شناخت دستگاههای تامین انرژی در بدن

شناخت دستگاههای تامین انرژی در بدن تعاریف vفتوسنتز و تنفس سلولی اساسی ترین نمونه های انرژی در سلول های زنده فرآیند فتوسنتز  و تنفس سلولی است . در فرآیند فتوسنتز انرژی نورانی خورشید به انرژی شیمیایی در گیاهان سبز تبدیل می شود .  نتیجه نهایی فتوسنتز تشکیل گلوکز از دی اکسید کربن و آب و آزاد شدن اکسیژن است . فرآیند تنفس سلولی عکس فرآیند فتوسنتز است .  طی این واکنش ، انرژی شیمیایی که در ملکول‌های گلوکز ، چربی و پروتئین ذخیره شده است در حضور اکسیژن آزاد می شود . v آدنوزین سه فسفات  ATP یک ترکیب شیمیایی پیچیده است که از تجزیه غذاها بدست  آمده و در تمام سلولهای بدن ، به ویژه سلولهای عضلانی ، ذخیره می شود . تنها با تجزیه این ماده است که سلولها می توانند حرکت کرده و کاری را انجام دهند . vکراتین فسفات  CP ماده ای ذخیره شده در عضلات که تجزیه آن به نوسازی ATP منجر می شود . v  گلیکوژن نوعی قند ذخیره شده در بدن که عمدتاً در عضلات و کبد انباشته می شود . v  گلوکز قند ساده موجود در خون که جهت تولید انرژی در بدن تجزیه می شود . vگلیکولیز غیر هوازی تجزیه ناقص گلیکوژن ( گلوکز ) بدون حضور اکسیژن . v گلیکولیز هوازی تجزیه گلیکوژن (‌گلوکز ) در حضور اکسیژن . vاسید لاکتیک یک نوع ماده شیمیایی که محصول فرعی گلیکولیز غیر هوازی در بدن است . vحداکثرمصرف  اکسیژن حداکثر مصرف اکسیژن که بدن هنگام فعالیت می تواند برای تولید هوازی ATP مصرف کند .  معمولاً بر حسب واحد میلی لیتر در کیلوگرم در دقیقه بیان می شود . vحداکثر ضربان قلب عبارتست از حاصل تفریق ( سن (‌سال ) – 220 ) vآستانه غیر هوازی شروع مرحله تغییر دستگاه تامین انرژی  بدن از هوازی به غیر هوازی  را که منجر به تولید اسید لاکتیک بیش از حد معمول در بدن می شو د را آستانه غیر هوازی می گویند . شناخت دستگاههای تامین انرژی در بدن انرژی شیمیایی ذخیره شده در غذاها نمی توانند مستقیماً تبدیل به کار و حرکت شود . بنابراین ، انرژی غذا ابتدا به شکل ATP یعنی ماده ای به نام آدنوزین سه فسفات می باشد در می آید و سپس در تمام فرایندهای نیازمند انرژی مورد استفاده بدن قرار می گیرد . تنها ماده ای که در بدن حرکت ایجاد می کند همین ATP می باشد . اگر این ماده در بدن وجود نداشته باشد نه تنها حرکت وجود نخواهد داشت ، بلکه حیات نیز ادامه نخواهد یافت . مقدار این ماده در بدن بسیار محدود و کم است . بنابراین نیاز است که ATP مرتباً در بدن تولید شود تا امکان تداوم حیات و حرکات بدنی میسر گردد . کل ATP ذخیره شده در بدن حدود 85 گرم برای یک فرد 70 کیلویی  است . این مقدار ATP در عرض حداکثر چند ثانیه فعالیت مصرف می شود ، لذا ذخایر آْن باید پیوسته بازسازی شود . نحوه بازسازی ATP در بدن به شدت و مدت فعالیت بستگی دارد .  فعالیت های بدنی را می توان به اشکال زیر دسته بندی کرد . 1- فعالیتهای بسیار شدید که  در مدت زیر 10 ثانیه انجام می گیرد . 2- فعالیتهای شدید که مدت آن حداکثر تا 2 دقیقه به طول می انجامد . 3- فعالیتهایی با شدت کم و زمان طولانی تر از 2 دقیقه . توجه : می توان استراحت و فعالیت کاملاً ملایم مانند راه رفتن  را نیز جزء بند 3 منظور کرد . زیرا دستگاه تامین انرژی واحدی  دارند . بدن برای هر دسته از فعالیتهای ذکر شده سیستم خاصی جهت  بازسازی ATP دارد . Ø    تامین انرژی در فعالیتهای بسیار شدید ( زیر ده ثانیه ) ماده ذخیره دیگری در عضلات وجود دارد به نام کراتین فسفات ( CP )  ، یک ملکول شبیه به ATP که سریعاً تجزیه شده و انرژی آزاد می کند .  تنها تفاوت آن با ATP این است که انرژی حاصل از CP نمی تواند  موجب انقباض عضلانی شود . در عوض ، از آن برای بازسازی  سریع ATP استفاده می شود . به مجموعه انرژی زای CP و ATP کلاً ( دستگاه ATP – CP ) یا دستگاه فسفاژن گفته می شود . کل انرژی تولید شده توسط دستگاه ATP – CP تنها برای حداکثر ده ثانیه فعالیت خیلی شدید است . سرعت بازسازی ATP امکان فعالیت بسیار شدید را فراهم می سازد . بعضی از فعالیتهای ورزشی به شدت به انرژی این دستگاه  وابسته می باشد مانند : دو های سرعت صد متر – وزنه برداری جالب اینکه این دستگاه جهت تولید انرژی به اکسیژن نیاز ندارد و  به اصطلاح غیر هوازی است . Ø    تامین انرژی در فعالیتهای شدید ( حداکثر تا دو دقیقه ) همان طور که گفته شد ATP و CP موجود در بدن انسان اندک است و برای حدود 10 ثانیه فعالیت شدید کفایت می کند.  