Barns språkutveckling N11e 10 oktober 2013 Minerva Gymnasium Kurs: Svenska 3 Handledare: HANNA Gymnasiearbete LINDBERG 100p Litteraturstudie Loa Lindberg 9 april 2014 Handledare: LINN DORSCH
ABSTRACT It is well known that aerobic physical exercise has positive effect on heart function and health. The heart adaptation consists of lower resting and working heart rate, structural chances and enhanced metabolic regulation leading to increased physical performance characterizing the sports heart. Also, regular exercise leads to improved cardiovascular health. The findings of this review support the positive effects of regular aerobic training of cardiac health in short and long terms. However, more research is needed to assess the effect of different types of exercise, exercise duration and intensity on cardiac adaptation. Keywords: review, aerobic, exercise, cardiovascular, health, heart, sports heart
Innehållsförteckning 1. INLEDNING 1 1.1 BAKGRUND 1 1.1.1 Hjärtats anatomi 1 1.1.2 Nervsystemet som styr hjärtats kontraktioner 3 1.1.3 Hjärtats fysiologi 4 1.2 SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNINGAR 6 1.3 METOD 6 1.3.1 Material och försökspersoner 7 1.3.2 Sökmetoder 7 2. RESULTAT OCH ANALYS 8 2.2. EFFEKTER AV AEROBISK TRÄNING PÅ HJÄRTATS UPPBYGGNAD 8 2.1.1. Hjärtats storlek 8 2.1.2. Förändring av hjärtcellens uppbyggnad och funktion 8 2.1.3. Förändring av hjärtats blodförsörjning 8 2.2. EFFEKTER AV AEROBISK TRÄNING PÅ HJÄRTATS FUNKTION 9 2.2.1 Sänkt vilo- och arbetspuls 9 2.2.2 Hjärtats pumpförmåga 9 2.2.3. Ökad maximal syreupptagningsförmåga 10
Elektroniska böcker 18 Elektroniska tidskriftsartiklar 18 Illustrationer 18 Personlig kommunikation 19 Rapporter 19 Tidskriftsartiklar 19 Tidningsartiklar på webben 19 Tryckt litteratur 19 Webbsidor 20 LOA LINDBERG 2.3 EFFEKTER AV AEROBISK TRÄNING PÅ HJÄRTHÄLSA 10 2.3.1. Minskad risk för hjärt- och kärlsjukdom 10 2.3.2. Ökad livskvalité 12 2.3.3. Ökad risk för hjärtmuskel- och hjärtsäcksinflammation 12 2.3.4. Viss ökad risk för arytmier 13 2.4 PILOTSTUDIE 14 3. SAMMANFATTNING 14 4. SLUTDISKUSSION 16 5. REFERENSER 18
1. INLEDNING Det ligger i bröstkorgen, mellan lungorna och är lite förskjutet åt vänster. Bakom det går matstrupen på väg ner mot magsäcken. Det skyddas av bröstbenet, revbenen och av kringliggande muskulatur. Det har storleken av en knuten hand och vilar på skiljeväggen mellan brösthålan och bukhålan. Det har storleken av en knuten hand och är den muskel som pumpar runt hela kroppens blodvolym och förser alla kroppens celler med syre och livsviktig näring. Varje dag. Varje minut. Varje sekund. För resten av ditt liv. Det har storleken av en knuten hand och det är vad som håller dig vid liv. Under en livstid pumpar hjärtat cirka 3,5 miljard gånger. I vila pumpar det cirka fem liter blod per minut medan det under fysisk ansträngning kan pumpa upp till 30 liter. Kan vi göra något för att påverka dess funktion? Isåfall, vad? 1.1 BAKGRUND 1.1.1 Hjärtats anatomi Hjärtmuskeln, myocardium, består av tvärstrimmiga hjärtmuskelceller som till skillnad från annan tvärstrimmig muskulatur styrs av det autonoma nervsystemet. Hjärtmuskelcellerna är korta, förgrenade och bildar tillsammans ett nätverk av muskelceller som står i kontakt med varandra. Detta gör att hjärtmuskeln kan dra ihop sig som en enhet och producera ett hjärtslag. Hjärtslaget styrs av ett komplicerat nätverk av nervimpulser som i sin tur styrs av det autonoma nervsystemet. 1
Figur 1.1. Hjärtat består av fyra hålrum som kallas förmak och kamrar. Förmakarna tar emot blodet medan kamrarna pumpar blodet vidare och har därför tjockare muskelväggar. Hjärtat är indelat i två sidor, en högersida och en vänstersida, separerade från varandra med en skiljevägg. Det finns två hålrum på varje sida, ett förmak och en kammare. Höger kammare pumpar blod till lungorna för syresättning medan vänster kammare pumpar ut syrerikt blod till kroppens alla organ. Det finns segelklaffar mellan förmaken och kamrarna som hindrar blodet från att backa bak i kamrarna vid kontraktionen, systole. På högra sidan sitter tresegelsklaffen, valva tricuspidalis, och på vänstra sidan sitter mitralisklaffen, valva bicuspidalis. Det finns även klaffar mellan vänster kammare och stora kroppspulsådern som kallas