Hệ thống tim mạch trong tập luyện thể thao

2020-05-29 02:34 PM

Lượng máu chảy trong cơ có thể tăng tối đa khoảng 25 lần trong bài tập vất vả nhất. Hầu hết một nửa mức tăng này là kết quả do giãn mạch gây ra bởi những tác động trực tiếp của việc tăng trao đổi chất trong cơ.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Dòng máu trong cơ

Một yêu cầu quan trọng của chức năng tim mạch trong tập luyện là cung cấp oxy cần thiết và chất dinh dưỡng khác cho cơ thể vận động. Vì mục đích này, lưu lượng máu cơ tăng mạnh trong khi tập luyện. Hình cho thấy dòng máu chảy trong cơ vùng bắp chân của một người trong thời gian 6 phút trong khi co cơ liên tục mạnh mẽ. Lưu ý không chỉ là tăng mạnh trong dòng chảy khoảng 13 lần mà còn giảm dòng chảy trong từng cơn co cơ. Hai điểm này có thể được tạo ra từ nghiên cứu này:

1. Quá trình co bóp thực tế bản thân tạm thời giảm lưu lượng máu cơ vì sự phối hợp cơ xương nén máu trong cơ; do đó, thuốc bổ mạnh co thắt cơ bắp có thể gây ra mệt mỏi cơ bắp nhanh chóng vì thiếu cung cấp đủ oxy và chất dinh dưỡng khác trong sự co cơ liên tục.

Ảnh hưởng của bài tập cơ lên lượng máu chảy qua bắp chân trong khi co cơ mạnh nhịp nhàng

Hình. Ảnh hưởng của bài tập cơ lên lượng máu chảy qua bắp chân trong khi co cơ mạnh nhịp nhàng.

2. Lưu lượng máu đến cơ khi tập luyện tăng rõ rệt. Việc so sánh sau đây cho thấy tăng tối đa lưu lượng máu co thể xảy ra trong một vận động viên được tập luyện.

 

ml/100g cơ/phút

Lượng máu chảy khi nghỉ

3.6

Lượng máu chảy khi tập luyện tối đa

90

Như vậy, lượng máu chảy trong cơ có thể tăng tối đa khoảng 25 lần trong bài tập vất vả nhất. Hầu hết một nửa mức tăng này là kết quả do giãn mạch gây ra bởi những tác động trực tiếp của việc tăng trao đổi chất trong cơ. Các kết quả tăng còn lại từ nhiều yếu tố,quan trọng nhất trong đó có lẽ là sự gia tăng vừa phải huyết áp động mạch xảy ra trong tập luyện, thường tăng khoảng 30 %. Sự gia tăng áp lực không chỉ buộc máu nhiều hơn thông qua các mạch máu mà còn làm giãn thành của động mạch và tiếp tục làm giảm kháng lực mạch máu. Do đó, 30 % tăng huyết áp thường tăng gấp đôi lưu lượng máu, làm tăng gấp bội trong dòng chảy được gây ra bởi sự giãn mạch do chuyển hóa ít nhất gấp hai lần cái khác.

Sản lượng công việc, tiêu thụ oxy, và lưu lượng tim trong tập luyện

Hình cho thấy mối tương quan giữa sản lượng công việc, tiêu thụ oxy, và công suất tim khi tập luyện. Không đáng ngạc nhiên rằng tất cả những yếu tố có liên quan trực tiếp với nhau, như thể hiện bởi các chức năng tuyến tính, bởi vì sản lượng công việc cơ bắp tăng , tiêu thụ oxy tăng và tiêu thụ oxy tăng lần lượt làm giãn nở các mạch máu trong cơ, do đó tăng trở lại tĩnh mạch và cung lượng tim.Lưu lượng tim điển hình ở nhiều cấp độ tập luyện như sau:

 

L/phút

Cung lượng tim ở người nam trẻ tuổi khi nghỉ

5.5

Cung lượng tim tối đa khi tập luyện ở người nam trẻ tuổi không được đào tạo

23

Cung lượng tim tối đa khi tập luyện ở người vận động viên marathon nam trung tuổi

30

Mối quan hệ giữa lưu lượng tim và công suất làm việc

Hình. Mối quan hệ giữa lưu lượng tim và công suất làm việc (đường liền) và giữa tiêu thụ oxy và công suất làm việc (đường nét đứt) trong các mức độ tập luyện khác nhau. Những hình chấm và hình vuông màu khác nhau thể hiện dữ liệu được lấy từ những nghiên cứu khác nhau trên người.

