Två av det kardiovaskulära systemets viktigaste funktioner är att:
1. Transportera näringsämnen, hormoner, gaser och avfall till och från våra celler.
2. Reglera vår kroppstemperatur och upprätthålla kroppens vätskebalans.
När vi tränar ställs större krav på dessa funktioner eftersom arbetande muskler kräver mer syre och näringsämnen än normalt, de producerar mer avfallsprodukter och genererar mer värme.
Den kardiovaskulära responsens grad bestäms av de krav som träningsstimulansen ställer på den, ju större krav desto större respons. Det kardiovaskulära systemet består i huvudsak av två delar – hjärtat (cardio) och blodkärlen (vascular). På den här sidan kommer vi att fokusera vår uppmärksamhet på hjärtats reaktioner på träning.
Hjärteffekt (Q), hjärtfrekvens (HR) och slagvolym (SV) reaktioner:
Cardiac output avser den totala mängden blod som hjärtat skickar ut och mäts vanligen i liter per minut. Hjärtfrekvens avser hur ofta hjärtat slår och mäts också per minut. Slagvolym avser den mängd blod som hjärtat kastar ut vid varje slag. Så hjärtminutvolymen är helt enkelt produkten av hjärtfrekvens och slagvolym.
Hjärtrytmen ökar linjärt vid ökad intensitet i träningen. Detta illustreras i diagrammet intill, som visar hur hjärtfrekvensen (i slag per minut – bpm) ökar för att matcha de ökande kraven vid gång, jogging och löpning.
Det är också värt att notera att hjärtfrekvensen börjar stiga innan någon typ av träning – bara tanken på träning räcker för att utlösa en hjärtfrekvensreaktion.
Denna inledande reaktion tjänar helt enkelt till att förbereda kroppen för aktivitet och styrs av den sympatiska divisionen av det autonoma (ofrivilliga) nervsystemet.
Slagvolymerna ökar också när en person börjar motionera och fortsätter att öka när intensiteten i aktiviteten ökar. Detta visas i den intilliggande grafen över slagvolymen som ökningarna mellan stående, gående och joggande. Denna ökning beror främst på att en större volym blod återvänder till hjärtat.
Du kommer också att märka att slagvolymerna är högre när man ligger, och i mindre utsträckning sitter, jämfört med när man står. Detta beror på att det är mycket lättare för blodet att återvända till och fylla hjärtat när en person ligger och sitter eftersom gravitationens effekt på blodflödet inte är lika stor i dessa positioner.
Ökningen av slagvolymen fortsätter dock bara upp till en viss punkt. När intensiteten i övningen överstiger 50-60 % av en individs maximala hjärtfrekvens slutar slagvolymen att öka, vilket visas i grafen som liknande slagvolymer för jogging och löpning.
Detta beror främst på att den ökning av hjärtfrekvensen som också har skett inte ger tillräckligt med tid för hjärtat att fyllas mer mellan varje hjärtslag.
Cardiac output ökar linjärt med ökad träningsintensitet, fram till utmattning. Detta sker som en direkt följd av hjärtfrekvensens och slagvolymens svar på träningsintensiteten.
Ökningen av hjärtminutvolymen vid intensiteter på upp till 50-60 % av en persons maximala hjärtfrekvens kan hänföras till ökningar av hjärtfrekvens och slagvolym.
När träningsintensiteten överstiger 60 % av en persons maximala hjärtfrekvens kan ökningen av hjärtminutvolymen endast hänföras till ökningar av hjärtfrekvensen.
Hur högt kan hjärtfrekvensen stiga innan den når sin maximala frekvens?
Det finns en enkel formel som ofta används i träningsbranschen för att uppskatta en persons maximala hjärtfrekvens (HR Max).
HR max visas i diagrammet intill. Hjärtfrekvensen ökar linjärt med ökad intensitet (löpbandshastighet i det här fallet) fram till en punkt (cirka 185 bpm på grafen) där HR max uppnås och den inte ökar mer.
Den intensitet som krävs för att uppnå maximal hjärtfrekvens är relativ för alla människor. En otränad person kan t.ex. nå sin högsta hjärtfrekvens genom att jogga vid 8 km/tim medan en tränad person kan nå sin högsta hjärtfrekvens genom att springa vid 20 km/tim.
Det är viktigt att ha detta i åtanke när man utformar program för klienter – det som kan tyckas vara en lätt intensitet för dig (t.ex. jogga i 10 km/h på ett löpband) kan bokstavligen ”döda” någon som är nybörjare på träning!
Hjärtfrekvens och träningsintensitet
Om hjärtfrekvensen (och den intensitet som krävs för att uppnå en viss hjärtfrekvens) varierar så mycket mellan olika personer använder många tränare RPE-skalan (Rating of Perceived Exertion) för att mäta och fastställa träningsintensiteten med klienterna.
RPE-skalan (som visas intill) är en enkel skala från 1 till 10 där klienten värderar intensiteten i övningen utifrån hur svår den känns för honom eller henne.
Om du hade tänkt ta en ny, otränad klient genom ett cykelträningspass med låg-medelhög intensitet och han eller hon värderade träningspasset till 7, skulle det tyda på att du hade överskridit den intensitet som du hade planerat (och kanske också överskridit klientens förmåga att klara av det)!
