ΚΑΡΔΙΑΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΑΙ ΑΣΚΗΣΗ ΣΕ ΑΘΛΗΤΕΣ ΚΑΙ ΚΑΡΔΙΟΠΑΘΕΙΣ

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σχολή Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισμού Τομέας Ιατρικής της Άθλησης ΚΑΡΔΙΑΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΑΙ ΑΣΚΗΣΗ ΣΕ ΑΘΛΗΤΕΣ ΚΑΙ ΚΑΡΔΙΟΠΑΘΕΙΣ Καραθανάση Κωνσταντίνα Α.Ε.Μ.: 16208 Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Κουϊδή Ευαγγελία Θεσσαλονίκη, Μάρτιος 2017

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο 1.1 ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΑΣ 4 1.2 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΑΣ 8 1.3 ΚΑΡΔΙΑΓΓΕΙΑΚΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΑΣΚΗΣΗ 11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο 2.1 ΣΤΕΦΑΝΙΑΙΑ ΝΟΣΟΣ: ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 23 2.3 ΒΑΛΒΙΔΟΠΑΘΕΙΕΣ: ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 25 2.2 ΚΑΡΔΙΑΚΗ ΑΝΑΠΕΡΚΕΙΑ: ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 27 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ 29 2

Εισαγωγή Πολλές έρευνες έχουν αναδείξει τα οφέλη της σωματικής άσκησης τόσο στο σώμα όσο και στην ψυχολογία. Ο περιορισμός των παθήσεων, η βελτίωση της φυσικής κατάστασης και της ψυχολογικής κατάστασης, η αύξηση της μυϊκής δύναμης και η καλυτέρευση της ποιότητας της ζωής είναι μερικά από τα οφέλη της. Στην παρούσα εργασία αναλύονται τα οφέλη της φυσικής κατάστασης για τους ανθρώπους με καρδιακά νοσήματα, αφού πρώτα έχει γίνει ανάλυση της λειτουργίας της καρδιάς, τόσο ανατομικά όσο και ανατομικά για να επιτευχθεί έτσι η καλύτερη κατανόηση από τα οφέλη της άσκησης. Τέλος παρουσιάζονται ενδεικτικές ασκήσεις οι οποίες μπορούν να εφαρμοστούν καθώς και η δυναμική της καρδιάς κατά την διάρκεια της άσκησης. 3

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο 1.1 ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΑΣ Η καρδιά είναι ένα μυϊκό όργανο που περικλείεται από έναν ινώδη σάκο, το περικάρδιο και βρίσκεται στο θώρακα. Ο στενός χώρος μεταξύ του περικαρδίου και της καρδιάς είναι γεμάτος με ένα υδατώδες υγρό, το οποίο παίζει το ρόλο του λιπαντικού, καθώς η καρδιά μετατοπίζεται μέσα στο σάκο (Συλλογικό, 2011). Τα τοιχώματα της καρδιάς αποτελούνται από κύρια κύτταρα καρδιακού μυός και ονομάζονται μυοκάρδιο. Η εσωτερική επιφάνεια των τοιχωμάτων, δηλαδή η επιφάνεια που βρίσκεται σε επαφή με το αίμα μέσα στους καρδιακούς θαλάμους επικαλύπτεται από ένα λεπτό στρώμα κυττάρων, γνωστών ως ενδοθηλιακών κυττάρων ή ενδοθηλίου (Classen, Diehl, Kochsiek, 2010). Η ανθρώπινη καρδιά χωρίζεται σε δεξιό και αριστερό ημιμόριο, εκ των οποίων το καθένα αποτελείται από έναν κόλπο και μια κοιλία. Μεταξύ του κόλπου και της κοιλίας σε κάθε ημιμόριο της καρδιάς βρίσκονται οι κολποκοιλιακές βαλβίδες, οι οποίες επιτρέπουν τη ροή αίματος από τον κόλπο προς την κοιλία, αλλά όχι από την κοιλία προς τον κόλπο. Η δεξιά κολποκοιλιακή βαλβίδα ονομάζεται τριγλώχινη βαλβίδα και η αριστερή κολποκοιλιακή ονομάζεται μιτροειδής βαλβίδα (Συλλογικό, 2011). Το άνοιγμα και κλείσιμο των κολποκοιλιαακών βαλβίδων είναι μια παθητική διαδικασία, η οποία προκύπτει από τις διαφορές πίεσης στις δυο πλευρές των βαλβίδων. Όταν η πίεση του αίματος στον κόλπο είναι μεγαλύτερη από εκείνη της κοιλίας, ωθεί τη βαλβίδα η οποία χωρίζει τις δυο κοιλότητες, η βαλβίδα ανοίγει και το αίμα ρέει από τον κόλπο προς την κοιλία. Αντίθετα, όταν είναι μεγαλύτερη από εκείνη του αντίστοιχού της κόλπου, η βαλβίδα που χωρίζει τα δύο αυτά διαμερίσματα υποχρεώνεται να κλείσει. Γι αυτό το λόγο το αίμα ωθείται από τη δεξιά κοιλία μέσα στην πνευμονική αρτηρία και από την αριστερή κοιλία μέσα στην αορτή. Το αίμα σε φυσιολογικές συνθήκες δεν κινείται προς τα πίσω, δηλαδή, από τις κοιλίες προς τους κόλπους (Classen, Diehl, Kochsiek, 2010). Οι κολποκοιλιακές βαλβίδες είναι στερεωμένες σε μυϊκές προεκβολές των κοιλιακών τοιχωμάτων, τους θηλοειδείς μύες, με ινώδη νήματα, τις τενόντιες χορδές. 4

Η κατασκευή αυτή αποτρέπει την ώθηση των κολποκοιλαικών βαλβίδων προς την κατεύθυνση των κόλπων. Οι θηλοειδείς μύες δεν ανοίγουν ή κλείνουν τις βαλβίδες. Ο ρόλος τους είναι μόνο για να περιορίζουν τις κινήσεις των βαλβίδων και να εμποδίζουν την αναστροφή τους. Το άνοιγμα της δεξιάς κοιλίας προς το στέλεχος της πνευμονικής αρτηρίας και της αριστερής κοιλίας προς την αορτή ρυθμίζεται επίσης με βαλβίδες, οι οποίες ονομάζονται μηνοειδείς, τις πνευμονικές και αορτικές βαλβίδες, αντίστοιχα. Αυτές οι βαλβίδες επιτρέπουν στο αίμα να ρέει μέσα στις αρτηρίες κατά την κοιλιακή συστολή, αλλά εμποδίζουν το αίμα να κινείται στην αντίθετη κατεύθυνση κατά την κοιλιακή χαλάρωση. Αυτές οι βαλβίδες, όπως και οι κολποκοιλιακές βαλβίδες λειτουργούν κατά έναν εντελώς παθητικό τρόπο. Το αν είναι ανοιχτές ή κλειστές εξαρτάται από τη διαφορά πίεσης ανάμεσα στις δυο πλευρές τους (Συλλογικό, 2011). Ένα αξιοσημείωτο γεγονός, που σχετίζεται με τη λειτουργία των καρδιακών βαλβίδων, είναι ότι αυτές προβάλλουν πολύ μικρή αντίσταση στη ροή αίματος. Συνεπώς, μια πολύ μικρή εκδηλούμενη διαφορά πίεσης δια μέσου της βαλβίδας είναι αρκετή να παράγει μεγάλη ροή αίματος. Σε παθολογικές καταστάσεις, όμως, μπορεί το στόμιο της βαλβίδα να στενέψει και έτσι ακόμα και όταν αυτή ανοίγει, προβάλλει υψηλή αντίσταση στη ροή αίματος. Σε τέτοιες καταστάσεις, η συστελλόμενη κοιλία δύναται να παρουσιάζει υψηλή πίεση για να προκληθεί ροή αίματος δια μέσου της βαλβίδας (Classen, Diehl, Kochsiek, 2010), (Συλλογικό, 2011). Στα σημεία εισόδου της άνω και κάτω κοίλης φλέβας μέσα στον δεξιό κόλπο, και των πνευμονικών φλεβών μέσα στον αριστερό κόλπο δεν υπάρχουν βαλβίδες. Όμως, η συστολή των κόλπων ωθεί πολύ λίγο αίμα πίσω στις φλέβες, γιατί η συστολή των κόλπων συμπιέζει τις φλέβες στο σημείο εισόδου τους στους κόλπους, αυξάνοντας την αντίσταση στην ροή προς τα πίσω. Στην πραγματικότητα, λίγο αίμα εξωθείται πίσω στις φλέβες και αυτό ευθύνεται για τον φλεβικό παλμό που συχνά μπορεί να παρατηρηθεί στις φλέβες του τραχήλου όταν οι κόλποι συστέλλονται (Συλλογικό, 2011). 5

