اصول فیزیولوژیکی تمرینات ورزشی (بخش دوم)

در پایان مبحث بخش اول خواندیم: مقدار اکسیژنی که برای جبران کسر اکسیژن استفاده می شود، اکسیژن مصرفی مازاد بعد از تمرین (EPOC) نامیده می شود. اکسیژن مصرفی مازاد بعد از تمرین همیشه بالاتر از میزان کسر اکسیژن است، زیرا که: 1) افزایش دمای بدن بلافاصله پس از تمرین متابولیسم جسمانی را به طور کلی افزایش می دهد، که برای جبران نیازمند سطوح بالاتر اکسیژن در حال استراحت می باشد، 2) افزایش سطوح اپی نفرین خون متابولیسم جسمانی کلی را افزایش می دهد، 3) افزایش فعالیت عضلات تنفسی و عضله قلبی نیازمند اکسیژن است، 4) پر کردن مجدد ذخایر اکسیژن بدن نیازمند اکسیژن بیشتری است، و 5) برخی ناکارآمدی های گرمایی در ذخیره سازی مجدد ذخایر عضله وجود دارد. تنها با توجه به وام اکسیژن مربوط به اسید لاکتیک، مقدار کل اکسیژن مورد نیاز برای بازگرداندن بدن به وضعیت طبیعی حالت استراحت حدوداً دو برابر وام اکسیژن است؛ کارآمدی متابولیسم بی هوازی در حدود 50% متابولیسم هوازی است. حال در ادامه می خوانیم:

پاسخ های تنفسی

تنفس نیز در زمان آغاز تمرین افزایش می یابد، به استثنای این که در عوض ثابت زمانی پاسخ های قلبی که 30 ثانیه به طول می انجامد در مورد تنفس این ثابت زمانی در حدود 45 ثانیه است. کنترل تنفس به نظر می رسد با گیرنده های شیمیایی موجود در قوس آئورت، اجسام کاروتیدی (در گردن) و ساقه مغز (واقع در مغز) آغاز می شود. این گیرنده ها نسبت به اکسیژن، دی اکسید کربن و سطوح اسیدیته حساس هستند اما بیشتر نسبت به دی اکسید کربن و اسیدیته حساس هستند. بنابراین، عملکرد سیستم تنفسی به نظر می رسد دفع دی اکسید کربن اضافی و پس از آن تأمین اکسیژن است. شاید این به دلیل این امر باشد که دی اکسید کربن اضافی دارای اثرات مخدری است، اما اکسیژن ناکافی واکنش های شدید را ایجاد نمی کند تا زمانی که سطوح اکسیژن در هوای دمی به میزان نصف حالت طبیعی افت کند. شواهد مناسبی مبنی بر اینکه تنفس، تحویل اکسیژن به بافت را در افراد طبیعی محدود می کند وجود ندارد.

اکسیژن در مجاری هوایی بالاتر از طریق همرفت و در مجاری هوایی پایین تر از طریق انتشار به داخل حبابچه ها منتقل می شود (مناطق پایین تر ریه در جائیکه تبادل گاز با خون رخ می دهد). اکسیژن با عبور از غشاء حبابچه ای - مویرگی بسیار نازک و ورود به محلول خون باید انتشار پیدا کند. اکسیژن بیشتر به داخل سلول های قرمز خون انتشار پیدا می کند یعنی محلی که اکسیژن به صورت شیمیایی به مولکول های هموگلوبین متصل می گردد. ترتیب هر یک از این فرایندها در عضلات در حال فعالیت معکوس می شود و این به دلیل این است که شیب غلطت اکسیژن در جهت مخالف است. تبادل کامل اکسیژن میان هوای حبابچه ای و خون ریوی نیازمند حدوداً 0/75 ثانیه زمان است. زمان مورد نیاز برای دی اکسید کربن اندکی کمتر است، یعنی در حدود 0/5 ثانیه، بنابراین، هوای حبابچه ای بیشتر منعکس کننده سطح دی اکسید کربن خون است، تا این که نشان دهنده سطح اکسیژن خون باشد. 

هر دو مورد تعداد تنفس و حجم جاری (مقدار هوایی که در هر تنفس خارج می شود) با تمرین افزایش می یابند، اما در سطح بالاتر از آستانه بی هوازی حجم جاری دیگر افزایش نمی یابد (در حدود 2 الی 2/5 لیتر باقی می ماند). از آن نقطه به بعد، افزایش در تهویه نیازمند افزایش بیشتر در تعداد تنفس است. یک محدودیت مشابه برای حجم ضربه ای در قلب بوجود می آید (در حدود 120 میلی لیتر محدود می شود). 

عمل تنفس، که در حال استراحت تنها در حدود 1 الی 2% از مصرف اکسیژن بدن را نشان می دهد، در حین تمرین تا میزان 8 الی 10% و یا بیشتر از اکسیژن مصرفی بدن افزایش می یابد. عمل تنفس تا حد زیادی در غلبه بر مقاومت نسبت به حرکت هوا، بافت ریه و بافت دیواره قفسه سینه مشارکت می کند. جریان هوای متلاطم در مسیرهای هوایی بالاتر (مسیرهایی که به دهان و بینی نزدیک هستند) بیشترین تأثیر را در افت فشار دارند. مسیرهای هوایی پایین تر به محکمی مسیرهای هوایی بالاتر نبوده و تحت تأثیر کشش و انقباض ریه پیرامون خود هستند. فشار بالای بازدمی در خارج از مسیرهای هوایی با فشار پایین ایستای داخل (بعلت سرعت بالای جریان داخلی) تلفیق شده و میل به بستن این مسیرهای هوایی به میزان اندک داشته و سرعت جریان هوای بازدمی را محدود می کند. مقاومت این مسیرهای هوایی بسیار زیاد شده و سیستم تنفسی مانند یک منبع جریان به نظر می رسد، اما این افزایش مقاومت تنها در حین بازدم شدید اتفاق می افتد.

