Kaksi sydän- ja verenkiertoelimistön tärkeintä tehtävää ovat:
1. Kuljettaa ravintoaineita, hormoneja, kaasuja ja jätteitä soluihimme ja soluistamme.
2. Säätää ruumiinlämpöä ja ylläpitää elimistön nestetasapainoa.
Liikkuessamme liikunta asettaa näille toiminnoille suuremman vaatimuksen, sillä työskentelevät lihakset vaativat normaalia enemmän happea ja ravintoaineita, tuottavat enemmän jätetuotteita ja tuottavat enemmän lämpöä.
Kardiovaskulaarisen vasteen aste määräytyy harjoitusärsykkeen sille asettamien vaatimusten mukaan, mitä suurempi vaatimus, sitä suurempi vaste. Sydän- ja verisuonijärjestelmä koostuu pääasiassa kahdesta osasta – sydämestä (cardio) ja verisuonista (vascular). Tällä sivulla keskitymme sydämen vasteisiin harjoittelun yhteydessä.
Sydämen tuotos (Q), syke (HR) ja iskutilavuus (SV) vasteet:
Sydämen tuotoksella tarkoitetaan sydämen työntämän veren kokonaismäärää, ja se mitataan yleensä litroina minuutissa. Syke viittaa siihen, kuinka usein sydän lyö, ja se mitataan myös minuutissa. Iskutilavuudella tarkoitetaan veren määrää, jonka sydän työntää ulos jokaisella lyönnillä. Sydämen minuuttitilavuus on siis yksinkertaisesti sykkeen ja iskutilavuuden tulo.
Syketaajuus kasvaa lineaarisesti rasituksen intensiteetin kasvaessa. Tätä havainnollistaa viereinen kaavio, josta käy ilmi, miten syke (lyönteinä minuutissa – bpm) nousee vastaamaan kävelyn, hölkkäämisen ja juoksun lisääntyviä vaatimuksia.
On myös syytä huomata, että syke alkaa nousta ennen mitä tahansa liikuntaa – pelkkä ajatus liikunnasta riittää käynnistämään sykevasteen.
Tämä alkuvaste palvelee yksinkertaisesti kehon valmistautumista aktiivisuuteen, ja sitä ohjaa autonomisen (tahdosta riippumattoman) hermoston sympaattinen osa-alue.
Sykemäärät nousevat myös, kun henkilö alkaa harrastaa liikuntaa, ja nousu jatkuu, kun toiminnan intensiteetti kasvaa. Tämä näkyy viereisessä aivohalvaustilavuuden kuvaajassa seisomisen, kävelyn ja hölkkäämisen välisenä kasvuna. Tämä nousu johtuu ensisijaisesti suuremmasta sydämeen palaavasta verimäärästä.
Huomaa myös, että aivohalvaustilavuudet ovat suuremmat makuuasennossa ja vähäisemmässä määrin istuessa kuin seistessä. Tämä johtuu siitä, että veren on paljon helpompi palata sydämeen ja täyttää se, kun henkilö makaa ja istuu, koska painovoiman vaikutus verenkiertoon ei ole niin suuri näissä asennoissa.
Iskutilavuuden kasvu jatkuu kuitenkin vain tiettyyn pisteeseen asti. Kun harjoituksen intensiteetti ylittää 50-60 % yksilön maksimisykkeestä, hänen iskutilavuutensa lakkaa kasvamasta, kuten kuvaajassa näkyy hölkkäämisen ja juoksemisen samankaltaiset iskutilavuudet.
Tämä johtuu pääasiassa siitä, että samalla tapahtunut sykkeen nousu ei anna sydämelle riittävästi aikaa täyttyä enää jokaisen sydämenlyönnin välillä.
Sydämen syke kasvaa lineaarisesti liikunnan intensiteetin kasvaessa aina uupumukseen asti. Tämä tapahtuu suorana seurauksena sykkeen ja iskutilavuuden vasteista harjoituksen intensiteettiin.
Sydämen tuotoksen kasvu intensiteetillä, joka on jopa 50-60 % henkilön maksimisykkeestä, johtuu sykkeen ja iskutilavuuden kasvusta.