Καρδιακός μυς Τα κύτταρα του μυοκαρδίου είναι διατεταγμένα σε στιβάδες οι οποίες είναι στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους και περικυκλώνουν τελείως τις γεμάτες με αίμα κοιλότητες.όταν τα τοιχώματα μίας κοιλότητας συστέλλονται, ασκούν πίεση στο αίμα που εγκλείουν. Ο καρδιακός μυς συνδυάζει ιδιότητες του σκελετικού και του λείου μυός. Τα κύτταρα φέρουν γραμμώσεις λόγω της διάταξης των παχιών νηματίων της μυοσίνης και των λεπτών νηματίων της ακτίνης όπως και στο σκελετικό μυ. Τα μυοκαρδιακά κύτταρα, όμως, είναι αρκετά κοντύτερα από τις ίνες του σκελετικού μυός και διακλαδίζονται με διάφορους τρόπους. Γειτονικά κύτταρα ενώνονται στα άκρα τους συγκροτώντας τους ονομαζόμενους εμβόλιμους δίσκους ή κλιμακωτές ταινίες μέσα στους οποίους υπάρχουν δεσμοσώματα που συγκρατούν τα κύτταρα μαζί και προσδένονται τα μυοινίδια. Δίπλα στους εμβόλιμους δίσκους βρίσκονται χασματικές συνδέσεις όμοιες με εκείνες που παρατηρούνται σε πολλούς λείους μυς (Classen, Diehl, Kochsiek, 2010). Περίπου 1% των μυοκαρδιακών ινών έχουν εξειδικευμένα χαρακτηριστικά που είναι βασικά για τη φυσιολογική διέγερση της καρδιάς. Αποτελούν ένα δίκτυο γνωστό ως το σύστημα αγωγής καρδιακής διέγερσης το οποίο επικοινωνεί με άλλες μυοκαρδιακές ίνες μέσω χασματικών συνδέσεων. Το σύστημα αγωγής ξεκινά τον καρδιακό παλμό και βοηθά τη γρήγορη διάδοση του ερεθίσματος σε ολόκληρη την καρδιά (Συλλογικό, 2011). Νεύρωση Ορισμένα κύτταρα στους κόλπους εκκρίνουν την οικογένεια των πεπτιδικών ορμονών που καλούνται συλλήβδην κολπικός νατριουρητικός παράγοντας. Η καρδιά δέχεται άφθονες συμπαθητικές και παρασυμπαθητικές νευρικές ίνες. Οι παρασυμπαθητικές αποτελούν κλάδο του πνευμονογαστρικού νεύρου. Οι συμπαθητικές μεταγαγγλιακές ίνες απελευθερώνουν κύρια νορεπινεφρίνη, ενώ οι παρασυμπαθητικές ακετυλοχολίνη. Οι υποδοχείς νορεπινεφρίνης στον καρδιακό μυ είναι κατά βάση βήτα-αδρενεργικοί. Η ορμόνη επινεφρίνη από τον μυελό των 6

επινεφριδίων ενώνεται με τους ίδιους υποδοχείς όπως και η νορεπινεφρίνη και ασκεί την ίδια δράση στην καρδιά. Οι υποδοχείς της ακετυλοχολίνης είναι μουσκαρινικού τύπου ( Barrett, Barman, Boitano, Brooks, 2011). Αιμάτωση καρδιάς Το αίμα που αντλείται μέσω την καρδιακών κοιλοτήτων δεν ανταλλάσσει θρεπτικά συστατικά και μεταβολικά προϊόντα με τα κύτταρα του μυοκαρδίου. Αυτά, όπως και τα κύτταρα όλων των άλλων οργάνων, τροφοδοτούνται με αίμα μέσω αρτηριών που διακλαδίζονται από την αορτή. Οι αρτηρίες που τροφοδοτούν το μυοκάρδιο είναι οι στεφανιαίες αρτηρίες και το αίμα που ρέει μέσα σ αυτές ονομάζεται στεφανιαία αιματική ροή. Οι στεφανιαίες αρτηρίες εξέρχονται από τη ρίζα της αορτής και καταλήγουν σε ένα διακλαδιζόμενο δίκτυο μικρών αρτηριών, αρτηριδίων, τριχοειδών, φλεβιδίων και φλεβών, όμοιο με εκείνο που παρατηρείται σε άλλα όργανα. Οι περισσότερες από τις στεφανιαίες φλέβες διοχετεύουν το περιεχόμενο τους σε μια μεγάλη φλέβα, το στεφανιαίο κόλπο, ο οποίος εκβάλλει στον δεξιό κόλπο της καρδιάς (Classen, Diehl, Kochsiek, 2010). 7

1.2 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΑΣ Η γρήγορη ροή αίματος σε ολόκληρο το σώμα παράγεται από την πίεση που δημιουργείται από τη λειτουργία της καρδιάς, ως αντλία. Όπως ανακαλύφθηκε από τον βρετανό φυσιολόγο William Harvey (1628), το καρδιαγγειακό σύστημα σχηματίζει έναν κύκλο, έτσι ώστε το αίμα που εξωθείται από την καρδιά και ρέει εντός μιας σειράς αγγείων, επιστρέφει στην καρδιά μέσω μια διαφορετικής διάταξης αγγείων. Υπάρχουν δυο συστήματα αγγείων τα οποία ξεκινούν και καταλήγουν στην καρδιά. Κάθε ημιμόριο περιέχει κοιλότητες: έναν κόλπο και μια κοιλία (Vander, Sherman, Luciano, Tsakopoulos, 2011). Το αίμα αντλείται μέσω ενός της πνευμονικής κυκλοφορίας, από την δεξιά κοιλία διαμέσου των πνευμόνων και μετά στον αριστερό κόλπο. Μέσω του συστήματος της κυκλοφορίας, από την αριστερή κοιλία διαμέσου όλων των ιστών του σώματος εκτός, από τους πνεύμονες, και μετά επιστρέφει στον δεξιό κόλπο. Και στα δυο συστήματα, τα αγγεία που μεταφέρουν αίμα μακριά από την καρδιά και εκφύονται από τις κοιλίες ονομάζονται αρτηρίες ενώ εκείνα που μεταφέρουν αίμα, είτε από τους πνεύμονες είτε πίσω στην καρδιά ονομάζονται φλέβες. Η λειτουργία της καρδιάς ως αντλίας είναι η κυκλοφορία του αίματος η οποία διακρίνεται στη συστηματική και πνευμονική κυκλοφορία. Στη συστηματική κυκλοφορία, το αίμα αφήνει την αριστερή κοιλία μέσω μιας από μόνο μεγάλης αρτηρίας, της αορτής. Οι συστηματικές αρτηρίες εκπορεύονται από την αορτή και χωρίζονται σε δύο διαδοχικά μικρότερες διακλαδώσεις. Οι πιο μικρές αρτηρίες διακλαδίζονται σε αρτηρίδια, τα οποία με τη σειρά τους διακλαδίζονται σε πολύ μικρά αγγεία, τα τριχοειδή, τα οποία συνενώνονται για να σχηματίσουν αγγεία μεγαλύτερης διαμέτρου, τα φλεβίδια. Τα αρτηρίδια, τα τριχοειδή και τα φλεβίδια αποτελούν την μικροκυκλοφορία του συστήματος (Classen, Diehl, Kochsiek, 2010). Τα φλεβίδια στη συστηματική κυκλοφορία ενώνονται μετά για να σχηματίσουν μεγαλύτερα αγγεία, τις φλέβες. Οι φλέβες από τα διάφορα περιφερικά αγγεία και ιστούς συνέρχονται για να δημιουργήσουν δυο μεγάλες φλέβες, την κάτω κοίλη φλέβα και την άνω κοίλη φλέβα οι οποίες καταλήγουν στο δεξιό κόλπο της καρδιάς. 8

Η πνευμονική κυκλοφορία αποτελείται από ένα παρόμοιο σύστημα. Το αίμα εξέρχεται από τη δεξιά κοιλία μέσω της πνευμονικής αρτηρίας, η οποία διαιρείται σε δυο πνευμονικές αρτηρίες καθεμία από τις οποίες προμηθεύει τον δεξιό και τον αριστερό πνεύμονα αντίστοιχα. Στους πνεύμονες οι αρτηρίες διακλαδίζονται συνεχώς σχηματίζοντας τριχοειδή τα οποία συνενώνονται σε φλεβίδια και σε φλέβες. Το αίμα απωθείται από τους πνεύμονες μέσω τεσσάρων πνευμονικών φλεβών οι οποίες καταλήγουν στον αριστερό κόλπο (Vander, Sherman, Luciano, Tsakopoulos, 2011). Η καρδιά είναι στην ουσία, μια διπλή αντλία, αφού πρώτα συστέλλονται οι κόλποι και ακολούθως, σχεδόν αμέσως, συστέλλονται οι κοιλίες. Η συστολή του καρδιακού μυός, όπως και των άλλων τύπων μυός, πυροδοτείται από την εκπόλωση της κυτταροπλασματικής μεμβράνης. Τα μυοκαρδιακά κύτταρα είναι ενωμένα μεταξύ τους με χασματικές συνδέσεις. Αυτές επιτρέπουν στα δυναμικά ενέργειας να διαδίδονται από το ένα κύτταρο στο άλλο. Έτσι η αρχική διέγερση ενός μυοκαρδιακού κυττάρου καταλήγει σε διέγερση όλων των κυττάρων. Αυτή, η αρχική εκπόλωση κανονικά εκδηλώνεται με μια μικρή ομάδα κυττάρων του συστήματος αγωγής, το φλεβόκομπο ή φλεβοκολπικό κόμβο ή SA κόμβο, που βρίσκεται στον δεξιό κόλπο κοντά στην είσοδο της άνω κοίλης φλέβας. Το δυναμικό ενέργειας διαδίδεται κατόπιν από τον φλεβόκομβο σε όλη την καρδιά κατά τέτοιον τρόπο ώστε να προκαλεί συστολή των κόλπων πρώτα και μετά των κοιλιών ( Barrett, Barman, Boitano, Brooks, 2011). Η εκπόλωση του φλεβόκομβου, ο οποίος είναι ο φυσιολογικός βηματοδότης της καρδιάς, δημιουργεί σε φυσιολογικές συνθήκες το ηλεκτρικό ρεύμα που οδηγεί σε εκπόλωση όλων των άλλων κυττάρων του καρδιακού μυός, και έτσι ο ρυθμός εκφόρτισής του καθορίζει την καρδιακή συχνότητα, το πόσες φορές δηλαδή, η καρδιά συστέλλεται ανά λεπτό (Vander, Sherman, Luciano, Tsakopoulos, 2011). Το δυναμικό ενέργειας που ξεκινά από τον φλεβόκομβο διαδίδεται σε όλο το μυοκάρδιο, περνώντας από κύτταρο σε κύτταρο μέσω των χασματικών συνδέσεων. Η διάδοση σε ολόκληρο τον δεξιό κόλπο και από τον δεξιό στον αριστερό κόλπο δεν εξαρτάται από ίνες του συστήματος αγωγής. Η διάδοση είναι αρκετά γρήγορη ώστε οι δύο κόλποι να εκπολώνονται και να συστέλλονται ουσιαστικά ταυτόχρονα (Vander, Sherman, Luciano, Tsakopoulos, 2011). 9

