Două dintre funcțiile cheie ale sistemului cardiovascular sunt:
1. Să transporte nutrienții, hormonii, gazele și deșeurile către și dinspre celulele noastre.
2. Să regleze temperatura corpului nostru și să mențină echilibrul fluidelor corporale.
Când facem exerciții fizice se solicită mai mult aceste funcții, deoarece mușchii care lucrează necesită mai mult oxigen și nutrienți decât în mod normal, produc mai multe deșeuri și generează mai multă căldură.
Gradul răspunsului cardiovascular este determinat de solicitările impuse de stimulul de antrenament, cu cât cererea este mai mare, cu atât răspunsul este mai mare. Sistemul cardiovascular este alcătuit în esență din două părți – inima (cardio) și vasele de sânge (vasculare). Pe această pagină ne vom concentra atenția asupra răspunsurilor inimii la exerciții fizice.
- Răspunsurile debitului cardiac (Q), ritmului cardiac (HR) și volumului cerebral (SV):
- Cât de sus poate ajunge frecvența cardiacă înainte de a atinge frecvența maximă?
- Frecvența cardiacă și intensitatea exercițiilor fizice
- Răspunsul ritmului cardiac la antrenamentul aerobic
- Răspunsul ritmului cardiac la antrenamentul anaerobic
Răspunsurile debitului cardiac (Q), ritmului cardiac (HR) și volumului cerebral (SV):
Debitul cardiac se referă la cantitatea totală de sânge care este expulzată de inimă și se măsoară de obicei în litri pe minut. Frecvența cardiacă se referă la frecvența cu care bate inima și se măsoară, de asemenea, pe minut. Volumul accident vascular cerebral se referă la cantitatea de sânge care este ejectată de inimă la fiecare bătaie. Așadar, debitul cardiac este pur și simplu produsul dintre frecvența cardiacă și volumul accidentului vascular cerebral.
Frecvența cardiacă crește în mod liniar la creșterea intensității exercițiilor fizice. Acest lucru este ilustrat în graficul alăturat, care arată modul în care ritmul cardiac (în bătăi pe minut – bpm) crește pentru a se potrivi cu cerințele incrementale ale mersului pe jos, ale alergării și ale alergării.
De asemenea, este demn de remarcat faptul că ritmul cardiac începe să crească înainte de orice tip de exercițiu – doar gândul la exercițiu este suficient pentru a declanșa un răspuns al ritmului cardiac.
Acest răspuns inițial servește pur și simplu pentru a pregăti organismul pentru activitate și este controlat de diviziunea simpatică a sistemului nervos autonom (involuntar).
Volumele inimii cresc, de asemenea, atunci când o persoană începe să facă exerciții fizice și continuă să crească pe măsură ce intensitatea activității crește. Acest lucru este arătat în graficul alăturat al volumului de accident vascular cerebral ca fiind creșterile dintre statul în picioare, mersul pe jos și jogging. Această creștere se datorează în primul rând unui volum mai mare de sânge care se întoarce la inimă.
Vă veți observa, de asemenea, că volumele de accident vascular cerebral sunt mai mari atunci când se stă întins și, într-o mai mică măsură, când se stă așezat, spre deosebire de când se stă în picioare. Acest lucru se datorează faptului că este mult mai ușor pentru sânge să se întoarcă și să umple inima atunci când o persoană este întinsă și așezată, deoarece efectul gravitației asupra fluxului sanguin nu este la fel de mare atunci când se află în aceste poziții.
Creșterea volumului cerebral continuă însă doar până la un anumit punct. Odată ce intensitatea exercițiului depășește 50-60% din frecvența cardiacă maximă a unei persoane, volumul cerebral încetează să mai crească, așa cum se arată pe grafic ca volumele cerebrale similare pentru jogging și alergare.
Acest lucru se datorează în primul rând faptului că creșterea ritmului cardiac care a avut loc de asemenea nu mai lasă suficient timp inimii să se umple între fiecare bătaie a inimii.
Debitul cardiac crește în mod liniar la creșterea intensității exercițiului, până la punctul de epuizare. Acest lucru se întâmplă ca o consecință directă a răspunsurilor frecvenței cardiace și a volumului vascular cerebral la intensitatea exercițiului fizic.
