힘든 운동이 그토록 효과적인 이유
데이트:
2020 년 12 월 11 일
출처:
노르웨이 과학 기술 대학교
요약:
고강도 인터벌 트레이닝은 적당한 운동보다 심장을 강화합니다. 이제 연구자들은 힘든 운동이 그토록 효과적인 이유에 대한 몇 가지 답을 찾았습니다.
고강도 인터벌 트레이닝은 적당한 운동보다 심장을 강화합니다. 이제 연구자들은 힘든 운동이 그토록 효과적인 이유에 대한 몇 가지 답을 찾았습니다.
노르웨이의 연구원 인 Thomas Stølen은 "심부전이있는 쥐에 대한 우리의 연구에 따르면 운동은 질병의 중증도를 줄이고 심장 기능을 개선하며 작업 능력을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 훈련 강도는이 효과를 달성하는 데 정말 중요합니다."라고 말합니다. 과학 기술 대학 (NTNU).
Stølen과 그의 동료 Morten Høydal은 Journal of Molecular and Cellular Cardiology에 발표 된 포괄적 인 연구의 주요 저자입니다 . 연구원들은 규칙적인 운동 후 작은 심장 근육 세포 내부에서 일어나는 일을 조사하기 위해 많은 노력을 기울였습니다.
"우리는 운동이 심장 근육 세포가 칼슘을 처리하는 방식과 심장에서 전기 신호를 전달하는 방식 모두에서 중요한 특성을 향상 시킨다는 것을 발견했습니다. 이러한 개선은 심장이 더 격렬하게 뛰고 생명을 위협하는 심장 리듬 장애를 막을 수 있습니다."라고 Stølen은 말합니다.
심장이 강력하고 정기적으로 동시에 뛰기 위해서는 많은 기능이 함께 작동해야합니다. 심장이 뛸 때마다 심장의 자체 박동 조율기 인 부비동 노드가 심장의 나머지 부분에 전기 충격을 보냅니다. 이러한 전기적 충격을 활동 전위라고합니다.
모든 심장 근육 세포는 막으로 둘러싸여 있습니다. 휴지 상태에서 세포막 내부의 전압은 외부의 전압에 비해 음입니다. 세포막 외부와 내부의 전압 차이를 휴지 막 전위라고합니다.
활동 전위가 심장 근육 세포에 도달하면 각 세포의 휴지 막 전위를 극복하여 세포벽을 탈분극해야합니다. 이런 일이 발생하면 칼슘은 세포막의 채널을 통해 세포로 흐를 수 있습니다.
칼슘은 심장 근육 세포의 실제 수축을 시작합니다. 이 과정이 완료되면 칼슘이 세포 밖으로 운반되거나 각 심장 근육 세포 내부의 저장 부위로 되돌아갑니다. 거기에서 칼슘은 다음에 활동 전위가 쇄도 할 때 새로운 수축에 기여할 준비가되어 있습니다.
심장의 전기 전도 또는 칼슘 관리 시스템이 실패하면 심장 근육 세포의 수축이 줄어들고 각 세포의 수축이 약해지고 전기 신호가 혼돈되어 심장이 흔들 리기 시작할 위험이 있습니다.
"이 모든 과정은 누군가가 심부전을 앓을 때 기능 장애를 일으 킵니다. 활동 전위가 너무 오래 지속되고 세포의 휴지 전위가 너무 높으며 세포벽에있는 칼슘 채널의 전달 기능이 방해받습니다. 그러면 칼슘이 끊임없이 누출됩니다. 모든 심장 근육 세포 내부에 저장 공간이 있습니다. "라고 Stølen은 말합니다.
Stølen이 나머지 좋은 소식을 알려주기 전에 그는 "우리의 결과는 집중 훈련이 이러한 모든 기능 장애를 완전히 또는 부분적으로 되돌릴 수 있음을 보여줍니다."라고 말합니다.
일반적으로 부비동 결절은 휴지 상태에서 1 분에 50 ~ 80 회의 심장 박동을 일으 킵니다. 이것은 신체의 모든 장기 시스템과 세포에 적절하게 기능하는 데 필요한만큼의 산소가 풍부한 혈액을 공급하기에 충분합니다.
산책을 시작하면 심장이 자동으로 조금 더 빨리 뛰고 조금 더 세게 펌핑하여 혈액 공급이 증가 된 활동 수준에 맞게 조정됩니다. 활동의 강도가 높을수록 심장이 더 열심히 일해야합니다.
운동은 심장을 강화시켜 각 박동마다 몸의 나머지 부분으로 더 많은 혈액을 펌핑 할 수 있습니다. 따라서 부비동 결절은 조금 더 쉽게 걸릴 수 있으며 잘 훈련 된 사람들은 정기적 인 지구력 훈련을하지 않은 사람들보다 안정시 심박수가 낮습니다.
연속체의 다른 쪽 끝에는 심부전이있는 사람들이 있습니다. 여기서 심장의 펌프 능력이 너무 약해서 장기가 더 이상 좋은 기능을 유지하기에 충분한 혈액을 공급받지 못합니다. 심부전이있는 사람들은 운동에 대한 내성이 낮고 종종 최소한의 노력으로 숨이 차오릅니다.
즉, 심장으로의 펌프 력을 높이는 것은 심부전 환자의 삶의 질과 건강에 절대적으로 중요합니다.
심부전을 앓고있는 10 만 명 이상의 노르웨이 인 중 상당수는 Stølen과 Høydal의 연구에 나온 쥐처럼 심각한 심장 마비를 겪은 후이 질환이 발생했습니다.