Như vậy, người chưa qua đào tạo bình thường có thể làm tăng lưu lượng tim gấp gần bốn lần, và các vận động viên được đào tạo tốt có thể tăng lưu lượng tim gấp khoảng sáu lần. (Những vận động viên marathon cá biệt tập luyện liên tục có lưu lượng tim lớn khoảng 35-40 L / min, hoặc gấp bảy đến tám lần lưu lượng tim khi nghỉ thông thường.).

 

Thể tích nhát bóp (ml)

Nhịp tim (nhịp/phút)

Nghỉ ngơi

 

 

Không là vận động viên

75

75

Vận động viên marathon

105

50

Tối đa

 

 

Không là vận động viên

110

195

Vận động viên marathon

162

185

Bảng. So sánh chức năng tim giữa vận động viên marathon và không là vận động viên

Ảnh hưởng của tập luyện trên phì đại cơ tim và trên lưu lượng tim

Từ những dữ liệu trên, rõ ràng là vận động viên marathon có thể đạt được lưu lượng tim tối đa hơn 40% so với những người chưa qua tập luyện. Kết quả này chủ yếu từ thực tế rằng buồng tim của vận động viên marathon rộng hơn khoảng 40 %; dựa theo sự mở rộng này của các buồng tim, khối cơ tim cũng tăng 40 % hoặc hơn. Vì vậy, không chỉ phì đại cơ xương trong tập luyện mà còn có ở tim.

Tuy nhiên, mở rộng tim và tăng khả năng bơm máu xảy ra gần như hoàn toàn trong kiểu tập bền bỉ, không phải trong kiểu tập nước rút, của tập luyện thể thao.

Mặc dù tim của các vận động viên marathon lớn hơn đáng kể so với những người bình thường, nhưng lưu lượng tim khi nghỉ là gần tương tự như trong một người bình thường.

Tuy nhiên, lượng tim bình thường này đạt được bằng cách giảm nhiều thể tích nhát bóp tại một nhịp tim. Bảng so sánh thể tích nhát bóp và nhịp tim ở người không tập luyện và động viên marathon.

Như vậy, hiệu quả 1 nhát bóp trong mỗi nhịp tim ở vận động viên được tập luyện lớn hơn 40 đến 50% so với người chưa qua tập luyện , nhưng có một sự giảm tương ứng về nhịp tim lúc nghỉ ngơi.

Thể tích nhát bóp xấp xỉ và nhịp tim tại những mức khác nhau của lưu lượng tim ở vận động viên marathon

Hình. Thể tích nhát bóp xấp xỉ và nhịp tim tại những mức khác nhau của lưu lượng tim ở vận động viên marathon.

Vai trò của thể tích nhát bóp và nhịp tim trong việc tăng lưu lượng tim

Hình cho thấy gần đúng sự thay đổi về thể tích nhát bóp và nhịp tim khi lưu lượng tim tăng từ mức nghỉ là khoảng 5,5 L/phút đến 30 L/phút ở người chạy marathon. Thể tích nhát bóp tăng từ 105 lên 162 ml, tăng khoảng 50 %, trong khi tăng nhịp tim từ 50 đến 185 nhịp / phút, tăng 270 phần trăm. Do đó, tăng nhịp tim cho một tỷ lệ lớn hơn sự gia tăng cung lượng tim hơn là làm tăng về thể tích nhát bóp khi tập luyện căng thẳng kéo dài. Thể tích nhát bóp thường đạt tối đa vào lúc cung lượng tim tăng lên được một nửa mức tối đa của nó. Việc tăng thêm lưu lượng tim phải xảy ra bằng cách tăng nhịp tim.

Mối quan hệ của hiệu suất tim mạch đến VO2 max

Trong bài tập luyện tối đa, cả nhịp tim và thể tích nhát bóp tăng lên khoảng 95 % của mức cao nhất. Vì lưu lượng tim bằng tổng thể tích nhát bóp , người ta nhận thấy rằng lưu lượng tim là khoảng 90% tối đa mà người đó có thể đạt được, đó là trái ngược với khoảng 65% tối đa cho thông khí phổi.

Vì vậy, có thể dễ dàng thấy rằng hệ thống tim mạch thường là giới hạn trên VO2max hơn là hệ thống hô hấp, vì oxy sử dụng bởi cơ thể không bao giờ có thể nhiều hơn lượng oxy mà hệ thống tim mạch có thể vận chuyển đến các mô.

Vì lý do này, đó là thường xuyên nói rằng mức độ hiệu suất thể thao mà có thể đạt được ở vận động viên marathon chủ yếu phụ thuộc vào khả năng thực hiện của tim, bởi vì đây là liên kết hạn chế nhất trong việc cung cấp oxy đầy đủ cho cơ thể vận động. Do đó, 40 phần trăm của lưu lượng tim mà vận động viên marathon có thể đạt được nhiều hơn so với lưu lượng trung bình của người nam không được đào tạo là có lẽ là lợi ích sinh lý quan trọng nhất của chương trình huấn luyện vận động viên marathon.