حال اگر بخواهیم فعالیت شدید را پس از ده ثانیه ادامه دهیم این امر چگونه ممکن است ؟ دستگاه گلیکولیز غیر هوازی مسئولیت بازسازی منابع ATP را در کوتاه مدت بر عهده دارد . سوخت این دستگاه عمدتاً گلیکوژن ذخیره شده در عضلات است .  طی فرآیند گلیکولیز ATP را بازسازی می کند . در این مرحله گلیکولیز  بدون حضور اکسیژن صورت می گیرد که به آن گلیکولیز  غیر هوازی می گویند . حاصل این فرآیند ATP و اسید لاکتیک است .                                گلیکولیز غیر هوازی     ATP  +  اسید لاکتیک  ....... . .................  گلیکوژن ( قند ) عضله وقتی ATPحاصل از دستگاه ATP – CP برای ادامه  یک فعالیت کافی نباشد ، فرآیند گلیکولیز غیر هوازی به کار می افتد .  ویژگی این نوع فعالیت های ورزشی آن است که شدت زیادی  داشته و مدت زمان آنها بین 10 ثانیه تا 2 دقیقه متفاوت است . مثال : 1-  دوهای سرعت 400 متر ( در زمان 40 تا 60 ثانیه )  2 -  حرکت انفجاری و سریع در حین سبقت گرفتن از کنار  یک حریف در اواخر مسابقه دوی 500 متر ( حدود60    ثانیه ) روشن است که فعالیت شدید و کوتاه مدت به فعالیتی گفته می شود که با تمام توان به مدت حداکثر 3 دقیقه انجام شود و معمولاً پس از آن ورزشکار به ناتوانی برسد . گلیکولیز غیر هوازی در نهایت منجر به تولید و انباشته شدن  اسید لاکتیک در خون و عضله می شود . تجمع اسید لاکتیک در عضلات باعث خستگی آنها می شود .  این خود یکی از علل محدودیت زمانی اجرای فعالیت هایی است  که خاصیت گلیکولیز غیر هوازی دارند . بعد از گذشت 60 تا 120 ثانیه ( 1 تا 2 دقیقه ) از اجرای تمرینات  بیشینه ، میزان تجمع اسید لاکتیک در عضله به حداکثر میزان خود می رسد . Ø    تامین انرژی طولانی مدت برای فعالیت با شدت کم و زمان طولانی در آن دسته از فعالیتهای بدنی که بیش از سه دقیقه به طول می انجامد .  بدن انسان برای تولید انرژی مورد نیاز خود از اکسیژن مدد می گیرد  در این حالت ادامه فعالیت بدنی با حداکثر شدت مقدور نیست و باید شدت فعالیت را به میزان زیادی کاهش داد . دستگاهی که در  حضور اکسیژن به تولید انرژی می پردازد دستگاه هوازی نام دارد . سوخت دستگاه هوازی قند و چربی است . سهم پروتئین ها در این امر ناچیز است . فرآیند تولید انرژی در اجزایی از سلول به نام میتو کندری روی می دهد . بر خلاف دو دستگاه ATP – CP و گلیکولیز هوازی ،  میزان انرژی تولید شده در دستگاه هوازی زیاد و حتی  پایان ناپذیر است . دستگاه هوازی از سه مرحله تشکیل شده است : 1- گیلکولیز هوازی 2- چرخه کربس 3- زنجیره انتقال الکترون در مرحله گلیکولیز هوازی ، اسید پیرویک به جای تبدیل شدن  به اسید لاکتیک به ترکیبی به نام استیل کو آنزیم A تبدیل می شود .  این ترکیب وارد یک چرخه تبدیلات شیمیایی به نام چرخه کربس می شود . در این چرخه ، ATP فراوانی تولید می شود . طی این واکنش های فوق یون هیدروژن آزاد می شود . اگر این هیدروژن انباشته شود عواقب بدی برای عضله خواهد داشت .  بنابراین طی واکنش های زنجیره ای انتقال الکترون ، با اکسیژن  ترکیب شده و تولید آب ( H2O ) می کند . طی این دسته از  واکنش ها هم ATP تولید می شود. دستگاه هوازی برای فعالیتهای استقامتی مثل دوچرخه سواری و دو 10 هزار متر طراحی شده است . اما در صورتی که به جای قندها ، چربی ها ، به عنوان سوخت  مصرف شوند این روند چگونه انجام خواهد گرفت؟ البته فرآیند کلی مشابه است و تنها تفاوت های زیر وجود دارد : 1-    چربی خون به شکل اسیدهای چرب آزاد وارد دستگاه هوازی  شده و موجب تولید انرژی می‌شود  . 2-    چربی ذخیره شده در عضله از نوع تری گلسیرید است .  تری گلسیرید نمی تواند مستقیماً وارد دستگاه هوازی شود .  بنابراین ابتدا تبدیل به اسیدهای چرب آزاد شده و سپس وارد  این چرخه می شود . منابع و مراجع : 1-    پایه های فیزولوژیک برای ورزش و تمرین –  انتشارات مک گراهیل نویسنده :.   Foss M.L. , Keteyian S.J  ۲- طراحی برنامه برای آموزش دهنده گان فردی – انتشارات  HKP. نویسنده : Brooks D.S

نوشته شده در  دوشنبه یکم بهمن 1386ساعت      توسط روابط عمومی هیئت جودو شهرستان جم  http://www.judo-jam.blogfa.com/