Η διάδοση του δυναμικού ενέργειας στις κοιλίες είναι πιο περίπλοκη και εμπλέκεται σε αυτήν το υπόλοιπο σύστημα αγωγής. Ο συνδετικός κρίκος ανάμεσα στην εκπόλωση των κόλπων και των κοιλιών είναι ένα τμήμα του συστήματος αγωγής που ονομάζεται κολποκοιλιακό κόμβος ή ΑV κόμβος και βρίσκεται στη βάση του δεξιού κόλπου. Το δυναμικό ενέργειας που διαδίδεται μέσω του δεξιού κόλπου προκαλεί εκπόλωση του κολποκοιλιακού κόμβου. Αυτός ο κόμβος εμφανίζει ένα χαρακτηριστικό με ιδιαίτερη σπουδαιότητα: Για διάφορους λόγους που σχετίζονται με τις ηλεκτρικές ιδιότητες των κυττάρων του κολποκοιλιακού κόμβου, η διάδοση των δυναμικών ενέργειας μέσω του κολποκοιλιακού κόμβου είναι σχετικά αργή (απαιτεί περίπου 0,1 δευτερόλεπτα). Με αυτή την καθυστέρηση καθίσταται δυνατόν να προστεθεί με τη συστολή των κόλπων επιπλέον αίμα στις κοιλίες πριν λάβει χώρα η συστολή των κοιλιών ( Barrett, Barman, Boitano, Brooks, 2011). Αφού φύγει από τον κολποκοιλιακό κόμβο, η ώση διαπερνά το τοίχωμα μεταξύ των δυο κοιλιών (το μεσοκοιλιακό διάφραγμα) μέσω των ινών του συστήματος αγωγής που ονομάζεται δεμάτιο του His (ή κολποκοιλιακό δεμάτιο) προς τιμήν του ερευνητή που το ανακάλυψε. Πρέπει να υπογραμμισθεί ότι ο AV κόμβος και το δεμάτιο His αποτελούν το μοναδικό ηλεκτρικό συνδετικό κρίκο ανάμεσα στους κόλπους και τις κοιλίες. Δεν υπάρχει άλλη τέτοια σύνδεση, αφού μια στιβάδα μη αγώγιμου συνδετικού ιστού, μέσα στην οποία διεισδύει το δεμάτιο His, διαχωρίζει πλήρως καθένα κόλπο από την αντίστοιχη κοιλία. Το δεμάτιο His στη συνέχεια διαιρείται μέσα στο διάφραγμα σε δεξιό και σε αριστερό κλάδο, οι οποίοι τελικά αφήνουν το διάφραγμα για να μπουν στα τοιχώματα των δυο κοιλιών. Αυτές οι ίνες με τη σειρά τους έρχονται σε επαφή με τις παρκίνειες ίνες (ονομάζονται επίσης μυοκαρδιακές ίνες αγωγής ή ίνες Purkinje), μεγάλα κύτταρα αγωγής που διανέμουν γρήγορα την ώση σε πολλά σημεία των κοιλιών. Τελικά, οι ίνες Purkinje έρχονται σε επαφή με κοιλιακά κύτταρα που δεν ανήκουν στο σύστημα αγωγής, μέσω των οποίων η ώση διαδίδεται και στα υπόλοιπα σημεία των κοιλιών (Classen, Diehl, Kochsiek, 2010). Η γρήγορη αγωγή των ώσεων κατά μήκος των ινών Purkinje και η διάχυτη κατανομή αυτών των ινών προκαλεί εκπόλωση όλων των δεξιών και αριστερών κοιλιακών κυττάρων σχεδόν ταυτόχρονα και εξασφαλίζει μια και μοναδική συντονισμένη συστολή. Στην πραγματικότητα η εκπόλωση και η συστολή αρχίζουν ελαφρώς νωρίτερα στο κάτω μέρος (κορυφή) των κοιλιών και διαδίδονται προς τα 10

πάνω. Το αποτέλεσμα είναι μια πιο ενεργή, αποδοτική, αποτελεσματική συστολή (Barrett, Barman, Boitano, Brooks, 2011). 1.3 ΚΑΡΔΙΑΓΓΕΙΑΚΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΑΣΚΗΣΗ Καρδιακή Παροχή Η καρδιακή παροχή αποτελεί το βασικό δείκτη της λειτουργικής ικανότητας της κυκλοφορίας να ανταπεξέρχεται στις απαιτήσεις που δημιουργούνται κατά τη φυσική δραστηριότητα. Η παροχή της καρδιάς, όπως και σε κάθε αντλία, καθορίζεται από το ρυθμό με τον οποίο συστέλλεται (καρδιακή συχνότητα) και από την ποσότητα αίματος που προωθείται με κάθε παλμό (όγκος παλμού). Η καρδιακή παροχή υπολογίζεται από τον τύπο: Καρδιακή παροχή = Καρδιακή συχνότητα Χ Όγκος παλμού Μέτρηση της Καρδιακή Παροχής Η μέτρηση της παροχής μιας μάνικας, μιας αντλίας, ή μιας κάνουλας είναι σχετικά απλή διαδικασία. Αρκεί να ανοίξει κανείς τη βαλβίδα και να συλλέξει και να μετρήσει τον όγκο του υγρού που εκχέεται σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Τα πράγματα όμως διαφέρουν όταν πρόκειται για τον υπολογισμό της καρδιακής παροχής. Ακόμα και αν εφαρμοσθεί μια άμεση τεχνική, η διακοπή της συνέχειας του κύριου απαγωγού αγγείου στο κλειστό κύκλωμα κυκλοφορίας, θα αλλοιώσει δραματικά την πραγματική τιμή της παροχής. Στον άνθρωπο έχουν εφαρμοστεί διάφορες μέθοδοι γι αυτό το σκοπό σ αυτές ανήκουν η μέθοδος του Fick, η επανεισπνοή CO2 και διάφορες μέθοδοι αραίωσης (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) 11

Μέθοδος του Fick Η καρδιακή παροχή μπορεί να υπολογιστεί εάν γνωρίζει κανείς την κατά λεπτό πρόσληψη οξυγόνου ενός ατόμου και τη μέση αρτηριοφλεβική διαφορά οξυγόνου (διαφορά a-v O2). Η ερώτηση που μένει να απαντηθεί είναι: Ποια είναι η ποσότητα αίματος που πρέπει να κυκλοφορήσει σε ένα λεπτό, ώστε να έχουμε τη δεδομένη πρόσληψη οξυγόνου, εάν γνωρίζουμε την διαφορά a-v O2; Ο τύπος που εκφράζει τη σχέση ανάμεσα στην καρδιακή παροχή, την πρόσληψη οξυγόνου και τη διαφορά a-v O2 εμπεριέχει την αρχή που διατυπώθηκε από τον Fick το 1870 και ονομάστηκε εξίσωση του Fick: Καρδιακή παροχή (ml/min) = [ Πρόσληψη Ο2 (ml/min) / διαφορά a-v O2 (ml/100 ml αίματος] Χ 100 Παρόλο που η αρχή του Fick είναι απλή, στην πράξη οι μετρήσεις με αυτή την τεχνική είναι πολύπλοκες και η κλινική εφαρμογή της περιορίζεται μόνο στις περιπτώσεις που τα οφέλη υπερβαίνουν οποιονδήποτε πιθανό κίνδυνο. Η μέτρηση της διαφοράς a-v O2 είναι πιο δύσκολη. Απαιτεί τη λήψη αντιπροσωπευτικού δείγματος αρτηριακού αίματος, η οποία γίνεται από κάποια προσιτή αρτηρία, όπως η μηριαία, η κερκιδική, ή η βραχιόνιος. Παρόλο που ο εντοπισμός τους είναι εύκολος, η παρακέντηση τους μπορεί να είναι τραυματική για τον ασθενή. Για να γίνει ακριβής μέτρηση της μέσης περιεκτικότητας σε οξυγόνο του μικτού φλεβικού αίματος είναι απαραίτητη η λήψη αίματος από μια κοιλότητα με μικρό αίμα όπως ο δεξιός κόλπος, η δεξιά κοιλία, ή ακόμα και η πνευμονική αρτηρία. Αυτό επιτυγχάνεται με την προώθηση ενός ελαστικού καθετήρα μέσω της βραχιόνιας φλέβας στην άνω κοίλη φλέβα και στη συνέχεια στις κοιλότητες της δεξιάς καρδιάς. Τόσο το αρτηριακό όσο και το μικτό φλεβικό δείγμα αίματος λαμβάνονται την ίδια χρονική περίοδο που μετριέται και η πρόσληψη οξυγόνου (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Η άμεση τεχνική μέτρησης που περιέγραψε ο Fick έχει εφαρμοστεί σε διάφορες μελέτες της δυναμικής του καρδιαγγειακού συστήματος κάτω από ποικίλες πειραματικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένης και της άσκησης. Στην πραγματικότητα, αυτή η μέθοδος περιέχει σε γενικές γραμμές το κριτήριο για την επικύρωση άλλων μεθόδων μέτρησης της καρδιακής παροχής. Το κύριο μειονέκτημα της μεθόδου του Fick είναι η επεμβατική φύση της, η οποία μπορεί να αλλοιώσει τις 12

