4) Sporda Harici Kontrpulsasyon Etki Mekanizmaları

Sporda Harici Kontrpulsasyon Etki Mekanizmaları
Tıp Bilimleri Uzmanı Ordjonikidze Z.G., Tıp Bilimleri uzmanı Pavloc V.İ.,
Ganshina N.A., Tsvetkova E.M.
Moskova Spor Tıbbı Bilimsel Uygulamalar Merkezi, Rusya
Beden Eğitimi, Tedavi, Porfilaktik, Rehabilitasyon Dergisi sf. 56-61. № 1 2008 г.
Harici kontrpulsasyon metodu pnömatik, mekanik ve elektrik teknolojilerin ortak
kullanılması yoluyla sağlık durumunun iyileştirilmesine ve tedavi etmeye yönelik
yöntemlerden biri olup, bu uygulamada dışarıdan bağlanan cihazla kan dolaşımının
desteklenmesi sağlanmaktadır.
Tarihçe
1988 yılında, Çin Ulusal Spor Komitesi’nin Araştırmalar Merkezi araştırmacıları, Lu
Zhan, Gao Chonghuan, Liang Xiaoming ile birlikte, “Sporcuların Yorgunluk Atmaları
Amacıyla Harici Kontrpulsasyon Uygulamaları” adlı çalışmalarını hazırlamıştır. Bu
makale, Çin HKP(ECP) dergisinde ve diğer yayım kurumlarında yayımlanmıştır.
Yük fizyolojisi ve yorgunluklar
Dinamik fiziksel yüke karşılık olarak, hemodinamiğin belirli oranlarda gelişmesini
sağlayan, biyokimyasal aşamalara ait hız ve yapı değişim sisteminin uygulandığı
bilinmektedir. Sporun birçoğu, yüksek kapasitede kalp damar sisteminin çalışmasını
gerektirmekte ve kalifiye sporcunun bu türden çalışmaları hemodinamiğin aşağıda
açıklanan değişimlerini içinde bulundurmaktadır:
o Maksimum düzeydeki hacmin arttırılması ve kalp atışının güçlendirilmesi;
o Genel periferi direncin düşürülmesi;
o Sistol basıncın arttırılması ve diyastol basıncın düşürülmesi.
Tüm bu değişimler, ilgili kalp damar sisteminin düzgün bir biçimde çalışması, kısa sürede
dinlenmiş bir vücudun temin edilmesi, kalp kaslarının gerektiği gibi çalışması ve zaman
birimi içerisinde organizma tarafından tüketilen oksijen miktarının arttırılmasına yönelik
olarak geliştirilmiştir. (Res.1).
1
Zaman, dak
Zaman, dak
Progresif bir biçimde artan yük seviyesine göre maksimum oksijen tüketimi miktarının
arttırılmasına cevap olarak aşağıda açıklanan hususlar temin edilmiştir.
ABP (mm Hg) – sistol, ara ve diyastol tansiyon; HR (bpm) – kalp kasılmalarının sıklığı (dakikada
vuruş); Q (1/dak) – kalp atışı (Litre dakika); SV (ml/vuruş) –darbe hacmi (1 kalp kasılmasına bir
ml); TPR (PRU) – periferi rezistans birimine göre toplam periferi direnci; VO2 (ml/dak/kg) –
oksijen tüketimi (ml/dak 1 kg vücut ağırlığı).
Resim 1. Kalp damar sisteminin dinamik fiziksel yüke olan etkisi, güç direnci
2
Zorlu çalışmaların doğal fizyolojik sonucu yorgunluk olup, yorgunluk durumunda, doğal
olarak vücudun iş yapabilme yeteneği azalmaktadır. Yorgunluk; merkezi yada periferi
şeklinde olabilmektedir. Bu ibareler birbirleriyle bağlantılı olup, birbirlerine paralel olarak
ilerlemekte ve temellerinde biyokimyasal aşamaların değişmesi yatmaktadır.
