التعب العضلي أثناء التدريب الرياضي
بقلم ذ. مصطفى الهيبة
عدم القابلية على استمرارية المحافظة على انتاج القدرة او القوة خلال تكرار تقلصات العضلة (11)
التعريف الاخر للتعب العضلي هو انخفاض موقت في قابلية اداء العضلات (4)
مفهوم التعب العضلي
يتعرض الرياضي عند الاستمرار في اداء جهد بدني (شدة عالية بوقت قصير,او شدة تحت القصوى بوقت طويل) الى مايعرف بظاهرة التعب والذي تتضح معالمه في صورة انخفاض في مستوى كفاءة العمل (2).
وللتعرف على ظاهرة التعب الميكانيكي و الفسيولوجيا الخاصة به, لوحظ وجود اتجاهين لتفسير هذه الظاهرة, البعض يرى ان الاتجاه الاول للتعب يكمن داخل الجهاز العصبي المركزي ويدعى (بالتعب المركزي) ان هذا التعب ينتج من جراء انخفاض كفاءة عمل المراكز العصبية بما يؤدي الى ظهور حالة التعب, اما البعض الاخر فيرى ان الاتجاه الثاني للتعب يكمن داخل العضلة العاملة نفسها اذ تتجمع نواتج الاحتراق خلال العمل البدني.
انواع التعب
قسم ابو العلا عبد الفتاح التعب الى اربع انواع (1) :-
1- التعب الذهني.
2- التعب الحسي.
3- التعب الانفعالي.
4- التعب البدني.
أ- التعب الموضعي.
ب- التعب الجزئي.
ج- التعب الكلي.
حتى يمكن التخلص من التعب الناتج عن التدريب او المنافسة وتحديد وسيلة الاستشفاء المناسبة يجب التعرف على انواع التعب المختلفة, فالتعب ليس مجرد ظاهرة من نوع واحد لاتتغير مظاهره او اسبابه من نشاط رياضي الى اخر, ولكن على العكس من ذلك فان التعب ظاهرة متعددة الاوجه و الاسباب, فكما ان انشطة الانسان تتنوع و الاعمال التي ترتبط بدرجة عالية من التركيز الحسي وغيرها, تختلف ايضا اسباب حدوث التعب تبعا لمتطلبات الاداء البدنية والفسيولوجية والتي تختلف تبعا لطبيعة النشاط المستخدم ذاته:
1- التعب الذهني
ومثال على ذلك التعب الذي يشعر به العاملون في الاعمال الذهنية او الفكرية وفي المجال الرياضي لاعب الشطرنج, وهنا يكون التعب اساسا في الجهاز العصبي المركزي او المخ بصفة اساسية.
2- التعب الحسي
ويحدث هذا النوع من التعب في حالة الانشطة التي تتطلب درجة عالية من التركيز الحسي, بمعنى درجة عالية من نشاط الحواس بالجسم والمستقبلات الحسية التي يتخذ المخ في ضوء المعلومات الواردة منها القرار المناسب للاداء, ويظهر ذلك موضوح في رياضة الرماية, حيث تلعب الحواس المختلفة دورا هاما في تحقيق دقة الاداء, فالتصويب يتطلب ان تكون حاسة البصر على اعلى درجة من التركيز وكذلك حاسة السمع لعزل أي موثرات تشتت انتباه الرامي, وكذلك اعضاء الحس بالعضلات و الاوتار والمفاصل ودورها في توجيه الحركات او الانقباضات المطلوبة بالقدر المطلوب والمدى والتوقيت المطلوب.
3- التعب الانفعالي
ويرتبط هذا النوع بالانشطة التي تصاحبها درجة عالية من الانفعالات والتوترات, وكذلك لعدم وجود عنصر التغيير في اداء النشاط البدني ذاته والاحساس بالملل في بعض الانشطة.
4- التعب البدني
ويحدث هذا النوع من التعب كنتيجة للانقباضات العضلية المطلوبة لاداء الانشطة البدنية المختلفة, وقد قسمه العلماء تبعا لعدد العضلات المشاركة في العمل الى التعب الموضوعي والتعب الجزئي والتعب الكلي.
أ- التعب الموضوعي
وهو التعب الذي يحدث في حالة مشاركة اقل من ثلث حجم عضلات الجسم مثل تعب عضلات الذراعين عند التصويب في كرة السلة, او عند التصويب في الرماية.
ب- التعب الجزئي
وهو التعب الذي يحدث في حالة مشاركة اقل من ثلثي حجم عضلات الجسم مثل تعب عضلات الرجلين في تدريبات السباحة مثلا, او في تدريبات الاثقال او تعب عضلات الطرف العلوي عند التركيز في الرمي او الاثقال.
ج- التعب الكلي
وهو التعب الذي يحدث عند مشاركة اكثر من ثلثي عضلات الجسم في العمل, ويصاحب ذلك شدة عمل الاجهزة الحيوية كالجهاز الدوري والجهاز التنفسي وذلك مثل الجري او السباحة الكلية او الاداء في مبارة للالعاب وغيرها.
والسؤال الهام هنا هو هل يرتبط تحمل مواجهة التعب في أي نوع من الانواع الثلاثة السابقة بالانواع الاخرى؟ والاجابة عن هذا السؤال: لا حيث يوجد ارتباط بين الانواع الثلاثة: فالمقدرة على مواجهة التعب الموضوعي في جزء من عضلات الجسم لاتعني توافر نفس المقدرة على مواجهة التعب الناتج من عمل في جزء اخر من عضلات الجسم او كل عضلات الجسم كلها.
كما يجب ملاحظة ان هناك تقسيمات اخرى لانواع التعب تبعا لنوعية الانقباض العضلي, فالتعب الناتج عن العمل العضلي الثابت يختلف عن التعب الناتج عن العمل العضلي المتحرك.
