أجهزة العضلة الإستقلابية أثناء التمرين- (أنظمة إنتاج الطاقة)
كاتب الموضوع
رسالة
HOUWIROU Admin
عدد الرسائل : 14835 نقاط التميز : تاريخ التسجيل : 02/04/2008
موضوع: أجهزة العضلة الإستقلابية أثناء التمرين- (أنظمة إنتاج الطاقة) الأحد 21 أبريل 2019 - 11:14
أجهزة العضلة الإستقلابية أثناء التمرين- (أنظمة إنتاج الطاقة) يتعرض جزيء الغليكوز مجرد دخوله إلى الخلية يتعرض لإنزيمات هيولية تحوله إلى جزأين من حمض البيروفيك وهذه العملية تدعى بتحلل السكر وهذا التحلل يؤدي إلى توليد طاقة ضئيلة تقريبا 5% من مجمل الطاقة ،أما بقية الطاقة 95% فهي تنتج في أجسام الميتوكندريا (المتقدرة )حيث أن حمض البيروفيك المشتق ليس فقط من الكربوهيدرات وإنما قد يكون مشتق أيضا من الحموض الدسمة (الدهنيات )ومن الحموض الأمينية (البروتينات) والتي تتحول في نهاية الأمر إلى مركب الأستيل كوA داخل الميتوكندريا في منطقة تدعى المطراق ،حيث فيه تتم سلسلة متتالية من التفاعلات الكيميائية تدعى بحلقة الليمون أو حلقة كريبس نسبة للعالم هانز كريبس وفي هذه الحلقة ينشطر الإستيل كوA إلى جزئية المكونين من ذرات الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون وينتشر ثاني أكسيد الكربون بدوره إلى خارج المتقدرة ثم في النهاية إلى خارج الخلية و أخيرا يتم طرحه خارج الجسم عبر الرئتين أما ذرات الهيدروجين النشطة جدا فهي على العكس تتفاعل مباشرتا مع الأكسيجين الداخل الى المتقدرة وهذا يؤدي إلى تحرر كمية هائلة من الطاقة تستخدم بواسطة المتقدرة ( الميتوكندريا) لتحويل كميات كبيرة من ADP إلى ATP إن هذه العمليات معقدة جدا وتحتاج إلى مشاركة عدد كبير من الإنزيمات البروتينية الموجودة ضمن الرفوف داخل مطراق المتقدرة حيث يتم في بادئ الأمر نزع الإلكترون من ذرة الهيدروجين وبالتالي تحويلها إلى شاردة هيدروجين ومن ثم تتحرك هذه الشوارد عبر بروتينات كروية كبيرة تدعى ATP سينثيتاز والتي تبرز على شكل عقد عبر أغشية الرفوف في مطراق المتقدرة ، ATP سينثيتاز هو إنزيم يستعمل الطاقة الناتجة عن حركة شوارد الهيدروجين لتحويل ADP إلى ATP وفي الوقت نفسه تتحد شوارد الهيدروجين مع الأكسجين لتشكيل الماء إن هذه العملية عملية تشكل ATP تسمى بعملية التناضح الكيميائي,ومن ثم يتم نقل ATP المتشكل حديثا إلى خارج المتقدرة إلى جميع أجزاء الهيولى حيث يزود وظائف الخلية ووظائف أخرى في الجسم بالطاقة التي يحملها مثل الإنقباض العضلي والتوصيل العصبي ،هضم وإعداد الطعام ،اصلاح الأنسجة التالفة وبناء أنسجة جديدة أنظر للمصور التالي. كذلك يستعمل ATP في جميع الوظائف الخلوية كالنقل الغشائي وصنع مركبات كميائية في جميع أنحاء الخلية .وأخيرا الاستعمال الهام هو تزويد الطاقة لخلايا خاصة لإنتاج عمل ألي ومثال ذلك تقلص الليف العضلي والذي يستهلك كميات هائلة من ATP كما يعتبر ATP مصدرا سهلا وسريعا للطاقة والتعويض عنه تجري تفاعلات كيمائية أبطء لتحطيم الكربوهيدرات والدسم والبروتينات وتستخدم الطاقة المستمدة منها لتشكل ATPجديد ويتشكل أكثر من 95% من ATP في المتقدرات ( الميتوكوندريا ) لذلك تدعى بمخازن أو بيوت الطاقة في الخلية.إذا تنطلق الطاقة عندما يتحول ثلاثي أدينوزين الفوسفات (ATP ) ، المركب الكيميائي الرئيسي الحامل للطاقة في الجسم، إلى ثنائي الأدينوزين الفوسفات (ADP )، مع العلم أن هذا الأخير (ADP ) يعود دوما ليتحول إلى ATP ، مستخدما الطاقة المنطلقة المتاحة للتو من أكسدة الغلوكوز والأحماض الدهنية أو الأحماض الأمينية .