أساسيات علم فسيولوجيا الرياضة :-
- مفهوم و أهمية علم الفسيولوجي .
- أهمية الفسيولوجية فى التدريب الرياضى .
- اهمية علم الفسيولوجى فى المجال الرياضى .
اولآ- مفهوم و أهمية علم الفسيولوجيا :
يعد علم الفسيولوجيا احد الفروع العهامة لعلم البيولوجى الذى يهتم بدراسة ظاهرة الحياة فى الكائيات الحية بصورة عامة .
فالكائن الحى عبارة عن وحدة بيولوجية أى ( وحدة بنائية متكاملة مترابطة تتفاعل مكوناتها لتعطى ظاهرة الحياة للكائن الحى ) .
وعلم الفسيولوجية :
هو العلم الذى يهتم بدراسة كيفية حدوث و ظائف الكائن الحى المختلفة مثل ( الجهاز الدورى – جهاز التنفسى – الجهاز العضلى ) .
وهذا يعنى :
- وصف الاعضاء فى الكائنات الحية .
- شرح و تفسير هذة الوظائف فى ضوء القوانين الفيزيائية و الكيميائية .
ويتم ذلك من خلال التعرف على المكونات و ذلك لمعرفة و الوقوف على هذة الوظائف .
ان علم الفسيولوجيا ترتبط مع العلوم المورفولوجية .
مثل ( علم التشريح , علم الخلية , علم الانسجة , و غيرها ) من العلوم الاخرى .
و تعتمد الدراسات الفسيولوجية على الملاحظة و التجريب للظواهر الحية لوصفها و تقديرها " نوعا و كما "
و تهدف هذة الدراسات الى الاجابة على الاسئلة الاتية :
1- ماهى الوظيفية .
2- ماهى العوامل الموثرة على الوظيفية .
3- كيفية اداء هذة الوطيفية .
4- كيفية أندماج هذة الوظيفية مع موضوعات الاخرى .
مثال
لو اخدنا القلب كعضوء فى جهاز الدورى فى الجسم الانسان .
1- ضخ الدم الى جميع إجزاء الجسم و تزويد الانسجة و الخلايا الجسم با الاكسجين .
2- استقبال الدم الوارد اليه من جميع إجزاء الجسم أثناء فترة أرتخاء عضلة القلب ثم يلى ذلك أنقباض عضلة .
3- أما العوامل المؤثرة على الوظيفية فهى ما يختص به الفرد ( العمر , الجنس , الظروف الحياتية , و الرياضة ) .
4- القلب يرتبط بمعظم العمليات الحيوية فى الجسم مثل ( حركة الدم من الاوعية الدموية لكى ينتقل الى جميع أجزاء الجسم و ما يحتاجه من الاوكسجين .
أهمية الفسيولوجيا فى التدريب الرياضى :-
تعتبر الموضوعات الرئيسية لتدريب و التى من خلالها أمكن التعرف على ثاتير طرق التدريب البدنى على الاجهزة الحيوية لجسم الرياضى و التى من خلالها نستطيع تقنين حمل التدريب بما يتلائم و قدرة الفرد .
ان التدريب الرياضى لمرة واحدة أو مزوالة اى نشاط بدنى تحدث رودو أفعال للاجهزة الوظيفية نتيجة هذا النشاط و يعنى ذلك الاستجابة , و هذا يرتبط بالنقطة الاولى .
وهى عبارة عن تغيرات مفاجئة مؤقته تحدث فى وظائف أعضاء الجسم نتيجة للجهد البدنى الممارس و أن هذة التغيرات تختفى و تزوال ( كا ارتفاع ضغظ الدم و زيادة معدل ضربات القلب , و معدل التنفس ) .
ولعكس فى حالة الاستمرار فى مزواله النشاط الرياضى لمدة طويلة حيث تحدث عمليات تكيف لهذا الاجهزة .
أهمية علم الفسيولوجيا فى المجال الرياضى :-
1- الانتقاء .
2- تقنين حمل التدريب .
3- التعرف على التاثيرات الفسيولوجية .
4- الاختبارات و المقاييس .
5- الحالة الصحية لرياضى .
انظمة انتاج الطاقة :
هناك ثلاث انواع و هما :
- النظام الفوسفاتى .
- نظام حامض اللاكتيك .
- نظام الاكسجين .
اولا – النظام الفوسفاتى :-
يعد فوسفات الكرياتين من المركبات الكيميائية الغنية بالطاقة , وهو يوجد فى الخلايا العضلية , وعند انشطاره تتحرر كمية كبيرة من الطاقة تعمل على أستعادة بناء أدينوزين ثلاثى الفوسفات المصدر المباشر للطاقة .
ويوكد كل من وليام ماكردل وأخرون على ان ( ATP ) يعد من أهم المركبات ذات الطاقة العالية فى الجسم , ويتكون من من الادينوزين بالاضافة الى ثلاثة جزيئات فوسفات ( ADP ) بالاضافة الى جزئ فوسفات ( أ ) و طاقة تعادل 7.000 – 12.000 سعر حرارى .
