Twee van de belangrijkste functies van het cardiovasculaire systeem zijn:
1. Transporteren van voedingsstoffen, hormonen, gassen en afvalstoffen van en naar onze cellen.
2. Regelen van onze lichaamstemperatuur en handhaven van onze lichaamsvochtbalans.
Wanneer we ons inspannen, wordt er een groter beroep gedaan op deze functies, aangezien werkende spieren meer zuurstof en voedingsstoffen nodig hebben dan normaal, ze meer afvalstoffen produceren en meer warmte produceren.
De mate van de cardiovasculaire respons wordt bepaald door de eisen die de trainingsprikkel eraan stelt: hoe groter de vraag, hoe groter de respons. Het cardiovasculaire systeem bestaat in wezen uit twee delen – het hart (cardio) en de bloedvaten (vasculair). Op deze pagina richten we onze aandacht op de reacties van het hart op inspanning.
Hartvermogen (Q), hartslag (HR) en slagvolume (SV) reacties:
Cardiac output verwijst naar de totale hoeveelheid bloed die door het hart wordt uitgeworpen en wordt gewoonlijk gemeten in liters per minuut. De hartfrequentie is de frequentie waarmee het hart slaat en wordt eveneens per minuut gemeten. Het slagvolume is de hoeveelheid bloed die bij elke slag door het hart wordt uitgeworpen. Het hartminuutvolume is dus eenvoudigweg het product van de hartslag en het slagvolume.
De hartslag neemt lineair toe naarmate de intensiteit van de inspanning toeneemt. Dit wordt geïllustreerd in de grafiek hiernaast, die laat zien hoe de hartslag (in slagen per minuut – bpm) toeneemt naarmate de intensiteit van wandelen, joggen en hardlopen toeneemt.
Het is ook de moeite waard om op te merken dat de hartslag al vóór elke vorm van inspanning begint te stijgen – alleen al de gedachte aan inspanning is voldoende om een hartslagreactie op te wekken.
Deze eerste reactie dient alleen maar om het lichaam voor te bereiden op de activiteit en wordt gecontroleerd door de sympatische afdeling van het autonome (onwillekeurige) zenuwstelsel.
Hartslagvolume neemt ook toe als iemand begint te sporten en blijft stijgen naarmate de intensiteit van de activiteit toeneemt. Dit wordt in de grafiek hiernaast getoond als de toename van het slagvolume tussen staan, lopen en joggen. Deze toename is hoofdzakelijk te wijten aan een groter volume bloed dat terugkeert naar het hart.
U zult ook merken dat het slagvolume hoger is bij liggen, en in mindere mate bij zitten, in tegenstelling tot staan. Dit komt omdat het veel gemakkelijker is voor het bloed om terug te keren naar het hart en het te vullen wanneer een persoon ligt en zit, omdat het effect van de zwaartekracht op de bloedstroom in deze posities niet zo groot is.
De toename van het slagvolume gaat echter maar tot een bepaald punt door. Zodra de intensiteit van de oefening 50-60% van de maximale hartslag van een individu overschrijdt, houdt hun slagvolume op te stijgen, zoals te zien is in de grafiek als de vergelijkbare slagvolumes voor joggen en hardlopen.
Dit komt in de eerste plaats doordat de toename van de hartslag die ook is opgetreden, het hart niet genoeg tijd meer geeft om zich tussen elke hartslag te vullen.
Het hartminuutvolume neemt lineair toe naarmate de intensiteit van de inspanning toeneemt, tot het punt van uitputting. Dit gebeurt als rechtstreeks gevolg van de reacties van de hartslag en het slagvolume op de intensiteit van de inspanning.
De toename van de cardiac output bij intensiteiten tot 50-60% van de maximale hartslag van een persoon is toe te schrijven aan de toename van de hartslag en het slagvolume.
Toen de intensiteit van de inspanning meer dan 60% van iemands maximale hartslag bedraagt, is de toename van de cardiac output uitsluitend toe te schrijven aan een toename van de hartslag.
Hoe hoog kan de hartslag gaan voordat deze zijn maximale snelheid bereikt?
Er is een eenvoudige formule die vaak wordt gebruikt in de fitnessbranche om iemands maximale hartslag (HR Max) te schatten.
De maximale hartslag is te zien in de grafiek hiernaast. De hartslag stijgt lineair met een toename van de intensiteit (in dit geval de snelheid van de loopband) tot een punt (ongeveer 185 spm in de grafiek) waar HR max wordt bereikt en niet verder toeneemt.
De intensiteit die nodig is om de maximale hartslag te bereiken is voor alle mensen relatief. Een ongetraind persoon bereikt bijvoorbeeld zijn maximale hartslag bij 8 km/u joggen, terwijl een fit persoon zijn maximale hartslag bij 20 km/u hardlopen bereikt.
Het is belangrijk om dit in gedachten te houden bij het ontwerpen van programma’s voor klanten – wat voor u een gemakkelijke intensiteit lijkt (bijvoorbeeld joggen tegen 10 km/u op een loopband) kan letterlijk ‘dodelijk’ zijn voor iemand die nieuw is in de sport!
Hartslag en trainingsintensiteit
Omdat de hartslag (en de intensiteit die nodig is om een bepaalde hartslag te bereiken) zo sterk verschilt van persoon tot persoon, gebruiken veel trainers de RPE-schaal (Rating of Perceived Exertion) om de trainingsintensiteit te meten en vast te stellen voor hun klanten.
De RPE-schaal (hiernaast afgebeeld) is een eenvoudige schaal van 1-10 waarbij de klant de intensiteit van de oefening beoordeelt op basis van hoe zwaar deze voor hem of haar aanvoelt.