Creșterea debitului cardiac la intensități de până la 50-60% din frecvența cardiacă maximă a unei persoane este atribuibilă creșterilor frecvenței cardiace și a volumului vascular cerebral.
Când intensitatea exercițiului depășește 60% din frecvența cardiacă maximă a unei persoane, creșterea debitului cardiac este atribuibilă exclusiv creșterilor frecvenței cardiace.
Cât de sus poate ajunge frecvența cardiacă înainte de a atinge frecvența maximă?
Există o formulă ușoară, folosită în mod obișnuit în industria de fitness, pentru a estima frecvența cardiacă maximă a unei persoane (HR Max).
Rf max este prezentată pe graficul alăturat. Se arată că ritmul cardiac crește în mod liniar în funcție de creșterea intensității (viteza benzii de alergare în acest caz) până la un punct (aproximativ 185 bpm pe grafic) în care se atinge HR max și nu mai crește.
Intensitatea necesară pentru a atinge frecvența cardiacă maximă este relativă pentru toate persoanele. De exemplu, o persoană care nu este în formă își poate atinge HR max alergând la 8km/h, în timp ce o persoană în formă își poate atinge HR max alergând la 20km/h.
Este important să țineți cont de acest lucru atunci când concepeți programe pentru clienți – ceea ce poate părea a fi o intensitate ușoară pentru dumneavoastră (de exemplu, jogging la 10km/h pe o bandă de alergare) ar putea literalmente „ucide” pe cineva care nu a început să facă exerciții fizice!
Frecvența cardiacă și intensitatea exercițiilor fizice
Pentru că frecvența cardiacă (și intensitățile necesare pentru a atinge anumite frecvențe cardiace) variază atât de mult de la o persoană la alta, mulți antrenori folosesc scara „Rating of Perceived Exertion” (RPE) pentru a măsura și stabili intensitatea exercițiilor fizice cu clienții.
Scala RPE (prezentată alăturat) este o scală simplă de la 1 la 10 pe care clientul evaluează intensitatea exercițiului în funcție de cât de greu i se pare.
Dacă vroiai să duci un client nou, nepriceput, la un antrenament de ciclism de intensitate joasă-moderată, iar acesta a evaluat antrenamentul la 7, ar însemna că ai depășit intensitatea pe care ai planificat-o (și este foarte posibil să fi depășit capacitatea clientului tău de a face față)!
Scala RPE este o modalitate ușoară și „prietenoasă pentru client” de a măsura intensitatea în funcție de feedback-ul clientului și de a oferi indicații clienților cu privire la intensitatea la care ar trebui să se antreneze.
Ce direcție credeți că ar fi mai ușor de înțeles pentru un client – „alergați la o intensitate de 3/10 pe care o considerați „ușoară” timp de 30 de minute” sau „alergați la un punct în care ritmul cardiac este între 120-135 bpm timp de 30 de minute”?
Răspunsul ritmului cardiac la antrenamentul aerobic
Dacă intensitatea exercițiului rămâne constantă (de ex. 50% din ritmul cardiac maxim al unei persoane sau un RPE de 5 pe tot parcursul exercițiului), atunci ritmul cardiac va crește până când va ajunge la ceea ce se numește „stare de echilibru”, unde rămâne relativ constant, deoarece sistemul cardiovascular răspunde cerințelor impuse de exercițiu.
Starea de echilibru este ilustrată pe graficul alăturat în punctul în care ritmul cardiac se stabilizează după o creștere inițială în primele câteva minute de exercițiu. Pentru ca starea de echilibru să fie atinsă și menținută, intensitatea exercițiului trebuie să rămână constantă.
Graficul arată, de asemenea, modul în care frecvența cardiacă revine la nivelurile de repaus după terminarea exercițiului. Cu cât exercițiul este mai intens, cu atât mai mult va dura mai mult timp pentru ca frecvența cardiacă să revină la nivelul de repaus.