ويشير لامب ( 1984 ) الى أن حجم ( ATP ) قليل جداً يبلغ 4 – 6 مللى مول / كجم من وزن العضلة , ولذا تعتمد العضلة على فوسفات الكرياتين كمصدر للطاقة وعند تحلله ينتج طاقة تساعد فى إعادة بناء ATP .
(4 : 67 – 68) .
ثانيا- نظام حامض اللاكتيك :-
تعريف حامض اللاكتيك
مادة كيميائية ناتجة عن تحلل السكر بطريقة الاوكسجينية لها علاقة بتغير الاس الهيدروجينى للعلضلة و بالتالى تؤدى الى حدوث التعب و الارهاق .
تركيز حامض اللاكتيك :
أصبح معروف منذ الثلاثينات أن نسبة تركيز حامض اللاكتيك ترتفع فى الدم أثناء أداء النشاط البدنى نتيجة لعملية التمثيل الغذائى للمواد الكربوهيدراتية الموجودة بالعضلات على شكل جليكوجين .
حيث تم أنشطار الجليكوجين خلال عدة عمليات كيميائية ليصل الى حامض البيروفيك , فاذا ما كان الاكسجين با لعضلات كافيا يتجه حامض البيرفيك الى داخل الميتوكوندريا ( و هى أجسام صغيرة داخل الليفية العضلية تتم بداخلها عمليات التمثيل الغذائى الهوائى ) .
وبذلك يعطى حامض البيروفيك طاقة هوائية و يتبقى عن ذلك ثانى أكسيد الكربون و الماء و اذا لم يكن هناك مقدار من الاكسجين يقليل حجم و سرعة الطاقة المطلوبة فان حامض اللاكتيك يتجمع داخل الليفة العضلية , ثم ينتقل منها الى الدم و بالتالى تؤدى زيادة أيونات الهيدورجين بتلدم الى تنبة للمراكز العصبية للتنفس لتزداد بالتالى سرعة التهوية الرئوية .
وعادتنا ماتتواوح تركيز حامض اللاكتيك خلال الراحة مابين 1 -2 مللى مول ( المللى مول = 9 مليجرام) و عندما يزيد هذا المقدار يمكن أن يصل الى 4 مللى مول .
ومن العروف أن أقصى مستوى لتركيز حامض اللاكتيك بالدم يمكن ان يترواح مابين 12 – 20 مللى مول و بالرغم من انتشار فكرة تفسير زيادة الاستشفاء و العودة الى الحالة الطبيعية للرياضيين بعد انتهائهم من المجهود البدنى أو الرياضى . و هذا يعتمد على مدى تراكم حامض اللاكتيك من جهه و على نوع و طبيعتة و الاداء نظام الطاقة المرتبطة به ان كان هوائيا أو غير هوائى
(3 : 122 – 129) .
- و يقاس معدل انتاج حامض اللاكتيك :
بالمللجرام فى الدقيقة أو بالمللجرام % 100 ملليلتر دم و هو يبلغ فى المتوسط حوالى 9 – 12 ملليجرام % و قت الراحة و تسمى عملية إنتاجه (Ra ) بينما تعرف عملية التخلص من حامض اللاكتيك بأنه الطرق التى تتبعها الاجهزة الحيوية بالجسم للتخلص منه و يرمز لهذة العملية بالرمز ( Rd ) .
وقد أثبتث دراسات عديدة أن مدة ساعة و نصف على الاكثر تكون كافية للتخلص من حوالى 90 % من حامض اللاكتيك بعد التدريبات ذات الشدة القصوى بينما يقل الزمن اللازم لذلك كلما قلت شدة التمرينات و بصفة عامة يساعد سرعة التخلص من حامض اللاكتيك قيام الفرد ببعض التمرينات الخفيفة حيث أنها تعمل على سرعة التخلص منه
(2 : 180 ) .
كيفية التخلص من حامض الاكتيك :
إن سرعة التخلص من حامض اللاكتيك بالعضلات و الدم أثناء الاستشفاء و العودة للحالة الطبيعية بعد الاداء الرياضى تعتبر هدفا غاليا يسعى اليه جميع المدربين و الرياضيين على حد سواء .
كيفية تقليل حامض اللاكتيك بالدم :
1- زيادة فاعلية التمثيل الغذائى الهوائى للعضلات مما يقلل من الحاجة الى التمثيل الغدائى اللاهوائى .
2- التمثيل الغذائى لحامض اللاكتيك فى العضلات العاملة .
3- انتشار حامض اللاكتيك خلال ألياف العضلات غير العاملة .
4- سرعة التخلص من حامض اللاكتيك بواسطة القلب و الكبد و العضلات الاخرى لمواجهة سرعة تكوينه .
و بشكل عام فان حامض اللاكتيك يسلك عدة مسالك أو طرق عن طريقها يتم التخلص الجسم منه و هذه الطرق هى :
- التحول الى جليكوجين و جلوكز : ويتم ذلك فى الكبد و ذلك من خلال دورة بين العضلات و الدم و الكبد تعرف بدورة ( كورى )وفيها تتم أكسدة الجزء الاكبر من اللاكتيك و بذلك يتمكن الرياضى من الاستمرار فى الاداء البدنى .
