اثرات تمرينات هوازي بر بدن
تمرينات و فعاليتهاي هوازي ( طولاني مدت و سبك ) موجب تغييرات فيزيولوژيكي در بدن انسان مي شود كه در ادامه به تعدادي از آنها اشاره مي شود :
1 حجيم شدن عضله قلب
2- افزايش حجم ضربه اي قلب ( مقدار خوني كه در يك ضربان از قلب خارج ميشود حجم ضربه اي نام دارد )
3- افزايش برون ده قلب ( مقدار خوني كه در يك دقيقه از قلب بيرون رانده ميشود برون ده قلب ميباشد 9
4- كاهش ضربان قلب در هنگام استراحت
5- افزايش تعداد و اندازه ميتوكندري در سلولهاي عضلاني ( در جهت افزايش سوخت و ساز سلولي )
6- افزايش قابليت انقباض عضله قلب
7- افزايش شبكه مويرگي در عضله ها
8- افزايش ظرفيت ذخيره گليكوژن در كبد و عضلات
9- توسعه و افزايش توانايي ريه ها در گرفتن اكسيژن بيشتر از هوا
10- افزايش قابليت خون از نظر حمل مقدار بيشتر اكسيژن ( به دليل افزايش تعداد و حجم گلبولهاي قرمز خون )
خصوصيات سيستم هاي انرژي در بدن به طور خلاصه در جدول زير نشان داده شده است
انرژي و اجراي حركات
قسمت اعظم عملكرد سيستم قلبي – عروقي در تمرين ، رساندن اكسيژن به عضلات فعال است . با توجه به روند تمرين هوازي در توليد قسمت اعظم انرژي در بدن سهيم ميباشد ، مقدار اكسيژني كه مي تواند به بدن برسد ، مستقيماً روي مقدار كاري كه مي توان انجام داد ، تاثير گذاشته و آن را مشخص ميكند . استقامت قلبي – عروقي به كارآيي ششها ، قلب و رگهاي خوني كه حامل اكسيژن بوده و آن را به عضلات مي رسانند بستگي دارد .
بدين جهت عملكرد مجموعه ششها ، قلب و رگهاي خوني اغلب به سيستم « قلبي – تنفسي » معروف است . سيستم قلبي – تنفسي هنگامي كه استقامت قلبي – عروقي در بالاترين سطح خود باشد از كارآيي بيشتري برخوردار است .
اجراي حركات به عوامل زير بستگي دارد :
فراهم بودن اكسيژن لازم در هواي تنفسي
انتشار اكسيژن از ششها به خون
تركيب شيميايي اكسيژن با هموگلوبين
جريان خون در ششها و دريافت و حمل آن
توانايي سلولها در جذب اكسيژن از مويرگها و تفويض گاز كربنيك و ديگر مواد اضافي ، همان مكانيزم پيچيده اي كه در از بين بردن گاز كربنيك به كار ميرود .
بي ترديد ، قلب كليد تمام سيستم بدن است و براي اينكه گردش خون پيوسته حفظ شود بايد به طور مداوم به ضربان خود ادامه دهد .
ارتباط بين اكسيژن مصرفي و انرژي از دست رفته را مي توان چنين خلاصه كرد :
هر فعاليتي به اكسيژن نياز دارد ، حتي فعاليت ساده مثل نشستن و يا خوابيدن به انرژي نياز دارد .
براي توليد انرژي ، وجود اكسيژن ضروري است .
انرژي با سوختن مواد غذايي به وجود مي آيد ، ولي اكسيژن در سوختن مواد غذايي ( اكسيداسيون مواد غذايي ) ضروري است .
بدن مي تواند غذا را در خود ذخيره كند ، ولي اكسيژن را نمي تواند نگه دارد .
انسان بايد براي زنده ماندن نفس بكشد . اگر فرآورده اكسيژن تمام شود ، مرگ حتمي است . ذخيره فرآورده اكسيژني در بدن ، تنها در يك مدت محدود ميباشد .
