Hur kan man tränar reaktionsförmågan
Att hjärtat blir större av regelbunden uthållighetsträning har varit känt i över hundra år. Men storleken kan inte förklara alla positiva förändringar i hjärtat.
På något sätt blir det troligen även mer effektivt — men hur? Med hjälp av avancerad magnetkamerateknik och en specialbyggd cykel kan vi förhoppningsvis komma närmare svaret. Vid regelbunden konditionsträning under en längre tid anpassar sig kroppen för att bättre kunna förse arbetande celler med syre. Ute i skelettmuskulaturen sker anpassningar som förbättrar muskelcellens förmåga att tillgodogöra sig det syre som levereras med blodet.
Hjärtat i sin tur anpassar sig för att kunna pumpa större volymer syresatt blod i varje slag, som sedan transporteras vidare till musklerna. Till skillnad från den förstoring av hjärtat som kan ske på grund av sjukdom är anpassningen till träning helt balanserad mellan de fyra hjärtrummen. Det betyder att båda kamrarna blir större — vänster kammare, som pumpar blod ut till kroppen, och höger kammare, som pumpar blod till lungorna.
Även förmaken som tar emot blodet och slussar det vidare hur kan man tränar reaktionsförmågan kamrarna blir större och hjärtat behåller sina proportioner. Att känna till hur det friska hjärtat växer och anpassar sig till träning är det första steget till att förstå andra fysiologiska förändringar som sker, till exempel att vilopulsen blir lägre. I vila är kroppen i behov av cirka fem liter blod per minut minutvolymoavsett om kroppen är otränad eller vältränad.
Men hur hjärtat förser kroppen med denna volym blod påverkas av träningsgraden. Minutvolymen påverkas av två saker; hjärtfrekvens och mängden blod som hjärtat kan pumpa i ett slag slagvolym.
Hjärnan mår bra av fysisk aktivitet
Ett stort hjärta kan pumpa mycket blod i varje slag, och behöver därför inte slå så många slag varje minut för att leverera fem liter se räkneexempel nedan. Därför har vältränade personer lägre puls i vila jämfört med otränade personer. Under maximalt arbete skiljer sig däremot inte pulsen åt. Maxpulsen ligger på ungefär hur kan man tränar reaktionsförmågan minus ålder, det vill säga en åring har en maxpuls cirka slag per minut.
För en vältränad person kan det innebära att det pumpas upp mot liter blod varje minut. Detta innebär en stor skillnad i den volym syre som kan levereras till musklerna, och storleken på hjärtat blir därmed den avgörande faktorn för konditionen. I många läroböcker beskrivs hjärtats pumpning som en kramande rörelse som pressar ut blodet från vänster och höger kammare. Men den kramande rörelsen står bara för 30 procent av hjärtats slagvolym.
Istället är det bättre att beskriva pumpningen med att hjärtat gör samma rörelse som en cykelpump. Med hjälp av magnetkamera, där bilder kan samlas in kontinuerligt under en hel hjärtcykel för att sedan sättas samman till en film, har vi visat att 70 procent av blodet som pumpas i varje slag genereras av att klaffplanet mellan förmak och kammare rör sig longitudinellt på samma sätt som en cykelpump se bilden.
Volymen blod som den longitudinella pumpningen kan generera beror på två saker; hur långt klaffplanet rör sig vid varje kontraktion och hur stor area kammaren har i tvärsnitt. Trots att elitidrottare har en större tvärsnittsarea än friska normalpersoner, och en lika stor eller större rörelse på klaffplanet, är förhållandet mellan den longitudinella pumpningen och den kramande radiella pumpningen oförändrat.
Även hos patienter med hjärtsvikt är förhållandet fortfarande 30 procent radiell pumpning och 70 procent longitudinell, men patienterna uppnår detta genom hur kan man tränar reaktionsförmågan kompensera för en sänkt klaffrörelse med en extremt stor tvärsnittsarea. Kunskap om skillnader i mekanismer för hur longitudinell pumpning sker är viktig för att kunna skilja friskt från sjukt.
En studie av elitidrottande pensionärer som tränat uthållighet under hela livet visade att de hade bibehållen longitudinell pumpning med samma förhållande mellan klaffplanets rörelse och tvärsnittsarean som hos unga friska kontrollpersoner. De friska otränade pensionärer som var kontrollgrupp hade däremot sänkt klaffrörlighet och ökad tvärsnittsarea — samma som hos patienter med hjärtsvikt.
Så tränar du upp reaktionsförmågan
Hjärtat behöver tränas för att bibehålla sin funktion. Det är vid hög puls som idrottares hjärta visar sin enorma kapacitet att cirkulera blodet. Idrottare har en större hjärtvolym, en större motor, som kan förse kroppen med syresatt blod. Men de undersökningar som gjorts på idrottare genom åren har företrädesvis varit i vila och då går det inte att se om deras hjärta också har en förändrad funktion.
Vid en maxpuls på slag har hjärtats kammare cirka millisekunder på sig att fyllas och tömmas på blod. Ett otränat hjärta fylls med cirka milliliter blod, medan elitidrottaren ska hinna cirkulera upp mot milliliter på samma givna tid. Hur är det möjligt? Med denna metod hoppas vi kunna identifiera mekanismerna bakom idrottshjärtats prestationsförmåga. För att studera hjärtats funktion under arbete byggdes en ergometercykel som är kompatibel med en magnetkamera MRi samarbete med professor Bengt Saltin på Copenhagen Muscle Research Centre.
Min läslista
Friska otränade försökspersoner undersöktes vid medelintensivt fysiskt arbete. Resultaten visade att bidraget till slagvolymen från longitudinell och radiell pumpning var samma i arbete som vi sett i vila. På sjukhuset i Lund finns nu en ny ergometercykel som kan användas i MR-kameran. Med den finns möjlighet att arbeta på högre belastningar och därmed högre puls.
Kommande studier ska undersöka elitidrottares hjärta vid olika belastningsnivåer för att se om hjärtvolym och pumpfunktionen skiljer sig från vila till arbete, och mellan otränade och tränade individer. Genom att använda en ny magnetkamerateknik som kallas tredimensionell tidsupplöst MR för att visualisera blodflödet genom hjärtat, kan vi på nya sätt undersöka skillnader i förmåga att fylla och tömma hjärtat på blod se bilden.