التغيرات الفيزيولوجية للدم والجهاز العضلي أثناء الجهد البدني

'الجهاز العضلى والجهد البدنى' - مقدمة
- خصائص العضلى والجهد البدنى
- التغيرات والتكيفات المصاحبة للجهد البدنى
- التغيرات المصاحبة للجهد البدنى
- التغيرات المؤقتة
- التغيرات الدائمة
- التغيرات المورفولوجية
- التغيرات الفسيولوجية
- التغيرات العصبية
- التغيرات البيوكيميائية
- التغيرات الانتروبومترية
- تأثير التدريبات على أنواع الالياف العضلية
- تكيف الجهاز العضلى للتدريب الرياضى

أثبتت الدراسات التجريبية الحديثة في مجال التدريب الرياضى، والتي استندت على الدراسات الفسيولوجية،
والبيولوجية، والكيميائية الحيوية (البيوكيميائية) المتخصصة، أن التدريب الرياضى المقنن للمجموعات

العضلية المكونة للجهاز العضلى الارادى voluntary Muscular System or Musculature، يؤثر بصورة فعالة في
رفع مستوى الاداء الوظيفى لكافة أعضاء جسم الفرد المدرب بصفة عامة، والجاز القلبى الوعائى بصفة خاصة.
من الدراسة التشريحية والوظيفية للبناء النسيجى للجهاز العضلى الارادى يمكن التوصل إلى حقائق ونظريات
هامة، مثلها التعرف على التركيب البنائى للعضلة الهيكلية والتظيم الداخلى بها، وكيفية حدوث الانقباض،
والالياف المشتركة في الانقباض، وخصائص الالياف العضلية، ودور الجهاز العضلى الارادى في التدريب الرياضى. كل
هذا يساعد في ايضااح وبيان مدى تأثير الجهد البدنى على تركيب الجهاز العضلى لدى الفرد المدرب، ويمكن من زيادة
فاعلية وسائل التدريب المستخدمة لاكساب عناصر اللياقة البدنية physical fitness، وكذلك اللياقة
الفسيولوجية Physiological Fitness، وان فهم تركيب ووظيفة العضلة الهيكلية يعد أساسا لادراك الكيفية التي
تحدث على أساسها استجابة الجسم للجرعات التدريبية، وكيفية تكيفه مع الجهد البدنى.

''الخصائص المميزة للنسيج العضلى والجهد البدنى:
يعد الجهاز العضلى أحد الاركان الثلاثة الأساسية التي يعتمد عليها جهاز الاتزان والحركة بالنسبة لجسم الإنسان
بصفة عامة، والجهد البدنى بصفة خاصة، وفيما يلى نعرض لهذه الأهمية بشئ من التفصيل في ضوء العلاقات المتبادلة
بين 'الخصائص المميزة للنسيج العضلى الارادى والجهد البدنى':
1-خاصية الانقباض والجهد البدنى:-
من الخواص الهامة التي يتميز بها النسيج العضلى خاصية الانقباض، وتعنى قدرة هذه الانسجة على الانقباض contraction ويقابلها القدرة على الارتخاء Relaxation، ولما كانت العضلات تشكل ثلاثة أخماس وزن الجسم تقريبا بالنسبة
للرجل وأقل من ذلك قليلا لدى المرأة فإن ذلك يبرز أهميتها بالنسبة للجهد البدنى، ويتفاوت حجم هذه الأهمية
بالنسبة لعدد ونوع العضلات العاملة – المنقبضة أو المنبسطة – أثناء الاداء وفقا لاختلاف نوع النشاط الرياضى
التخصصى الممارس. فالمجموعات العضلية العاملة أثناء رياضة التجديف، تختلف عن المجموعات العاملة برياضة كرة
القدم، وتختلف عن المجموعات العضلية العاملة في رياضة الجمباز، بل وتختلف من جهاز لاخر من الأجهزة الستة لهذه
الرياضة... ألخ.
2-خاصية النغمة العضلية والجهد البدنى :-
أ‌- النغمة العضلية والانقباضات والانبساطات العضلية – إن خاصية النغمة العضلية أى الاحتفاظ بانقباض
بسيط وبصفة مستمرة حتى أثناء الراحة لها أهميتها الكبيرة في الرياضات التي تعتمد على عنصر المفاجئة مثلها في
رياضات المنازلات (المصارعة، والملاكمة، السلاح) وما يشابههم من مواق في الرياضات الأخرى، أذ تتطلب هذه المواقف
في مثل هذه الرياضات سرعة اتخاذ أوضاع دفاعية أو هجومية مفاجأة تتطلب انقباضات وانبساطات من المجموعات
العضلية المشاركة وإلا أدى عدم تأهيل المجموعات العضلية للعمل إلى حدوث إصابات بالالياف العضلية، ويلعب
الاحماء Warm – up دورا هاما إلى جانب النغمة العضلية في تأهيل العضلات للعمل المحتمل القيام به أثناء الاداء
الرياضى التخصصى.