Kun harjoituksen intensiteetti ylittää 60 % henkilön maksimisykkeestä, sydämen minuuttitilavuuden kasvu johtuu yksinomaan sykkeen noususta.
Kuinka korkealle syke voi nousta, ennen kuin se saavuttaa maksimisykkeensä?
Kuntoilualalla käytetään yleisesti helppoa kaavaa, jolla voidaan arvioida henkilön maksimisyke (HR Max).
HR max näkyy viereisessä kuvaajassa. Sykkeen näytetään kasvavan lineaarisesti intensiteetin (tässä tapauksessa juoksumattonopeuden) kasvaessa pisteeseen asti (noin 185 lyöntiä minuutissa kuvaajassa), jossa HR max saavutetaan, eikä se enää nouse.
Maksimisykkeen saavuttamiseen tarvittava intensiteetti on kaikilla ihmisillä suhteellinen. Esimerkiksi huonokuntoinen henkilö voi saavuttaa maksimisykkeensä hölkkäämällä 8km/h, kun taas hyväkuntoinen henkilö voi saavuttaa maksimisykkeensä juoksemalla 20km/h.
Tämä on tärkeää pitää mielessä, kun asiakkaille suunnitellaan ohjelmia – se, mikä voi tuntua sinulle helpolta intensiteetiltä (esim. hölkkääminen 10km/h juoksumatolla), voi kirjaimellisesti ”tappaa” jonkun, jolle liikunta on uutta!
Sykearvot ja harjoittelun intensiteetti
Koska sydämen sykkeet (ja tiettyjen sykkeiden saavuttamiseen vaadittavat intensiteetit) vaihtelevat niin paljon eri ihmisten välillä, monet valmentajat käyttävät RPE-asteikkoa (Rating of Perceived Exertion) mitatessaan ja asettaessaan harjoittelun intensiteettiä asiakkaiden kanssa.
RPE-asteikko (kuvassa vieressä) on yksinkertainen asteikko 1-10, jossa asiakas arvioi harjoituksen intensiteettiä sen mukaan, kuinka kovalta se tuntuu hänen mielestään.
Jos tarkoituksenasi oli viedä uusi, huonokuntoinen asiakas matalan ja kohtalaisen intensiteetin pyöräilyharjoitteluun ja hän arvioi harjoittelun 7:ksi, se merkitsisi sitä, että olisit ylittänyt suunnittelemasi intensiteetin (ja saattanut hyvinkin ylittää asiakkaasi kyvyn selviytyä siitä)!
RPE-asteikko on helppo ”asiakasystävällinen” tapa mitata intensiteettiä asiakkaan palautteen mukaan ja antaa asiakkaalle ohjeita siitä, millä intensiteetillä hänen tulisi harjoitella.
Minkä ohjeen luulet asiakkaan ymmärtävän helpommin – ”hölkkää intensiteetillä 3/10, jonka koet ’kevyeksi’ 30 minuutin ajan” vai ”hölkkää pisteessä, jossa sykkeesi on välillä 120-135 bpm 30 minuutin ajan”?
Sykevaste aerobiseen harjoitteluun
Jos harjoittelun intensiteetti pysyy vakiona (ts. 50 % henkilön maksimisykkeestä tai RPE 5 koko ajan), niin syke nousee, kunnes se saavuttaa niin sanotun ”vakaan tilan”, jossa se pysyy suhteellisen vakiona, kun sydän- ja verenkiertojärjestelmä vastaa harjoituksen asettamiin vaatimuksiin.
Vakaa tila näkyy viereisessä kuvaajassa kohdassa, jossa syke tasaantuu harjoittelun ensimmäisten minuuttien alkunousun jälkeen. Tasaisen tilan saavuttaminen ja ylläpitäminen edellyttää, että harjoituksen intensiteetin on pysyttävä vakiona.
Kuvaajasta nähdään myös, miten syke palautuu lepotasolle harjoituksen päätyttyä. Mitä intensiivisempi harjoitus on, sitä kauemmin kestää, ennen kuin syke palaa lepotasolleen.
Jos harjoituksen intensiteetti vaihtelee, myös sykkeet vaihtelevat. Tämä näkyy silloin, kun korkean intensiteetin harjoitusjaksojen välissä on matalamman intensiteetin harjoitusjaksoja. Kun intensiteetti nousee, myös syke nousee ja kun intensiteetti laskee, myös syke laskee.
