Cung lượng tim, Nhịp tim và Thể tích nhát bóp

Cung lượng tim là thể tích máu tim bơm mỗi phút và là tích số của nhịp tim và thể tích nhát bóp. Trong quá trình tập luyện, cung lượng tim có thể tăng gấp nhiều lần so với lúc nghỉ ngơi khi nhịp tim tăng và thể tích nhát bóp tăng, cung cấp động cơ trung tâm đưa oxy đến cơ bắp đang hoạt động. Cách nhịp tim và thể tích nhát bóp đóng góp, và cách chúng đạt đến giới hạn tối đa, xác định giới hạn trung tâm đối với khả năng tập luyện toàn thân.

Definition

Cung lượng tim là lượng máu được tim tống ra mỗi phút, bằng nhịp tim nhân với thể tích nhát bóp; thể tích nhát bóp là lượng máu được tống ra mỗi nhịp đập, và nhịp tim là số nhịp đập mỗi phút.

Scope

Chủ đề này bao gồm định nghĩa về cung lượng tim, hành vi riêng biệt của nhịp tim và thể tích nhát bóp từ lúc nghỉ ngơi đến tập luyện tối đa, các cơ chế làm tăng từng yếu tố, và cách tích số của chúng thiết lập việc cung cấp oxy. Nó coi đây là sinh lý học tham chiếu và không cung cấp ngưỡng kiểm tra hoặc phác đồ tập luyện.

Core questions

• Cung lượng tim tăng bao nhiêu từ lúc nghỉ ngơi đến tập luyện tối đa, và yếu tố nào đặt ra giới hạn tối đa của nó?
• Nhịp tim và thể tích nhát bóp thay đổi như thế nào khi cường độ tập luyện tăng lên?
• Cơ chế nào làm tăng thể tích nhát bóp trong quá trình tập luyện năng động?
• Tại sao cung lượng tim trung tâm được coi là giới hạn chính đối với mức tiêu thụ oxy tối đa?

Key concepts

• Cung lượng tim bằng nhịp tim nhân với thể tích nhát bóp
• Cơ chế Frank-Starling và hồi lưu tĩnh mạch
• Phân suất tống máu và thể tích cuối tâm trương
• Nhịp tim tối đa
• Thể tích nhát bóp ổn định
• Nguyên lý Fick liên kết cung lượng với mức tiêu thụ oxy

Mechanisms

Khi bắt đầu tập luyện, việc giảm hoạt động phó giao cảm sau đó là tăng hoạt động giao cảm làm tăng nhịp tim, trong khi bơm cơ và co mạch máu tăng cường hồi lưu tĩnh mạch; việc đổ đầy nhiều hơn (cơ chế Frank-Starling) cùng với tăng khả năng co bóp làm tăng thể tích nhát bóp (Rowell, 1974). Thể tích nhát bóp tăng mạnh ở cường độ thấp đến trung bình và sau đó có xu hướng ổn định, do đó việc tăng thêm cung lượng tim ở cường độ cao chủ yếu phụ thuộc vào nhịp tim (Åstrand et al., 1964). Cung lượng tim tối đa đạt được khi nhịp tim tối đa trùng với thể tích nhát bóp gần tối đa, và khả năng cung cấp oxy trung tâm này là yếu tố quyết định chính của mức tiêu thụ oxy tối đa (Joyner & Casey, 2015).

Clinical relevance

Hành vi của cung lượng tim, nhịp tim và thể tích nhát bóp là cơ sở để giải thích kết quả kiểm tra gắng sức và giúp giải thích cách chức năng bơm giảm có thể hạn chế khả năng chịu đựng khi tập luyện. Mục này là sinh lý học tham chiếu mô tả và không nhằm mục đích hướng dẫn chẩn đoán, tiên lượng hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Các mô tả định lượng đến từ các nghiên cứu sinh lý học xâm lấn kinh điển và từ các đánh giá tổng hợp hơn là từ các hướng dẫn lâm sàng. Åstrand và các đồng nghiệp đã đo cung lượng tim trong quá trình làm việc dưới tối đa và tối đa, và đánh giá của Rowell đã tích hợp các dữ liệu này vào bức tranh rộng hơn về kiểm soát tuần hoàn.

History

Việc đo trực tiếp cung lượng tim trong quá trình làm việc, sử dụng phương pháp pha loãng thuốc nhuộm và nguyên lý Fick, đã thiết lập vào giữa thế kỷ XX cách cung lượng tim của tim thay đổi theo cường độ tập luyện. Nghiên cứu năm 1964 của Åstrand và các đồng nghiệp là một mô tả chuẩn mực về cung lượng tim trong quá trình làm việc dưới tối đa và tối đa, và các đánh giá sau này đã đặt những phát hiện này vào trong sự kiểm soát tích hợp của tuần hoàn.

Debates

Thể tích nhát bóp có thực sự ổn định trong quá trình tập luyện ở tư thế đứng không?

Việc thể tích nhát bóp đạt đến mức ổn định ở cường độ trung bình hay tiếp tục tăng lên đến mức gắng sức tối đa đã được tranh luận, với câu trả lời phụ thuộc vào tư thế, thể lực và phương pháp đo lường; trong quá trình tập luyện năng động ở tư thế đứng, một mức ổn định thường được quan sát thấy.

Key figures

• Per-Olof Åstrand
• Bengt Saltin
• Loring Rowell
• Michael Joyner

Seminal works

• astrand-1964
• rowell-1974
• joyner-casey-2015

Frequently asked questions

Cung lượng tim được tính như thế nào?

Cung lượng tim bằng nhịp tim nhân với thể tích nhát bóp, vì vậy nó phản ánh cả tốc độ tim đập và lượng máu tim tống ra trong mỗi nhịp đập.

Nhịp tim hay thể tích nhát bóp thúc đẩy sự tăng cung lượng tim trong quá trình tập luyện?

Cả hai đều đóng góp, nhưng thể tích nhát bóp chủ yếu tăng ở cường độ thấp hơn và có xu hướng ổn định, do đó việc tăng cung lượng tim ở cường độ cao chủ yếu phụ thuộc vào sự tăng liên tục của nhịp tim.