Biyokimyasal ilerlemeler ATF ve kreatin fosfat rezervlerinin düşmesi (aşırı yükler
sonrasında eşit olmayan resentez düşük hızıyla), glikojen, asidoz, dehidratasyon
rezervlerinin azalması gibi aşamaları barındırmaktadır.
Yorucu fiziksel uygulamalar sonucunda, merkezi ve periferi kan dolaşımındaki
değişiklikler, sporcu organizmasının kısa sürede eski durumuna gelmesine ne yazık ki
engel olmaktadır. Bilindiği gibi sağlıklı insanın uzun süren ve yoğun çalışmalar
sonucunda sistol tansiyonu yeterince hızlı düşmektedir. Böylece, Holtzhausen, Noakes
(1994) koşucuların % 68’inde sistol kan basıncının semptomsuz olarak 20 mm c.s. fazla
düştüğünü göstermiş ve bu durum süper maraton sonrasında ortaya çıkmıştır. Koşu
sonrası sistol kan basınçları 90 mm c.s. daha az olan koşucularda baş dönmesi ve bulantı
görülmüştür.
Aynı zamanda diyastoli arteri basıncının dinamiği derin ve uzun süreli periferi
vazodilitasyona sebebiyet veren biyokimyasal değişimlerin seviyesine (örneğin asidoz)
bağlı olarak yavaşlatılabilir. Bilindiği üzere, miyokart perfuzyonu genel olarak diyastol
döneminde gerçekleşiyor Buna göre diyastol tansiyonunun uzun süre devam eden düşük
seviyesinin, işlerin bitiş ve dinlenme döneminde de kendini koruması yenilenmeyi
geciktiren negatif faktör olarak görülümektedir.
Bunun doğrulandığı yorucu yükler sonucunda direkt kalp kaslarına etki sağlanmakta ve
kreatinfosfokinaz fraksiyonlarının yükselmesi ve uzun süreli aralıklı yükler sonucunda
yüksek spesifik troponin fraksiyonlarının artışı gözlemlenmektedir.
Böylelikle yorucu fiziksel ağırlıklar sonucunda sistem kan basıncının düşmesi söz konusu
olabilmektedir. Fiziksel yüklere bağlı gelişen kollaps (İngilizce EAC) - vücut direncinin
arttırılması için yapılan fiziksel uygulamalar sonucunda sporcularda görülen durum olup,
bu gibi olaylarda seyyar sağlık merkezinde sporcular tedavi edilmektedir. EAC
patofizyolojik mekanizması – çalışmalar tamamlandıktan sonra kasların pompa
fonksiyonunun düşmesi sonucunda postural hipotansiyon olup, bu durum vazodilitasyonla
sıkı bağlantılıdır. EAC genel olarak sporcular tamamlama çizgilerini geçtikten sonra
ortaya çıkmaktadır.
Yoğun antrenman sonrasında kollaps sporcularda görülen durum olup, bu gibi olaylarda
seyyar sağlık merkezinde sporcular tedavi edilmektedir.
Koşu gibi sporların uygulanması esnasında kollapsın yaygınlığı % 0,2 ile % 3,7
arasındadır. Aşırı uzun mesafenin geçilmesi durumunda, EAC-postural hipotansiyon
yarışmaya katılanların % 17-21’inde tespit edilmiştir. Speedy ve arkadaşları (2000) sağlık
çadırından destek alan % 27 atlet triatlon yarışı sonrasında bu yardıma başvurmuşlar ve
kendilerinde (Ironman-triatlon) EAC tespit edilmiştir.
3
Benzer olarak, Eichna ve arkadaşları, (1947) yılında yapılan spor sonrası bacaklardaki kan
akışından dolayı postural hipotansiyon belirlenmiştir. Yükün tamamlanmasından hemen
sonra kas pompasının inaktivasyonu, vücudun alt kısımlarında kan toplanması
yaşanmaktadır, kalpte kan basıncının düştüğü gözlemlenmektedir.
Diğer faktörlerden biri de kalbin sağ ön odacığı kas damarlarının paradoksal dilitasyonu
olup, sağ odacıkta basıncın aşırı derecede düşmesine sebep olmaktadır. (Refleks:
Barcroft-Edholm).
