Kardiovaskulární Systém a Sportovní Potápění

Přehledový článek | Review article Kardiovaskulární systém a sportovní potápění

(Cardiovascular system and sport diving)

Radek Pudil

I. interní kardioangiologická klinika, Lékařská fakulta Univerzity Karlovy a Fakultní nemocnice Hradec Králové

INFORMACE O ČLÁNKU SOUHRN

Historie článku: Sportovní potápění patří mezi vyhledávané sportovně-rekreační aktivity, kterým se věnuje relativně početná Vložen do systému: 11. 4. 2020 skupina sportovců různého věku a úrovně fyzické zdatnosti. Sportovní potápění představují dvě hlavní dis- Přepracován: 16. 4. 2020 ciplíny: potápění s přístrojem a volné potápění (freediving). Potápění je spojeno s velkými nároky na správ- Přijat: 19. 4. 2020 nou funkci kardiovaskulárního systému. Cílem sdělení je připomenout základní faktory, které se podílejí na Dostupný online: 1. 9. 2020 funkci kardiovaskulárního systému při potápění, podat základní informace o fyziologických procesech spo- jených s potápěním a připomenout některé potenciálně rizikové stavy, které mohou významně interferovat s potápěním (perzistentní foramen ovale, arteriální hypertenze, latentní srdeční selhání, arytmie, přítomnost Klíčová slova: kardiostimulátorů a kardiovaskulární medikace). Všechny tyto stavy s sebou přinášejí speciﬁ ka, která se mo- Diving response hou projevit v souvislosti s potápěním a mohou za určitých okolností znamenat ohrožení života potápěče Edém plic či jeho doprovodu. Znalost základních patofyziologických mechanismů spojených s potápěním umožňuje Freediving bezpečnější posuzování zdravotního stavu adeptů tohoto sportu. Kardiovaskulární systém © 2020, ČKS. Perzistentní foramen ovale Potápění s přístrojem

ABSTRACT

Sport diving is one of the popular sports and recreational activities, which is performed by a relatively large group of athletes of different ages and levels of physical fi tness. Sport diving represents two main Keywords: disciplines: scuba diving and freediving. Diving requires good function of cardiovascular system. The aim Cardiovascular system of the paper is to summarize basic factors infl uencing cardiovascular system during diving, to provide basic Diving response information about diving physiological processes and to inform about some danger conditions that poten- Freediving tially interfere with diving (persistent foramen ovale, arterial hypertension, latent heart failure, arrhythmias, Lung edema cardiac pacemakers, and cardiovascular medication). All these conditions can potentially endanger the life Persistent foramen ovale of the diver or his buddy. Knowledge of the basic pathophysiological mechanisms associated with diving Scuba diving allows a safer assessment of the fi tness to dive.

Adresa pro korespondenci: Prof. MUDr. Radek Pudil, Ph.D., I. interní kardioangiologická klinika, Lékařská fakulta Univerzity Karlovy a Fakultní nemocnice Hradec Králové, Sokolská 581, 500 05 Hradec Králové, e-mail: [email protected], [email protected] DOI: 10.33678/cor.2020.027

Tento článek prosím citujte takto: Pudil R. Kardiovaskulární systém a sportovní potápění. Cor Vasa 2020;62:390–394.

3390_394_Prehledovy90_394_Prehledovy clanek_Pudil.inddclanek_Pudil.indd 390390 111/09/20201/09/2020 110:21:360:21:36 R. Pudil 391