بهینه سازی

نیازهای انرژی در حین تمرین بسیار زیاد است بطوریکه مسیرهای بهینه عملکرد در پی بسیاری از پاسخ های فیزیولوژیکی خواهند آمد. راه رفتن بطور ذاتی با آهنگی است که کمترین هزینه انرژی را نشان می دهد؛ انتقال از راه رفتن به دویدن زمانی اتفاق می افتد که دویدن انرژی کمتری نسبت به راه رفتن صرف می کند؛ خروج خون از بطن چپ به نظر می رسد برای به حداقل رساندن هزینه انرژی بهینه سازی شده است؛ سرعت تنفس، شکل موج تنفس، نسبت زمان دم به زمان بازدم، مقاومت مسیرهای هوایی، حجم جاری و دیگر پارامترهای تنفسی همگی به نظر می رسد برای به حداقل رساندن هزینه انرژی تنظیم شده اند.

پاسخ گرمایی

زمانی که تمرین به میزان کافی به طول بیانجامد، گرما در بدن شروع به افزایش می کند. از آنجائیکه تجمع گرما مهم می شود، تمرین باید با شدت نسبتاً کمتری انجام شود. در غیر اینصورت، زمان عملکرد آنقدر طولانی نخواهد بود که مقادیر زیاد گرما ذخیره شود. 

فعالیت های عضلانی حداکثر 20 الی 25% کارآیی دارند و بطور کلی عضله کوچک تر کارآمدی کمتری دارد. گرما از 75 الی 80% دیگر انرژی فراهم شده برای عضله بوجود می آید. 

وقایع گرما از چندین مسیر اتفاق می افتد. خون فرستاده شده به اندام ها و خون در حال بازگشت از اندام ها به طور طبیعی توسط سرخرگ ها و سیاهرگ ها منتقل می شود. این عمل گرما را از طریق جریان مخالف تبادل گرما میان سرخرگ ها و سیاهرگ ها ذخیره سازی می کند. فشار گرمایی موجب می شود خون بیشتر از طریق سیاهرگ های سطحی بازگردد تا اینکه از طریق سیاهرگ های عمقی بازگردد. دمای سطحی پوست افزایش یافته و دفع گرما از طریق همرفت افزایش یافته و همچنین تشعشع نیز افزایش می یابد. به علاوه، اتساع عروق خونی پوستی دفع گرمای سطحی را افزایش داده اما فرستادن خون بیشتر به پوست و عضلات بار اضافی بر قلب تحمیل می کند. زمانیکه دمای بدن افزایش می یابد ضربان قلب نیز افزایش می یابد. 

تعریق آغاز می شود، مناطق مختلفی از بدن سریع تر از دیگر مناطق شروع به تعریق می کند. اما سریعاً تمامی بدن شروع به تعریق می کند. اگر تبخیر عرق بر روی سطح پوست رخ دهد، آنگاه توان کامل سرد کردن تبخیر عرق احساس می شود. اگر عرق بوسیله لباس جذب شود، بنابراین فایده کامل تبخیر عرق توسط پوست درک نمی شود. اگر عرق از پوست سرازیر شود، هیچ فایده ای نخواهد داشت. 

تعریق به مدت طولانی موجب از دست دادن حجم پلاسما (جابجایی پلاسما) شده که منجر به تغلیظ خون (2% یا بیشتر) می شود. این افزایش غلظت گرانروی خون را افزایش داده و کار قلبی افزایش می یابد.

کاربردها

دانش فیزیولوژی تمرین، توانایی طراحی وسایلی را به مهندسی پزشکی و مهندسی زیست شناسی می دهد که توسط انسان ها یا حیوانات استفاده می شود، همچنین ایده هایی از فیزیولوژی انسان برای استفاده در دیگر موقعیت ها ارائه می دهد. نیاز است که مهندسی بسیاری از قطعات دستگاههایی که توسط عللاقه مندان ورزش و سلامتی استفاده می شود را طراحی نموده، اندام مصنوعی یا دستگاههایی که افراد معلول برای فعالیت در سطح سبک استفاده می کنند را اصلاح کرده، فشارهای فیزیولوژیکی بوجود آمده توسط تجهیزات محافظتی شخصی و دیگر لوازم ارگونومیکی حرفه ای را کاهش داده، ماشین های دستی انسانی که با ظرفیت های کاربران سازگار است را طراحی کرده و سیستم هایی را برای ایجاد و حفظ محیط های بی خطر در مقابل محیط های پرخطر ابداع کنند. کسانیکه از نتیجه این تلاش ها بهره می گیرند شامل ورزشکاران، معلولین، کارگران، آتش نشانان، فضانوردان، افراد نظامی، کشاورزان، کارگران نیروگاه و بسیاری از افراد دیگر می شود. مطالعه فیزیولوژی تمرین، بویژه از نقطه نظر مهندسین پزشکی و زیست شناسی، می تواند منجر به فوایدی برای همه ما شود.

سلامتی و تندرستی برای همه
فدراسیون بین‌المللی ورزش‌های دانشگاهی (FISU)

Related Posts

 

نظرات

هیچ نظری هنوز
هم اکنون ثبت نام شده? از اینجا وارد شوید
مهمان
چهارشنبه, 24 مهر 1398
اگر شما می خواهید که ثبت نام کنید فیلد نام و نام کاربری را پر کنید.

صفحه اول . درباره ما . ارتباط با ما . تبلیغات

© 1394 -  تمامی حقوق مادی و معنوی این وبسایت برای “بهینه سازان وب ایران” محفوظ است .

طراحی سایت : ترانگل