Bazı durumlarda, terleme, ishal ve kusma gibi ilave sıvı kaybı sirkülasyonu yapılan kan
miktarının azalması sonucunda postural hipotansiyonun gelişmesine sebebiyet
vermektedir. Ancak, EAC tespit edilen sporcuların aynı mesafeyi kollapssız tamamlayan
sporculara göre daha dehidrasyona maruz kalmış olduklarına yönelik bir ispat
bulunmamaktadır.
HKP(ECP) Çalışma prensipleri
Fiziksel çalışmalar esnasında, gelişen yorgunluk mekanizmaları dolaysıyla spor tıbbında
en perspektif metotlardan biri de harici kontrpulsasyon işlemi sayesinde sporcuların
dinlenmelerinin sağlanmasıdır. Bu metot çok önceden beri kalp damar sistemi uzmanlık
dalında kullanılmaktadır. Günümüzde, söz konusu cihazın kullanımıyla ilgili genel Çin
uzmanları tarafından elde edilen pozitif sonuçlar bulunmaktadır.
Bu prosedür esnasında sporcunun diz altı, üst bacak ve kalça kısmına sargılar sarılır,
diyastol döneminde (kalp kaslarının rahatladığı dönemde) aşağıdan yukarıya doğru hava
basılmakta, sistol döneminde ise, (kalp kaslarının kasıldığı dönem) sargılardaki hava geri
alınmaktadır. Cihaz, senkron olarak nabız dalgalanmaları esnasında elektrikli
kardiyogramda dolma ve boşalma zamanını belirlemektedir. Kesintisiz ve kısa süreli
hastanın bacaklarına gelen basınç, geri (retrograt) nabız dalgasını oluşturmakta, bu durum
ise aortada diyastol basıncın artmasına sebep olmaktadır (Resim 2).
4
Res. 2. .Şişme - Harici Kontrpulsasyon Metodu
ECP prosedürünün teorik gerekçesi, diyastol döneminde hemosirkülasyonun sağlanması,
beyne ve miyokarda kan ulaşımının arttırılması amacıyla organizmanın kan damar
sistemindeki basıncın sabit tutulmasıdır (Resim3).
Resim 3. Rahatlama döneminde ve ECP uygulaması esnasında, hastanın pletizmogramı
Aortal kapakçığın açıldığı dönemde basınç hızlı bir biçimde devreye girer, kan damarları
başlangıç durumuna geri döner ve kalbin kan pompalama işlemine başlamaya hazır
duruma gelir, böylece kalbin çalışması kolaylaşmakta ve miyokarda uygulanan basınç
miktarı azalmaktadır.
Zorlu fiziksel güçlerden sonra ECP kullanımıyla ilgili gerekçeler
ECP’yi etkileyen birkaç mekanizma vardır, söz konusu mekanizmalar zorlu fiziksel yük
neticesinde organizmanın eski gücünü geri kazanmasını sağlamaktadır. Bunlardan en
önemlileri aşağıda belirtilmiştir. Şartlı olarak bunlar aşağıdaki gruplara ayrılırlar:
5
1) Derhal uygulamalı etkiler:
а) Arteri kan damar sistemi için öncelikli olan etkiler;
b) Toplardamar sistemi için öncelikli olan etkiler;
2) Uzun vadeli uygulamalı etkiler
ECP’ye etki sağlayan ve hızlı ortaya çıkan etkiler atardamar sistemine etki etmekte,
kalbin iskemi hastalığına ait semptomlar açısından prosedürün etkisini tespit etmek
mümkün olmaktadır. Ancak, spor yaparken ortaya çıkan aşırı yüklenmeler sonucunda,
miyokart oksijen eksikliği hissedebilmektedir. Bu durum ileride yenilenme aşamasının
gidişatını da etkilemektedir. Böylelikle ECP işlemi, toplardamar sistemini etkileyerek
fiziksel hareketler sonrasında damar sisteminin çalışmasını hızlandırır. Atardamar
üzerinde ECP’nin ani etkilerinden biri de:
1) Ana damarlarda diyastol kan basıncının arttırılması ve koroner kolateral ve
anastomozların açılması sonucunda koroner perfüzyonun güçlendirilmesini sağlamaktır.
