كيف تحصل العضلات على الطاقه اللازمه لانقباضها وانبساطها ، على الرغم من أن العضلات والمحركات تعمل بطرق مختلفة ، فإن كلاهما يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة للحركة. يستخدم محرك الدراجة النارية الطاقة المخزنة للبنزين ويحولها إلى حرارة وطاقة حركة (طاقة حركية). تستخدم العضلات الطاقة الكيميائية المخزنة للأطعمة التي نأكلها وتحولها إلى حرارة وطاقة حركة (طاقة حركية). نحن بحاجة إلى الطاقة لتمكين الأنسجة من النمو وإصلاحها ، والحفاظ على درجة حرارة الجسم وتغذية النشاط البدني. تأتي الطاقة من الأطعمة الغنية بالكربوهيدرات والبروتين والدهون، عروس يقدم لك كل ما تحتاج إلي التعرف عليه عن كيف تحصل العضلات على الطاقه اللازمه لانقباضها وانبساطها

أصول الطاقة لتقلص العضلات

مصدر الطاقة الذي يستخدم لتحفيز حركة الانقباض في العضلات العاملة هو الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) - الطريقة البيوكيميائية للجسم لتخزين ونقل الطاقة. ومع ذلك ، لا يتم تخزين ATP إلى حد كبير في الخلايا. لذلك بمجرد أن يبدأ تقلص العضلات ، يجب أن يبدأ صنع المزيد من ATP بسرعة. نظرًا لأن ATP مهم جدًا ، فإن لدى خلايا العضلات عدة طرق مختلفة لصنعه. تعمل هذه الأنظمة معًا على مراحل. الأنظمة الكيميائية الحيوية الثلاثة لإنتاج ATP هي بالترتيب:

  • فوسفات الكرياتين (مع الأكسجين)

تحتوي جميع خلايا العضلات على القليل من ATP بداخلها والتي يمكن استخدامها على الفور - ولكن يكفي فقط لتستمر لمدة 3 ثوانٍ! لذلك تحتوي جميع خلايا العضلات على مركب عالي الطاقة يسمى فوسفات الكرياتين والذي يتم تكسيره لإنتاج المزيد من ATP بسرعة. يمكن أن يوفر فوسفات الكرياتين احتياجات الطاقة للعضلات العاملة بمعدل مرتفع جدًا ، ولكن لمدة 8-10 ثوانٍ فقط.

  • الجليكوجين (بدون أكسجين)

لحسن الحظ ، تحتوي العضلات أيضًا على مخازن كبيرة من الكربوهيدرات ، تسمى الجليكوجين ، والتي يمكن استخدامها لصنع ATP من الجلوكوز. لكن هذا يتطلب حوالي 12 تفاعلًا كيميائيًا ، لذا فهو يوفر الطاقة بشكل أبطأ من فوسفات الكرياتين. لا يزال سريعًا جدًا ، على الرغم من أنه سينتج طاقة كافية لتستمر حوالي 90 ثانية. لا حاجة للأكسجين - وهذا شيء عظيم ، لأنه يأخذ القلب والرئتين بعض الوقت لتزويد العضلات بالأكسجين المتزايد. منتج ثانوي لصنع ATP بدون استخدام الأكسجين هو حمض اللاكتيك. أنت تعرف متى تقوم عضلاتك بتكوين حمض اللاكتيك لأنه يسبب التعب والوجع - الغرز.

  • التنفس الهوائي (مع الأكسجين مرة أخرى)

في غضون دقيقتين من التمرين ، يبدأ الجسم في إمداد العضلات العاملة بالأكسجين. عند وجود الأكسجين ، يمكن إجراء التنفس الهوائي لتفكيك الجلوكوز من أجل ATP. يمكن أن يأتي هذا الجلوكوز من عدة أماكن:

  • مخزون الجلوكوز المتبقي في خلايا العضلات
  • الجلوكوز من الطعام في الأمعاء
  • الجليكوجين في الكبد
  • احتياطيات الدهون في العضلات
  • في الحالات القصوى (مثل الجوع) ، بروتين الجسم.

يتطلب التنفس الهوائي المزيد من التفاعلات الكيميائية لإنتاج ATP أكثر من أي من النظامين المذكورين أعلاه. إنه الأبطأ بين جميع الأنظمة الثلاثة - ولكن يمكنه توفير ATP لعدة ساعات أو أكثر ، طالما استمر الإمداد بالوقود.
وإليك كيف يعمل
لقد فاتتك الحافلة وبدأت في الركض إلى الكلية لامتحان الساعة 9:00 صباحًا:

  • في الثواني الثلاث الأولى من مسيرتك إلى الكلية ، تستخدم خلايا عضلاتك ATP الموجودة بداخلها.
  • في الثماني إلى العشر ثوان القادمة ، تستخدم عضلاتك مخازن فوسفات الكرياتين لتوفير ATP.
  • نظرًا لأنك لم تصل إلى الكلية بعد ، فإن نظام الجليكوجين (الذي لا يحتاج إلى أي أكسجين) يبدأ.
  • لا يزال غير موجود ، لذا أخيرًا التنفس الهوائي (أي ATP باستخدام الأكسجين) يتولى زمام الأمور.

