انواع فیبرهای عضلانی و نوع تمرین

انواع فیبرهای عضلانی و نوع تمرین

چگونگی سازگاری عضلات اسکلتی با محرک‌های تکراری، بستگی بسیار زیادی به‌ویژگی‌های وراثتی آن عضلات دارد. مخصوصاً انواع فیبرها که عضلات اختصاصی را تشکیل می‌دهند و به مقدار خیلی زیادی به‌وسیله روشی که ورزشکاران می‌توانند خودشان را با برنامه‌های تمرینی سازگار نمایند، تحت‌تأثیر قرار می‌گیرند.

یک دلیل وجود دارد که چرا برخی از ورزشکاران می‌توانند نسبت به ورزشکاران دیگر سریع‌تر بدوند و به آسانی می‌توانند حجم عضلات بزرگ‌تری را به‌دست آورند و چرا برخی دیگر از ورزشکاران قادرند که به مدت طولانی و بدون احساس خستگی بدوند.

به منظور طراحی برنامه‌های تمرینی که می‌تواند کار مناسبی برای ورزشکاران باشد، برای مربی اهمیت دارد که حداقل برخی از پیچیدگی‌های عضلات اسکلتی را مرور نمایند.

● انواع فیبرهای عضلانی

انسان‌ها اساساً سه نوع مختلف فیبر عضلانی دارند.
فیبرهای کندانقباض solw-twitch ـ (ST یا نوع I) به‌وسیله زمان انقباض آهسته‌تر و مقاومت زیاد نسبت به خستگی شناخته می‌شوند. این نوع فیبرها از لحاظ ساختاری عصب حرکتی کم و قطر فیبری کوچکی داشته و چگالی میتوکندریابی و مویرگی و محتوای میوگلوبین زیادی دارند. از لحاظ انرژی، آنها مقدار کمی از انرژی خود را به‌وسیله فسفوکراتین PC (یک مادهٔ پرانرژی که در حرکات سریع و تند مورد استفاده قرار می‌گیرد) تأمین می‌کنند و میزان گلیکوژن کمی دارند و به مقدار خیلی زیاد تری‌گلیسیریدها (شکل ذخیره‌شدهٔ چربی) را ذخیره می‌کنند. هم‌چنین این نوع فیبرها تعداد کمی آنزیم‌های درگیر در فرآیند گلیکولیز را دارا می‌باشند ولی در عوض تعداد زیادی آنزیم‌های درگیر در مسیرهای اکسیداتیو (چرخهٔ کربس، زنجیرهٔ انتقال الکترونی) را دارند.

از لحاظ علمکردی، فیبرهای کندانقباض (ST) برای فعالیت‌های هوازی که نیاز به سطوح تولید نیروی پائینی دارند، همانند پیاده‌روی و کوهنوردی، مورد استفاده قرار می‌گیرند. بیشتر فعالیت‌های روزمره زندگی از فیبرهای کندانقباض استفاده می‌کنند.
فیبرهای تندانقباض Fast-twith ـ (FI یا نوع II) به‌وسیله زمان انقباض سریع و مقاومت کم نسبت به خستگی شناخته می‌شوند. تفاوت سرعت‌های انقباض به‌وسیله مقدار آزادسازی کلسیم توسط شبکه سارکوپلاسم (محل ذخیره کلسیم در عضلات) و فعالیت آنزیم میوزین فسفاتاز (که ATP درون میوزین را تجزیه می‌کند) قابل تشریح است.

هر دوی این ویژگی‌ها در فیبرهای تندانقباض (FT) به مقدار زیاد مشاهده می‌شوند. فیبرهای تندانقباض به دو نوع فیبرهای تندانقباض A ـ (FT-A یا نوع IIA) و فیبرهای تندانقباض B ـ (FT-B یا نوع IIB) تقسیم می‌شوند. فیبرهای تندانقباض نوع A مقاومت نسبی نسبت به خستگی دارند و نشان‌دهنده انتقال بین دو محدوده فیبرهای کندانقباض (ST) و تندانقباض B هستند.