Als u een nieuwe, ongetrainde klant een fietsworkout van lage tot gemiddelde intensiteit wilt laten doen en hij of zij beoordeelt de workout met een 7, dan geeft dat aan dat u de geplande intensiteit hebt overschreden (en misschien ook wel dat u de capaciteit van uw klant om dit aan te kunnen, hebt overschreden)!
De RPE-schaal is een gemakkelijke ‘klantvriendelijke’ manier om de intensiteit te meten op basis van de feedback van de klant en richting te geven aan klanten met betrekking tot de intensiteit waarmee ze zouden moeten trainen.
Welke richting denkt u dat een cliënt gemakkelijker te begrijpen zou vinden – ‘joggen op een intensiteit van 3/10 die u als ‘licht’ ervaart gedurende 30 minuten’, of ‘joggen op een punt waar uw hartslag tussen 120-135 spm ligt gedurende 30 minuten’?
Hartslagreactie op aerobe training
Als de intensiteit van de oefening constant blijft (d.w.z. 50% van iemands maximale hartslag, of een RPE van 5 gedurende de hele inspanning), dan zal de hartslag stijgen tot hij de zogeheten ‘steady state’ bereikt, waar hij relatief constant blijft omdat het cardiovasculaire systeem voldoet aan de eisen die de inspanning aan het systeem stelt.
De steady state wordt in de grafiek hiernaast geïllustreerd op het punt waar de hartslag afvlakt na een aanvankelijke stijging in de eerste paar minuten van de training. Om de stabiele toestand te bereiken en te handhaven, moet de intensiteit van de inspanning constant blijven.
De grafiek laat ook zien hoe de hartslag terugkeert naar het rustniveau nadat de inspanning is beëindigd. Hoe intensiever de inspanning is, hoe langer het duurt voordat de hartslag weer op het rustniveau is.
Als de intensiteit van de inspanning fluctueert, zal de hartslag ook fluctueren. We zien dit wanneer werkperioden van hoge intensiteit worden afgewisseld met perioden van lagere intensiteit. Naarmate de intensiteit toeneemt, neemt ook de hartslag toe en naarmate de intensiteit afneemt, neemt ook de hartslag toe.
De volgende grafiek laat zien hoe de hartslag van een persoon fluctueert gedurende een 11 mijl lange loop die een verscheidenheid aan terrein omvat.
U zult zien dat bij de 4,5 mijl de loper zijn snelheid aanzienlijk heeft verhoogd, wat resulteert in de grootste stijging van de hartslag. De daling van de hartslag heeft te maken met de daling van het tempo en de gemakkelijkere (bergafwaartse) gedeelten van de loop.
Reactie van de hartslag op anaerobe training
Training voor kracht, snelheid en vermogen richt zich op energie die afkomstig is van de anaerobe energiesystemen.
De werkperioden, of ‘sets’, zijn doorgaans kort (5 – 30 seconden), de intensiteit is zeer hoog (8-10/10 RPE) en de rustperioden zijn in vergelijking daarmee lang (≥ 2-3 minuten).
Omwille van de korte werkperiode en het gebruik van energie uit anaerobe paden, stijgt de hartslag niet significant en vertoont dus slechts matige stijgingen tijdens elke werkperiode.
Ze keren ook terug naar bijna rustniveaus tijdens elke rustperiode en keren terug naar normale niveaus binnen een paar minuten na het beëindigen van de training.
Bij deze trainingsvormen functioneert het cardiovasculaire systeem grotendeels om de anaerobe energiesystemen aan te vullen en wordt als zodanig slechts minimaal gestimuleerd.
De hartslagrespons wordt wel groter naarmate de duur van elke werkperiode/set toeneemt (≥ 30 seconden) en of de herstelperiode korter wordt (≤ 1minuut).
Dit zien we met name bij training voor spierhypertrofie, spieruithoudingsvermogen en anaerobe fitheid, waarbij er een groter beroep wordt gedaan op het cardiovasculaire systeem om de ophoping van afvalstoffen (CO2 en lactaat) te verwijderen.
Tijdens dit soort trainingen stijgt de hartslag en bereikt deze aan het eind van elke werkperiode/set een piek.
De pieken zullen groter zijn bij training gericht op spieruithoudingsvermogen en anaerobe conditie (langere werkperioden en minder hersteltijd tussen elke werkperiode/set).
Aangezien er minder hersteltijd tussen de werkperioden/sets is bij training op spieruithoudingsvermogen en anaerobe fitheid, heeft de hartslag de neiging gedurende de gehele training stapsgewijs te stijgen en aan het eind van elke set pieken te vertonen.
Hierdoor duurt het langer (20-40 minuten) voordat de hartslag en het slagvolume aan het eind van de training naar het normale rustniveau zijn teruggekeerd.
Dit komt doordat er een groter beroep wordt gedaan op het cardiovasculaire systeem om grotere hoeveelheden bloed uit de werkende spieren af te voeren, bloed terug te voeren naar de vitale organen en de ophoping van afvalstoffen (lactaat & CO2) op te ruimen.
Deze langdurige verhoging van de hartslag na de inspanning staat bekend als ‘EPOC’ (excessief zuurstofverbruik na de inspanning). De hartslag blijft na dit soort trainingen in principe langer hoog om het opgehoopte lactaat te metaboliseren en het lichaam weer in homeostase te brengen.
Er is een extra bonus bij oefeningen waarbij de hartslag langer hoog blijft: er worden meer calorieën verbrand.
Dus een spierhypertrofietraining en in hogere mate spieruithoudingsvermogen en anaerobe fitnesstraining kunnen worden beschouwd als trainingen die blijven geven, zelfs nadat ze zijn afgelopen – en zijn zeker gunstig voor degenen die ongewenste vetreserves kwijt willen raken!