مبانى تست قلبى ريوى شامل موارد زير مى‌باشد: آمادگى هوازي، ورزش هوازي، Vo2 حداکثر، بهره‌ورى از اکسيژن، ورزش بى‌هوازي، وام اکسيژن، آستانهٔ بى‌هوازي، ضربان قلب و فعاليت ضربان قلب آستانهٔ بى‌هوازى و درک فعاليت.

آمادگى هوازى

نياز اصلى براى انجام ورزش‌هاى استقامتي، آمادگى هوازى است. اين به‌معنى توانائى قلب، ريه‌ها و سيستم گردش خون براى تأمين اکسيژن عضلات و دفع مواد زائد است. چه شما يک ورزشکار آماده باشيد و چه کاملاً بى‌تحرک، مبتلا به بيمارى قلبى يا ريوى باشيد و يا کاملاً سالم، در هر صورت يک برنامهٔ تمرين هوازى بى‌خطر و مؤثر براى شما وجود دارد. استرس تست قلبى ريوى اطلاعات لازم براى تجويز اين برنامه را ارائه مى‌کند. براى مثال، فردى که داراى آمادگى مطلوب هوازى است، مى‌تواند در حد ۶۰-۴۰ درصد Vo2 حداکثر براى مدتى نسبتاً طولاني، مثلاً ۶۰-۲۰ دقيقه، به‌‌راحتى ورزش کند.

ورزش هوازى

در جريان ورزش، عضلات انرژى لازم براى کار را از تبديل قند و چربى به انرژى به‌دست مى‌آورند. کربوهيدرات‌ها و اسيدهاى چرب آزاد، سوخت‌هاى مورد مصرف عضله براى توليد انرژى هستند. واژهٔ ”هوازي“ بيانگر نياز به اکسيژن است. زمانى به ورزش، هوازى گفته مى‌شود که تمام انرژى مورد نياز در طى انجام آن از سوختن قند و چربى با اکسيژن حاصل شود. هرچه ورزش سنگين‌تر باشد، ميزان انرژى مورد نياز بيشتر است (يعنى کربوهيدرات) و نيز ميزان سوخت و اکسيژن مورد نياز براى ايجاد آن هم بالاتر است. چون ورزش هوازى را مى‌توان براى مدت طولانى انجام داد، عبارت ورزش هوازى اغلب براى فعاليت يکنواخت در طى يک دورهٔ زمانى نسبتاً طولانى به‌کار مى‌رود.

Vo2 حداکثر

ظرفيت هوازى معادل سطح تحمل و استقامت بوده و بيانگر توانائى انجام ورزش هوازى است. ما به اندازه‌گيرى ميزان اکسيژن مصرفى در جريان ورزش با شدت حداکثر، مى‌توانيم ظرفيت هوازى فرد را اندازه‌گيرى کنيم که به آن Vo2 حداکثر که مخفف مصرف اکسيژن حداکثر است، گفته مى‌شود. Vo2 حداکثر بيانگر وضعيت عملکرد فرد است. اين معيار بيانگر قابليت ريهظها براى انتقال اکسيژن به خون، توان قلب براى پمپ کردن اين خون و توانائى جريان خون براى رساندن آن به عضله است. Vo2 حداکثر نمايانگر وضعيت ريوي، قلبى و گردش خون به‌عنوان يک مجموعهٔ واحد در جريان حداکثر فعاليت است. Vo2 حداکثر، ميزان آمادگى فرد در حين انجام کار هوازى را نشان مى‌دهد و به همين دليل به‌عنوان ”استاندارد طلائي“ براى ارزيابى آمادگى جسمانى در نظر گرفته مى‌شود.

بهره‌ورى اکسيژن

بهره‌ورى اکسيژن معادل کارآئى يک فعاليت است و توانائى انجام کار عضلانى با مصرف اکسيژن نسبتاً کم را نشان مى‌دهد. قدرت، انعطاف‌پذيري، وزن بدن و تکنيک مناسب، اجزاءِ مهم در کارآئى مى‌باشند. يک دوندهٔ با انعطاف، سبک وزن و با تمرين مناسب، نسبت به فردى‌که بى‌انعطاف، چاق و بدون تمرين است، با مصرف حجم اکسيژن برابر، از سرعت بيشترى برخوردار است. بهبود بهره‌ورى از اکسيژن و افزايش کارآئى با کاستن از چربى بدن، افزايش قدرت و انعطاف‌پذيرى و تصحيح تکنيک حاصل مى‌شود. شيب منحنى (کار ٭ Vo2) معرف اين معيار است. هرچه شيب کمتر باشد، ميزان بهره‌ورى از اکسيژن بيشتر خواهد بود.