مواقع التعب العضلي
يقسم التعب في الاساس الى نوعين:1) التعب المركزي ,2) التعب المحيطي.
1- التعب المركزي:
يستدل على تعب الجهاز العصبي المركزي (CNS) اذا كان هناك:
أ- انخفاض في وظيفة عدد الوحدات الحركية المستخدمة في النشاط (11).
ب- انخفاض في تكرار اثارة الوحدة الحركية.
التعب المركزي يعني ان التعب ينشا اصلا في CNS (الجهاز العصبي المركزي). اثبت مورتن في تجربته النموذجية بعدم وجود فرق في تطوير الشد عند مقارنة تقلص شدة قصوى ارادية مع تقلص اقصى احدثه حافز كهربائي ،وانه عند تعب العضلة من التقلص اللاإرادي لا يستطيع الحافز الكهربائي ان يعيد او يجدد الشد في العضلة, اثبتت هذه التجربة ان CNS هو ليس بالمحدد للاداء وان موقع التعب هو "محيطي".
اما الحافز الكهربائي الموجه نحو تحفيز العضلة التي اصابها التعبت من التقلص الارادي احدث زيادة في تطور الشد, مما اثبت ان الحد الاعلى للقوة الارادية هو موقع سايكولوجي, على فرض ان عوامل الاثارة هي كل ما يحتاج له لتحقيق الحد الفسيولوجي, هناك دراستان قام بها اسموسن ومازن(5)اتفقتا مع هذه النتائج (بان CNS يمكن ان يحدد الاداء) حيث نفذت عينة التجربة تمرين رفع اثقال 30مرة/دقيقة, مما سبب التعب خلال 2-3 دقيقة, تبعها راحة لمدة 2دقيقة ثم الاستمرار في تمرين الرفع, استنتج هاذان الباحثان بانه عند اداء التمرين وحدوث التعب يتحول الشخص الى تنفيذ احد الامرين: اما التحول نحو الجسم وذلك عن طريق تقلص عضلات اخرى غير متعبة في الجسم او التحول نحو الذهن, وذلك عن طريق اجراء بعض العمليات الحسابية ذهنيا بين فترات الراحة خلال التمرين, ناتج الشغل ارتفع عند اشغال الذهن في فترات الراحة مقارنة مع الاستراحة بدون عمل, كذلك وجدوا ان اداء تمرين تقلص عضلي مستمر الى نقطة التعب والعين مغلقة مقارنة مع اداء التمرين والعين مفتوحة،وجدوا ان التمرين والعين مفتوحة افضل وذلك بسبب ان تكرار الاثارة الحسية للجهاز العصبي المركزي تسهل تجنيد الوحدة الحركية لزيادة القوة وتغير حالة التعب.
2- التعب المحيطي
بما ان هناك باحثين لهم اراء مع وضد كون الجهاز العصبي المركزي هو موقع التعب, هناك ايضا ادلة كثيرة تشير الى ان التعب سببة محيطي, اما في موقع عصبي, موقع مكانيكي اوفي مواقع توليد الطاقة التي يمكن ان تعرقل تطور الشد.
أ- عوامل عصبية:
يحدث التعب نتيجة عوامل عصبية يرافقها فشل في وظيفة العصب عضلي, غلاف الليفة العضلية, الانابيب المستعرضة((T-tubule, او شبكة الهيولي العضلية(SR), التي تساهم في خزنوإطلاق CA++ واستعادته مرة اخرى.
ب- موقع التحام العصب العضلي:
يبدوا ان ايصال جهد الفعل الى نقطة التحام العصب الحركي بالعضلة يستمر حتى عند ظهور التعب, اعتمد هذا على ادلة من خلال قياس النشاطات عن طريق حوافز كهربائيه موجهة على نقطة اتصال العصب العضلي, استنتج من خلالها ان موقع اتصال العصب عضلي هو ليس بموقع التعب (6).
جـ- موقع الأنابيب المستعرضة والغشاء الهيولي
لقد تم افتراض ان الغشاء الهيولي احد مواقع التعب نتيجة عدم مقدرته المحافظة على تركيز CA++ وk+ خلال تكرار الحافز, عندما لاتتم المحافظة على ضخCA++ / k+ باسلوب متوازن, يتراكم k+ خارج الغشاء ونقصه داخل الخلية, مما ينتج عنه ازالة الاستقطاب من الخلية وخفض حجم جهد الفعل, الخفض التدريجي للاستقطاب يسبب تغير في وظيفة الانابيب المستعرضة (تعطيل الانابيب المستعرضة لجهد الفعل) ونتيجة لهذه العملية يتاثر اطلاق الكالسيوم CA++من الشبكة الهيولية مما يسبب ضعف تقلص العضلة (3), توجد ادلة على ان انخفاض جهد الفعل عن الحد الطبيعي له القابلية على خفض ناتج القوة المنتجة من قبل العضلة, بالاضافة الى ان هبوط جهد الفعل مع الاستمرار في تحفيز العضلة هي حماية للعضلة من التعب بدرجة اكبر(7) هذا لا يعني ان الانابيب المستعرضة لا تشارك في عملية التعب, اذ تعمل الانابيب المستعرضة في ظروف معينة على قطع ضخ الكالسيوم لانقطاع جهد الفعل مما يؤدي الى خفض فعالية جسور المايوسين المستعرضة.
الشكل (1) مواقع التعب (11)
اهمية التعب العضلي
تكمن ظاهرة التعب العضلي في اهمية امكانيتها على تطوير القابلية للفرد الرياضي اذ من الضروري ان يصل الحمل البدني في التدريب الى حدود التعب لكي يحدث تغيرات ايجابية في تكيف اجهزة الجسم, ويعد هذا التكيف العامل الرئيسي في تطور القابلية خصوصا في الفعاليات التي ترتبط بتنمية التحمل, لذا فان التدريب يجب ان يصل الى حالة التعب وليس الانهاك "الاجهاد" لاحداث التاثير المرغوب فيه على الاعضاء, وإذا لم يصل الى احداث التاثير الفعال فان هذه التغيرات الوقتية تزول بزوال اثر التدريب ولا تحدث أي تطور.