(Res.4).
Diyastol kan basıncı, ne kadar fazla yükselirse ECP’nin o kadar etkin geçtiği tespit
edilmektedir. Bilindiği üzere sağlıklı insanlarda koroner sirkülasyonun sağlanması
amacıyla damarların rezistiv direncinin seviyesi, koroner kan akışını ayarlayan temel
faktörlerdendir. Perfuzyon basınç, koroner damarlarda koroner kan akışının önemli
hususlarındandır. Bilindiği gibi koroner kan akışı, toplam kalp değerinin sadece % 5-7
oranında olup, diyastol döneminde özellikle subendokardiyal bölgelerde tüm koroner
perfuzyon değerinin yaklaşık %70-80 oranında olduğu belirlenmektedir.
Araştırmalardan da görüldüğü üzere, diyastol basıncın % 13 yükseldiği durumlarda
koroner kan akışı % 50 yükselmektedir.
6
2) Büyük arterlerde rezistiv direncin azalması (ağırlık sonrası) kalp kaslarının
yükünü ve tüketilen oksijen miktarını göstermektedir (Resim. 4).
ECP
Diyastola fazında
perfuzyon
Koroner perfuzyon
OPSS
Kolateral oluşumu
Yük sonrası
Sol odacık duvarlarının
gerilimi
Miyokart tarafından
oksijen tüketimi
Miyokart kan beslemesi
İskemi bölgesinde kan
dolaşımının
güçlendirilmesi
Kalp kasları
fonksiyonunun
geliştirilmesi
Res. 4. Harici kontr-pulsasyonun atardamar sistemini etkileme mekanizması
Harici kontrpulsasyon metodunun, yükün organizmayı etkileme reaksiyonunun fizyolojik
mekanizmalarına bağlı olarak toplardamar sistemi üzerinde de etki sağlaması ağır fiziksel
7
güç sonrasında organizmanın kısa sürede eski formuna kavuşmasında büyük önem
taşımaktadır. Lu Zhan, Gao Chonghuan ve arkadaşlarının (1988) araştırmalarında da
gösterildiği gibi ECP prosedürü sistole kan akışını güçlendirir ve atardamardan basınç
altında bulunan bacaklara doğru kanın ulaşması sağlanır. Bacak kısmından da
toplardamar ile kan hareketi sağlanır. Bunların tamamı, bacaklardaki kan dolaşımını
hızlandırır. Yukarıda bahsedildiği gibi ağır ve uzun süren hareket sonucunda kan, bacak
damarlarında birikir ve ECP prosedürü için uygun ortamı hazırlar. Uygulama
yorgunluğun ortadan kaldırılmasına destek olur. ECP prosedürü bacakların
toplardamarlarından kanın yukarıya çıkmasını sağlayarak vücudun dinç olmasını temin
eder (Resim.5).
ECP
Baskı altından tutulan
bölümlerden toplardamar
kanının yukarıya
gönderilmesi
Kanın bacak
damarlarında toplanması
Metabolizma ürünlerinin
inaktivasyonu
(laktation, H+iyon vbg)
Kalp kasılmalarının
etkinliği (Frank-Starling
mekanizması)
Toplardamar kanının geri
dönüşü
Negatif reflektör etki
(Barcroft-Edholm
refleksi)
Vegetatif ayarlamanın
stabilizasyonu
8
Resim 5. Harici kontr-pulsasyonun toplardamar sistemini etkilemesi (özellikle yorucu
fiziksel yük sonrası etkindir)
Merkezi toplardamar basıncının, (MTB) doğru değişiminin bulunmadığına veya düşük
oranlarda değişimlerin bulunduğuna dikkat çekmemiz gerekmektedir. Kalp kaslarına
doğru kan akışının artmış olmasına rağmen MTB’nin muhtemel yükselişi
gerçekleşmemektedir organizma bunu bu şekilde ayarlamaktadır. Çünkü, genel olarak
sağlıklı insanlarda, özellikle de kalp odacıkları yeterince büyük olan sporcularda kalp
kaslarının kasılma özelliği yüksek olmakta ve autoregülasyon uygulamaları muhafaza
edilmektedir. En azından MTB’nin yükseldiği durumlarda bile, dünya uygulamalarında
bu değer normal sınırlarda bulunmaktadır.