از لحاظ عملکردی یرای فعالیت‌های غیرهوازی طولانی‌مدت با نیروی برون‌ده نسبتاً بالا مانند دوی ۴۰۰ متر سرعت به‌کار می‌روند.
از لحاظ دیگر فیبرهای تندانقباض نوع B نسبت به خستگی خیلی حساس هستند و برای فعالیت‌های غیرهوازی کوتاه‌مدت و با تولید نیروی زیاد هم‌چون دوی سرعت؛ دوی با مانع، پرش‌ها و پرتاب‌ها کاربرد دارند. هم‌چنین این فیبرها قادر به تولید توانی بیشتر از فیبرهای کندانقباض هستند.
همانند فیبرهای FT-A، فیبرها FT-B عصب حرکتی و قطر فیبری بزرگی دارند ولی چگالی میتوکندریائی و مویرگی و مقدار میوگلوبین کمی دارند. هم‌چنین این فیبرها فسفوکراتین و گلیکوژن زیادی داشته ولی مقدار تری‌گلیسرید در آنها پائین است. این فیبرها، آنزیم‌های گلیکولیزی به مقدار زیاد و آنزیم‌های اکسیداتیوی کمی دارند.

در هر سرعتی از حرکت، میزان نیروی تولید شده به نوع فیبر بستگی دارد. در طول یک انقباض دینامیکی، زمانی که طول فیبر یا کوتاه و یا بلند می‌شود، یک فیبر تندانقباض (FT) نسبت به یک فیبر کندانقباض (ST) نیروی بیشتری تولید می‌کند. (Fitts & Widrick ۱۹۹۶).
تحت شرایط انقباض ایزومتریک، در طول مدتی که طول عضله تغییر نمی‌کند در حالی‌که عضله در حال انقباض است، فیبرهای کندانقباض دقیقاً هماند فیبرهای تندانقباض و به همان میزان نیرو تولید می‌نمایند.
تفاوت در میزان نیروی تولیدی تنها در طول انقباضات دینامیکی مشاهده می‌شود.

در هر سرعتی از حرکت، نیروی تولید شده توسط عضلات با درصد فیبرهای FT افزایش می‌یابد و برعکس.
در هر بازده‌ای از نیرو، سرعت با افزایش درصد فیبرهای FT افزایش می‌یابد.
درصد انواع فیبرها در میان ورزشکاران به میزان خیلی زیادی متغیر است. برای مثال به‌خوبی مشخص شده است که ورزشکاران استقامتی نسبت بیشتری از فیبرهای کندانقباض را دارا می‌باشند در حالی‌که دوندگان سرعت و پرش‌کنندگان فیبرهای تندانقباض بیشتری دارند.
درصد بیشتر فیبرهای FT در دوندگان سرعت آنها را قادر می‌سازد که نیرو و توان عضلانی بیشتری نسبت به فیبرهای ST همانندشان تولید کنند.
تفاوت موجود در ترکیب فیبر عضلانی در بین ورزشکاران این سئوال را ایجاد نموده است که آیا ساختار عضله یک ویژگی اکتسابی بوده یا اینکه یک ویژگی ژنتیکی می‌باشد؟
مطالعات انجام گرفته بر روی دوقلوهای همسان نشان داده است که ترکیب فیبر عضلانی به وضوح یک ویژگی ژنتیکی است. (Komi & Karlsson ۱۹۷۹) با این وجود مدرکی دال بر اینکه ساختار و ظرفیت متابولیکی فیبرهای عضلانی مجزا می‌توانند به‌طور خاصی با انواع مختلف تمرینات سازگار شوند، وجود دارد.

