فیزیولوژی ورزشی

انقباض هم تنش ( ایزوتونیک )

وقتی یک عضله به هنگام انقباض کوتاه شود و باری را جابجا کند انقباض را ایزوتونیک ( هم تنش ) میگویند . در این انقباض نیرویی که با بار عضله وارد می شود ، کمیتی ثابت داشته و در طول عمل انقباض تغییر نمی کند . اکثر فعالیتهای روزمره و بیشتر فعالیتهای ورزشی از نوع انقباض ایزتونیک است .

یکی از موثرترین روشهای توسعه قدرت و استقامت برنامه ارائه شده در قالب تمرینات ایزوتونیک توسط دو متخصص تربیت بدنی به نامهای دلورم و اتکینز است . آنها توصیه میکنند برنامه تمرینات با وزنه برای افراد کم تحرکی که تازه تمرینات را شروع کرده اند سه جلسه تمرین در هفته و برای سایرین ۴ جلسه تمرین در هفته جهت رسیدن به نتایج مطلوب تعقیب شود . از تحقیقات موجود چنین بر می آید که بیشترین توسعه در قدرت ایزوتونیک احتمالاً با ۳ تا ۵ جلسه تمرین در هفته که در هر جلسه تمرین سه نوبت انجام حرکت پیش بینی و هر نوبت آن شامل ۵ تا ۷ تکرار حداکثر وزنه باشد امکانپذیر خواهد بود .

انقباض هم طول ( ایزوتونیک )

وقتی عضله ای در موقع انقباض فقط نیرو تولید کرده اما طول آن تغییر نکند ( کوتاه نشود ) این انقباض را هم طول یا ایزومتریک میگویند . در این انقباض کار عضلانی مساوی با صفر خواهد بود . دلیل تغییر نکردن طول عضله آنست که مقاومت خارجی ( بار یا هر نیروی مقاومت دیگر ) که عضله سعی در جابجایی آن دارد بیشتر از حداکثر نیروی عضله میباشد . همچنین از آنجا که به هنگام انقباض ایزومتریم هیچگونه کاری ( طبق معادله فیزیکی کار W = F.D ) صورت نمی گیرد ، تمام انرژی حاصل از انقباض صرف ایجاد گرما میشود .

توسعه قدرت و استقامت موضعی با تکنیک ایزومتریک ابتدا توسط دانشمندانی بنام « هتینگر » و « ولر » از آلمان در سال ۱۹۵۳ مطرح شده . برنامه آنها شامل انقباضات ساکن با ۳/۲ حداکثر قدرت عضله و نگهداشتن و یا مکث به مدت ۶ ثانیه ، یک بار در روز و ۵ روز در هفته بود . براساس تحقیقات بعدی مشخص شد که بهترین نتیجه با ۵ روز تمرین در هفته که هر جلسه آن شامل انقباضاتی با حداکثر قدرت ۶ ثانیه مکث و ۵ تا ۱۰ تکرار در روز است بدست می آید .

انقباض هم جنبش ( آیزوکنتیک )

به انقباض ایزوتونیکی گفته میشود که نیرو و سرعت انقباض در سرتاسر دامنه حرکت عضله ثابت و پایدار نگهداشته میشود . دستگاه مخصوصی برای انجام این انقباض ساخته شده است که علی رغم تغییر یافتن زاویه حرکتی ، سرعت انقباض را ثابت نگه میدارد . این انقباض مفیدترین نوع انقباض در ورزش است .

انقباض برون گردان ( اسنتریک )

در این انقباض عضله در حین انقباض کشیده می شود . به عبارت دیگر عکس انقباض ایزوتونیک که با بروز انقباض طول عضله کوتاه می شود در این شکل از انقباض طول عضله افزایش می یابد . مثال بارز این گونه انقباض پایین آوردن مساعد از زاویه بسته آن همراه با یک وزنه چند کیلوگرمی است . این انقباض آسیب رسانترین نوع انقباض است .

واحد حرکتی

یک عصب حرکتی منفرد و تارهای عضلانی تحت نفوذش را واحد حرکتی میگویند . بکار افتادن مقدار واحدهای حرکتی بیشتر در یک عضله موجب یک انقباض قوی و بسیج فقط یک و یا چند واحد حرکتی در عضله باعث یک انقباض ضعیف میشود . مکانیزم عمل کلیه واحدهای حرکتی در یک عضله شبیه به یکدیگر می باشند و لازم است بدانیم که تمام تارهای عضلانی موجود در یک واحد حرکتی از یک نوع تار عضلانی هستند .