ب‌- خاصية النغمة العضلية والحفاظ على درجة حرارة الجسم وبيئة التفاعلات الانزيمية – إلى جانب ما تقدم
من أهمية للنغمة العضلية في تأهيل العضلات للعمل أو الجهد العضلى، فإن لها أهميتها في :
(1) الحفاظ على درجة حرارة الجسم عن طريق الحرارة الناتجة عن الانقباضات العضلية البسيطة المتبادلة بين
الالياف،
(2) وإلى جانب ذلك توفر للجسم بيئة حرارية مناسبة للاعضاء الحيوية vital organs والتفاعلات الانزيمية Enzymatic Reactions
التي يحتاج اليها الجسم في مختلف عملياته الكيميائية.
تحويل
(3) خاصيتى النغمة العضلية وسرعة الاستجابة والجهد البدنى :-
إلى جانب أهمية النغمة العضلية تبرز أهمية خاصية سرعة الاستجابة، وهى قصر الفترة الزمنية اللازمة
لتلبية متطلبات المواقف المختلفة، ويساعد التدريب الرياضى على تنمية هذه الخاصية، ومثال ذلك في البدء في
رياضات عدو وسباحة المسافات القصيرة، وكذلك في المنازلات بأنواعها ومواقفها المختلفة، والالعاب (القدم،
السلة، الطائرة، اليد.... الخ).
4-خاصيتى الاستثارة والتوصيل والعلاقة بينهما وبين خاصية سرعة الاستجابة والجهد البدنى:
بتوفر خاصيتى الاستثارة والتوصيل أى قابلية الاستجابة للمثيرات الكهربية والكيميائية، وقدرة النسيج العضلى
على نقل هذه المثيرات، يتوفر عنصران هامان بالنسبة للانشطة الرياضية يكملها خاصية سرعة الاستجابة أو ما
يدعى بسرعة رد الفعل Reaction، ومثلها في الرياضات التي تعتمد على التوافق فيما بين العين والقدم، ومثلها
في التسجيل أو التمرير في كرة القدم، أو في المنازلات والرياضات التي تعتمد على التوافق فيما بين العين واليد،
ومثلها التصويب والتمرير في كرة السلة وكرة اليد وغيرها من الرياضات، وكذا في الرياضات التي تعتمد على
التوافق فيما بين الاذن والمجموعات العضلية المستجيبة ومثلها البدء في رياضات السباحة ومسابقات العدو، إذ
يترتب على سماع طلقة أو صفارة البدء الانطلاق السريع من على مكعبات البدء في السباحة ومن على خط البداية في
العدو. كذلك يحقق التوافق فيما بين حاسة اللمس والمجموعات العضلية المستجيبة في رياضة المصارعة بنوعيها
الرومانية والحرة تحقيق خطفات سريعة وموفقة.
5-خاصية المرونة والجهد البدنى:-
تعمل خاصية المرونة بالنسيج العضلى أى التمدد والاستطالة على تنمية عنصرا هاما من عناصر اللياقة البدنية
وهو المرونة، ويعد هذه العنصر متطلبا هاما جدا في الكثير من الرياضات إن لم يكن بشكل مباشر فبشكل مشارك
ومثل هذه الرياضات الجمباز بكافة أجهزته، والتمرينات الايقاعية، والبالية، والبالية المائى... الخ. وبتوفر
هذا العنصر تتوفر للجهاز العضلى درجة من الامان والحماية من التمزقات العضلية وما يشابه ذلك من الاصابات
التي قد يسببها الاداء المفاجئ للمهارات كاستجابة لبعض المواقف أو المتطلبات في الاداء الحركى بالنشاط الرياضى
التخصصى.
التغيرات المصاحبة للجهد البدنى:
تنقسم هذه التغيرات على حسب نوع الممارسة الرياضية والمحافظة عليها فنجد أن هناك نوعان من التغيرات هما :
أولا : تغيرات مؤقتة تحدث بعد وحده تدريبية واحدة تتمثل هذه التغيرات فيما يلى :-
1- زيادة تضخم الدم الوارد للعضلات العاملة بكثافة.
2- زيادة حجم أو محيط العضلات.
3- زيادة توتر العضلات العاملة في النشاط الرياضى
4- حدوث بعض التغيرات الكيميائية في العضلة
5- انخفاض مخزون العضلات من مركبات الطاقة
ثانيا : تغيرات دائمة تحدث بعد التدريب المستمر " موسم تدريبى " وتتمثل هذه التغيرات فيما يلى :-
التغيرات المورفولوجية " التشريحية " : -
وهذه التغيرات المورفولوجية تتمثل في الشكل التشريحى للعضلة وتتمثل فيما يلى زيادة في حجم الجهاز العضلى
أ‌- زيادة حجم الالياف العضلية نتيجة زيادة المقطع العضلى
ب‌- زياده حجم الالياف العضلية السريعة
جـ‌- زيادة كثافة الشعيرات الدموية

