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

Cung lượng tim: nghiên cứu định lượng

Tăng khả năng bơm máu cùng với tăng áp suất khoang màng phổi làm cung lượng tim đạt đỉnh vì tăng hoạt động tim nhưng đường cong lại dịch sang phải vì áp suất khoang màng phổi tăng.

Nguồn gốc của chất dinh dưỡng trong dịch ngoại bào

Trong tất cả, dịch ngoại bào chỉ chiếm khoảng một phần ba tổng số dịch của cơ thể. Đây là điển hình ở người, nhưng tỷ lệ có thể thay đổi ở các sinh vật khác có chế độ lưu thông khác nhau.

Kiểm soát mức độ chính xác của co cơ: sự điều hòa ngược của hệ thống cảm giác thân thể tới vỏ não vận động

Tủy sống có thể gây ra các chương trình phản xạ vận động cụ thể có tính cố định. Nhiều những chương trình như vậy cũng có vai trò quan trọng khi các neuron vận động ở sừng trước của tủy sống bị kích thích.

Miễn dịch ở trẻ sơ sinh

Trẻ sơ sinh hiếm khi bị dị ứng. Tuy nhiên, vài tháng sau đó, khi kháng thể của nó bắt đầu được hình thành, những trạng thái dị ứng nặng có thể tiến triển.

Vùng chi phối vận động chuyên biệt trên vỏ não

Một số ít các vùng vận động được biệt hóa cao ở vỏ não chi phối những chức năng vận động đặc trưng. Những vùng này được định vị bằng kích thích điện hoặc bởi sự mất chức năng vận động nhất định.

Sự khuếch tán dễ qua màng tế bào

Khuếch tán được làm dễ cần đến sự giúp đỡ của protein mang. Protein mang giúp một phân tử hay ion đi qua màng bởi liên kết hóa học với chúng.

Tăng huyết áp có angiotensin tham gia: gây ra bởi khối u tiết renin hoặc thiếu máu thận cục bộ

Một khối u của các tế bào cận cầu thận tiết renin xuất hiện và tiết số lượng lớn của renin, tiếp theo, một lượng tương ứng angiotensin II được hình thành.

Một số tác dụng của cortisol ngoài chuyển hóa và chống viêm và stress

Cortisol làm giảm số lượng bạch cầu ái toan và tế bào lympho trong máu; tác dụng này bắt đầu trong vòng vài phút sau khi tiêm cortisol và rõ ràng trong vòng vài giờ.

Hoàn thiện của tinh trùng là thụ tinh với trứng

Có rất nhiều biến đổi xảy ra trong giai đoạn hoàn thiện tinh trùng mà nếu không có chúng, tinh trùng không thể xâm nhập vào bên trong trứng cà thực hiện quá trình thụ tinh.

Điều hòa vận động: vai trò của suốt cơ

Mỗi suốt cơ dài từ 3-10 mm. Chúng được tạo thành từ khoảng 3-12 các sợi cơ vẫn rất mảnh gọi là sợi nội suốt, nhọn ở 2 đầu và được gắn vào lưới polysaccarid ở quanh các sợi lớn hơn gọi là sợi ngoại suốt.

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.

Cấu trúc hóa học và sự tổng hợp insulin

Khi insulin được bài tiết vào máu, nó hầu như lưu thông ở dạng tự do. Bởi vì nó có thời gian bán hủy trung bình chỉ khoảng 6 phút nên phần lớn chúng bị loại bỏ khỏi tuần hoàn.

Điều hòa bài tiết cortisol ở vỏ thượng thận do tuyến yên

ACTH kích thích kiểm soát bài tiết của vỏ thượng thận là kích hoạt các protein enzyme kinase A, làm chuyển hóa ban đầu của cholesterol thành Pregnenolone.