قدرت

از نظر فیزیولوژیکی ، حداکثر نیرویی که توسط یک عضله و یا دسته ای از عضلات به نمایش گذاشته میشود قدرت عضلانی می گویند . به بیان دیگر حداکثر وزنه ای که با یک حرکت توسط گروهی از عضلات در حوزه حرکتشان از جا بلند میشود قدرت آن عضلات می گویند .

قدرت به عنوان عامل اساسی در جهت موفقیت ورزشکار قابل توجه بوده و به عنوان تکیه گاه سایر عوامل یا قابلیتهای جسمانی تلقی می گردد . آنچنانکه بر اثر ضعف قدرت تکنیک ورزشکار نیز دستخوش نوسان می گردد . از اینرو افزایش قدرت در نزد ورزشکاران از اهمیت بسزائی برخوردار است . لذا بایستی بخشی از تمرینات آنها صرف تمرینات با وزنه شود تا شرایط لازم جهت بهبود عامل قدرت نزد آنان فراهم آید .

چنین استنباط میشد که تمرینات با وزنه منجر به سفت و سخت شدن عضله می گردد و از سرعت انقباض عضله میکاهد . نتایج تحقیقات اخیر همگی موید آنست که تمرینات قدرتی بدون شک روی افزایش هر دو عامل سرعت و قدرت عضلانی انقباض موثر است و از طریق افزایش قدرت می توان سرعت حرکت را نیز ترقی داد .

تغییرات فیزیولوژیک در عضله همگام با افزایش قدرت

باید دانست که با تمرین می توان عضلات را شاید ۳۰ تا ۶۰ درصد بزرگ کرد . قسمت اعظم این افزایش حجم عضله ناشی از افزایش قطر تارهای عضلانی است اما این موضوع کاملاً صحیح نیست زیرا تارهای عضلانی بسیار بزرگ شده می توانند به دو قسمت تقسیم شده و دو تار کاملاً جدید ایجاد کنند و به این ترتیب تعداد تارها را نیز میتوانند زیاد کنند .

بطور کلی در عضلات تمرین نکرده قطر تارهای عضلانی با یکدیگر تفاوت زیادی دارند که بر اثر تمرینات قدرتی امکان بزرگ شدن قطر فیبرهای کوچکتر عضله فراهم میگردد تغییراتی که در داخل خود تارهای عضله بزرگ شده بوجود می آیند عبارتند از :

۱) افزایش تعداد و اندازه میتوکندریها

۲) افزایش تراکم مویرگی

۳) افزایش مقدار و قدرت بافتهای پیوندی ( مانند تاندون )

۴) افزایش قطر تارچه ها در هر تار عضلانی

۵) افزایشی به میزان ۲۵ تا ۴۰ درصد در مواد تشکیل دهنده سیستم فسفاژن (ATP ، PC ) .

۶) افزایشی به میزان تا ۱۰۰ درصد گلیکوژن ذخیره شده

۷) افزایشی به میزان ۲۵ درصد در حداکثر سرعت اکسیداسیون

استقامت

استقامت در دو شکل هوازی و غیر هوازی مورد بحث متخصصین فیزیولوژی ورزشی میباشد . ویژگی استقامت هوازی انقباضات متوسط گروههای عضلات بزرگ بدن برای یک مدت طولانی است که طی آن حداکثر سازگاری قلبی ، تنفسی ضروری است . ورزشهای شنا ، دوچرخه سواری و دو استقامت موجب تقویت استقامت هوازی میشوند بدلیل اینکه استقامت هوازی مستلزم توانایی قلب ، دستگاه گردش خون و ریه ها در رساندن غذا و اکسیژن به عضلات فعال و دور کردن مواد زائد ناشی از سوخت و ساز میباشد . کاملاً واضح است که هدف تمرین استقامتی هوازی ، بهبودی یا افزایش ظرفیت و کارآیی این سه قسمت مهم است تا اکسیژن به سلولها رسانده شود .

استقامت غیر هوازی بطور کلی با انقباضات قوی متمایز میشود . اینگونه انقباضات در فعالیتهایی پیش می آید که نیاز به انرژی زیاد در زمان کوتاه دارند و چون سیستم سوخت و ساز هوازی احتمالاً نمی تواند پاسخگوی چنین فعالیتهایی باشد انرژی مورد نیاز از شکسته شدن ATP PC و تجزیه گلیکوژن فراهم میشود .

