Mechanizm ten bardzo przypomina tworzenie potencjałów czynnościowych, o którym dowiedzieliśmy się w poprzednim rozdziale. W przeciwieństwie do innych komórek mięśniowych, które muszą być podłączone do nerwu i nadawcy sygnału, by się kurczyć, miocyty biją raźnie, nawet jeśli zostaną wyizolowane i umieszczone w próbówce wraz z odpowiednimi składnikami odżywczymi. Znowu przyroda popisuje się piękną adaptacją fizjologiczną! Kolejną istotną cechą komórek mięśnia sercowego jest to, że potrafią łączyć się ze sobą i pracować harmonijnie, wysyłając impulsy elektryczne, czyli kurczyć się w sposób jednolity i skoordynowany. Czynią to, przejmując tempo bicia od najszybszej komórki wśród nich. Gdybyśmy więc wzięli dziesięć takich miocytów i ułożyli je w rzędzie, zamiast bić każdy we własnym tempie, zgrają się z rytmem najszybszego bicia, przekazując sobie skurcze z jednego końca na drugi. Ja uważam, że to odlotowe, ale może przemawia przeze mnie kujoństwo!

Pamiętając, iż serce składa się z milionów takich miocytów, zobaczmy teraz, że posiada też grupę wyspecjalizowanych komórek, mieszczącą się w prawym przedsionku (jednej z dwóch górnych jam serca): tak zwany węzeł zatokowo-przedsionkowy. To naturalny rozrusznik serca. Komórki węzła biją minimalnie szybciej niż inne w sercu, a więc określają, jak szybko powinno się ono kurczyć: około 100 uderzeń na minutę (beats per minute, BPM). Może zapytacie, że skoro tak, to dlaczego zdrowa osoba dorosła ma tętno wynoszące około 60–70 BPM. Rzeczywiście pytanie jest zasadne. Otóż poza dyktowanym wewnętrznie tempem bicia serca, za tętno odpowiada również porozumienie pomiędzy współczulnym układem nerwowym (mogącym przyspieszyć tętno) i układem przywspółczulnym (mogącym je spowolnić). W warunkach normalnych i w spoczynku dominuje tutaj układ przywspółczulny – poprzez działanie nerwu błędnego. Spowalnianie serca przez nerw błędny odpowiada za to, że w spoczynku mamy niższe tętno, a im sprawniejsi jesteśmy fizycznie, tym mocniejszy efekt tych sygnałów od nerwu błędnego, a więc niższe tętno spoczynkowe.

Kilka chwil przed rozpoczęciem biegu zostaje obniżony ton nerwu błędnego (jego aktywność), a wtedy tętno przyspiesza do swojego wewnętrznego tempa bicia zbliżonego do 100 BPM. Natychmiastowy wzrost tętna prowadzi do zwiększenia rzutu serca, czyli objętości krwi (w litrach) pompowanej przez ciało w ciągu minuty. Rzut serca jest wypadkową tętna i objętości krwi w każdym uderzeniu, czyli objętości wyrzutowej. Wartość ta potrafi skoczyć z około 5 litrów na minutę w spoczynku do około 25 litrów na minutę w czasie ćwiczeń fizycznych.

Gdy tylko nasz biegacz zaczął biec, jego rzut serca natychmiast wzrósł ze względu na zwyżkę tętna. Na stojący za tym mechanizm składa się kilka czynników. Co ciekawe, ciało „wiedziało”, że będzie musiało podjąć wysiłek, i dlatego przygotowało się poprzez zwiększenie tętna. Ponadto uważa się, że występuje mechanizm sprzężenia w przód (feed-forward), przejawiający się w działaniu mechanoreceptorów. Są to receptory czuciowe w stawach mięśniach. Gdy wykrywają one duże ruchy, na przykład podczas biegu, wysyłają impulsy nerwowe do głównego centrum dowodzenia układem sercowo-naczyniowym w mózgu, który odpowiada wsparciem w postaci zwyżki tętna.

Nasze tętno maksymalne można oszacować poprzez odjęcie naszego wieku w latach od liczby 220. Czyli czterdziestoletni mężczyzna może spodziewać się, że jego tętno maksymalne wyniesie około 180 BPM. Tętno wzrasta wprost proporcjonalnie do intensywności ćwiczeń aż do osiągnięcia punktu wy-czerpania. W tym punkcie wykres tętna zaczyna się wypłaszczać. To znaczy, że tętno maksymalne jest najwyższą wartością tętna, jaką można osiągnąć przy maksymalnym wysiłku do momentu wyczerpania. Na liczbie tej można polegać: pozostaje stała z dnia na dzień, a z roku na rok zmienia się niewiele. Po kilku minutach od rozpoczęcia biegu nasz zawodnik biegnie już w takt, a jego tętno ustabilizowało się odpowiednio do intensywności ruchu. Gdyby postanowił pokonać pewien odcinek sprintem albo wykonać stromy podbieg, za sprawą zwiększenia zapotrzebowania na przepływ krwi tętno podniosłoby się (o ile tętno biegacza pozostaje poniżej maksymalnego).

W pierwszych sekundach biegu skoczyło nie tylko tętno zawodnika. Te same receptory, które poczuły ruch stawów i wysłały komunikat do mózgu, doprowadziły też do tego, że podobna wiadomość doszła do ośrodka oddechowego. Przez to płuca biegacza pracują ciężej: zwiększył on częstotliwość i głębokość oddechu. Ośrodek oddechowy zmniejszył też opór ścianek niewielkich naczyń włosowatych obsługujących pęcherzyki płucne, dzięki czemu w miąższu płucnym wymiana gazowa zachodzi wydajniej. To „sparowanie” krążeniowo-oddechowe skutkuje zwiększoną wentylacją płuc, blisko piętnastokrotnie intensywniejszą niż w spoczynku.

Aby skorzystać z przedsprzedaży kliknij TUTAJ