هنگامي كه نياز بدن به اكسيژن افزايش مي يابد ، مثل فعاليتهاي شديد ( تمرينات شديد ) ، توانايي جذب و حمل اكسيژن به عضلات فعال در تعيين اينكه چقدر كار مي تواند انجام شود ، بسيار مهم است . هر قدر سيستم گردش خون و تنفس اكسيژن بيشتري جذب كند ، به همان مقدار هم فرد مي تواند تمرين را ادامه داده و ديرتر خسته شود . دليل اينكه فردي خسته ميشود ، اين است كه اين فرد به مرحله اي مي رسد كه در آن نمي تواند اكسيژن مورد نياز براي تامين انرژي را به بدن خود برساند .
حداكثر اكسيژن مصرفي
ميزان اكسيژني كه وارد بدن مي شود و مورد استفاده قرار مي گيرد به « اكسيژن مصرفي » موسوم است و آن عبارت است از حجم گاز در هر واحد زمان و با علامت اختصاري VO2 نوشته مي شود .
حجم معمولاً به صورت ليتر يا ميلي ليتر بيان ميشود =V
گاز اكسيژن = O2
حجم گاز در هر واحد از زمان معمولاً زمان به صورت دقيقه بيان ميگردد = VO2
هر قدر بدن اكسيژن بيشتري جذب كند ، به همان اندازه نيز ديرتر خسته ميشود . حداكثر اكسيژني كه توسط بدن مصرف ميشود ، بسيار مهم است و طبق نظر متخصصان ميتواند بهترين شاخص آمادگي قلبي – عروقي ( هوازي ) باشد كه اين مورد به « حداكثر اكسيژن مصرفي » معروف بوده و با علامت اختصاري Max و VO2 نشان داده مي شود .
كل اكسيژن مصرفي در هر دقيقه از فعاليت را مي توان بر حسب ليتر اندازه گيري كرد به هر حال ، با توجه به اختلافات فردي از نظر اندازه ، اين ارزش به طور مطلق به وزن بدن بايد بيان شود . جدول « 1-2 » در درك اين مفهوم راهنماي خوبي مي تواند باشد .
جدول ( 1-2 ) : مقايسه حداكثر اكسيژن مصرفي در افراد با وزنهاي مختلف
.jpg)
توجه داشته باشيد كه با تقسيم كل اكسيژن مصرفي ( ميلي ليتر ) بر وزن بدن ( كيلوگرم ) ، مقدار اكسيژن موجود براي هر واحد از وزن بدن را مي توان تعيين كرد . اين واحد به صورت ميلي ليتر اكسيژن در هر كيلوگرم از وزن در هر دقيقه بيان ميشود كه به صورت خلاصه به صورت « ميلي ليتر / كيلوگرم در دقيقه » (
توجه داشته باشيد كه با تقسيم كل اكسيژن مصرفي ( ميلي ليتر ) بر وزن بدن ( كيلوگرم ) ، مقدار اكسيژن موجود براي هر واحد از وزن بدن را مي توان تعيين كرد . اين واحد به صورت ميلي ليتر اكسيژن در هر كيلوگرم از وزن در هر دقيقه بيان ميشود كه به صورت خلاصه به صورت « ميلي ليتر / كيلوگرم در دقيقه » (
ml/kg/min ) نوشته ميشود . مقدار حداكثر اكسيژن مصرفي ، نشان دهنده آن است كه براي هر واحد از وزن بدن چه مقدار اكسيژن وجود دارد و بدين صورت مي توان كار بيشتري را قبل از خسته شدن انجام داد .
نمونه اطلاعات ارائه شده در جدول ( 1-2 ) به وضوح نشان ميدهد كه آزمايش شونده دوم قادر است اكسيژن بيشتري را نسبت به هر كيلوگرم از وزن بدن ( 56/53 ) ، از آزمايش شونده اول ( 94/49 ) وارد بدن كند ( هر چند كل اكسيژن مصرفي كمتر است ) .
حداكثر اكسيژن مصرفي به اين موارد بستگي دارد :
– تهويه ريوي : حجم هوايي است كه در هر دقيقه وارد شش ها ميشود .
– انتشار ريوي : توانايي اكسيژن و گاز كربنيك در تبادل بين غشاي ريوي و خون ميباشد .
