پیرمرد و دخترک
فیزیولوژی عضلات
عضلات
دستگاهی هستند که مواد غذایی را از صورت شیمیایی به صورت انرژی مکانیکی یا
کار تبدیل می کنند. می دانیم که حرکات بدن از انقباض عضلات حاصل می شود
بدین معنی که عضلات مخطط که به استخوانهای بدن متصلند با اراده فرد منقبض
می شوند و حرکت جابجایی را در بدن میسر می کنند.
در بدن انسان سه نوع
عضله وجود دارد (عضلات مخطط یا اسکلتی ـ عضلات صاف و عضله قلب) که ما در
این بخش فقط عضلات مخطط را بررسی می کنیم. عضلات مخطط حاوی ۷۰ درصد
آب،۲۰درصد پروتئین و ۱۰ درصد کربوهیدراتها و چربی و نمکهای معدنی و املاح
است که البته ترکیبات عضله در اعضای مختلف بدن تغییرات وسیعی دارند.
در بخش عضلات مخطط ۲ مطلب را بررسی می کنیم :
۱) انقباض عضله،
۲) منابع انرژی عضله.
● انقباض عضله
اگر
طول عضله به هنگام انقباض تغییر نکند این انقباض را (هم طول) می گویند. در
این نوع انقباض جسم مقاوم جابه جا نمی شود تمام انرژی حاصل از انقباض به
حرارت تبدیل می شود. ولی اگر انقباض عضله به کوتاه شدن آن منجر شود آن
انقباض را (هم تنش) می گویند که باعث می شود جسمی که در برابر عضله قرار می
گیرد جابه جا شود.
سرعت انقباض عضله با مقدار وزنه ای که در مقابل آن
قرار می گیرد رابطه عکس دارد. اگر هیچ نیرویی در برابر عضله قرار نگیرد
عضله سریعاً منقبض می شود ولی اگر به تدریج نیروی مخالف افزایش می یابد از
سرعت انقباض کاسته می شود. تا اینکه اگر میزان نیروی مخالف برابر با نیروی
عضله شود سرعت کوتاه شدن یا انقباض به صفر خواهد رسید.
● منابع انرژی
عضله
برای آنکه به حالت انقباض درآید احتیاج به انرژی دارد. منبع اصلی انرژی
عضله آدنوزین تری فسفات ATP است که به مقدار کمی در عضله وجود دارد ولی به
مقدار زیادی انرژی آزاد می کند. کراتین فسفات CP منبع انرژی دیگری است که
در سلولهای عضلانی ذخیره می شود.
اگر مقدار ATP در سلول بیش از اندازه
لازم باشد انرژی اضافی صرف تولید CP می شود و در نتیجه مقدار بیشتری از
انرژی ذخیره خواهد شد. به مجرد ذخیره ATP در عضله CP موجود به سرعت و سهولت
به ATP تبدیل می شود و در نتیجه CP باعث ثابت ماندن مقدار ATP عضله می
شود.
انرژی حاصل از CP و ATP برای مدت کوتاهی انرژی لازم را تأمین می
کنند پس در فعالیت های شدید بدنی که بیش از چند دقیقه طول می کشد باید منبع
دیگری از انرژی وجود داشته باشد. این انرژی از تجزیه گلیگوژن حاصل می شود و
چون این واکنش در مجاورت اکسیژن قرار می گیرد آن را هوازی یا (با اکسیژن)
می گویند.
اگر اکسیژن به اندازه کافی برای این واکنش های شیمیایی وجود
نداشته باشد در عضله اسیدلاکتیک تولید می شود. قسمت اعظم این اسیدلاکتیک
مجدداً به گلوکز و گلیگوژن تبدیل می شود و مقداری از آن در عضله بر جای می
ماند.
در ورزشهای سخت و طولانی و مخصوصاً افرادی که از آمادگی جسمانی
کمی برخوردارند خستگی عضلات بعد از ورزش مربوط به اسیدلاکتیک باقی مانده در
عضله است، میزان خستگی با مقدار اسیدلاکتیک موجود در عضله رابطه مستقیم
دارد.