- أكسدة حامض اللاكتيك :
يتاكسد حامض اللاكتيك و يتحول الى ثانى أكسيد الكربون و ماء لاستخدامه كوقود فى أنتاج الطاقة الهوائية بواسطة العضلات و يتم عن طريق تحويل اللاكتيك الى بيروفيك ثم ثانى اكسيد الكربون .
- التحول الى بروتين :
و يتم ذلك بشكل بسيط جداً فى الفترات الاولى من عملية الاستشفاء .
- التحول الى البول و العرق :
و يتم ذلك من خلال الجهاز الاخراجى المتمثل فى الكليتين و الجلد
( 3 : 395 )
ثالثا- نظام الاكسجين :-
يتميز هذا النظام لانتاج الطاقة بوجود الاكسجين كعامل فعال خلال التفاعلات الكيميائية , حيث يمكن استعادة بناء 38 مول ATP بواسطة التكسير الكامل لجزئي جليكوجين ليحلل الى ثانى أكسيد الكربون و ماء , ويتم هذا النظام داخل الخلية الضلية و بالتحديد فى جسيمات الميتوكوندريا .
حيث يتفق كلا من فوكس و ماتيوز 1981 و فوكس 1984 ووليام واخرون 1985 وريتشادر واخرون 1997 على تقسيم التفاعلات الكيميائية للنظام الهوائى
الى ثلاثة مراحل .
• الجلكزة الهوائية .
• دائرة كربس .
• نظام النقل الاكترونى
( 4 : 70 ) .
التغيرات التي تحدث في الدم نتيجة النشاط الرياضي :
إن ممارسة الفرد للنشاط الرياضي قد يؤدي إلى حدوث تغيرات بيولوجية في أجهزة الجسم المختلفة وكذلك تغيرات في الدم ومن هذه التغيرات ما هو وقتي أي يصاحب النشاط الرياضي ويزل بعد فترة من انتهائه ومنها ما هو دائم نتيجة للانتظام في التدريب الرياضي فيحدث تغيرات في مكونات الدم تتميز بالاستمرارية مما يؤدي إلى تكيف الدم .
وتشمل هذه التغيرات زيادة في حجم الدم ، والهيموجلوبين ، وكرات الدم الحمراء وكرات الدم البيضاء ، وكمية الأكسجين ، وكمية ثاني أكسيد الكربون ، ويقوم الدم بكثير من الوظائف الحيوية الهامة ويساعده على قيامه بهذه الوظائف طبيعة تكوينه وخصائصه المميزة وتزداد هذه الوظائف أهمية أثناء ممارسة النشاط الرياضي حيث تحتاج العضلات إلى الأوكسجين الذي تحمله كرات الدم الحمراء بواسطة الهيموجلوبين حتى تقوم العضلات بوظائفها المختلفة - الكفاءة التي تحقق المطلوب من المجهود العضلي المبذول كما يخلص الدم العضلات من مخلفات التمثيل الغذائي لإنتاج الطاقة حيث تنقل كرات الدم الحمراء ثاني أكسيد الكربون وحامض اللاكتيك
الأنـزيـمــــات :
الأنزيمات هي عبارة عن بروتينات تسرع التفاعلات الكيميائية في الأجهزة الحيوية فجميع التفاعلات الكيميائية للخلايا الحية قد تحدث ببطء شديد بدون الأنزيمات ، كما تعتبر هي النوع الثالث - بعد الفيتامينات والهرمونات - من المواد المساعدة الموجودة طبيعياً في الجسم وهي ذات أهمية حيوية ولا غنى عنها ، وتتميز بقدرتها العالية على التأثير في التفاعلات الحيوية حتى بكميات ضئيلة جداً من ناحية السرعة واتجاه التفاعل وذلك قبل التفاعلات الخاصة بتمثيل البروتينات والكربوهيدرات والدهون وتتأثر فعالية الأنزيمات كثيراً بدرجة الحرارة وحامضية أو قلوية الوسط .
تحتــوي بلازما الدم على عدد كبير من الأنزيمات ذات تركيز يختلف باختلاف الحالة الفسيولـوجية وهذه الأنزيمات التي تساعد على حدوث بعض تفاعلات العمليات الأيضية موزعة ومركزة أحياناً في خلايا خاصة وتكون داخل أنسجة معينة مثل أنزيم CPK ، LDH وبعض هذه الأنزيمات تظهر في الدم كنتيجة طبيعية لموت وإزالة الخلايا المحتوية عليها .
وفي حالات نقص الأنزيمات بصورة خلقية في الإنسان فإنها تسبب اضطرابات أيضية . ويحتوي الدم عامة على كميات قليلة من الأنزيمات التي تدخل في التفاعلات داخل الأنسجة وهذه الأنزيمات لا تنتشر عادة خارج الخلايا التي تعمل بها . ولا توجد الأنزيمات عادة في الدم ولكن في بعض الحالات المرضية من الممكن أن تظهر في الدم أو ربما يزيد تركيز الأنزيمات الموجودة عادة في الدم بكميات قليلة ويمكن أن يتغير المحتوى الأنزيمي للسوائل في جسم الإنسان بشكل له مَغذى في حالات مرضية معينة .