Seuraavasta kuvaajasta käy ilmi, miten henkilön syke vaihtelee 11 mailin juoksun aikana, joka käsittää monenlaista maastoa.
Huomaa, että 4,5 mailin kohdalla juoksija lisäsi nopeuttaan merkittävästi, mikä johti suurimpaan sykkeen nousuun. Sykkeen laskut liittyvät vauhdin pienenemiseen ja juoksun helpompiin (alamäkeen) osiin.
Sykkeen vaste anaerobiseen harjoitteluun
Voiman, nopeuden ja tehon harjoittelussa keskitytään anaerobisista energiajärjestelmistä saatavaan energiaan.
Työjaksot eli ”sarjat” ovat tyypillisesti lyhyitä (5 – 30 sekuntia), intensiteetti on hyvin korkea (8-10/10 RPE) ja lepojaksot siihen verrattuna pitkiä (≥ 2-3 minuuttia).
Lyhyen työjakson ja anaerobisten reittien energiankäytön vuoksi sykkeet eivät nouse merkittävästi ja osoittavat siten vain maltillisia nousuja kunkin työjakson aikana.
Syke myös palautuu jokaisen lepojakson aikana lähes lepotasolle ja palaa normaalille tasolle muutamassa minuutissa harjoittelun lopettamisen jälkeen.
Tällaisessa harjoittelussa sydän- ja verenkiertoelimistö toimii suurelta osin anaerobisten energiajärjestelmien täydennyksenä, ja näin ollen se stimuloituu vain vähän.
Sykevaste muuttuu suuremmaksi, kun kunkin harjoitusjakson/-sarjan kesto pitenee (≥ 30 sekuntia) ja tai kun palautumisaika lyhenee (≤ 1 minuutti).
Näemme tämän erityisesti lihashypertrofian, lihaskestävyyden ja anaerobisen kunnon harjoittelussa, jossa sydän- ja verenkiertoelimistöltä vaaditaan enemmän jätetuotteiden (hiilidioksidi ja laktaatti) kertymisen poistamista.
Tällaisen harjoittelun aikana syke nousee ja saavuttaa huippunsa kunkin harjoitusjakson/sarjan lopussa.
Huiput ovat suurempia lihaskestävyyteen ja anaerobiseen kuntoon tähtäävässä harjoittelussa (pidemmät työjaksot ja vähemmän palautumisaikaa kunkin työjakson/sarjan välillä).
Koska lihaskestävyys- ja anaerobisen kunnon harjoittelussa työjaksojen/sarjojen välillä on vähemmän palautumisaikaa, sykkeet nousevat yleensä asteittain koko harjoittelun ajan, ja lisäksi niillä on huiput kunkin sarjan lopussa.
Tämän vuoksi kestää pidempään (20-40 minuuttia), ennen kuin sykkeen ja iskutilavuuden palautuminen normaaleille lepotasoille palautuu harjoittelun päätyttyä.
Tämä johtuu siitä, että sydän- ja verenkiertoelimistölle asetetaan suurempi vaatimus siirtää suurempia määriä verta pois työskentelevistä lihaksista, palauttaa veri elintärkeisiin elimiin ja tyhjentää jätetuotteiden (laktaatti & CO2) kertyminen.
Tätä pitkittynyttä sykkeen kohoamista harjoittelun jälkeen kutsutaan ”EPOC:ksi” (liialliseksi hapenkulutukseksi harjoituksen jälkeen). Syke pysyy olennaisesti koholla pidempään tämäntyyppisen harjoittelun jälkeen, jotta kertynyt laktaatti saadaan metaboloitua ja keho palautettua homeostaasiin.
Harjoittelussa, joka saa sykkeen pysymään koholla pidempään, on lisäbonuksena se, että sen seurauksena palaa enemmän kaloreita.
Siten lihashypertrofiaharjoittelua ja suuremmassa määrin myös lihaskestävyys- ja anaerobista kuntoharjoittelua voidaan pitää harjoitteluna, joka jatkuu antoisana myös lopettamisensa jälkeen – ja se on varmasti hyödyksi niille, jotka haluavat päästä eroon ei-toivotuista rasvarasvoista!
Mitä?