تأثیر ورزش‌های استقامتی بر کودکان و نوجوانان

پاسخ به ورزش‌های استقامتی در کودکان و نوجوانان از سه نظر مختلف قابل بحث است: استقامت قلب و عروق، استقامت دستگاه تنفسی، و استقامت ساختارهای جنبی. سیستم قلب و عروق وظایف زیر را در بدن انجام می‌دهد: تأمین مواد انرژی، دفع متابولیت‌های زاییده از فعالیت متابولیک، و کنترل حرارت بدن. در کودکان، سیستم قلب و عروق به طرز بسیار سریعی به ورزش واکنش نشان می‌دهد. در اینجا باید توجه داشت که افزایش حجم ضربان قلب مسئول اصلی افزایش ذخیره قلبی در حین ورزش در کودکان است و پیشرفت در این حجم ضربان به طور مستقیم با اندازه بدن و وزن یا هر دوی آن‌ها مرتبط است.

کودکان و نوجوانان در هر سطح مشخصی از مصرف اکسیژن

نوعی پاسخ قلبی دارند که در محدوده پایین‌تری نسبت به بزرگسالان قرار دارد. استموسلین در تحقیقی نتیجه گرفت که در یک سطح مشخص از مصرف اکسیژن، کودکان با شدت نسبی بیشتری نسبت به بزرگسالان ورزش می‌کنند. سانو و هیراکوبا تغییرات قلبی و عروقی را در یک ساعت ورزش دوچرخه با 60% حداکثر مصرف اکسیژن در 11 پسر 10-12 ساله و 12 مرد 20-34 ساله مقایسه کردند. میانگین برونده قلبی در هر دو گروه در حالت استراحت ثابت مانده است، اما تعداد ضربان قلب در دقیقه (152-166 ضربه در دقیقه در پسران و 134-154 ضربه در دقیقه در مردان) همانند افزایش فشار خون سیستولیک استراحتی با افزایش سن، در حین ورزش نیز افزایش می‌یابد. این الگو احتمالاً ناشی از افزایش اندازه بدن تا سن تقویمی به تنهایی است.

با شروع فعالیت ورزشی، در پاسخ به ورزش‌های استقامتی (دستگاه تنفس) در کودکان و نوجوانان، دو تغییر فیزیولوژیکی را تجربه می‌کنیم. اول، تعداد و عمق تنفس‌ها افزایش می‌یابد و تهویه ریوی تغییر می‌کند. در ابتدای مراحل رشد، تهویه ریوی با افزایش سن کاهش می‌یابد، اما در دوره بلوغ یا جهش ناگهانی که رشد سریع رخ می‌دهد، تهویه ریوی افزایش می‌یابد.
دوم، ضربان قلب و حجم اکسیژن با افزایش سن قبل از دوره نوجوانی و به ویژه در طول نوجوانی به آرامی افزایش می‌یابد. در بررسی پاسخ‌های تهویه‌ای به ورزش در کودکان در حال رشد، مهم است بدانیم که این تغییرات نه تنها نشان‌دهنده سازگاری با افزایش متابولیسم نیستند، بلکه نتیجه دو عامل زیر نیز می‌باشند: ۱) تأثیر ابعاد بزرگتر بدن و ۲) گسترش کارکرد اندام که مستقل از اندازه بدن است.

نتایج تحقیقات روتن و فرانز در دو جامعه جداگانه (گروه سنی ۸-۱۵ سال) با ورزش در شدت نسبی (۶۵-۷۰ درصد) نشان می‌دهد که در کودکان، پاسخ‌های تهویه‌ای زیر حداکثر در سنین ۱۲-۱۵ سالگی افزایش یافته است. در مردان، میانگین مقادیر مطلق تهویه ریوی از ۵۲ به ۶۸ لیتر در دقیقه افزایش یافته است، اما در زنان ثابت مانده است. در پسران، تعداد تنفس در دقیقه از ۳۹ به ۲۸ بار کاهش یافته است، در حالی که در دختران از ۳۶ به ۲۶ بار کاهش یافته است. همچنین، حجم جاری نیز از ۸۵.۱ به ۸۴.۲ لیتر در پسران و از ۲۵.۱ به ۷۸.۱ لیتر در دختران افزایش یافته است.

