Phản ứng tim mạch khi tập thể dục

Phản ứng tim mạch khi tập thể dục là tập hợp các điều chỉnh nhanh chóng nhằm tăng cường cung cấp oxy đến cơ bắp đang hoạt động khi bắt đầu hoạt động thể chất. Nhịp tim và thể tích nhát bóp tăng để tăng cung lượng tim, trong khi lưu lượng máu được phân phối lại từ các mô không hoạt động đến cơ bắp đang co, để sự cung cấp phù hợp với nhu cầu trao đổi chất có thể tăng lên nhiều lần trong vòng vài giây.

Definition

Phản ứng tim mạch khi tập thể dục là sự tăng cung lượng tim và phân phối lại lưu lượng máu khu vực một cách cấp tính, phối hợp—được thúc đẩy bởi lệnh trung ương, phản xạ tập thể dục và giãn mạch cục bộ—nhằm phù hợp với việc cung cấp oxy và chất nền với nhu cầu trao đổi chất tăng cao của cơ xương hoạt động.

Scope

Mục này bao gồm phản ứng huyết động cấp tính đối với bài tập động: sự tăng cung lượng tim, hành vi của nhịp tim, thể tích nhát bóp và huyết áp động mạch, sự phân phối lại lưu lượng máu khu vực, và các tín hiệu thần kinh và cục bộ phối hợp chúng. Nó cũng lưu ý cách căng thẳng nhiệt cạnh tranh để có cùng tuần hoàn. Nó coi tập thể dục như một thách thức sinh lý, không phải là một chỉ định cho hoạt động.

Core questions

• Cung lượng tim tăng lên như thế nào để đáp ứng nhu cầu oxy khi tập thể dục?
• Lưu lượng máu được điều hướng đến cơ hoạt động như thế nào trong khi hoạt động giao cảm toàn cầu tăng lên?
• Điều gì kiểm soát sự tăng nhịp tim và huyết áp động mạch trong quá trình tập thể dục?
• Nhu cầu cạnh tranh, chẳng hạn như căng thẳng nhiệt, làm thay đổi phản ứng như thế nào?

Key concepts

• Tăng cung lượng tim thông qua nhịp tim và thể tích nhát bóp
• Lệnh trung ương
• Phản xạ tăng áp khi tập thể dục (phản xạ chuyển hóa cơ)
• Giải phóng giao cảm chức năng
• Giãn mạch chuyển hóa cục bộ và tăng lưu lượng máu khi tập thể dục
• Phân phối lại lưu lượng máu khu vực
• Cạnh tranh với lưu lượng máu da điều hòa nhiệt độ

Mechanisms

Khi bắt đầu tập thể dục, lệnh trung ương—một tín hiệu truyền thẳng từ các trung tâm vận động cao hơn—làm giảm trương lực phế vị tim và tăng lưu lượng giao cảm, làm tăng nhịp tim và khả năng co bóp. Thể tích nhát bóp tăng thông qua việc tăng cường hồi lưu tĩnh mạch và khả năng co bóp, do đó cung lượng tim tăng mạnh. Trong cơ hoạt động, các chất chuyển hóa được sản xuất cục bộ và tín hiệu nội mô làm giãn các tiểu động mạch, và sự giãn mạch cục bộ này làm giảm tác dụng co mạch của hoạt động giao cảm (giải phóng giao cảm chức năng), cho phép máu được đưa đến các cơ cần nó ngay cả khi tổng thể hoạt động giao cảm tăng lên. Phản xạ tăng áp khi tập thể dục, phát sinh từ các cơ quan thụ cảm cơ học và chuyển hóa trong cơ đang hoạt động, phản hồi để duy trì phản ứng tăng áp và tim. Khi tập thể dục trong điều kiện nhiệt độ cao, da cạnh tranh cung lượng tim để điều hòa nhiệt độ, tạo thêm một thách thức tích hợp.

Clinical relevance

Phản ứng tập thể dục cấp tính là cơ sở sinh lý của các xét nghiệm tập thể dục lâm sàng và trong phòng thí nghiệm, nơi sự tăng nhịp tim, huyết áp và cung lượng tim được quan sát dưới tải trọng tăng dần. Hiểu biết về phản ứng bình thường giúp định hình những gì các xét nghiệm đó đo lường. Mục này mô tả sinh lý bình thường và không phải là cơ sở để kê đơn tập thể dục hoặc chẩn đoán cá nhân.

Evidence & guidelines

Kiến thức về phản ứng cấp tính dựa trên sinh lý học tích hợp hơn là các hướng dẫn lâm sàng: tổng hợp của Rowell về các điều chỉnh tim mạch đối với tập thể dục và nhiệt, đánh giá của Joyner và Casey về các cơ chế tăng lưu lượng máu khi tập thể dục, và mô tả của González-Alonso về việc tập thể dục trong điều kiện nhiệt độ cao, được bổ sung bởi các nghiên cứu huyết động học như so sánh của Poliner và cộng sự về hiệu suất tâm thất trái trong quá trình tập thể dục đứng và nằm ngửa.

History

Bức tranh hiện đại về phản ứng tim mạch khi tập thể dục được tổng hợp thông qua sinh lý học con người thế kỷ XX, tích hợp các phép đo cung lượng tim, lưu lượng khu vực và áp lực trong quá trình làm việc theo cấp độ. Đánh giá năm 1974 của Rowell đã tập hợp các chủ đề này, và công trình tiếp theo đã làm rõ cách lệnh trung ương, phản xạ cơ và giãn mạch cục bộ hợp tác để phân phối lại lưu lượng trong quá trình hoạt động.

Debates

Mâu thuẫn giữa co mạch giao cảm và nhu cầu lưu lượng máu cơ được giải quyết như thế nào?

Hoạt động giao cảm toàn cầu tăng lên trong quá trình tập thể dục, nhưng cơ hoạt động phải được tưới máu dồi dào; khái niệm giải phóng giao cảm chức năng—làm giảm co mạch chuyển hóa cục bộ—giải thích điều này, mặc dù các chất trung gian chính xác và hệ thống phân cấp của chúng vẫn còn được tranh luận.

Key figures

• Loring Rowell
• Michael Joyner
• José González-Alonso

Seminal works

• rowell-1974
• joyner-casey-2015

Frequently asked questions

Tại sao cung lượng tim tăng lên trong quá trình tập thể dục?

Để cung cấp nhiều oxy hơn cho cơ bắp đang hoạt động. Nhịp tim tăng và thể tích nhát bóp tăng, nhân lên để tăng cung lượng tim, trong khi lưu lượng máu được chuyển hướng đến cơ hoạt động và ra khỏi mô ít hoạt động hơn.

Làm thế nào lưu lượng máu cơ có thể tăng lên khi hệ thần kinh giao cảm được kích hoạt?

Các chất chuyển hóa cục bộ được giải phóng trong cơ co làm giảm tác dụng co mạch của các dây thần kinh giao cảm ở đó—một quá trình được gọi là giải phóng giao cảm chức năng—do đó máu được ưu tiên đưa đến các cơ đang thực hiện công việc.