aortaklaffen, valva aortae, och hindrar blodet från att backa tillbaka i vänster kammare när hjärtat vilar, diastole. På liknande sätt finns det klaffar mellan högra kammaren och lungärtären vid benämning pulmonalisklaffen, valva pulmonaris, som för syrefattigt blod till lungorna för syresättning. Vener transporterar blod till hjärtat där hålvenen, vena kava, kommer med syrefattigt blod från hela kroppen. Övre hålvenen kommer med blod från övre delen av kroppen och nedre hålvenen transporterar blod från resterande delen av kroppen. Blodets transport från vänster kammare, via aorta, ut i hela kroppens muskler och alla organ, åter via hålvenerna och in i höger förmak kallas det stora kretsloppet, eller det systematiska kretsloppet. Lungvenerna transporterar syrerikt blod från lungorna till vänster förmak. Blodets cirkulation från höger kammare till lungartären, till lungorna, via lungvenerna och åter till vänster förmak kallas för det lilla kretsloppet, eller lungkretsloppet. 2
Figur 1.2. Hjärtat är inslutet i en fibrös säck, den så kallade hjärtsäcken, pericardium. Hjärtsäckens insida producerar liknande ledvätska för att minska friktionen mellan hjärta och omgivning när hjärtat arbetar. Kamrarna består av en muskelvägg där vänstra kammaren i normalfallet brukar vara cirka en centimeter tjock medan högerkammaren är betydligt tunnare. Detta beror på att det krävs mer kraft för vänsterkammaren att pumpa ut blod i det stora kretsloppet i jämförelse med högerkammarens uppgift att pumpa blod i det lilla kretsloppet. Tjockleken kan dock variera, både pågrund av sjukdom men även som följda av fysisk aktivitet (Bjerneroth, 2005). 1.1.2 Nervsystemet som styr hjärtats kontraktioner Kroppens nervsystem består av det centrala nervsystemet, CNS, det vill säga hjärna och ryggmärg, det perifera nervsystemet, PNS, som går ut till våra muskler och det autonoma nervsystemet, ANS, som står utanför vår viljemässiga kontroll och styr inre organ, inklusive hjärtat. Det autonoma 3
nervsystemet består av det sympatiska och parasympatiska nervsystemet. Det sympatiska nervsystemet aktiveras vid stress och förbereder kroppen på flykt eller strid medan det parasympatiska systemet dominerar i vila. Fysisk träning påverkar balansen mellan det sympatiska och det parasympatiska systemet. Den parasympatiska nerv som reglerar hjärtats frekvens kallas vagus nerven, nervus vagus. Hos vältränade idrottare med låg vilopuls dominerar nervus vagus frekvensregleringen vilket brukar kallas vagotoni (Björndahl och Castenfors 2012, 230-239). Hjärtats egna retledningssystem består av en pulsgenerator, sinusknutan, som sitter i höger förmak. Sinusknutan styrs av det autonoma nervsystemet. Från sinusknutan går impulsen via nervfibrer i förmaken som drar ihop sig. Impulsen sprids till AV-knutan, nodus atrioventricularis, där den fördröjs någon millisekund innan den sprids vidare via his'ka bunten och skänklarna till kamrarna som kontraherar sig. Retledningssystemet kan störas om förmaken är utspända eller av ökad fibrosinlagring, som i vissa fall kan ses hos exempelvis maratonlöpare (Bjerneroth, 2005). Figur 1.3. Hjärtats retledningssystem består av muskel- och nervtrådar som styr hjärtats slag. Impulsen startar i sinusknutan i framväggen i höger förmak och sprids sedan till AV-knutan och når snabbt till kamrarna som kontrarherar sig och producerar således ett hjärtslag. 1.1.3 Hjärtats fysiologi När hjärtat kontraheras, systole, pumpas syrerikt blod ut till kroppens alla organ samt alla muskler, förutom hjärtmuskeln. Samtidigt förs syrefattigt blod till lungorna för syresättning. När hjärtat vilar, 4
diastole, förses själva hjärtmuskulaturen med blod. Mängden blod som pumpas ut beror på hjärtats slagvolym och pumpfrekvens, det vill säga pulsen. Pulsfrekvensen i vila styrs av det sympatiska och det parasympatiska nervsystemets balans och varierar med hjärtats storlek, träningsgrad och stresspåslag (Sonesson, 2006). Kärlen som förser hjärtat med blod kallas för kranskärl eller koronarkärl. Det finns två kranskärl i hjärtat. Båda avgår från kroppspulsådern strax efter avgången från vänstra kammaren ovanför aortaklaffarnas fästen, arteria coronaria dexter och arteria coronaria sinister. I systole öppnas aortaklaffen och skymmer kranskärlens