Спортът и сърцето – какви промени се случват в зависимост от типа тренировки

Преди време бях в сауната и с няколко човека коментирахме тренировките си. Някой от тях спомена нещо за адаптацията на сърцето към тренировките и се чудеше дали е нормално да има по-ниска пулсова честота. Това ме мотивира да напиша една статия, за която имам идея от няколко години, но все я отлагам. В нея ще разгледаме някои структурни адаптации на сърцето (ремоделирането му) в отговор на типа тренировки, с които се занимаваме.

Ремоделирането на сърцето може да бъде физиологично или патологично състояние.

–физиологичното ремоделиране е компенсаторна промяна в пропорциите и функцията на сърцето. Тази промяна се наблюдава при спортистите и често може да сте чували за „спортно сърце“.

–патологичното ремоделиране може да възникне при различни здравословни проблеми, които няма да разглеждаме.

Знаете, че сърцето е мускул и подобно на скелетните мускули, които се адаптират към тренировъчния стимул, то също променя структурата си, за да може да понесе повишената изисквания, които системната и интензивна физическа активност налага.

Какво представлява „спортното сърце“?

„Спортното сърце“ е физиологично състояние, което е свързано със структурни промени в сърцето, в следствие на продължителни и интензивни тренировки. Изразява се в увеличаване на максималният сърдечен дебит (максималното количество кръв изпомпано от сърцето за една минута); увеличаване на ударния обем на сърцето (т.е. на всеки удар сърцето изтласква повече кръв); понижаване на пулсовата чесота в покой (свързано е с икономичността на сърцето, тъй като с един удар изтласква повече кръв и това означава, че за една минута, с понижен брой удари в минута, ще изтласка достатъчно кръв) и др.

Знаете, че в покой сърцето изтласква определено количество кръв за една минута, което отговаря на моментните нужди на организма. Когато извършваме физическа активност, това покачва потребностите на организма от кислород и хранителни вещества, които трябва да достигат до тъканите. Сърцето отговаря на тази повишена потребност, като повишава ударния обем и пулсовата честота. Когато видим, че пулсът ни се покачва, това се дължи на факта, че сърцето ни се опитва да осигури повече кислород и хранителни вещества до тъканите, които имат нужда – при физическата активност, това са най-вече работещите мускули.  Тези повишени изисквания към сърцето предизвикват морфологични (структурни) промени.

Ремоделирането на сърцето  зависи от типа тренировки и е свързано с промени в размера, формата и функцията му. По-конкретно, структурните промени в сърцето се различават в зависимост от това дали извършваме основно физическа активност, която е свързана с повече издръжливост или практикуваме спорт като вдигане на тежести. След малко ще разгледаме нюансите на това твърдение.

Сърдечните клетки, които подлежат на структурни промени се наричат кардиомиоцити. Подобно на скелетните мускули, когато сърдечният мускул е изложен на по-голяма натоварване, както се случва по време на физическа активност, когато трябва да се изтласка повече кръв за една минута, неговите клетки претърпяват промени, които са свързани с хипертрофия (увеличаване на размерите им), което увеличава тяхната сила. Този хипертрофичен отговор, в резултат на физическото натоварване е това, което се нарича физиологично ремоделиране.

Какво се случва със сърцето, когато практикуваме спортове за издръжливост?

Когато продължително време се занимаваме със спорт, който изисква повече издръжливост, поддържаме продължителни периоди, при които има висока пулсова честота, увеличен сърдечен дебит, увеличен ударен обем и умерено увеличение на кръвното налягане. Сърдечният дебит на спортисти, които практикуват спортове за издръжливост може да се увеличи от 5 до 6 литра/минута в покой до 35-40 литра/минута по време на максимално натоварване. При този тип натоварвания се наблюдава покачване на кръвното налягане, но не до степента, която се наблюдава например при вдигане на големи тежести. В отговор на това натоварване, сърцето на тези спортисти трябва да се адаптира, както към обема, така и към налягането, на което е изложено. Сърцето се адаптира, увеличавайки вътрешния диаметър на лявата камера и дебелината на стената на лявата камера (1, 2, 3).