μετρήσεις. Έτσι, παρόλο που η λαμβανόμενη τιμή είναι ακριβής, μπορεί να μην αντανακλά το «φυσιολογικό» μοντέλο της απάντησης του καρδιαγγειακού ενός ατόμου (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Άλλες Λιγότερο Επεμβατικές Μέθοδοι Η καρδιακή παροχή μπορεί να υπολογισθεί εάν στην εξίσωση του Fick υποκατασταθούν οι αντίστοιχες τιμές του διοξειδίου του άνθρακα. Είναι εύκολο να υπολογίσει κανείς τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα στο φλεβικό και αρτηριακό αίμα με τη βοήθεια του αναλυτή διοξειδίου του άνθρακα, ο οποίος μετράει τη συγκέντρωση του αερίου καθ όλη την διάρκεια του αναπνευστικού κύκλου. Αυτή η τεχνική είναι μη επεμβατική ή «αναίμακτη» και απαιτεί απλά την ανάλυση του διοξειδίου του άνθρακα σε κάθε αναπνοή. Η παραγωγή του αερίου αυτού υπολογίζεται με τη μέθοδο του ανοιχτού κυκλώματος (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Ένας άλλος τρόπος υπολογισμού της καρδιακής παροχής συνίσταται στην ένεση μιας γνωστής ποσότητας αδρανούς χρωστικής σε μια μεγάλη φλέβα. Το υλικό δείκτης παραμένει στο αγγειακό δίκτυο συνήθως συνδεδεμένο με της πρωτεΐνες του πλάσματος ή τα ερυθροκύτταρα. Στη συνέχεια αναμιγνύεται με το αίμα καθώς ταξιδεύει προς τους πνεύμονες και ξανά προς την καρδιά πριν εισέλθει στην συστηματική κυκλοφορία. Δείγματα αρτηριακού αίματος λαμβάνονται συνεχώς και μετράται σ αυτά η συγκέντρωση της χρωστικής. Η περιοχή κάτω από την καμπύλη διάλυσης-συγκέντρωσης παριστάνει τη μέση συγκέντρωση του υλικού δείκτη καθώς το αίμα εξέρχεται από την καρδιά. Η καρδιακή παροχή υπολογίζεται με βάση τη διάλυση μιας γνωστής ποσότητας χρωστικής σε μια άγνωστη ποσότητα αίματος (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Καρδιακή Παροχή κατά την Ηρεμία Αγύμναστα Άτομα Για τον μέσο άνθρωπο καρδιακή παροχής της τάξης των 5 λίτρων συνήθως διατηρείται με καρδιακή συχνότητα ίση με 70 παλμούς ανά λεπτό. Εάν η τιμή της 13

καρδιακής συχνότητας αντικατασταθεί στην εξίσωση της καρδιακής παροχής, ο όγκος παλμού υπολογίζεται σε 71 ml ανά παλμό. Οι τιμές για τον όγκο του παλμού στις γυναίκες είναι συνήθως 25% μικρότερες από αυτές που μετριούνται στους άνδρες. Αυτή η διαφορά ανάμεσα στα δύο φύλα συνήθως οφείλεται στο μικρότερο σωματικό μέγεθος μιας μέσης γυναίκας σε σύγκριση με ένα αντίστοιχο άντρα (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Αθλητές Αντοχής Στους αθλητές αντοχής η καρδιακή συχνότητα κατά την ηρεμία ανέρχεται σε περίπου 50 παλμούς ανά λεπτό. Επειδή η καρδιακή παροχή σ αυτές τις συνθήκες και για τους αθλητές είναι 5 λίτρα ανά λεπτό, για να κυκλοφορήσει το αίμα απαιτείται αναλογικά μεγαλύτερος όγκος παλμού ίσος με 100 ml ανά παλμό. Παρόλο που οι υπολογισμοί είναι απλοί, οι υποκείμενοι παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί δεν είναι πλήρως κατανοητοί. Δεν έχει διευκρινιστεί εάν η βραδυκαρδία που παρατηρείται στους αθλητές αντοχής προκαλεί το μεγάλο όγκο παλμού ή αντίστροφα, αφού η αερόβια εξάσκηση ενισχύει το μυοκάρδιο. Δύο παράγοντες είναι προφανώς ουσιώδεις κατά την άσκηση: (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) 1. Η προπόνηση αντοχής αυξάνει τον τόνο του πνευμονογαστρικού, το οποίο προκαλεί βραδυκαρδία 2. Ο καρδιακός μυς ενισχύεται με την αερόβια προπόνηση και είναι σε θέση να εκτελέσει πιο ισχυρούς παλμούς σε κάθε συστολή. Καρδιακή Παροχή κατά την Άσκηση Η αιματική ροή αυξάνει ανάλογα με την ένταση της άσκησης. Κατά την προοδευτική μετάβαση από την ηρεμία στην άσκηση σταθερού ρυθμού, η καρδιακή παροχή υφίσταται αρχικά ταχεία αύξηση, η οποία ακολουθείται από σταδιακή άνοδο, έως ότου επιτευχθεί ένα πλατώ. Σ αυτό το σημείο, η αιματική ροή αρκεί για να καλύψει τις μεταβολικές απαιτήσεις που δημιουργούνται κατά την άσκηση (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) 14

Από μετρήσεις που έγιναν σε άνδρες φοιτητές με χρόνια καθιστική ζωή διαπιστώθηκε ότι η καρδιακή παροχή κατά τη διάρκεια πολύ έντονης άσκησης γίνεται περίπου τετραπλάσια αυτής της ηρεμίας και ανέρχεται σε 20 έως 22 λίτρα αίματος ανά λεπτό. Η μέγιστη καρδιακή συχνότητα σε αυτούς τους νέους ενήλικες ανήλθε σε 195 παλμούς ανά λεπτό. Συμπερασματικά ο όγκος παλμού κατά τη μέγιστη άσκηση υπολογίσθηκε ανάμεσα σε 103 και 113 ml αίματος, ανά παλμό. Αντίθετα, στους αθλητές αντοχής παγκόσμιας κλάσης, μετρήσεις έδειξαν ότι η μέγιστη καρδιακή παροχή μπορεί να ανέλθει σε 35 έως 40 λίτρα το λεπτό. Οι αριθμοί αυτοί γίνονται ακόμα πιο εντυπωσιακοί εάν σκεφτεί κανείς ότι ένα προπονημένο άτομο έχει χαμηλότερη μέγιστη καρδιακή συχνότητα από έναν άλλο ίδιας ηλικίας που κάνει καθιστική ζωή. Έτσι, οι αθλητές αντοχής επιτυγχάνουν υψηλότερη καρδιακή παροχή μέσω της σημαντικής αύξησης του όγκου παλμού. Για παράδειγμα, η καρδιακή παροχή ενός Ολυμπιονίκη στη χιονοδρομία ανωμάλου δρόμου κατά τη μέγιστη ένταση αυξήθηκε περίπου φορές πάνω από την τιμή ηρεμίας, στα 40 λίτρα ανά λεπτό, ενώ ο αντίστοιχος όγκος παλμού ήταν 210 ml. Αυτή η τιμή για τον όγκο παλμού είναι περίπου διπλάσια από τη μέγιστη τιμή που μπορεί να παρατηρηθεί σε ένα αγύμναστο υγιές άτομο, ίδιας ηλικίας (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Όγκος Παλμού κατά την Άσκηση Σε πείραμα που διενεργήθηκε σχετικά με τη μεταβολή του όγκου παλμού σε δύο ομάδες ανδρών κατά τη διάρκεια άσκησης αυξανόμενης έντασης, η οποία επιτελείται σε όρθια θέση. Η μια ομάδα αποτελείτο από 6 γυμνασμένους αθλητές αντοχής που έχουν προπονηθεί για πολλά έτη. Στην άλλη ομάδα ανήκουν τρεις φοιτητές που κάνουν καθιστική ζωή. Οι μεταβολές της καρδιακής λειτουργίας κατά την άσκηση αξιολογήθηκαν πριν και μετά από χρονικό διάστημα 55 ημερών, κατά το οποίο ακολούθησαν πρόγραμμα προπόνησης, που αποσκοπεί στη βελτίωση της αερόβιας φυσικής κατάστασης (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) 15

Όγκος Παλμού και VO2max Τα δεδομένα προέρχονται από τρεις ομάδες, αθλητές, υγιή αλλά αγύμναστα άτομα, και ασθενείς με μιτροειδική στένωση, μια βαλβιδοπάθεια, που δεν επιτρέπει την πλήρη κένωση της αριστερής κοιλίας. Οι διαφορές στη VO2max ανάμεσα στις διάφορες ομάδες σχετίζονται στενά με τις διαφορές που παρατηρούνται στον όγκο παλμού. Στους ασθενείς με μιτροειδική στένωση η λειτουργική ικανότητα και ο μέγιστος όγκος παλμού ανήλθαν στο 58% περίπου των τιμών που παρατηρήθηκαν στους υγιείς, αγύμναστους μάρτυρες. Η μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου των αθλητών ήταν κατά 62% μεγαλύτερη αυτής που παρατηρήθηκε στους αγύμναστους μάρτυρες. Ταυτόχρονα σημειώθηκε αύξηση του όγκου παλμού κατά 60%. Επειδή η μέγιστη καρδιακή συχνότητα και στις δύο ομάδες ήταν παρόμοια, η διαφορά στην καρδιακή παροχή ( και στην VO2max ) αποδίδεται αποκλειστικά στη διαφοροποίηση των μέγιστων τιμών για τον όγκο παλμού (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Όγκος παλμού : Σχέση Συστολικής Κένωσης και Διαστολικής Πλήρωσης Δύο είναι οι φυσιολογικοί μηχανισμοί που ρυθμίζουν τον όγκο παλμού και συμβάλλουν σε ποικίλο βαθμό στην αύξηση του που παρατηρείται κατά την άσκηση. Ο πρώτος οφείλεται σε ενδογενείς ιδιότητες του μυοκαρδίου και απαιτεί μεγάλη πλήρωση των καρδιακών κοιλοτήτων η οποία θα οδηγήσει σε μια ισχυρή συστολή. Στο δεύτερο μηχανισμό ρυθμιστικό ρόλο παίζουν οι νευροχημικοί παράγοντες, Απαιτείται φυσιολογική πλήρωση των κοιλιών που συνοδεύεται από μεγάλο όγκο παλμού, ο οποίος οφείλεται στην ισχυρή συστολή που οδηγεί σε μεγαλύτερου βαθμού κένωση των κοιλοτήτων (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Μεγαλύτερη Διαστολική Πλήρωση Ο βαθμός πλήρωσης των κοιλιών κατά τη διαστολική φάση του καρδιακού κύκλου επηρεάζεται από οποιονδήποτε παράγοντα αυξάνει τη φλεβική επιστροφή (αναφέρεται σαν προφόρτιο) ή επιβραδύνει τον καρδιακό ρυθμό. Η αύξηση του τελοδιαστολικού όγκου διατείνει τις μυοκαρδιακές ίνες, οι οποίες καθώς θα 16