در تحقیقاتی درباره ظرفیت انتشار منواکسید کربن در هنگام ورزش

بر روی ۴۰ کودک سالم صورت گرفته است. ظرفیت انتشار ریه در هنگام ورزش تقریباً تا سه برابر افزایش یافته است، که این افزایش نسبت به افزایشی که در مورد بزرگسالان گزارش شده است، کمی بیشتر است.

مشاهدات نشان می‌دهند که الگوی تنفس در هنگام ورزش به گونه‌ای است که با افزایش شدت ورزش، تهویه ریوی افزایش می‌یابد. این الگو در کودکان مشابه بزرگسالان است، به این معنی که تهویه ریوی تا تقریباً ۶۰ درصد VO2max رابطه نزدیکی با حجم اکسیژن مصرفی دارد. اما از آنجا به بعد، به دلیل تحریک ناشی از تولید اضافی دی‌اکسید کربن به علت تجمع اسید لاکتیک، تهویه ریوی به طریق نامناسبی افزایش می‌یابد.

پاسخ به تمرینات استقامتی در کودکان و نوجوانان (ساختارهای جانبی) منجر به تغییراتی در غلظت هموگلوبین کل، توده هموگلوبین، حجم خون و چگالی میتوکندری و فعالیت آنزیم هوازی می‌شود. این متغیرها در کل به عنوان تفاوت‌های اکسیژن خون، سرخرگی، سیاه‌رگی و محیطی شناخته می‌شوند که مقدار کل اکسیژنی که بافت‌ها مصرف می‌کنند را تعیین می‌کنند.

با استفاده از روش اندازه‌گیری تجدیدتنفس CO2 برونده قلبی در ۱۷ ثانیه نهایی آزمون، اختلاف اکسیژن خون سرخرگی-سیاهرگی یاماجی و میاشیتا در ورزش برآورد شد. آزمودنی‌ها ۷۷ پسر ژاپنی بودند با رده سنی ۱۰ تا ۱۸ سال. تغییر قابل ملاحظه‌ای در میانگین توان هوازی در گروه‌های سنی مختلف مشاهده شد (۶.۳۸ میلی‌لیتر بر کیلوگرم در دقیقه برای ۱۰ ساله‌ها و ۵.۵۰ میلی‌لیتر بر کیلوگرم در دقیقه برای ۱۴ ساله‌ها). همچنین، با رشد کودک، حجم کل خون وی نیز افزایش می‌یابد. طبق گزارش کوخ، میانگین مقادیر حجم خون در پسران از ۴.۲ لیتر در ۱۰ سالگی به ۴ لیتر در ۱۶ سالگی افزایش می‌یابد. همچنین، ظرفیت هوازی عضله اریکسون روی ۵ پسربچه در طی ۶ هفته تحت تأثیر تمرینات هوازی قرار گرفته و اکسیژن برداشتی بیشینه نسبت به مجذور قد بدن تا ۶.۵ درصد پیشرفت داشته است.

در کودکان، درصد تارهای عضلانی با قابلیت کند انقباض برای عضله پهن خارجی تقریباً ۶۰ درصد است. این درصد بیشتر از آن است که در آزمودنی‌های بزرگسال کم تحرک گزارش شده است که تقریباً ۳۵ تا ۴۵ درصد است. اما در ورزشکاران استقامتی بزرگسال که تمرین کرده‌اند، درصد تارها مانند کودکان است و بین ۵۲ تا ۶۱ درصد است.

در کودکان، غلظت هموگلوبین تحت تأثیر تمرینات ورزشی هوازی تغییر نمی‌کند.