وعليه فإن دراسة مستوى الأنزيمات في جسم الإنسان يساعد في التشخيص الإكلينيكي لبعض الأمراض ، ويعتبر مستوى نشاط الأنزيمات المؤكسدة (بالكبد والعضلات الإرادية) عموماً مرتفعاً في البرد وينخفض في الحر .
والأنزيمات عامة لها درجات حرارية قصوى تعمل فيها واختلاف الحرارة إما بالزيادة أو النقصان يقلل من نشاطها .
وللأنزيمات عدة تسميات وتختلف كل تسمية عن الأخرى حسب وظيفتها من الأنزيمات الناقلة ، النازع للهيدروجين ، المحللة المؤكسدة ، المختزلة .
وقـد وجد أن الأنسجة العضلية البيضاء أسرع من الحمراء في تكوينها لحامض اللبنيك وحامـض البيروفيك خلال الوسط الهوائي وهذا يتفق مع ارتفاع نشاط الأنزيمات المحللة للجلوكـوز في هـذا النـوع من العضلات وقد تبدو نهاية البيروفات في نوع العضلات متشابهات وأن نشاط أنزيم LDH أعلى من الأنسجة البيضاء عنه في الأنسجة الحمراء .
وعمل بعض الأنزيمات يسير في اتجاهين ومع ثبوت النظام الأنزيمي فإن حالة الاتزان يمكن أن يحافظ عليها عند حد التفاعل الذي لا يكتمل في أي من الاتجاهين .
وكثير من الأنزيمات لا تستطيع إسراع التفاعلات إلا في وجود جزء حيوي خاص وغير بروتيني يسمى (مساعد الأنزيم) وأنواع التفاعلات التي تحتاج لوجود مساعد الأنزيم هي تفاعلات الأكسدة والاختزال وتفاعلات التحويل وتكوين البدائل والتفاعلات التي ينشأ عنها تكوين الروابط التكافؤية وعلى النقيض من ذلك فإن هناك تفاعلات لا تحتاج إلى Coenzyme مثل التفاعلات التحليلية كتلك التي تحـدث بأنزيمات القنـاة الهضمية .
الكـريـاتـيـــن :
يمكن قياس عملية التدريب عند الشخص وبطرق كيميائية حيوية فالتغيير في تركيز المواد الكيميائية مثل التي في خلية العضلة يمكن إلى حد ما تحديدها في المصل ، ولذلك من السهل اكتشاف مدى تدريب الجهاز العضلي عن طريق اختبار المصل وهذا يتم بقياس كمية الكرياتين وأنزيم CPK الكرياتين يتحول إلى الكرياتينين ويمكن قياس كمية الكرياتينين كلها وعن طريقها يمكن قياس كمية الكرياتين .
وكمية الكرياتين في المصل صغيرة وقد وجدت بين 0.1 - 0.6 ملليجرام / 100 سم دم ، ويوجد الكرياتين بوفرة في العضلة والمخ والدم في حالة مفسرة على هيئة PC ويوجد حر ، كما توجد كمية قليلة من الكرياتين في البول ولا يوجد في الأنسجة الأخرى ، والعضلات الهيكلية تحتوي على 2.1 % كرياتين أساساً في صورة PC أو فوسفاجين . ويتكون الكرياتين في الجسم ولا يُمَد عن طريق الطعام . ويوجد عند الفرد في العضلات المخططة ، حوالي من 350 - 400 جرام من الكرياتين لكل 100 جرام ولكن يوجد فقط 1/5 هذه القيمة في العضلات الغير مخططة .
ويوجد الكرياتين بكميات قليلة في بول البالغين . وعادة يكون البول خال من الكرياتين للذكور ، ولكن يوجد بكميات أكبر في حالات الأطفال والنساء الحوامل ويزيد في الصيام بعد شرب كميات كبيرة من الماء . ويوجد في بول الذكور والبنات من سن الطفولة إلى سن المراهقة والكرياتين موجود في الدم داخل خلايا الدم الحمراء من 2 - 7 مجم % عندما يكون نسبة تركيزه في بلازما الدم أعلى من 0.6 مجم / 100 ملليلتر وغالباً تظهر في البول .
وغالباً الكرياتين غير موجود في بول الذكور الذي يتناولون غذاءً منتظماً ، ومن الممكن أن يظهر في بول الأشخاص العاديين الذين يعتمدون على وجبات نشوية وأثناء فترات الصوم حتى 100 مجم كرياتين يومياً ويعتقد أنها تأتي من التمثيل الغذائي داخل خلايا
العضلة .