فعالیتهای ورزشی شامل دوهای سریع و توقف های ناگهانی در بسکتبال ، تنیس ، هاکی روی یخ ، فوتبال ، هاکی روی چمن ، وزنه برداری ، کشتی و بعضی فعالیتهای شغلی مانند قطع درختان جنگلی با تبر و پارو کردن سریع برف مستلزم تقویت استقامت غیر هوازی است . چون سیستم های انرژی ATP PC و تجزیه گلیکوژن از اهمیت بسیار زیادی در استقامت غیر هوازی برخوردارند ، مهمترین هدف تمرینات استقامت غیر هوازی توسعه این دو سیستم تا حد ممکن میباشد .

تغییرات فیزیولوژیک همگام با افزایش استقامت هوازی

همراه با تمرینات استقامتی غیر هوازی عمدتاً تاثیرات سلولی و آنهم افزایش ظرفیت سیستم فسفاژن و افزایش ظرفیت شکسته شدن گلیکوژن ( سیستم اسید لاکتیک ) روی میدهد در حالیکه تغییرات استقامت هوازی دامنه وسیعی دارد . بین پژوهشگران توافق عمومی وجود دارد که همراه با تمرینات استقامتی هوازی تغییرات فیزیولوژیکی زیر پیش خواهد آمد :

۱) کاهش ضربان قلب ( در هنگام استراحت ، کار زیر بیشینه و بیشینه )

۲) بازگشت سریعتر ضربانهای قلب به حالت اولیه پس از فعالیت

۳) حجیم شدن عضله قلب

۴) افزایش حجم ضربه ای

۵) افزایش برون ده قلب

۶) کاهش فشار خون در حالت استراحت و همچنین بازگشت سریعتر آن به حالت اولیه پس از کار

۷) افزایش حجم خون ، هموگلوبین و گلبولهای قرمز خون

۸) کاهش جریان خون در هر کیلوگرم از عضلات فعال

۹) افزایش شبکه مویرگی

۱۰) افزایش حداکثر اکسیژن مصرفی در دقیقه

۱۱) افزایش تهویه ریوی در ازای انجام کار زیر بیشینه و افزایش ظرفیت تحمل اسید لاکتیک در هنگام کار بیشینه

۱۲) کاهش تهویه ریوی در ازای انجام کار زیر بیشینه و افزایش آن به هنگام انجام کار بیشینه

۱۳) بیشتر شدن کارآیی تنفسی

۱۴) افزایش حجم ریه ها و ظرفیت تبادل گازها در ریه ها

۱۵) افزایش هماهنگی عصبی ، عضلانی

۱۶) افزایش غلظت میوگلوبین ( عامل انتقال اکسیژن در عضله )

۱۷) سازگاری بیشتر تارهای کند انقباض و تند انقباض برای تولید ATP جهت فعالیت هوازی

۱۸) بهبودی توزیع خون برای کار در گرما

۱۹) کاهش مقدار چربی بدن و افزایش توده عضلانی

۲۰) افزایش ظرفیت سوخت و سازی کربوهیدراتها و چربیها در عضلات اسکلتی

انعطاف پذیری

انعطاف پذیری نیز چون قدرت و استقامت از جمله عوامل مهم عملکردهای عضلانی محسوب میشود . در یک تعریف کلی انعطاف پذیری به قابلیت حرکتی عضله حول محور مفصل مربوطه اطلاق می شود .

محدود کننده های انعطاف پذیری

محدود کننده های ساختی انعطاف پذیری عبارتند از :

۱) استخوان

۲) عضله

۳) غضروف و سایر اجزاء مربوط به مفصل

۴) تاندون ها و سایر بافتهای حمایت کننده مفصل و عضله

۵) پوست

در باز شدن بیش از حد مفصل ، تاندونها بیشترین محدودیتها را ایجاد میکنند . با توجه به اینکه انعطاف پذیری می تواند از طریق تمرین تغییر یابد به همان نحو نیز محدودیتهای نسوج نرم ممکن است تغییر یابد .

توسعه انعطاف پذیری

انعطاف پذیری نه فقط در اجرای مهارتهای ویژه اهمیت داشته ، بلکه پیشرفتهای اخیر طب ورزشی و توانبخشی موید آن است که انعطاف پذیری در تندرستی عمومی و آگاهی جسمانی نیز از اهمیت بسیاری برخوردار است . مثلاً تمرینات نرمش به صورت موفقیت آمیزی جهت ناراحتیهایی از قبیل دردهای ستون فقرات ، تنش عمومی عصب و عضله توصیه شده است . قهرمانان ورزشی اگر از میزان لازم انعطاف پذیری برخوردار باشند کمتر با صدمات عضلات مواجه خواهند شد .