التغيرات الفسيولوجية:-
1- زياده عدد الالياف العاملة بالعضلة أو المجموعات العضلية المدربة.
2- زياده مساحة مسطح الدورة الدموية، أى الشبكة الوعائية المغذية للعضلات الهيكلية بالأكسجين ومصادر
إنتاج الطاقة.
3- زيادة عدد الالياف العصبية والنهايات الفرعية المغذية للالياف العضلية.
4- زياده وزن العضلة والمقطع العرضى لها، أى حجم العضلة المدربة.
5- زيادة عدد أجسام الميتوكوندريا، وتناسب ذلك ونوع النشاط التخصصى.
6- الاحتفاظ بمخزون كبير من :
(أ) طاقة الرابطة الفوسفاتية (ATP-PC) (ب) الجليكوجين اللازم لاعاده بناء ال
ATP في التفاعلات الهوائية.
7- القدرة على إنتاج انقباضات عضلية أقوى، وتكرار ذلك في زمن أقصر.
8- خفض حجم المقاومات الداخلية في العضلة (اللزوجة Viscosity).
9-التغلب على المقاومات الخارجية ومثلها وزن الجسم أو الثقل أو المنافس.
10- سرعة التخلص من مخلفات العمليات الايضية (التمثيل الغذائى).
التغيرات العصبية :-
تتلخص التغيرات العصبية المرتبطة بالجهاز العضلى فيما يلى :-
1) زيادة تنشيط الجهاز العضلى.
2) تحسن تزامن Synchronization عمل الوحدات الحركية.
3) تخفيض ردود الافعال المنعكسة التثبيطية.
التغيرات البيوكيميائية والبنائية:-
يؤدى الانتظام في برامج تدريبات التحمل إلى حدوث تغيرات بيوكيميائية وبنائية في الليفة العضلية وتشمل:-
1- زيادة مصادر الطاقة الأساسية مثل ATP بنسبة 18% والفوسفوكرياتين بنسبة 22% والجليكوجين بنسبة 66%.
2- زياده إنزيمات الطاقة اللاهوائية عن طريق الجليكوجين مثل إنزيم Phos – phofructokinase (PFK).
3- تغيرات في نشاط إنزيمات تحويل ATP مثل مايوكينيز Myokinase والكرياتين فوسفو كرياتين Creatin Phosphokinase.
4- زياده بسيطة في نشاط إنزيمات دورة كربس الهوائية.
5- عدم تغير نوعية الالياف العضلية.
6- نقص كثافة وحجم الميتوكوندريا نتيجة زيادة حجم اللويفات وحجم الساركوبلازم.
7- بعض التضخم في الالياف العضلية السريعة كما تظهر في زيادة نسبة الالياف السريعة إلى البطيئة. التغيرات الانتريومترية :
وتتمثل هذه التغيرات في القياسات العضلية مثل " طول العضلة – محيط العضلة...... وغيرها ".
تأثير التدريب الرياضى على الالياف العضلية :-
هل يمكن تغيير نوع الالياف العضلية :
ظل هذا السؤال محيرا للعلماء لفترة طويلة، وجاءت نتائج الدراسات متناقضة في كثير من الحالات، غير أنه مع تطور
أساليب البحث العلمى لوحظ إمكانية تغيير بعض الالياف تحت تأثير تدريبات التحمل وتدريبات القوة وهى النوع
الثانى (ب) وهى الالياف السريعة الثانية تتغير إلى النوع الأول وهو الالياف البطيئة وذلك تحت تأثير تدريبات
التحمل، وكمثال أخر فإن تدريبات المقاومة تؤدى إلى إنقاص النسبة المئوية للالياف من النوع الثانى (ب) وهى
الالياف السريعة الثانية وتزيد الالياف، السريعة الأولى (أ) أى تزيد سرعتها، ومعنى ذلك أن تأثير نوعية
التدريب يغير من طبيعة نسبة قليلة للالياف، ولذلك يجب على المدرب أن يحذر عند تدريب متسابقى العدو أن
السرعة بصفة خاصة تقل نتيجة زيادة حجم تدريبات التحمل، حيث أن هذه الزيادة تفقدهم عنصر السرعة.
وهذا ما يفسر انخفاض سرعة السباحين حينما يندمجون في أداء برنامج تدريبى للتحمل أو خلال الموسم التدريبى، كذلك
يفسر التأثير العكسى في بعض الأحيان لزيادة حجم تدريبات المقاومة، وكما هو يلاحظ أن بطبيعة الحال فإن الالياف
الأكثر سرعة وهى النوع الثانى (ب) لا تتغير مباشرة إلى الالياف البطيئة وهى النوع الأول ولكنها مرحلة ممهدة
تتغير إلى النوع الثانى (أ) وهى النوع السريع الاقل درجة.
تأثيرات التدريبات على أنواع الالياف العضلية:-
نظرا لطبيعة تركيب أنواع الالياف العضلية واختلافها، فمن المتوقع أيضا أن تختلف في وظائفها عند النشاط
البدنى.