Úvod Hloubka je významný faktor. S hloubkou narůstá okolní tlak, který se podílí na stlačení hrudního koše a Potápění patří mezi činnosti, které provázejí lidstvo něko- ostatních tělesných dutin vyplněných plyny. V případě lik tisíciletí. V posledních desetiletích narůstá jeho popu- přístrojového potápění je nárůst okolního tlaku vyrov- larita a věnuje se mu řada lidí. V České republice absol- nán dýchací automatikou, která dodává dýchací plyn pod vovalo výcvik pro potápění s přístrojem více než 100 000 stejným tlakem, jaký má okolní prostředí. Problém může lidí, v poslední dekádě narůstá počet lidí, kteří se věnují nastat při rychlém vynoření bez odpovídajícího výdechu tzv. nádechovému potápění. Ve vyspělých zemích byl za- (panická reakce), kdy prudké rozepětí plic může vést znamenán trend vzestupu průměrného věku sportovních k barotraumatu a ke vzniku plynové arteriální embolie potápěčů. Tato skutečnost má řadů důvodů a přináší s se- (barotrauma z přetlaku). V případě potápění na nádech bou problematiku často snížené fyzické kondice adeptů vede stlačení hrudníku k významným změnám uložení potápění a zvyšující se počet komorbidit. Proto nabývají na nitrohrudních orgánů (např. v 10 m je tlak prostředí dvoj- významu pravidelné kontroly zdravotního stavu potápě- násobný, objem plic se sníží na polovinu, bránice se vy- čů. Podle dosavadních předpisů je doporučeno, aby každý klene směrem do hrudního koše, dochází k prostorovým potápěč absolvoval jednou ročně vyšetření lékařem s cílem změnám uložení nitrohrudních orgánů. Při nedostatečné posoudit zdravotní způsobilost pro potápění (tzv. fi tness fl exibilitě hrudního koše může dojít při sestupu výjimečně to dive). Základní vyšetření u rekreačně sportovních potá- k barotraumatu z podtlaku („lung squeeze“). pěčů provádějí praktičtí lékaři, kteří se v případě přítom- Teplota vody je významným faktorem, který se podílí nosti onemocnění kardiovaskulárního systému obracejí na nejenom na tepelných ztrátách, ale také na procesu re- kardiology. Z těchto důvodů je nutné, aby se kardiologové distribuce cirkulace, vazokonstrikce v periferii a vzestupu orientovali v základní problematice potápění. afterloadu. Teplota vody u nádechových potápěčů iniciu- je tzv. diving response. Hustota dýchací směsi narůstá s hloubkou, což se pro- Druhy potápění, výstroj jevuje zvýšením dechové práce. Svoji roli má také správná funkce dýchací automatiky. Mezi základní druhy sportovně-rekreačního potápění pa- tří potápění s přístrojem a volné potápění (freediving). Potápění s přístrojem zahrnuje potápění v teplých i chlad- Reakce kardiovaskulárního systému na ponor ných vodách zpravidla do hloubek menších než 40 metrů. Potápění na nádech zahrnuje vedle tzv. rekreačního šnor- Základní reakcí kardiovaskulárního systému na fyzickou chlování a lovu ryb na nádech (spearfi shing), dále spor- zátěž je zvýšení srdeční frekvence, zvýšení tepového obje- tovní disciplíny bazénové (plavání v apnoi na vzdálenost