يعد التعب ظاهرة فسيولوجية على درجة عالية من الاهمية في حماية الاعضاء من تخطي حدود مقدرتها الوظيفية ويكون عبارة عن الاشارة الحاسمة بعدم الاستمرار في اداء الجهد والوصول الى مرحلة الانهاك والتي تؤدي الى تحطيم فرص الاستشفاء والعودة الى الحالة الطبيعية, اذ يؤدي الانهاك الى انخفاض مستوى الحالة التدريبية للفرد الرياضي وفي حالات ليست قليلة امكان حدوث مشاكل في الجهاز الدوري والعصبي (2).
العوامل الميكانيكية للتعب
ان العامل الميكانيكي الرئيس للتعب الذي له علاقة بالتعب هو "دورة الجسور المستعرضة", الذي يعتمد عملها على :-
(1)الانسجام الوظيفي بين اللاكتين و المايوسين.
(2) توفر CA++ لكي يرتبط مع التروبوتين ( troponin- بروتين التقلص) الذي يعمل على تقوية الترابط مع اللاكتين.
(3) توفير ATPالذي يحتاج له في تنشيط الجسور المستعرضة لاحداث حركة تلاحم وتحرير الجسر المستعرض من اللاكتين.
(4) التركيز العالي H+ (ايون الهايدروجين) نتيجة تجزئه حامض اللاكتيك (الى H+ و لاكتيك), يساهم في التعب بطرق مختلفة).
أ- خفض القوة في الجسور المستعرضة.
ب- خفض القوة المتولدة من تركيز معين لـ CA++، اذ يعمل كعازل للترابط بين CA++ وبروتين التقلص- troponin.
ج- يعمل على كبج الشبكة الهيولية من اطلاق CA++.
العوامل الكيمائية للتعب
التعب ببساطة هو نتيجة عدم التوازن بين حاجة العضلة من ATP وقابليتها على تكوين ATP (2). عند بداية التمرين تزداد الحاجة الى ATP وتظهر سلسلة من ردود الافعال لتكوين ATP واعادة توفره مرة ثانية. خلال استهلاك الجسور المستعرضة لـ ATP وتكوين ناتج ADP يبدأ مباشرة بتزويد PC (فوسفات كرباتين) لاعادة تكوين ATP (C+ ATP PC +ADP), وعندما يبدا PC بالتناقص يستمر ADP بالتراكم, عند اذن يظهر رد فعل خميرة العضلة (Myokinase) لتكوين ATP. يؤدي تراكم هذه المنتجات الى التحفيز بتحليل السكر لتكوين ATP اضافي مما ينتج عنه تراكم H+, اثناء زيادة الحاجة لتكوين ATP تظهر ردود افعال مختلفة في الخلية تعمل على تحديد الشغل داخل الخلية من اجل حمايتها من الضرر, هذه احدى الاليات لحماية العضلة من التعب, ماهي الاشارات التي ترسل الى العضلة بالتباطيء في استخدام الطاقة وخفض ادائها؟ عندما لا تحافظ الميكانيكية على تكوين ATP واستمرارية استخدامه, يبدا الفسفور اللاعضوي Pi بالتراكم في الخلية (توقف تحويل Pi و ADP الى ATP), زيادة Pi يبدا في تثبيط القوة القصوى, اذ يعمل Pi بصورة مباشرة على الجسور المستعرضة ويخفض من ارتباطه مع اللاكتين, من المثير ان الخلايا لاينفذ منها ATP, حتى في حالات التعب الشديد جدا, حيث لايخفض مستوى ATP عن 70% في الخلايا مقارنتا مع مستواه قبل التمرين, ان العوامل المسببة للتعب تؤدي الى خفض كمية استخدام ATP مقارنتا مع نسبة استمرار تكوينه لذا يحافظ ATP على تركيز.
الخصائص الفسيولوجية للتعب
1- التعب ناتج عن ميكانيكية الاعاقة التي تسببها المراكز العصبية من جراء الانهاك الوظيفي.
2- نتيجة التعب العضلي تحدث اعاقة في منطقة الحركة في القشرة المخية في الدماغ.
3- نتيجة التعب يختل توازن نظام العمليات العصبية.
4- يعمل التعب على تغير نظام تبادل المواد داخل الخلية العصبية لذا تحدث ردود افعال معقدة داخل الجهاز العصبي المركزي.
5- نتيجة التعب يحدث انخفاض في وصول الاوكسجين الى الخلايا مما يؤدي الى انخفاض الاشارة (2).