건강한 쥐의 심장은 수축 할 때마다 혈액의 75 %를 펌핑했습니다. 심부전이있는 쥐에서 박 출률이라고하는 펌프 용량 측정은 20 %로 감소했다고 Stølen은 말합니다.
러닝 머신에서 거의 매일 인터벌 트레이닝 세션을 수행 한 후 6-8 주 후에 배출 비율이 35 %로 증가했습니다. 쥐는 최대 용량의 약 90 %에서 4 분 간격으로 수행했는데, 이는 수년 동안 NTNU의 여러 연구 그룹에서 옹호 해 온 4 × 4 방법과 매우 유사합니다.
인터벌 트레이닝은 또한 쥐의 컨디셔닝을 크게 향상 시켰습니다. 훈련 기간 후, 그들의 체력 수준은 실제로 심장 마비를 경험하지 않은 훈련되지 않은 쥐보다 더 좋았습니다.”라고 Stølen은 말합니다.
심장 근육 세포의 칼슘 처리 장애는 활동 전위가있을 때마다 감소 된 힘으로 세포가 수축하도록 할뿐만 아니라 또한 칼슘이 각 수축이 시작되는 세포의 체액으로 채워진 영역 인 세포질 내부에 축적됩니다.
세포 내부의 칼슘 저장은 심장이 박동을 준비 할 때만 칼슘을 방출하도록되어 있습니다. 그러나 심부전은 이러한 저장소에서 지속적으로 칼슘이 누출되도록합니다. 각 수축 후 칼슘은 특수 펌프를 통해 칼슘 저장소로 또는 심장 근육 세포 밖으로 효율적으로 다시 운반되어야합니다. 심부전 환자의 경우 이러한 펌프는 제대로 작동하지 않습니다.
많은 칼슘이 세포질 내부에 축적되면 심장 근육 세포는 실제로 휴식을 취해야 할 때 새로운 수축을 시작할 수 있습니다. 전기적 기울기가 발생하여 심장이해서는 안되는 전기 신호를 보내 게됩니다. 이것은 심실에 세동을 일으킬 수 있습니다. 이 심실 세동은 치명적이며 심장 마비의 일반적인 원인입니다.
"우리는 간격 훈련이 칼슘이 세포 밖으로 펌핑되어 세포 내부에보다 효율적으로 저장 될 수 있도록하는 여러 메커니즘을 개선한다는 것을 발견했습니다. 세포 내부의 칼슘 저장에서 누출은 간격 훈련 된 쥐에서도 멈췄습니다"라고 Stølen은 말합니다. .
연구자들이 병든 쥐의 심장에 심실 세동을 유도하려고했을 때 그 효과는 분명했습니다. 그들은 인터벌 훈련을 마친 9 마리 동물 중 한 마리에서만 성공했습니다. 이에 비해, 그들은 운동을하지 않은 심부전이있는 모든 쥐에서 세동을 유발하는 데 문제가 없었습니다.
지금까지 연구 그룹은 운동이 여러 가지 방법으로 병든 심장 근육 세포의 칼슘 관리를 향상시키는 것으로 나타났습니다. 훈련은 또한 심장의 전기 배선 시스템을 더 기능적으로 만듭니다.
또한 운동은 심장이 커지고 뻣뻣 해지는 과정을 방해하는 것으로 나타났습니다.
종합하면 이러한 개선 사항은 각 심장 박동을 더욱 강력하게 만들고 심부전의 심각성을 감소시킵니다. 위험한 심실 세동의 위험도 감소했습니다.
그러나 Stølen과 팀은 운동이 느린 활동 전위를 교정하고 심장 근육 세포가 올바른 방식으로 칼슘을 관리 할 수 있도록하는 이유에 대한 답이 여전히 부족했습니다.
따라서 그들은 훈련이 쥐 세포 내부의 유전 활동을 변화 시켰는지 조사했습니다. 마이크로 RNA라고 불리는 수천 가지 유형의 마이크로 분자는 아마도 유전자와의 직접적인 상호 작용을 통해이 활동의 대부분을 제어 할 것입니다.
"우리가 조사한 마이크로 RNA 변이체 중 55 개가 건강한 쥐에 비해 심부전이있는 쥐에서 변형 된 것으로 밝혀졌습니다. 간격 훈련은 이들 중 18 개를 건강한 수준으로 다시 바 꾸었습니다. 관련 마이크로 분자 중 일부는 다음과 같은 역할을하는 것으로 알려져 있습니다. 칼슘 관리와 심장의 전기 전도 시스템이 있지만 가장 흥미로운 점은 심부전에서 중요한 역할을 할 수있는 새로운 마이크로 RNA를 발견했다는 것입니다. "라고 Stølen은 말합니다.
이 기사에서는 주로 고강도 인터벌 트레이닝의 효과를 고려했습니다. 그러나이 연구에는 더 침착하게 훈련 된 쥐 그룹도 포함됩니다.
이 그룹의 쥐는 동일한 거리를 달리고 따라서 인터벌 훈련 그룹의 쥐만큼 총 훈련 작업을 수행했습니다. 그러나 그들은 더 낮은 강도로 훈련했기 때문에 매번 더 오래 운동해야했습니다. Stolen은 이러한 형태의 훈련이 몇 가지 건강 개선을 가져 왔다고 지적합니다.
그러나 그는 대부분의 개선이 인터벌 트레이닝에서 더 컸다고 강조합니다. 예를 들어, 우리는 적당한 운동을 한 후 8 마리의 쥐 중 5 마리에서 심장 세동을 유도 할 수 있었으며, 그들의 펌핑 능력은 인터벌 트레이닝 그룹에 비해 절반 만 향상되었습니다. "