● به‌کارگیری فیبرهای عضلانی
عضلات توسط به‌کارگیری واحدهای حرکتی (گروهی از فیبرهای عضلانی که توسط یک عصب حرکتی عصب‌دار می‌شوند) نیرو تولید می‌کنند.
در طول انقباضات ایزومتریک و کانسنتریک اختیاری، الگوی منظم به‌کارگیری فیبرهای عضلانی توسط اندازه واحد حرکتی کنترل می‌شود، شرایطی که به‌عنوان اصل اندازه معروف است (Henneman و همکارانش ۱۹۷۴).
واحدهای حرکتی کوچک که فیبرهای عضلانی کندانقباض را دارا می‌باشند، آستانه تحریک پائین‌تری داشته و در ابتدا به‌کار گرفته می‌شوند.

نیاز به نیروهای بزرگ‌تر توسط به‌کارگیری فزاینده واحدهای حرکتی بزرگ‌تر برآورده می‌گردد. واحدهای حرکتی بزرگ‌تر که فیبرهای عضلانی تند انقباض را دارند، آستانه تحریک بالاتری داشته و پس از واحدهای حرکتی کوچک‌تر فراخوان می‌شوند.
بدون توجه به شدت تمرین، واحدهای حرکتی کند انقباض ابتدا به‌کار گرفته می‌شوند. اگر شدت تمرین پائین باشد امکان دارد این واحدهای حرکتی تنها به‌کار گرفته شوند. اگر شدت تمرین زیاد باشد همانند زمانی‌که وزنه‌های سنگینی برداشته می‌شود و یا در دو و میدانی فعالیت اینتروال اجراء می‌گردد، در ابتدا واحدهای حرکتی کند انقباض و به‌دنبال آن اگر مورد نیاز باشد واحدهای حرکتی تند انقباض A و B نیز به‌کار گرفته می‌شوند.

برخی مدارک پیشنهاد می‌کنند که اصل اندازه در طول انواع مشخصی از حرکات ـ مخصوصاً آنهائی که جزء سازندهٔ اکسنتریک (افزایش طول عضله) دارند ـ از قبیل آنهائی که واحدهای حرکتی تندانقباض قبل از واحدهای حرکتی کندانقباض مورد نیاز هستند ـ بایستی تغییر یا تعویض گردد.
امکان دارد که به‌کارگیری ترجیحی واحدهای حرکتی تندانقباض ـ اگر آن وجود داشته باشد ـ توسط سرعت انقباض اکسنتریک تحت‌تأثیر قرار گیرد و تنها می‌تواند برای استفاده در سرعت‌های متوسط تا سریع رخ دهد.

● تشخیص نوع فیبر
چون تنها راه تشخیص مستقیم ترکیب نوع فیبر در یک ورزشکار انجام تست بیوپسی عضلات تهاجمی است (بیوپسی = یک سوزن درون عضله فرو برده و تعداد کمی از فیبرها را برای انجام آزمایش زیر میکروسکوپ گرفته و بیرون می‌کشد، تهاجمی = فرآیند تشخیصی که با وارد ساختن یک وسیله یا جسم خارجی به داخل بدن همواره باشد) برخی از مطالعات تلاش کردند که ترکیب نوع فیبر درون گروه‌های عضلانی یک فرد را به‌طور غیرمستقیم توسط آزمایش رابطهٔ بین ویژگی‌های مختلف نوع فیبر و ترکیب فیبر عضلانی مشخص نمایند.
این نوع تحقیقات با به‌دست آوردن روابط مهم بین میزان FT فیبرها و قدرت و توان عضلانی نتایج امیدبخشی را به بار آوردند.
یک روش غیرمستقیم که می‌تواند در اتاق وزنه برای تعیین ترکیب فیبر یک گروه از عضلات مورد استفاده قرار گیرد، این است که در ابتدا ۱RM (بیشترین وزنه‌ای که یک فرد می‌تواند فقط یک‌بار بلند کند) ورزشکار خودتان را تعیین کنید. سپس آنها تکرارهای زیادی از ۸۰% یک تکرار بیشینه خودشان را انجام دهند.