الاسباب الخاصة لظهور التعب
تختلف اسباب ظاهرة التعب تبعا لاختلاف العمل العضلي وطبيعته وفترة استمراره فالتعب الناتج عن العمل العضلي لفترة قصيرة يختلف من التعب العضلي الناتج من استمرار العمل لفترة طويلة, فالتعب الناتج عن العمل اللاهوائي يختلف في اسبابه ووسائل التخلص منه والفترة الزمنية اللازمة لذلك عن التعب الناتج عن العمل العضلي الهوائي, وقد قسم العالم كوتس 1986 خصائص التعب تبعا لطبيعة نظم انتاج الطاقة اللاهوائية والهوائية الى الانواع التالية:
1- التعب الناتج عن العمل لفترة 15- 20 ثانية
2- التعب الناتج عن العمل لفترة 20- 45 ثانية
3- التعب الناتج عن العمل لفترة 45- 90 ثانية
4- التعب الناتج عن العمل لفترة 30- 80 دقيقة
5- التعب الناتج عن العمل لفترة 80- 120 دقيقة
6- التعب الناتج عن العمل لفترة اكثر من ساعتين
1- التعب الناتج عن العمل لفترة 15- 20 ثانية
يستمر زمن الاداء في بعض الانشطة الرياضية لفترات قصيرة لاتزيد عن 15- 20 ثانية, ومثل هذه الانشطة تعتمد في انتاج الطاقة اللازمة لها على العمليات اللاهوائية لانتاج الطاقة من خلال اعادة بناء ( ATP) عن طريق فوسفات الكرياتين (CP) بدون تدخل الاوكسجين, وفي مثل هذه الانشطة يكون سبب التعب بالدرجة الاولى يرجع الى العمليات العصبية بالجهاز العصبي المركزي, حيث تنشط المراكز العصبية الحركية بالحد الاقصى لها لاحداث تيار مستمر من الاشارات العصبية الذي يوجه بصفة خاصة الى الالياف العضلية السريعة, وهذا يؤدي الى سرعة حدوث التعب عن طريق الجهاز العصبي المركزي اساسا, هذا بالاضافة ايضا الى استهلاك المصادر الفوسفاتية لانتاج الطاقة, خاصة (PC) المسئول عن اعادة بناء المركب الكيميائي الغني بالطاقة ATP.
2- التعب الناتج عن العمل لفترة 20- 45 ثانية
يؤدي العمل العضلي الاقصى لفترة 20- 45 ثانية الى استهلاك قدر كبير من المركبات الفوسفاتية بالليفة العضلية, بالاضافة الى تكسير الكلايكوجين وانتاج الطاقة اللاهوائية بدون الأكسجين, وفي هذه الحالة يتجمع حامض اللاكتيك في العضلة ويزداد ويسبب الشعور بالالم ثم ينتشر في الدم وبالتالي يكون له ايضا تاثيره على النشاط الجهاز العصبي ويسبب حدوث التعب.
3- التعب الناتج عن العمل لفترة 45- 90 ثانية
يعتبر السبب الرئيسي للتعب في هذه الحالة هو تراكم حامض اللاكتيك في العضلات وفي الدم و تاثيره السلبي على حالة الجهاز العصبي.
4- التعب الناتج عن العمل لفترة 30- 80 دقيقة
عادة ما يكون العمل العضلي في هذه المجموعة من الانشطة الرياضية يرتبط على استهلاك الاكسجين والاعتماد على الكلايكوجين المخزون بالعضلات كمصدر لاعادة بناء ATP و انتاج الطاقة وكذلك على سكر الكلوكوز بالدم, ولذلك فان اسباب التعب في هذه الحالة ترتبط باستهلاك مخزون الكلايكوجين الموجود بالعضلات وبالكبد.
5- التعب الناتج عن العمل لفترة 80- 120 دقيقة
تشبه اسباب التعب في هذه المجموعة من الانشطة الرياضية ما سبقها في المجموعة السابقة من حيث نقص مخزون الكلايكوجين وغيرها, وبالإضافة لذلك يحدث التعب نتيجة اختلال وسائل تنظيم درجة حرارة الجسم لطول الفترة الزمنية للاستمرار في العمل وزيادة حجم الطاقة الناتجة وما يصاحب ذلك من زيادة في درجة حرارة الجسم ونشاط عمليات التخلص من الحرارة الزائدة للاحتفاظ بثبات درجة الحرارة وذلك من خلال وسائل التخلص من الحرارة وفي مقدمتها تبخر التعرق وما يصاحبه من برودة تزيل الحرارة الزائدة من الجسم.
6- التعب الناتج عن العمل لفترة اكثر من ساعتين
هذا النوع من التعب بالاضافة الى عمليات استهلاك الجليكوجين وزيادة الحرارة فان طول فترة العمل تؤدي الى زيادة استهلاك الدهون وما يصاحب ذلك من مخلفات التمثيل الغذائي والتي تسبب ايضا الشعور بالتعب.
درجات التعب
قسم فولكون 1973 التعب العضلي الى عدة درجات تختلف في صعوبتها بداية من التعب البسيط حتى يصل الرياضي الى الحالات المرضية كما يلي :
1- التعب البسيط Fatigue
2- التعب الحاد Acute Fatigue
3- الاجهاد Exhaustion
4- التدريب الزائد Overtraining
1- التعب البسيط Fatigue
حالة الرياضي بعد اداء الحمل التدريبي منخفض الشدة, ويكون في شكل شعور بسيط بالتعب مع عدم انخفاض الكفاءة البدنية.
2- التعب الحاد Acute Fatigue
حالة الرياضي التي تظهر بعد اداء الحمل الاقصى ولمرة واحدة, وفي هذه الحالة يلاحظ ضعف الاداء وانخفاض حاد في الكفاءة البدنية والقوة العضلية, وتظهر هذه الحالة غالبا لدى الرياضيين غير المدربين على درجة عالية, ومن اهم المظاهر العامة لهذه الحالة شحوب الوجه وزيادة معدل ضربات القلب وارتفاع الضغط السيستولي ( الانقباضي) بمقدار 40- 60 مم زئبق مع انخفاض حاد للضغط الدياستولي ( الانبساطي) وهي مايطلق عليها (( ظاهرة القمة بلا نهاية) ويلاحظ على رسم القلب الكهربائي اختلال عمليات التمثيل الغذائي لعضلة القلب وزيادة عدد الكريات البيضاء في الدم, وفي بعض الاحيان وجود زلال في البول.
