to the training-competitive process. Rational Pharmacotherapy in Cardiology. 2011;7(supplement 6):1-59. (In Russ.)]
  10. Гаврилова Е.А. Существует ли спортивная патология миокарда? Спортивная медицина. 2014;2:3-13. [Gavrilova E.A. Is there a sports myocardium pathology? Sports medicine. 2014;2:3-13. (In Russ.)]
  11. Василенко В.С., Мамиев Н.Д., Карповская Е.Б. Особенности клеточного иммунитета у спортсменов гребцов с нарушением ритма сердца на фоне снижения индекса анаболизма. Крымский терапевтический журнал. 2016;4(31):50-54. [Vasilenko V.S., Mamiev N.D., Karpovskaya E.B. Features of cellular immunity in athletes rowers violations heart rhythm index declining anabolism. Krimsky Therapeutic Magazine. 2016;4(31):50-54. (In Russ.)]
  12. Василенко В.С., Лопатин З.В., Мамиев Н.Д., Карповская Е.Б. Маркеры перенапряжения сердца у спортсменов циклических видов спорта на примере академической гребли в динамике годового тренировочного цикла. Всероссийский конгресс Боткинские чтения: сборник тезисов; 21-22 мая 2018 г.; Санкт-Петербург, Россия. СПб.: Человек и его здоровье; 2018. С. 63-64. [Vasilenko V.S., Lopatin Z.V., Mamiev N.D., Karpovskaya E.B. Markers of cardiac stress in athletes of cyclic sports on the example of rowing in the dynamics of the annual training cycle. In: Mazurov V.I., Trofimov E.A., editors. All-Russian Congress Botkin readings: collection of abstracts; 2018 May 21-22; St. Petersburg, Russia. St. Petersburg: Man and his health; 2018. p. 63-64. (In Russ.)]
  13. Макарова Г.А., Мирошникова Ю.В., Дидур М.Д., Парастаев С.А., Самойлов А.С. от имени Российской ассоциации по спортивной медицине и реабилитации больных и инвалидов. Медицинские противопоказания к учебно-тренировочному процессу и участию в спортивных соревнованиях. 2014. Режим доступа: https://sportmed.ru/dokumenty/metodicheskie-rekomendatsii-meditsinskie-protivopokazaniya-k-uchebno-trenirovochnomu-protsessu-i-uchastiyu-v-sportivnykh-sorevnovaniyakh [Makarova G.A., Miroshnikova Yu.V., Didur M.D., Parastaev S.A., Samoilov A.S. on behalf of the Russian Association for Sports Medicine and Rehabilitation of Patients and Disabled. Medical contraindications to the training process and participation in sports. 2014. (In Russ.) Available from: https://sportmed.ru/dokumenty/metodicheskie-rekomendatsii-meditsinskie-protivopokazaniya-k-uchebno-trenirovochnomu-protsessu-i-uchastiyu-v-sportivnykh-sorevnovaniyakh]
  14. Ивянский С.А., Балыкова Л.А., Урзяева А.Н., Щёкина Н.В. Современные представления о ремоделировании миокарда у юных спортсменов. Наука и спорт: современные тенденции. 2013;1(1):80-88. [Ivyansky S.A., Balykova L.A., Urzyaeva A.N., Shchyokino N.V. Current concepts of myocardial remodeling in young athletes. Sport and science: current trends. 2013;1(1):80-88. (In Russ.)]
  15. Тихомиров А.Ю., Миняева О.В., Тихомирова Т.В. Опыт использования неселективного бета-блокатора в комплексной терапии нарушений реполяризации у юных спортсменов. Исследования и практика в медицине. 2017;4(4):50-57. [Tikhomirov A.Yu., Minyaeva O.V., Tikhomirova T.V. Experience of using a non-selective beta-blocker in complex therapy of repolarization disorders in young athletes. Research’n Practical Medicine Journal. 2017;4(4):50-57. (In Russ.)] https://doi.org/10.17709/2409-2231-2017-4-4-5
  16. Angelini P., Vidovich M.I., Lawless C.E., Elayda M.A., Lopez J.A., Wolf D., Willerson J.T. Preventing sudden cardiac death in athletes: in search of evidence-based, cost-effective screening. Tex Heart Inst J. 2013:40(2):148-155. PMID: 23678212, PMCID: PMC3649790.
  17. Бондаренко С.А., Василенко В.С., Ефимов Н.В. Кардиомиопатия вследствие хронического психоэмоционального стресса самостоятельное заболевание или проявление иной патологии сердца? Современные проблемы науки и образования. 2015;(1-1):1357. [Bondarenko S.A., Vasilenko V.S., Efimov N.V. cardiomyopathy due to chronic psychoemotional stress independent disease or a manifestation of other pathology of the heart? Modern problems of science and education. 2015;(1-1):1357. (In Russ.)]
