Mikä rajoittaa sydämen minuuttitilavuutta?
Sydämen kapasiteetti pumpata verta muualle elimistöön eli sydämen minuuttitilavuus on keskeisin maksimaalista hapenottokykyä selittävä tekijä.
Vaikka useimmille tämän tason tieto riittää, tuore katsaus tarkastelee pintaa syvemmältä, mitkä tekijät selittävät maksimaalista sydämen minuuttitilavuutta ja voivat rajoittaa sydämen suorituskykyä. Keskeisimpiä eroja harjoitelleen ja harjoittelemattoman sydämen välillä on sydämen koko, joustavuus ja kyky rentoutua.
Turun yliopiston akatemiatutkija Ilkka Heinonen on koonnut yhteen kattavan paketin tutkimustietoa sekä alan huippuasiantuntijan tulkintaa tutkimustuloksista. Heinonen aloittaa sydämen- ja liikuntafysiologian perusteista. Miten sydämen minuuttitilavuutta (syke x iskutilavuus) säädellään, mitkä tekijät vaikuttavat sydämen työkuormaan ja sitä kautta hapenkulutukseen ja miten harjoittelu vaikuttaa näihin tekijöihin. Maksimaalisen minuuttitilavuuden kannalta sydämen iskutilavuus eli vasemman kammion koko ratkaisee, sillä maksimisyke ei eroa juurikaan harjoitelleilla ja harjoittelemattomilla – kestävyysharjoittelu pikemminkin laskee maksimisykettä. Pääasiallinen kestävyysharjoittelun aikaansaama vaste on sydämen koon kasvu, joka mahdollistaa suuremman minuuttitilavuuden.
Sydämen oma verenkierto tapahtuu pääosin lepovaiheen aikana. Siksi sydämen pitää liikunnan aikana tasapainotella oman suorituskykynsä ja hapen- ja energiantarpeensa välillä. Hapentarvetta määrittävät pääasiassa sydämen syke, systolinen verenpaine ja supistusvireys, jotka kaikki kasvavat liikunnan aikana. Sykkeen noustessa aika sydämen omalle verenkierrolle lyhenee. Verenpaineen noustessa ja supistusvireyden kasvaessa sydämen hapentarve kasvaa aiheuttaen haasteen hapen tarpeen ja tarjonnan välille. Sydämen hapenpuute on kuitenkin harvinaista erityisesti kestävyysurheilijoilla. Tämä osoittaa, että sydämen verenvirtauksen säätely on tehokasta, joskin monimutkaista, jotta hapen kuljetus sydämeen pysyy riittävänä.
Kestävyysharjoitettu sydän on siis suuri, joustava ja nopeasti rentoutuva. Harjoitettu sydän mahdollistaa suuren verimäärän pumppaamisen ympäri kehoa, mutta samalla riittävän verenvirtauksen sydämeen, joka ruokkii tehokkaasti työskentelevää sydänlihasta. Tämä tehokas sydämen verenvirtauksen säätely on välttämätöntä sydämen suorituskyvylle.
Eero Haapala
eero.a.haapala@jyu.fi
Lähde
Heinonen, I. 2025. Cardiac output limits maximal oxygen consumption, but what limits maximal cardiac output? Experimental Physiology 2025. https://doi.org/10.1113/EP091594