ورزش بى‌هوازى

ورزشى بى‌هوازى است که براى ايجاد انرژى نيازمند سوزاندن اکسيژن نباشد. وقتى شدت فعاليت نسبتاً کم باشد (مثلاً زير ۵۰ درصد Vo2 حداکثر)، انرژى به‌طور کامل از مسير بيوشيميائى هوازى تأمين مى‌شود. ولى وقتى افزايش شدت فعاليت به يک حد معين رسيد، مکانيسم‌هاى هوازى به تنهائى براى ايجاد کل انرژى مورد نياز کافى نبوده و مکانيسم بى‌هوازى فعال مى‌شود. بازده توليد انرژى هوازى ۱۸ بار بيشتر از بى‌هوازى است. انرژى مصرفى در طى ورزش بيش‌هوازى يا از انرژى ذخيره شده در عضله تأمين مى‌شود و يا از تبديل کربوهيدرات‌ها و چربى به اسيد لاکتيک به‌دست مى‌آيد. ميزان کار بى‌هوازى انجام شده متناسب با مقدار تجمع اسيد لاکتيک و ميزان وام اکسيژنى است.

وام اکسيژن

درست مثل يک باتري، عضلهٔ داراى شارژ انرژى است. عضلهٔ اين شارژ انرژى را به‌صورت شيميائى و در باندهاى فسفاتى مولکول‌هائى نظير ATP (آدنوزين ترى فسفات) در خود ذخيره مى‌کند. اگر لازم باشد که در طى زمان کوتاه، فعاليت سنگينى انجام پذيرد (مثلاً برداشتن يک وزنهٔ سنگين، پرش يا دوى صد متر)، عضله براى انجام اين فعاليت از شارژ انرژى خود استفاده مى‌کند. سپس اين ذخيره انرژى با سوختن قند يا چربى در حضور اکسيژن جايگزين مى‌شود. به ميزان اکسيژنى که براى بازپرداخت کامل انرژى استفاده شده، مصرف مى‌گردد وام اکسيژنى مى‌گويند. ورزش‌هاى شديد بى‌هوازى که در طى زمان بسيار کوتاه انجام مى‌شوند، شارژ انرژى عضله را کاسته و ايجاد وام اکسيژنى مى‌کنند، اما باعث تجمع مقادير زياد اسيد لاکتيک نمى‌شوند. براى مثال، دوى سرعت ۱۵ ثانيه‌اى سبب توليد مقادير زيادى از اسيد لاکتيک نمى‌شود، اما انجام فعاليت سنگين و مداوم باعث توليد اسيد لاکتيک و نيز وام اکسيژنى زيادى خواهد شد.


باز به‌عنوان مثال اگر شخصى تا سر حد توان و به مدت ۴ دقيقه بدود، به ترتيب ۶۵ و ۳۵ درصد انرژى مصرف شده از منابع بى‌هوازى و هوازى تأمين مى‌شود. ميزان کل فعاليت بى‌هوازى انجام شده در طى ۴ دقيقه، سبب تجمع مقادير زياد اسيد لاکتيک و وام بالاى اکسيژنى مى‌شود. دوندگان ماراتن سرعت قدم‌هاى خودر را در زير حد تجمع اسيد لاکتيک تنظيم مى‌کنند. تقريباً تمام انرژى مورد نياز در اين رشته از منابع هوازى تأمين مى‌شود، مگر اينکه دونده در انتهاى مسابقهٔ گام‌هاى خود را تندتر کند (که اغلب هم بدين صورت است). در غير اين‌صورت، تجمع اسيد لاکتيک اندک بوده و ميزان وام اکسيژنى در حد صفر يا بسيار کم است.

آستانهٔ بى‌هوازى

با افزايش شدت ورزش به نقطه‌اى مى‌رسيم که غلظت لاکتات در سرم شروع به افزايش مى‌کند. اين مرحله ابتداى منطقهٔ موسوم به آستانهٔ بى‌هوازى يا اختصاراً (Anaerobic threshold - AT) است که بر مبناى مصرف اکسيژن به هنگام افزايش تجمع اسيد لاکتيک متناسب با شدت فعاليت و ايجاد شيب صعودى در منحنى تهويه مى‌باشد. شدت فعاليت در زير منطقهٔ AT باعث توليد اسيد لاکتيک در حد ايجاد خستگى نمى‌شود، اما فعاليت با شدت بالاى AT، باعث تجمع پيشروندهٔ اسيد لاکتيک، کاهش فزايندهٔ بى‌کربنات سرم و افزايش ضربان قلب و تهويهٔ دقيقه‌اى خواهد شد. فعاليت با شدت بيش از حداکثر AT را نمى‌توان بدون ايجاد خستگى ادامه داد. منطقهٔ پائين AT معمولاً بين ۸۵-۵۰ درصد Vo2 حداکثر قرار دارد. هرچه ناحيهٔ AT به Vo2 نزديک‌تر باشد، سرعت انجام فعاليت بدون خستگى بيشتر خواهد شد. آستانهٔ پائين نمايانگر اختلال در سيستم اکسيژن‌رسانى در پى عللى از قبيل کم‌خوني، بيمارى قلبى و يا اختلالات گردش خون سيستميک يا ريوى است. با شيوع کمتر، AT پائين در اثر بيمارى عضلانى ايجاد مى‌شود.

