Min läslista

Din läslista är tom.

Foto: Nils Jakobsson, Bildbyrån

184
Delningar
Lägg i läslista
Uthållighet / Hälsa & Medicin

Så anpassar sig hjärtat till konditionsträning

18 Jan 2017
Text: Katarina Steding-Ehrenborg, Lunds universitet

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.

Hjärtat växer balanserat

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 till kamrarna blir större och hjärtat behåller sina proportioner.1

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 (minutvolym), oavsett 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). 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.

Hjärtat i vila:

Puls (bpm) Slagvolym (ml) Minutvolym (l/min)
Elitidrottare 40 125 5,0
Otränad 65 80 5,2

Hjärtat under maximalt arbete:

Puls (bpm) Slagvolym (ml) Minutvolym (l/min)
Elitidrottare 190 190 36,1
Otränad 190 105 20,0

Under maximalt arbete skiljer sig däremot inte pulsen åt. Maxpulsen ligger på ungefär 220 slag minus ålder, det vill säga en 30-åring har en maxpuls cirka 190 slag per minut. För en vältränad person kan det innebära att det pumpas upp mot 30-35 liter blod varje minut.2 En otränad person pumpar endast 20 liter per minut (se räkneexempel). 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.1

Hjärtat som en cykelpump

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).3

Magnetkamera visar en frisk handbollsspelares hjärta i vila. 70 procent av slagvolymen kommer från klaffplanets longitudinella rörelse och 30 procent från radiell pumpning. Notera hur ytterkanten på hjärtat knappt rör sig inåt. Istället är det klaffplanets rörelse som bidrar mest till pumpning av blod.

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.4

Även hos patienter med hjärtsvikt är förhållandet fortfarande 30 procent radiell pumpning och 70 procent longitudinell, men patienterna uppnår detta genom att 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.5 Dessa resultat visar att ett liv utan fysisk träning inte ger ett friskt åldrande. Hjärtat behöver tränas för att bibehålla sin funktion.

Idrottshjärtats prestation en gåta

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 190 slag har hjärtats kammare cirka 315 millisekunder på sig att fyllas och tömmas på blod. Ett otränat hjärta fylls med cirka 100 milliliter blod, medan elitidrottaren ska hinna cirkulera upp mot 190 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 2011 en ergometercykel som är kompatibel med en magnetkamera (MR), i samarbete med professor Bengt Saltin på Copenhagen Muscle Research Centre. 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.6

Blodet flödar in i vänster kammare hos en frisk person (tv). Och hos patient med hjärtsvikt, där vänster kammare har nedsatt pumpfunktion (th). I det friska hjärtat fyller blodet hela kammaren när hjärtat slappnar av. Hos patienten med hjärtsvikt glider blodet istället ner längs med ena hjärtväggen.

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). Med denna metod hoppas vi kunna identifiera mekanismerna bakom idrottshjärtats prestationsförmåga.

Referenser

  1. Steding, K. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance 12:8.
  2. Ekblom, B. J Appl Physiol. 1968. 25:619-625.
  3. Carlsson, M. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2007. 293: H636–H644.
  4. Steding-Ehrenborg, K. Clin Physiol Funct Imaging 33:233–240.
  5. Steding-Ehrenborg, K. J Physiol 593(23):5157-66.
  6. Steding-Ehrenborg, K. J Cardiovasc Magn Reson. 2013. 24;15:9.

Forskare

Katarina Steding-Ehrenborg

Sjukgymnast, docent i experimentell klinisk fysiologi
Lunds universitet, institutionen för hälsovetenskaper

Tema: Så anpassar sig hjärtat till konditionsträning (8 artiklar)

Anpassa farten för snabbare tider

Planera ditt lopp Anpassad farthållning handlar inte bara om att hitta en jämn fart från start till mål. Att anpassa farten till terrängen, vinden och den egna förmågan kan ge avgörande tidsvinster.

Barfota eller rejäl stötdämpning – vilka löparskor är bäst?

Skor och skador Kraftig dämpning i våra löparskor skulle minska skadorna. Men att stötarna i nedslaget är ett problem har svagt stöd i forskningen. Är det då bättre att springa i minimalistiska skor eller helt barfota? Vad ska motionären välja?

Så anpassar sig hjärtat till konditionsträning

Uthållighet Att hjärtat blir större av regelbunden uthållighetsträning har varit känt i över hundra år. Men på något sätt blir det troligen även mer effektivt. Det är en gåta som kommer närmare en lösning.

Elitmotionärens vardag ett svårlagt pussel

Livsstil Att leva som elitmotionär med ett fungerande familjeliv är ingen enkel ekvation. Uppoffringar, glädje, dåligt samvete och glada hejarop är en del av vardagen. På vems villkor och bekostnad formas en sådan livsstil?

Intensiva intervaller en hit för konditionen

Högintensiv intervallträning Högintensiva intervaller förbättrar konditionen och minskar risken för kroniska sjukdomar lika bra eller bättre än tidsödande uthållighetsträning. Träning under tio minuter ger effekt.

Träna långsamt, långt och länge

Distansträning Korta och intensiva intervallpass är en trendig form av konditionsträning. Men för att bli en bra löpare, längdåkare eller cyklist krävs många långa pass i ett lägre tempo.

Forskning om tävlingsbanan ska ge säkrare motionslopp

Tryggare tävlingar Göteborgsvarvet är ett av de stora långloppen och en mäktig manifestation i folkhälsa. Samtidigt går det inte att blunda för att olyckstillbud och skador också inträffar. I en pågående studie från Göteborgs universitet granskas vilka partier av loppet som hör till de mest kritiska.