avgångar vilket leder till att inget blod kan pumpas ut. I diastole backar blodet i aortan med hindras av aortaklaffarna att backa ner i vänster kammare utan istället förs det ut i kranskärlen och förser hjärtmuskulaturen med blod. En god blodförsörjning av hjärtat är avgörande för dess funktion och kan påverkas av aerobisk träning. Kroppens blodomlopp är indelat i lilla och stora kretsloppet. Det lilla kretsloppet går med syrefattigt blod från hjärtats högra kammare via lungartären till lungorna för syresättning. Från lungorna går det med syrerikt blod via lungvenerna till hjärtats vänstra förmak. Det stora kretsloppet går med syrerikt blod från vänster kammare till kroppens alla organ via venerna och hålvenen med syrefattigt blod åter till höger förmak. När blodet kommer till lungorna i lilla kretsloppet lämnar koldioxid blodet med utandningsluften och ersätts av syre i inandningsluften. Syre och koldioxid transporteras i blodet huvudsakligen bundet till hemoglobin som finns i de röda blodkropparna. När blodet når målorganen i stora kretsloppet, exempelvis en muskel, sker ett liknande gasutbyte i muskelcellen där koldioxid lämnar cellen medan syrgas tas upp. Dessutom förses cellerna av energi som exempelvis glykos och byggstenar i form av aminosyror. Dessa gastransporter sker med hjälp av olika enzymer och koncentrationsskillnader av gaserna i lungornas alveoler och kapillärnät. Flera av dessa faktorer kan påverkas av aerobisk träning, träning då musklerna har full tillgång till syre (Fasting et al. 2009). 5
Figur 1.4. Kränskärlen förser hjärtats celler med blod mellan hjärtslagen, när härtat vilar. 1.2 SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNINGAR Syftet med denna litteratursammanställning är att på ett enkelt sätt redovisa vetenskaplig dokumentation på konsekvenserna av aerobisk träning på hjärtats funktion samt vilka hälsoeffekter det kan medföra, både på kort och lång sikt. Fokus kommer ligga på följande frågeställningar: Hur påverkas hjärtats uppbyggnad av aerobisk träning? Hur påverkas hjärtats funktion av aerobisk träning? Hur kan aerobisk träning påverka hjärthälsan? 1.3 METOD Tyngdpunkten i detta arbete ligger på en litteraturstudie av tillgänglig vetenskap berörande idrott och hjärtat. För detta ändamål har den vetenskapliga litteraturen framtagits via databaser men även via intervjuer med specialister inom området. För att testa resultatet av denna litteraturstudie i praktiken gjordes en pilotstudie där författaren av detta arbete genomgick ett 16 veckors aerobiskt träningsprogram. Träningsprogrammet utgjordes av olika typer av aerobisk träning, exempelvis cykling, löpning och simning. Varje vecka bestod av 3-7 träningspass som vardera varade i 40-90 minuter beroende på typ av aktivitet och intensitet, se 6
bilaga 1. Före och efter denna träningsperiod utfördes tester av vilopuls, arbetspuls och beräknad maximal syreupptagningsförmåga, se bilaga 2, samt EKG, se bilaga 3. Vilopulsen mättes på morgonen, innan uppstigandet. Arbetspulsen och den maximala syreupptagningsförmågan beräknades genom ett submaximalt cykeltest till 70% av maximala hjärtfrekvens enligt standardförfarande. 1.3.1 Material och försökspersoner Det material som har använts i denna litteraturstudie utgörs av vetenskapliga artiklar, tidskrifter, tryckt litteratur samt webbaserad litteratur. Rapporten har även inslag från en kvalitativ intervju med Eva Gillisson, allmänläkare och kardiolog med inriktning på idrottsmedicin. I pilotstudien ingick en försöksperson, författaren. Materialet som användes utgjordes av träningsregistrering, konditionstest samt EKG-registrering. Två olika typer av pulsklockor användes beroende på typ av fysisk aktivitet. Polar FT4 användes vid vattensporter medan Polar RC3 GPS användes vid övriga aktiviteter samt även vid pulsmätning i testmomenten. 1.3.2 Sökmetoder Sökningar i medicinska databaser som PubMed, Europe PubMed Central och Cochrane har genomförts. Sökning i PudMed (physical exercise aerobic heart) AND healthy resulterade i 909 träffar. Samtliga djurstudier eliminerades och endast studier på friska personer inkluderades. Av återstående studier valdes studier som adresserade frågeställningar och syftet i denna litteraturstudie. Sökning i PudMed (cochrane reviews) AND exercise heart resulterade i 147 träffar. Stuterier berörande sjuka personer eliminerades återigen. Sökningar i Cochrane har genomförts utan bestämda sökord och utan relevanta träffar. 7
