فیزیولوژی عضلات، عضلات دستگاهی هستند که مواد غذایی را از شکل شیمیایی به شکل انرژی مکانیکی یا کار تبدیل می‌کنند. می‌دانیم که حرکات بدن ناشی از انقباض عضلات است، به این معنی که عضلات متصل به استخوان‌های بدن با اراده فرد انقباض می‌کنند و حرکت و جابجایی در بدن را ممکن می‌سازند.
در بدن انسان، سه نوع عضله وجود دارد:
عضلات مخطط (اسکلتی)، عضلات صاف، و عضله قلب. در این بخش، تمرکز خود را فقط بر روی عضلات مخطط می‌گذاریم. عضلات مخطط شامل ۷۰ درصد آب، ۲۰ درصد پروتئین، و ۱۰ درصد کربوهیدرات، چربی، نمک‌های معدنی و املاح است. با این حال، ترکیب عضله در اعضای مختلف بدن تغییرات گسترده‌ای دارد. در بخش عضلات مخطط، دو موضوع را مورد بررسی قرار می‌دهیم: ۱) انقباض عضله و ۲) منابع انرژی عضله.
انقباض عضله: اگر طول عضله در هنگام انقباض تغییر نکند، این نوع انقباض را “هم طول” می‌نامیم. در این نوع انقباض، جسم مقابل عضله جابه‌جا نمی‌شود و تمام انرژی حاصل از انقباض به حرارت تبدیل می‌شود. اما اگر انقباض عضله به کوتاه شدن آن منجر شود، این نوع انقباض را “هم تنش” می‌نامیم که باعث جابجایی جسمی که در برابر عضله قرار دارد می‌شود. سرعت انقباض عضله رابطه معکوسی با مقدار وزنی است که در برابر آن قرار می‌گیرد. اگر هیچ نیرویی در برابر عضله عمل نکند، عضله به سرعت انقباض می‌پردازد. اما اگر به تدریج نیروی مخالف افزایش یابد، سرعت انقباض کاهش می‌یابد. به طوری که اگر میزان نیروی مخالف برابر با نیروی عضله شود، سرعت کوتاه شدن یا انقباض به صفر خواهد رسید.
برای انقباض عضله، منابع انرژی مورد نیاز است. منبع اصلی انرژی برای عضله، آدنوزین تری فسفات (ATP) است که به مقدار کمی در عضله وجود دارد و انرژی زیادی را آزاد می‌کند. کراتین فسفات (CP) نیز یک منبع دیگر از انرژی است که در سلول‌های عضلانی ذخیره می‌شود. اگر مقدار ATP در سلول بیش از حد لازم باشد، انرژی اضافی به تولید CP اختصاص می‌یابد و در نتیجه مقدار بیشتری از انرژی ذخیره می‌شود. با ذخیره ATP در عضله، CP به سرعت و سهولت به ATP تبدیل می‌شود و در نتیجه CP باعث حفظ مقدار ATP در عضله می‌شود. انرژی حاصل از CP و ATP برای مدت زمان کوتاهی انرژی مورد نیاز را تأمین می‌کنند. بنابراین، در فعالیت‌های شدید بدنی که بیش از چند دقیقه طول می‌کشد، باید یک منبع دیگر از انرژی وجود داشته باشد. این انرژی از تجزیه گلیکوژن به دست می‌آید و به دلیل اینکه این واکنش در حضور اکسیژن اتفاق می‌افتد، به آن “هوازی” یا “با اکسیژن” می‌گویند.
در صورتی که میزان اکسیژن برای واکنش‌های شیمیایی کافی نباشد، اسید لاکتیک در عضلات تولید می‌شود. اکثر این اسید لاکتیک مجددا به گلوکز و گلیکوژن تبدیل می‌شود و بخشی از آن در عضلات باقی می‌ماند. در ورزش‌های سنگین و طولانی، و به خصوص در افرادی که در آمادگی جسمانی کمی برخوردارند، خستگی عضلات پس از ورزش به اسید لاکتیک باقی‌مانده در عضلات مربوط می‌شود، و میزان خستگی با مقدار اسید لاکتیک موجود در عضلات رابطه مستقیم دارد. تولید انرژی در بدن به سه روش انجام می‌شود، از جمله دو روشی که برای تولید ATP به اکسیژن نیاز ندارند (بی‌هوازی) و همچنین روش سوم که حاوی اکسیژن است و به آن (هوازی) می‌گویند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره مصرف انرژی در بدن و سیستم‌های انرژی، می‌توانید به منبع مراجعه کنید.
