التدريب الرياضي والتغيرات التي تحصل أثناء التقلص العضلي

يعتبر التدريب الرياضي عملية بنائية وحركية تختلف من رياضي إلى آخر، وتعتمد على قواعد فسيولوجية ونفسية وتتطلب تكيف في أعضاء وأجهزة الجسم كافة.

التدريب الرياضي والتغيرات التي تحصل أثناء التقلص العضلي

إن فاعلية التدريب على الأجهزة العضلية هي مجموع وظائف متعددة الجوانب من أجل تبادل المواد في العضلة أو في الجهاز العصبي، وذلك لتحقيق الهدف الحركي والمسار الحركي الاقتصادي الأمثل، وكما أن التدريب أو النشاط الحركي المحقق علمياً يحقق الارتقاء بمستوى الرياضي نحو الإنجاز، كما أن العمليات التي تصاحب تقلص العضلة وانبساطها على أنها تعمل على تحويل الطاقة الكيمائية إلى طاقة حركية ميكانيكية، وهذا يتطلب فهم طريقة حصول هذه التغيرات وعمل النبضات العضلية.

كما أنه إذا حفزت العضلة بتحفيز معين بشل مباشر في العضلة ذاتها أو غير مباشر بواسطة تحفيز أليافها، حيث أنه في جميع الحالات يحدث للعضلة عدة تغييرات.

التغيرات التي تحصل في العضلة عند تحفيزها أثناء ممارسة النشاط الرياضي

1. التغييرات المورفولوجية

تشمل التغيرات الظاهرة التي تحدث على العضلة عند حصول التقلص العضلي، أي طرق حدوث الانقباضات العضلية، ودور الألياف العضلية خلال هذه العمليات، كما أن انقباض وانبساط عضلات المايوفيرين (myofibren)، والتي تشتمل على الخيوط البروتينية لويفات الميوسين (Myosin) السميكة، والتي تتمتع بخاصية المطاطية العالية، ولويفات الأكتين الرفيعة، حيث تكون هذه اللويفات بطريقة الحزم بحيث تكون خيوط الأكتين متداخلة بين خيطين صغيرين من الميوسين (Myosin) الخالية عمقاً، كما تعرف الميوسين (Myosin) التي لا تحتوي على الأكتين بمنطقة (H)، وأما التي تقع في الثلث الأوسط والمنطقة الكلية للميوسين (Myosin) والأكتين تعرف (A).

كما أنه يتم العمل على تثبيت أحد طرف من أطراف خيوط الأكتين على خيوط (Z)، والطرف الآخر يدخل بين خيطين من الميوسين (Myosin)، كما أن خيوط الأكتين تملك خاصية مطاطية مرتفعة حيث أنها تتحرك بعد تحفيزها داخل منطقة (H)، أي تدخل لويفات الميوسين بالانزلاق إلى داخل لويفات الميوسين وترتبط معه بشكل زمني مشكلة ما يعرف بالأكتومايوسين (Actomyosin)، وإن انزلاقه إلى الداخل سيؤدي إلى قصر طول وحدة العضلة ويصل إلى 65% من الطول الأصلي للعضلة، كما أن هذا الانقباض يحتاج إلى طاقة كما أن عودة العضلة إلى شكلها الأصلي وانبساطها يحتاج إلى طاقة أيضاً.

2. التغييرات الكهربائية

تتميز الخلايا الحية بقدرتها على الاستجابة مع المؤثرات، وعند عمل التحليل للأملاح الموجودة في السوائل خارج وداخل الخلية، فإن العنصرين الأساسين اللذان موجدان في الخلية هما الصوديوم والبوتاسيوم، واللذان لهما أهمية عالية في المحافظة على حجم الخلية ونشاطها، وفي حالة الراحة التامة تكون العضلات في حالة استقطاب متساوي الذي يشتمل على تساوي الشحنات الكهربائية على السطحين الداخلي والخارجي للغشاء المحيط بالألياف العضلية.

