Điều gì làm cho việc tập luyện chăm chỉ trở nên hiệu quả, theo Đại học Khoa học và Công nghệ Norwegian

Tập luyện ngắt quãng cường độ cao giúp tăng cường sức mạnh cho tim hơn so với tập thể dục thông thường. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã tìm ra một số câu trả lời cho điều gì khiến việc tập luyện chăm chỉ trở nên hiệu quả.

Thomas Stølen, một nhà nghiên cứu tại đại học Khoa học và Công Nghệ Norwegian (NTNU), cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi trên chuột bị suy tim cho thấy tập thể dục làm giảm mức độ nghiêm trọng của bệnh, cải thiện chức năng tim cũng như tăng khả năng làm việc. Và cường độ tập luyện thực sự quan trọng để đạt được hiệu quả này”.

Stølen và đồng nghiệp Morten Høydal là tác giả chính của một nghiên cứu toàn diện được công bố trên Tạp chí Tim mạch Phân tử và Tế bào. Các nhà nghiên cứu đã tốn rất nhiều thời gian để điều tra những gì xảy ra bên trong các tế bào cơ tim nhỏ bé sau bài tập thể dục thường ngày.

Stølen cho biết: “Chúng tôi phát hiện ra rằng tập thể dục cải thiện các đặc tính quan trọng cả trong cách tế bào cơ tim xử lý canxi và dẫn truyền tín hiệu điện trong tim. Những sự cải thiện này giúp tim đập mạnh hơn và có thể chống lại chứng rối loạn nhịp tim có thể đe dọa tính mạng”.

Để trái tim có thể đập một cách mạnh mẽ, đều đặn và đồng bộ, rất nhiều chức năng phải hoạt động cùng nhau. Mỗi lần tim đập, nút xoang – máy điều hòa nhịp tim của chính tim – sẽ gửi các xung điện đến phần còn lại của tim. Các xung điện này được gọi là điện thế hoạt động.

Tất cả các tế bào cơ tim được bao bọc bởi một lớp màng. Ở trạng thái nghỉ, điện thế bên trong màng tế bào âm so với điện thế bên ngoài. Sự khác biệt giữa điện thế bên ngoài và bên trong màng tế bào được gọi là điện thế nghỉ.

Khi điện thế hoạt động đến tế bào cơ tim, chúng cần vượt qua điện thế nghỉ của mỗi tế bào để khử cực cho thành tế bào. Khi điều này xảy ra, canxi có thể ùa vào tế bào thông qua các kênh trong màng tế bào.

Canxi bắt đầu sự co bóp thực sự của các tế bào cơ tim. Khi quá trình này hoàn tất, canxi được vận chuyển ra khỏi tế bào hoặc trở lại vị trí lưu trữ bên trong mỗi tế bào cơ tim. Từ đó, canxi sẵn sàng đóng góp vào lần co tim tiếp theo khi điện thế hoạt động ập đến.

Nếu hệ thống dẫn truyền điện hoặc điều khiển canxi của tim bị lỗi, sẽ có nguy cơ các tế bào cơ tim co lại ít hơn, sự co bóp trong mỗi tế bào sẽ yếu và các tín hiệu điện trở nên hỗn loạn khiến các buồng tim bắt đầu rung lên.

“Tất cả các quá trình này đều bị rối loạn chức năng khi ai đó bị suy tim. Điện thế hoạt động kéo dài quá lâu, điện thế nghỉ của tế bào quá cao và chức năng vận chuyển của các kênh canxi trong thành tế bào bị rối loạn. Sau đó, canxi liên tục bị rò rỉ khỏi nơi dự trữ trong mỗi tế bào cơ tim” – Stølen cho biết.

Trước khi Stølen cho biết thêm, anh ấy lưu ý, “Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng đào tạo chuyên sâu có thể đảo ngược hoàn toàn hoặc một phần tất cả những rối loạn chức năng này.”

Thông thường, nút xoang làm tim người đập từ 50 đến 80 nhịp mỗi phút khi nghỉ ngơi. Điều này đủ để cung cấp cho tất cả các hệ thống cơ quan và tế bào trong cơ thể lượng máu giàu oxy cần thiết để chúng hoạt động bình thường.