Когато морфологичните промени са предизвикани от по-големия обем кръв, който трябва да изтласква сърцето, се наблюдава ексцентрична хипертрофия на сърдечния мускул. Смята се, че при спортове, които изискват основно издръжливост се наблюдава основно такава хипертрофия. Можете да я видите на снимката. Със светло сивото е отбелязан вътрешният диаметър на лявата камера, а с тъмно сивото дебелината на стената.

Какво се случва със сърцето, когато практикуваме само силови спортове?

Сърдечносъдовата адаптация при трениращи, които се занимават само с вдигане на тежести (и тук не разбирайте спорадични тренировки с тежести, а професионален спорт), се различава от тази при спортисти, които се занимават само със спортове за издръжливост. При вдигането на тежести, ударният обем на сърцето не се променя в такава степен, както при спортовете за издръжливост, но се наблюдава по-значимо покачване на кръвното налягане. Това означава, че в този случай, основният фактор, който оказва влияние е налягането, а не толкова обемът. Това увеличава натоварването върху стената на сърдечния мускул. Адаптацията се изразява в удебеляване на стената, което е известно като концентрична хипертрофия. И преди да си помислите, че не трябва да тренирате с тежести, изследванията показват, че това удебеляване не надвишава здравословните граници.
Приемете го като нормалния физиологичен отговор на сърцето, към типа физическо натоварване.

Възможно ли е да съществува чиста ексцентрична или чиста концентрична хипертрофия на сърцето?

Тук идва по-важната част. Когато говорим за човешкото тяло, нещата никога не са черни или бели – винаги има нюанси. Затова, адаптацията на сърцето към тренировките за издръжливост и тези за вдигане на тежести, не трябва да се разглежда като „или или“. В изследвания, които са направени, за да се проследи каква е адаптацията на сърцето в отговор на тренировки с тежести, се наблюдава, че няма чиста концентрична хипертрофия (т.е. само удебеляване на стената) (4). Отчетено е, че има увеличаване и на вътрешния диаметър. В същото време, спортисти, които практикуват спортове за издръжливост и се е предполагало, че ще развият чиста ексцентрична хипертрофия (т.е. само увеличаване на вътрешния диаметър), са имали и значимо удебеляване на външната стена.

Това се дължи на факта, че при всяка форма на тренировки за издръжливост, кръвното налягане също се покачва (т.е. увеличава се натоварването причинено от налягане), което е придружено и от увеличаване на сърдечния дебит (т.е. увеличава се натоварването породено от фактора „обем“), както и при всяка форма на тренировки с тежести, наблюдаваме увеличаване на пулсовата честота, сърдечния дебит и кръвното налягане.

При тренировките за издръжливост се наблюдава пропорционално увеличаване на дебелината на стената и на вътрешния диаметър, докато при тренировките с тежести, се наблюдава увеличаване на съотношението между дебелината на стената и размера на вътрешния диаметър (4).

Затова е по-правилно да се каже, че всяка форма на физическа активност, която извършваме по-продължително време, ще доведе до хипертрофия на лявата камера на сърцето, но дебелината на стената е по-голяма при тренировките с тежести,  а големината на вътрешния диаметър при тренировките за издръжливост. Вместо да се твърди, че при единия тип натоварване има промени само в дебелината на стената, а при другите във вътрешния диаметър.

Кой е спортът, при който има най-голямо удебеляване на стената на лявата камера на сърцето?

В едно интересно изследване проведено с 947 елитни спортисти, участващи в 27 спорта, е проследена адаптацията на сърцето в отговор на натоварването (5). На всеки спорт е поставен ранг в зависимост от ефекта, който е наблюдаван върху големината на диаметъра и дебелината на стената. Гребането е поставено на първо място по отношение на ефекта, който е имало върху дебелината на стената, а колоезденето е било на второ място. По отношение на увеличението в диаметъра, колоезденето е поставено на първо място, а гребането е било на седмо място. Това показва, че всеки спорт води до различаващи се структурни промени в сърцето и че цялостно при атлети, които се състезават в спортове за издръжливост, също има значимо увеличение в дебелината на стената.

С други думи, няма спорт, при който да има само ексцентрична или само концентрична хипертрофия на сърцето, защото при всеки тип натоварване присъстват и двата фактора, които стимулират морфологични промени в сърцето – обемът (от увеличаването на сърдечния дебит) и налягането (от повишаването на кръвното налягане).