Ảnh hưởng của bệnh tim và tuổi già lên hiệu suất thể thao

Do những hạn chế quan trọng của hệ thống tim mạch lên hiệu suất tối đa trong điền kinh bền, có thể dễ dàng hiểu rằng bất kỳ loại bệnh tim mà làm giảm cung lượng tim tối đa sẽ gây ra sự giảm gần như tương ứng với tổng sức mạnh cơ của cơ thể đạt được. Do đó, người bị suy tim sung huyết thường xuyên gặp khó khăn trong việc đạt được thậm chí sức mạnh cơ cần thiết để leo ra khỏi giường, ít hơn nhiều đi bộ trên sàn.

Lưu lượng tim tối đa của những người lớn tuổi cũng giảm đáng kể; giảm 50 % giữa tuổi 18 và 80. Ngoài ra, thậm chí giảm nhiều hơn về khả năng thở tối đa. Vì những lý do này, cũng như vì cơ xương giảm khối lượng, sức mạnh cơ tối đa có thể đạt được giảm rất nhiều khi già.

Bài viết cùng chuyên mục

Sự dẫn truyền cảm giác: đặc điểm trong con đường trước bên

Hệ trước bên là hệ thống dẫn truyền chưa phát triển bằng hệ thống cột tủy sau - dải cảm giác giữa. Thậm chí, các phương thức cảm giác nhất định chỉ được dẫn truyền trong hệ thống này.

Đo thể tích hô hấp: ghi lại những thay đổi trong phép đo thể tích phổi

Thay đổi của thể tích phổi dưới tình trạng thở khác nhau. Mô tả sự kiện thông khí phổi, không khí trong phổi có thể được chia thành 4 thể tích và 4 dung tích  trung bình cho người lớn trẻ.

Tổng hợp và bài tiết hormon vỏ thượng thận

Bài tiết aldosterone và cortisol được điều hòa bởi cơ chế riêng. Angiotensin II làm tăng số lượng aldosterone và gây ra sự nở to của lớp cầu, không ảnh hưởng 2 vùng khác.

Kiểm soát tích cực lưu lượng máu cục bộ

Cơ chế thay đổi chuyển hóa mô hoặc lượng oxy máu làm thay đổi dòng máu vẫn chưa được hiểu đầy đủ, nhưng 2 giả thuyết chính này đến nay đã được đưa ra: giả thuyết co mạch và giả thuyêt về nhu cầu oxy.

Sự tăng trưởng và phát triển chức năng của bào thai

Do trọng lượng thai tương ứng xấp xỉ với lập phương của chiều dài, trọng lượng thai hầu như tăng tương ứng với lập phương tuổi thai.

Điều hòa bài tiết Aldosterol

Điều hòa bài tiết aldosterol ở tế bào lớp cầu gần như độc lập hoàn toàn với điều hòa bài tiết cảu costisol và androgen ở lớp bó và lớp lưới.

Phản xạ tư thế: dáng đi ở tủy sống

Ở động vật có xương sống, khi cơ thể bị ngả về một bên thì sẽ xuất hiện các động tác không đồng vận để cố gắng giúp nó đứng thẳng dậy. Phản xạ này được gọi là phản xạ đứng dậy tuỷ sống.

Rung thất: rối loạn nhịp tim

Rung thất gây ra bởi nhịp phát nhịp trong khối cơ thất, gây ra khử cực toàn cơ thất, tiếp sau đó là 1 nhịp khác, rồi tiếp tục, và cuối cùng điều hòa ngược chính nó để tái khử cưc khối cơ thất liên tục không ngừng.

Phosphate vô cơ ở dịch ngoại bào

Giá trị trung bình của tổng số lương phosphate đươc đưa ra khoảng 4 mg/dl, thay đổi giữa giá trị bình thường là 3 đến 4 mg/dl người lớn and 4 đến 5 mg/dl ở trẻ nhỏ.

Áp suất thẩm thấu keo của huyết tương

Chỉ có các phân tử hoặc ion không đi qua các lỗ của màng bán thấm gây áp lực thẩm thấu. Các protein là thành phần không dễ dàng đi qua các lỗ mao mạch, chịu trách nhiệm về áp lực thẩm thấu ở hai bên của màng mao mạch.

Sinh lý nội tiết tuyến thượng thận

Tuyến thượng thận gồm hai tuyến nhỏ úp trên hai thận, mỗi tuyến nặng khoảng 4g. Tuyến thượng thận gồm 2 phần riêng biệt : phần vỏ (80%) và phần tuỷ (20%). Chức năng tuỷ thượng thận, liên quan đến hoạt động hệ giao cảm.

