Echocardiographic evaluation of cardiovascular system in adolescent athletes in view of physiological adaptation to physical training

Wstęp. Ocena układu krążenia u młodych sportowców pozostaje tematem aktywnych badań. Duże trudności pojawiają się w zakresie oceny wielkości i grubości jam serca ze względu na istotne różnice antropometryczne między poszczególnymi zawodnikami gdzie trening fizyczny (nierzadko bardzo intensywny) nakłada się na okres dojrzewania i szybkiego wzrostu. Celem pracy była ocena wpływu regularnego wysiłku fizycznego na układ krążenia u dorastających sportowców. Materiał i metody. W badaniu oceniano 89 sportowców — 41 jeden piłkarzy oraz tenisistów (grupa 1.) oraz 48 rozpoczynających karierę sportową wioślarzy (grupa 2.). U wszystkich kwalifikujących się zawodników wykonano badanie ergospirometryczne z oceną szczytowego pochłaniania tlenu (VO2max) oraz badania elektrokardiograficzne i echokardiograficzne. Wyniki. Porównano sportowców z obu grup, tj. piłkarzy i tenisistów (grupa 1.) z grupą wioślarzy (grupa 2.). Obie grupy nie różniły się wiekiem (14,2 ± 1,1 v. 14,3 ± 1,2 roku; p = NS) oraz płcią (dziewczęta: 6 [7,6%] v. 8 [10,2%]; p = NS]. Dłużej trenujący piłkarze i tenisiści, w porównaniu z grupą wioślarzy, różnili się pod względem parametrów antropometrycznych, parametrów wydolności fizycznej oraz spoczynkowej częstości rytmu serca. Większość wymiarów jam serca indeksowanych względem pola powierzchni ciała była większa w grupie osób dłużej trenujących piłkarzy i tenisistów (końcoworozkurczowy wymiar lewej komory: 29,1 ± 2,5 v. 26,8 ± 2,7 mm/m2; p < 0,001; grubość przegrody międzykomorowej: 6,0 ± 0,7 v. 5,4 ± 0,8 mm; p = 0,001; grubość ściany tylnej: 0,8 ± 0,6 v. 5,2 ± 0,6; p < 0,001; proksymalny fragment drogi odpływu prawej komory: 16,1 ± 2,2 v. 14,5 ± 2,0 mm/m2; p = 0,001; wymiar drogi napływu prawej komory: 19,9 ± 2,1 v. 18,5 ± 2,6 mm/m2; p = 0,01). Po zastosowaniu indeksacji allometrycznej większość oberwanych różnic przestała mieć znaczenie istotne statystycznie, z wyjątkiem indeksowanej masy lewej komory (87,0 ± 13,9 v. 76,8 ± 12,2 g/(m2)1,5; p = 0,001). Wnioski. 1. Zastosowanie indeksacji allometrycznej w stosunku do parametrów echokardiograficznych u dorastających sportowców wydaje się właściwe ze względu na nieliniową zależność pomiędzy tempem wzrostu, a szybkością zwiększania się narządów wewnętrznych w tej grupie wiekowej. 2. Nawet krótki trening fizyczny u dorastających sportowców ma istotny wpływ na poprawę parametrów wydolności fizycznej, bez znaczącego wpływu na większość parametrów morfologicznych serca.Introduction. Assessment of cardiovascular system in young athletes is a subject of active research. Cardiac morphology is difficult to evaluate due to significant anthropometric differences between individuals, especially during puberty and growth spurt. The aim of this paper was an assessment of systematic physical training’s impact on cardiovascular system and cardiac remodeling in young athletes. Material and methods. Study involved 89 adolescent athletes, including 41 football players and tennis players (group 1) and 48 beginner rowers (group 2). All athletes included in the study underwent ergospirometric tests with evaluation of peak oxygen uptake (VO2max) as well as a 12-lead electrocardiographic and echocardiographic evaluation. Results. Athletes in group 1 (football/tennis players) were compared to group 2 (rowers). There were no significant differences in age (14.2 ± 1.1 vs. 14.3 ± 1.2 years, p = NS) or sex (6 [7.6%] vs. 8 women [10.2%], respectively, p = NS). Differences were observed in anthropometric parameters, cardiopulmonary fitness, and resting heart rate. Most parameters of cardiac morphology indexed to body area (indexed value: raw data/bodu surface area) were greater in group 1 (left ventricular end-diastolic dimension 29.1 ± 2.5 vs. 26.8 ± 2.7 mm/m2, p < 0.001; septal thickness: 6.0 ± 0.7 vs. 5.4 ± 0.8 mm, p = 0.001; posterior wall thickness: 0.8 ± 0.6 vs. 5.2 ± 0.6, p < 0.001; proximal part of right ventricle outflow tract: 16.1 ± 2.2 vs. 14.5 ± 2.0 mm/m2, p = 0.001; right ventricle inflow tract: 19.9 ± 2.1 vs. 18.5 ± 2.6 mm/m2, p = 0.01). When allometric scaling was employed, most differences were insignificant, apart from indexed left ventricle mass (87.0 ± 13.9 vs. 76.8 ± 12.2 g/(m2)1.5, p = 0.001). Conclusions. 1. Allometric indexation of echocardiographic parameters in young athletes is appropriate since relationship between body height increase and the rate of internal organ growth in these subjects is non-linear. 2. Even a short physical training in young athletes has impact on their condition but does not significantly affect parameters of cardiac morphology