حيث يعتبر الصوديوم نظراً لوجوده خارج الخلية بكمية أكبر يحاول النفاذ من خلال الخلية ليتعادل مع نسبته داخل الخلية، وكلك البوتاسيوم يحاول الخروج من داخل الخلية ليتساوى مع قيمته مع خارج الخلية، ولكن غشاء الخلية يسمح لبعض العناصر بالعبور ويمنع بعض العناصر، ونظراً لكون جزئيات الصوديوم كبيرة الحجم إضافة إلى خصائصها التي تسمح لها بالاتحاد مع الماء، فإنها لا تتمكن المرور من خلال فتحات الغشاء فتتجمع خارجه.

وأما البوتاسيوم فيكون متواجد في داخل الخلية وفي حالة اتحاد الحوامض العضوية يحاول الصعود من الخلية، ولكنه لا يتمكن ويبقى عند فتحات الخلية من الداخل، حيث يمثل القيمة السالبة من الأملاح ويبطن السطح الداخلي، بينما يكون الصوديوم الموجب على الجهة الخارجية من الغشاء؛ مما يحصل فرق جهد بين سطحي الغشاء، وهذا الشيء يعمل على توليد سير تيار كهربائي من الخارج إلى الداخل، حيث يصبح السطح الخارجي ذو جهد كهربائي أعلى من السطح الداخلي.

كما أن الفعاليات الحيوية تحافظ على إبقاء هذا التعادل، وفي حالة تحفيز الليفة العضلية يحدث الحافز تغييراً موضعي أي اضطراباً في حالة التعادل في غشاء الخلية يطلق عليه فقدان الاستقطاب، والذي يبقى في مكانه دون الانتقال إلى الأجزاء الأخرى من الألياف العضلية، إلا إذا كان بمقدار عالي بحيث يكون كاملاً لإحداث موجة على طول غشاء الليفة العضلية.

وعندما ينتقل الخلل على شكل موجه فإنه يعتبر حالة استقطاب معكوسة، بحيث تكون الوصلة التي يصلها الاضطراب سالبة الاستقطاب بالنسبة للأخرى المجاورة لها، والتي لم يكتمل فيها الاستقطاب أو التي استعادت الاستقطاب الأساسي بعد عبور الخلل، كما أنه يتم العمل الآلي (التقلص العضلي) الذي يحصل بعد فترة قليلة، وينتقل العمل على الألياف العضلية بمثل سرعة سريان الاستقطاب، ولكنه يكون لمدة أطول من الوقت.

3. التغييرات التهيجية

عند وصول المثير إلى عضلة ذو قابلية اعتيادية سوف يتأثر بالمحفز ويحدث عملاً تقلصياً، ولكنه يعمل على إحداث تغيير في قابلية التهيج لذلك النسيج، كما أنه كلما ارتفع مستوى التهيج كلما ارتفع سرعة الاستجابة للتحفيز والعكس صحيح، عندما تخف قابلية تهيج النسيج لتصل إلى حد الانعدام عندها يصبح النسيج لا يستطيع  على إحداث استجابة في النسيج، بينما المحفزات القوية تستطيع إحداث استجابة.

كما أن المحفزات مهما تكون شدتها تفشل ولا تعمل على التأثير في دورة الانعكاس المطلق، وبينما تفشل المحفزات الضعيفة فقط في دورة الانعكاس النسبي، وتبقى المحفزات الأكثر قوة على النسيج دون أن تنعكس.

4. التغييرات الميكانيكية

تتمثل في المفهوم الانزلاقي وطرق تداخل الأكتين والميوسين، وبالتالي حصول التقلص العضلي، ويقصد به أيضاً كيفية تحول الطاقة الكيمائية إلى ميكانيكية حركية لإنتاج الطاقة اللازمة للفرد للقيام بالنشاط بالشكل المطلوب، كما أن العضلة تتقلص تلقائياً بعد حدوث الجهد ويرتفع سمكها ويبقى حجمها ثابت، ويمكن للرياضي أن ينجز الرياضي العمل المطلوب منه عندما يستعمل مقاومة معينة.

كما إن مصدر الطاقة الميكانيكية يكمن في الطاقة الكيماوية المخزونة في جزئية ATP، فعند تحللها تحرر الطاقة الكيمائية الحركية، وأما عند توقف الإثارة العصبية يعود ATP إلى حالته غير الفعالة، مما يؤدي إلى توقف عمله حينها تخرج خاصية المطاطية من الميوسين، وينفصل الأكتين عنه مما يؤدي إلى الاسترخاء العضلي.