3- الاجهاد Exhaustion
تظهر هذه الحالة بشكل حاد بعد تنفيذ الحمل التدريبي او حمل المنافسة الاقصى لمرة واحدة, وذلك عندما يتدرب الرياضي في وقت المرض حينما تكون الحالة الوظيفية منخفضة, وقد يرجع ذلك ايضا الى مراكز العدوى المزمنة مثل التهاب اللوز او تسوس الاسنان وغيرها, وغالبا ما تظهر هذه الحالة لدى بعض الرياضيين الذين يتميزون بزيادة حماسهم لاداء احمال تدريبية كثيرة وكبيرة دون التخلص من التعب الناتج عن هذه الاحمال اولا باول, ويلاحظ على الرياضي ضعف عام ودوار الراس وشعور بالغثيان في بعض الاحيان, واختلال التوافق الحركي, واختلال في ضغط الدم الشرياني واختلال في ايقاع ضربات القلب و اعراض امراض الكلى وعدم توافق وظائف الجهاز الدوري للحمل, وتستمر هذه الحالة من التعب من عدة ايام الى عدة اسابيع, ويتطلب التخلص من هذه الحالة من التعب من عدة ايام الى عدة اسابيع, ويتطلب التخلص من هذه الحالة عملا تعاونيا بين المدرب والطبيب.
4- التدريب الزائد Overtraining
وهي الحالة التي تظهر على الرياضي نتيجة عدم التخطيط السليم للتناسب مابين الراحة والعمل, و إساءة استخدام توقيت اداء الحمل التدريبي, او الاعتماد على استخدام طريقة واحدة من طرق او وسائل التدريب او عدم الالتزام بالتدرج في زيادة حمل التدريب, او عدم اعطاء الراحة الكافية او كثرة المشاركة في المنافسات وخاصة في حالة وجود البؤر الصديدية او بعض الامراض.
اسباب التعب العضلي من تمرين شدة عالية بوقت قصير (14) :-
1- نقص فوسفات الكرياتين (PC).
2- نقص ثلاثي فوسفات الادنوسين (ATP).
3- تراكم اللاكتات (من جراء تفكيك حامض اللاكتيك).
4- تراكم الفسفور العضوي (Pi) (يخفض من قوة ترابط الجسور المستعرضة).
5- انخفاض النشاط العصبي العضلي.
العوامل المحددة للتعب خلال تمرين شدة عالية
تعتمد قابلية الشخص على اداء تمرين شدة عالية على كفائته في توليد وإدامة ناتج قدرة عالي. تحتاج هذه الادامة الى قابلية لاهوائية عالية وقابلية وظيفية لتكوين القوة الضرورية والسرعة لانتاج القوة المطلوبة, وتعتمد قمة السرعة وناتج القدرة على عوامل عدة, اهمها: حجم العضلة, القوة في المقطع العرضي, معدل قمة تطور القوة, والسرعة القصوى لتقصير العضلة ( Vmax). وان عدم قابلية المحافظة على ناتج القدرة المرغوبة يعني ظهور التعب, وتصنف الميكانيكيات التي تحاول تفسير التعب على انها نتيجة تراكم مخلفات الاحتراق او نقص مصادر الطاقة(13)
1- عامل الكالسيوم
تحدد قيمة تطور القوة بمقدار الترابط بين المايوسين و اللاكين(الجسور المستعرضة), ولقد اثبت ان هذه التطور في القوة له علاقة مباشرة مع انتظام الكالسيوم( (CA++, بالاضافة الى امكانية تتبع الهبوط في ناتج القوة في جزء منه كنتيجة لنقص اطلاق الكالسيوم من الشبكة الهيولية ( الساركوبلازم SR), تفتح قنوات اطلاق الكالسيوم في الشبكة الهيولية (الساركوبلازم) للسماح بنفاذه واعادة امتصاصه عن طريق مضخات الكالسيوم .من المعروف ان الالياف السريعة تحتوي على كثافة عالية من الشبكة الهيولية ويمكنها اطلاق كمية كبيرة من الكالسيوم مقارنتا مع الالياف البطيئة, هناك علاقة وثيقة بين سرعة التقلص ومعدل الراحة وزيادة عدد مضخات Ca, بالاضافة الى ان مضخات Ca هي المستهلك الاساسي لـ ATP خلال فترة الراحة والنشاط البدني, وتقدر نسبة استهلاك مضخات Ca بـ 30% من ATP خلال التقلص الايزومتري.
ربط دراسة تجريبية حديثة على خلايا عضلة معزولة بين انخفاض Ca++ في الشبكة الهيولية (السارتوبلازم) وبين التعب, ,واستنتجت ان خفض المعدل العالي لاطلاق Ca++ لم يكن كنتيجة لضعف توصيل انابيب T ( T- tubule), بل عدم المقدرة اما على استثارة الشبكة الهيولية او عدم المقدرة على اطلاق Ca++, بالاضافة الى ان انخفاض ناتج القدرة ترافق مع قلة PH داخل الخلايا نتيجة ضعف حساسية عناصر التقلص الى Ca++, الشكل الاخر هو ملاحظة اطالة زمن الراحة مع زيادة شدة التمرين لها علاقة قريبة مع خفض معدل امتصاص Ca++.
عامل ATP
يعتقد ان عدم كفاية ATP في الخلايا هو المسبب للتعب, بالرغم من ان الادلة الجيدة خمنت ان هذا ليس بالمسبب للمشكلة. اذ اظهرت دراسات عدة ان معدل ATP لا يهبط الى اقل من 70% عند مستوياته قبل التمرين وخلال اداء تمرين شدة عالية, من ناحية ثانية هناك جدل على ان نسبة 70 الى80% من ATP الموجود في الشبكة الهيولية مخصص لبيوت الطاقة وغير مخصص للجسور المستعرضة, بمعنى اخر ان ATP مقسم الى اجزاء حيث يكون ATP كافي داخل الخلية ولكنه في غير المواقع التي يحتاجها, والراي المضاد لهذه الفرضية ان هناك احتمالية بان العضلة المرتاحة سوف تطور الشدة من جسور مستعرضة مرتعشة نتيجة نقص ATP, وهذا لم يظهر لحد الان.