– انتقال گازها : توانايي خون جهت حمل اكسيژن به عضلات و گرفتن گاز كربنيك از آنها .
– برون ده قلبي : مقدار خوني كه در هر دقيقه مي تواند گردش كند .
– پخش برون ده قلبي : توانايي بدن براي رساندن خون به عضلات فعال .
– حالت فيزيولوژيكي عضلات : توانايي عضلات براي استفاده از اكسيژن .
با شركت منظم در تمرينهاي خوب هوازي ، فرد مي تواند حداكثر اكسيژن مصرفي را تا 30 درصد افزايش دهد ( اين بستگي به سطح آمادگي جسماني اوليه دارد ) . با تمرين تغييرات زير در بدن صورت مي گيرد :
– مقدار هموگلوبين خون افزايش مي يابد .
– چون قلب قوي شده و كارآيي اش زياد مي شود ، در نتيجه حداكثر برون ده قلبي نيز افزايش مي يابد .
– افزايش در مقدار و اندازه مويرگها ، باعث تغييرات موثري در تبادل گازها مي شود كه اين خود باعث مي گردد تا به عضلات اكسيژن بيشتري برسد .
تفسير امتيازات حداكثر اكسيژن مصرفي
همچنان كه در صفحات قبل بيان شد حداكثر اكسيژن مصرفي بهترين شاخص آمادگي قلبي
– عروقي است . اين شاخص مقدار كاري را كه مي توان قبل از رسيدن به مرز خستگي انجام داد ، تعيين مي كند . براي مردان بيشترين امتياز در حداكثر اكسيژن مصرفي 94 ميلي ليتر / كيلوگرم در دقيقه ( 94 ml/kg/min ) است و براي زنان اين مقدار 74 ميلي ليتر / كيلوگرم در دقيقه ( 74 ml/kg/min ) ميباشد . هر دو امتياز بالا مربوط به اسكي بازان استقامتي در سطح جهاني است .
فصل دوم : عضلات و ورزش
عضلات جزو جالبترين بافتهاي بدن مي باشند . حدود 50 درصد بدن يك فرد بالغ را عضلات تشكيل مي دهند . بدن انسان داراي بيش از 600 عضله و مجموعاً بيش از 60 ميليون تار عضلاني است . تفاوت اصلي در اندازه يك عضله كوچك و يك عضله بزرگ به تعداد تارهاي موجود در عضله مربوط مي باشد .
در بدن انسان سه نوع بافت عضلاتي وجود دارد . هنگامي كه درباره عضلاتي كه در فعاليتهاي ورزشي و تحرك اندام مورد استفاده قرار مي گيرند بحث مي كنيم منظور عضلات اسكلتي يا ارادي است زيرا اين عضلات هر يك به برخي از اسكلت استخواني چسبيده اند و تقريباً به طور كامل تحت كنترل قرار دارند . نوع ديگر عضلات عضله قلبي است كه عمل پمپاژ يا به جلو راندن خون در رگها را به عهده دارد و نوع سوم عضله ، عضلات صاف مي باشند كه عهده دار حركات اعضاء دروني بدن مانند معده ، روده ها ، احشاء و رگهاي خوني مي باشند .
عضلات صاف و قلبي از نظر طبقه بندي هر دو در نوع عضلات غير ارادي جاي دارند كه انسان كنترل آگاهانه اي بر عمل آنها ندارد . با توجه به ويژگيهاي بحث فيزيولوژي ورزشي در اين فصل كه بيشتر به حركت اندام مربوط ميشود تمركز در اين قسمت بر عضلات ارادي يا اسكلتي ( و يا مخطط ) مي باشد .
عضلات مخطط ، معمولاً بطور ارادي ، توسط تحريكاتي كه از دستگاه مركزي اعصاب فرستاده مي شود كنترل مي شوند . اگر اين انقباضات با توالي صحيح و با نيروي كافي انجام گيرد ، قادر به راه رفتن ، دويدن ، شنا كردن ، پرتاب اجسام ، نفس كشيدن و انجام حركات متعدد ديگر خواهيم بود . برخي از عضلات ، مانند عضلاتي كه در عمل تنفس دخالت دارند هم ارادي و هم غير ارادي مي باشند .
