Hệ thống tim mạch trong tập luyện thể thao

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.

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.

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:

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.).

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.

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.