عامل PC
يعمل PC كمنظم لتوفير الطاقة عند بداية التمرين, اذ يهبط مستواه بسرعة خلال الثوان القليلة الاولى الى 5-10% من قيمته قبل التمرين وخلال 30 ثانية, من ناحية ثانية يظهر نقص PC بسرعة في تمارين القوة, مما يؤدي الى تحديد انتاج القوة, وان وظيفة PC اعادة تكوين ATP وان مستوى ATP لا يهبط الى اقل من 70% عن مستواه قبل التمرين, هذه الاحتمالية غير محتملة الحدوث الا اذا قبل الشخص فرضية تواجد ATP مقسم الى اجزاء داخل الخلية ولكن في المواقع التي لا يحتاجها.
اظهرت عدة دراسات حديثة ان تناول جرعات تكميلية عالية من الكرياتين يعزز من ناتج الشغل خلال تكرار وحدات التمرين, بينما الكرياتين التكميلي لايزيد من ناتج قمة القدرة, بل يعمل على التقليل من هبوط ناتج القدرة بسبب التعب خلال الفترة الزمنية لتكرار وحدات التمرين, سوف تزيد هذه الجرعات الملائمة التكميليه للكرياتين من اجمالي الكرياتين العضلي المخزون لدى الاشخاص خلال يومين, من ناحية ثانية ان احتمالية تحسن ناتج الشغل هو نتيجة اعادة تكوين PC خلال فترة الاستشفاء.
عامل H+
تنتج عملية الجلكزة اللاهوائية(تحليل السكر) حامض اللاكتيك وان معظم هذا الحامض يتجزأ الى ايون H+ ولاكتات. وجود H+ في داخل الخلية يؤدي الى خفض البوتاسيوم (K+), وخفض تكوين PC وعدم انتظام CO2 المنتج في بيوت الطاقة. انخفاض PH داخل العضلة يؤثر على عدة مواقع مما يسبب التعب.
a- كبح عملية تحليل السكر بواسطة H+: يترافق مع زيادة الحموضة انخفاض في تحويل انزيم الفوسفور (b) الخامل الى الشكل (a) الفعال, وكبح عمل فوسفو فركتو كاينيز (PFK) (انزيم التفاعل الثالث), بالاضافة الى ان وظيفة H+ الاساسية هي منع الجكلزة والتي تسبب تعب العضلة وهي قابلة للتسائل بسبب ان ATP في العضلة لا ينخفض مستواه خلال التمرين الى درجة ابطاء عمل انزيم ATP (ATPase) للمايوسين.
يستخدم ATP و PC خلال التمرين اللاهوائي ذو الشدة العالية والفترة القصيرة خلال 7 ثواني من بداية التمرين, عندئذ يستعان بالكلايكوجين عن طريق عملية الجلكزة لانتاج كمية اكبر من CP ليعطي طاقة اضافية, ويحفز على انتاج ATP, حيث تسمح هذه الكمية الاضافية من ATP على استمرار تقلص العضلة. ينتج من عملية الجلكزة هذه حامض اللاكتيك ( C3H6O3) ويتحول الى حامض البروفيك C3H4O3. ينتج من تجزاة حامض اللاكتيك مادة اللاكتات ,التي هي عبارة عن املاح ناتجة من ارتباط ايوني H+ مع ايون الصوديوم Na+ وايون البوتاسيوم K+, الان تحتوي خلايا العضلة على مادة اللاكتات وايون H+ الحر وهي مكونات ناتجة من حامض اللاكتيك, وان زيادة H+ في الخلايا يسبب انخفاض PH ويصبح وسط العضلة اكثر حموضة, هذه الحموضة المرتفعة تسبب انخفاض في قابلية الكالسيوم الترابطية, وهذا يعمل على الحد من تقلص العضلة, وهذا احد اسباب تعب العضلة.
تقوم بعض اللاكتات بالتسرب خارج الخلايا الى مجرى الدم حيث ترسل الى الكبد لكي تستخدم في اعادة تكوين الكلوكوز, واللاكتات الباقية يجب ان تزال من الخلايا ايضا, يعمل الاوكسجين وحامض اللاكتيك سويا على اعادة تكوين ATP من خلال عملية الايض الهوائي.
b - كبح H+ لدرجة اثارة التقلص: ظهر ان انخفاض PH يؤدي الى خفض انجذاب التروبونين (Troponin) نحو Ca++, وهذا يؤثر على الالياف نوع II اكثر من تاثيره على النوع I , الميكانيكية لهذا غير واضحة, ربما لوجود تنافس بين H+ و Ca++ للحصول على التروبونين في مواقع الترابط ( اللاكين والمايوسين).
c- تاثير H+ على دورة الجسر المستعرضة: زيادة تراكم H+ يخفض ايضا السرعة
(Vmax) وعلى تطور الشد الاقصى لليفة, بالاضافة الى ان هذا يؤثر على الالياف النوع II اكثر من الياف النوع I , بسبب اختلاف تساوي اشكال المايوسين. تخفض فعالية انزيم ATP بسبب انخفاض مستوى PH مما يؤدي الى بطىءاطلاق ADP, هذه العملية ككل تحدد من معدل سرعة دورة الجسر المستعرض.
تراكم الفسفور اللاعضوي (Pi)
استنتج كوكي وجماعته ( 1988) ( Cooke et al.)(13) ان زيادة Pi داخل النسيج العضلي يزيد من حالة ضعف الترابط بين الجسور المستعرضة مما يؤدي الى خفض تطور الشد. يسبب تحرير Pi من رؤس المايوسين الانتقال من حالة الضعف الى حالة القوة, ارتفاع Pi داخل النسيج العضلي يكبح من تحرير Pi وتركه لرؤس المايوسين مما ينتج عنه حالة ضعف لفترة طويلة من الوقت.