2. RESULTAT OCH ANALYS 2.2. EFFEKTER AV AEROBISK TRÄNING PÅ HJÄRTATS UPPBYGGNAD 2.1.1. Hjärtats storlek Långvarig, regelbunden och intensiv aerobisk träning som exempelvis längdskidåkning och långdistanslöpning ger en volymbelastning på hjärtat. Detta innebär ett hjärta som pumpar fem liter blod per minut i vila kan under denna typ fysisk aktivitet pumpa upp till 30 liter per minut vilket medför en fysiologisk adaptation av vänster kammare, likt skelettmuskulaturen anpassar sig till styrketräning. Adaptationen går under benämningen idrottshjärta och innebär en förstoring av framförallt kammarens diameter och sker på grund av en tillväxt av kammarväggen med ökad inlagring av muskelproteiner för att öka pumpförmågan det vill säga hjärtats kontraktilitet (PM, 2014a). Det medför också en något ökad storlek på den inre kammarvolymen. Förändringarna i hjärtstrukturen kan medföra förändringar i EKG typiska för ett idrottshjärta. Exempel på detta är en förstorad R- eller S-våg samt långsam eller oregelbunden hjärtrytm som varierar med andningen (Hannukainen et. al. 2007). 2.1.2. Förändring av hjärtcellens uppbyggnad och funktion Vid aerobisk träning ställs stora krav på närings- och syretillförsel till hjärtmuskelcellerna samt på borttransporten av restprodukter, det vill säga metabolismen. För att optimera metabolismen anpassar sig muskelcellerna genom att öka antalet mitokondrier, cellens kraftverk. Det sker även en förbättring av enzymsystemen som styr närings- och syresporten in i cellen och koldioxid och slaggprodukter ut ur cellen. Cellen ökar även sin lagrade energidepå. Allt detta medför en effektivisering av både metabolismen och av hjärtats funktion (Ståhle 2008, 13-14). 2.1.3. Förändring av hjärtats blodförsörjning För att tillmötesgå den ökade metabolismen i och med vid fysisk aktivitet ökar hjärtats blodflöde. Detta sker genom flera olika mekanismer. Kärlen som förser hjärtat med blod, kranskärlen, ökar i diameter. Det går även att se en ökad kollateralisering, det vill säga att kärlen förgrenar sig och 8
förbinds med varandra till ett tätare kärlnätverk för att bättre kunna förse alla hjärtceller med blod. Det sker även en ökad kapillarisering vilket leder till ett effektivare gas- och näringsutbyte mellan blod och hjärtmuskelceller. Regelbunden aerobisk träning ger en minskad hjärtfrekvens i både vila och arbete vilket leder till ett längre diastole och därmed ett ökat flöde i kranskärlen (Ståhle 2008, 295). 2.2. EFFEKTER AV AEROBISK TRÄNING PÅ HJÄRTATS FUNKTION 2.2.1 Sänkt vilo- och arbetspuls Aerobisk träning medför en ökad dominans av det parasympatiska nervsystemet i vila och vid submaximalt arbete vilket leder till en sänkt vilo- och arbetspuls. Hjärtats maxpuls påverkas dock generellt sett inte. Detta är en anpassning av hjärtat till den ökade belastning vid aerobisk träning eftersom det är mer energieffektivt för hjärtat att pumpa samma mängd blod med färre slag. Detta beror i sin tur på den så kallade Frank- Starlingeffekten. Vid ett längre diastole hinner hjärtat fyllas med mera blod och hjärtkamrarna tänjs således ut, likt ett gummiband. När hjärtat övergår från diastole till systole medför hjärtats elasticitet att den första delen av systole inte kräver någon energi och således blir hjärtkontraktionen mer metabolt effektiv och slagvolymen ökar. Samtidigt kan kranskärlen genomblödas under en längre tid vilket optimerar hjärtats egen blodförsörjning (Warburton et. al. 2002). 2.2.2 Hjärtats pumpförmåga Fysisk aktivitet leder även till ett kraftigare systole på grund av en ökad mängd hjärtmuskelmassa, förbättrad blodförsörjning och förbättrad hjärtmetabolism. Den så kallade slutsystoliska volymen, det vill säga den blodvolym som finns kvar i hjärtat i slutet av systole, minskar. Med andra ord tömmer sig hjärta mer effektivt vilket bidrar till en ökad slagvolym och kraftigare pumpförmåga. Detta bidrar även till en ökning av hjärtminutvolymen det vill säga den volym blod som hjärtat pumpar ut varje minut. Hjärtminutvolymen ökar fyra till sex gånger över vilovärdet vid hård fysisk aktivitet. Detta kan innebära en ökning till 30 liter per minut hos den vältränade långdistanslöparen (Svantesson et. al. 2007, 127-128). 9