  18. Williams E.S., Owens D.S., Drezner J.A., Prutkin J.M. Electrocardiogram interpretation in the athlete. Herzschrittmacherther Elektrophysiol. 2012;23(2):65-71. PMID: 22782726. https://doi.org/10.1007/s00399-012-0179-9
  19. Drezner J.A. Electrocardiogram interpretation in athletes: a practical tool. Br J Sports Med. 2012;46 Suppl 1:i6-8. PMID: 23097482. https://doi.org/10.1136/bjsports-2012-091703
  20. Drezner J.A. 18 highlights from the International Criteria for ECG interpretation in athletes. Br J Sports Med. 2020;54(4):197-199. PMID: 31704696. https://doi.org/10.1136/bjsports-2019-101537
  21. Schmitt L., Regnard J., Desmarets M., Mauny F., Mourot L., Fouillot J.-P., Coulmy N., Millet G. Fatigue shifts and scatters heart rate variability in elite endurance athletes. PLoS One. 2012;12(8): e71588. PMID: 23951198, PMCID: PMC3741143. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071588
  22. Комар Е.Б., Морозов В.Н., Калинкин Л.А. Особенности адаптации сердца легкоатлетов высокой квалификации к нагрузкам различной направленности. Вестник спортивной науки. 2017;3:32-35. [Komar E.B., Morozov V.N., Kalinkin L.A. Features of adaptation of the heart of highly skilled athletes to loads of various kinds. Sports Science messenger. 2017;3:32-35. (In Russ.)]
  23. Schmitt L., Regnard J., Millet G.P. Monitoring Fatigue Status with HRV Measures in Elite Athletes: An Avenue Beyond RMSSD? Front Physiol. 2015;6:343. PMID: 26635629, PMCID: PMC4652221. https://doi.org/10.3389/fphys.2015.00343
  24. Mainwaring L., Senthinathan A., Hutchison M. Post-concussion stress in asymptomatic athletes. Monitoring training with heart rate variability: how much compliance is needed for valid assessment? Int J Sports Physiol Perform. 2013;9(5):783. https://doi.org/10.1136/bjsports-2014-093494.191
  25. Лысенко Д.С. Анализ вариабельности ритма сердца для диагностики синдрома перетренированности у спортсменов. Таврический научный обозреватель. 2017;10-2(27):34-41. [Lysenko D.S. Analysis of the heart rhythm variability for diagnosis of athletes’ overtraining syndrome. Taurida Science Reviewer. 2017;10-2(27):34-41. (In Russ.)]
  26. Шлык Н.И., Гаврилова Е.А. Вариабельность ритма сердца в экспресс-оценке функционального состояния спортсмена. Прикладная спортивная наука. 2015;2:115-125. [Shlyk N.I., Gavrilova E.A. Heart rate variability in the rapid assessment of the athlete’s functional state. Applied Sports Science. 2015;2:115-125. (In Russ.).]
  27. Бутова О.А., Масалов О.А., Воробьева Ю.С. Оценка механизмов регуляции кардиоритма девушек-акробаток высокого класса спортивного мастерства. Журнал научных статей здоровье и образование в XXI веке. 2012;14(1):212-213. [Butova O.A., Masalov O.A., Vorobyova Yu.S. Evaluation mechanisms regulating heart girls-acrobats high class sports skill. 21st Century Journal of Scientific Articles Health and Education. 2012;14(1):212-213. (In Russ.)]
  28. D`Ascenzi F., Alvino F., Natali B.M., Cameli M., Palmitesta P., Boschetti G., Bonifazi M., Mondillo S. Precompetitive assessment of heart rate variability in elite female athletes during play offs. Clin Physiol Funct Imaging. 2013;34(3):230-236. PMID: 24112387. https://doi.org/10.1111/cpf.12088
  29. Tian Y., He Z.-H., Zhao J.-x., Tao D.-L, Xu K.-y., Ernest C.P., Mc Naughton L.R. Heart rate variability threshold values for early-warning nonfunctional overreaching in elite female wrestlers. J Strength Cond Res. 2013;27(6):1511-1519. PMID: 23715265. https://doi.org/10.1519/JSC.0b013e31826caef8
  30. Meur Y.Le., Pichon A., Schaal K., Schmitt L., Louis J., Gueneron J., Vidal P.P., Hausswirth C. Evidence of parasympathetic hyperactivity in functionally verreached athletes. Med Sci Sports Exerc. 2013;45(11):2061-2071. PMID: 24136138. https://doi.org/10.1249/MSS.0b013e3182980125
  31. Хамидов Н.Х., Хурсанов Н.М., Воронецкая К.Р., Шарифова Н.Д. Вариабельность ритма сердца как один из факторов внезапной сердечной смерти. Здравоохранение Таджикистана. 2013;4(319):79-84. [Hamidov N.H., Khursanov N.M., Voronetskaya K.R., Sharifova N.D. Heart rhythm variability as one of factors of sudden cardiac death. Tajikistan Health. 2013;4(319):79-84. (In Russ.)]