Dacă intensitatea exercițiului fluctuează, atunci și frecvența cardiacă va fluctua. Observăm acest lucru atunci când perioadele de lucru cu exerciții de intensitate mare sunt intercalate cu perioade de exerciții de intensitate mai mică. Pe măsură ce intensitatea crește, crește și ritmul cardiac, iar pe măsură ce intensitatea scade, scade și ritmul cardiac.
Graficul următor arată modul în care ritmul cardiac al unei persoane fluctuează pe parcursul unei alergări de 11 mile care cuprinde o varietate de teren.
Vă veți observa că la marcajul de 4,5 mile alergătorul și-a mărit semnificativ viteza, ceea ce a dus la cea mai mare creștere a ritmului cardiac. Scăderile de ritm cardiac se referă la reducerile de ritm și la părțile mai ușoare (în coborâre) ale alergării.
Răspunsul ritmului cardiac la antrenamentul anaerobic
Antrenamentul pentru forță, viteză și putere se concentrează pe energia provenită din sistemele energetice anaerobe.
Perioadele de lucru sau „seturile” sunt de obicei scurte (5 – 30 de secunde), intensitatea este foarte mare (8-10/10 RPE), iar perioadele de odihnă sunt lungi în comparație (≥ 2-3 minute).
Din cauza perioadei scurte de lucru și a utilizării energiei din căile anaerobe, frecvența cardiacă nu crește semnificativ și, prin urmare, prezintă doar creșteri moderate în timpul fiecărei perioade de lucru.
De asemenea, ele revin la niveluri apropiate de cele de repaus în timpul fiecărei perioade de repaus și revin la niveluri normale în câteva minute după încetarea antrenamentului.
Cu aceste tipuri de antrenament, sistemul cardiovascular funcționează în mare măsură pentru a reface sistemele energetice anaerobe și, ca atare, este stimulat doar în mod minim.
Răspunsul ritmului cardiac devine mai mare pe măsură ce durata fiecărei perioade/seturi de lucru crește (≥ 30 de secunde) și sau perioada de recuperare se scurtează (≤ 1minut).
Vezi acest lucru la antrenamentul pentru hipertrofie musculară, rezistență musculară și fitness anaerob, în special, unde există o cerere mai mare pentru sistemul cardiovascular de a elimina acumularea de produse reziduale (CO2 și lactat).
În timpul acestor tipuri de antrenament, frecvența cardiacă crește și atinge un vârf la sfârșitul fiecărei perioade/set de lucru.
Picurile vor fi mai mari pentru antrenamentele orientate pe rezistența musculară și pe condiția fizică anaerobă (perioade de lucru mai lungi și mai puțin timp de recuperare între fiecare perioadă/set de lucru).
Ca urmare a faptului că există mai puțin timp de recuperare între perioadele/seturile de lucru cu antrenament de rezistență musculară și fitness anaerob, frecvența cardiacă tinde să crească incremental pe parcursul antrenamentului, precum și să aibă vârfuri la sfârșitul fiecărui set.
Din acest motiv, este nevoie de mai mult timp (20-40 de minute) pentru ca frecvența cardiacă și volumul cerebral să revină la nivelurile normale de repaus la sfârșitul antrenamentului.
Aceasta se datorează unei solicitări mai mari impuse sistemului cardiovascular pentru a devia cantități mai mari de sânge din mușchii care lucrează, pentru a returna sângele către organele vitale și pentru a elimina acumularea de produse reziduale (lactat & CO2).
Această creștere prelungită a ritmului cardiac după efort este cunoscută sub numele de „EPOC” (consum excesiv de oxigen după efort). În esență, ritmul cardiac rămâne ridicat mai mult timp după aceste tipuri de antrenament pentru a metaboliza lactatul acumulat și pentru a readuce organismul la homeostazie.
Există un bonus suplimentar cu exercițiile care determină ca ritmul cardiac să rămână ridicat pentru mai mult timp, mai multe calorii sunt arse ca o consecință.
Deci, un antrenament de hipertrofie musculară și, într-o mai mare măsură, antrenamentele de rezistență musculară și de fitness anaerob pot fi considerate antrenamentele care continuă să dea rezultate chiar și după ce s-au terminat – și sunt cu siguranță benefice pentru cei care doresc să scape de depozitele de grăsime nedorite!