2.2.3. Ökad maximal syreupptagningsförmåga Din kropp har flera olika VO2 värden beroende på grand av fysisk aktivitet. Kroppen tar alltså upp olika halt syre beroende på granden av ansträngning. Bokstaven V står volym medan O2 refererar till den kemiska formeln för syre. Maximal syreupptagningsförmåga, eller VO2max, är den maximala mängd syre som kroppen kan tillgodose vid maximal ansträngning, under en minut. De viktigaste faktorerna som bestämmer det maximala syreupptagningsförmågan är hjärtats slagvolym, kroppens aerobiska kapacitet, det vill säga kroppens förmåga att spjälka energi med hjälp av syre, samt mängden hemoglobin i blodet. Kroppen anpassar sig efter fysisk aktivitet genom ett ökat mitokondrieantal i cellerna, kapillarisering samt muskelfibersammansättning (Ståhle 2008, 14-15). 2.3 EFFEKTER AV AEROBISK TRÄNING PÅ HJÄRTHÄLSA 2.3.1. Minskad risk för hjärt- och kärlsjukdom Fysisk aktivitet minskar risken för död, mortalitet, och sjuklighet, morbiditet, i hjärt- och kärlsjukdomar som exempelvis hjärtinfarkt och stroke. Detta sker dels genom en förbättrad riskfaktorprofil hos idrottare men det har även en direkt påverkan på hjärtats kärl och struktur. Fysisk aktivitet har en positiv effekt på blodtryck och kolesterol. Dessutom minskar risken för övervikt, fetma och diabetes vilka alla är starka riskfaktorer för insjuknade i hjärt- och kärlsjukdom (Ståhle 2008, 19-31). I en finsk studie studerades bland annat hjärt- och kärlhälsan hos före detta elitidrottare på internationell nivå. Studien visade att tidigare deltagande i alla idrottsgrenar utom kraftsporterna korrelerade negativt med förekomst av diabetes, hypertoni och kranskärlsjukdom. Lägst förekomst påvisades i uthållighetsgrenarna där risken att insjukna i kranskärlsjukdom var en tredjedel av risken hos en frisk och åldersmatchad kontrollgrupp. Studien visade att 60% av de före detta idrottarna fortfarande motionerade regelbundet jämfört mot 17% i kontrollgruppen. Dessutom var förekomsten av rökning 50% lägre hos idrottarna. Dessa faktorer tros förklara den lägre förekomsten av hjärt- kärlsjukdomar hos före detta elitidrottare (Kujala, 1996). Fetma är världens mest förekommande näringsrubbning och globalt sett är det fler människor som äter ihjäl sig än svälter sig till döds. Det har skett en explosionsartad utveckling av denna överviktsproblematik. Hos män ökar risken för hjärt- kärlsjukdomar med 50-300% vid ett BMI över 10
25. Övervikt leder till bland annat högt blodtryck som i sin tur skadar kärlen. Detta sker eftersom att fett och kalcium lättare kan deponeras i den skadade kärlväggen och bilda plack som förtränger väggen (WHO, 2004). Högt blodtryck, hypertoni, är en vanlig välfärdssjukdom. Ett stort antal studier visar ett lägre blodtryck hos personer som utför en uthållighetsidrott jämfört med otränade personer. Det finns en negativ korrelation mellan blodtrycksnivån och konditionsnivån. Detta betyder att desto högre konditionsnivå desto lägre blodtryck. Detta gäller oavsett ålder (SBU, 1997). I blodet transporteras lipider dels bundet till proteiner, lipoproteiner, och dels löst i blodet i form av triglycerider. Totalkolesterolet utgörs av det onda kolesterolet, LDL, low density lipoprotein, och det goda kolesterolet, HDL, high density lplackipoprotein. Båda dessa lipoproteiner tillverkas och regleras i levern. En obalans i blodets fetter med högt LDL och triglycerider och lågt HDL kallas dyslipidemi. Det onda kolesterolet deponeras i kärlväggarna och bildar tillsammans med kalcium plack och täpper igen blodkärlen vilket kan leda till hjärtinfarkt och stroke. Det goda kolesterolet transporterar och andra sidan kolesterol från kärlväggarna till levern för destruktion och utgör således en slags städare av kärlen. Aerobisk träning höjer framförallt det goda kolesterolet och sänker triglyceriderna men vid stor träningsvolym sänks även det onda kolesterolet (Taylor et. al. 2014). Det finns två olika typer av diabetes, typ 1 och typ 2. Typ 1 diabetes utgör endast 10% av alla med diabetes och debuterar ofta i unga år. Den beror på att bukspottskörteln inte kan producera insulin. Diabetes typ 2 