Aερόβια και αναερόβια άσκηση και η επίδρασή της στο καρδιαγγειακό

σύστημα Ρογδάκης Εμμανουήλ

Επικ. Επιμελητής Καρδιολογίας

Βενιζέλειο Γ.Ν.Ηρακλείου

Νοῦς ὑγιὴς ἐν σώματι ὑγιεῖ

Ο καθιστικός τρόπος ζωής αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες κινδύνου καρδιαγγειακής νόσου και εξαρτάται από την ύπαρξη φυσικής δραστηριότητας.

<30% του πληθυσμού γυμνάζεται συστηματικά

Mortality reduction with physical activity in patients with and without cardiovascular diseaseSang-Woo Jeong,1,2 Sun-Hwa Kim,1 Si-Hyuck Kang,1,2 Hee-Jun Kim,3 Chang-Hwan Yoon,1,2 Tae-Jin Youn,1,2 and In-Ho Chae1,2

European Heart J. 2019 Nov 14; 40(43): 3547–3555.

Άσκηση και καρδιά

• Το 1912 προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Verzar ότι η μυϊκή άσκηση μπορεί να περιορίζεται αερόβια από την διαθεσιμότητα σε οξυγόνο.

• Είναι βασική η ικανότητα της καρδιάς και των αρτηριών να μεταφέρουν οξυγόνο από τους πνεύμονες στα μιτοχόνδρια των σκελετικών μυών, το μέρος δηλαδή χρησιμοποίησης του περισσότερου οξυγόνου κατά την άσκηση.

Φυσιολογία άσκησης

Fick equation:

VO2 = Qt x (CaO2 - CvO2)

Qt είναι η καρδιακή παροχή

(CaO2 - CvO2) είναι η διαφορά O2 μεταξύ αρτηριακού και μικτού φλεβικού αίματος

(CaO2 - CvO2) = 1.34 × συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης × ( συγκέντρωση οξυγόνου σε αρτηριακό – συγκέντρωση οξυγόνου σε μικτό φλεβικό αίμα)

Η καρδιακή παροχή αυξάνεται κατά τη διάρκεια της άσκησης μέσω αλλαγών στην καρδιακή συχνότητα (HR) και τον όγκο παλμού (SV)

Qt = HR x SV x (CaO2 - CvO2)

Μέγιστη HR = 220 - ηλικία ( σε έτη)

Μέγιστη HR = 208 - 0.7 x ηλικία (σε έτη)

• Ο όγκος παλμού (SV) αυξάνεται με την άσκηση (μέχρι και 100%) μέσω αύξηση της συσταλτικότητας, με αποτέλεσμα την αύξηση του κλάσματος εξωθήσεως της αριστερής κοιλίας περίπου κατά 10% μεταξύ ηρεμίας και κορύφωσης της άσκησης.

• Η πλήρωση της αριστερής κοιλίας αυξάνεται επίσης με αποτέλεσμα την αύξηση του τελοδιαστολικού όγκου (LVEDV) κατά 20 – 40 %.

(Circulatory response to exercise in health. Shepherd JTCirculation. 1987;76(6 Pt 2):VI3)

• H καρδιακή παροχή αυξάνεται φυσιολογικά περίπου κατά 5 mL/min για κάθε αύξηση στην VO2 κατά 1 mL/min.

• Η αύξηση του SV φτάνει σε πλατό στο 50% της μέγιστηςVO2. Από εκεί και πέρα, η αύξηση της καρδιακής παροχής εξαρτάται από την αύξηση της καρδιακής συχνότητας.

• Τελικά η άσκηση αυξάνει την καρδιακή παροχή κατά 4 με 5 φορές (μέχρι 25 l/ min σε έναν υγιή ενήλικα φτάνοντας μέχρι 40 l/min σε ελίτ αθλητές).

Η φυσική άσκηση είναι μια από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους πρόληψης της καρδιαγγειακής νόσου.

