Είναι αποδεκτό ότι η φυσική άσκηση συνδέεται με αιμοδυναμικές αλλαγές και επιφέρει μορφολογικές και λειτουργικές προσαρμογές στην καρδιά των αθλούμενων. Η αύξηση της μάζας της καρδιάς των αθλητών παρατηρήθηκε πρώτη φορά από τον Henschen και Skidlauf το 1899, με προσεκτική εξέταση μέσω δακτυλικών χτύπων, επιβεβαιώθηκε αργότερα με τη χρήση της ακτινογραφίας, ενώ αποδείχτηκε και μέσω νεκροψίας. Η έλευση της υπερηχοκαρδιογραφίας επέτρεψε στους ερευνητές να εμβαθύνουν αναλυτικότερα στη αναδιαμόρφωση που υπόκειται η καρδιά μέσω της άσκησης, ενώ τα τελευταία χρόνια η χρήση της μαγνητικής τομογραφίας βοήθησε ακόμα περισσότερο στη μελέτη των προσαρμογών που προκαλεί η άθληση στην καρδιά.

Καρδιά αθλητή

H υποψία ότι η άθληση προκαλεί μορφολογικές και λειτουργικές προσαρμογές στην καρδιά («αθλητική καρδιά») είναι μία πολύ παλιά υπόθεση η οποία είναι πλέον κοινή επιστημονική πεποίθηση. Η αύξηση του μεγέθους της είναι μία προσαρμογή της συστηματικής άθλησης. Η μεγέθυνση της προέρχεται είτε από την αύξηση της διαμέτρου της αριστερής κοιλίας, ειδικότερα της τελοδιαστολικής (σημείο μέγιστης διαστολής), είτε από την αύξηση του πάχους των τοιχωμάτων, ειδικά της αριστερής κοιλίας. Τις τελευταίες δεκαετίες έχουν γίνει πολλές έρευνες με χιλιάδες άτομα να συμμετέχουν σε αυτές, προκειμένου να αποδειχτεί η ύπαρξη του φαινομένου της «καρδιάς του αθλητή» (athlete’s heart), αλλά και να αποκαλυφθούν πιθανές λειτουργικές και μορφολογικές διαφοροποιήσεις που επέρχονται στην καρδιά από την προπόνηση.

Οι Morganroth, Maron, Henry, και Epstein, το 1975 ήταν οι πρώτοι που προσπάθησαν να περιγράψουν δύο διαφορετικές μορφές ανάπτυξης της καρδιάς ανάλογα με την άσκηση στην οποία υποβάλλονταν οι αθλούμενοι, τη δυναμικά και την αερόβια γυμνασμένη καρδιά. Χρησιμοποιώντας υπερηχοκαρδιογραφία, παρατήρησε ότι στους αθλητές που έκαναν προπόνηση δύναμης υπήρξε ομόκεντρη (concentric) ανάπτυξη της καρδιάς, δηλαδή αύξηση του πάχους του τοιχώματος  της αριστερής κοιλίας και φυσιολογικός τελοδιαστολικός όγκος, ενώ σε αυτούς που έκαναν προπόνηση αντοχής υπήρξε έκκεντρη (eccentric) ανάπτυξη, με αύξηση του τελοδιαστολικού όγκου και φυσιολογική αύξηση του πάχους τοιχώματος (Εικόνα 1). Η «υπόθεση Morganroth» έγινε ευρέως αποδεκτή από τους επιστήμονες που ασχολούνται με την εργοφυσιολογία. Έκτοτε, έγιναν πολλές έρευνες που ενίσχυσαν αυτή την υπόθεση (Gilbert, Nutter, Felner, Perkins, Heymsfield, & Schlant, 1977; Longhurst, Kelly, Gonyea, & Mitchell, 1980; Maron, Pelliccia, Spataro & Granata1993; Pellicia, Culasso, Di Paolo, & Maron, 1999; Roeske, O’ Rourke, Klein, Leopold, & Karliner, 1976).