Hormon điều hòa chuyển hóa Protein trong cơ thể

Hormon tăng trưởng làm tăng tổng hợp protein tế bào, Insulin là cần thiết để tổng hợp protein, Glucocorticoids tăng thoái hóa hầu hết protein mô, Testosterone tăng lắng động protein mô.

Bài tiết chất nhầy và gastrin ở tuyến môn vị

Tế bào bài tiết một lượng nhỏ pepsinogen, như đã nói ở trên, và đặc biệt là bài tiết một lượng lớn lớp chất nhày mỏng để giúp bôi trơn thức ăn khi di chuyển, cũng như bảo vệ thành của dạ dày khỏi sự phân hủy của các enzyme.

Sinh lý tiêu hóa ở dạ dày

Lúc đói, cơ dạ dày co lại, khi ta nuốt một viên thức ăn vào thì cơ giãn ra vừa đủ, để chứa viên thức ăn đó, vì vậy áp suất trong dạ dày không tăng lên.

Block nút nhĩ thất: chặn đường truyền tín hiệu điện tim

Thiếu máu nút nhĩ thất hoặc bó His thường gây chậm hoặc block hẳn dẫn truyền từ nhĩ đến thất. Thiếu máu mạch vành có thể gây ra thiếu máu cho nút nhĩ thất và bó His giống với cơ chế gây thiếu máu cơ tim.

Ngừng tim trong rối loan nhịp tim

Giảm oxy máu khiến cho sợi cơ tim và sợi dẫn truyền mất điện thế màng bình thường và tính dễ kích thích này làm cho nhịp tự động biến mất.

Chứng ngừng thở lúc ngủ: kiểm soát hô hấp

Ngừng thở khi ngủ có thể gây ra bởi tắc nghẽn đường hô hấp trên, đặc biệt là hầu hoặc do sự tự phát xung và dẫn truyền của trung tâm thần kinh bị suy giảm.

Chức năng điều hoà nội môi sinh lý của thận

Áp suất thẩm thấu do các chất hòa tan trong huyết tương tạo nên, đặc biệt là Na+. Thông qua quá trình điều hòa thành phần các chất trong huyết tương, thận đã điều hòa áp suất thẩm thấu của dịch ngoại bào, bảo đảm áp suất này hằng định ở khoảng 300 mOsm/L.

Thuốc và vận động viên thể thao

Một vài vận động viên đã được biết đến là chết trong các sự kiện thể thao vì sự tương tác giữa các thuốc đó và norepinephrine, epinephrine được giải phóng bởi hệ thống thần kinh giao cảm trong khi tập luyện.

Năng lượng yếm khí so với hiếu khí trong cơ thể

Năng lượng ATP có thể sử dụng cho các hoạt động chức năng khác nhau của tế bào như tổng hợp và phát triển, co cơ, bài tiết, dẫn truyền xung động thần kinh, hấp thu tích cực.

Chu kỳ nội mạc tử cung và hành kinh

Vào thời gian đầu của mỗi chu kì, hầu hết nội mạc đã bị bong ra trong kinh nguyệt. Sau kinh nguyệt, chỉ còn lại một lớp nội mạc mỏng và những tế bào biểu mô còn sót lại được dính với vị trí sâu hơn của các tuyến chế tiết và lớp dưới nội mạc.

Tác dụng lên thận và tuần hoàn của Aldosterol

Aldosterol làm tăng tái hấp thu natri và đồng thời tăng bài tiết kali trong các tế bào chính của ống thận nhỏ nhưng cũng bài tiết ion hydro để trao đổi với kali vào trong tế bào vỏ ống góp.

Hệ thống Purkinje tâm thất của tim: dẫn truyền nhanh

Sự truyền tải nhanh điện thế hoạt động bởi các sợi Purkinje được cho là gây ra bởi một tính thấm rất cao của các khoảng trống tiếp giáp ở các đĩa xen kẽ giữa các tế bào kế tiếp cấu tạo nên các sợi Purkinje.