Cơ chế chung của sự co cơ

Acetylcholine hoạt động trên một khu vực cục bộ của màng sợi cơ để mở các kênh cation có “cổng acetylcholine” thông qua các phân tử protein lơ lửng trong màng.

Bôi trơn bảo vệ và tầm quan trọng của chất nhày trong đường tiêu hóa

Chất nhày có khả năng khiến cho sự trượt của thức ăn trong đường tiêu hóa rất dễ dàng và ngăn cản sự trầy xước cơ học hoặc sự phân hủy hóa học cho lớp biểu mô.

Sự phát triển của hệ cơ quan thai nhi

Sự phát triển các tế bào trên mỗi cơ quan thường chưa được hoàn thiện và cần 5 tháng mang thai còn lại để phát triển hoàn toàn. Ngay cả lúc sinh, những cấu trúc nhất định, đặc biệt là hệ thần kinh, thận và gan, thiếu sự phát triển hoàn toàn, như được mô tả sau.

Vùng vận động sơ cấp: chức năng vận động của vỏ não và thân não

Vỏ não vận động được chia làm 3 vùng nhỏ, mỗi vùng lại có bản đồ hình chiếu riêng cho các nhóm cơ và có những chức năng riêng biệt: vùng vận động sơ cấp, vùng tiền vận động, vùng vận động bổ sung.

Sự tăng trưởng và phát triển của trẻ em

Phát triển hành vì chủ yếu liên quan đến sự hoàn thiện của hệ thần kinh. Nó khó để phân biệt giữa hoàn thiện cấu trúc giải phẫu của hệ thống thần kinh hay do giáo dục.

Thuốc kích thích hoặc ức chế neuron hậu hạch giao cảm và phó giao cảm

Các thuốc ngăn sự dẫn truyền từ các neuron tiền hạch tới các neuron hậu hạch bao gồm tetraethyl ammonium ion, hexamethonium ion, và pentolinium. Những thuốc này ngăn chặn sự kích thích của acetycholin.

Huyết áp động mạch: kiểm soát bằng lợi liệu áp lực

Lượng dịch vào và ra phải cân bằng tuyệt đối,  nhiệm vụ này được thực hiện bởi điều khiển thần kinh và nội tiết và bởi hệ thống kiểm soát tại thận, nơi mà điều hòa bài tiết muối và nước.

Thành phần của hệ renin angiotensin

Khi huyết áp động mạch giảm, phản ứng nội tại trong thận tạo ra nhiều phân tử prorenin trong các tế bào cận cầu thận để phân cắt và giải phóng renin.

Vận chuyển dịch ngoại bào và trộn lẫn máu trong hệ tuần hoàn

Thành của các mao mạch cho thấm qua hầu hết các phân tử trong huyết tương của máu,ngoại trừ thành phần protein huyết tương, có thể do kích thước của chúng quá lớnđể đi qua các mao mạch.

Cơ quan tiền đình: duy trì sự thăng bằng

Phần trên của hình biểu diễn mê đạo màng. Nó bao gồm phần lớn ốc tai màng (cochlea), 3 ống bán khuyên, 2 buồng lớn, soan nang (bầu tiền đình) và cầu nang (túi tiền đình).

Tuần hoàn phổi: giải phẫu sinh lý tuần hoàn mạch máu và bạch huyết

Động mạch phổi có thành dày bằng 1/3 của động mạch chủ. Các nhánh động mạch phổi ngắn và tất cả các động mạch phổi, thậm chí nhỏ hơn động mạch nhánh và tiểu động mạch, có đường kính lớn hơn động mạch toàn thân tương ứng.

Điều hòa chức năng cơ thể

Hệ thống thần kinh và hệ thống nội tiết điều chỉnh và phối hợp các chức năng cơ thể. Cùng nhau duy trì sự tăng trưởng, trưởng thành, sinh sản, trao đổi chất và hành vi của con người.

Sinh lý học thính giác và bộ máy thăng bằng (tiền đình)

Tai ngoài có loa tai và ống tai ngoài. Loa tai ở người có những nếp lồi lõm, có tác dụng thu nhận âm thanh từ mọi phía mà không cần xoay như một số động vật.

Trao đổi chất qua thành mạch máu: cân bằng starling

Lượng dịch lọc ra bên ngoài từ các đầu mao động mạch của mao mạch gần bằng lượng dịch lọc trở lại lưu thông bằng cách hấp thu. Chênh lệch một lượng dịch rất nhỏ đó về tim bằng con đường bạch huyết.