Τα τελευταία χρόνια όμως υπάρχουν κάποιες έρευνες που διαφοροποιούνται κυρίως αρκετά. Η αύξηση του όγκου παλμού ( όγκος παλμού είναι η ποσότητα του αίματος που ωθεί η καρδιά σε κάθε συστολή-παλμό) είναι μία προσαρμογή που θα μπορούσε να προκαλέσει βελτίωση της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου (VO2max) και της απόδοσης, κυρίως σε αθλητές αντοχής. Στην εικόνα 1 παρουσιάζονται οι τρεις διαφορετικοί τύποι ανάπτυξης της καρδιάς.

Εικόνα 1. Έκκεντρη (eccentric) και ομόκεντρη (concentric) ανάπτυξη της καρδιάς

Τα τελευταία χρόνια έγιναν έρευνες μεταξύ αθλητών διαφορετικών αγωνισμάτων για να εξεταστούν πιθανές διαφοροποιήσεις στη μορφολογία της καρδιάς. Οι Moro, Okoshi, Padovani, και Okoshi (2013) εξέτασαν τις διαφορές που υπάρχουν μεταξύ 21 ποδοσφαιριστών, 19 δρομέων μεγάλων αποστάσεων και 17 ποδηλατών βρίσκοντας σημαντικά αυξημένη τη διάμετρο της αριστερής κοιλίας.

Oι Venckunas, Lionikas, Marcinkeviciene, Raugaliene, Alekrinskis, και Stasiulis (2005) εξέτασαν τις διαφορές με υπερηχοκαρδιογραφία μεταξύ 22 δρομέων μεσαίων, 31 μεγάλων αποστάσεων και 11 υπερμαραθωνοδρόμων. Οι αθλητές μεσαίων αποστάσεων είχαν δείκτη μάζας αριστερής κοιλίας σημαντικά μικρότερο από αυτό των δρομέων αντοχής και υπερμαραθωνοδρόμων.

Οι Hooqsteen, Hoogeveen, Schaffers, Wijn, και van Hemel, (2004) εξέτασαν με υπερηχοκαρδιογραφία τις διαφορές στην ανάπτυξη της καρδιάς 25 μαραθωνοδρόμων, 21 τριαθλητών και 38 ποδηλατών. Η μάζα της αριστερής κοιλίας ήταν σημαντικά διαφορετική μεταξύ μαραθωνοδρόμων και τριαθλητών (253,6+/-63,7 vs 322,0+/-62,1 g) και μεταξύ μαραθωνοδρόμων και ποδηλατών (253,6+/-63,7 vs 314,2+/-79,2 g,). Η τελοδιαστολική διάμετρος της αριστερής κοιλίας διαιρεμένη με την επιφάνεια σώματος ήταν σημαντικά μεγαλύτερη στους ποδηλάτες έναντι των μαραθωνοδρόμων (31,6+/-3,0 vs 30,0+/-2,0 mm/ m2) αλλά όχι έναντι των τριαθλητών. Το 7% των αθλητών εμφάνισε ομόκεντρη και το 65% έκκεντρη αναδιαμόρφωση, με την έκκεντρη να είναι πιο προφανής στους ποδηλάτες.

Λειτουργικές προσαρμογές

Είναι ευρέως αποδεκτό ότι οι αθλητές, ειδικά αυτοί που κάνουν αθλήματα αντοχής, παρουσιάζουν φλεβοκομβική βραδυκαρδία και χαμηλή καρδιακή συχνότητα ηρεμίας (Di Paolo et al, 2012; Papadakis et al, 2009; Sharma et al, 1999; Wilson et al, 2011), η οποία εμφανίζεται στο 60-80% των πολύ προπονημένων αθλητών. Αυτή προέρχεται από την αύξηση στην τελοδιαστολική διάμετρο και τον τελοδιαστολικό όγκο αριστερής κοιλίας που οδηγούν σε χαμηλότερη καρδιακή συχνότητα για να διατηρηθεί σταθερή η καρδιακή παροχή.

