بیشتر دیده می شود که مربیان بدون در نظر گرفتن درصد دخالت دستگاههای مولد انرژی در رشته های گوناگون ورزشی ، برنامه ریزی می نمایند . بارها مشاهده شده است که مربیان کشتی ، والیبال ، بسکتبال، در برنامه ریزی ها نگرش و توجه بیشتری به روی تقویت سامانه یا دستگاه هوازی ورزشکاران خود داشته اند در صورتی که ورزشهای نامبرده بیشتر غیر هوازی هستند ، و یا در فوتبال تمرینهایی که به پستهای گوناگون داده می شود نباید یکسان باشد ، در اینجا چنین نتیجه گیری می شود که پاره ای از مربیان به یکی از پایه ای ترین اصول تمرینهایی که شناخت شیوه های انرژی می باشد ، نگرشی ندارند و همین بینش سبب می شوند که گروه ورزشی آنان از نظر توان از کیفیت مطلوبی برخوردار نگردند.
یک کشتی گیر تا ۹۰ درصد از شیوه ATP-PC و اسید لاکتیک کسب انرژی می نماید و ۱۰ درصد باقیمانده را مشترکا از شیوه هوازی و اسید لاکتیک تامین می نماید . در فوتبال دروازه بانان و خط حمله نیاز به تقویت دستگاه بی هوازی خود دارند ولی خط میانی نیاز بیشتری به دستگاه هوازی دارد . پس یک مربی با تجربه برنامه های تمرینی متفاوتی را باید برای پستهای گوناگون پیشبینی و برنامه ریزی نماید. روشن است که انجام چنین نگاهی راه کامیابی را هموار می سازد.
هنگامی که حرکتی را انجام می دهیم در همان لحظه در ماهیچه های بدن ما چرخه شگفت انگیزی از واکنشها و پدیده های شیمیایی رخ می دهد که سبب آزاد گشتن مقدار زیادی انرژی می شود. این واکنش و فعل و انفعال ها چنان هستند که می توان آن را به مقیاس بی نهایت کوچکتر و همسان با احتراق دانست.
هر یک از ماهیچه ها ( مانند ماهیچه های ارادی ساقها و بازوها و ... ) که از فرمان ما پیروی می کنند ، و ( ماهیچه هایی غیر ارادی معده یا اندرونه ها ) که کارشان به اراده ما وابسته نیستند . از بافتهای بی شماری درست شده اند که خود یاخته هایی هستند با ساختمانی پیچیده ، و چون همراه با یک محرک عصبی منقبض می گردند ، سبب کارآیی و حرکت می شوند.
یاخته ماهیچه ای نازک بوده و شکل کشیده و درازی دارد و جسمی است که ده هزار بار بزرگتر از یاخته عادی است و ممکن است به ده سانتیمتر هم برسد.
ماهیچه دارای ماده بسیار مهم دیگری به نام آدنوزین دی فسفات که کوتاه شدن آن با (ADP) نشان داده می شود که خود از یک بخش آدنوزین ( عنصر پدید آورنده پروتئینها ) و سه بخش اسید فسفریک درست شده است، پس یک محرک عصبی از این ترکیب ، می تواند یک بخش از اسید فسفریک خود را رها سازد و به صورت آدنوزین دی فسفات (ADP) در آید که خود ، بیشتر از دو بخش اسید فسفریک در بر ندارد. پیامد این واکنش روشن است ، اسید فسفریکی که از (ADP) جدا شده است با آکتین و میوزین تماس یافته و با ترکیبی که پدید می آید ، منقبض می شود، درست مانند ( موتور خودرو ) جرقه می پرد. محرکی که مغز از مغز سرچشمه گرفته است به صفحه محرکه می رسد و سبب سوختن ADP می شود و مایه جدا شدن اسید فسفریک می گردد. اسید فسفریکی که بدینسان پیدا می شود ، اکتومیوزین میوفیبریل را منقبض و به احتراق وا می دارد .
می توان چنین پنداشت که موتور ماهیچه ها با سوزاندن ATP کار می کند ولی بافت با ماده دیگری به نام گلوکز که به وسیله خون فراهم می آید کار می نماید . سوخت ATP مانند آذرخش تند و تیز بوده و بی درنگ انرژی لازم برای انقباض را فراهم می آورد و چنین حرکتی به راستی جای نیایش و شکر بزرگی برای انسان دارد ، زیرا حرکتی سریع ماهیچه هاست که می تواند ما را از نابودی مرگبار نجات دهد.
از سویی بدن انسان ، انباشت بزرگی از ATP ندارد بلکه برای ساخت آن حتما می بایستی که ADP دوباره اسید فسفریک تهیه نماید و دوباره به صورت ATP در آید ، و این دستگاه شگفت آور به صورت زیر به حرکت در می آید :
بافت ماهیچه ای ماده ای به نام فسفوکراتین در بر دارد که تهیه کننده حقیقی اسید فسفریک است . هنگامی که فسفوکراتین به شکل کراتین در بیاید اسید فسفریک خود را به ATP می دهد و ADP دوباره به صورت ATP در می آید.