ECP’nin Uzun Vadeli Etkileri
Ağır fiziksel çalışma sonucunda sporcunun hemodinamik durumunun hızlı bir biçimde
geri kazanılması için, kısa süreli harici kontrpulsasyon uygulamalarının yapılması
durumunda, büyük oranlarda pozitif etki ve fayda sağlanması amacıyla, uzun süren
tekrarlanan seansların uygulanması öngörülmektedir. Bu durumda, uzun vadeli harici
kontrpulsasyon etki faktörleri devreye girecektir. Kan akışının, kan damarı duvarlarının
endotheliumunu mekanik olarak etkilemesi diyastol döneminde (sistol döneminde de
biraz yükselmeyle) harici kontrpulsasyon etki sonucunda hareket geriliminin (shearstress) artması gözlemlenmektedir. Bu terim, kan akışı esnasında damarların iç yüzeyinde
oluşan sürtünme gücünü yansıtmaktadır. Sürtünme gücü kan akışı hızıyla doğru orantılı
olup, damar çapına ise ters orantılı değere sahiptir. (Resim 6).
Kan akışı - hareket gerilimi
Resim. 6. Hareket gerilimi-sürtünmesi (shear-stress)
Notlar. NO – azot oksiti; PGI- postasiklin; EETs – eposieykozatetraen asidi
Hareket geriliminin artması vazodilitasyon mediatörlerin Endotheliumde serbest kalmasını
teşvik etmektedir. Bunlara azot oksidi, porostaglandin Е2, postasiklin vbg dahil olup, söz
konusu maddeler potasyum kanallarını açarak damarların pürüzsüz kas kısmında kanal
oluştururlar ve hücre içi kalsiyum içeriğini azaltırlar.
9
↑ Diyastolda damardaki
kan hareketinin
hızlandırılması
ECP
↑ Sistolde damardaki kan
hareketinin
hızlandırılması
↑ hareket gerilimi (shear-stress)
Vazoaktif maddelerin üretimi;
gelişim faktörü; hücre
membranlarını stabilize den
hareketler vb.
Endothelium
membranlarının ve kan
hücrelerinin stabilizasyonu,
hemoreolojinin
geliştirilmesi
↑ Mikro sirkülasyon
akımında hareket eden
damarların miktarı
Kılcal damarların oluşumu,
↑mikro sirkülasyon akımına
ait damarların toplam alanı
↑ İç organlarının ve kemik-kas yapısının kan dolaşım sistemi;
↑ tazmin edici olanaklar
↑ Sporcunun aerobik
imkanları
Resim с. 7. Harici kontr-pulsasyonun hemo sirkülasyona uzun vadeli etki mekanizması
Endothelium neticesinde hareket geriliminin artması ve prostosiklin üretiminin (PGI2)
yükselmesiyle, PGI2/TXB2 (tromboksan) iletişimi de artar, bu durumda trombojen
potansiyelinin düşmesine sebep olur. Gerilimin artması sonucunda ortaya çıkan
biyokimyasal ve fizyolojik değişimler aynı zamanda organizmanın antioksidan
potansiyelinin stimulasyonunu, lipitlerin hidrojen etki hızının düşmesini, kan hücrelerinin
agregasyon potansiyelinin azalmasını, neoanjiyogenez faktörlerinin üretim stimulasyonu
içerir. (Resim 7). Yeni mikro damarların (neoanjiyogenez), mikro sirkülasyon
aşamalarının geliştirilmesi ve toplamda kanın trombojen potansiyelinin düşürülmesi gibi
faktörler sadece IBS düzeltmesine destek sağlamanın yanında sporcunun aerobik
potansiyeline pozitif etki sağlamaktadırlar.
10