Respiratory muscle training induces additional stress and training load in well-trained triathletes—randomized controlled trial

Background: Respiratory muscle training (RMT) has been investigated in the context of improved athletic performance and pulmonary function. However, psychophysiological costs of RMT remain understudied. Voluntary isocapnic hyperpnoea (VIH) and inspiratory pressure threshold loading (IPTL) are widely applied RMT methods. The main purposes of this study were to assess whether RMT induces additional load on well-trained triathletes and determine differences in RMT-induced load between sexes and applied methods.Materials and Methods: 16 well-trained triathletes (n = 16, 56% males) underwent 6 weeks of VIH or IPTL program with progressive overload. Blood markers, subjective measures, cardiac indices, near-infrared spectroscopy indices, inspiratory muscle fatigue, and RMT-induced training load were monitored pre-, in and post-sessions. We used multiple ANOVA to investigate effects of sex, training method, and time on measured parameters.Results: There were significant interactions for acid-base balance (p = 0.04 for sex, p < 0.001 for method), partial carbon dioxide pressure (p = 0.03 for sex, p < 0.001 for method), bicarbonate (p = 0.01 for method), lactate (p < 0.001 for method), RMT-induced training load (p = 0.001 for method for single session, p = 0.03 for method per week), average heart rate (p = 0.03 for sex), maximum heart rate (p = 0.02 for sex), intercostales muscle oxygenation (p = 0.007 for testing week), and intercostales muscle oxygenation recovery (p = 0.003 for testing week and p = 0.007 for method).Conclusion: We found that RMT induced additional load in well-trained triathletes. Elicited changes in monitored variables depend on sex and training method. VIH significantly increased subjective training load measures. IPTL was associated with disbalance in blood gasometry, increase in lactate, and reports of headaches and dizziness. Both methods should be applied with consideration in high-performance settings

POWERbreathe® S-Index Test – guidelines and recommendations for practitioners

Study aim: POWERbreathe® S-Index Test is an accessible and functional evaluation of inspiratory muscle strength. The main purpose of this study is to present guidelines that allow to successfully apply the test in sports settings with high accuracy, robustness, and repeatability

Bone Mineral Status of Young Men With Different Levels of Physical Activity

Introduction. The study sought to assess bone mineral content (BMC) and bone mineral density (BMD) in men with different levels of physical activity during the period of reaching peak bone mas

Ocena zmian o charakterze wczesnej repolaryzacji w grupie młodych sportowców wyczynowych trenujących wioślarstwo