إن الأجهزة الإستقلاب الأساسية الموجودة في العضلة تعتبر مهمة جدا في فهم حدود النشاط البدني وهذه الأجهزة هي جهاز ( الفوسفاجيني – الغليكوجين أو حمض اللبن – الحيهوائي) الجهاز الفوسفاجيني: إن مصدر الطاقة الأساسي الذي يستخدم للانقباض العضلي هو ATP وإن كمية ATP الموجودة في العضلات وحتى عند الرياضي المتمرن جيدا تكفي لاستمرار القوة العضلية إلى حوالي 3 ثواني فقط لذا في كل مرة ماعدا الثواني الأولى يتكون ATP جديد بشكل مستمر وحتى خلال إنجاز الأحداث الرياضية القصيرة.كما أن الفوسفوكرياتين (كرياتين الفوسفات CP ) هو عبارة عن مركب كيميائي ذو رابطة فوسفاتية عالية الطاقة له الصيغة التالية كرياتين ~PO3 هذه الرابطة الفوسفاتية ذات طاقة عالية أكبر من رابطة ATP لذلك يمكن للفوسفوكرياتين أن يوفر الطاقة الكافية بسهولة لإعادة تشكيل رابطة ATP بالإضافة إلى ذلك فإن أغلب خلايا العضلات يوجد بها من ضعفين إلى أربعة أضعاف من الفوسفوكرياتين بالمقارنة مع ATPكما أن الصفات الخاصة لنقل الطاقة من الفوسفوكرياتين إلى ATP تحدث إلى جزء بسيط من الثانية وبالتالي فإن كل الطاقة المخزنة من الفوسفوكرياتين في العضلة هي متوفرة بشكل فوري للانقباض العضلي.وتدعى الكميات المشتركة من ATP والفوسفوكرياتين في الخلايا بجهاز الطاقة الفوسفاجيني وباجتماعها يمكن أن توفر قوة عضلية عظمى لمدة 8- 10 ثواني والتي تكون كافية لجري 100 م وبالتالي فإن الطاقة الصادرة من الجهاز الفوسفاجيني يستعمل لبذل قوة عضلية قصوية كبيرة ذات دفعات قصيرة. جهاز الغليكوجين- حمض أللبنيك: يدخل جزيء الغليكوز (سكر العنب )الأتي من الدم مباشرتا أو من خلال تحول جزيء الغليكوجين المخزن في العضلات إلى غليكوز ( سكر العنب ) يدخل الى هيولى ( السيتوبلازما) الخلية ليمر بتفاعلات كيميائية تحلله إلى جزيئين من حمض البيروفيك بدون استخدام الأكسيجين وبالتالي تدعى بالإستقلاب اللاهوائي وينتج عنه 4 جزيئات من ATP يتم استهلاك 2 ATP من أجل الفسفرة الأولية للغليكوز، وبعد ذلك يدخل حمض البيروفيك الى الميتوكندريا حيث يتفاعل مع الأكسجين لتكوين كمية أكبر من ATP إلا أنه عندما لا يوجد أكسجين كافي لهذه المرحلة والتي تدعى (الأكسدة) من استقلاب الغليكوز فإن أغلب حمض البيروفيك يتحول بعد ذلك إلى حمض أللبنيك وبذلك فان كميات كبيرة من ATP تتكون بدون استهلاك الأكسجين. عند حاجة الجسم لكميات كبيرة من ATP من أجل بذل جهد بدني لفترات زمنية قصيرة الى معتدلة من الإنقباض العضلي فإن آليات تحلل السكر اللاهوائي يمكن أن تستعمل كمصدر سريع للطاقة فمن ميزات هذا الجهاز أنه يشكل جزيئات ATP بشكل أسرع مرتين ونصف من آليات الأكسدة في المتقدرات إلا أنه ليس سريعا كجهاز الفوسفاجين ولكنه يشكل نصف سرعته تقريبا تحت الظروف المثالية ونقص القوة العضلية بعض الشيء.كما أن جهاز الغليكوجين حمض أللبنيك يزود 1,3الى 1,6دقيقة من النشاط العضلي ألأعظمي بالإضافة إلى 8 – 10 ثانية المزودة من جهاز الفوسفاجين ثم يتحول حمض أللبنيك إلى حمض البيروفيك وذلك عندما يتوفر الأكسجين مرة ثانية فيتم فورا أكسدة كميات كبيرة منها لتشكيل كميات كبيرة من ATP وهذا الفائض من ATP يؤدي إلى تحويل ثلاثة أرباع حمض البيروفيك الفائض المتبقي إلى غليكوز وهكذا فان الكمية الكبيرة من حمض أللبنيك والتي تشكلت أثناء انحلال السكر اللاهوائي لا يخسرها الجسم لأنه عندما يتوفر الأكسجين مرة ثانية فإن حمض أللبنيك إما أن ينقلب الى غليكوز ويخزن في العضلات على هيئة غليكوجين أو يستخدم مباشرتا من أجل إنتاج الطاقة وهذا التحول يحدث قسم كبير منه في الكبد وقسم يسير يحدث أيضا في الأنسجة الأخرى .