mu, redistribuce cirkulace s přednostním zásobením moz- s ploutvemi/bez ploutví, statickou apnoi), dále hloubkové ku, srdce, plic a pracujících svalů. Stav je provázen změ- disciplíny (dosažení maximální hloubky s ploutvemi s pří- nami afterloadu a preloadu s cílem zajistit vyšší minutový tahy lana a podobně). výdej. Potápění s přístrojem zahrnuje potápění se zásobou Vodní prostředí tyto základní procesy ovlivňuje. Ochla- dýchacího média (nejčastěji vzduchu, případně směsí – zení těla vodou vede k zesílené periferní vazokonstrikci, nitrox aj.), které potápěč přes dýchací automatiku dýchá zvýšení afterloadu, redistribuce oběhu je významnější. pod tlakem, který je roven okolnímu tlaku vody v závis- Stav je provázen zvýšenou diurézou. Zvýšení tlaku v dý- losti na hloubce, ve které se potápěč nachází. Tepelnou chacím systému je provázeno vzestupem tlaku v arteria ochranu zajišťuje tzv. mokrý oblek (zpravidla neoprenový pulmonalis. Následkem je zvýšení nároků na správnou oblek) nebo suchý oblek (upravený neopren, trilaminát, funkci myokardu.1 Na tomto místě je nutné připomenout, kordura), který poskytuje větší tepelný komfort, avšak že potápění se velmi často provozuje celoročně (zimní omezuje volnost pohybu potápěče. Ke kontrole vztlaku měsíce nevyjímaje), v mnoha evropských zemích potápění jsou používány kompenzátory vztlaku (tzv. žaket, křídlo, ve sladké vodě představuje ponory v jezerech či lomech, kobliha) a zátěž. Potápěč se pod vodou pohybuje prací kde je celoročně již ve střední hloubce relativně nízká dolních končetin vybavených ploutvemi. Za pozornost teplota (4–10 °C). stojí váha výstroje sportovně rekreačního potápěče s pří- Fyzická aktivita při potápění je velmi rozdílná, řada strojem, která je na suchu kolem 25–30 kg. Potápěč na ná- ponorů s přístrojem se vyznačuje velmi nízkou inten- dech je při každém z ponorů omezen jedním nádechem. zitou fyzické zátěže. Stav se může velmi rychle změnit Jeho výstroj zahrnuje potápěčskou masku (zpravidla níz- s nástupem krizové situace, kdy je třeba vynaložit rela- koobjemovou), neoprenový oblek, zátěž (opasek či tzv. tivně velkou námahu. Fyzickou náročnost pohybu zvy- neck weight) a ploutve (dlouhé tzv. bi-fi ns nebo mono- šuje velký odpor, který klade tělo potápěče s plnou vý- ploutev). strojí vodnímu prostředí. Podobně potápění v místech, kde jsou proudy, vyžaduje poměrně vysokou intenzitu fyzické práce. Fyzikální vlivy uplatňující se při potápění Velmi zajímavý fenomén, který se uplatňuje především při nádechovém potápění, představuje tzv. diving respon- Mezi základní fyzikální faktory, které mají vliv na funkci se (někdy označován jako „diving mammalian refl ex“ či kardiovaskulárního a respiračního systému při potápění, „diving refl ex“).2 Jde o odpověď kardiovaskulárního sys- patří hloubka, teplota vody a v případě potápění s pří- tému na ponoření těla (především obličeje) do vody, kte- strojem změny hustoty dýchací směsi. rý indukuje relativně významný pokles tepové frekvence,