کراتین نیز به نوبه خود اسید فسفریکی را که وسیله انقباض اکتومیوزین فراهم آورده بود دوباره به چنگ می آورد و بدین سان فسفو کراتین دوباره پدیدار می گردد و این چرخه بسته می شود ، سپس بافت از حالت انقباض بیرون می آید.
● انرژی و تولید ATP
انقباض ماهیچه ای که برای هر نوع ورزش یا فعالیت بدنی مورد نیاز است ، از حرکت داخل ماهیچه حاصل می شود . انرژی مورد نیاز این حرکت از شکستن پیوندهای فسفات پر انرژی آدنوزین تری فسفات (ATP) حاصل می شود.
اگر چه ATP منبع انرژی فوری برای انقباض ماهیچه ای است ، مقدار ATP موجود در ماهیچه آنقدر کم است که باید مرتبا دوباره ذخیره سازی شود و گر نه بعد از چند ثانیه حرکت بدنی شدید ، تمام می شود . ATP توسط دو سیستم مجددا ذخیره می شود :
۱) سیستم بی هوازی ( که در غیاب اکسیژن از ذخایر کوچک ATP – CP و مسیر لاکتاک استفاده می شود )
۲) سیستم هوازی یا سیستم اکسیژن خواه.
منابعی که ATP از آنها تامین می شود عبارتند از :
۱) منبع ATP – CP :
بدن مقدار کمی ATP و CP ( کراتین فسفات ) را ذخیره می کند. ماهیچه ها می توانند از این منابع در مواردی مثل دوهای سرعت و وزنه برداری به عنوان ذخایری که بیشترین میزان ATP را حداکثر تا ۱۰ ثانیه تامین می کنند ، استفاده نمایند.
کراتین فسفات نیز همچون ATP در بافتهای ماهیچه ای انباشت شده و در صورت تجزیه اندازه زیادی انرژی آزاد می نمایند . اندازه ذخایر CP نزدیک به سه برابر ذخایر ATP بوده و روشن است که انرژی بدست آمده از تجزیه CP صرف بازسازی ATP شده و در واقع ATP در فعالیت به همان سرعت که تجزیه می شود به یاری انرژی CP بازسازی می شود.
اندازه کل ATP و CP در تارهای عضلانی بسیار اندک است ( در مردان ۶% مول و در زنان ۳% مول ) و انباشت ATP و CP در هر کیلوگرم عضله به ترتیب ۴ تا ۶ مول می باشد و یا ۱۵ تا ۱۷ هزارم مول می باشد. کل ذخیره ATP-CP در کسی که ۳۰ کیلوگرم عضله داشته باشد ۵۷۰ تا ۶۹۰ هزارم مول می باشد که برابر ۷/۵ تا ۹/۶ کیلو کالری انرژی است. باید دانست برای بازسازی یک مول ATP نیاز به ۵/۳ لیتر اکسیژن خواهد بود.
۲) مسیر لاکتاک :
ATP با سرعت بالایی از ذخایر کربو هیدرات ( گیلکوژن ) در ماهیچه تولید می شود اما اسید لاکتیک نیز تولید می گردد.
اسید لاکتیک محصول جانبی است که با جمع شدن تولید خستگی ماهیچه ای می کند. تولید ATP از این راه در ورزشهای سنگین فقط می تواند ۱-۳ دقیقه انرژی تامین کند ( در ورزشهایی مثل دوهای ۸۰۰ و ۴۰۰ متر ، شنای ۱۰۰ متر و مشت زنی )
مربیان باید بدانند این مرحله با چه شیوه ای و برای چه ورزشی کارآیی بهتری دارد و مولد انرژی است. در این شیوه ATP-PC کارساز می باشد و این شیوه در همگی فعالیتهایی که باشدت ، قدرت و سرعت بسیار زیادی که زمان اجرای آن کمتر از ۱۰ ثانیه باشد تولید ATP می نماید.
دومین راه تولید ATP بدون وجود اکسیژن برای فعالیتهای شدید ، دستگاه اسید لاکتیک است در این دستگاه گلوکز و گلیکوژن به شیوه ناقص تجزیه شده و تولید اندازه کمی انرژی و اسید لاکتیک می نماید .
با افزایش اسید لاکتیک غلظت یون هیدروژن (H) افزوده شده ، اسدیته عضله و خون نیز بالا می رود و واکنش های آنزیمی دچار ناهنجاری ( اختلال ) می شوند.
اندازه انرژی خالص این دستگاه ، تولید ۲ مول ATP می کند اما تجزیه کامل با همان اندازه گلوکز در دستگاه هوازی ۳۸ مول ATP پدید می آورد.