utgör således cirka 90% av alla diabetessjuka och är en av vår tids stora folksjukdomar världen över och är den sjunde vanligaste dödsorsaken. Sjukdomen ökar kraftigt med ökad vällevnad, särskilt i utvecklingsländerna. Diabetes typ 2 beror inte på brist på insulin utan på en insulinresistens. För att blodglukos skall kunna tas upp av cellerna i kroppen krävs insulin samt en insulinreceptor. När insulinet binder till receptorn kan glukosmolekylen lämna blodbanan och transporteras in i cellen. Vid typ 2 diabetes föreligger nedsatt antal samt defekta insulinreceptorer vilket leder till en insulinresistens. Detta medför att cellerna inte kan ta upp sockret från blodbanan med stigande blodsockernivåer som följd. De bakomliggande orsakerna till 11
den ökade insulinresistensen är, förutom arvet, övervikt och låg fysisk aktivitet. Diabetes är en stark riskfaktor för hjärtkärlsjukdom och 50-80% av alla med diabetes typ 2 dör som följd av detta. Sjukdomen kan förebyggas med fysisk aktivitet (WHO, 2013). 2.3.2. Ökad livskvalité En av de viktigaste faktorerna som påverkar livskvalitén är hälsan. God aerobisk kondition, men även god styrka, leder till ökat välmående i det dagliga livet. Med god kondition arbetar man större delen av dygnet på en procentuellt lägre nivå av sin maximala fysiska kapacitet än vad en otränad person gör vilket upplevs mindre ansträngande och man orkar prestera mera utan att känna sig trött. Det psykiska välmåendet höjs med minskad risk för depressioner och sömnsvårigheter. Fysisk träning leder också till en förbättrad stresshantering. Faktorer som konditionsnivå, men också psykiska faktorer som livsglädje och livskvalité samt god stresshantering och sömn minskar risken för hjärt- o kärlsjukdomar (Ståhle 2008, 40-41). 2.3.3. Ökad risk för hjärtmuskel- och hjärtsäcksinflammation Hjärtmuskelinflammation, myokardit, och hjärtsäcksinflammation, perikardit, är ett mycket allvarligt tillstånd som kan inträffa om fysisk aktivitet sker under infektion. Vanligtvis är det luftvägarna eller magen som har infekterats av ett virus (PM, 2014b). Det finns ett antal studier på framförallt råttor som visar en ökad risk att vissa virus exempelvis coxsackie och andra enterovirus men även Twar kan sprida sig till hjärtmuskeln om man utsätter sig för fysisk ansträngning när man är infekterad. Myokardit kan ge symtom i form av trötthet, bröstsmärta, andfåddhet, hjärtklappning och svimning men den kan också gå helt utan symtom. Det klassiska insjuknandet utgörs av trötthet och orkeslöshet och eventuella hjärtsymtom 7-14 dagar efter insjuknandet i en kraftigare virusinfektion med feber och symtom från luftvägarna samt från buken. Diagnosen är inte alltid så lätt att ställa. Blodprover som speglar hjärnmuskel skada, infektion och antikroppssvar på virus som är kända vid myokardit tas. EKG kan visa specifika förändringar. Ultraljud på hjärtat kan ge svaret om det finns en påverkan på hjärtats funktion eller vätska i hjärtsäcken. Det är inte ovanligt att diagnosen blir en uteslutningsdiagnos, det vill säga den diagnos som är mest sannolik när man uteslutit alla andra möjliga diagnoser trots att man har inga säkra bevis för det. Det finns med andra 12
ord inget specifikt prov eller undersökning som kan bevisa diagnosen. Myokardit kan leda till hjärtsvikt det vill säga sviktande pumpförmåga hos hjärtat. I undantagsfall kan det leda till plötslig död exempelvis under ett träningspass. Om man en gång i livet haft en myokardit kan man senare i livet riskera att drabbas av så kallad dilaterad kardiomyopati som är en sjukdom där hjärtat blir som en säck med kraftigt försämrad pumpförmåga. Detta behandlar man oftast medicinskt men kan i värsta fall leda till behov av hjärtbyte. Sammanfattningsvis bör man helt undvika fysisk träning under pågående infektioner för att minska risken för myokardit och dess komplikationer (Malm, 2005). 