ضربان قلب و فعاليت

ضربان قلب معيار خوبى از شدت فعاليت يک گروه عضلانى خاص است. البته نمايشگر ميزان کار انجام شده توسط عضله نيست، اما شدت يک فعاليت را نشان مى‌دهد. براى مثال اگر فعاليت خاصى به‌صورت يک دستى انجام شود، شدت کار ۲ برابر زمانى است که همان ميزان کار با استفاده از ۲ دست انجام پذيرد. ميزان کار هوازى انجام شده معادل ميزان اکسيژنى است که يک دست براى انجام کار مصرف مى‌کند. از آنجائى‌که ضربان قلب نمايشگر شدت کار است، در زمانى‌که از يک دست براى انجام فعاليت استفاده مى‌شود، ضربان بالاتر خواهد بود. در ورزشکاران مجرب ضربان قلب در حين استراحت پائين‌تر مى‌باشد که اين امر به‌خاطر حجم ضربه‌اى بالاتر و ساير عوامل است. به‌خود عادت بدهيد که صبح‌ها به‌محض بيدار شدن از خواب، نبض خود را شمرده و يادداشت کنيد. ورزش بيش از حد و بيماري، بر ضربان قلب صبحگاهى مى‌افزايند. به‌عنوان يک قانون سرانگشتي، ضربان قلب صبحگاهى که ۵ تا بيش از تعداد متوسط باشد نمايشگر ورزش بيش از حد يا بيمارى است. اطلاعات مشابه را مى‌توان با اندازه‌گيرى ضربان قلب در شدت فعاليت مشابه به‌دست آورد؛ مثلاً شمارش ضربان قلب بعد از ۵ دقيقه راه رفتن روى تردميل با سرعت و شيب مشابه.

ضربان قلب آستانهٔ بى‌هوازى و درک فعاليت

از آنجا که ضربان قلب متناسب با سطح فعاليت افزايش مى‌يابد، افرادى که اغلب نبض خود را در حين ورزش مى‌شمارد، ياد مى‌گيرند که در هر سطح فعاليتى چه ضربانى خواهند داشت. ورزش با شدتى کمتر از آستانهٔ بى‌هوازى به‌صورت ”ملايم يا آسان“ احساس مى‌شود. در اين شدت، فرد مى‌تواند صحبت کرده و جملات طولانى ادا کند. به‌محض دست برداشتن از فعاليت، تنفس فرد آنقدر عادى خواهد شد که مشابه زمان استراحت خواهد گشت. ورزش نزديک به آستانهٔ بى‌هوازى به‌صورت ”سخت و يا خيلى سخت“ احساس مى‌گردد (متوسط تا متوسط رو به شديد)، بسته به اينکه شدت ورزش معادل انتهاى بالائى يا پائينى منطقهٔ آستانهٔ بى‌هوازى باشد. در اين حالت، صحبت کردن بيمار مختل و محدود به اداءِ جملات کوتاه است. اگر فرد از فعاليت دست بکشد، تنگى نفس ناشى از ورزش براى مدتى ادامه دارد تا ميزان وام اکسيژنى وى تسويه شود. شدت ورزش بالاى آستانهٔ بى‌هوازى به‌صورت ”بى‌نهايت سخت“ احساس مى‌شود، که در آن شخص قادر به ادامهٔ فعاليت نيست و قطعاً در زمان کوتاهى باعث بروز خستگى مى‌گردد. فرمول‌هاى بحث شده در مبحث تخمين ضربان قلب حداکثر و ضربان قلب زمان تمرين ۱۰۰% دقيق نيستند، بلکه روشى تقريبى با دقت ۱۵-۱۰± ضربان مى‌باشند، ولى در عوض نيازمند انجام استرس تست قلبى ريوى نيستند. بهترين روش براى دانستن ضربان قلب در دو سر طيف آستانهٔ بى‌هوازي، اندازه‌گيرى آن با کم استرس تست قلبى ريوى است.