اگر آنها کمتر از ۷ تکرار را انجام دادند پس احتمالاً گروه عضلانیشان بیش از ۵۰% فیبرهای تند انقباض (FT) را تشکیل می‌دهد.
اگر آنها ۱۲ تکرار یا بیشتر از آن را انجام دادند، گروه عضلانی آنها ۵۰% فیبرهای کندانقباض (ST) را شامل می‌شود. اگر ورزشکار بتواند بین ۷ و ۱۲ تکرار را انجام دهد پس احتمالاً گروه عضلانی این فرد ورزشکار سهم مساوی از دو نوع فیبر را شامل می‌شود. (Popes ۱۹۹۴)
چون برداشتن وزنه احتیاج به استفاده از گروه عضلانی زیادی در یک زمان دارد، این روش برای عضلات مجزا به‌کار گرفته نمی‌شود بلکه تنها برای گروه‌های عضلانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
به منظور تعیین نوع ترکیب فیبر یک عضله مجزا، بیوپسی سوزنی عضلهٔ مورد نظر بایستی انجام شود.

روش غیرمستقیم دیگری که مربی می‌تواند مورد استفاده قرار دهد مخصوصاً زمانی‌که ورزشکاران جوان هستند یا تازه شروع به ورزش نموده‌اند، این است که ورزشکاران تلاش نمایند تعدادی از رویدادهای ورزشی مختلف را انجام دهند و سپس نوع فیبر غالب‌شان براساس موفقیت‌های آنها در ورزش‌های خاصی آشکار می‌شود و این کشف می‌تواند منجر به ادارهٔ بیشتر تمرینات آتی برای هر ورزشکار شود.

● مفاهیم ضمنی برای تمرین
تناسب نوع فیبر عضلانی ورزشکاران‌تان می‌تواند در میزان وزنه‌ای که آنها می‌توانند بردارند یا در تعداد تکرارهائی که می‌توانند در یک دوره تکمیل کنند و یا در تمرین اینتروال و نتایج موردنظر (توان/قدرت عضلانی و یا استقامت افزایش‌یافته) نقش اساسی بازی کند.
برای مثال یک ورزشکار با تعداد زیادی از فیبرهای تندانقباض، به‌خوبی یک ورزشکار با مقادیر زیادی از فیبرهای کندانقباض، نمی‌تواند قادر به تکمیل تکرارهای زیادی با مقادیر نسبی وزنه باشد. و همین طور هرگز نمی‌تواند به سطوح بالای استقامت عضلانی به‌خوبی ورزشکاری با فیبرهای عضلانی کندانقباض برسد.

به‌طور مشابه یک ورزشکار با سهم بیشتری از فیبرهای کندانقباض نمی‌تواند قادر به برداشتن وزنهٔ سنگین‌تر یا دویدن اینتروال سریع‌تر از یک ورزشکار با سهم بیشتری از فیبرهای تندانقباض باشد و همین‌طور هرگز قوی‌تر یا قدرتمندتر از یک ورزشکار با فیبرهای تندانقباض نیست.
مهم است که به خاطر آورید؛ حتی دورن گروهی از دوندگان سرعت یا دوندگان استقامت در تیم‌تان، هنوز تفاوتی در نوع فیبرهایشان موجود است.
همهٔ دوندگان سرعت نمی‌توانند درصد یکسانی از فیبرهای تندانقباض را داشته باشند و همین‌طور همهٔ دوندگان استقامتی نیز نمی‌توانند درصد یکسانی از فیبرهای کند انقباضی را دارا باشند.
با این‌وجود، برخی از دوندگان سرعت امکان دارد قادر به انجام تمرین ۲۰۰٭۱۰ متر در یک جلسهٔ تمرینی باشند در حالی‌که دیگران بعد از انجام ۸ تکرار خسته شده‌اند همچنین برخی دوندگان استقامتی نیز ممکن است قادر به اتمام ۸۰۰٭۸ متر در یک جلسهٔ تمرینی باشند در حالی‌که دوندگان دیگر بعد از ۵ تکرار خسته شده باشند.