تمرینات ورزشی

بهترین تمرینات ورزشی که به منظور افزایش انعطاف پذیری عضلات بدن بکار میروند به تمرینات کششی معروفند . تمرینات کششی به دو طریق قابل اجراست :

۱) ایستا

۲) تابی ( لنگری )

کشش ایستا مستلزم کششهای بدون حرکت و یا فشار است که بدنبال آن بدن را در یک وضعیت کشیده نهائی برای مدت زمانی نگاه میداریم . کشش تابی متضمن حرکات تابی یا فعال می باشد . در این شکل گروه عضلات در حالت کشیدگی نهائی نگاه داشته نمی شوند . با این وجود که هر دو روش باعث بهبود انعطاف پذیری بدن می گردند نوع ساکن شاید به دلایلی ارجحیت داشته باشند که از آن جمله دلایل می توان به موارد ذیل اشاره نمود :

۱) آسیب پذیری نسوج عضلانی کمتر بوده

۲) انرژی کمتر مورد نیاز است

۳) از خستگی زیاد و کوفتگی عضلانی جلوگیری کرده و یا در تسکین آن موثر میباشد

لازم به ذکر است که علی رغم اهمیت انعطاف عضلات و بافتهای نرم حمایتی مفاصل در برخی از رشته های ورزشی این انعطاف نباید بیش از حد نیاز باشد . نرمی بیش از حد عضلات و مفاصل ، بویژه در ورزشهایی که در آن امکان تماس و برخورد بدنی می رود اغلب بدان معناست که آن مفصل بیشتر در معرض صدمات ناشی از برخوردها قرار می گیرد .

قلب و ورزش

مجموع کاری که یک فرد می تواند انجام دهد تا حد زیادی توسط قلب دچار محدودیت میشود . سیستم قلبی – عروقی ، سیستم نقل و انتقال بدن را تشکیل میدهد که بطور عمده شامل قلب و عروق است . قلب پمپ یا تلمبه ای عضلانی است که با انقباضات ریتمیک خون را در عروق سرخرگی و سیاهرگی به جریان می اندازد و کلیه اعضاء و اندامها را بهم مرتبط میسازد .

قلب در حقیقت از دو پمپ تشکیل شده است یکی قلب چپ که خون بازگشتی از ریه ها را به بافتها میرساند و دیگری قلب راست که خون بازگشتی از بافتها را به ریه ها میرساند . قلب راست و قلب چپ هر یک از دو حفره تشکیل شده اند دهلیز و بطن .

دهلیز راست خون را از بدن و دهلیز چپ خون را از ریه ها دریافت میکنند . بطن راست خونی را که به ریه ها می رود از خود خارج میکند ( گردش ریوی ) و بطن چپ خونی را که به بدن می رود به بیرون می راند ( گردش سیستمیک ) برای اینکه این حوادث را در یک توالی منظم قرار دهیم از خونی که به دهلیز راست باز میگردد شروع میکنیم .

این خون از نوع وریدی بوده و اکسیژن آن کاهش یافته و میزان انیدریدکربنیک آن بالا است به این معنی که اکسیژن در مویرگها با انیدریدکربنیک تعویض شده است . خون از دهلیز راست از راه دریچه سه لتی وارد بطن راست میگردد انقباض بطن راست سبب می شود که خون از میان دریچه سینی ششی به طرف ریه ها رانده شده و در آنجا دی اکسید کربن آزاد شده و اکسیژن جذب می گردد . خون از ریه ها به دهلیز مراجعه میکند و سپس از راه دریچه بین دهلیز چپ و بطن چپ موسوم به دریچه دو لتی یا میترال به درون بطن چپ جریان می یابد .

خون از راه دریچه سینی آئورتی توسط انقباض بطن چپ به درون آئورت رانده میشود و جریان خود را در رگهای شریانی به داخل شبکه مویرگی و سپس به درون رگهای وریدی ادامه میدهد و بالاخره به دهلیز راست باز میگردد و در آنجا این دوره مجدداً آغاز میشود .

دوره قلبی

دوره قلبی به دو مرحله عمده سیستول و دیاستول اطلاق می گردد که بدون وقفه یکی پس از دیگری انجام می شود . دوره قلبی حدود هشت ثانیه طول میکشد . بطور خلاصه دوره قلبی به حوادثی اطلاق می شود که از ابتدای یک ضربان تا ضربان بعدی حادث می شود .

عضله قلب بر خلاف عضله مخطط دارای مراحل استراحت طولانی نیست و باید فعالیت خود را در سراسر دوران زندگی ادامه دهد . تنها مرحله استراحت عضله قلبی مرحله دیاستول آن است . هنگامی که تواتر قلبی به دنبال یک فعالیت عضلانی یا هیجان افزایش می یابد دوره قلبی در زمان کوتاهتری انجام می گیرد .