ويشتق الكرياتين من كل الوجبة الغذائية والتمثيل داخل الجسم مع أن عملية تكوينه داخل الجسم معروفة بالتحديد فإنه غالباً ما يكون مشتق من الجلسرين وحوالي 98 % من الكرياتين في الجسم يوجد في العضلات أساساً في صورة PC وتخرج كميات مهملة من الكرياتين مع بول الرجل وتخرج كمية صغيرة حوالي 5 مجم / 24 ساعة منه في بول النساء والأطفال . وظهور الكرياتين في البول بكمية قد تحث أثناء إصابة العضلات بمرض .
وإذا انخفضت الكتلة الكلية للعضلة (ضمور العضلة) فإن الكميات الطبيعية من الكرياتين التي تصل إليها من الكبد عن طريق الدم لا تستخدم كلها ولذلك يظهر الكرياتين في البول .
والكرياتين يأتي من الجليسين والأرجينين وميثونين ولا تعتبر مادة من المخلفات ولكنه جزء أساسي مهم في ظاهرة انقباض العضلة مثل PC ويوجد بنسبة 98 % في خلايا العضلة التي يتكون فيها بكميات صغيرة ولكنه عامة يتكون في الكلية والكبد والبنكرياس ثم يعطى للبلازما ويمتص عن طريق الجهاز العضلي في الخلية وحوالي 2/3 من الكرياتين يتحد مع الفوسفات ويتحول الحامض الفسفوري الكرياتيني ، وهو الذي يمــد العضلات بالطاقة المستخدمة في الانقباض ويتحول الكرياتين بسهولة إلى PC .
وهذا يعتبـر مخزون مهم للفوسفات عالية الطاقة في العضلات الإرادية ويتكون PC عن طريق التفاعل بين الكـرياتين و ATP وهذا التفاعل عكسي أيضاً عندما لا يكون هناك حاجة إلـى ATP زيادة لانقباض العضلات أو التفاعلات الكيميائية التي تتطلب طاقة في شكل ATP .)
وتزيد كمية الكرياتين في مصل الأشخاص الذين يتدربون لذا نجد أن نسبة الكرياتين في الشخص غير المدرب صغيرة ولكنها في حالة الشخص المدرب تدريباً جيد تصبح عالية جداً .
أنزيم كرياتين فوسفوكينيز :
تحتوي العضلة على تركيز بسيط من ATP حوالي 2 - 4 ميكرون مول/جرام التي يكون كافياً لعمل ثمان ( 8 ) انقباضات كما تحتوي على كميات كبيرة من فوسفات الكرياتين ( PC ) وكميات من أنزيم كرياتين فوسفوكيتيز الذي يساعد على التحولات بين ATP ، PC وأثناء مرحلة استعادة الشفاء بعد التمرينات يعاد تكوين ATP جزء منه يتفاعل مع الكرياتين ويتكون PC بعكس التفاعل السابق .
ويقـوم أنزيم CPK بالعمل كعامل مساعد في التفاعل الخاص بنقل مجموعة فوسفات عاليـة الطاقة من PC إلى ATP ولذلك فإن PC يمكن أن يعاد بناؤه عند عدم الحاجة إلى ATP أثناء فتـرة استعادة الشفاء التي تعقب فترة الانقباض العضلي ، ويقوم أنزيم ATP بالعمل الكامل مساعد في عملية نقل الفوسفات من ATP للكرياتين
أنزيم النازع للهيدروجين LDH :
تحتوي بلازما الدم على العديد والكثير من أنزيم LDH وهذا الأنزيم يحتوي على الزنك وينتشر انتشاراً واسعاً في كل أنسجة الجسم وهو موجود بكميات كبيرة في السيتوزول وتنظيم التحويلات البينية لكل من حامض البيروفيك وحامض اللبنيك .
وفـي التمارين الرياضية يتحكم في التوازن بين التنفس وبين تحليل الجلوكوز ، وهذا الأنزيم يحفز التفاعل العكسي .
وزيادة نشاط أنزيم LDH موجود في كرات الدم الحمراء ولذلك عند تحليل عينات منها أو إذا تأخر فصل البلازما فإن العينة تكون غير صالحة للتحليل .
تأثير التمارين الرياضية على الأنزيمات :
الأنزيمات الداخلة في عملية الأكسدة توجد في الميتوكونـدريا ولزيادة قدرة الخلية عـلى انتاج الـ ATP يتم زيادة عدد الميتوكوندريا وبالتالي تزيد عدد أنـزيمات الأكسدة وهـذا ما يحـدث في حـالة اسـتمرار التدريب ، ففي تدريب الرياضيين في الهواء مثل سباق الجري والسباحة والدراجات فإن قدرة العضلات تزيد 4 مرات على المعتاد ومع زيادة عدد الميتوكوندريا يزيد عدد الشعيرات الدموية لزيادة كمية الأوكسجين لاستعماله في إعادة تكوين ATP .
ويلاحظ أن التدريب على بعض المسابقات مثل رفع الأثقال ومي القرص لا يؤدي إلى زيادة الميتوكوندريا . وكما هو وارد في كثير من التقارير الحديثة فقد وجد أن نشاط بعض الأنزيمات التي تدخل في العمليات الأيضية والتي ينتج عنها انتاجاً للطاقة هذا النشاط الأنزيمي يزداد بواسطة التدريبات المتصلة للعضلات .