ملخص: الميكانيكيات الخلوية للتعب العضلي من الظواهر المعقدة وتشمل الفشل في اكثر من موقع واحد على طول سلسلة عمليات الاثارة والتقلص. ينخفض ناتج القوة وكذلك سرعة التقصير مما يؤدي الى تغيرات في الخصائص الحركية للجسور المستعرضة, خمن ايدمان (1992) (Edman) (13) ظهور التغيرات التالية في وظيفة الجسر المستعرض خلال تعب العضلة يؤدي الى: (1) انخفاض قليل في عدد الجسور المستعرضة المترابطة, (2) انخفاض ناتج القدرة للجسر المستعرض المفرد, (3) بطىء سرعة دورة الجسور خلال دورة التقلص. والعوامل المؤثرة على هذه العملية تشمل: فشل انابيب T على اثارة الساركوبلازم SR, وزيادة H+ داخل الخلايا, وزيادة Pi كذلك نقص كمية ATP في جزء معين.
• اسباب التعب العضلي من تمرين شدة تحت القصوى بوقت طويل (14) :-
1- نقص كلوكوز الدم.
2- نقص الكلاكوجين في العضلة (بعد 2 ساعة او اكثر).
3- نقص ثلاثي الكلسرين (تناول دهون قبل التمرين يطيل فترة المطاولة).
4- نقص الماء.
5- ارتفاع درجة الحرارة. [ بسبب تاثيرهما (4و 5) على الجهاز القلبي, يخفض عن طريق تناول سوائل باردة خلال التمرين ].
العوامل المحددة للتعب خلال تمرين المطاولة
الجواب على هذا السؤال لازال يحتاج الى المزيد من الدراسة والبحث. تحتاج العضلة الى الكاربوهيدرات لاستمرار وظيفة الايض وظيفة العضلة, هذه المادة جوهرية لاستمرارية عمل دورة كيربس اذ انها تستنزف تدريجيا مما يوضح المقوله التالية : "تحرق الدهون على شعلة الكاربوهيدرات".
عموما تم قبول استنزاف كلايكوجين العضلة كسبب رئيسي للتعب, بالرغم من ان هذا يستغرق ساعتين او اكثر عند التمرين بمعدل 70% من اقصى Vo2 او اكثر, بامكان التمرين ان يستمر في شدة اقل بتوفير كمية كافية من كلوكوز الدم,
يظهر التعب ايضا اذا انخفض مستوى كلوكوز الدم, بافتراض ان سببه التعب المركزي, بالرغم ان هذا لايؤثر على معدل استهلاك كلايكوجين العضلة, اذ يمكن اطالة فترة التمرين عن طريق تناول الكاربوهيدرات خلال التمرين حيث يوفر بامتصاصها تاخير ظهور التعب.
الفرضية المهمة الاخرى هي ان التعب له علاقة ايضا باستنزاف مخزون ثلاثي اللكسرين في العضلة, لايفهم هذا بصورة واضحة بسبب صعوبة القياس الدقيق لهذه المادة التي تعد احد مصادر الطاقة, على الرغم من ان احد الدراسات لاحظت زيادة اوقات المطاولة مباشرة بعد تناول غذاء يحتوي على دهون عالية مما زاد من مخزون ثلاثي اللكسرين في النسيج العضلي قبل التمرين.
بما انه لاتوجد مساهمة من الايض العضوي وارتفاع درجة حرارة في مركز الجسم ونقص الماء على التعب وذلك بسبب تاثيرها على الجهاز الدوري. ويمكن خفض هذا عن طريق تنظيم تناول سوائل باردة خلال التمرين.
علامات التعب العضلي
1- زيادة عدد الاخطاء نتيجة اختلال التوازن.
2- عدم القدرة على اتقان المهارات الجديدة.
3- اختلال الية المهارات التي سبق اتقانها والتي اصبحت تؤدي تلقائيا بدون تفكير.
كيف يمكن تاخير التعب
هذا هو السؤال الذي يساله الكثير من الرياضيين, ونظريا يمكن ذلك اذا استطاع الرياضي خفض كمية حامض اللاكتيك المتراكمة والتي نتجت من تقلص العضلات, عندئذ يمكنك تاخير ظهور التعب. يوجد اسلوب واحد لخفض تراكم حامض اللاكتيك ويتم عن طريق تنظيمه مع عنصر قاعدي.
العنصر المنظم و الاكثر فاعلية في دم الانسان هو البيكربونات, هناك ايضا منظمات حيوية اخرى مثل البروتينات والحوامض العضوية, لكنها تتواجد بتراكيز منخفضة جدا لذا لاتوثر كثيرا, عند هبوط PH في الدم تنتجه زيادة ايون H+ يميل توازن البيكربونات نحو حامض الكاربونيك بما يعني الاتجاه نحو الحموضة, بمرور الوقت يفقد حامض البكربونات الماء ليصبح CO2, الذي يطرح عن طريق الرئة بواسطة الزفير.
وعند ارتفاع مستويات PH في الدم تشكل كميات اضافية من البيكربونات وينقل المزيد من CO2 من الرئة الى الدم لكي يستخدم في تحويل البيكربونات الى حامض البيكربونيك, هذه الحموضة تعمل على اضطراب المنظم الحيوي في الدم مما ينتج عنه انخفاض في مستوى PH الى 7,1 وهو اقل من المستوى الطبيعي 4, 7 . ان المضاد الطبيعي لارتفاع الحموضة هو اعطاء حقنة من بيكربونات الصوديوم, هذه الحقيقة توصلنا الى فكرة ان تناول بيكربونات الصوديوم يؤدي الى تاخير تراكم حامض اللاكتيك الذي يسبب التعب للعضلة, اذ تعمل بيكربونات الصوديوم في مجرى الدم فقط لانها لا تستطيع دخول الخلية بسبب ارتفاع تركز حامض بيكربونات الصوديوم داخلها, يتعمد بعض العدائين من القيام بالتنفس بافراط قبل بدء السباق على امل ان هذا يساعد على خفض مستوى الحموضة في الدم واعطاء فرصة لعمل البيكربونات الطبيعية في الجسم.