برون ده قلب

در هر ضربان قلب هر بطن حدود ۷۰ میلی لیتر خون از خود خارج میکند که آن را حجم ضربه ای می نامند . قلب حدود ۷۰ باردر دقیقه ضربان دارد که از آن تعداد ضربان قلب در دقیقه یا تواتر قلبی میگویند . با ضرب کردن دو عامل فوق ، خون تخلیه شده هر بطن در دقیقه بدست می آید ، این مقدار را برون ده قلبی می خوانند .

در حال استراحت هر بطن به میزان ۷۰*۷۰ میلی لیتر خون را در هر دقیقه تخلیه میکند که برابر با ۴۹۰۰ میلی لیتر یا نزدیک به پنج لیتر در دقیقه است . پس برون ده قلبی برابر است با حاصلضرب تعداد ضربان قلب در دقیقه ( تواتر قلبی ) و حجم ضربه ای و می توان آن را به صورت معادله زیر نشان داد :

در این معادله C.O نمودار برون ده قلبی ، H.R نمودار تواتر قلبی و S.V نمودار حجم ضربه ای است . در بدن انسان حدود ۵ لیتر خون وجود دارد . برون ده قلبی نیز ۵ لیتر در دقیقه است و این بدان معنی است که خون باید به طور متوسط در هر دقیقه یک بار بدن را به طور کامل دور بزند . گرچه قلب اندامی است خودکار ولی ضربان آن تحت تاثیر دستگاه عصبی خود مختار ( عصب سمپاتیک و پاراسمپاتیک ) قرار دارد .

امواج عصبی سیستم عصبی سمپاتیک بر روی گره سینوسی دهلیزی اثر کرده و موجب افزایش تواتر ضربان قلب می گردد . بهمین ترتیب امواج عصبی سیستم عصبی پاراسمپاتیک نیز اثر کنترل کننده خود را بیشتر بر روی گره سینوسی دهلیزی اعمال میکند ولی مانند یک ترمز بر روی تواتر قلبی عمل میکند و موجب کاهش ضربان ر است .

فشار خون

منظور از فشار خون نیرویی است که توسط خون به جدار رگهای خونی وارد میشود فشار خون از آئورت تا بزرگ سیاهرگهای متصل به قلب کاهش می یابد و این امر برای جریان مداوم خون ضروری است . فشار خون بر حسب میلی متر جیوه بیان میشود . فشار سیستولی یک شخص جوان طبیعی حدود ۱۲۰ میلی متر جیوه و فشار دیاستولی او حدود ۸۰ میلیمتر جیوه است ( میگوییم فشار شریانی او۱۸۰/۱۲۰ است ) . این دو فشار در اشخاص مختلف بطور قابل ملاحظه ای متفاوت است .

فشار خون شریانی تحت تاثیر عوامل زیادی است که در واقع تغییرات فیزیولوژیک از قبیل سن ، وزن ، هیجانات و تمرینات عضلانی است . با افزایش سن ، فشار شریانی نیز بالا میرود و این افزایش به کم شدن قابلیت ارتجاعی رگهای شریانی نسبت داده میشود

فشار خون توسط دو عامل تنظیم میشود . این دو عامل عبارتند از :

۱) بازده قلب ( شدت جریان خون )

۲) قطر رگهای خونی

نبض شریانی موجی است که با هر سیستول بطن چپ در طول دستگاه شریانی به جریان می افتد . موج نبض به تدریج که در طول دستگاه شریانی پیش می رود ضعیفتر میگردد و در مویرگها بطور کامل ناپدید می گردد .

هرگاه بخواهید تعداد نبض را بشمارید نوک انگشتان خود را بر روی شریان قرار داده و کمی فشار دهید و امواج متساعی را حس کنید .

برون ده قلب در هنگام تمرین

در هنگام فعالیت های ورزشی و تمرین ، تواتر قلبی و حجم ضربه ای هر دو افزایش می یابند ، بنابراین برون ده قلب بیشتر از هنگام استراحت میباشد . برون ده قلب در ورزشکاران استقامتی ممکن است در هنگام تمرین تا ۴۰ لیتر در دقیقه برسد در حالیکه مقدار آن برای افراد معمولی و بی تمرین حداکثر ۲۰ لیتر در دقیقه میباشد که در این شرایط ، برون ده قلب ۴ تا ۸ برابر حالت استراحت است . با توجه به اینکه تواتر قلبی هنگام انجام فعالیتهای شدید ورزشی در افراد ورزشکار و غیر ورزشکار تقریباً به یک نحو افزایش می یابد تفاوت برون ده قلب این دو گروه به علت قدرت و توانایی بیشتر عضله قلب افراد ورزشکار است ، بطوریکه گزارش شده است ورزشکاران استقامتی دارای حجم ضربه ای حدود ۲۰۰ میلی لیتر در هر ضربان هستند که این تقریباً دو برابر مقدار حجم ضربه ای در افراد معمولی و تمرین نکرده است . معادلات زیر به درک بهتر موضوع کمک میکند :