RPE-skalan är ett enkelt ”klientvänligt” sätt att mäta intensiteten enligt klientens feedback och ge klienterna vägledning om vilken intensitet de bör träna med.
Vilken riktning tror du att en klient skulle ha lättare att förstå – ”jogga med en intensitet på 3/10 som du tycker är ”lätt” i 30 minuter”, eller ”jogga vid en punkt där din hjärtfrekvens ligger mellan 120-135 bpm i 30 minuter”?
Hjärtrytmrespons på aerob träning
Om intensiteten i träningen förblir konstant (dvs. 50 % av en persons maximala hjärtfrekvens eller en RPE på 5 hela tiden) kommer hjärtfrekvensen att stiga tills den når det så kallade ”steady state”, där den förblir relativt konstant eftersom det kardiovaskulära systemet uppfyller de krav som träningen ställer på det.
Steady state illustreras i grafen intill vid den punkt där hjärtfrekvensen planar ut efter en inledande ökning under de första minuterna av träningen. För att steady state ska kunna uppnås och bibehållas måste träningsintensiteten vara konstant.
Grafen visar också hur hjärtfrekvensen återgår till vilonivåer efter avslutad träning. Ju intensivare träningen är, desto längre tid tar det för hjärtfrekvensen att återgå till vila.
Om intensiteten i träningen fluktuerar kommer hjärtfrekvensen också att fluktuera. Vi ser detta när arbetsperioder med högintensiv träning varvas med perioder med lägre intensitet. När intensiteten ökar så ökar också hjärtfrekvensen och när intensiteten sjunker så sjunker också hjärtfrekvensen.
Följande diagram visar hur en persons hjärtfrekvens fluktuerar under en 11 mils löpning som omfattar olika terräng.
Du kommer att märka att vid 4,5 mil ökade löparen sin hastighet avsevärt vilket resulterade i den största ökningen av hjärtfrekvensen. Nedgångar i hjärtfrekvensen har att göra med minskad hastighet och lättare (nedförsbacke) delar av löpningen.
Hjärtfrekvensens svar på anaerob träning
Träning för styrka, snabbhet och kraft fokuserar på energi som kommer från de anaeroba energisystemen.
Arbetsperioder, eller ”set”, är vanligtvis korta (5-30 sekunder), intensiteten är mycket hög (8-10/10 RPE) och viloperioderna är långa i jämförelse (≥ 2-3 minuter).
På grund av den korta arbetsperioden och användningen av energi från anaeroba vägar stiger inte hjärtfrekvensen nämnvärt och uppvisar därför endast måttliga ökningar under varje arbetsperiod.
De återgår också till nära vilonivåer under varje viloperiod och återgår till normala nivåer inom några minuter efter det att träningspasset har upphört.
Med dessa typer av träning fungerar det kardiovaskulära systemet till stor del för att fylla på de anaeroba energisystemen och stimuleras därför endast minimalt.
Hjärtrytmresponsen blir större när varaktigheten av varje arbetsperiod/uppsättning ökar (≥ 30 sekunder) och eller när återhämtningsperioden förkortas (≤ 1 minut).
Vi ser detta särskilt vid träning för muskelhypertrofi, muskeluthållighet och anaerob kondition, där det ställs större krav på det kardiovaskulära systemet för att avlägsna ansamlingen av avfallsprodukter (CO2 och laktat).
Under dessa typer av träning stiger hjärtfrekvensen och når sin topp i slutet av varje arbetsperiod/uppsättning.
Topparna blir större vid träning inriktad på muskeluthållighet och anaerob kondition (längre arbetsperioder och mindre återhämtningstid mellan varje arbetsperiod/sats).
Då det finns mindre återhämtningstid mellan arbetsperioderna/satserna vid träning av muskeluthållighet och anaerob kondition tenderar hjärtfrekvensen att stiga stegvis under hela träningspasset samt att ha toppar i slutet av varje sats.
På grund av detta tar det längre tid (20-40 minuter) för hjärtfrekvensen och slagvolymen att återgå till normala vilonivåer i slutet av träningspasset.
Detta beror på att större krav ställs på det kardiovaskulära systemet för att shunta ut större mängder blod från de arbetande musklerna, återföra blodet till de vitala organen och rensa bort ansamlingen av avfallsprodukter (laktat & CO2).
Denna långvariga förhöjning av hjärtfrekvensen efter träningen kallas ”EPOC” (excessive post-exercise oxygen consumption). Hjärtfrekvensen förblir i huvudsak förhöjd längre efter dessa typer av träning för att metabolisera laktat som har ackumulerats och återföra kroppen till homeostas.
Det finns en extra bonus med träning som gör att hjärtfrekvensen förblir förhöjd längre, fler kalorier förbränns som en följd av detta.
Så ett träningspass för muskelhypertrofi och i högre grad muskeluthållighet och anaerob konditionsträning kan betraktas som träningspass som fortsätter att ge även efter det att de är avslutade – och är definitivt fördelaktigt för den som vill bli av med oönskade fettdepåer!