2.3.4. Viss ökad risk för arytmier Hos elitidrottaren sker en fysiologisk anpassning av hjärtats pumpförmåga vilket leder till en långsammare puls, bradykardi. Normalt hos icke tränade personer ligger vilopulsen på cirka 60-70 slag per minut. Hos en elittränad längdskidåkare kan den gå ner så lågt som till 30 per minut. Detta är normalt inget som ger några symtom men ibland kan det medföra en risk för ortostatism det vill säga yrsel när man reser sig upp. Detta beror på att ett ökat parasympatiskt påslag kan medföra att pulsen inte hinner med att öka för att hålla blodtrycket uppe när man går från exempelvis liggande till stående och man kan bli lite yr och i värsta fall svimma (Gillisson, 2014). Hos elitidrottare i uthållighetsgrenar, exempelvis maratonlöpare, ser man en ökad inlagring av fibros i hjärtmuskeln. Detta tror man bidrar till den något ökade incidensen av förmaksflimmer hos före detta idrottare (Predel, 2014). Förmaksflimmer kännetecknas av oregelbunden och ofta ökad hjärtrytm. Detta innebär att hjärtats pumpförmåga försämras. Som tidigare benämnts styrs hjärtats rytm av elektriska signaler från sinusknutan, se figur 1.2. Signalerna sprids till hjärtats förmak som kontrarherar sig och för blodet in i kamrarna. Signalen når sedan kamrarna som också drar ihop sig. För att hjärtat skall kunna fyllas maximalt och uppnå största möjliga volym är viktigt att kontraktionerna sker i denna ordning. Vid förmaksflimmer är det däremot kaotiskt i signalsystemet då förmakens elektriska signal inte längre uppstår i sinusknutan utan startas osynkroniserat på flera olika håll i förmaken. Detta medför att förmaken inte kan kontrahera synkront och tömma blodet in i kamrarna vilket i sin tur minskar slagvolymen. Vid ett snabbt förmaksflimmer minskar dessutom diastole vilket medför att kamrarna inte hinner fyllas optimalt. Förmaksflimmer är ingen livshotande 13
sjukdom men det medför nedsatt fysisk kapacitet och ökad risk för blodproppar samt stroke (Frick, 2011). Sinusarytmi innebär att sinusknutan ökar sin impulshastighet vid inandning jämfört med utandningen. Vid inandning skapas ett undertryck i brösthållan vilket medför att lungorna fylls med luft samt ett ökat blodflöde till höger förmak. Höger förmaksvägg tänjs ut vilket stimulerar sinusknutan och ökar dess frekvens. Tillståndet är normalt och är inget som behandlas. Många studier har visat att konditionsidrottare har en större tendens till att utveckla tillståndet (PM, 2014c). 2.4 PILOTSTUDIE Efter 16 veckors aerobisk träning sjönk vilopulsen från 55 slag per minut till 41 slag per minut. Arbetspulsen som tidigare låg på 143 slag per minut vid en belastning av 150 Watt sjönk till 134 slag per minut vid samma belastning. Innan träningsperioden beräknades den maximala syreupptagningsförmågan till 3,9 liter per minut vilket ger ett testvärde på 58 ml per kilogram och minut. Efter träningsperioden hade den maximala syreupptagningsförmågan ökat till 5,0 liter vilket motsvarar ett testvärde på 72 ml per kilogram och minut, trots viktuppgång från 67 kg till 70 kg. EKG-registrering före träningsperioden visade på sinusarytmi men i övrigt helt normalt utseende. EKG-registrering efter träningsperioden visade väsentligen oförändrade fynd, förutom en långsammare sinusrytm, se bilaga 3. Den sänkta vilopulsen beror på den ökade parasympatiska aktiviteten, vilket är hjärtats sätt att anpassa den ökade belastningen, så kallad vagotoni. Hjärtats fysiologiska anpassning med förbättrad kontraktillitet och effektiviserad metabolism leder också till en minskad arbetspuls och en ökad maximal syreupptagningsförmåga som väl illustrerades i pilotstudien. Resultat stämmer väl överens med den presenterade litteraturen. EKG-registreringen visade en minskad hjärtfrekvens i vila men i övrigt inga förändringar. Detta är att förvänta då det tar betydligt längre tid för hjärtats strukturella förändringar att ge utslag i ett EKG. 3. SAMMANFATTNING Denna litteratursammanställning syftar till att öka de teoretiska kunskaperna om hur hjärtats anatomi och fysiologi såväl som hjärthälsan påverkas av aerobisk träning. Aerobisk träning har 14