فبعد تدريب طويل المدى للسباحين وجد أن هناك زيادة في نشاط الـ GH بنسبة 21% كما لوحظ أن تدريبات التحمل تزيد بنسبة نشاط الأنزيم وفي دراسة قام بها ( سكوهر وآخرون ) على عشرة من المتسابقين أكملوا سباق 26 كيلو متر أخذت عينة الدم الوريدي عند الراحة ، ساعة واحد قبل وبعد مباشرة ، وبعد 4 ساعات ، وبعد 8 ساعات وبعد 20 ساعة بعد السباق .
وقد تم تجميد وتخزين السيرم عند درجة حرارة 20ْ وبعد التحليل المعملي أظهرت النتائج أن هناك زيادة في متوسط الأنزيمات التي تم قياسها بعد السباق وبعد 4 ساعات وبلغ أعلى متوسط بعد 8 ساعات وفقاً لما هو موضح بالجدول التالي :
جدول (3)
نشاط الأنزيم قبل وبعد جري 26 كليومتر
الأنزيم قبل بعد مباشرة بعد 4 ساعة بعد 8 ساعة بعد 20 ساعة
CK الكلي 2.45 3.90 6.38 8.57 7.38
LDH 4.10 7.93 6.78 6.82 6.28
وفي دراسة لإيجاد العلاقة بين التغيرات التي تحدث في مكونات الدم والعضلات أثناء التدريب في ظروف أقل من الأقصى وبين نشاط الأنزيمات الهامة في تمثيل الدهون والكربوهيدرات ظهر أن متوسط نشاط LDH العضلي أعلى عند الغير مدربين عن المدربين وقد يعزى هذا الفرق المتوسط نوع الألياف العضلية حيث بلغ عند الغير مدربين 46 % من النوع الأول في حين كان 59 % عند الأفراد المدربين .
وعادة ما يكون CK في الرجل أعلى من المرأة بنسبة 1.5 تقريباً لأن الأنسجة العضلية في الرجل تكون أكبر والتدريبات الرياضية لها دور أيضاً وأضاف بأنه يمكن تعيينه أو اثباته في دم الإنسان العادي السليم بالتصوير الفوتوغرافي ونشاط كل من CK ، LD ويجب أن تأخذ في الاعتبار في حالة النشاط البدني للفرد وزيادة CK في السيرم كنتيجة للتدريب البدني تشاهد فعلاً وكذلك زيادة في LD تكون طفيفة بمقارنته بزيادة CK .
وفي أثناء سباق الماراثون يزداد CK في السيرم لأكثر من 40 ضعف و LD إلى 12 ضعف وأكبر دليل قاطع وحاسم وهو وجود CK لأقل صدمة في العضلات الهيكلية ويظهر CK في الدورة الدموية في الأفراد بعد التدريب بالتصوير الكهربي أو التصوير الكيميائي .
وفي التدريب الرياضية البسيطة يحدث ظهور طفيف لـ CK في الدم ولكن في التدريبات الرياضية العنيفة فقط تعطي ثلاث أضعاف الحد الأعلى لـ CK في الدم وذلك لزيادة نشاطه .
وفي اختبار لـ 13 من طلبة الجامعة في السباحة وجد زيادة في نسبة CK في الدم أثناء التدريب ولا يوجد أي زيادة في وقت الراحة بالتصوير الكهربي وقد وجد أن قيم CK تقريباً تكون عادية أو زيادة قليلاً عن العادي
تأثير تراكم مستويات عالية من حامض اللبنيك
على كفاءة العمل الهوائي واللاهوائي :
يعتمد نظام حامض اللاكتيك على إعادة بناء ثلاثي أدينوزين الفوسفات ATP لا هوائياً بواسطة عملية الجلكزة اللاهوائية نسبة إلى انشطار الجلوكوز في غياب الأوكسجين . ويعتبر حامض اللاكتيك هو الصورة النهائية لاستهلاك الجليكوجين بطريقة لاهوائية . فقد أشار كلاً من ( كيل ونيل 1982 ) إلى أن المعدل الطبيعي لتركيز حامض اللاكتيك في الدم يتراوح ما بين 10 - 20 ملليجرام / 100 ملليلتر دم أثناء الراحة أما أثناء المجهود الشاق فيزداد معدله ما بين 100 - 200 ملليجرام / 100 ملليلتر دم حيث أن زيادة حامض اللاكتيك في الدم تؤثر على نقص PH الدم ويؤدي ذلك إلى عدم انتاج الأكتين والمايوسين لحدوث الانقباض العضلي ، كما يؤثر ذلك على نشاط بعض الأنزيمات الخاصة بالطاقة وعلى نقل الإشارات العصبية خلال النهايات العصبية إلى الليفة العضلية .بأن تلك الإعاقة الوظيفية نظرياً يمكن أن تعتمد على:
* انخفضا القدرة الهوائية القصوى للفرد .
* انخفاض الكفاءة في تحويل الطاقة الكيماوية إلى طاقة ميكانيكية في العضلات .