συσταλούν θα παράγουν έναν ισχυρό παλμό. Κατά τον παλμό αυτό από την καρδιά εξωθείται το αίμα που αποτελεί τον φυσιολογικό όγκο παλμού και το επιπλέον αίμα που εισήλθε στις κοιλίες για να διατείνει το μυοκάρδιο (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Η σχέση ανάμεσα στην ένταση της συστολής και το μήκος των μυοκαρδιακών ινών κατά την ηρεμία περιεγράφηκε από δύο φυσιολόγους, τον Frank και τον Starling στις αρχές του αιώνα, μετά από μελέτες σε πειραματόζωα. Η καλύτερη συστολή πιστεύεται ότι οφείλεται στην καλύτερη διάταξη των μυοινιδίων καθώς συστέλλεται ο μυς. Όταν αυτό το φαινόμενο αναφέρεται στην καρδιά ονομάζεται νόμος του Starling (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Για πολλά χρόνια οι φυσιολόγοι πίστευαν ότι ο μηχανισμός που περιέγραψαν οι Frank και Starling είναι ο τρόπου που αυξάνεται ο όγκος παλμού σ όλες τις περιπτώσεις κατά την άσκηση. Συγκεκριμένα θεωρούσαν ότι η αυξημένη φλεβική επιστροφή οδηγεί σε μεγαλύτερη πλήρωση των κοιλιών, οι οποίες διατείνονται κατά τη διαστολική φάση και στη συνέχεια απαντούν με μια πιο ισχυρή συστολή. Το σίγουρο είναι ότι με αυτό τον τρόπο αυξάνεται ο όγκος παλμού κατά τη μετάβαση από την ηρεμία στην άσκηση ή καθώς ένα άτομα μετακινείται από την όρθια στην οριζόντια θέση. Αυξημένη διαστολική πλήρωση συνήθως παρατηρείται σε δραστηριότητες όπως η κολύμβηση, όπου η οριζόντια θέση του σώματος διευκολύνει την αιματική ροή προς την καρδιά (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Η καρδιακή παροχή και ο όγκος παλμού είναι μεγαλύτεροι και πιο σταθεροί στην οριζόντια θέση. Συγκεκριμένα, ο όγκος παλμού είναι σχεδόν μέγιστος κατά την ηρεμία και αυξάνεται ελάχιστα κατά την άσκηση. Αντίθετα, στην όρθια θέση, η δύναμη της βαρύτητας παρεμποδίζει την φλεβική επιστροφή στην καρδιά, δράση που τείνει να ελαττώσει τον όγκο παλμού. Αυτή η επίδραση της στάσης του σώματος είναι φανερή όταν συγκρίνει κανείς τη δυναμική της κυκλοφορίας κατά την ηρεμία, τόσο στην όρθια όσο και στην ύπτια θέση. Καθώς αυξάνεται η ένταση της άσκησης, ο όγκος παλμού στην όρθια θέση οπωσδήποτε αυξάνεται, ενώ προσεγγίζει τη μέγιστη τιμή στην ύπτια θέση (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) 17

Μεγαλύτερη Συστολική Κένωση Στις περισσότερες μορφές άσκησης στην όρθια θέση η καρδιά δεν πληρούται σε τέτοιο βαθμό που να προκαλείται σημαντική αύξηση του όγκου της. Έτσι, η αύξηση του όγκου παλμού επιτυγχάνεται κυρίως μέσω της πλήρους κένωσης των κοιλιών κατά τη συστολή παρά την αυξημένη συστολική πίεση ή μεταφορτίο (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Κατά την ηρεμία στην όρθια θέση 40-50% του συνολικού τελοδιαστολικού όγκου αίματος παραμένει στην αριστερή κοιλία μετά το τέλος της συστολής. Αυτός ο υπολειπόμενος όγκος της καρδιάς αντιστοιχεί περίπου σε 50-70 ml αίματος. Η ένταση της μυοκαρδιακής συστολής αυξάνεται κατά την άσκηση. Αυτό οφείλεται στη δράση των συμπαθητικών ορμονών επινεφρίνη και νορεπινεφρίνη, οι οποίες προκαλούν δυνατότερο όγκο παλμού και μεγαλύτερη κένωση της καρδιάς κατά τη συστολή. Επιπλέον, η ίδια η προπόνηση αντοχής, ενισχύει την ικανότητα του μυοκαρδίου προς συστολή και βελτιώνει την ικανότητα του να επιτυγχάνει μεγάλο όγκο παλμού (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006). Καρδιακή Συχνότητα Κατά την Άσκηση : Επίδραση της Προπόνησης Ο μεγάλος όγκος παλμού που παρατηρείται στους αθλητές αντοχής και η αύξηση του όγκου παλμού σε αγύμναστα άτομα που κάνουν αερόβια προπόνηση, συνήθως συνοδεύονται από ανάλογη ελάττωση της καρδιακής συχνότητας κατά την άσκηση υπομέγιστης έντασης (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Οι γραφικές παραστάσεις που συσχετίζουν την καρδιακή συχνότητα με την πρόσληψη οξυγόνο είναι κατά βάση γραμμικές και για τις δύο ομάδες για το μεγαλύτερο μέρος της άσκησης. Παρόλο που στους αγύμναστους φοιτητές ο καρδιακός ρυθμός αυξήθηκε ταχύτητα καθώς αυξανόταν η ένταση της άσκησης, στους αθλητές παρατηρήθηκε πολύ μικρότερης έντασης επιτάχυνση, Αυτό προκαλεί τη σημαντική διαφορά στην κλίση ή στο ρυθμό μεταβολής ανάμεσα στις γραφικές παραστάσεις. Συμπερασματικά, ένας αθλητής ( ή ένας γυμνασμένος φοιτητής), που έχει καλή καρδιαγγειακή ανταπόκριση στην άσκηση, θα επιτύχει υψηλότερο επίπεδο άσκησης και πρόσληψης οξυγόνου, πριν η καρδιακή συχνότητα ανέλθει σε 18

υπομέγιστα επίπεδα, σε σύγκριση με έναν φοιτητή που δεν έχει προηγουμένως προπονηθεί. Παρατηρήθηκε, ότι για πρόσληψη οξυγόνου ίση με περίπου 2,0 λίτρα ανά λεπτό, η καρδιακή συχνότητα των αθλητών ήταν κατά μέσο όρο 70 παλμούς χαμηλότερη από αυτή των αγύμναστων φοιτητών! Μετά από 55 ημέρες προπόνησης αυτή η διαφορά ελαττώθηκε περίπου σε 40 παλμούς ανά λεπτό. Σ όλες τις περιπτώσεις η καρδιακή παροχή ήταν περίπου η ίδια. Αυτό σημαίνει ότι η διαφορά οφείλεται σε μεγαλύτερο όγκο παλμού (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Κατανομή της Καρδιακής Παροχής Η αιματική ροή στους συγκεκριμένους ιστούς είναι σε γενικές γραμμές ανάλογη με τη μεταβολική τους δραστηριότητα. Στην Ηρεμία Κατά την διάρκεια ηρεμίας σε άνετο περιβάλλον, η καρδιακή παροχή της τάξεως των 5 λίτρων κατανέμεται στους διάφορους ιστούς περίπου το ένα πέμπτο της καρδιακής παροχής κατευθύνεται προς τους μυς, ενώ το μεγαλύτερο μέρος του αίματος κατευθύνεται προς τον εντερικό σωλήνα, το ήπαρ, τον σπλήνα, τον εγκέφαλο και τους νεφρούς. Κατά την Άσκηση Παρόλο που η περιοχική αιματική ροή κατά την διάρκεια της φυσικής δραστηριότητας εξαρτάται κατά πολύ από τις περιβαλλοντικές συνθήκες, το βαθμό της κόπωσης, και τον τύπο της άσκησης, το μεγαλύτερο μέρος της καρδιακής παροχής κατανέμεται στους ασκούμενους μυς. Κατά την ηρεμία, 4 έως 7 ml αίματος μεταφέρονται κάθε λεπτό σε 100 g μυός. Αυτό το ποσό αυξάνεται σταθερά, έως ότου η αιματική ροή στους μυς γίνεται μέγιστη οπότε ανέρχεται από 60 έως 75 ml ανά 100 g ιστού (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) 19