یک مربی بایستی با توجه به ویژگی‌های خاص هر فرد ورزشکار تصمیم بگیرد که آیا آنهائی که خیلی زود خسته می‌شوند (به‌دلیل وجود فیبرهای تندانقباض بیشتر) بایستی مدت زمان استراحت طولانی‌تری بین فواصل تمرینی داشته باشند تا اینکه بتوانند تمرین را به اتمام برسانند یا اینکه بایستی تکرارهای کمتری را با یک سرعت سریع‌تر بدوند.

تمرین استقامتی برای عضله‌ای با فیبرهای FT نمی‌تواند تعداد فیبرهای ST آن عضله را افزایش دهد و هم‌چنین انجام تمرین برای عضله‌ای با فیبرهای ST جهت افزایش قدرت و توان نمی‌تواند تعداد فیبرهای FT آن عضله را افزایش دهد.
با تمرین صحیح و درست فیبرهای FT-B می‌توانند برخی از ویژگی‌های استقامتی فیبرهای FT-A را دارا شوند و فیبرهای FT-A می‌توانند برخی از خصوصیات فیبرهای FT-B را کسب کنند. با این وجود هیچ نوع تبدیلی بین این دو نوع فیبر صورت نمی‌گیرد یعنی فیبرهای FT نمی‌توانند تبدیل به فیبرهای ST شوند و برعکس. ورزشکاران با هر نوع فیبری که متولد می‌شوند بایستی همان‌گونه نیز به زندگی خود ادامه بدهند.
هر چند فیبرها نمی‌توانند از یک نوع به نوع دیگر تغییر یابند ولی تمرین می‌تواند سطح مقطع (ناحیه) در برگرفته شده توسط نوع فیبر در عضله را تغییر دهد. به‌عبارت دیگر می‌تواند یک هایپرتروفی (بزرگ شدن بیش از حد به‌علت افزایش در اندازهٔ سلول) انتخابی فیبرها براساس نوع تمرین ایجاد شود.

برای مثال، ممکن است یک ورزشکار یک ترکیب ۵۰/۵۰ از فیبرهای ST/FT در عضله را داشته باشد ولی چون فیبرهای FT به‌طور طبیعی سطح مقطع برشی بزرگ‌تری نسبت به فیبرهای ST دارند لذا ۶۵% مساحت آن عضله امکان دارد متعلق به فیبر FT و ۳۵% متعلق به فیبر ST باشد.
به‌دنبال یک برنامهٔ تمرینی قدرتی برای افزایش قدرت عضلانی، تعداد فیبرهای FT و ST می‌توانند یکسان باقی بمانند (هوز ۵۰/۵۰). با این‌وجود سطح مقطع آنها تغییر می‌‌یابد. این اتفاق می‌تواند به‌دلیل آتروفی (کوچک شدن) فیبرهای FT و هایپرتروفی فیبرهای FT رخ دهد.

بسته به شدت ویژهٔ به‌کار گرفته شده در تمرین ممکن است تا ۷۵% سطح مقطع (مساحت) عضله را فیبرهای FT و ۲۵% بقیه را فیبرهای ST شامل شوند. تغییر در مساحت می‌تواند منجر به تغییر افزایش قدرت گردد ولی توانائی‌های استقامتی را کاهش می‌دهد. به‌علاوه چون تودهٔ فیبرهای FT بیشتر از فیبرهای ST است، ورزشکار می‌تواند توده (جرم) بیشتری را کسب نماید که به‌وسیلهٔ اندازه‌گیری محیط عضله سنجیده می‌شود. در عوض اگر ورزشکار برای کسب استقامت عضلانی تمرین نماید، فیبرهای FT می‌توانند آتروفی گردند در حالی‌که فیبرهای ST به‌دلیل دارا شدن مساحت بیشتر دچار هایپرتروفی می‌شوند.