3390_394_Prehledovy90_394_Prehledovy clanek_Pudil.inddclanek_Pudil.indd 391391 111/09/20201/09/2020 110:21:360:21:36 392 Kardiovaskulární systém a sportovní potápění

Obr. 1 – Cirkulující mikrobubliny po ponoru s přístrojem a dýcháním stlačeného vzduchu. Echokardio- graﬁ cký obraz apikální projekce potápěče před ponorem (vlevo) a bezprostředně po ponoru (vpravo). Po ponoru jsou v pravostranných oddílech detekovatelné mikrobubliny (archiv autora).

významně zesílenou redistribuci cirkulace, které jsou spo- potápění. Na základě současných mezinárodních dopo- jeny s poklesem minutového výdeje. Opakované ponory ručení u sportovně rekreačních aktivit je u adepta po- vedou ke kontrakci sleziny, kdy dojde k vyplavení přibliž- tápění doporučeno vysvětlení rizika spojeného s PFO a ně 300 ml husté krve obsahující velký počet erytrocytů do potápěním a zvážení, zda i přes tato rizika se chce adept oběhu. Tato reakce je indukována především ochlazením této aktivitě věnovat. Pokud se potápěč rozhodne po- obličejových partií potápěče a její intenzita vzrůstá s nižší kračovat v potápění, je doporučeno omezení situací, teplotou vody a dosaženou hloubkou (nezřídka dochází které jsou spojeny s riziky přestupu mikrobublin do sys- k poklesu tepové frekvence pod 30–40/min, relativně čas- témového řečiště (nepoužívat Valsalvův manévr k vyrov- tý je výskyt extrasystol). nání tlaku ve středouší, omezení hloubky ponoru, velmi pomalá rychlost výstupu, nepoužívání tzv. břišního lisu, omezení opakovaných ponorů během jednoho dne aj.) Některé preexistující patologie kardiovasku- (obr. 1).4 lárního systému a potápění Arteriální hypertenze a preexistující srdeční selhání Perzistentní foramen ovale Arteriální hypertenze a preexistující srdeční selhání (se Perzistentní foramen ovale (PFO) představuje vrozenou zachovanou systolickou funkcí levé komory) mohou být komunikaci mezi pravou a levou síní v důsledku neúpl- příčinami otoku plic. V patofyziologii má důležitou roli ného uzávěru mezisíňového septa. Při potápění může periferní vazokonstrikce se zvýšením afterloadu, která sehrát velmi významnou roli při vzniku dekompresní pří- je vyvolána především chladem. Tento stav vzniká velmi hody. Při potápění dochází v důsledku zvýšené rozpust- rychle a vyžaduje dobrý funkční stav myokardu pro zvýše- nosti plynů v závislosti na tlaku k sycení některých tkání ní celkové srdeční práce. Řada onemocnění kardiovasku- (především tukové). V průběhu výstupu se rozpuštěný lárního systému je provázena snížením poddajnosti stěny plyn uvolňuje zpět do cirkulace, kde tvoří mikrobubliny, levé komory (např. arteriální hypertenze, preexistující které přenese krevní proud do plicního řečiště. V opti- poruchy diastolické funkce levé komory či dosud klinicky málním případě (postupný výstup doplněný případně němé postižení koronárních tepen).5 Tato onemocnění dekompresními přestávkami) jsou vydechovány plícemi. mohou vést v případě náhlého zvýšení afterloadu k roz- Preexistující foramen ovale umožňuje přestup těchto mi- voji srdečního selhání. Tyto stavy byly dříve označovány krobublin do systémového řečiště a vznik neočekávané jako edém plic plavců a potápěčů, současné studie uká- dekompresní příhody. Přestup mikrobublin z pravé síně zaly, že tato patologie se může vyskytnout i u ostatních do levé mohou usnadnit některé manévry, které potá- sportů, které se provozují v chladném prostředí (triatlon, pěči využívají například k vyrovnání tlaku ve středouší cyklistika, běhy). (modifi kovaný Valsalvův manévr a podobně), kdy se Klinicky se u postižených osob rozvíjejí známky akutní- otevírá preformovaný kanál v síňovém septu. Prevencí ho srdečního selhání (kašel, dušnost, případně otok plic), je plánování ponorů s cílem dosáhnout tzv. bezdekom- které mohou být za určitých okolností fatální.6–10 presního profi lu ponoru, velmi pomalý výstup, v přípa- Z těchto důvodů se doporučují u sportovně-rekreačních dě vzniku symptomů je namístě terapie v barokomoře.3 potápěčů pravidelné kontroly zdravotního stavu zahrnu- Některá pracoviště provádějí u potápěčů screening PFO jící od určitého věku každoroční provedení zátěžového s využitím transkraniálního dopplerovského vyšetření po testu. V případě preexistující patologie kardiovaskulární- podání kontrastní látky, zlatým standardem diagnostiky ho systému je nutné individuálně zvážit vhodnost potá- je transezofageální echokardiografi e. Jednou z léčeb- pění. Kompenzovaná arteriální hypertenze není kontra- ných možností je uzávěr PFO Amplatzovým okluderem. indikací potápění za předpokladu dobrého výsledku při Přítomnost PFO představuje kontraindikaci pro pracovní zátěžovém testu.

3390_394_Prehledovy90_394_Prehledovy clanek_Pudil.inddclanek_Pudil.indd 392392 111/09/20201/09/2020 110:21:360:21:36 R. Pudil 393