اهمیت دستگاه اسید لاکتیک در آن است که ۲ مول ATP به تندی بازسازی و در دسترس عضله های پر کار برای انجام فعالیتهای سریع و شدید قرار می گیرد. فعالیتهای ورزشی ۳۰ تا ۱۸۰ ثانیه در این گروه هستند ( دوهای ۴۰۰ و ۸۰۰ متر ) اما بازده خالص دستگاه اسید لاکتیک ۱ تا ۲/۱ مول ATP بیشتر نیست ، زیرا عضله ها ، توانایی تحمل بیش از ۲ تا ۳/۲ گرم اسید لاکتیک در هر کیلو گرم از وزن خود را ندارند. مقدار ۲/۱ مول ATP این دستگاه کم و بیش دو برابر بازده دستگاه فسفاژن ( ۶/۰ تا ۷/۰ مول ) می باشد.
اهمیت دستگاههای بی هوازی در فراهم کردن سریع ATP است. برای نمونه بازسازی ۲/۱ مول ATP به روش هوازی در حال استراحت نیاز به ۱۵ دقیقه زمان دارد.
۳) سیستم اکسیژن خواه :
این سیستم که می تواند از اسیدهای چرب استفاده کند ، آهسته تر از دو سیستم دیگر ATP تولید می کند ، اما منبع بزرگی از انرژی را به شکل بالقوه ارائه می دهد. ذخیره چربی و کربوهیدراتهای بدن برای ۵ روز ورزش مداوم ، بیش از مقدار ضروری است اما اکسیژن نیز مورد نیاز است و این خود نشان می دهد که چرا در یک فرد ورزشکار ظرفیت مصرف اکسیژنی که به این منبع انرژی بستگی دارد ، شدیدا اهمیت دارد.
سیستم اکسیژن خواه اصلی ترین فراهم کننده ATP در فعالیتهایی است که بیش از ۳ دقیقه طول می کشند در چنین مواردی مثل ماراتن ۲/۲۶ مایل ، این راه به عنوان تامین کننده اصلیATP مطرح می شود.
سیستم های هوازی و بی هوازی پشت سر هم کار می کنند. وقتی میزان فعالی بیش از توانایی سیستم گردش خون تنفس می شود که می خواهند اکسیژن کافی فراهم کنند ، سلولهای ماهیچه ای برای تهیه ATP به مسیر لاکتاک تکیه می کنند وقتی این وابستگی خیلی زیاد گردد ممکن است ذخایر گیلکوژن تمام شوند و تجمع اسید لاکتیک به خستگی عضلانی منجر گردد. در ورزشهایی که هر دو سیستم مورد استفاده قرار می گیرند ( مثل مشت زنی ) برنامه تمرین باید طوری طرح ریزی شود که ظرفیتهای هر دو سیستم را توسعه دهد.
این روش از دیدگاه تقویت دستگاه گردش خون و تنفس دارای اهمیت بالایی می باشد و در پزشکی ورزشی ، با تقویت این شیوه بیماران قلبی را مداوا می نمایند. هنگامی که بدن در حالت پایدار باشد با این شیوه تولید انرژی می نماید و این حالتی است که حرکتهای ورزشی در کمتر از حداکثر شدت اجرا شود. هر سه نوع مواد غذایی می توانند از طریق این دستگاه سوخته و ATP تولید نمایند. روی هم رفته با بودن اکسیژن ، یک مولکول گلوکز شکسته شده ، ۳۸ مولکول ATP تولید می نمایند.
C۶H۱۲O۶ + ۶O۲ + ADP + ۳۸P = ۶CO۲ + ۶H۲O + ۳۸ATP = C۶H۱۲O۶
گنجایش یا توان هوازی ، توان بیشینه ( حداکثر ) انتقال و کاربرد اکسیژن می باشد که پایه پر اهمیتی برای آمادگی قلبی – عروقی به شمار می رود.
در دستگاه هوازی و به همراه ، اکسیژن همگی مواد غذایی به ویژه قندها و چربی ها بگونه کامل تجزیه شده و تولید انرژی بالایی می نمایند ( برای نمونه یک مول گلوکز ، ۳۸ مول ATP تولید می کند )
در دستگاه هوازی ، مواد غذایی بیشتر در میتوکندری یاخته و به همراه اکسیژن سوخته و تولید انرژی می نمایند. اما دستگاه هوازی تولید ATP زیاد را به بهای از دست دادن سرعت تولید ATP بدست آورده است به گفته دیگر سرعت تولید ATP در این دستگاه کمتر از دستگاه بی هوازی است.
برای بازسازی یک مول ATP از قندها ، نزدیک به ۵/۳ لیتر اکسیژن و از چربی ها ۴ لیتر اکسیژن به کار گرفته می شود . در زمان استراحت ۲۵/۰ لیتر اکسیژن در دقیقه به کار می رود . می توان گفت هر ۱۲ تا ۲۰ دقیقه یک مول ATP می تواند از راه دستگاه هوازی بازسازی شود اما برای یک دونده ورزیده استقامتی ۵/۱ مول ATP در زمان یاد شده ، بازسازی می شود ( ذخیره گلیکوژن در ۳۰ کیلوگرم عضله ۴۰۰ تا ۴۵۰ گرم و در هر کیلو گرم از عضله ۱۲ تا ۱۵ گرم می باشد )