ساختمان عضلات ارادي
عضلات از نظر اندازه بسيار متفاوتند ، بطوري كه در بدن اشخاص بالغ ، از نظر دازا ، دامنه طولي عضلات تقريباً كمتر از 2 تا 61 سانتيمتر مي باشد . همچنين عضلات از نقطه نظر شكل نيز بسيار متفاوتند ، بعضي از آنها طويل و باريك ، بعضي كوتاه و پهن و برخي گرد و مسطح و يا پهلو دار ميباشند . عضلات وابسته به وظيفه اي كه بر عهده دارند ممكن است داراي يك سر ( در هر طرف داراي يك تاندون مي باشند ) و يا دو سر و يا سه سر مي باشند .
هر عضله از تعداد زيادي فيبر يا تار عضلاني ( سلول ) تشكيل شده است . تارهاي عضلاني واحدهاي اصلي ساختماني عضلات هستند . هر تار عضلاني توسط غشائي به نام « ساركولما » ( پوست ) پوشيده شده است . بلافاصله در زير ساركولما غشاء پلاسما قرار دارد . پلاسما مي تواند تحريكات عصبي را در سرتاسر تار عضلاني منتشر كند . تارهاي عضلاني با تارهاي عصبي ارتباط دارند و از اين طريق پيامهاي عصبي وارد تارهاي عضلاني مي شود . مويرگهاي بسيار ظريف خوني نيز وظيفه انتقال اكسيژن و مواد غذايي را به تار عضلاني عهده دار مي باشند .
در مشاهده هر تار عضلاني در زير ميكروسكوپ هزاران تارچه باريك به نام ميوفيبريل در نقاط تيره و روشني قابل مشاهده هستند كه به موازات يكديگر قرار گرفته اند .
بطور عمده ميوفيبريل ها از دو ماده پروتئيني به نامهاي آكتين و ميوزين تشكيل شده است ، بطوريكه مقدار كل ميوزين در ميوفيبريل بيش از آكتين است . اين پروتئينها آكتين ها و ميوزين ها در واقع همان عناصر انقباض پذير عضله هستند كه بطور مرتب به موازات يكديگرند در طول تارچه عضلاني كشيده شده اند . براساس تئوري لغزشي در نتيجه روي يكديگر لغزيدن آكتين ها و ميوزين ها عمل انقباض عضلاني اتفاق مي افتد .
انواع تارهاي عضلاني
همه تارهاي عضلات ارادي انسان و حيوانات از يك نوع نيستند . هر چند كه تمام تارها مي توانند در شرايط هوازي و غير هوازي كار كنند ولي بعضي از آنها براي انجام كار غير هوازي و بعضي ديگر براي انجام كارهاي هوازي مناسب تر هستند .
تارهاي ماهيچه اي را مي توان بر پايه رنگ ظاهري به دو دسته قرمز و سفيد تقسيم كرد . به عضلات گروه قرمز عضلات كند انقباض و به عضلات گروه سفيد تند انقباض نيز گفته مي شود . در عين حال اين تقسيم بندي كامل نيست ، زيرا تعدادي داراي خصوصيات ويژه مخلوطي از هر دو نوع تار عضلاني مي باشند .
ويژگيهاي تارهاي عضلاني كند انقباض ( ST )
عمده ويژگيهاي اين تارهاي عضلاني عبارتند از :
سرعت كوتاه شدن آنها كم است .
داراي شبكه مويرگي وسيع ، گسترده و پرتراكم مي باشند .
ميتوانند براي مدت طولاني فعاليت انقباضي داشته باشند .
دير خسته مي شوند .
داراي تارهاي عصبي ميلين دار ( غلاف عصبي ) هستند ( با سرعت هدايت عصبي پايين )
معمولاً داراي تارهاي عضلاني باريكند .
داراي ميوگلوبين ( عامل انتقال اكسيژن در عضله ) زياد هستند .
داراي ذرات چربي ذخيره شده زياد و ذخيره گليكوژن اندك هستند .
توانايي استفاده از همه انواع مواد انرژي زا مخصوصاً چربيها را دارند .