* انخفاض محتمل للانطلاق المتزايد لطاقة الجليكوجين بواسطة العضلات المنقبضة بسبب نفاذ الجليكوجين أو بسبب التغير في الخواص الكيميائية .
* نقـص حركات إعادة الضبط لآلية الأكسدة في العضلات طبقاً لوظيفة معينة كما ينعكس ذلك بزيادة الفترة الزمنية لتحقيق نصف مستويات الحد الأقصى لاستهلاك الأكسجين .
أن تراكم اللاكتيك يتم في بداية العمل العضلي بالشدة الأقل من الأقصى خلال فترة عجز الأكسجين بسبب بطء عمليات انتاج الطاقة الهوائية وعدم كفاية توصيل الأكسجين إلى العضلات العاملة بالقدر الذي تتطلبه وبذلك تقوم العضلات باستهلاك الجليكوجين بدون وجود الأكسجين مما يتسبب في زيادة تكوين حامض اللاكتيك .
وتقضي دراسة التدريب الرياضي وتطوير نظرياته الاهتمام باستخدام حمض اللاكتيك أكثر من أي اعتبار آخر مثل الأكسجين المستهلك وذلك من أجل قياس وتقويم الحمل الزائد على الميتابوليزم الهوائي بناء على ذلك استخدام مصطلح العتبة الفارقة اللاهوائية وهو مستوى شدة الحمل البدني الذي يزيد عنده معدل انتقال حامض اللاكتيك من العضلات إلى الدم بدرجة تزيد عن معدل التخلص منه .
وقد تبين من الدراسات أن القدرة اللاهوائية تزداد في سن البلوغ مع زيادة أقصى لاكتيك ناتج من التدريب في الفترة العمرية من 12 - 13 سنة ، إلا أن الدراسات لم تحدد مستويات حمض اللاكتيك الدنيا والقصوى وديناميكيتها لقد اهتمت الدراسات بمستويات حمض اللاكتيك كمؤشر لظاهرة التعب .
وبهذا عندما اتضح أن سرعة السباحة على سبيل المثال تزداد عندما تتطور قدرة النظام الهوائي لإمداد العضلات بالطاقة ، إلا أن هذه الزيادة الخطية تظهر أن معدل دخول حمض اللاكتيك إلى الدم تزيد عن معدل إزالته . ويعتبر آخر انتاج حمض اللاكتيك أكبر من معدل إزالته .
أن أقصى مستوى لاكتيك لدى الأطفال منسن 6 - 11 سنة أقل منها لدى البالغين . هذا ويزداد بمقدار 50 % من سن 8 سنوات وحتى النضج . ويدل ذلك على زيادة قدرتهم على أداء العمل اللاهوائي ، وهذا يعني أن القدرة اللاهوائية تزداد مع زيادة أقصى لاكتيك ناتج من خلال هذه الفترة العمرية .
وبالرغم من أن البحوث قد أظهرت أن أقصى نسبة لحامض اللاكتيك للأطفال في سن العاشرة يشابه البالغين في سن 14 ، 15 سنة إلا أن بعض البالغين يمكن أن يصلوا إلى قيم من 18 - 20 ملليمول / لتر قبل سن 17 ، 18 سنة ، كما أن الأطفال لديهم قدراً أقل من الجليكوجين المخزون في عضلاتهم وقدراً أقل من فوسفات الكرياتين ويلعب انزيم فوسفوفركتوز كيتيز PFK الدور الرئيسي في تحويل الجليكوجين إلى حمض اللاكتيك إلا أنه أقل نشاطاً في هذا السن وبالتالي فإن القدرة اللاهوائية عند الأطفال تكون صغيرة . كما أن مستوى الحموضة لدى الأطفال ليس حاد مما يؤكد على نقص السعة اللاهوائية لديهم وتؤكد الفروق بين أقصى قيم لحامض اللاكتيك من كل مرحلة سنية إلى تطوير تلك القدرة من عام لآخر .
ويعتبر حامض اللاكتيك هو الصورة النهائية لاستهلاك الجليكوجين اللاهوائي
(بدون الأكسجين) وهو يوجد في الدم في حالة الراحة بنسبة لا تزيد عن 10 ملليجرام %
(حوالي 1 مللي مول / لتر) إلا أن هذه النسبة تزيد عند أداء الأنشطة الرياضية ذات الشدة العالية وهذه الزيادة بدورها لها تأثيرها على درجة توازن الدم.
ونسبة تركيز حامض اللاكتيك في الدم تتأثر بعاملين أولهما سرعة خروج اللاكتيك من العضلات إلى الدم أي كمية حامض اللاكتيك التي تتجمع في الدم خلال وحدة قياس زمنية، و العامل الثاني هو سرعة إزالة حامض اللاكتيك من الدم وبصفة عامة فإن سرعة خروج اللاكتيك إلى الدم ترتبط بمقدار تكوين اللاكتيك في جميع خلايا الجسم خلال وحدة زمنيـة معينة وكذلك سرعة انتشاره من داخل الخلايا إلى الدم وبالنسبة لإزالة حامض اللاكتيـك فإن الكبد والقلب والعضلات تساهم في ذلك حيث يقوم الكبد بتحويله إلى جليكوجين عن طريق عمليات الأكسدة بينما يقوم القلب والعضلات الأخرى باستهلاكه كمصدر للطاقة .