تستخدم الأشكال المختلفة للتمرين أنظمة مختلفة لإنتاج ATP
عداء يحصل على ATP بطريقة مختلفة تمامًا عن عداء الماراثون.

  • استخدام فوسفات الكرياتين - سيكون هذا هو النظام الرئيسي المستخدم في رشقات نارية قصيرة (رافعي الأثقال أو العدائين لمسافات قصيرة) لأنه سريع ولكنه يستمر لمدة 8-10 ثوانٍ فقط.
  • استخدام الجليكوجين (بدون أكسجين) - يستمر هذا لمدة 1.3-1.6 دقيقة ، لذلك سيكون النظام المستخدم في أحداث مثل السباحة 100 متر أو 200 متر أو 400 متر.
  • استخدام التنفس الهوائي - يستمر هذا لفترة غير محدودة ، لذا فهو النظام المستخدم في أحداث التحمل مثل سباق الماراثون والتجديف والتزلج عن بعد وما إلى ذلك.


التمثيل الغذائي

التمثيل الغذائي هو مجموع الأحداث التي تتم في جسم الإنسان لتوليد الطاقة والمواد الأخرى اللازمة لأنشطته. يوجد في جسمنا عمليات تقويضية وابتنائية.
الهدم هو عملية يتم خلالها تكسير المواد العضوية وإطلاق الطاقة في وقت واحد. يتميز باحتياطيات مفقودة من الجليكوجين وتعبئة مصادر الطاقة غير السكاريد - الدهون والبروتينات. يحدث الهدم أثناء زيادة نشاط الحركة وهو ضروري للحفاظ على وظائف الحياة.
من ناحية أخرى ، فإن الابتنائية هي عملية مستهلكة للطاقة يتم خلالها تكوين المواد. توريد الركيزة يتجاوز الحاجة الفورية. يخلق الكائن الحي احتياطيات من الطاقة ، ويتم تكوين الأنسجة وتجديدها. تنتشر عمليات الابتنائية في حالات انخفاض النشاط البدني.

التمثيل الغذائي للعضلات

العضلات بحاجة إلى الطاقة لإنتاج تقلصات (الشكل 6). تستمد الطاقة من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) الموجود في العضلات. تميل العضلات إلى احتواء كميات محدودة فقط من ATP. عندما ينضب ، يحتاج ATP إلى إعادة تصنيعه من مصادر أخرى ، مثل فوسفات الكرياتين (CP) والجليكوجين العضلي . يتم تخزين الإمدادات الأخرى من الجليكوجين في الكبد ويمكن لجسم الإنسان أيضًا إعادة تصنيع ATP من الدهون ، أي الأحماض الدهنية الحرة. يتم استخدام أنماط مختلفة من تغطية الطاقة اعتمادًا على كثافة ومدة عبء العمل الواقع على الكائن الحي.

أنواع ألياف العضلات

ألياف العضلات البشرية لها صفات مميزة. على الرغم من أنه من المعروف في الوقت الحاضر وجود ما يقرب من 30 نوعًا من ألياف العضلات في جسم الإنسان ، إلا أننا نميل إلى العمل فقط مع الأنواع الثلاثة التالية:

  • الألياف العضلية الحمراء البطيئة I (SO - ألياف مؤكسدة بطيئة)

تتميز الألياف العضلية الحمراء البطيئة بقدرة هوائية عالية ومقاومة التعب. نظرًا لأن قدرتها اللاهوائية بطيئة ، فإنها غير قادرة على إظهار قوة عضلية كبيرة. يميل تقلص العضلات إلى أن يكون بطيئًا - 110 مللي ثانية / تقلص العضلات. تحتوي الوحدة الحركية الواحدة على حوالي 10-180 ألياف عضلية.

  • ألياف عضلية حمراء سريعة IIa (FOG - ألياف تحلل السكر سريعة التأكسد)

تشترك ألياف العضلات الحمراء السريعة في بعض الصفات مع ألياف بطيئة أو ألياف من نوع IIx. تتميز هذه الألياف بقدرة هوائية متوسطة ومقاومة التعب. كما أنه يُظهر قدرة لاهوائية عالية وقادر على إظهار قوة عضلية كبيرة. سرعة الانقباض 50 مللي ثانية / تقلص العضلات. تحتوي الوحدة الآلية الواحدة على حوالي 300-800 ألياف.

  • الألياف البيضاء السريعة IIx (FG - ألياف حال السكر بسرعة)

على عكس الأنواع المذكورة سابقًا ، تتميز الألياف البيضاء السريعة بقدرة هوائية منخفضة والميل إلى التعب السريع. من ناحية أخرى ، لديها أكبر قدرة لاهوائية وقادرة على إظهار قوة عضلية كبيرة. سرعة الانقباض 50 مللي ثانية / تقلص العضلات. تحتوي وحدة المحرك الواحدة على حوالي 300-800 ألياف.
يُعطى حجم هذا النوع من الألياف العضلية وراثيًا (حتى 90٪) (Jančík et al. ، 2007) ويختلف في الأفراد. في متوسط ​​عدد السكان ، تكون نسبة الألياف البطيئة إلى السريعة 1: 1. يوضح الشكل التالي (الشكل 13) نسبة الألياف البطيئة إلى السريعة عند الرياضيين المنخرطين في تخصصات مختلفة .