Khi chúng ta đứng dậy để đi bộ, tim của chúng ta tự động bắt đầu đập nhanh hơn và bơm mạnh hơn một chút để nguồn cung cấp máu thích nghi với mức độ hoạt động càng tăng. Cường độ hoạt động càng cao thì tim càng phải làm việc nhiều hơn.

Tập thể dục tăng cường sức mạnh cho tim để nó có thể bơm nhiều máu hơn đến phần còn lại của cơ thể theo từng nhịp đập. Do đó, nút xoang có thể hoạt động dễ dàng hơn một chút và những người được huấn luyện tốt có nhịp tim khi nghỉ ngơi thấp hơn so với những người không huấn luyện sức bền thường xuyên.

Ngược lại với những người bị suy tim, khả năng bơm máu của tim quá yếu khiến các cơ quan không còn nhận đủ máu để duy trì hoạt động tốt. Những người bị suy tim có khả năng chịu đựng kém với việc tập thể dục và thường khó thở chỉ với một chút gắng sức.

Nói cách khác, việc tăng cường sức bơm cho tim có ý nghĩa quyết định tuyệt đối đến chất lượng cuộc sống và sức khỏe của người bệnh suy tim.

Nhiều người trong số hơn 100.000 người Na Uy sống chung với bệnh suy tim đã phát triển một tình trạng này sau khi trải qua một cơn đau tim nghiêm trọng – giống như những con chuột trong nghiên cứu của Stølen và Høydal.

Ở những con chuột khỏe mạnh, tim bơm 75% máu sau mỗi lần co bóp. Ở những con chuột bị suy tim, chỉ số đo công suất bơm này, được gọi là phân suất tống máu, đã giảm xuống còn 20%, Stølen nói.

Phân suất tống máu tăng lên 35 phần trăm sau sáu đến tám tuần với các buổi tập cách nhau gần như hàng ngày trên vòng xoay. Những con chuột đã chạy những khoảng thời gian bốn phút với khoảng 90% công suất tối đa của chúng, khá giống với phương pháp 4 × 4 đã được một số nhóm nghiên cứu tại NTNU ủng hộ trong nhiều năm.

Stølen cho biết: “Việc luyện tập cách quãng cũng cải thiện đáng kể khả năng điều hòa của chuột. Sau thời gian huấn luyện, mức độ thể lực của chúng thực sự tốt hơn so với những con chuột chưa được huấn luyện chưa bị đau tim”.

Khả năng xử lý canxi trong tế bào cơ tim bị suy giảm không chỉ khiến tế bào co lại với lực giảm mỗi khi có điện thế hoạt động. Nó cũng làm cho canxi tích tụ bên trong khu vực chứa đầy chất lỏng của tế bào – dung dịch bào tương – nơi bắt đầu mỗi cơn co thắt.

Các kho dự trữ canxi bên trong tế bào chỉ có nhiệm vụ giải phóng canxi khi tim chuẩn bị đập. Tuy nhiên, suy tim gây ra sự rò rỉ canxi liên tục ra khỏi các kho dự trữ này. Sau mỗi lần co thắt, canxi cần được vận chuyển hiệu quả trở lại kho canxi – hoặc ra khỏi tế bào cơ tim – thông qua những cái bơm chuyên dụng. Ở bệnh nhân suy tim, những bơm này hoạt động kém.

Khi nhiều canxi tích tụ bên trong bào tương, các tế bào cơ tim có thể bắt đầu các cơn co thắt mới khi chúng đáng lẽ phải ở trạng thái nghỉ ngơi. Một gradient điện thể phát ra khiến tim gửi tín hiệu điện khi không nên thế. Điều này có thể gây ra rung động trong buồng tim, hay còn gọi là rung thất. Rung thất là tình trạng có thể gây tử vong và là nguyên nhân phổ biến của gây ngừng tim.

Stølen cho biết: “Chúng tôi phát hiện ra rằng luyện tập cách quãng cải thiện một số cơ chế cho phép canxi được bơm ra khỏi tế bào và lưu trữ hiệu quả hơn bên trong tế bào. Sự rò rỉ từ các kho dự trữ canxi bên trong tế bào cũng biến mất ở những con chuột được luyện tập cách quãng” .