مساحت عضله‌ای را که قبل از تمرین ۶۵% فیبر و ۳۵% فیبر ST تشکیل می‌داد اکنون ممکن است بعد از تمرین تا ۵۰% فیبر FT و ۵۰% ST تغییر یابد که در این‌صورت توانائی‌های استقامتی عضله می‌تواند افزایش یابد در حالی‌که قدرت کاهش می‌یابد و ورزشکار می‌تواند دوباره تودهٔ عضلانی کمتری را کسب نماید چرا که فیبرهای ST نسبت به فیبرهای FT جرم کمتری دارند. کاهش جرم را می‌توان به‌وسیلهٔ محیط کوچک‌تر عضله مشاهده نمود.

بسیاری از مربیان می‌دانند که برای به‌دست آوردن قدرت عضلانی؛ اجراء یک تمرین بایستی با وزنه‌های سنگین و تکرارهای کم همراه باشد. انجام این تمرین کار را سخت می‌کند چرا که استفاده از وزنه‌های سنگین فیبرهای FT-B را به‌کار می‌گیرند که این فیبرها قادر به تولید نیروی بیشتری نسبت به فیبرهای ST یا FT-A هستند. هایپرتروفی تنها می‌تواند در فیبرهای آن دسته از عضلاتی رخ دهد که دچار اضافه بار شده‌اند. بنابراین فیبرهای FT-B بایستی در طول تمرین به منظور هایپرتروفی شدن به‌کار گرفته شوند (morehous & miller ۱۹۷۶).
تمرین با دشت کم یا متوسط نمی‌تواند به‌کارگیری فیبرهای عضلانی FT-B را ایجاد نماید بنابراین شدت تمرین بایستی بالا باشد ولی سئوال اینجاست که شما بایستی به چه میزان وزنهٔ سنگین و به چه تعداد تکرار را مدنظر داشته باشید؟
اساساً قدرت عضلانی زمانی گسترش می‌یابد که تعداد ۸ تکرار بیشینه (۸RM حداکثر مقدار وزنه‌ای که می‌توان ۸ بار بلند نمود) یا کمتر در یک ست مورد استفاده قرار می‌گیرد.

زمانی‌که هدف از تمرین افزایش حداکثر قدرت ترکیب عصبی ـ عضلانی است بایستی حداقل ۹۵% از یک تکرار بیشینهٔ ورزشکار (۱RM) در ۱ الی ۳ تکرار مورد استفاده قرار گیرد.
زمانی‌که هدف از تمرین افزایش حداکثر قدرت توسط تحریک هایپرتروفی عضلانی است، حداقل ۸۰% از یک تکرار بیشینهٔ ورزشکار (۱RM) بایستی ۵ الی ۸ بار یا تا زمان خستگی بلند شود (ZATSIORSKY ۱۹۹۵).
این پیشنهاد دومی فرض می‌کند که مرکز توجه تمرین هایپرتروفی برای افزایش قدرت نسبت به هایپرتروفی صرف برای اندازهٔ عضله است.

اگر هدف تمرین افزایش اندازهٔ عضله (هایپرتروفی) همراه با کسب قدرت متوسط باشد پس ۶ الی ۱۲ تکرار باید مدنظر قرار گیرد (fleck & kraemer ۱۹۹۶).
به خاطر آورید که به‌ منظور افزایش قدرت عضلانی، فیبرهای FT-B بایستی به‌کار گرفته شوند.

برای کسب بهترین و بیشترین نتایج، تمرین ورزشکاران شما باید مطابق با استعدادهای نهفتهٔ ژنتیکی آنها طراحی شود. برای مثال، یک ورزشکار با دارا بودن فیبرهای کندانقباض زیاد بایستی سازگاری بهتری نسبت به تمرین دویدن در مسافت‌های طولانی هفتگی و برنامه استقامت عضلانی با استفاده از تکرارهای وزنهٔ سبک پیدا کند.

همین‌طور یک ورزشکار با سهم بیشتری از فیبرهای تند انقباض باید استفادۀ بیشتری از تمرین سرعتی و برنامه‌های قدرت عضلانی با استفاده از تکرارهای کم یک وزنهٔ سنگین بنماید.

مترجم: علی سیاح، دانشجوی کارشناسی ارشد رشته تربیت‌بدنی
ماهنامه علمی تحلیلی و آموزشی ورزش