Arytmie, přítomnost kardiostimulátorů pro antikoagulaci představuje kontraindikaci potápění. Vzhledem k nárokům, které představuje potápění, jsou Avšak existují situace, které mohou za určitých podmínek arytmie potenciálně nebezpečné a mohou vést k ohrože- umožnit potápění (některé trombofi lní stavy, fi brilace ní života potápěče a jeho doprovodu. Je samozřejmostí, síní a podobně). V těchto situacích je namístě individuál- že riziko život ohrožujících arytmií je jasnou kontraindi- ní zvážení rizika zkušeným kardiologem.16,17 Antikoagu- kací pro potápění.1 Avšak existuje řada arytmií, které ne- lancia jsou potenciálním rizikem pro omezené možnosti jsou považovány za příliš rizikové v běžném životě, ale při zástavy krvácení po poraněních vzniklých pod vodou. Vý- potápění představují potenciální riziko ohrožení života sledky některých studií na zvířatech prokázaly trend ke potápěče a jeho doprovodu. Mezi ně patří např. supra- zvýšení spontánních krvácení v oblasti centrálního nervo- ventrikulární arytmie (fl utter síní, paroxysmy supraven- vého systému při ponorech do větších hloubek, dále v pří- trikulárních tachykardií, preexcitace a další), které mohou padě vzniku dekompresní příhody představuje antikoa- představovat náhlé snížení minutového výdeje, jež může gulans zvýšení rizika intrakraniálního krvácení. být pro potápěče fatální.11 Při posuzování je doporučeno Medikace acetylsalicylovou kyselinou je provázena mír- řídit se pravidly hodnocení elektrokardiografi ckých změn ným sklonem ke krvácením, avšak nepředstavuje jasnou podle pravidel preparticipačního screeningu. kontraindikaci pro potápění. Data o bezpečnosti duální Přítomnost kardiostimulátoru či implantabilního de- antiagregace chybějí, avšak lze předpokládat, že z důvo- fi brilátoru většinou představuje riziko vyplývající z pri- du indikace této terapie je potápění kontraindikováno. márního důvodu jejich implantace a je ve většině případů kontraindikací pro potápění. Ve výjimečných případech (zpravidla po individuálním zvážení kardiologem obe- Závěr známeným s problematikou potápění) se může potápě- ní s určitými omezeními povolit.12 Avšak je třeba mít na Sportovně-rekreační potápění je hezkým sportem, kte- mysli další faktory, které mají podstatnou roli: jde o riziko rému se dá věnovat do relativně vyššího věku. Bezpečné mechanického poškození v důsledku vysokého tlaku ve provozování této aktivity vyžaduje nejenom dobrý výcvik vodním či hyperbarickém prostředí. V případě hyperbaric- a udržování dostatečné úrovně fyzické kondice, ale také ké terapie je nutné zkontrolovat, zda daný typ kardiosti- dobrou funkci kardiovaskulárního systému. V souvislosti mulátoru má atest pro pobyt v hyperbarickém prostředí, se stárnutím populace dochází celosvětově také ke zvy- který je uveden na stránkách výrobce daného typu (riziko šování věku sportovně-rekreačních potápěčů, kdy se po- imploze těla kardiostimulátoru).13 Druhým významným tápějí i lidé, kteří mají v anamnéze nějaké onemocnění faktorem, který vede ke kontraindikaci potápění, je riziko kardiovaskulárního systému.18 Z těchto důvodů je nezbyt- mechanického poškození systému z důvodu tlaku výstroje né předejít potenciálně nebezpečným situacím a zabrá- na oblast umístění kardiostimulátoru (ramenní popruhy nit ohrožení života potápěče či jeho doprovodu. Proto je výstroje) a častá poloha horních končetin ve vzpažení. nutné vstupní vyhodnocení zdravotního stavu potápěče a pravidelné (zpravidla každoroční) prohlídky tělovýchov- Ischemická choroba srdeční ným či praktickým lékařem. Významným testem, který je Ischemická choroba srdeční a její následky (infarkt myo- doporučen provádět každoročně u potápěčů starších 40 kardu) jsou často kontraindikací pro potápění.11 Podle let či v případě preexistujícího onemocnění srdce je zátě- všeobecně přijatých doporučení lze potápění povolit, žové EKG (ergometrie, případně spiroergometrie). pokud je v případě infarktu myokardu dosaženo plné re- Z těchto důvodů byla připravena doporučení pro po- vaskularizace, absentuje porucha systolické funkce podle suzování zdravotní způsobilosti sportovně-rekreačních echokardiografi ckého vyšetření a je proveden zátěžový potápěčů.19 test, při kterém nedojde k indukci ischemie a vyšetřovaný je schopen tolerovat krátkodobě (alespoň 30 s) zátěž od- Financování povídající 13 METs.14 Práce byla podpořena výzkumným projektem Univerzity Karlovy: Progres Q 40/03. Kardiovaskulární medikace Kardiovaskulární medikace může sama o sobě představo- vat určitá rizika při potápění.15 Beta-blokátory používané v terapii arteriální hypertenze snižují srdeční frekvenci a Literatura mohou být příčinou nedostatečného zvýšení minutového 1. Edmonds C, Bennet M, Lippmann J, Mitchell S. Diving and výdeje potřebného v některých krizových situacích. Tera- subaquatic medicine. 5th ed. New York: CRC Press, 2016:835. pie beta-blokátory však nepředstavuje kontraindikaci pro 2. Foster GE, Sheel AW. The human diving response, its function, potápění, avšak pacient by měl být poučen, aby volil ne- and its control. Scand J Med Sci Sports 2005;15:3–12. 3. Wilmhurst P. Detection of a persistent foramen ovale using náročné typy ponorů. Podobný názor je na použití ostat- echocardiography. Diving Hyperb Med 2016;46:47–49. ních bradykardizujících léků, avšak je třeba mít na mysli, 4. Anderson G, Ebersole D, Covington D, Denoble PJ. The zda původní indikace této léčby není sama o sobě kontra- effectiveness of risk mitigation interventions in divers with indikací pro potápění. Inhibitory angiotenzin konvertu- persistent (patent) foramen ovale. Diving Hyperb Med jícího enzymu a nebradykardizující blokátory kalciových 2019;49:80–87. 5. Lippmann J, McD Taylor D, Stevenson C, et al. Diving with pre- kanálů nepředstavují většinou problém. Diuretika mohou existing medical conditions. Diving Hyperb Med 2017;47:180– potencovat dehydrataci a ztráty minerálů. 190. U pacientů léčených antikoagulačními léky představuje 6. Koehle MS, Lepawsky M, McKenzie DC. Pulmonary oedema of potápění rizikový stav. Ve většině případů sama indikace immersion. Sports Med 2005;35:183–190.