Гребането и колоезденето са два примера за спортове, при които има значими промени и в дебелината на стената на лявата камера, както и на вътрешния диаметър. При тези спортове има, както увеличаване на сърдечния дебит, така и значимо покачване на кръвното налягане, заради по-голямата мощност, която се изисква (мощността е резултат от силата умножена по скоростта).

Колко тренировки на седмица биха довели до структурни промени в сърцето?

За да се наблюдават описаните структурни промени на сърцето, натоварванията трябва да са с достатъчна продължителност и интензивност. Необходими са повече от три часа тренировки на седмица, за да се наблюдават промени в пулсовата честота и промяна в пропорциите между вътрешния диаметър и стената на лявата камера (6).

Структурните промени в сърцето зависят ли от вида спорт?

Факторите, които определят ремоделирането на сърцето са свързани с интензивността на натоварването и времето, през което сърцето е изложено на тези повишени изисквания (т.е. продължителността на натоварването). Много е вероятно морфологичните промени в сърцето да не са толкова резултат от самия спорт, колкото от сумарното изискване, което натоварването има върху сърцето – т.е. интензивността умножена по времето. Сърцето не вижда какъв спорт извършваме, а може само да усети ефекта от него.
Човек, който кара колело за удоволствие в парка, няма да има същите структурни промени в сърцето като професионален състезател по колоездене. Човек, който тренира с тежести за здраве, няма да има същите структурни промени в сърцето като професионален тежкоатлет. Тук е моментът да добавя, че за най-оптимално здраве, човек трябва да включва различни форми на физическа активност, защото всяка една от тях има различни ползи. В тази статия можете да прочетете повече по темата: „Тренировки с тежести или кардио тренировки – кое е по-ефективно?“

В допълнение, морфологичните промени на сърцето не включват само лявата камера, но това е частта, която разглеждахме в тази статия (7). Абонирайте се за нюзлетъра ми, за да винаги да получавате новите статии. 

 Използвана литература:

1.Mihl C, Dassen WR, Kuipers H. Cardiac remodelling: concentric versus eccentric hypertrophy in strength and endurance athletes. Neth Heart J. 2008 Apr;16(4):129-33. doi: 10.1007/BF03086131. PMID: 18427637; PMCID: PMC2300466.

2.Müller, A.L., Dhalla, N.S. (2013). Differences in Concentric Cardiac Hypertrophy and Eccentric Hypertrophy . In: Ostadal, B., Dhalla, N. (eds) Cardiac Adaptations. Advances in Biochemistry in Health and Disease, vol 4. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-5203-4_8

3.Flanagan H, Cooper R, George KP, Augustine DX, Malhotra A, Paton MF, Robinson S, Oxborough D. The athlete’s heart: insights from echocardiography. Echo Res Pract. 2023 Oct 18;10(1):15. doi: 10.1186/s44156-023-00027-8. PMID: 37848973; PMCID: PMC10583359.

4.Pluim BM, Zwinderman AH, van der Laarse A, van der Wall EE. The athlete’s heart. A meta-analysis of cardiac structure and function. Circulation. 2000 Jan 25;101(3):336-44. doi: 10.1161/01.cir.101.3.336. PMID: 10645932.

5.Spirito P, Pellicia A, Proschan MA, Granata M, Spataro A, Bellone P, Caselli G, Biffi A, Vecchio C, Maron BJ. Morphology of the “athlete’s heart” assessed by echocardiography in 947 elite athletes representing 27 sports. Am J Cardiol. 1994;74:802–806.

6.Fagard R. Athlete’s heart. Heart. 2003 Dec;89(12):1455-61. doi: 10.1136/heart.89.12.1455. PMID: 14617564; PMCID: PMC1767992.

7.Carbone A, D’Andrea A, Riegler L, Scarafile R, Pezzullo E, Martone F, America R, Liccardo B, Galderisi M, Bossone E, Calabrò R. Cardiac damage in athlete’s heart: When the „supernormal“ heart fails! World J Cardiol. 2017 Jun 26;9(6):470-480. doi: 10.4330/wjc.v9.i6.470. PMID: 28706583; PMCID: PMC5491465.