حجم العضلات العاملة والحد الأقصى لاستهلاك الأكسجين أثناء ممارسة الرياضة

يستهلك الفرد الرياضي الكثير من الأكسجين عند ممارسة التمارين الهوائية، ولذلك يجب عليه العمل على التدريب على التمارين الهوائية قبل البدء بالممارسة.

كيف يتم تقييم اللياقة الهوائية

يتم تقييم اللياقة الهوائية من خلال جعل الشخص يؤدي التمرين بأحمال متزايدة، لمدة 12 إلى 15 دقيقة، وأثناء التنفس فإنه يتم جمع معلومات عن الهواء الملهم والمنتهي الصلاحية، وعادة ما يتم استعمال جهاز المشي أو الدراجة الشخصية على جهاز الكمبيوتر أو الدراجة الثابتة.

كما يبدأ الاختبار بحمل عمل سهل ومعتدل يتم الحفاظ عليه لمدة دقيقة إلى دقيقتين، ويتم زيادة الحمل تدريجيًا كل 1_ 2 دقيقة حتى الوصول إلى الحد الأقصى الذي يمكن أن يتحمله الشخص أو حتى تصل المعلمات الفسيولوجية مثل قيمة ضربات القلب واستهلاك الأكسجين و إلى الذروة أو الهضبة.

ويتم ذلك عن طريق زيادة مقاومة التدوير أو سرعة أو درجة جهاز المشي، كما يتم قياس امتصاص الأكسجين ومعدل ضربات القلب والسرعة أو الواط عند عتبة التهوية وعند الحمل الأقصى، كما أن مستويات اللياقة الهوائية المنخفضة ترتبط بزيادة خطر الوفاة المبكرة لأسباب عديدة، ولكن بشكل خاص من أمراض القلب.

ووفقًا لذلك ترتبط مستويات اللياقة الهوائية العالية بالعديد من الفوائد الصحية مثل إطالة العمر وتحسين نوعية الحياة وتخفيض مخاطر الإصابة بالسكتة الدماغية وأمراض القلب والسكري وتحسين المزاج واحترام الذات وتحسين أنماط النوم، ولتنمية صحة القلب والأوعية الدموية أو الحفاظ عليها، يجب أن يمارس الفرد تمارين القلب والأوعية الدموية (الجري والمشي والسباحة وركوب الدراجة) 3 مرات على الأقل في الأسبوع.

حجم العضلات العاملة والحد الأقصى لاستهلاك الأكسجين أثناء ممارسة الرياضة

يعتبر استهلاك الفرد للأكسجين أيضًا مؤشرًا على الأداء، على الرغم من ارتباطه بالنجاح الرياضي في رياضات التحمل بنسبة 30_ 40% فقط، مع عوامل أخرى مثل عتبة اللاكتيك المستدامة والتحفيز والتدريب، تلعب أيضًا دورًا، وبشكل عام، ومع ذلك كلما ارتفع استهلاك الأكسجين كحد أقصى، زادت احتمالية الأداء الناجح في تمارين التحمل.

يعد التنفس هو العملية التي تستهلك فيها العضلات الأكسجين لإنتاج طاقة (ATP) وتعتبر هذه العملية بسيطة، حيث يحصل الجسم على الأكسجين من الهواء المحيط الذي يتنفس يدخل إلى مجرى الدم وينقل إلى العضلات، حيث يستخدم البعض منه على الفور ، ويتم تخزين الباقي بواسطة مركب يسمى الهيموجلوبين، سواء أكان اللاعب يمارس الرياضة أم لا، فإن الأكسجين الموجود في الجسم يستخدم لتفكيك الجلوكوز وخلق الوقود لعضلاتك المسماة (ATP).

وأثناء التمرين يجب أن تعمل العضلان بجهد أكبر  مما يزيد من طلبها على الأكسجين، وهذا هو سبب زيادة معدل التنفس ودقات القلب؛ للمساعدة في سحب المزيد من الأكسجين إلى مجرى الدم، وأثناء ممارسة الرياضة، لا يترك الأكسجين الذي يصل إلى العضلات أبدًا، بل يحول الجلوكوز المتاح إلى (ATP).

كما تبدأ العضلات في تحويل الجلوكوز إلى حمض اللاكتيك بدلاً من الطاقة، وتتولى التمارين اللاهوائية، وينخفض ​​إنتاج الطاقة ويبدأ التعب، كما يمكن أن تستمر التمارين اللاهوائية مؤقتًا فقط قبل نفاد طاقة العضلات تمامًا وتصبح مرهقة.

