Het hart is de drijvende kracht achter de circulatie. Het hart pompt in rust per minuut ongeveer 5 liter bloed door de bloedvaten. Het bloed bevat zuurstof waarmee weefsels koolhydraten en vetten kunnen verbranden. Bij deze verbranding komt de noodzakelijke energie vrij voor de weefsels om te kunnen functioneren. De hoeveelheid bloed die het hart per minuut rondpompt, wordt het hartminuutvolume genoemd. Per liter bloed die de aorta wordt ingepompt bevat dit bloed ongeveer 200 milliliter zuurstof. Per minuut wordt met een hartminuutvolume dus 1000 milliliter zuurstof getransporteerd. Van deze liter zuurstof gebruiken de weefsels maar 25%. Tijdens inspanning wordt er meer zuurstof getransporteerd door het grotere hartminuutvolume en gebruiken de spieren efficiënter het zuurstof uit het bloed.
Hartminuutvolume, zuurstoftransport en zuurstofgebruik tijdens rust
Het hartminuutvolume (HMV) is de hoeveelheid bloed die het hart per minuut rondpompt. Het hartminuutvolume is het product van hartslagfrequentie per minuut (HF) en slagvolume (SV). Voor een gemiddelde man en vrouw is het HMV respectievelijk 5 en 4 liter. De HF is voor mannen en vrouwen tijdens rust hetzelfde en ongeveer 70. Dit betekent dat de vrouwen een kleiner SV (tussen de 50 en 60 milliliter) hebben dan mannen (rond de 71 milliliter).
Bloed wat het linker ventrikel verlaat, bevat ongeveer 200 milliliter zuurstof per liter bloed. Bij een normaal HMV in rust is er dus 1000 milliliter zuurstof beschikbaar voor het lichaam. Van deze liter zuurstof gebruikt het lichaam in rust ongeveer 250 tot 300 milliliter. Dit betekent dat 75% van het beschikbare zuurstof in het bloed niet gebruikt wordt. Deze hoeveelheid zuurstof die niet gebruikt wordt, is een reservehoeveelheid zuurstof.
Hartminuutvolume, zuurstoftransport en zuurstofgebruik tijdens sport
Tijdens sporten moeten de actieve spieren meer arbeid verrichten. Om deze arbeid te kunnen verrichten, hebben de spieren meer energie nodig. Om deze energie te kunnen vrijmaken, verbranden de spieren meer vetten en koolhydraten. Voor deze vetverbranding en koolhydraatverbranding hebben de spieren meer zuurstof nodig. Het bloed levert de benodigde zuurstof. Omdat de zuurstofvraag van de spieren tijdens sporten toeneemt, neemt ook de doorbloeding van spieren toe en daardoor het hartminuutvolume.
Bij ongetrainde mensen is het hartminuutvolume tijdens zware inspanning ongeveer 22 liter. Dit hartminuutvolume vermenigvuldigd met de zuurstoftransporterende capaciteit van het bloed van 200 milliliter per liter bloed resulteert in een zuurstoftransport van 4,4 liter zuurstof.
De spieren krijgen ongeveer 84% van het totale hartminuutvolume en dus ook 84% van het totale zuurstoftransport tijdens zware inspanning. Dit betekent dat de spieren 3,7 liter zuurstof van de beschikbare zuurstof krijgen. Van deze beschikbare zuurstof gebruiken de spieren ongeveer 80%; dus ongeveer 3 liter. Uiteindelijk is de maximale zuurstofopname bij ongetrainden dus gemiddeld 3 liter per minuut.
Duurtraining zorgt voor een groter hartminuutvolume en zuurstofgebruik
Duursporters hebben een groot aeroob vermogen. Dit betekent dat zij een extreem goed zuurstoftransport hebben naar de actieve spieren en dat de spieren ontzettend goed vermogen hebben om zuurstof uit het bloed te halen en daarmee energie vrij te maken door koolhydraten en vetten te verbranden.
Duursporters hebben een groot aeroob vermogen omdat zij onder andere een groter hartminuutvolume. Voor elke 5 liter toename van het hartminuutvolume stijgt de zuurstoftransportcapaciteit ook met een liter. Van deze liter zuurstof komt ongeveer 600 milliliter bij de actieve spieren terecht. Bij goedgetrainde duursporters is een hartminuutvolume van 35 liter of meer niet ongewoon. Dit betekent dat zij 7 liter zuurstof per minuut transporteren. Uiteindelijk is de zuurstofopname door de spieren ruim 4,7 liter per minuut.
Bronnen:
William D. McArdle, Victor L. Katch, & Frank I. Katch (2014) Exercise Physiology, Nutrition, Energy, and Human Performance, LWW Philadelphia