visat sig påverka hjärtats uppbyggnad och funktion på flera olika sätt. Hjärtstorleken ökar fram för allt som följd av en tillväxt av den vänstra kammarväggen som sker på grund av en ökad inlagring av muskelproteiner. Storleken påverkas också i och med en ökning av vänsterkammarens innerdiameter. Detta går under benämningen idrottsshjärtat och innebär ett hjärta strukturellt och funktionell adapterat till aerobisk träning. Vilopulsen minskar och slagvolymen ökar vilket leder till en förbättrad pumpförmåga och en ökad uthållighet. Även arbetspulsen sänks vilket betyder att hjärtat belastas på en lägre nivå av sin maximala kapacitet vid den givna belastningen vilket leder till en ökad uthållighet. Hjärtats metabola effektivitet ökar på grund av ökad inlagring av mitokondrier och ett förbättrat enzymsystem vilket leder till ett effektivare närings- och syreutbyte. Hjärtats egna blodförsörjning förbättras på grund av ett längre diastole som följer med den lägre vilopulsen. Dessutom leder aerobisk träning till en ökad diameter hos kranskärlen, ökad kollateralisering och kapillarisering som i sin tur leder till en förbättrad genomblödning av myokardiet. Dessa faktorer bidrar också till hjärtats förbättrade pumpförmåga och uthållighet. Pilotstudien i detta projekt visade resultat förenliga med bakomliggande och presenterad kunskap inom området. Aerobisk träning minskar risken för mortalitet och morbiditet i hjärt- och kärlsjukdom, exempelvis hjärtinfarkt och stroke. Detta sker dels genom en påverkan på riskfaktorer som hypertoni, dyslipidemi, diabetes och fetma, dels via en direkt gynnsam effekt på hjärtats anatomi och fysiologi. Blodtrycket sjunker, lipidprofilen förbättras och risken för diabetes och fetma minskar. Hjärtats effektivare metabolism och förbättrade genomblödning minskar risken för hjärtinfarkt och hjärtskada. Aerobisk träning påverkar även livskvalitén genom bland annat en minskad risk för depressioner och förbättrad stresshantering vilket leder till en minskad risk för hjärt- och kärlsjukdom. Aerobisk träning är förknippat med få negativa effekter på hjärtat. Det finns en viss ökad risk för perimyokardit vid fysisk ansträngning under pågående infektioner. Genomgången perimyokardit ökar risken för att senare utveckla hjärtsvikt. Det finns även en viss ökad förekomst av förmaksflimmer hos före detta uthållighetsidrottare. 15
4. SLUTDISKUSSION Syftet med denna litteratursammanställning var att på ett enkelt sätt redovisa vetenskaplig dokumentation på konsekvenserna av aerobisk träning på hjärtats funktion samt vilka hälsoeffekter det kan medföra, både på kort och lång sikt. För att belysa detta i praktiken gjordes även en pilotstudie. Det finns bred vetenskaplig dokumentation på en positiv effekt av aerobisk träning på hjärtats struktur och funktion. Majoriteten av studier på hjärtats adaptation på träning har gjorts på uthållighetsidrotter. Senare studier har dock visat liknade effekt av intervallträning av olika duration. Detta område behöver dock ytterligare utforskas. Det finns nya rön som antyder att mycket högintensiva och således mycket korta intervaller kan ha en positiv effekt på hjärtats funktion. Det finns studier som påvisar att högintensiv träning inte påverkar hjärtats arbete i vila men det leder till ett ökat maximalt syreupptag och nedsatt arbetspuls. Senare studier visar till och med att höginteinsiva intervaller förbättrar hjärtfunktionen och därmed den aerobiska prestationsförmågan mer än uthållighetsträning. Det råder dock en bristfällig forskning gällande anaerob träning och högintensiva intervaller på hjärtat. Mer studier behövs för att definiera effekten av olika träningstyper, intensiteten och duration på hjärtats prestationsförmåga. Det råder oenighet i litteraturen gällande effekten av tyngdlyftning av hjärtats funktion. Äldre studier har inte kunnat påvisa någon positiv effekt på hjärtat men senare studier har visat en funktionell förändring av vänstra kammaren som kan medföra en förbättrad systolisk funktion. Det behövs däremot fler studier för att belysa styrketräningens effekt på hjärtat. För dessa studier krävs det att atleterna inte använder anabola droger eftersom de kan påverka hjärtats struktur och funktion. Det finns även studier som visar att isometrisk träning har signifikant blodtryckssänkande effekt och därmed påverkan på hjärtfunktionen och hjärthälsan. För att fysisk aktivitet skall ha effekt på hjärtat verkar en pulsstegrande aktivitet vara nödvändig. Vibrationsträning har inte visat sig ha någon effekt på hjärtat eftersom det inte sker någon ökning av hjärtfrekvensen. Gemensamt för många studier gällande fysiskt aktivitet och effekt på hjärtat, både på lång och kort sikt, är att de flesta studier domineras av män. Fler studier som involverar kvinnor behövs 16