Dvě z klíčových funkcí kardiovaskulárního systému jsou:
1. Přenášet živiny, hormony, plyny a odpadní látky do našich buněk a z nich.
2. Regulovat naši tělesnou teplotu a udržovat rovnováhu tekutin v těle.
Při cvičení jsou na tyto funkce kladeny větší nároky, protože pracující svaly vyžadují více kyslíku a živin než obvykle, produkují více odpadních látek a vytvářejí více tepla.
Stupeň reakce kardiovaskulárního systému je určen nároky, které na něj klade tréninkový podnět, čím větší nároky, tím větší reakce. Kardiovaskulární systém se v podstatě skládá ze dvou částí – srdce (kardio) a cév (vaskulární). Na této stránce zaměříme svou pozornost na reakce srdce na cvičení.
Odezvy srdečního výdeje (Q), srdeční frekvence (HR) a zdvihového objemu (SV):
Srdeční výdej označuje celkové množství krve, které srdce vypudí, a obvykle se měří v litrech za minutu. Srdeční frekvence se vztahuje k tomu, jak často srdce bije, a měří se rovněž za minutu. Zdvihový objem označuje množství krve, které srdce vypudí při každém úderu. Srdeční výdej je tedy jednoduše součinem srdeční frekvence a zdvihového objemu.
Srdeční frekvence se lineárně zvyšuje s rostoucí intenzitou cvičení. To je znázorněno na vedlejším grafu, který ukazuje, jak se srdeční frekvence (v úderech za minutu – bpm) zvyšuje, aby odpovídala postupným nárokům chůze, běhu a běhu.
Je třeba také poznamenat, že srdeční frekvence se začíná zvyšovat před jakýmkoli druhem cvičení – k vyvolání reakce srdeční frekvence stačí pouhá myšlenka na cvičení.
Tato počáteční reakce slouží pouze k přípravě těla na aktivitu a je řízena sympatickou divizí autonomního (mimovolního) nervového systému.
Objem tepu se také zvyšuje, jakmile člověk začne cvičit, a dále stoupá se zvyšující se intenzitou aktivity. To je znázorněno na přilehlém grafu zdvihového objemu jako nárůst mezi stáním, chůzí a během. Tento nárůst je způsoben především větším objemem krve, která se vrací do srdce.
Všimněte si také, že zdvihové objemy jsou vyšší při ležení a v menší míře při sezení na rozdíl od stání. Je to proto, že se krev mnohem snadněji vrací do srdce a plní ho, když člověk leží a sedí, protože vliv gravitace na průtok krve není v těchto polohách tak velký.
Zvýšení zdvihového objemu však trvá jen do určitého bodu. Jakmile intenzita cvičení překročí 50-60 % maximální tepové frekvence jedince, přestane se jeho zdvihový objem zvyšovat, jak je znázorněno na grafu jako podobné zdvihové objemy při běhu a joggingu.
Je to především proto, že zvýšení srdeční frekvence, ke kterému také došlo, nedává srdci dostatek času na to, aby se mezi jednotlivými srdečními údery již naplnilo.
Srdeční výdej se lineárně zvyšuje v závislosti na zvyšování intenzity cvičení, a to až do bodu vyčerpání. Děje se tak v přímém důsledku reakce srdeční frekvence a zdvihového objemu na intenzitu cvičení.
Zvýšení srdečního výdeje při intenzitě do 50-60 % maximální srdeční frekvence člověka lze přičíst zvýšení srdeční frekvence a zdvihového objemu.
Když intenzita cvičení přesáhne 60 % maximální tepové frekvence člověka, zvýšení srdečního výdeje lze přičíst výhradně zvýšení tepové frekvence.
Jak vysoko se může dostat tepová frekvence, než dosáhne svého maxima?
Existuje jednoduchý vzorec, který se běžně používá ve fitness průmyslu k odhadu maximální tepové frekvence člověka (HR Max).
HR max je znázorněna na sousedním grafu. Je znázorněno lineární zvyšování tepové frekvence v závislosti na zvyšování intenzity (v tomto případě rychlosti běžeckého pásu) až do bodu (na grafu přibližně 185 tepů za minutu), kdy je dosaženo HR max a dále se již nezvyšuje.
Intenzita potřebná k dosažení maximální tepové frekvence je u všech lidí relativní. Například neschopný člověk může dosáhnout svého HR maxima při běhu rychlostí 8 km/h, zatímco zdravý člověk může dosáhnout svého HR maxima při běhu rychlostí 20 km/h.
Na to je důležité pamatovat při sestavování programů pro klienty – to, co se vám může zdát jako snadná intenzita (např. běh rychlostí 10 km/h na běžeckém pásu), může někoho, kdo s cvičením teprve začíná, doslova „zabít“!
Srdeční frekvence a intenzita cvičení
Protože se srdeční frekvence (a intenzita potřebná k dosažení určité srdeční frekvence) u různých lidí velmi liší, mnoho trenérů používá k měření a nastavení intenzity cvičení s klienty stupnici RPE (Rating of Perceived Exertion).
Stupnice RPE (na obrázku vedle) je jednoduchá stupnice od 1 do 10, kde klient hodnotí intenzitu cvičení podle toho, jak náročné mu připadá.
Pokud byste chtěli s novým, netrénovaným klientem absolvovat cyklistický trénink s nízkou a střední intenzitou a on by trénink ohodnotil stupněm 7, znamenalo by to, že jste překročili plánovanou intenzitu (a dost možná jste překročili i klientovu schopnost ji zvládnout)!