حجم ضربه ای * تعداد ضربان قلب در دقیقه = برون ده قلب در هنگام تمرین

۱۰۰ * ۲۰۰ = ۲۰ لیتر در افراد تمرین نکرده

۲۰۰ * ۲۰۰ = ۴۰ لیتر در افراد تمرین کرده

تغییرات ضربان قلب درهنگام تمرین

ـ اولاً : در هنگام ورزش تعداد تواتر قلبی افراد ورزشکار برای انجام هر مقدار کار معین یا ( VO۲ ) پائینتر از افراد غیر ورزشکار میباشد .

ـ ثانیاً : چون تمرین ظرفیت کاری ( حداکثر اکسیژن مصرفی ) را افزایش داده است ، حداکثر تواتر قلبی در افراد ورزشکار در هنگام انجام کار سنگین تر و اکسیژن مصرفی بالاتری بدست می آید .

بنابراین ، در جریان تمرین ورزشی نه فقط عضلات اسکلتی بلکه عضله قلبی نیز حجیم می شود .

در گذشته ، این تغییر در اندازه قلب همراه با کاهش تواتر در آن در حالت استراحت موجب شده بود که تصور شود بزرگ شدن قلب در نتیجه ورزش مانند بزرگ شدن آن در اثر بیماریها است . مطالعات دراز مدت فیزیولوژیکی و کلینیکی روی ورزشکاران رشته های استقامتی ( دوچرخه سواران ، اسکی بازان استقامتی و دوندگان مارتن ) هیچگونه تاثیر زیان باری را روی قلب در نتیجه تمرینات استقامتی نشان نداده است . قلب افرادی که در تمرین استقامتی شرکت کرده باشند دارای قدرت تلمبه زنی بیشتری بوده و قادر است نسبت به یک قلب معمولی در شرایط کار سنگین ، اکسیژن بیشتری در اختیار بافتهای بدن قرار دهد .

فشار خون و اثر ورزش بر آن

به هنگام انجام ورزش فشار خون به علت افزایش برون ده قلب ، بیشتر میشود که یکی از مهمترین مزایای تمرین استقامتی ( هوازی ) این است که جریان بازگشت فشار خون به حالت اولیه پس از ورزش را بهبود میبخشد . در این ارتباط هر چه فرد دارای تمرین بهتر و بیشتری باشد فشار خون او زودتر به سطح قبل از ورزش می رسد .

تنفس و ورزش

ساده ترین تعریف تنفس عبارت است از عملی که توسط به مبادلات گازی بین یک سلول زنده و محیط به انجام می رسد . به عبارت دیگر پدیده ای که سبب می شود اکسیژن موجود در هوای محیطی ، داخل ریه ها شده و از آنجا به طریق انتشار وارد خون گردد و بالعکس اکسید دو کربن حاصل از انجام متابولیسم سلولی از بافتها به خون و از خون به داخل ریه ها و بالاخره از آنجا به محیط راه یابد تنفس نامیده میشود

مکانیزم تنفس

دو حرکت اصلی در تنفس وجود دارد که عبارتند از عمل دم که در جریان آن هوا به داخل ریه ها آورده می شود و عمل بازدم که در جریان آن هوا از ریه ها بیرون رانده میشود .

عمل دم توسط انقباض عضله دیافراگم و عضلات بین دنده ای خارجی شروع میشود . انقباض دیافراگم سبب میشود که یان عضله به طرف پایین حرکت کند و این امر قفسه سینه را از بالا به پایین بزرگ میکند . عمل بازدم در تنفس آرام یک عمل غیر فعال است به این معنی که در نتیجه رفع انقباض عضلات دمی و بازگشت ریه ها و در نتیجه افزایش فشار هوا در داخل ریه ها میشود . بیشتر شدن فشار هوا در ریه ها نسبت به فشار هوای محیط در هنگام بازدم سبب خارج شدن هوا از ریه ها می گردد .