ويزداد انتاج اللاكتيك في بداية أي نشاط بدني بصرف النظر عن شدة هذا النشاط في العضلات العاملة ، ويرجع سبب ذلك إلى بطء عمليات انتاج الطاقة الهوائية ، وعدم كفاية توصيل الأكسجين إلى العضلات العاملة بالقدر الذي تتطلبه وبذلك تقوم هذه العضلات باستهلاك الجليكوجين بدون وجود الأكسجين مما يتسبب في زيادة تكوين حامض اللاكتيك وعند زيادته في العضلات يخرج إلى الدم وهذا يؤدي إلى انخفاض PH الدم ، حيث توجد علاقة سالبة بين زيادة حامض اللاكتيك وانخفاض مستوى PH الدم وتتوقف كمية اللاكتيك التي تنتجها العضلات على ثلاثة عوامل هي :
- شدة الحمل البدني .
- حجم الحمل البدني .
- حجم العضلات العاملة .
فإذا كانت شدة الحمل البدني متوسطة تبلغ حوالي 50 - 60 % من القدرة الهوائية القصوى فإن تركيز حامض اللاكتيك ينخفض بعد زيادته الأولى في بداية النشاط أثناء فترة التهيئة الفسيولوجية للحمل البدني وإذا استمر العمل العضلي لفترة طويلة بهذه الشدة المتوسطة فـإن زيادة تركيز اللاكتيك تظل في الانخفاض حتى تصل إلى المستوى الذي كانت عليه وقت الراحة .
ويدل انخفاض تركيز اللاكتيك أثناء استمرار العمل العضلي على أن سرعة انتاج اللاكتيك أقل من سرعة التخلص منه عن طريق الكبد وعندما تكون شدة الحمل مرتفعة فإن مستوى تركيز حامض اللاكتيك في الدم يزيد عن مستواه أثناء الراحة وتستمر هذه الزيادة كلما زادت شدة الحمل البدني ويبلغ تركيز اللاكتيك أقصى مستوى له عند استمرار الحمل البدني الأقصى لفترة تتراوح ما بين 1 - 3 دقائق وتبلغ أقصى كمية لتركيز حامض اللاكتيك في الدم الشرياني لدى الذكور غير المدربين ولدى السيدات 100 - 150 ملليجرام %
( 15 مللي مول / لتر ) وبناء على ذلك فإن درجة PH الدم الشرياني تنخفض
من 7.4 - 7.2 إلا أنها لا تبلغ هذا المستوى لدى الأطفال أو كبار السن ومن الطبيعي أن الحد الأقصى لتركيز حامض اللاكتيك يزيد أولاً في العضلات .
ثم بعد ذلك يزيد في الدم ولهذا فإن أقصى مستوى لتركيز اللاكتيك لا يظهر في الدم أثناء العمل خاصة إذا كانت فترة استمرار العمل قصيرة ( 1 - 6 ) دقائق حيث يتطلب الوصول إلى أقصى مستوى لتركيزه في الدم بضعة دقائق بعد انتهاء العمل ويتطلب تساوي مستوى تركيز اللاكتيك في العضلات والدم فترة زمنية لا تقل عن 5 - 10 دقائق .
ومن المعروف أن تركيز اللاكتيك في الدم لدى الأشخاص المدربين يكون أقل منه لدى غير المدربين عند قيامهما بنفس الحمل البدني ويرجع هذا إلى زيادة اعتماد اللاعبين المدربين على العمليات اللاهوائية في انتاج الطاقة وزيادة كفاءة التخلص من زيادة اللاكتيك لديهم ، وتتأثر زيادة حامض اللاكتيك بدرجة حرارة البيئة حيث يزيد مستوى اللاكتيك عند أداء الحمل البـدني الأقل من الأقصى في درجة حرارة 36ْ عنه في درجة حرارة 20ْ وقد سجل (فولكوف 1980) (33: 57) بلوغ نسبة تركيز حامض اللاكتيك بعد 200 متر عدو 198ملليجرام % وبعد 400 متر 227 ملليجرام % وبعد 800 متر 211 ملليجرام % وبعد 1500 متر 163 ملليجرام % . 81)
المــراجـــــع
1- ابوالعلاء عبد الفتاح : تدريب السباحة للمستويات العليا , دار الفكر العربي , القاهرة , 1994 .
2- ابوالعلاء عبد الفتاح , احمد نصر الدين : فسيولوجيا اللياقة البدنية , دار الفكر العربي , القاهرة , 1993
3- بهاء الدين سلامة : فسيولوجيا الرياضة , دار الفكر العربي , القاهرة , 1992 .
4- على فهمي ألبيك و اخرون : التمثيل الغذائى و نظم الطاقة اللاهوائية و الهوائية , ط1 , و منشاة المعارف بالاسكندرية , 2009 .
الأربعاء 6 مارس 2019 - 13:59