كما أن الألياف العضلية للقلب قادرة على تحويل 3% من إجمالي حمض أللبنيك إلى حمض البيروفيك واستخدامه للحصول على الطاقة ويحدث هذا في نطاق واسع خلال التمرين الشديد.حيث تتحرر كميات كبيرة من حمض أللبنيك في الدم من العضلات الهيكلية ويتم استهلاكها كمصدر طاقة إضافية بواسطة القلب. الجهاز الحي هوائي: تحتاج الفعاليات الرياضية والتي تستمر في أدائها من 2 دقيقة إلى فترات طويلة تحتاج إلى أكسجين من خارج الجسم حيث يصل هذا الأكسجين عن طريق الرئتين ثم الدم إلى الخلايا العضلية العاملة فيتحد كل من الغليكوز والأحماض الدهنية والأحماض الأمينية مع الأكسجين داخل المتقدرات وبعد المرور ببعض عمليات المعالجة المتوسطة لتحرير كميات كبيرة من الطاقة التي تستعمل في تحويل AMP الى ADP الى ATP يكون الناتج كميات كبيرة من ATP أي الطاقة أكبر بكثير مما هي عليه في جهاز اللاهوائي حيث أن جزئية الغليكوز تنتج 38 ATP ومع ضرورة تأمين الأكسجين يمكن أن يستمر التقلص العضلي الى ما لا نهاية قبل الوصول الى حالة إستنفاذ الجهد لانه ليس هناك ترسب لحامض اللاكتيك المسبب للتقلص العضلي ولكن اذا تطلب الأمر في زيادة شدة التمرين بحيث أن جهاز القلب الوعائي لايتمكن من تأمين الأكسجين بالوقت المطلوب عندها سيتحول انتاج الطاقة الى النظام اللاهوائي. وبالرغم من استهلاك العضلات للغليكوز أثناء التمرين وخصوصا في المراحل المبكرة من التمرين الا أنه ومع الاستمرارية تستهلك كميات أكبر من الدهون على شكل أحماض دهنية وذلك تحت ظروف الفعاليات الرياضية الطويلة والتي تدوم عدة ساعات فان مخزون الغليكوجين ينفذ بشكل كامل تقريبا وبالتالي تصبح العضلات معتمدة على الطاقة من مصادر أخرى وأهمها الدهون وفي بعض الحالات مثل سباق المارثون حيث يضطر الجسم في نهايات السباق الى استخدام البروتينات ( الأحماض الأمينية ).على كل حال فان أنظمة انتاج الطاقة مرتبطة فيما بينها فالطاقة الناتجة عن نظام الغليكوجين ( حمض اللبنيك ) تستخدم لإعادة تركيب ATP – CP وتستعمل الطاقة الناتجة من CP لإعادة تركيب الأنظمة الأخرى جميعها وان حامض اللاكتيك ( اللبنيك) المتراكم في السوائل الجسم نتيجة الإجهاد سيزول عند فترة الإستشفاء بفعل الطاقة المتوفرة من النظام الهوائي وهنا السؤال الذي يطرح نفسه ،ماهي العتبة الهوائية واللاهوائية؟ الجواب هو ان الرياضي يستطيع عند ممارسة أداء أو فعالية أو نشاط معين أن ينتقل من نظام الطاقة الهوائي الى اللاهوائي أي استخدام الدهون كوقود الى استخدام الكربوهيدرات وذلك من خلال رفع شدة الأداء أكثر فيغير الجسم نوع نظام تجهيز الطاقة من الهوائي الى اللاهوائي، ان التحلل اللاهوائي للغليكوجين يرفع من مستوى حمض اللاكتيك في الدم وهذا يتعلق بلياقة الرياضي وقدرته على التحمل وسرعة التخلص منه حيث أن مستوى حمض اللبنيك في الدم هو 2 مليمول في 1 ليتر دم وقد بينت الأبحاث والتجارب أن العتبة الفارقة هي بين 2 مليمول و4 مليمول في 1 ليتر دم وبين هاتين العتبتين يكون الإنتقال من نظام الهوائي الى اللاهوائي لذا تلعب العتبة دورا مهما في المقارنة بين انجازات الرياضي كذلك في تقييم اللاعبين بين فترة وأخرى لمعرفة مدى تحسن مستوى التأقلم والتكيف لوظائف الأجهزة و الأعضاء من خلال التدريب.
الدكتور محمد نور الدين أسعد مدرس بمعهد التربية البدنية والرياضة في دمشق . عضو في الأكاديمية الأولمبية السورية
أجهزة العضلة الإستقلابية أثناء التمرين- (أنظمة إنتاج الطاقة)
الأحد 21 أبريل 2019 - 11:14