Background: The prevalence and significance of the early repolarisation (ER) pattern in the general population has raised a number of questions. Even less data are available on athletes. Aim: To determine the prevalence and determinants of ER in a group of young high endurance athletes. Methods: We studied 117 rowers (46% women, mean age 17.5 ± 1.5 years, mean training duration 4.3 ± 1.8 years). On 12-lead electrocardiogram (ECG), we evaluated inferolateral leads for the presence of the ER pattern, defined as at least 0.1 mV elevation of the QRS-ST junction (J point) from the baseline in at least two leads. All subjects underwent detailed echocardiographic study, cardiopulmonary exercise test with evaluation of VO2max (mean 57.1 ± 8.4 mL/kg/min), and evaluation of complete blood count and biometric parameters (fat tissue, body mass index, body surface area). Results: We identified 35 subjects with ER in the inferior and/or lateral leads. The phenomenon was more frequent in males (n = 25, 21.36% of the overall study population) than in females (n = 10, 8.54%, p = 0.01). The training duration in both groups (with or without ER) was similar (4.4 ± 1.5 vs. 4.3 ± 1.8 years, p > 0.05). Athletes with the ER pattern had significantly higher VO2max (58.8 ± 7.8 vs. 55.3 ± 8.2 mL/kg/min, p = 0.03), lower resting heart rate (58.7 ± 11.3 vs. 65.4 ± 11.9 bpm, p < 0.01), higher haemoglobin level (15.2 ± 0.8 vs. 14.6 ± 1.2 g/dL, p < 0.01), higher red blood cell count (5.31 ± 0.3 vs. 4.98 ± 0.4 million/μL, p = 0.04), and lower fat tissue mass (12.1 ± 4.4 vs. 14.9 ± 6.0 kg, p < 0.01). Compared with the others, the ER group was characterised by a higher left atrial area index (12.2 ± 1.3 vs. 11.5 ± 1.6 cm2/m2, p = 0.01), right atrial area index (9.9 ± 1.3 vs. 9.0 ± 1.4 cm2/m2, p < 0.01), and right ventricular basal diameter index (2.0 ± 0.2 vs. 1.9 ± 0.2 cm/m2, p = 0.04). We found no significant differences in any other cardiac size and function parameters. Conclusions: ER pattern in the inferior and/or lateral leads is a frequent finding in the population of young high endurance rowers. The presence of ER pattern is associated with gender and a number of parameters reflecting the general level of fit­ness and may be considered an electrophysiological sign of the athlete’s heart. The significance of these alterations should be evaluated in prospective follow-up studies.Wstęp: Znaczenie prognostyczne występowania wczesnej repolaryzacji (ER) w odprowadzeniach znad ściany dolnej i/lub bocz­nej ciągle pozostaje tematem aktywnych badań. Jedną z grup szczególnego zainteresowania pozostają sportowcy wyczynowi. Cel: Celem pracy było stwierdzenie częstości występowania oraz znalezienie czynników predykcyjnych związanych z obec­nością ER w grupie młodych sportowców wyczynowych uprawiających wioślarstwo, które jest jedną z dyscyplin sportowych najbardziej obciążających układ sercowo-naczyniowy. Metody: Do badania włączono 117 sportowców wyczynowych — wioślarzy (mężczyźni: 54%, średni wiek: 17,5 ± 1,5 roku, średni okres trenowania: 4,4 ± 1,8 roku). Na podstawie wyników 12-odprowadzeniowego badania elektrokardiograficznego (EKG) zidentyfikowano osoby z cechami ER w odprowadzeniach znad ściany dolnej i/lub bocznej. ER definiowano jako uniesienie punktu J/załamka J ≥ 1 mV obecne w co najmniej dwóch sąsiednich odprowadzeniach. U wszystkich wykonano szczegółowe badanie echokardiograficzne, badanie spiroergometryczne z oceną VO2max (średnia wartość: 57,1 ± 8,4 ml/kg/min), oceniano morfologię krwi żylnej i wybrane parametry biometryczne (zawartość tkanki tłuszczowej, wskaźnik masy ciała, pole powierzchni ciała). Wyniki: W badanej grupie zidentyfikowano 35 (29,9%) osób z cechami ER obecnymi w odprowadzeniach znad ściany dolnej i/lub bocznej. ER częściej występowało u mężczyzn (25; 21,4%) niż u kobiet (10; 8,5%; p = 0,01). Średni okres trenowania w obu grupach (ER vs. pozostali) był podobny (4,4 ± 1,5 vs. 4,3 ± 1,8 roku; p > 0,05). W grupie osób z ER, w porówna­niu z pozostałymi badanymi, stwierdzono następujące zmienne, które były istotne statystycznie: wyższe wartości VO2max (58,8 ± 7,8 vs. 55,3 ± 8,2 ml/kg/min; p = 0,03), niższa spoczynkowa częstość rytmu serca (58,7 ± 11,3 vs. 65,4 ± 11,9 ude­rzeń na minutę; p < 0,01), wyższe stężenie hemoglobiny (15,2 ± 0,8 vs. 14,6 ± 1,2 g/dl; p < 0,01), większa liczba czer­wonych krwinek (5,31 ± 0,3 vs. 4,98 ± 0,4 mln komórek/ml; p = 0,04) oraz niższa oszacowana masa tkanki tłuszczowej (12,1 ± 4,4 vs. 14,9 ± 6,0 kg; p < 0,01). Porównując osoby z ER z pozostałą grupą badanych, wyniki echokardiografii, poza większym indeksowanym wymiarem prawego i lewego przedsionka oraz większym podstawnym wymiarem prawej komory, nie wykazały różnic w zakresie pozostałych ocenianych parametrów. Wnioski: 1. Wczesna repolaryzacja w odprowadzeniach znad ściany dolnej i/lub bocznej występuje często w spoczynkowym EKG w grupie sportowców wyczynowych. 2. Obecność wczesnej repolaryzacji wiąże się z płcią i wieloma parametrami odzwierciedlającymi ogólny poziom wytrenowania, co przemawia za fizjologicznym charakterem zmian i może być uznane za elektrofizjologiczny wykładnik tzw. „serca sportowca”