طبقا لبحوث Naughton وجماعته 1997(12) وجدوا ان تناول بيكربونات الصوديوم قبل الفعاليات التنافسية ( من 60- 90 دقيقة قبل المبارة وبمقدار 0.3 غرام لكل 1 كغم من وزن الجسم) وخصوصا التي تستمر من 1- 7 دقيقة تحسن من ادائهم بمقدار 1- 2 %, وهذا يعني الكثير في مستويات النخبة.
تاثير الهرمونات على التعب
يوفر جهاز الغدد الصماء الوظائف الاساسية للجسم الطبيعي, تشمل ادامة مستويات ملائمة من سكر الدم للصحة الجيدة وأداء التمرين, المساهم الرئيسي في ظهور التعب هو انخفاض سكر الدم خلال التمرين, يحاول جهاز الغدد الصماء ادامة مستويات ملائمة من سكر الدم خلال التمرين عن طريق استخدام مصادر اخرى للطاقة وتحفيز انتاج السكر من الحوامض الامينية ومصادر اخرى غير كاربوهدراتية.
يزيد التمرين لفترة طويلة تركيز عدة هرمونات مثل الادرينالين, الكورتزول, غوكاغون وهرمون النمو ويخفض من تركيز الانسولين, تمتلك هذه الهرمونات الاربعة الدور الرئيسي في ادامة تركيز ثابت لسكر الدم وتعرف بالهرمونات المنظمة للسكر.
ان التغيرات الهرمونية الكبيرة التي تظهر في المراحل المتاخرة من التمرين عند تطور التعب سببها نقص الكلايكوجين في الكبد والعضلة, التي تنتج من عدم قابلية على المحافظة على تركيز سكر دم ملائم ومن عوامل سايكولوجية لها علاقة بزيادة الجهد المطلوب لادامة القوة مع الضعف في المزاج.
يزداد تركيز هرمون الادرينالين, الكورتزول, الغوكاغون وهرمون النمو نتيجة عدم توفر المصدر الكاربوهدراتي ( الكلايكوجين و الكلوكوز) وظهور نقص السوائل والتي تعد من العوامل المحددة المهمة لتمرين المطاولة وان تناول كمية ملائمة من الكاربوهيدرات ( 240-350 ملتر من المشروب الرياضي) وخلال فترات ملائمة ( 15-20 دقيقة) سوف يساعد على تاخير ظهور التعب.
من المحتمل ان يكون التعب في موقع الدماغ, تناول الكاربوهيدرات يعزيز وظيفة الدماغ ويحسن احساس الشخص خلال التمرين, ويتوقف معظم الناس من التمرين او الاداء الضعف بسبب الجهود المطلوب للاستمرار في التركيز على الادراك الجيد, هذه الزيادة في حجم الاداراك للجهد خلال تمرين المطاولة دائما وابد تقترب من عدم قابلية العضلة على انتاج قدرة او قوة ملائمة, لهذا السبب فان فوائد تناول الكاربوهيدرات في تاخير التعب تشمل ايضا خفض الشعور بالجهد, تحسين الدافع, المزاج الجيد, وخفض اعاقة الاستثارة الحركية المركزية في المناطق العليا من الدماغ
اظهرت الدراسات الحديثة ان انخفاض الاحساس بالجهد لدى الشخص الذي يتناول الكاربوهيدرات كانت مترابطة مع معدلات الاكسدة العالية للكاربوهيدرات, وارتفاع سكر الدم, وارتفاع تركيز الانسولين, وانخفاض الكورتزول وهرمون النمو, كذلك رافقة انخفاض في بلازما الدهون الحرة.
عندما ينخفض تركيز بلازما الدهون الحرة يقل تركيز التربتوفان الحر Free Tryptophan, هذا يعني انخفاض نسبة التربتوفان الماخوذة من الدم وتحويلها الى سيرتونين (Serotonin) في الدماغ, يعتقد بان السيرتونين هو المشجع على التعب المركزي.
تناول الكاربوهيدرات يخفض ايضا من مستويات الغوكاغون والكولسترول في الدم خلال التمرين ويزيد من الانسولين, يتوقع من هذه التغيرات ان تخفض من مستويات الامونيا في الدم والدماغ, الامونيا هي مادة سامة للدماغ وايضا احتمالية اضعافها لايض العضلة (9).
منقول من المكتبة العراقية
المصادر
1- ابو العلا عبد الفتاح (1999) : الاستشفاء في المجال الرياضي, دار الفكر العربي, القاهرة
2- علي البيك, واخرون (1994): راحة الرياضي, منشاة المعارف بالاسكندرية.
3-Allen, D.,H. Westerblad .J. Lannergre (1992): Role of Excitation – Contraction coupling Muscle Fatigues. Sports Medicine. 13,116-126.
4- asmnssem. E. (1979): Muscle Fatigue. Medicine and Science in Sports. 11, 313-312.
5- Asmussen, E.& B. Mazin.(1978);Recuperation after Muscular Fatigue. Europpan J. of Applied Physical. 38:1-7
6-Bigland – Ritchie, b. (1981): EMG and Fatigue of Human Voluntary and Stimulated Contractions: Physiology Mechanisms. 130-150. London
7- Fitts, R. (1994): Cellular Mechanisms of Muscle Fatigue. Physiology Reviews. 14, 49-94.
8- Fuchs, F., V. Reddy & F.N. Briggs (1970): the Interaction of Action with the Calcium- Binding Site of Troponin. Biochemist
9-J.Mark and A. S. Brown(2001):Carbohydrates, Hormones and Endurance Performance, Sport Science Exchange. Volume 14,Number 1,80
10- Sahlin,k.(1992): Metabolic Factors in Fatigue. Sport Medicine.13,99-107
11- Scatt. k.p. and Edward. T.h. (2001); Exercise Physiology. 4ed. Mc Grow hill
