تحقیق در مورد فیزیولوژی و متابولیسم ورزش

مقدمه:
ورزش های فیزیکی نیازمند عکس العمل های فیزیولوژیکی متناسب هستند این عکس العملها مرتبط با کاروکرد بین دو دسته از سیستم ها می باشند. یک دسته سیستمهای مسئول در افزایش انرژی متابولیسم و فراهم کننده اکسیژن و اجزاء فرعی دیگر برای انقباض ماهیچه های اسکلتی و نقل و انتقال محصولات زائد متابولیکی و گرما می باشد و دسته دیگر حفظ کننده حالت سیال و الکترولیت می باشند.

برای فهم مکانیزم پتانسیل که کدام تغذیه می تواند روی اجزاء تمرینهای ورزشی تاثیر بگذارد آگاهی به مسئولیت سیستمهای ذکر شده مهم می باشد.

توضیح این سیستمها به صورت جزء به جزء خارج از هدف این بخش می باشد.

با اینحال این بخش قصد دارد برخی از جنبه های مهم فیزیولوژیکی و متابولیکی واکنشها در ورزش را مشخص کند.

ماهیچه های اسکلتی:
ماهیچه های اسکلتی %45 جرم کل بدن را تشکیل می دهند. این ماهیچه بافت مسئول تولید نیروی مورد نیاز برای تحرک مفصلها در طول ورزش می باشد.

فاکتورهای تاثیرگذار روی توانایی ماهیچه ها در تولید این نیرو شامل سطح مقطع کل و نوع بافت و تعداد واحدهای حرکتی فعال بسامد پرتاب نورونهای حرکتی، طول ماهیچه و سرعت انقباض آن می باشد.

زنجیزه رویدادهایی که در انقباض ماهیچه موثر است به صورت زیر خلاصه شده است:
1- فعالیت غشای حرکتی و برانگیختگی آلفای نورون حرکتی
2- ورود تکانه الکتریکی در نقطه اتصال اعصاب و عضلات عصبی
3- انتشار عمل بالقوه ماهیچه ها در طول Sarcolemma
4- برانگیختگی جفت یونهای انقباض
a: انتقال برانگیختگی در لوله های کوچک t
b: آزاد کردن کلسیم از شبکه های Sarcoplasmic
c: تاثیر کلسیم روی actin myfi lament
5- تشکیل پیوند Actin~myosin و رشد کششی
6- جذب دوبار کلسیم توسط شبکه های Sarcoplasmic و آزاد شدن ماهیچه ها

انرژی شیمیایی مورد نیاز برای اینکه ماهیچه های اسکلتی بتوانند کارهای مکانیکی را به عهده بگیرند، توسط هیدولیز (ATP) (نوکلئوزیدی به فرمول و تری فسفات) فراهم می شود. کاتالیزور این واکنش my osion ATP ase می باشد.

تا زمانی که ذخیره های ATP درون ماهیچه ها نسبتاً کوچک هستند(تقریباً mmol/kg 5 (ww) راههای دیگر متابولیکی برای سنتز دوباره ATP مورد نیاز برای حفظ حالت انقباض مسئول هستند. این راههای انرژی در شکل 2-1 خلاصه شده اند. Cp یک ترکیب شیمیایی با انرژی بالا می باشد که در مقادیر زیادی ذخیره می شود.(تقریباً mmol/kg20) که در داخل ماهیچه های اسکلتی قرار دارد.

در طول فعالیت شدید Cp به سرعت تجزیه می شود و انرژی مورد نیاز برای سنتز دوباره ATP را فراهم می کند. علاوه بر این ATP می تواند از ADP نیز بدست آید. که در این واکنش (تبدیل ADP به ATP) adeny late kinose کاتالیزور می باشد.

این واکنشها از سیستمی هستند که آلاکتیک یا فسفازن نامیده می شود. دیگر سیستمهای بی هوازی انرژی سیستم اسید لاکتیک و سیستم بی هوازی گلیکولیسیس می باشد. در سیستم بی هوازی گلیکولیسیس واحدهای گلوگز در وهله اول از ذخیره های گلوگژن داخل ماهیجه حاصل می شوند. سپس این واحدها به اسید لاکتیک تجزیه می شوند.

این سیستمهای انرژی بی هوازی بیشتر در طول فعالیتهایی با مدت کم اما شدید فعال می شوند. در طول تمرین طولانی، سیستم اروبیکی فراهم کننده غالب انرژی مورد نیاز برای انقباض ماهیچه ها می باشد عمده اکسیدکننده ها کربوهیدراتها و لیپیدها می باشند.

یکی از جنبه های فیزیولوژی ماهیچه ها که در طی سالهای اهمیت بسیار زیاد پیدا کرده است، ارتباط بالقوه بین بافت تشکیل دهنده ماهیچه ها و انجام تمرینهای ورزشی می باشد.

ماهیچه های اسکلتی انسان ترکیب دو نوع بافت اصلی می باشند:
1- تیک آرام (ST)
2- تیک سریع (FT)

FT به نوبه خود به دو دسته FTb, FTa تقسیم می شوند این تقسیم بندی بر پایه تفاوت بالقوه آنها در گلیکولیتیک و اکسید کردن می باشد انواع بافت ها در انقباض متمایز هستند. و معمولاً نحوه شیمیایی اکسیداسیون آنها برای myosin ATP ase متمایز می باشد.

بافتهای ST در وهله اول به متابولیسم اکسیداسیون متکی هستند این بافتها مویرگهای فراوانی دارند و ضد خستگی می باشند.