تولید انرژی در بدن به ۳ طریق انجام می گیرد که ۲ طریق آنها برای
تولیدATP نیاز به اکسیژن ندارند (بی هوازی) و در سومین طریقه وجود اکسیژن
کاملاً ضروری است که به آن (هوازی) گویند:
۱) سیستم ATP-CP
در
ورزشهایی چون: پرتاب نیزه ، پرتاب دیسک ، دو ۱۰۰ متر و شیرجه یا فعالیتهایی
که زمان اجرای آن بسیار کم است (حدود ۱۰ ثانیه) و با حداکثر شدت انجام می
شوند انرژی مورد نیاز را از این سیستم تأمین می کنند. ATP وCP موجود در
عضله به صورت ذخیره وجود دارند و به هنگام فعالیت انرژی مورد لزوم را تهیه
می کنند. در این سیستم برای تأمین انرژی احتیاجی به حضور اکسیژن نیست (بی
هوازی)
۲) سیستم اسیدلاکتیک
در ورزشهایی که زمان اجرای آنها بین ۱ تا
۳ دقیقه طول می کشد انرژی مورد نیازشان را از این طریق تأمین می کنند مثل
دوهای ۴۰۰ و۸۰۰ متر وکشتی. هنگام اجرای این فعالیت ها اکسیژن به قدر کافی
در عضله موجود نیست لذا گلوکز موجود در عضله به اسیدلاکتیک و ATP تبدیل می
شود. در حقیقت در این سیستم گلوکز عامل اصلی تأمین کننده انرژی عضله است.
۳) سیستم هوازی
هر
موجود زنده ای برای ادامه زندگی و فعالیت احتیاج به اکسیژن دارد. بعد از
چند دقیقه که اکسیژن به بدن نرسد، نه ATP در بدن ساخته می شود و نه انرژی
وجود دارد و در نتیجه زندگی پایان می یابد. در ورزشهایی که بیش از ۳ دقیقه
طول می کشد عضلات انرژی مورد احتیاج را از تجزیه مواد غذایی در مقابل
اکسیژن بدست می آورند.
در دوهای ماراتن، کوهنوردی و. . . ATP مورد نیاز
عضلات از این طریق تأمین می گردد. پروتئین ها، گلیگوژن و چربیها از جمله
مواد غذایی هستند که در این سیستم مورد استفاده قرار می گیرد و بیشترین
مقدار تولید ATP را نیز دارد.
● برگشت به حالت اولیه و وام اکسیژن (ریکاوری)
همانطور
که گفته شد برای اینکه بدن از حالت استراحت به حالت فعالیت درآید فعل و
انفعالات متعددی در عضله صورت می گیرد تا انرژی لازم کسب شود. همچنین برگشت
بدن از حالت فعالیت به حالت استراحت نیز بسیار مهم است که آن را برگشت به
حالت اولیه (Recavery) گویند.
ذخیره اکسیژن بدن هنگام فعالیت های شدید
به مصرف سوخت و ساز بدن می رسد؛ در نتیجه هنگام استراحت مقدار اکسیژنی که
از ذخیره بدن گرفته شده است باید دوباره به بدن باز گردد و اسیدلاکتیک جمع
شده در عضلات نیز باید از سلول های عضلانی خارج شودکه البته هر دو نیز
هوازی هستند.
انرژی از دست رفته بدن را وام اکسیژن (Oxygen Debt) گویند.
مقدار وام اکسیژن برابر است با مقدار اکسیژن مورد نیاز در هنگام فعالیت؛
اگر نوع فعالیت شخص ملایم، طولانی و یکنواخت باشد بدن می تواند انرژی مورد
نیاز را از هوا بگیرد و وام اکسیژن به وجود نمی آید والی اگر فعالیت شخص
شدید باشد به طوری که او مجبور باشد با کمبود انرژی به فعالیت خود ادامه
دهد مبتلا به وام اکسیژن می شود.
مدت زمانی که طول می کشد تا بدن به
حالت اول برگردد بستگی به مدت، شدت و آمادگی جسمانی فرد دارد؛ بعد از
فعالیت ها در ۲ یا ۳ دقیقه اول مصرف اکسیژن به شدت پایین می آید اما از این
شدت به تدریج کاسته می شود تا به حالت یکنواخت برسد. اگر شخص بعد از
فعالیت ورزشی خود، به جای استراحت، کار ساده ای مثل راه رفتن یا دویدن آرام
(سرد کردن) را انجام دهد اسیدلاکتیک موجود در بدن زودتر از بین می رود
مقایسه تسهیلات خودرو در کشورهای پیشرفته با تسهیلات خودروهای ایرانی 