كما يلعب أيضًا دورًا كبيرًا في عملية التعافي؛ وذلك لأنه يساعد في استعادة مستويات (ATP) قبل التمرين ويساعد الكبد على تكسير حمض اللاكتيك إلى كربوهيدرات بسيطة، وهذا هو السبب وراء قيام العديد من الرياضيين رفيعي المستوى بالاسترخاء، كما تعمل عمليات التبريد على إدخال المزيد من الأكسجين إلى الجسم بعد ممارسة التمارين الرياضية المكثفة حيث يمكن أن تسرع عملية الشفاء.

فكلما زاد الأكسجين الموجود في جسم الرياضي أثناء التمرين وبعده، كان أداؤه أفضل وسيتعافى اللاعب بشكل أسرع، كما تتطلب جميع الخلايا بما في ذلك الخلايا العضلية إلى الأكسجين لتعمل، وتأتي الطاقة داخل الخلايا على شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات(ATP) وهو مركب يحمل الطاقة داخل الخلايا، ويتم إنشاء معظم (ATP) من خلال انهيار ركائز التمثيل الغذائي (الغذاء) باستخدام الأكسجين؛ مما يؤدي إلى ثاني أكسيد الكربون.

وهذا يعني أن الأكسجين مهم جدًا وأثناء ممارسة الرياضة تزداد متطلبات الطاقة، ولذلك فإن الرياضي بحاجة إلى المزيد من الأكسجين، كما يتم امتصاص الأكسجين أولاً عن طريق الدم أثناء مروره عبر الرئتين، ويرتبط بمركب خاص يسمى الهيموجلوبين الموجود داخل خلايا الدم الحمراء، كما يرتبط الأكسجين الآن بالهيموجلوبين، ويضخ الأكسجين عن طريق القلب عبر نظام الأوعية الدموية إلى باقي أجزاء الجسم، ثم يتم إطلاق الأكسجين في الخلايا حيث يتم استخدامه في تكسير الجزيئات لتوليد الطاقة اللازمة.

كما تتطلب العضلات التي تؤدي العمل كميات متزايدة من الطاقة مع زيادة عبء العمل، وهذا الأمر الذي يتطلب في المقابل المزيد والمزيد من الأكسجين، كما أن الرياضي يتنفس أكثر عندما يمارس الرياضة للمساعدة في إزالة الكمية الكبيرة من ثاني أكسيد الكربون التي تنتجها عضلات العمل، وذلك مع زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون، ويتم أيضًا إنتاج أيونات الهيدروجين؛ مما يقلل من درجة الحموضة في النظام، والذي يتم تنظيمه بإحكام شديد من خلال المستقبلات الكيميائية في الدماغ والشرايين.

كما يمكن للعضلات جلب الطاقة بدون أكسجين في عملية تسمى التمثيل اللاهوائي، وأن الوقود الوحيد الذي يمكن حرقه لا هوائي هو الكربوهيدرات، حيث يتم تحويلها من خلال تحلل السكر ثم إلى اللاكتيك في الدم من خلال التمثيل الغذائي اللاهوائي، كما أن لاكتيك الدم لها تأثير سلبي مباشر على أداء العضلات.

في حين أن زيادة اللاكتيك تتوافق مع انخفاض ملحوظ في مستوى الأس الهيدروجيني، فإن اللاكتيك لا تساهم في فقدان وظيفة العضلات، علاوة على ذلك يعتبر اللاكتيك وقودًا قويًا لزيادة إنتاج الطاقة، وخطوة ضرورية في عملية إعادة تزويد الكبد بالوقود من مخازن الجليكوجين بعد التمرين، كما أن التمثيل الغذائي اللاهوائي على الرغم من أن هذا الشكل من التمثيل الغذائي يبدأ بكثافة أعلى؛ مما يؤدي إلى توليد الطاقة دون الحاجة إلى الأكسجين (حرق الكربوهيدرات بدلاً من ذلك).

كما لا تزال هناك العديد من العمليات التي تحدث في الجسم، والتي تسبب زيادة مستمرة في الطلب لاستخدام الأكسجين، كما أن مصدر الوقود هو عامل مهم يتعلق بكمية الأكسجين المستهلكة، وفي حالة شدة التمرين تحرق العضلات الكربوهيدرات بشكل أساسي وعند الشدة المنخفضة تحرق المزيد من الدهون، ويستخدم حرق الدهون كمية أكسجين أكثر من حرق الكربوهيدرات، ولكن لدى الرياضي طاقة مخزنة على هيئة دهون، ولذلك يمكن للاعب الاستمرار لفترة أطول عند الحرق في ممارسة التمرين دون نفاد الطاقة.