الالياف البطيئة:-
من الطبيعى أن تتميز الالياف البطيئة بمستوى عال من التحمل الهوائى، بمعنى زيادة مقدرتها على استهلاك أكبر قدر
من الأكسجين في الدقيقة، ولذلك فهى أكثر فاعلية في إنتاج ATP كنتيجة أكسدة الكربوهيدرات والدهون، وبذلك
تضمن عملية استمرار إنتاج الطاقة للمحافظة على قدرة الرياضى على الاداء لاطول فترة ممكنة، وهذا ما يطلق
عليه التحمل العضلى Muscular Endurance، لذلك فهذه الالياف لديها مقدرة هوائية عالية، لذلك فهى الالياف
العاملة الأساسية في الانشطة الطويلة مثل المارثون والسباحة الطويلة.

الالياف السريعة :-
تختلف الالياف العضلية السريعة بضعف نسبى للتحمل الهوائى وهى زاكثر تجهيزا للاداء الهوائى (بدون الأكسجين)،
ومعنى هذا أن ATP يتكون من خلال الاساليب غير الأكسجينية، وهذه الالياف أكثر قوة ولكنها أسرع تعبا وأقل تحملا،
وهى الالياف السائد استخدامها في الانشطة الرياضية ذات الشدة العالية والتي تحتاج إلى تحمل السرعة مثل جرى
الميل أو 400 متر، وتستخدم في أنشطة السرعة القصوى مثل 100 متر عدو، و50 مترا سباحة.
التكيفات الفسيولوجية
PHYSIOLOGICAL ADAPTATIONS
1- ارتفاع معدل سرعة الاستجابة (الانقباض والانبساط) وتناسب ذلك وحجم المثير الحركى في نوع النشاط
الرياضى التخصصى الممارس.
2- ارتفاع معدل العمليات الايضية (أكسدة المواد الغذائية وإطلاق الطاقة).
3- ارتفاع معدل التبادل الغازى بالرئتين (التنفس الخارجى External Respiration)، وبالنسيج العضلى
الارادى (التنفس الخلوى (Cellular R..
4- استمرار إعادة بناء جزيئات ال ATP غير المحدد بعدد أو زمن.
5- ارتفاع مستوى الفعالية الميكانيكية، مما يحقق الاقتصاد في معدلات الطاقة المستهلكة، وكذا في الأكسجين
المستهلك.
6- الاستمرار في العمل لفترات زمنية أطول دون الوصول إلى حد التعب.
7- سرعة التخلص من الحرارة الزائدة عن حاجة الجسم والعضلات، وكذلك بيئة التفاعلات الانزيمية Enzymatic
Reactions.
8- سرعة العودة إلى الحالة الطبيعية Normal Case بنهاية النشاط.
التغيرات الفسيولوجية فى الدم نتيجة التدريب
يؤدى التدريب الرياضي إلي تغيرات بالدم شأنه في ذلك شأن باقي أعضاء الجسم الأخرى. وترتبط درجة تلك التغيرات بعوامل كثيرة أهمها فترة التدريب ونوعه وبناء علي ذلك يكون تأثير التدريب إما أن يكون مؤقتا ويشمل جميع التغيرات التي تحدث بالجسم بعد التدريب مباشرة وسرعان ما يزول أثرها بزوال الوقت, أو أن يكون دائما وتشتمل كل التغيرات التي تحدث على كل مركبات الدم (خلايا الدم –بلازما الدم) وكذلك حجم الدم وحالته.
أولا : التغيرات المؤقتة "التأقلم" : -