Ανακατανομή της Αιματικής Ροής Η αύξηση της μυϊκής αιματικής ροής που παρατηρείται στην άσκηση, οφείλεται κατά κύριο λόγο στην αυξημένη καρδιακή παροχή. Ωστόσο, είναι πάντοτε μεγαλύτερη σε σχέση με την αιματική ροή άλλων ιστών. Εξαιτίας της επίδρασης στο αγγειακό δίκτυο των μυών διαφόρων νευρικών και ορμονικών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένων και των τοπικών μεταβολικών συνθηκών, το αίμα ανακατανέμεται και κατευθύνεται προς τους ενεργούς μυς, από περιοχές που ανέρχονται προσωρινή ελάττωση της αιματικής ροής τους. Αυτή η διαφυγή αίματος από συγκεκριμένους ιστούς συμβαίνει κατά κύριο λόγο σε συνθήκες άσκησης μέγιστης έντασης. Η αιματική ροή στο δέρμα αυξάνεται κατά την διάρκεια ήπιας και μέτριας άσκησης, ώστε η παραγόμενη στους μυς θερμότητα να μπορεί να αποβληθεί από την επιφάνεια του σώματος. Αντίθετα, κατά τη διάρκεια έντονης άσκησης μικρής διάρκειας, σ αυτό τον ιστό περιορίζεται η αιματική ροή, ακόμα και αν η άσκηση επιτελείται σε θερμό περιβάλλον (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Σε ορισμένες περιπτώσεις η αιματική ροή ενός οργάνου ελαττώνεται κατά τα τέσσερα πέμπτα της τιμής που έχει στην ηρεμία. Οι νεφροί και τα διάφορα άλλα σπλάχνα χρησιμοποιούν μόνο το 10 έως το 25% του οξυγόνου που τους παρέχεται με το αίμα. Συμπερασματικά, αυτοί οι ιστοί είναι δυνατόν να ανεχθούν ελάττωση της αιματικής ροής τους, χωρίς οι απαιτήσεις να υπερβαίνουν την παροχή του οξυγόνου και να περιοριστεί η λειτουργία του οργάνου. Σε συνθήκες μειωμένης αιματικής ροής, οι ενεργειακές απαιτήσεις των ιστών καλύπτονται με κατακράτηση μεγαλύτερης ποσότητας οξυγόνου από το παρεχόμενο αίμα. Σημαντικού βαθμού ελάττωση της αιματικής ροής των σπλάχνων είναι ανεκτή για χρονικό διάστημα μεγαλύτερο της μίας ώρας κατά τη διάρκεια έντονης άσκησης. Ανακατανομή αίματος από αυτούς τους ιστούς συμβαίνει ακόμα και χωρίς αύξηση της καρδιακής παροχής. Αυτό έχει σαν συνέπεια την «απελευθέρωση» περίπου 600 ml οξυγόνου κάθε λεπτό, το οποίο διατίθεται στους ενεργούς μυς (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) 20

Αιματική Ροή στην Καρδιά και τον Εγκέφαλο Η παροχή αίματος σε ορισμένους ιστούς δεν διακινδυνεύεται ποτέ. Το μυοκάρδιο, σε συνθήκες ηρεμίας χρησιμοποιεί περίπου το 75% του οξυγόνου που υπάρχει στο αίμα της στεφανιαίας κυκλοφορίας. Εξαιτίας αυτών των στενών ορίων ασφαλείας, οι αυξημένες απαιτήσεις του μυοκαρδίου σε οξυγόνο κατά την άσκηση καλύπτονται κυρίως μέσω αυξημένης αιματικής ροής. Έτσι, μια τετραπλάσια ή πενταπλάσια αύξηση της καρδιακής παροχής συνοδεύεται από παρόμοια αύξηση της στεφανιαίας κυκλοφορίας. Σε συνθήκες μέγιστης έντασης,. Αυτή αντιστοιχεί σε 1 λίτρο αίματος ανά λεπτό. Σύμφωνα με πρόσφατα δεδομένα η εγκεφαλική αιματική ροή στην άσκηση αυξάνεται περίπου κατά 30% σε σύγκριση με την ηρεμία (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Καρδιακή Παροχή και Μεταφορά Οξυγόνου Στην Ηρεμία Σε 100 ml αρτηριακού αίματος μεταφέρονται 20 ml οξυγόνου ή 200 ml οξυγόνου μεταφέρονται σε 1 λίτρο αίματος. Η συχνότητα του αίματος να μεταφέρει οξυγόνο κάτω από φυσιολογικές συνθήκες μεταβάλλεται ελάχιστα, γιατί η περιεκτικότητα του αίματος σε αιμοσφαιρίνη δεν επηρεάζεται από το επίπεδο της φυσικής κατάστασης του ατόμου. Τόσο σε γυμνασμένους όσο και σε αγύμναστους ενήλικες, σε συνθήκες ηρεμίας κάθε λεπτό κυκλοφορούν περίπου 5 λίτρα αίματος. Έτσι, δυνητικά 1000 ml οξυγόνου είναι διαθέσιμα στον οργανισμό για κατανάλωση ( 5 λίτρα αίματος Χ 200 ml οξυγόνου). Επειδή η πρόσληψη οξυγόνου κατά την ηρεμία ανέρχεται μόνο σε 250 ml ανά λεπτό περίπου 750 ml οξυγόνου επιστρέφουν στην καρδιά χωρίς να έχουν χρησιμοποιηθεί. Βέβαια, αυτό δεν αποτελεί σπατάλη ενός μεγάλου μέρους της καρδιακής παροχής. Αντίθετα, η ύπαρξη οξυγόνου στο αίμα σε ποσότητα μεγαλύτερη από την απαιτούμενη, αντιπροσωπεύει το εφεδρικό οξυγόνο μια ποσότητα ασφαλείας, η οποία απελευθερώνεται άμεσα κάθε φορά που αυξάνονται αιφνίδια οι μεταβολικές απαιτήσεις των ιστών (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) 21

Κατά την Άσκηση Ένα άτομο με μέγιστη καρδιακή συχνότητα της τάξης των 200 παλμών ανά λεπτό και όγκο παλμού 80 ml παράγει μέγιστη καρδιακή παροχή ίση με 16 λίτρα (200 Χ 80 ml). Ακόμα και κατά την διάρκεια άσκησης μέγιστης έντασης, ο κορεσμός της αιμοσφαιρίνης με οξυγόνο είναι σχεδόν πλήρης, έτσι ώστε κάθε λίτρο αρτηριακού αίματος να κουβαλάει περίπου 200 ml οξυγόνου. Συμπερασματικά, κάθε λεπτό, μέσω μιας καρδιακής παροχής της τάξης των 16 λίτρων, κυκλοφορούν 3.200 ml οξυγόνου (16 λίτρα Χ 200 ml). Εάν η δυνατή αφαίρεση ολόκληρης της ποσότητας του οξυγόνου από τα 16 λίτρα αίματος, που αποτελούν την καρδιακή παροχή, καθώς αυτά ταξιδεύουν στο σώμα, η μεγαλύτερη πιθανή VO2max θα ήταν 3200 ml. Βέβαια, αυτός ο συλλογισμός είναι θεωρητικός. Οι ανάγκες σε οξυγόνο ορισμένων ιστών, όπως ο εγκέφαλος, δεν αυξάνονται σημαντικά με την άσκηση παρόλα αυτά αυτοί οι ιστοί αποκτούν πλούσια και συνεχή παροχή αίματος (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Οποιαδήποτε αύξηση στη μέγιστη καρδιακή παροχή επηρεάζει άμεσα την ικανότητα ενός ατόμου να κατανέμει το οξυγόνο. Σύμφωνα με το προηγούμενο παράδειγμα, εάν ο όγκος παλμού αυξηθεί από 80 σε 200 ml και η μέγιστη καρδιακή συχνότητα παραμείνει σταθερή στους 200 παλμούς ανά λεπτό, η μέγιστη καρδιακή παροχή θα αυξηθεί σημαντικά και θα γίνει ίση με 40 λίτρα αίματος ανά λεπτό. Αυτό σημαίνει ότι η ποσότητα οξυγόνου που κυκλοφορεί κατά την μέγιστη άσκηση κάθε λεπτό θα αυξηθεί περίπου 2.5 φορές, δηλαδή από 3200 ml θα γίνει 8000 ml (40 λίτρα Χ 200 ml O2 ). Η αύξηση της μέγιστης καρδιακής παροχής οδηγεί σαφώς σε ανάλογη αύξηση του δυναμικού του αερόβιου μεταβολισμού (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Άμεση Συσχέτιση της Μέγιστης Καρδιακής Παροχής και της VO2max Η σχέση δεν επιδέχεται αμφισβήτηση. Μικρή ικανότητα προς αερόβια άσκηση, σχετίζεται στενά με χαμηλή μέγιστη καρδιακή παροχή, δεδομένου ότι η ικανότητα παραγωγής 5 ή 6 λίτρων VO2max συνοδεύεται πάντοτε από καρδιακή παροχή της τάξης των 30 έως 40 λίτρων (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) 22