Τα οφέλη της άσκησης στο καρδιαγγειακό σύστημα είναι:

• Αύξηση της ικανότητας άσκησης

• Μείωση του σωματικού βάρους

• Μείωση της συστηματικής αρτηριακής πίεσης

• Μείωση της ολικής και LDL χοληστερόλης

• Αύξηση της HDL χοληστερόλης

• Αύξηση της ευαισθησίας στην ινσουλίνη

Δυο τύποι άσκησης:

➢ H αερόβια άσκηση ή προπόνηση αντοχής

➢ Η αναερόβια άσκηση ή προπόνηση αντίστασης

Αερόβια – αναερόβια άσκηση

• Αναερόβιο κατώφλι: το θεωρητικό σημείο στη διάρκεια της δυναμικής άσκησης όπου ο μυικόςιστός χρησιμοποιεί τον αναερόβιο μεταβολισμό με αποτέλεσμα τη συσσώρευση γαλακτικού οξέος

• CO2 ~ O2 - Αναερόβιο κατώφλι - CO2 > O2

• Σε φυσιολογικά άτομα συνήθως στο 40 – 60%

του V02max

• Σε καρδιοπαθείς είναι μειωμένο ( 30% μετά από OEM, 50 – 60 % σε καρδιακή ανεπάρκεια)

Δυναμική, ισοτονική μυική άσκηση

• Υψηλή συχνότητα μυϊκών συστολών και χαμηλά επίπεδα δύναμης

• Αύξηση της συμπαθητικής δραστηριότητας και μείωση του παρασυμπαθητικού τόνου: άμεση αύξηση της καρδιακής συχνότητας και της συσταλτικότητας του μυοκαρδίου

• Το προφορτίο της καρδιάς αυξάνεται και το μεταφορτίο μειώνεται ταυτόχρονα

• Αύξηση του όγκου παλμού (Huonker, Koenig andKeui 1996)

• Στο επίπεδο της μέγιστης καρδιακής συχνότητας μια μέγιστη καρδιακή παροχή της τάξης των 35-40 λίτρων/λεπτό ανταποκρίνεται σε αθλητές υψηλού επιπέδου κατά τη διάρκεια δυναμικής άσκησης υψηλής έντασης (Ekblom and Hermansen 1968).

• Αερόβια άσκηση για περισσότερο από τρεις ώρες την εβδομάδα προκαλεί λειτουργικές προσαρμογές στους εργαζόμενους σκελετικούς μυς.

• Αυτές οι προσαρμογές έχουν ως αποτέλεσμα χαμηλότερες τιμές επινεφρίνης και νορεπινεφρίνηςστο αίμα (Lehmann et al. 1984) με μείωση της συμπαθητικής δραστηριότητας της καρδιάς στην ηρεμία και σε όμοια επίπεδα άσκησης (Butler et al. 1982, Lehmann and Keul 1986).

• Ο βαθμός αυτής της λειτουργικής προσαρμογής της καρδιάς είναι περιορισμένος

• Διάρκειας δυναμικής άσκησης σε περισσότερο από 5 ώρες την εβδομάδα και η συμμετοχή στην άσκηση μυϊκών ομάδων που αντιστοιχούν σε περισσότερο από το 1/6 της συνολικής σκελετικής μυϊκής μάζας οδηγούν σε ένα σημαντικό και διατηρούμενο περαιτέρω όγκο αίματος με τον οποίο επιφορτίζεται η καρδιά, προκαλώντας έτσι δομικές καρδιακές προσαρμογές (George, Wolfe and Burggraf 1991, Fleck 1988).

• Εκκεντρική υπερτροφία του μυοκαρδίου σε συνδυασμό με αύξηση των διαστάσεων των καρδιακών κοιλοτήτων και αναλογική αύξηση του πάχους του τοιχώματος του μυοκαρδίου (Fagard 1996, Huonker, Halle and Keul 1996)

Στατική ισομετρική προπόνηση

• Χαμηλός ρυθμός μυϊκών συστολών και υψηλά επίπεδα παραγωγής δύναμης

• Αύξηση του μυϊκού τόνου καθορίζει, μέσω μηχανικής συμπίεσης των ενδομυϊκών αρτηριακών αγγείων, μια αύξηση στην αρτηριακή πίεση και στο μεταφορτίο της αριστερής κοιλίας

• Μείωση της ροής του αρτηριακού αίματος στις μυϊκές ομάδες που ασκούνται καθώς και μείωση της ροής του φλεβικού αίματος κι επομένως του καρδιακού προφορτίου

• Μειωμένο όγκο παλμού (Huston, Puffer and Rodney 1985, Keul et al. 1982, Rost and Hollmann1983).

• Η καρδιακή παροχή αυξάνει, λόγω της αυξημένης καρδιακής συχνότητας (Petrofsky and Phillips 1986).

• Οι αθλητές που κάνουν προπόνηση δύναμης έχουν μικρότερο μέγεθος καρδιάς σε σχέση με το μέγεθος του σώματος τους απ' ότι οι αθλητές που κάνουν προπόνηση αντοχής, ακόμα κι όταν προπονούνται με υψηλή ένταση πολλές ώρες την ημέρα.