3390_394_Prehledovy90_394_Prehledovy clanek_Pudil.inddclanek_Pudil.indd 393393 111/09/20201/09/2020 110:21:370:21:37 394 Kardiovaskulární systém a sportovní potápění

7. Lindholm P, Ekborn A, Oberg D, Gennser M. Pulmonary edema 14. Lynch JH, Bove AA. Diving medicine: a review of current and hemoptysis after breath-hold diving at residual volume. evidence. J Am Board Fam Med 2009;22:399–407. J Appl Physiol 2008;104:912–917. 15. Bennet P, Cronje FJ, Campbell ES. Assessment of diving 8. Ma JL, Dutch J. Extreme sports: Extreme physiology. fi tness for scuba divers and instructors. Flagstaff, Canada: BPC Exercise-induced pulmonary oedema. Emerg Med Australas Printing, 2006:241. 2013;25:368–371. 16. Harrison D, Lloyd-Smith R, Khazei A, et al. Controversies in 9. Moon R, Martina S, Peacher D, et al. Swimming-Induced the medical clearance of recreational scuba divers: updates on Pulmonary Edema: Pathophysiology and Risk Reduction With asthma, diabetes mellitus, coronary artery disease, and patent Sildenafi l. Circulation 2016;133:988–996. foramen ovale. Curr Sports Med Rep 2005;4:275–281. 10. Pons M, Blickenstorfer D, Oechslin E, et al. Pulmonary oedema 17. Lippmann J, McTaylor D, Stevenson C, et al. Diving with pre- in healthy persons during scuba-diving and swimming. Eur existing medical conditions. Diving Hyperb Med 2017;47:180– Respir J 1995;8:762–767. 190. 11. Boässon MP, Rienks R, van der Ven A, van Hulst RA. 18. Lippmann J, Taylor DM, Stevenson C, Williams JW. Challenges Arrhythmogenicity of scuba diving: Holter monitoring in a in profi ling Australian scuba divers through surveys. Diving hyperbaric environment. Undersea Hyperb Med 2019;46:421– Hyperb Med 2018;48:23–30. 427. 19. Pudil R, Macura P, Hájek M, Slabý K. Doporučení pro 12. Muth CM, Tetzlaff K. Scuba diving and the heart. Cardiac posuzování zdravotního stavu sportovních potápěčů. Med aspects of sport scuba diving. Herz 2004;29:406–413. Sport Bohem Slov 2014;23:47–54. 13. Lafay V, Trigano JA, Gardette B, et al. Effects of hyperbaric exposures on cardiac pacemakers. Br J Sports Med. 2008;42:212–216.

3390_394_Prehledovy90_394_Prehledovy clanek_Pudil.inddclanek_Pudil.indd 394394 111/09/20201/09/2020 110:21:370:21:37