Φυλετικές Διαφορές στην Καρδιακή Παροχή Ο τρόπος ανταπόκρισης της καρδιακής παροχής στην άσκηση είναι παρόμοια ανάμεσα σε αγόρια και κορίτσια, καθώς και ανάμεσα σε άνδρες και γυναίκες. Ωστόσο, οι γυναίκες εφηβικής και μεγαλύτερης ηλικίας έχουν 5-10% χαμηλότερη καρδιακή παροχή για οποιοδήποτε επίπεδο υπομέγιστης πρόσληψης οξυγόνου σε σχέση με τους άνδρες. Αυτή η προφανής γενετική διαφορά στην καρδιακή παροχή μπορεί να οφείλεται στην χαμηλότερη συγκέντρωση αιμοσφαιρίνης κατά 10% που παρατηρείται στις γυναίκες. Έτσι, η μικρή ελάττωση στην ικανότητα μεταφοράς οξυγόνου του αίματος, εξαιτίας της χαμηλότερης αιμοσφαιρίνης, αντιρροπείται από μια ανάλογη αύξηση της καρδιακής παροχής κατά την άσκηση υπομέγιστης έντασης (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Πρόσληψη Οξυγόνου : Η διαφορά a-v O2 Εάν ο μοναδικός τρόπος αύξησης της παροχής οξυγόνου στους ιστούς ήταν η αιματική ροή, τότε η καρδιακή παροχή θα έπρεπε να αυξηθεί από 5 λίτρα ανά λεπτό που είναι στην ηρεμία, σε 100 λίτρα ανά λεπτό κατά τη μέγιστη άσκηση, προκειμένου να καλυφθεί η 20πλάσια αύξηση της πρόσληψης οξυγόνου. Αυτά τα επίπεδα πρόσληψης οξυγόνου παρατηρούνται συχνά σε γυμνασμένα άτομα. Ευτυχώς, κατά τη διάρκεια της άσκησης δεν είναι απαραίτητη τόσο μεγάλη καρδιακή παροχή, αφού η αιμοσφαιρίνη κατά τη διέλευση της από τους ενεργούς ιστούς απελευθερώνει μεγαλύτερη ποσότητα οξυγόνου. Συμπεραίνει λοιπόν κανείς ότι ο ανθρώπινος οργανισμός έχει στη διάθεση του δύο μηχανισμούς για να αυξήσει την πρόσληψη οξυγόνου από τους ιστούς. Ο πρώτος συνίσταται στην επιτάχυνση του ρυθμού της αιματικής ροής, δηλαδή στην αύξηση της καρδιακής παροχής. Ο δεύτερος συνίσταται στην άντληση μεγαλύτερης ποσότητας οξυγόνου από την παρεχόμενη ποσότητα αίματος. Η σημαντική σχέση ανάμεσα στην καρδιακή παροχή, τη διαφορά a-v O2 και τη VO2max συνοψίζεται στην τροποποιημένη μορφή της εξέτασης του Fick που ακολουθεί: VO2max = Μέγιστη καρδιακή παροχή Χ Μέγιστη διαφορά a-v O2 (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006). 23

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο 2.1 ΣΤΕΦΑΝΙΑΙΑ ΝΟΣΟΣ: ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Η στεφανιαία καρδιοπάθεια ή στεφανιαία νόσος προσβάλλει περισσότερους από 16,8 εκατομμύρια ανθρώπους στις ΗΠΑ. η στεφανιαία νόσος προκαλεί διαταραχή της ροής τους αίματος στο μυοκάρδιο. Η συνηθέστερη αιτία είναι ο σχηματισμός αθηροσκληρωτικών πλακών στις στεφανιαίες αρτηρίες. Η στεφανιαία νόσος μπορεί να είναι ασυμπτωματική ή να εκδηλώνεται με στηθάγχη, οξύ στεφανιαίο σύνδρομο, έμφραγμα του μυοκαρδίου, αρρυθμίες, καρδιακή ανεπάρκεια ακόμα και αιφνίδιο θάνατο (Συλλογικό, 2011). Η άσκηση παίζει καθοριστικό ρόλο στην πρόληψη ή στην καθυστέρηση της εμφάνισης της νόσου των στεφανιαίων αρτηριών και της υπέρτασης, προκαλώντας το ενδιαφέρον της ιατρικής κοινότητας. Η σωματική δραστηριότητα έχει αποδειχθεί αποτελεσματική στη μείωση του κινδύνου της νόσου των στεφανιαίων αρτηριών. Περισσότερες από 100 επιδημιολογικές μελέτες έχουν εξετάσει την σχέση μεταξύ της σωματικής δραστηριότητας και της νόσου των στεφανιαίων αρτηριών. Γενικά τα αποτελέσματα των μελετών έχουν δείξει πως ο κίνδυνος καρδιακής προσβολής στους άντρες που έχουν καθιστική ζωή είναι περίπου δυο εως τρεις φορές μεγαλύτερος από τους άνδρες που επιδίδονται με κάποια σωματική δραστηριότητα ή η εργασία τους περιλαμβάνει σωματική εργασία. Οι μελέτες των Morris et al (1953) ήταν αναμεσα στις πρώτες που έδειξαν αυτή την σχέση. Σε αυτές τις μελέτες οι οδηγοί λεωφορείων συγκρίθηκαν με τους εισπράκτορες λεωφορείων που δούλευαν στα διώροφα λεωφορεία και οι ταχυδρόμοι των γραφείων συγκρίθηκαν με τους ταχυδρόμους που μετέφεραν τα γράμματα περπατώντας. Το ποσοστό θανάτου λόγω νόσου των στεφανιαίων αρτηριών ήταν περίπου δυο φορές υψηλότερο στις ομάδες που έκαναν καθιστική ζωή σε σχέση με τις άλλες ομάδες. Πολλές μελέτες που δημοσιεύθηκαν κατά τη διάρκεια των 20 επόμενων ετών παρουσίασαν ουσιαστικά το ίδιο αποτέλεσμα. Εκείνοι που το επάγγελμά τους, τους επέβαλε καθιστική ζωή είχαν 2 φορές μεγαλύτερο κίνδυνο θανάτου από την νόσο των στεφανιαίων αρτηριών σε σχέση με εκείνους που το επάγγελμά τους περιελάμβανε σωματική δραστηριότητα. 24

Ο Powell et al (2004), ερεύνησαν όλες τις υπάρχουσες επιδημιολογικές μελέτες που είχαν δημοσιευτεί ως τα μέσα της δεκαετίας του 90 σε σχέση με την σωματική δραστηριότητα και την νόσο των στεφανιαίων αρτηριών. Διαπίστωσαν ότι η απουσία σωματικής δραστηριότητας αυξάνει τον κίνδυνο εμφάνισης της νόσου των στεφανιαίων αρτηριών κατά 1,5 ως 2,9 φορές. Αυτό σημαίνει ότι τα άτομα που κάνουν καθιστική ζωή έχουν 2 φορές μεγαλύτερο κίνδυνο να παρουσιάσουν την νόσο σε σχέση με τα πιο δραστήρια σωματικά άτομα. Οι ερευνητές κατέληξαν, ότι ο κίνδυνος από την απουσία σωματικής δραστηριότητας είναι παρόμοιος με τον κίνδυνο εμφάνισης της νόσου, λόγω ποικίλλων παραγόντων. Προγράμματα αποκατάστασης Τα προγράμματα αποκατάστασης απευθύνονται στην πλειοψηφία των ασθενών με καρδιοπάθειες. Κύριο περιεχόμενο των προγραμμάτων αποκατάστασης αποτελούν η συστηματική φυσική δραστηριότητα, η ψυχολογική υποστήριξη και η καθοδήγηση για την εφαρμογή κανόνων υγιεινής διαβίωσης και διατροφής. Ωστόσο η γυμναστική αποτελεί το βασικό μέρος των προγραμμάτων, καθώς συμβάλλει στην αύξηση της φυσικής επάρκειας και στην επιστροφή των ασθενών σε κοινωνική και επαγγελματική δράση, μειώνει τις παρενέργειες της υποκινητικότητας, προσφέρει ψυχολογική υποστήριξη, ευεξία και αυτοπεποίθηση. Παράλληλα επιφέρει τέτοιες προσαρμογές στον οργανισμό που του παρέχει προστασία επιβραδύνει την εμφάνιση διαταραχών από το κυκλοφορικό και από τα άλλα συστήματα. Επιπρόσθετος στόχος είναι η εκπαίδευση και καθοδήγηση, τόσο των ασθενών όσο και των μελών της οικογένειας τους. Η επιλογή των ασθενών για την ένταξη σε προγράμματα αποκατάστασης γίνεται μετά από ιατρικό έλεγχο, ώστε να περιοριστούν τυχών επιπλοκές (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Τα προγράμματα αποκατάστασης περιλαμβάνουν τέσσερις φάσεις. Η πρώτη φάση ξεκινάει κατά την περίοδο νοσηλείας και περιλαμβάνει την πληροφόρηση του, τόσο για την πάθηση όσο και για την φαρμακευτική αγωγή που θα ακολουθήσει. Στη συνέχεια ο ασθενής καλείται να εκτελέσει κάποιες ασκήσεις ευκαμψίας των αρθρώσεων, αναπνευστικής γυμναστικής καθώς επίσης πραγματοποιούνται και μαλάξεις των κάτω άκρων. Η δεύτερη φάση ξεκινά μετά την έξοδό του από το νοσοκομείο και διαρκεί περίπου 12 εβδομάδες. Στη διάρκεια αυτής η φάσης υπάρχει 25