Hiệu quả rõ ràng khi các nhà nghiên cứu cố gắng gây ra rung thất ở tim chuột bị bệnh: họ chỉ thành công ở một trong chín con vật đã hoàn thành khóa huấn luyện luyện tập cách quãng. Để so sánh, họ không gặp vấn đề gì trong việc gây ra rung động ở tất cả những con chuột bị suy tim không tập thể dục.

Cho đến nay, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng tập thể dục cải thiện việc điều khiển canxi trong các tế bào cơ tim bị bệnh theo một số cách. Việc huấn luyện cũng làm cho hệ thống dây điện của tim hoạt động tốt hơn.

Ngoài ra, họ chỉ ra rằng tập thể dục chống lại các quá trình khiến tim to ra và dày lên.

Kết hợp lại, những cải tiến này làm cho mỗi nhịp tim đập mạnh hơn và giảm mức độ nghiêm trọng của bệnh suy tim. Nguy cơ rung thất nguy hiểm cũng giảm.

Nhưng Stølen và nhóm vẫn chưa có câu trả lời cho việc tại sao tập thể dục lại điều chỉnh điện thế hoạt động chậm và đảm bảo rằng các tế bào cơ tim có thể chăm sóc canxi theo đúng cách.

Do đó, họ đã điều tra xem liệu việc huấn luyện có làm thay đổi hoạt động di truyền bên trong tế bào chuột hay không. Hàng ngàn loại vi phân tử khác nhau được gọi là micro-RNA có lẽ kiểm soát hầu hết hoạt động này thông qua tương tác trực tiếp với gen.

“Hóa ra, 55 trong số các biến thể vi RNA mà chúng tôi kiểm tra đã bị thay đổi ở những con chuột bị suy tim so với những con chuột khỏe mạnh. Việc huấn luyện cách quãng đã thay đổi 18 trong số chúng trở lại mức khỏe mạnh. Một số vi phân tử có liên quan được biết là có vai trò trong việc điều khiển canxi và hệ thống dẫn truyền điện của tim, nhưng điều thú vị nhất là chúng tôi đã phát hiện ra các vi RNA mới có thể đóng một vai trò quan trọng trong bệnh suy tim” Stølen nói.

Bài viết này đã chủ yếu xem xét các tác động của luyện tập cường độ cao ngắt quãng. Nhưng nghiên cứu cũng bao gồm một nhóm chuột được huấn luyện ít vận động hơn.

Những con chuột trong nhóm này chạy cùng một khoảng cách và do đó, tổng số công việc huấn luyện giống như những con chuột trong nhóm huấn luyện cách quãng.

Tuy nhiên, chúng phải tập luyện lâu hơn mỗi lần vì chúng tập ở cường độ thấp hơn. Stolen lưu ý rằng hình thức tập luyện này cũng cho kết quả một số cải thiện về sức khỏe.

Tuy nhiên, ông nhấn mạnh, phần lớn các cải thiện sẽ tuyệt vời hơn khi luyện tập cách quãng. “Ví dụ, chúng tôi có thể gây ra rung tim ở 5 trong số 8 con chuột sau một thời gian tập thể dục vừa phải và khả năng bơm máu của chúng chỉ được cải thiện một nửa so với nhóm huấn luyện cách quãng.”

Tài liệu tham khảo:

Tomas O. Stølen, Morten A. Høydal, Muhammad Shakil Ahmed, Kari Jørgensen, Karin Garten, Maria P. Hortigon-Vinagre, Victor Zamora, Nathan R. Scrimgeour, Anne Marie Ormbostad Berre, Bjarne M. Nes, Eirik Skogvoll, Anne Berit Johnsen, Jose B.N. Moreira, Julie R. McMullen, Håvard Attramadal, Godfrey L. Smith, Øyvind Ellingsen, Ulrik Wisløff. Exercise training reveals micro-RNAs associated with improved cardiac function and electrophysiology in rats with heart failure after myocardial infarction. Journal of Molecular and Cellular Cardiology, 2020; 148: 106 DOI: 10.1016/j.yjmcc.2020.08.015

Nguồn:

Materials provided by Norwegian University of Science and Technology. Original written by Anders Revdal

Link bài dịch: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201211115436.htm

Người dịch: thaongan2509

Bài viết được dịch thuật và biên tập bởi CLB Nội tiết trẻ trên DEMACVN.COM – vui lòng không reup khi chưa được cho phép!