Idrottshjärtats mekanismer för effektiv pumpning

Bakgrund och syfte med projektet

Regelbunden uthållighetsträning leder till ett fysiologiskt förstorat hjärta med en exceptionell förmåga att leverera blod till arbetande muskler. Genom ökad förståelse för den normala hjärtfysiologin kan vi hjälpa idrottarna till ökad prestation på ett säkert sätt, och samtidigt bli bättre på att finna orsaker till försämrad prestationsförmåga.

Under fysiskt arbete ökar pulsen och hjärtcykelns fyllnadsfas och tömningsfas blir kortare. Samtidigt måste mängden blod som pumpas runt i varje slag öka för att kunna möta musklernas ökade syrebehov. Ofta nämns idrottares förbättrade fyllnad som en del av förklaringen, men mekanismerna bakom hjärtats förbättrade funktion är ej klarlagda.

Syftet med projektet var att undersöka två möjliga hypoteser som kan förklara den snabba fyllnaden och tömningen av idrottshjärtat:

  1. Idrottshjärtat har ett optimalt blodflöde där energibevarande virvlar ser till att blodets kinetiska energi bevaras genom alla de riktningsförändringar som sker under vägen genom hjärtat och ut i kärlen.
  2. Under fysiskt arbete sker en förändring av förhållandet mellan longitudinellt och radiellt bidrag till slagvolymen vilket bidrar till en snabbare fyllnad av kamrarna.

Populärvetenskaplig sammanfattning av projektresultaten

Långvarig och regelbunden uthållighetsträning leder till ett friskt och fysiologiskt förstorat hjärta. Med större hjärta har kroppen en större motor som kan pumpa runt blod till kroppens vävnader och under maximalt arbete kan en elitidrottare leverera upp till 40 l blod/minut, jämfört med en otränad person som pumpar 20-25 l/minut.

Maximal hjärtfrekvens är ungefär densamma mellan en tränad och en otränad individ vid samma ålder, men för att kunna pumpa runt dubbelt så mycket blod måste idrottarens hjärta fyllas och tömmas med mycket större blodvolymer under samma korta tid. Hur är detta möjligt?

Studien använder sig av avancerad magnetkamera-teknik (MR) där vi 1) har utvecklat en ergometer för att försökspersonerna ska kunna utföra fysiskt arbete i MR-kameran medan vi studerar hjärtat, och 2) mäter mängden kinetisk energi i blodet som rör sig genom hjärtat och studerar hur virvlarna som uppstår rör sig och förmedlar energi.

Resultaten visar att under fysiskt arbete i MR-kameran förändras hjärtats pumpmekanik från hur det ser ut i vila. Anpassningen kan vara kopplad till att hjärtat förbättrar sin fyllnad för att den ska bli mer effektiv, och fler studier vid högre fysisk belastning planeras för att utforska denna hypotes.

Blodets kinetiska energi är högre hos idrottare än normalpersoner under hjärtats fyllnad, och detta visade sig vara orsakat av den större muskelmassan i vänster kammare och av den större volymen i höger kammare. De olika kamrarna har olika mekanismer för att uppnå fyllnad, och resultaten bidrar till att förklara dessa mekanismer.

Vidare visar studien att hos både idrottare och normaler finns cirka 70% av energin inuti en virvel som bildas under fyllnadsfasen i vänster kammare. Eftersom virveln har föreslagits vara ett mycket känsligt mått för patologiska förändringar på hjärtats geometri och funktion är detta positiva nyheter för idrottarna. Det bekräftar att den fysiologiska tillväxt de får på hela hjärtat till följd av träning bevarar de naturliga flödesmönster som finns i hjärtat och som krävs för att hjärtat ska vara friskt.

 

Läs mer

Projektansvarig:
Katarina Steding-Ehrenborg
Projektnummer:
P2014-0024
Lärosäte:
År:
2014

Feedback

All form av feedback är välkommen.

Var innehållet i artikeln det du sökte efter?
Skriv en kommentar
Ditt meddelande är skickat!