διαρκείς επίβλεψη του ασθενή και κατά κύριο λόγο κάνει ποδηλασία σε στατικό ποδήλατο και βάδιση. Η συχνότητα της γυμναστικής είναι 3 φορές την εβδομάδα από 30-60 λεπτά τη φορά. Η προθέρμανση διαρκεί 10 λεπτά και σιγά σιγά γίνονται και ασκήσεις αερόβιου τύπου (σε step, jogging κ.α.) (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Η τρίτη φάση διαρκεί περίπου 6-24 μήνες με στόχο αυτής τη βελτίωση της φυσικής επάρκειας, τη δημιουργία του αισθήματος ότι είναι υγιής και η μείωση του κινδύνου εμφάνισης νέας στεφανιαίας νόσου. Η εκγύμναση σε αυτή τη φάση γίνεται 3-5 φορές την εβδομάδα και η μέση διάρκεια είναι 30-60 λεπτά. Το πρόγραμμα περιλαμβάνει αερόβιες ασκήσεις, όπως π.χ. οι μυϊκές διατάσεις με αντιστάσεις, η ή εκτέλεση ασκήσεων με βαράκια προσαρμοσμένα στα άνω ή/και κάτω άκρα, ασκήσεις με κωπηλατοεργόμετρο κα. Η τέταρτη και τελευταία φάση περιλαμβάνει γύμναση χωρίς την επίβλεψη κάποιου. Στόχος της είναι η διατήρηση και η βελτίωση των προσαρμογών και η πλήρης επανένταξη του ατόμου στον προηγούμενο τρόπο ζωής πριν την εμφάνιση της πάθησης (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΑΜΨΕΙΣ ΧΕΡΙΩΝ/ΠΟΔΙΩΝ ΒΑΡΗ ΚΑΡΠΩΝ/ΠΟΔΙΩΝ ΣΤΑΤΙΚΟ ΠΟΔΗΛΑΤΟ ΔΙΑΔΡΟΜΟΣ ΔΙΑΤΑΣΕΙΣ ΧΕΡΙΩΝ/ΠΟΔΙΩΝ 2.3 ΒΑΛΒΙΔΟΠΑΘΕΙΕΣ: ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Η φυσιολογική λειτουργία των βαλβίδων εξασφαλίζει την ορθόδρομη ροή του αίματος μέσα στην καρδιά και το αγγειακό σύστημα. Οι βαλβιδοπάθειες δημιουργούν προβλήματα στη ροή του αίματος από και προς την καρδιά. Οι επίκτητες βαλβιδοπάθειες μπορούν να είναι αποτέλεσμα οξέων καταστάσεων, όπως η ρευματική ενδοκαρδίτιδα, ή χρόνιων νοσημάτων όπως η ρευματική καρδιοπάθεια. Η τελευταία είνι και το συνηθέστερο αίτιο των βαλβιδοπαθειών. Η γήρανση επηρεάζει 26

τη δομή και τη λειτουργία της καρδιάς και αυξάνει τον κίνδυνο βαλβιδοπάθειας (Συλλογικό, 2011). Οι κολποκοιλιακές βαλβίδες, η μητροειδής βαλβίδα στην αριστερή πλευρά και η τριγχλώχηνα βαλβίδα στη δεξιά, χωρίζουν τους κόλπους από τις κοιλίες. Οι βαλβίδες αυτές φυσιολογικά ανοίγουν τελείως κατά τη διαστολή, επιτρέποντας την ελεύθερη ροή του αίματος από τους κόλπους προς τις κοιλίες. Οι βαλβιδοπάθειες διακρίνονται σε δυο μεγάλες κατηγορίες, στενώσεις και ανεπάρκειες. Στένωση έχουμε όταν οι γλωχίνες της βαλβίδας συμφύονται μεταξύ τους και η βαλβίδα αδυνατεί να ανοίξει ή να κλείσει εντελώς. Οι ανεπαρκούσες βαλβίδες δεν κλείνουν στεγανά. Αυτό επιτρέπει την παλινδρόμηση αίματος διαμέσου της βαλβίδας προς το χώρο από τον οποίο προήλθε. Ανεπάρκεια μπορεί να προκληθεί από παραμόρφωση ή διάβρωση των γλωχίνων της βαλβίδας από εκβλαστήσεις της λοιμώδους ενδοκαρδίτιδας, από ουλοποίηση και ρήξη των θηλοειδών μυών λόγω εμφράγματος του μυοκαρδίου κ.α (Mcardle, Katch, Katch 2001), (Wilmore, Costill 2006) Οι έρευνες δείχνουν τα οφέλη της αερόβιας άσκησης στα άτομα με βαλβιδοπάθεια. Η αερόβια άσκηση βελτιώνει την σωματική ικανότητα, μειώνει τις απαιτήσεις των μυών της καρδιά, βελτιώνει το αίσθημα κόπωση, αυξάνει τον όγκο παλμού κ.α. Το προβλεπόμενο ασκησιολόγιο θα πρέπει να περιλαμβάνει ασκήσεις οι οποίες γυμνάζουν όλους του μύες στο σώμα, κατά κύριο λόγο να είναι αερόβιες και να εφαρμόζεται 3 φορές την εβδομάδα από 30-60 λεπτά (McKelvie, Ko, 2005). ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΕΡΟΒΙΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΟΔΗΛΑΤΟ ΣΤΑΤΙΚΟ/ΔΡΟΜΟΥ ΤΡΕΞΙΜΟ ΚΟΛΥΜΒΗΣΗ ΠΕΡΠΑΤΗΜΑ 27

2.3 ΚΑΡΔΙΑΚΗ ΑΝΑΠΕΡΚΕΙΑ: ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Η καρδιακή ανεπάρκεια είναι ένα περίπλοκο σύμπλεγμα νοσημάτων, που επηρεάζουν την ικανότητα πλήρωσης της καρδιάς με αίμα καθώς και τη λειτουργία της ως αντλία. Στην καρδιακή ανεπάρκεια η καρδιά αδυνατεί να αντλήσει αρκετή ποσότητα αίματος ώστε να ανταποκριθεί στις μεταβολικές ανάγκες του οργανισμού. Συχνά είναι απώτερη συνέπεια της στεφανιαίας νόσου και του εμφράγματος του μυοκαρδίου, όταν η βλάβη της αριστερής κοιλίας είναι αρκετά εκτεταμένη ώστε να επηρεάσει την καρδιακή παροχή. Ακόμα και μια φυσιολογική καρδιά μπορεί να μην επαρκεί όταν οι απαιτήσεις των ιστών σε αίμα και σε οξυγόνο είναι αυξημένες (Συλλογικό, 2011). Όπως φάνηκε και από ποικίλες έρευνες, όπως και στη στεφανιαία νόσο έτσι και στην καρδιακή ανεπάρκεια, μεγάλα οφέλη έχει η αερόβια άσκηση καθώς βελτιώνει σημαντικά τον καρδιακό ρυθμό. Αν συνδυαστεί δε και με ασκήσεις αντίστασης, όπως η ισοτονική, η ισοκινητική και η ισομετρική άσκηση βελτιώνει ακόμη περισσότερο τις καρδιαγγειακές παραμέτρους (Downing, Balady, 2011), (Hodges, 2009). Οι ερευνητικές προσπάθειες έχουν επικεντρώσει το ενδιαφέρον τους κυρίως στα οφέλη που έχει η ισομετρική άσκηση στην καρδιακή ανεπάρκεια. Στην ισομετρική παρατηρείτε η σύσπαση κατά την οποία η τάση του μυός είναι ίση με το φορτίο που ασκείται ως αντίσταση με αποτέλεσμα να παράγεται μία μεγάλη τάση, όχι όμως έργο και αρθρική κίνηση. Ο Elkayam et al αξιολόγησαν τα αιμοδυναμικά αποτελέσματα της ισομετρικής άσκησης σε 53 ασθενείς με συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια. Η ισομετρική άσκηση αύξησε τη καρδιακή συχνότητα, την πίεση αίματος και τις περιφερικές αντιστάσεις, ενώ ο όγκος παλμού παρουσίασε σημαντική πτώση και η μέση πνευμονική αρτηριακή πίεση αυξήθηκε περίπου κατά 8 mm Hg. O Willenbrock αναφέρει ότι ο όγκος παλμού και η καρδιακή παροχή μειώνεται σε ασθενείς με σοβαρότερο στάδιο καρδιακής ανεπάρκειας, υπολογίζοντας τη καρδιακή παροχή με τη μέθοδο υπερηχογραφήματος Doppler και παράλληλο υπολογισμό της καμπύλης ταχύτητας. Η μελέτη του Elkayam και των συνεργατών του καταδεικνύει τη σημαντική επιδείνωση του δείκτη λειτουργικότητας σε ένα τρίτο των ασθενών κατά τη διάρκεια της ισομετρικής άσκησης. Αυτή η αλλαγή συνοδεύτηκε είτε από καμία αλλαγή είτε 28

από μια αύξηση στην αριστερή κοιλιακή πίεση πλήρωσης με ενδεχόμενη μείωση στη μυοκαρδιακή ινοτρόπο εφεδρεία. Αν και ένας μεγάλος αριθμός ασθενών παρουσίασε χαρακτηριστική επιδείνωση στην κοιλιακή απόδοση, μερικοί έδειξαν φυσιολογική αντίδραση στην ισομετρική άσκηση με αύξηση της αριστερής κοιλιακής απόδοσης. Κατά τη διάρκεια της ισομετρικής άσκησης παρατηρείται συστολή των αγγείων μεγάλης χωρητικότητας που προκαλείται από την αυξανόμενη δραστηριότητα του συμπαθητικού και μπορεί να οδηγήσει στην αύξηση και της δεξιάς και της αριστερής κοιλιακής πίεσης πλήρωσης λόγω της αυξημένης επιστροφής αίματος στην καρδιά. Τέλος, αξίζει να σημειωθεί πως με την εφαρμογή ενός προγράμματος συνδυασμού ισομετρικών και ισοτονικών ασκήσεων άνω άκρου για 4 εβδομάδες με αντίσταση 60-80% της μέγιστης, παρατηρήθηκε αγγειοδιαστολή της βραχιόνιας αρτηρίας τα πρώτα 10 sec της άσκησης ενώ 1 min μετά την άσκηση παρατηρήθηκε μικρού βαθμού αγγειοσυστολή η οποία έως το τέλος του προγράμματος έπαψε να εμφανίζεται (McKelvie, Ko, 2005), (Willenbrock, 1996). ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΒΑΔΙΣΗ ΤΡΕΞΙΜΟ ΠΟΔΗΛΑΤΟ ΧΟΡΟΣ ΑΕΡΟΒΙΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 29