تعجبی ندارد که آنها برای تمرینهای طولانی اما با شدت کم مناسب هستند. بر عکس بافت های FT گلیوکولیتیک بیشتری دارند (FTb>FTa) و ظرفیت اکسید شدن پائین تر (FTb>FTa) و آنها بیشتر قابلیت کوفتگی و خستگی دارند. این بافت ها بیشتر برای تمرینهای شدید مناسب هستند.

در طول یک تمرین فزاینده بافتهای ST در قسمتی که تمرین شدت کمتری دارد شرکت دارند و به محض اینکه شدت تمرین افزایش پیدا می کند، جذب بافتهای ST و شمار بافت های FT افزایش می یابد.

الگوی عمومی جذب بافتهای ماهیچه ای در طول تمرین در انسانهایی که از گلیکوژن مشخص جهت کاهش الگوها به عنوان شاخص درگیری بافت استفاده می کنند دائمی می باشد.

در طول فعالیت طولانی بافت های ST با قائل شدن حقوق امتیازی نیروی تازه می گیرند.

اگر چه ممکن است بافتهای FTa نیز در مراحل بعدی درگیر شوند.

با بالارفتن شدت فعالیت بافت های FT نیز نیرو می گیرند. بنابراین در طول فعالیت با حداکثر بازده تمام انواع بافت ها درگیر می شوند (Vollestad & Blom 1985) این الگوهای جذب نیرو به خاطر علاقه به ارتباط بین ترکیب بافت های ماهیچه ای و انجام فعالیت در ورزشکاران آموزش دیده ناشی می شود.

حقیقتاً ورزشکاران نخبه استقامتی دارای درصد بالای بافت های ماهیچه ای ST (%90-70) می باشند، در حالی که ورزشکاران دو سرعت و ورزشکاران قدرتی نسبتاً دارای بافت های FT بیشتر می باشند. (Costil et al 1975) ترکیب بافت ماهیچه ها بستگی به دو فاکتور دارد یکی فاکتور ژنتیکی و دیگری تغییرات ناشی از تمرین های ورزشی می باشد.

متابولیسم تمرین
در طول یک تمرین فعال با شدت زیاد مانند: مسابقه سرعت تجزیه CP, ATP و همچنین تجزیه گلیکوژن به اسید لاکتیک منبع های اصلی انرژی می باشند.

این واکنش دهنده های بنیادی در طول تمرینهای ایستا هم مهم می باشند. شخصاً بالاتر از MCV(30-40%) زمانی که افزایش فشار درون ماهیچه ای سبب کاهش جریان خون می شود. در نتیجه باعث کاهش انتقال اکسیژن و واکنش دهنده های بنیادی که در انقباض ماهیچه های اسکلتی شرکت دارند می شود.

فعالسازی تجزیه فسفازن و گلیکوژن ماهیچه ها با شروع فعالت اتفاق می افتد.

اگر چه ظرفیت تولید ATP برای سیستم گلیکولیتیک از سیستم فسفاژن بیشتر است، انرژی تولیدی آن کمتر است در مقایسه با به همین دلیل وقتی که سطح cp با افزایش فعالیت کاهش می یابد، سرعت نقل و انتقال بی هوازی نمی تواند مستمر بماند (نمودار 2-2)

و این کمک می کند به کاسته شدن از مدتی که به عنوان بازده در طول فعالیت مشاهده می شود.

در حین فعالیت طولانی متابولیسم اکسیداسیون کربوهیدراتها و لیپیدها بخش اعظمی از ATP مورد نیاز برای انقباض ماهیچه ها را تهیه می کند. اگر چه اکسیداسیون آمیواسید در دامنه محدودی اتفاق می افتد. کربوهیدراتها و لیپیدها مهمترین واکنش دهنده های اکسید کننده می باشند. نسبت همکاری کربوهیدراتها و لیپیدها تحت تاثیر شدت و زمان فعالیت، رژیم قبلی وجود واکنش دهنده های بنیادی وضع تمرین فاکتورهای محیط زیستی قرار دارد.

گلیکوژن ماهیچه واکنش دهنده بنیادی مهم در طول فعالیت شدید یا زمان کم و فعالیت طولانی می باشد. آهنگ بهره برداری در طول قسمت اولیه فعالیت سرعت بیشتری دارد و به شدت فعالیت مربوط می باشد. (Vollestal et al. 1984, Volletatd 1992) .

با ادامه پیدا کردن فعالیت گلیکوژن ماهیچه کاهش می یابد و گلوگز خون به عنوان یک سوخت کربوهیدراتی مستمر می شوند میزان جذب گلوگز با افزایش شدت فعالیت و همچنین زمان انجام آن افزایش می یابد. راههای فعالیت متابولیکی مسئول متابولیسم گلوگز و انتقال بهتر گلوگز ناشی از جریان خون ماهیجه های اسکلتی می باشد. (Hargreaves 2000).

افزایش میزان جذب گلوگز در ماهیچه ها همزمان با افزایش گلوگز تولیدی کبد به گونه ای است که سطح گلوگز خون معمولاً در همان سطح گلوگز به هنگام استراحت باقی می ماند یا نسبتاً مقداری زیاد می شود. گلیگوژن سازی کبد قسمت اعظم گلوگز تولیدی کبد را فراهم می کند. در طول مراحل بعدی فعالیت طولانی، زمانی که سطح گلوکژن کبد پائین می آید گلوکوژن سازی یک منبع مهم گلوگز می باشد.