• Οι επαναλαμβανόμενες προπονήσεις με στατική άσκηση, επιφέρουν ένα μακροπρόθεσμο φορτίο πίεσης στην καρδιά, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα μια μέτρια δομική καρδιακή προσαρμογή με μια τάση προς συγκεντρική μυοκαρδιακή υπερτροφία (Longhustet al. 1981).

Aerobic vs anaerobic exercise

Cardiovascular Effects and Benefits of Exercise

Matthew A. Nystoriak* and Aruni Bhatnagar

Front Cardiovasc Medicine 2018; 5: 135

Exercise benefits in cardiovascular disease: beyond attenuation of traditional risk factors.Fiuza-Luces C1,2, Santos-Lozano A3,4, Joyner M5, Carrera-Bastos P6,7, Picazo O7, ZugazaJL8,9,10, Izquierdo M11, Ruilope LM12, Lucia A12,4.Nat Rev Cardiology 2018 Dec;15(12):731-743.

Exercise Prescription and Primary Prevention of Cardiovascular Disease

Thomas S. Metkus, Jr, Kenneth L. Baughman and Paul D. ThompsonCiculation 2010;121:2601-2604

Aerobic exercise reduces cardiomyocyte hypertrophy and increases

contractility, Ca sensitivity and SERCA-2 in rat after myocardial

infarction

Ulrik Wisløffa, Jan P. Loennechena, Susan Currieb, Godfrey L. Smithb, Øyvind Ellingsen

Cardiovascular Research 54 (2002)

Όφελος αερόβιας άσκησης σε

αναδιαμόρφωση και λειτουργία

της καρδιάς παρόμοιο με

αυτό των Α -ΜΕΑ

Superior Cardiovascular Effect of Aerobic Interval Training Versus Moderate Continuous Training in Heart Failure PatientsCirculation 115 (24), 3086-94 2007 Jun 19

Η αερόβια άσκηση προκαλεί :

➢ 46% αύξηση στο peak VO2, που συνδυάζεται με 60%αύξηση στο μέγιστο ρυθμό επαναπρόσληψης Ca2+ στοσαρκοπλασματικό δίκτυο των σκελετικών μυών.

➢ Θετική επίδραση στην αναδιαμόρφωση της καρδιάς μεμείωση των διαμέτρων της LV και αύξηση των όγκων της LVτόσο στη συστολική όσο και τη διαστολική φάση.

➢ Ενίσχυση της συστολικής λειτουργικότητας κατά 35%

Άλλες τεκμηριωμένες θετικές επιδράσεις της αερόβιας άσκησης στην καρδιά

• Αύξηση της HDL-C (9% αύξηση στην HDL-C και 11% μείωση σε TG, χωρίς στατιστικά σημαντικές διαφορές σε TC και LDL-C, Kelley et all, 2016).

• Μείωση επιπέδων ενδοθηλίνης 1 (διαμεσολαβητής αθηρωμάτωσης).

Σχέση σχήματος U μεταξύ αερόβιας άσκησης και θνητότητας : 1 – 2,4 ώρες άσκησης 2 – 3 φορές την εβδομάδα ιδανικό είδος αερόβιας άσκησης για την προαγωγή της υγείας

(Dose of Jogging and Long-Term Mortality: The Copenhagen City Heart Study, J Am Coll Cardiol, 65 (5), 411-9, 2015 Feb 10)

The Impact of Aerobic Exercise Training With Vascular Occlusion in Patients With Chronic Heart FailureYasushi Tanaka 1, Yudai Takarada 2

ESC Heart Fail. 5 (4), 586-591 Aug 2018

Effects of aerobic and anaerobic exercise on glucosetolerance in patients with coronary heart disease and type 2diabetes mellitusBernhard Schwaaba, Friderike Kafsacka, Edith Markmanna and Morten SchόttbCardiovascular Endocrinology and Metabolism 2019

Μελέτες για αναερόβια άσκηση

• Αύξηση επιπέδων ΝΤ- pro CNP (Akseki Temür et al , 2015)

• Aύξηση απελευθέρωσης μη εστεροποιημένωνλιπαρών οξέων σε παχύσαρκους (Salvadori A et al, 2014)

• Μείωση επιπέδων HGH - ανάπτυξη πρόωρης αθηροσκλήρωσης (Manshouri M et al, 2014)

Σας ευχαριστώ πολύ