وهى التغيرات التي تحدث لجسم الفرد بصفة مؤقتة كاستجابة للنشاط الرياضي ثم يعود الدم إلي حالته الطبيعية في وقت الراحة وهذه التغيرات تشمل:
- زيادة في حجم الدم الدائر, ذلك لانقباض الطحال وانتقال بعض السوائل من الجسم للأوعية الدموية.
- زيادة عدد كرات الدم الحمراء الناتجة عن انقباض الطحال ودفع كمية دم غنية بكرات الدم الحمراء.
- زيادة في عدد كرات الدم البيضاء.
- نقص الأس الهيدروجيني للدم نتيجة لزيادة حامض اللاكتيك.
- زيادة فاعلية المنظمات الحيوية BUFFERS الموجودة في الدم.
- زيادة كمية الهيموجلوبين وذلك لزيادة السعة التنفسية.
- أثناء التدريب الرياضي العنيف كما في رياضة الملاكمة فان العضلات تستقبل حوالي 90%من حجم الدم الكلى.
- يزداد بروتين التجلط المسمى بالثرومبوبلاستين حوالي 20% ويستمر من 6-8 ساعات بعد التدريب فيقل زمن التجلط. ( 12 : 168)
ثانيا : التغيرات المزمنة "التكيف":-

1- التدريبات البدنية وخاصة تدريبات التحمل الدوري التنفسي تزيد حجم الدم حوالي 30% , وكذلك عندما ينتقل اللاعب إلى أماكن عالية حوالي 4200م فوق سطح البحر فإنه يزيد بنسبة 25%
2- التمرينات المنتظمة تساعد على زيادة معدل إنتاج كرات الدم الحمراء R.B.Cs ,وزيادة نسبة الميجلوبين بالعضلات .
3- تزيد التمرينات البدنية من عدد كرات الدم البيضاء W.B.Cs .
4- زيادة نسبة هيموجلوبين الدم. ( 7 : 54 )
وبصفة عامة فقد أثبتت الدراسات أن العدو والجري يزيدا من حجم الدم ومن عدد كرات الدم الحمراء ,وقد أكدت الدراسات أن الزيادة في عدد كرات الدم الحمراء تكون زيادة طردية بالنسبة لطول مسافة السباق.


وقد أثبتت نتائج الدراسات التي أجريت في هذا المجال أن زيادة نشاط وفاعلية كرات الدم البيضاء ترتبط بالعمر التدريبي للمتسابق ، ويقول مورهاوس وميللر أن التفسير المعقول لهذه الزيادة في عدد كرات الدم البيضاء هو أن العدد الكثير من كرات الدم البيضاء الملازمة لجدار الأوعية الدموية في وقت الراحة تدفع عند أداء النشاط البدني وأفادت النتائج أيضا أن زيادة نسبة مادة البروثرومبين التي يفرزها الكبد والتي تدخل في إحداث الجلطة وذلك لما يتمتع به الكبد لدى الرياضيين من قدرات وظيفية عالية مقارنة بغير الرياضيين فضلا عن زيادة نشاط مواد تكوين الجلطة الدموية أخرى مثل ثرمبوكيناز والفيبرونوجين