تبادلات گازی بین هوا و خون در کیسه هایی موسوم به « آلوئولها » که آخرین تقسیمات ریوی است صورت می گیرد . آلوئولها طوری در مجاورت شبکه مویرگی قرار دارند که از یک طرف با هوای پر اکسیژن ریه از طرف دیگر با خون بدون اکسیژن شبکه مویرگی در تماس هستند .

حجم ها و ظرفیت های ریوی

۱) حجم های ریوی

حجم های ریوی را چهار حجم مختلف تنفسی به شرح زیر تشکیل میدهد :

ـ حجم جاری : مقدار هوایی است که در هر سیکل تنفس ( دم و بازدم ) بطور عادی به داخل ریه ها جریان می یابد و مقدار آن حدود ۵۰۰ میلی لیتر ( نیم لیتر ) است

ـ حجم ذخیره دمی : مقدار هوایی که علاوه بر حجم جاری با یک دم عمیق وارد ریه ها می شود و حجم ذخیره دمی موسوم است و مقدار آن معمولاً برابر با حدود ۳۰۰۰ میلی لیتر است .

ـ حجم ذخیره بازدمی : مقدار هوایی است که می توان بعد از پایان یک بازدم عادی با یک بازدم عمیق از ریه ها خارج کرد و مقدار آن بطور طبیعی در حدود ۱۱۰۰ میلی لیتر است .

ـ حجم باقیمانده : مقدار هوایی است که متعاقب یک بازدم حداکثر عمیق در ریه ها باقی می ماند . این حجم بطور متوسط حدود ۱۲۰۰ میلی لیتر در یک مرد جوان است .

۲) ظرفیت های ریوی

ریه ها دارای ظرفیت های متفاوت بشرح زیر هستند :

ـ ظرفیت دمی : این ظرفیت برابر با مجموع حجمهای جاری و ذخیره دمی است . این ظرفیت نمودار حداکثر مقدار هوایی است که شخص میتواند از سطح استراحت بازدمی با یک دم عمیق وارد ریه ها کرده و آنها را تا حداکثر ممکن متسع سازد .

ظرفیت باقیمانده عملی : پس از یک بازدم عادی ، حداکثر هوایی که در ریه ها باقی می ماند و معادل مجموع حجم ذخیره بازدمی و حجم باقی مانده است ، ظرفیت باقی مانده عملی خوانده می شود .

ـ ظرفیت حیاتی : مقدار هوایی است که شخص می تواند بعد از یک دم کاملاً عمیق با یک بازدم کاملاً عمیق از ریه های خود خارج کند .

ـ ظرفیت کل ریه : حداکثر هوایی است که بعد از یک دم کاملاً عمیق در ریه ها وجود دارد و برابر با مجموع چهار حجم ریوی است . باید توجه داشت که تمام حجم ها و ظرفیت های ریوی در زنان ۲۰ تا ۲۵ درصد کمتر از مردها میباشد . همچنین این حجمها و ظرفیتها در افراد درشت اندام و ورزشکاران بیشتر است .

تهویه ریوی

ملاحظه شد که در شرایط استراحت ۵۰۰ میلی لیتر هوا با هر دم وارد ریه ها و یا از آن خارج میشود که به حجم جاری موسوم است . چون این عمل ۱۲ تا ۱۵ بار در دقیقه تکرار می شود لذا مقدار کل هوای وارد شده به ریه ها در دقیقه از ضرب کردن حجم جاری در تعداد تنفس در دقیقه ( تواتر تنفسی ) بدست می آید . به این ترتیب تهویه ریوی یا حجم تنفسی در دقیقه برابر است با حجم جاری ضربدر تعداد تنفس در دقیقه در حال استراحت ، تهویه ریوی بین ۱۲*۵ یا ۶۰۰۰ میلی لیتر در دقیقه تا ۱۵*۵۰۰ یا ۷۵۰۰ میلی لیتر است .

تهویه جابجایی

هدف نهایی دستگاه تنفس ، رساندن هوای تازه به حبابچه ها ( آلوئولهای ریوی ) برای انتقال اکسیژن آن به خون از یک طرف و خارج کردن هوای مصرف شده از طرف دیگر است . از این رو مبادله هوا در سطح آلوئولها ، تهویه حبابچه ای نامیده میشود . تهویه حبابچه ای با تهویه ریوی متفاوت است ، زیرا بخشی از هوایی که در دقیقه وارد بدن میشود به حبابچه ها نمی رسد و قسمت بزرگی از آن فقط مجاری تنفسی را که برای انتقال هوا و نه برای مبادله گازها بین هوا و خون بوجود آمده اند پر میکند .

حجم هوایی که مجاری تنفسی را پر می کند در مبادله گازهای تنفسی نقشی ندارد « هوای فضای مرده » نامیده می شود .

