運動員的大心臟,是怎麼回事?

在許多運動競賽中,常常能聽到賽事主播形容某位選手擁有大心臟,表示運動員出色的能力,然而,若從生理學的角度來看,大心臟可以說是每個運動員都該擁有的特質之一,而不同運動項目的選手之間,心臟也可能長得不太一樣,究竟運動訓練是如何影響人類的心臟構造與功能,且聽娓娓道來⋯⋯

撰文|陶衍勳

來源:Motion Elements

 

● 運動健身也健心

從小到大,不論是在學校的體育課,或是日常生活中,許多人對於心肺訓練都耳熟能詳,不論是何種模式,只要有規律的運動習慣,心臟便有可能產生適應與改變。在運動過程中,由於全身許多器官組織,對於血液以及養分的需求增加(包含肺臟、肌肉、皮膚表層血管、乃至大腦等等),心臟必須更加賣力地將血液輸送至全身,因此會明顯感受到一顆心撲通撲通地狂跳,在休息期間或是運動結束後,隨著工作壓力的下降才慢慢趨緩。而長期規律運動,讓包覆在心臟周圍的肌肉更加強健,使每次心臟收縮輸出的血液量,或稱每跳輸出量(stroke volume)增加,同時造成安靜心跳率下降,簡單的說,運動的效果是使心臟工作的效率增加,當在安靜狀態下,或在日常活動中,心臟不需要跳那麼多下,便可以維持足夠的血液輸出 (cardiac output)。


● 客製化的大心臟

在研究上,運動可以依照強度而粗略區分為有氧運動(低強度,如慢跑、長距離游泳等等)、無氧運動(高強度,如舉重、棒球、短跑等等)、以及混合型運動(涵蓋低至高強度,如籃球、足球、自行車、划船等等),而不同強度的運動,對於心臟的適應效果也有所不同。

,以高強度無氧運動來說,強調短時間內的最大輸出,由於心臟是由左心室將血液輸出至體循環,因此左心室周圍肌肉會變得更加肥厚,這與高強度重量訓練造成肌肉變大是相似的道理;而對低強度的有氧運動來說,由於心臟較能處於穩定的跳動節奏,對於左心室周圍的肌肉負荷相對較小,此外,由於心臟舒張期能有較穩定的血液回流,經過長期適應之後,可以使得心臟舒張末期的容積增加,代表心臟每次跳動能有更多血液回流,而非只強調輸出更多血液;而混合型的的運動,則可能同時包含兩種適應的效果。

低強度的有氧運動,能增強心臟血液回流的能力,而這也是許多運動項目的選手,包含中高強度的運動項目,往往會以慢跑等運動方式建立「基礎體能」,因為心臟血液回流的能力,「恢復」相當重要的一環,此處所指的恢復可能是籃球賽中短暫的暫停時間、或是舉重選手每次試舉之間的空檔、也可能是每次訓練與比賽後的疲勞恢復。只是這樣的基礎體能訓練方式,在近年來強調「監控」的重要性(如心率監控等),以免過猶不及,影響更為關鍵的運動表現能力。

 

● 心室肌肥大的陷阱

如前述所說,高強度的運動,強調心臟將血液強力輸出的能力,因此規律的高強度運動會造成左心室周圍的肌肉變大,然而有趣的是,「心室肌肥大」其實是一種心血管疾病症狀之一,在有心臟病史或高血壓的患者當中十分常見,由於這類患者的心臟功能較弱,但為了維持將血液輸出至全身器官,以維持生理運作,長期下來心臟肌肉只好「被迫」變得更大,以維持輸血能力,這與運動員因為接受訓練而產生的心臟適應在本質上並不相同,通常這類患者會伴隨較高的安靜心跳率(同樣是心臟為了維持輸血能力的一種手段)、以及更小的心臟舒張容積病理性的心肌肥大,可能增加心臟病發的風險。

過去曾有學者認為,退役後的運動員,運動量急遽降低,而心臟周遭肌肉又相較於一般人更為肥大,因此在心臟周圍可能更容易發生脂肪的堆積,造成心臟組織缺血的風險增加,並因此認為退役運動員的心血管疾病風險可能更勝一般族群,然而時至今日,研究領域並未有足夠的證據支持此一論點。

出處:North & Sinclair, 2012

 

不論如何,運動對於心臟的正面效益絕對大於壞處,然而,依據運動者的目標、能力、階段,如何合理安排不同強度運動訓練,不僅是運動科學專業人員的工作,也是將來健康促進領域需要關注的議題之一。

 

參考資料:

  1. Baggish, A. L., & Wood, M. J. (2011). Athlete's heart and cardiovascular care of the athlete: scientific and clinical update. Circulation, 123(23), 2723–2735. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.110.981571
  2. Lee, B. A., & Oh, D. J. (2016). The effects of long-term aerobic exercise on cardiac structure, stroke volume of the left ventricle, and cardiac output. Journal of exercise rehabilitation, 12(1), 37–41. https://doi.org/10.12965/jer.150261
  3. North, B. J., & Sinclair, D. A. (2012). The intersection between aging and cardiovascular disease. Circulation research, 110(8), 1097–1108. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.111.246876
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