Stupnice RPE je jednoduchý „klientsky přívětivý“ způsob měření intenzity podle zpětné vazby klienta a poskytuje klientům návod, jakou intenzitou by měli trénovat.
Jaký pokyn by podle vás klient snáze pochopil – „běhejte 30 minut s intenzitou 3/10, kterou považujete za „lehkou“, nebo „běhejte 30 minut v místě, kde se vaše tepová frekvence pohybuje mezi 120-135 tepů za minutu“?“
Odezva srdeční frekvence na aerobní trénink
Pokud intenzita cvičení zůstává konstantní (tj. 50 % maximální tepové frekvence nebo RPE 5 po celou dobu cvičení), pak se tepová frekvence bude zvyšovat, dokud nedosáhne tzv. ustáleného stavu, kdy zůstává relativně konstantní, protože kardiovaskulární systém splňuje požadavky, které na něj cvičení klade.
Ustálený stav je znázorněn na sousedním grafu v místě, kde se tepová frekvence po počátečním nárůstu v prvních minutách cvičení vyrovná. Pro dosažení a udržení ustáleného stavu musí intenzita cvičení zůstat konstantní.
Kraf také ukazuje, jak se srdeční frekvence po skončení cvičení vrací na klidovou úroveň. Čím intenzivnější je cvičení, tím déle trvá, než se tepová frekvence vrátí na klidovou hodnotu.
Pokud intenzita cvičení kolísá, kolísá i tepová frekvence. Vidíme to tam, kde se střídají pracovní úseky cvičení vysoké intenzity s úseky cvičení nižší intenzity. Se zvyšující se intenzitou roste i tepová frekvence a s klesající intenzitou klesá i tepová frekvence.
Následující graf ukazuje, jak kolísá tepová frekvence člověka během běhu na 11 mil zahrnujícího různorodý terén.
Všimněte si, že na 4,5 míle běžec výrazně zvýšil rychlost, což vedlo k největšímu nárůstu tepové frekvence. Poklesy tepové frekvence souvisejí se snížením tempa a jednoduššími (sjezdovými) částmi běhu.
Reakce tepové frekvence na anaerobní trénink
Trénink síly, rychlosti a výkonu se zaměřuje na energii pocházející z anaerobních energetických systémů.
Pracovní úseky neboli „sety“ jsou obvykle krátké (5-30 sekund), intenzita je velmi vysoká (8-10/10 RPE) a doby odpočinku jsou v porovnání s nimi dlouhé (≥ 2-3 minuty).
Vzhledem ke krátké pracovní době a využívání energie z anaerobních drah se tepová frekvence výrazně nezvyšuje, a proto vykazuje pouze mírné zvýšení během každé pracovní doby.
Také se během každé doby odpočinku vracejí téměř na klidovou úroveň a během několika minut po ukončení tréninku se vracejí na normální úroveň.
Při těchto typech tréninku funguje kardiovaskulární systém převážně k doplňování anaerobních energetických systémů a jako takový je stimulován jen minimálně.
Reakce srdeční frekvence se sice zvyšuje s tím, jak se prodlužuje doba trvání každého pracovního období/setu (≥ 30 sekund) a nebo se zkracuje doba zotavení (≤ 1 minuta).
To pozorujeme zejména u tréninku svalové hypertrofie, svalové vytrvalosti a anaerobní zdatnosti, kde jsou na kardiovaskulární systém kladeny větší nároky na odstraňování nahromaděných odpadních produktů (CO2 a laktátu).
Při těchto typech tréninku se tepová frekvence zvyšuje a vrcholí na konci každého pracovního období/setu.
Při tréninku zaměřeném na svalovou vytrvalost a anaerobní zdatnost (delší pracovní období a kratší doba na zotavení mezi jednotlivými pracovními obdobími/sety) budou tyto špičky větší.
Jelikož u tréninku zaměřeného na svalovou vytrvalost a anaerobní zdatnost je mezi jednotlivými pracovními úseky/sety kratší doba na zotavení, srdeční frekvence mají tendenci v průběhu tréninku postupně stoupat a také mají vrcholy na konci každé série.
Z tohoto důvodu trvá déle (20-40 minut), než se srdeční frekvence a zdvihový objem na konci tréninku vrátí na normální klidovou úroveň.
To je způsobeno většími nároky kladenými na kardiovaskulární systém, aby odvedl větší množství krve z pracujících svalů, vrátil krev do životně důležitých orgánů a odstranil nahromaděné odpadní produkty (laktát & CO2).
Toto prodloužené zvýšení tepové frekvence po cvičení je známé jako „EPOC“ (nadměrná spotřeba kyslíku po cvičení). Tepová frekvence zůstává po těchto typech tréninku v podstatě déle zvýšená, aby se metabolizoval nahromaděný laktát a tělo se vrátilo do homeostázy.
U cvičení, které způsobuje, že srdeční frekvence zůstává zvýšená po delší dobu, existuje ještě jeden bonus – v důsledku toho se spálí více kalorií.
Takže trénink svalové hypertrofie a ve větší míře i trénink svalové vytrvalosti a anaerobní kondice lze považovat za trénink, který dává zabrat i po skončení – a je jistě prospěšný pro ty, kteří se chtějí zbavit nežádoucích tukových zásob!