تاثیر تمرین بر تهویه دقیقه ای یا تهویه ریوی

تهویه ریوی در حالت استراحت حدود ۵ تا ۸ لیتر در دقیقه برای افراد سالم و معمولی میباشد . در تمرینات سنگین و شدید ، این مقدار ممکن است از ۱۳۰ لیتر در دقیقه برای زنان و ۱۸۰ لیتر در دقیقه برای مردان تجاوز نماید که این مقادیر در حدود ۲۵ الی ۳۰ بار بیشتر از تهویه دقیقه ای در زمان استراحت می باشد .

بیشتر شدن تهویه دقیقه ای تا این حد با افزایش فراوان در تعداد تنفس ( ۵۰ تا ۶۰ بار در هنگام ورزش ) و عمیق شدن تنفس ( بالا رفتن حجم جاری ) میسر می گردد .

با استفاده از یافته های پژوهشی می توان گفت :

ـ اولاً : تهویه دقیقه ای نه فقط در حین ورزش افزایش پیدا میکند بلکه رابطه خطی با مقدار اکسیژن جذب شده و دی اکسید کربن تولید شده در دقیقه دارد .

ـ ثانیاً : در تمرینات شدید و طاقت فرسا ، خارج کردن دی اکسید کربن از مصرف اکسیژن جهت تنظیم تهویه دقیقه ای ضروری تر به نظر می رسد .

ـ ثالثاً : افراد تمرین نکرده ظرفیت های کاری پایین تر و کارآیی تنفسی کمتری را نسبت به افراد تمرین کرده دارا می باشد .

تغییرات تهویه در هنگام تمرین و پس از تمرین

قبل از شروع به فعالیت ، تهویه ریوی مقداری بالا می رود که این مسئله را مربوط به تحریکات ناشی از انتظار فرد جهت شروع تمرین می دانند در هنگام تمرین دو تغییر اساسی در تهویه دقیقه ای ملاحظه می شود :

در مرحله اول میزان تهویه دقیقه ای سریعاً افزایش می یابد .

در مرحله دوم ، افزایش سریع بتدریج تبدیل به یک افزایش آهسته تر و یکنواخت میشود در تمرینات شدید ، مقدار تهویه ریوی تا زمانی که تمرین ادامه دارد رو به افزایش می باشد .

پس از تمرینات نیز دو نوع تغییر در تهویه دقیقه ای مشاهده می گردد :

۱) به محض پایان تمرین و شروع زمان بازگشت به حالت اولیه ، تهویه دقیقه ای به یکباره کاهش پیدا میکند .

۲) در مرحله بعد کاهش مذکور با شدت کمتری ادامه می یابد و بتدریج به سطح عادی باز میگردد .

خلاصه تغییرات تهویه در هنگام تمرین و پس از تمرین در جدول زیر نشان داده شده است .

تهویه دقیقه ای تغییرات

۱) قبل از تمرین

۲) هنگام تمرین

الف ) درست در آغاز تمرین

ب ) اندکی پس از شروع تمرین

۳) مرحله استراحت

الف ) درست در آغاز استراحت

ب) اندکی پس از شروع استراحت افزایش متوسط

افزایش سریع

الف) حالت یکنواخت با افزایش کندتر

ب) کاهش سریع

ج) کاهش کندتر به طرف حالت طبیعی

د) اثر سیگار کشیدن بر روی تهویه ریوی در فعالیت

غالباً چنین بیان می شود که سیگار کشیدن « نفس » ورزشکار را کاهش میدهد . این موضوع به دلایل متعددی کاملاً صحیح است .

ـ اولاً : یکی از اثرات نیکوتین تنگ کردن نایژکهای انتهایی ریه ها است که مقاومت در برابر جریان هوا به داخل یا به خارج از ریه ها را افزایش میدهد .

ـ ثانیاً : اثرات تحریک کننده دود سیگار می تواند باعث تجمع افزایش ترشح مایع در کیسه های هوایی و نیز تورم بافت سطحی آنها شود .

ـ ثالثاً : نیکوتین ، مژکهای موجود بر روی سطوح سلولهای مخاطی مجاری تنفس را که بطور دائم دارای حرکت هستند تا مایع اضافی و ذرات خارجی را از مجاری تنفسی به بیرون برانند فلج میکند . حتی شخصی که تعداد کمی سیگار میکشد در جریان فعالیت حداکثر ، احساس تنگی نفس خواهد کرد و بدیهی است که میزان فعالیت نیز می تواند کاهش یابد .

سیدابراهیم موسوی