Επίδραση της προπόνησης στην καρδιά νεαρών αθλητών

Οι καρδιακές προσαρμογές που προκαλεί η άσκηση στα παιδιά και στους εφήβους απασχολεί λίγα χρόνια την ερευνητική κοινότητα, ενώ οι σχετικές έρευνες δεν είναι πολλές. Έτσι, η πληροφόρηση σχετικά με την αναδιαμόρφωση της καρδιάς νεαρών αθλητών ή παιδιών είναι σχετικά μικρή. Είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε πως επηρεάζεται η καρδιά μορφολογικά και λειτουργικά σε νεαρή ηλικία μετά από άσκηση. Αυτή η γνώση μπορεί να βελτιώσει τις μεθόδους προπόνησης έτσι ώστε να υπάρξουν τα βέλτιστα αποτελέσματα και να αποφεύγονται πιθανοί περιορισμοί που θα μπορούσαν να επηρεάσουν αρνητικά την ανάπτυξη της καρδιάς, όπως θα συνέβαινε στο ενδεχόμενο της επαλήθευσης της υπόθεσης Morganroth.

Για πολλά χρόνια επικράτησε η υπόθεση ότι στις περιπτώσεις που παιδιά και έφηβοι υποβάλλονταν σε έντονη αναερόβια προπόνηση για μεγάλο χρονικό διάστημα αυτό είχε ως συνέπεια την ομόκεντρη ανάπτυξη της καρδιάς που περιόριζε σημαντικά την τελοδιαστολική διάμετρο και κατά συνέπεια την τελοδιαστολικό όγκο, τον όγκο παλμού και ως τελικό αποτέλεσμα και τη VO2max. Σε πολύ νεαρή ηλικία (κάτω από 12 ετών) είναι δύσκολο να παρατηρηθούν σημαντικές διαφοροποιήσεις γιατί η διάρκεια αλλά και η ένταση της προπόνησης που έχουν δεχτεί οι μικροί αθλητές είναι ανεπαρκής για να δημιουργήσουν ξεκάθαρα χαρακτηριστικά αθλητικής καρδιάς. Επίσης, το ορμονικό προφίλ των προέφηβων δεν ευνοεί την ανάπτυξη της καρδιάς (Manolas et al, 2001; Nottin et al, 2004; Rowland et al, 1994; Shephard, 1992). Παρόλα αυτά έχουν υπάρξει έρευνες που παρατήρησαν αύξηση του πάχους τοιχώματος αριστερής κοιλίας σε κολυμβητές ηλικίας 6-7 ετών μετά από 8 μήνες προπόνησης (Geenen et al, 1982).

Οι περισσότεροι συγγραφείς συμφωνούν ότι απαιτούνται δύο περίπου χρόνια συστηματικής προπόνησης για να εμφανιστούν ξεκάθαρες προπονητικές και καρδιολογικές προσαρμογές (Maingourd et al, 1990; Mesko et al, 1993; Obert et al, 2001; Owen et al, 2004). Έρευνες που ασχολήθηκαν με έφηβους (14-18 ετών) παρατήρησαν μία προφανή υπερτροφία της ΑΚ (Csanady et al, 1986; Cubero et al, 2000; Makan et al, 2005; Manolas et al, 2001; Sharma et al, 2002; Somauroo et al, 2001; Vasiliauskas et al, 2008).

Οι Obert και συν (2001), διεξήγαγαν μία έρευνα που συμμετείχαν 29 αγόρια και κορίτσια 10-11 ετών, τα οποία έκαναν 3 προπονήσεις την εβδομάδα σε ένα πρόγραμμα 13 εβδομάδων και έτρεχαν σε μία ένταση >80% της μέγιστης καρδιακής συχνότητας. Η τελοδιαστολική διάμετρος αυξήθηκε σημαντικά (+4,6%,), ενώ παρατηρήθηκε παράλληλα, μείωση στο πάχος του τοιχώματος της αριστερής κοιλίας (-10.7%) ως αποτέλεσμα της προπόνησης αντοχής. Να σημειωθεί ότι όλες οι μορφολογικές παράμετροι επανήλθαν στην πρότερη κατάσταση μετά από 2 μήνες αποχής από την προπόνηση, που υποδεικνύει την πλαστικότητα που χαρακτηρίζει την καρδιά σε αυτή την ηλικία.