برای بازگشت بدن از حالت فعالیت به حالت استراحت (بازیابی)،
عملکردها و واکنش‌های متعددی در عضلات انجام می‌شود تا انرژی مورد نیاز بدست آید، همانطور که قبلاً ذکر شد. همچنین، بازگشت بدن از حالت فعالیت به حالت استراحت نیز بسیار مهم است و به آن بازگشت به حالت اولیه (بازیابی) گفته می‌شود. در طول فعالیت‌های سنگین، مصرف اکسیژن بدن برای تأمین سوخت و ساز بدن افزایش می‌یابد؛ بنابراین، در زمان استراحت، مقدار اکسیژنی که از ذخیره‌های بدن تأمین شده است، باید به بدن بازگردد و اسید لاکتیک متراکم شده در عضلات نیز باید از سلول‌های عضلانی خارج شود. هر دوی این فرآیندها نیز هوازی هستند.
فرایندی که در آن بدن انرژی را از دست می‌دهد، به آن وام اکسیژن (Oxygen Debt) گفته می‌شود. مقدار وام اکسیژن برابر است با مقدار اکسیژن مورد نیاز در زمان فعالیت. در صورتی که فعالیت فرد ملایم، طولانی و یکنواخت باشد، بدن می‌تواند انرژی مورد نیاز را از هوا تأمین کند و وام اکسیژن به وجود نمی‌آید. اما، در صورتی که فعالیت فرد شدید باشد و او مجبور باشد با کمبود انرژی به فعالیت خود ادامه دهد، وام اکسیژن به وجود می‌آید. مدت زمانی که لازم است تا بدن به حالت اولیه برگردد، بستگی به مدت، شدت و آمادگی جسمانی فرد دارد. پس از فعالیت‌های ورزشی، در ۲ یا ۳ دقیقه اول، مصرف اکسیژن به شدت کاهش می‌یابد، اما سپس به تدریج کاهش می‌یابد تا به حالت ثابت برسد. اگر فرد بعد از فعالیت ورزشی به جای استراحت، فعالیت سبکی مانند راه رفتن یا دویدن آرام را انجام دهد (سرد کردن)، اسید لاکتیک موجود در بدن به سرعت برطرف می‌شود. جزئیات بیشتر درباره این موضوع در فصل علم تمرین توضیح داده شده است.
فیزیولوژی گردش خون مربوط به سیستم گردش خون است که شامل رگها و قلب است و در آن، خون تیره و روشن در حرکت است. قلب به صورت یک عضو قوی، خون روشن را از طریق سرخرگ آئورت و سرخرگ ششی به سراسر بدن ارسال می‌کند و از سیاهرگهای اجوف بالا و پایین، خون تیره را از بدن به قلب بازمی‌گرداند. با استثنای سرخرگ ششی که خون روشن و تیره را به قلب بازمی‌گرداند. سلول‌های بدن به‌طور پیوسته در حال فعالیت هستند و برای بقای و فعالیت خود، موادی را می‌سوزانند و مواد دیگری را از بین می‌برند. سیستم گردش خون مسئول حمل مواد سوختنی به سلول‌ها و دفع مواد زائد است. قلب از چهار حفره تشکیل شده است، دو حفره در طرف راست و دو حفره در طرف چپ قلب. حفره‌های بالایی را دهلیز و حفره‌های پایینی را بطن می‌نامند. بطن باعث پمپاژ خون در بدن می‌شود و اگر بطن به انقباض بیفتد، جریان خون متوقف خواهد شد. شکل قلب شبیه یک مخروط است که قاعده آن در بالا و نوک آن در پایین قرار دارد و در انتهای بطن‌ها قرار دارد.
در هنگام ضربان قلب،
دو دهلیز همزمان انقباض می‌کنند و سپس بعد از مدتی نسبتاً کوتاه، دو بطن انقباض می‌کنند. سپس یک دوره توقف بیشتر و طولانی‌تری برای استراحت قلب وجود دارد. مدت زمان انقباض بطن‌ها در افراد بالغ حدود ۳/۰ ثانیه و مدت زمان انبساط آنها ۵/۰ ثانیه است. یک دوره قلبی کامل در حدود ۸/۰ ثانیه است. بنابراین، تقریباً ۷۰ دوره قلبی در هر دقیقه رخ می‌دهد و این رقم به عنوان ضربان قلب شناخته می‌شود.
همانطور که می‌دانید، خون تقریباً تا وزن بدن تشکیل می‌دهد، به عبارت دیگر، یک شخص عادی با وزن تقریبی ۷۰ کیلوگرم حدود ۵ تا ۶ لیتر خون دارد. بیشترین قسمت خون را سلول‌های قرمز تشکیل می‌دهند. کمبود اکسیژن معمولاً منجر به افزایش تعداد سلول‌های قرمز خون می‌شود. به همین دلیل، ورزشکاران استقامتی قادر به شکستن رکوردهای جهانی در ارتفاعات بالا نیستند، زیرا در این مکان‌ها، فشار نسبی اکسیژن در هوای تنفسی کاهش می‌یابد و ورزشکار قادر به تأمین اکسیژن مورد نیاز خود در هنگام ورزش از هوا نمی‌باشد. به همین دلیل، این عامل تأثیر نامطلوبی بر عملکرد ورزشکار دارد.
نظرات کاربران