5. التغييرات الكيماوية

يقصد بها مصدر الطاقة اللازمة لحركة العضلة ونوعها وعمليات الأيض ومسؤولية بناء الطاقة الميكانيكية، وتبدأ عند إفراز مادة الأستيل كولين من النهاية العصبية عند وصول الإشارة العصبية، وعند وصول الإثارة العصبية يحصل تغيير كيمائي وتوزيع جديد للأيونات الموجودة في ألياف العضلة، مما يؤدي إلى حصول فرق جهد يؤدي إلى تحرر أيونات الكالسيوم التي بدورها تعمل على تنشيط فوسفات الأدينوزين (Adenosine).

كما يشكل الميوسين الشيء الرئيسي في الألياف العضلية ويعمل عمل الأنزيمات، حيث يساعد في تفكك ثلاثي فوسفات الأدينوزين (Adenosine) ATP، المادة الفعالة في التفاعلات الكيماوية إلى ADP وفوسفات، كذلك فإن جزء من الطاقة الناتج عن عمليات الأيض يخزن في جزئية ATP عند بنائه من اتحاد ADP.

عند التقلص العضلي يخرج حامض الفسفور من ATP ويكون أيضاً ADP، حيث يرتبط الفسفور المتحرر مع مادة الكلوكوز المتحررة من الجليكوجين المخزون في العضلة مكوناً الكلوكوز متعدد الفسفور، ويتحرر حامض الفسفور أيضاً من مادة فوسفات الكرياتين الموجودة في الليف العضلي، كما أن العضلة تستهلك الجليكوجين المخزون في العضلة أثناء التقلص، ثم يعاد إنتاج الجليكوجين عن طريق التفاعلات الكيماوية لخزن الطاقة، ولهذا الشيء يعوض النقص الحاصل من الغذاء عن طريق الدم.

كما أن مصدر الطاقة الأساسي عند تقلص العضلة هو تحلل مادة ATP إلى حامض الفسفور و ADP، وكذلك فوسفات الكرياتين CP، كما أن الكلوكوز متعدد الفوسفات يتفكك إلى حامض اللبنيك ويخرج حامض الفسفور، ومن هذا يتكون فوسفات الكرياتين، كما أن حامض اللبنيك يعد مصدراً لإعادة تكوين الجليكوجين.

6. التغييرات الحرارية

تنتج الحرارة عن فعالية الكالسيوم في العمل على إيقاف نشاط التربتونين (Trptoneen)، وبالتالي تحرر أنزيم ثلاثي فوسفات الأدينوزين (Adenosine) وانفصال ثلاثي فوسفات الأدينوزين (Adenosine) إلى ثنائي فوسفات الأدينوزين (Adenosine) وفوسفات وطاقة، وتظهر الحرارة أولاً عند تقلص العضلة وانبساطها ولا تعتمد على وجود الأكسجين، بل ترافق تحلل ATO و CP عندما تتقلص العضلة في غياب الأكسجين، وتظهر بعض الحرارة اللاهوائية بوجود حامض اللبنيك الذي نتج عن تحلل الجليكوجين.

كما أنه عند وجود الأكسجين وبعد انبساط العضلة تظهر الحرارة المتأخرة اللاهوائية التي تتولد لفترة طويلة ولعدة دقائق، حيث ترافق إزالة حامض اللبنيك من العضلة عند أكسدته إلى ثنائي أكسيد الكربون وماء سواء أكان بصورة مباشرة أو غير مباشرة، كما أن معظم الحرارة التي تتولد تظهر بعد أن تنهي العضلة عملها (أي بعد أن ينتهي الفرد من ممارسة النشاط البدني)، ولذلك فإن الحرارة لا تعتبر مصدراً لنشاط العضلة كما يدل ذلك على أن العضلة استهلكت طاقة عالية بعد الانتهاء من تقلصها؛ وذلك لإعادة بناء الطاقة لمواصلة حركتها من جديد.