Πρακτικές εφαρμογές και προτάσεις

Ο στόχος της παρούσας ανασκόπησης ήταν να διερευνηθεί η περιοχή που αφορά τις επιδράσεις της προπόνησης αντοχής στην καρδιά κυρίως παιδιών. Επίσης, ποια θα μπορούσε να είναι η βέλτιστη προπονητική επιβάρυνση για την καλύτερη ανάπτυξη της καρδιάς στην αναπτυξιακή ηλικία, κάτι το οποίο σε μεγάλο βαθμό δεν απαντάται από τη βιβλιογραφία. Υπήρχε η υποψία, με βάση τη θεωρία Morganroth, ότι η υπερβολική αναερόβια προπόνηση θα δημιουργούσε ένα περιοριστικό περιβάλλον στην καρδιά των μικρών αθλητών, που θα είχε ως αποτέλεσμα μικρότερο όγκο παλμού και χαμηλότερες τιμές της VO2max. Αυτό το ενδεχόμενο δεν επαληθεύεται αλλά η έκκεντρη ανάπτυξη φαίνεται να επικρατεί.

Το γεγονός ότι πολλοί νεαροί αθλητές αντοχής υπεραποδίδουν σε μικρή ηλικία και μετά, παρότι συνεχίζουν να προπονούνται συστηματικά ακόμα και πιο έντονα, ακολουθεί ένα πλατό ή ακόμα και κάμψη στην αγωνιστική τους απόδοση, θα πρέπει να αποδοθεί κάπου αλλού (που δεν γνωρίζουμε ακόμα) παρά στο καρδιακό σύστημα. Φαίνεται, παρότι χρήζει περαιτέρω διερεύνησης ότι η προπόνηση αντοχής σε μικρή ηλικία δεν έχει «τοξικά» αποτελέσματα σε ότι αφορά την ανάπτυξη της καρδιάς. Σίγουρα βέβαια, δε μπορεί κάποιος να προτείνει ποιες είναι οι κατάλληλες επιβαρύνσεις ώστε να υπάρξουν τα καλύτερα αποτελέσματα σχετικά με την ανάπτυξη της καρδιάς των μικρών αθλητών. Ειδικά στην Ελλάδα, ένα πολύ μικρό ποσοστό των πρωταθλητών αντοχής της κατηγορίας Κ16 και Κ18 φτάνει στο σημείο να βελτιώνεται και να πρωταγωνιστεί και στην κατηγορία των αντρών μερικά χρόνια αργότερα (Σούλας et al, 2011).

Σημασία για την ποιότητα της ζωής

Το όφελος από την κατανόηση των καρδιακών προσαρμογών, δομικών αλλά και λειτουργικών, που προκύπτει από τη φυσική άσκηση, είναι διττό. Είναι απολύτως σημαντικό για τον πληθυσμό που κάνει μαζικό αθλητισμό να γνωρίζει πως θα καταφέρει να αναπτυχθεί η καρδιά τους με τον καλύτερο δυνατό τρόπο βάζοντας έτσι τις βάσεις και τις προϋποθέσεις για μία καλή ποιότητα ζωής μελλοντικά, αλλά και για τα παιδιά που θέλουν να ακολουθήσουν το δρόμο του πρωταθλητισμού είναι σημαντικό να αποφύγουν πιθανές «τοξικές» παρενέργειες από λάθος προπονητικές επιβαρύνσεις. Επίσης, ο σύγχρονος τρόπος ζωής και τα πολλά καρδιακά επεισόδια που προκαλούνται από το άγχος αλλά και τη λάθος διατροφή, με την υπερβολική κατανάλωση λιπαρών, κάνει ακόμα πιο σημαντική την ανάγκη για πιο δυνατή καρδιά που αφορά όλους μας. Είναι επομένως ένα θέμα που απασχολεί το ευρύ κοινό, όχι μόνο κάποιους ερευνητές και η περαιτέρω διερεύνηση του θα βελτιώσει άμεσα την ποιότητα ζωής στο γενικό πληθυσμό.

Λευτέρης Ραφαϊλάκης

Ομοσπονδιακός προπονητής στίβου (δρόμοι αντοχής), Msc, PhD