ويژگيهاي تارهاي عضلاني تند انقباض
FT
عمده ويژگي هاي اين تارهاي عضلاني عبارتند از :
سرعت كوتاه شدن آنها زياد است .
داراي شبكه مويرگي با وسعت تراكم مي باشند .
مي توانند با سرعتي زياد مقدار قابل ملاحظه اي نيروي انقباضي توليد كنند ( زمان فعاليت انقباض آنها كوتاه است ) .
زود به دوره خستگي خود ميرسند .
داراي تارهاي عصبي با سرعت هدايت عصبي بالا مي باشند .
معمولاً داراي تارهاي عضلاني قطورترند .
داراي ذخيره گليكوژن زياد هستند .
بخش اعظم انرژي مورد نياز خود را از راه تجزيه بي هوازي گليكوژن يا گلوكز و تبديل آن به اسيد لاكتيك تامين ميكنند .
تارهاي عضلاني تند انقباض خستگي ناپذير ( FTG )
با توجه به اينكه در ميان عضلات تند انقباض گروهي از عضلات مورد شناسايي قرار گرفته اند كه در مقابل خستگي بسيار مقاوم مي باشند دانشمندان اين علم آنها را تحت عنوان « تارهاي عضلاني تند انقباض خستگي ناپذير » در گروه سوم تارهاي عضلاني قرار داده اند . اين گروه از تارهاي عضلاني نيز قرمز رنگ بوده و شبكه مويرگي وسيعي دارند . توانايي آنها در جذب اكسيژن زياد و همانند تارهاي عضلاني كند انقباض است و ميتوانند چربيها و كربوهيدارتها را در حضور اكسيژن به خوبي مصرف كننده سرعت انقباض و نيروهاي حاصل از آن در اين تارهاي عضلاني به نحو قابل ملاحظه اي بالا است .
اين تارهاي عضلاني تنها وقتي خسته ميشوند كه دريافت اكسيژن آنها كم شده و يا براي مدتي طولاني در حالت اقباض نگهداشته شوند . بنابراين در شرايط نرمال نسبت به خستگي مقاومند .
تحقيقات نشان داده است كه رابطه جالبي بين انواع فيبرها و قابليتهاي خاص ورزشي وجود دارد . بعنوان مثال دوندگان سرعت در سطح جهاني داراي درصد بالايي ( تا حدود 75 درصد ) از تارهاي تند انقباض در عضلات پاي خود مي باشند در حاليكه دوندگان استقامت در سطح جهاني صاحب درصد بالاتري از تارهاي كند انقباض در عضلات پاي خويش نسبت به افراد تمرين نكرده هستند .
انقباض عضلاني
ثابت شده است كه توسعه قدرت و استقامت عضلاني نتيجه تغييراتي است كه در عضله پديد مي آيد . در واقع توسعه قدرت عضلاني نتيجه افزايش قطر فيبرهاي عضلاني است در حاليكه توسعه استقامت موضعي عضلات ارتباط بسيار نزديكي با افزايش تعداد مويرگهاي عضله در نتيجه تمرين دارد . تحقيقات نشان داده است كه يكي از بهترين روشهاي توسعه قدرت و استقامت ، تمرينات با وزنه است اما آگاهي از اين موضوع كه در برنامه تمرينات با وزنه براي كسب قدرت و استقامت كداميك از فعاليتهاي انقباضي بايد مورد استفاده قرار گيرند از اهميت فوق العاده برخوردار است . بطور كلي در هر اقباض عضلاني مقدار نيرويي كه يك عضله كامل مي تواند توليد كند به دو عامل بستگي دارد :
تعداد تارهاي عضلاني موجود در يك عضله كه در حال تحريك شدن و انقباض هستند .
مقدار نيروئي كه هر يك از تارهاي عضلاني مي تواند به تنهايي در موقع انقباض توليد كند .
انواع انقباض
انقباض عضلاني را به چهار گروه تقسيم ميكنند :
انقباض هم تنش ايزوتونيك
انقباض هم طول ايزومتريك
انقباض هم جنبش آيزوكنتيك
انقباض برون گردان اسنتريك