  32. Sheppard M.N. Aetiology of sudden cardiac death in sport: a histopathologist’s perspective. Br J Sports Med. 2012;46:15. PMID: 23097474, PMCID: PMC3603681. https://doi.org/10.1136/bjsports-2012-091415
  33. Талибов А.Х., Гущина Н.В., Ляшенко О.В., Дмитриева Е.С. Динамика состояния здоровья и физического развития спортсменов в процессе многолетней тренировки. Теория и практика физической культуры. 2019;4:102-104. [Talibov A.Kh., Gushchina N.V., Lyashenko O.V., Dmitrieva E.S. Dynamics of athletes' health and physical development in long-term training process. Theory and Practice of Physical Culture. 2019;4:102-104. (In Russ.)]
  34. Васюк Ю.А., Копеева М.В., Корнеева О.Н. Рекомендации по количественной оценке структуры и функции камер сердца. Российский кардиологический журнал. 2012;3(17):1-28. [Vasyuk Yu.A., Kopeeva M.V., Korneeva O.N. Recommendations for the quantification of the structure and function of the heart chambers. Russian Journal of Cardiology. 2012;3(17):1-28. (In Russ.)]
  35. Ghorayeb N., Stein R., Daher D.J., da Silveira A.D., Ritt L.E.F., Dos Santos D.F.P., Sierra A.P.R., Herdy A.H., de Araújo C.G.S., de Souza Colombo C.S.S., Kopiler D.A., de Lacerda F.F.R., Lazzoli J.K., de Matos L.D.N.J., Leitão M.B., Francisco R.C., Alô R.O.B., Timerman S., de Carvalho T., Garcia T.G. The Brazilian Society of Cardiology and Brazilian Society of Exercise and Sports Medicine Updated Guidelines for Sports and Exercise Cardiology – 2019. Arq Bras Cardiol. 2019;112(3):326-368. PMID: 30916199, PMCID: PMC6424031. https://doi.org/10.5935/abc.20190048
  36. Талибов А.Х. Предикторы ремоделирования и функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов. Физическое воспитание и спортивная тренировка. 2018;1(23):71-82. [Talibоv A.H. Predictors of cardiac remodeling and cardio-vascular fitness of athletes. Physical education and sports training. 2018;1(23):71-82. (In Russ.)]
  37. Юмалин С.Х., Яковлев Л.В., Кофман Р.М. Состояние миокарда у юных спортсменов по данным эхокардиографии. Современные проблемы науки и образования. 2014;3:447. [Yumalin S.Kh., Yakovleva L.V., Kofman R.M. State of the myocardium in young athletes by echocardiography. Modern problems of science and education. 2014;3:447. (In Russ.)]
  38. Корниенко Е.А. Профилактика реперфузионных осложнений в лечении острого инфаркта миокарда при сахарном диабете 2 типа. Общая реаниматология. 2019;15(3):4-18. [Kornienko E.A. Prophylaxis of reperfusion complications in treatment of acute myocardial infarction in type 2 diabetes mellitus patients. General Reanimatology. 2019; 15(3):4-18. (In Russ.)] https://doi.org/10.15360/1813-9779-2019-3-4-18
  39. Атул Л. ЭХО-КГ понятным языком. Москва: Практическая медицина; 2017. [Atul L. ECHO-KG in plain language. Moscow: Practical medicine; 2017. (In Russ.)]
  40. Кириллова Т.Г., Боташева Т.Л., Гурбанова Л.Р., Лысенко А.В., Лушпаева O.A. Показатели вегетативной регуляции у женщин в зависимости от стереометрии организма под влиянием стандартной физической нагрузки. Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2015;8:81-86. [Kirillova T.G., Botasheva T.L., Gurbanova R.L., Lysenko A.V., Lushpaeva O.A. Indicators of autonomic regulation in women depending on the solid geometry of the body under the influence of a standard physical load. Neurocomputers: development, application. 2015;8:81-86. (In Russ.)]