PDF Bodybuilding Coaching Guide
Document Details

Uploaded by WealthyBromine
Khatam University
Tags
Summary
This document provides a comprehensive guide to bodybuilding and exercise science, explaining muscle structure, diverse muscle types (skeletal, smooth, and cardiac), and the mechanisms behind muscle contractions. It delves into concepts like sarcomeres, myofibrils, and the roles of actin and myosin fibers. The text explores how muscles generate force, which is essential for movement, and the functions of the nervous system which control muscle activity.
Full Transcript
انسان برای ادامه حیات نیازمند عملکرد درست دستگاههای گوناگونی، مانند دستگاه قلبی -تنفسی و اسکلتی است.عملکرد این دستگاهها مبتنی بر فعالیت عضله هایی است که تولید نیرو میکنند و باعث حرکت -که مهمترین ویژگی انسان است ـ میشوند.عضله ها ،خون را از قلب خارج میکنند و سپس عضل...
انسان برای ادامه حیات نیازمند عملکرد درست دستگاههای گوناگونی، مانند دستگاه قلبی -تنفسی و اسکلتی است.عملکرد این دستگاهها مبتنی بر فعالیت عضله هایی است که تولید نیرو میکنند و باعث حرکت -که مهمترین ویژگی انسان است ـ میشوند.عضله ها ،خون را از قلب خارج میکنند و سپس عضله های صاف آن را در سرتاسر بدن توزیع میکنند.با توجه به دالیل گفته شده بدیهی است که دستگاه عضالنی از مهمترین دستگاههای بدن است و شناخت آن ضروری به نظر میرسد.ترکیب عضله های بدن به طور میانگین حاوی ۷۵درصد آب ۲۰ ،درصد پروتئین و ۵ درصد کربوهیدرات ،چربی ،نمک ،یونهایی مانند کلسیم ،سدیم منیزیوم و میوگلوبین است. عضله های موجود در بدن به سه دسته تقسیم میشوند: .۱عضله های اسکلتی(عضله های ارادی) :معموًال به استخوانها میچسبند و ۴۵درصد وزن بدن را تشکیل میدهند و تحت کنترل ارادی فرد قرار دارند. عضله های اسکلتی در زیر میکروسکوپ دارای نوارهای تیره و روشنی هستند و در سلولهای آنها هسته های بسیاری قرار گرفته است.به همین دلیل ،به این گروه عضله ها عضله های مخطط نیز گفته میشود.مهم ترین وظیفه این عضله ها این است که ،اندامها و بدن را حرکت دهند و تعادل بدن را حفظ کنند.عضله های اسکلتی میتوانند تحت تأثیر تحریک دستگاه عصبی ،انقباضهای سریع و قوی ایجاد کنند؛ ولی تنها مدت کمی میتوانند با حداکثر قدرت کار کنند. .۲عضله های صاف: اجزای انقباضی این نوع عضله ها نامنظم است و فاقد نوارهای تیره و روشن است ـ که به این دلیل صاف نامیده میشود.سلول های عضله های صاف کوتاه تر از عضله اسکلتی و دوکی شکل هستند و فقط یک هسته در آنها وجود دارد.این نوع عضله در اندامهای داخلی بدن ،مانند معده ،روده ها ،مثانه ،رحم و عروق خونی وجود دارد که تحت کنترل فرد نیست.به همین دلیل دارای عملکرد غیر ارادی است.عضله های صاف بر خالف عضله های اسکلتی آهسته تر منقبض میشود؛ ولی میتواند مدت طوالنی بدون مصرف انرژی به حالت انقباض باقی بماند. .۳عضله های قلبی : تنها در بافت قلبی مشاهده میشود و مانند عضله های اسکلتی در زیر میکروسکوپ دارای نوارهای تیره و روشن است؛ اما بر خالف آنها غیرارادی هستند.سلولهای این عضله ها دارای یک یا دو هسته هستند که در مرکز سلول قرار دارند. ساختار عضله های اسکلتی عضله اسکلتی با بافت همبندی به نام اپی میوزیوم از سایر عضله های بدن جدا میشود.اپی میوزیوم در زیر بافت پیوندی محکمی به نام نیام قرار دارد.پری میوزیوم الیه ای دیگر از بافت همبند است که از اپی میوزیوم به سمت داخل امتداد یافته است و بافت عضله را به بخشهای کوچکی تقسیم میکند .این بخشهای کوچک دسته ای تار عضالنی به نام فاسیکول هستند که با پری میوزیوم از سایر فاسیکولهای دیگر جدا میشوند.تعداد تارهای عضالنی درون فاسیکولهای یک عضله با هم متفاوت هستند.هر تار عضالنی درون یک فاسیکول نیز با یک الیه نازک از بافت همبندی دیگر به نام آندومیوزیوم از سایر تارهای عضالنی مجزا میشود؛ بنابراین الیه های بافت همبند ،تمامی بخشهای یک عضله اسکلتی را در برگرفته و از هم جدا میکند.این آرایش به بخشهای مختلف اجازه میدهد که تا اندازه ای به طور مستقیم عمل کنند.همچنین بسیاری از عروق خونی و اعصاب از میان این الیه ها عبور میکنند.عضله ها با تولید نیرو از طریق استخوانها باعث ایجاد حرکت می شوند.عضله ها به دو صورت با استخوانها متصل میشوند: اتصال به استخوان از طریق تاندون: ✓ مجموعه غشاها( اپی میوزیوم ،پری میوزیوم و )....در انتهای یک عضله به یکدیگر میپیوندند و تاندونها را به وجود میآورند.تاندونها ارتباط بین عضله و استخوانها را ممکن می سازند و کنشهای خیلی شدید را نیز تحمل و دفع میکنند. اتصال مستقیم به استخوان: ✓ عضله و استخوان مستقیمًا با یکدیگر در تماس هستند و تاندون بین آنها وجود ندارد؛ مانند عضله های لگن و کتف. تارهای عضالنی: با یک غشای پالسمایی به نام سارکولم که زیر آندو میوزیوم قرار دارند، پوشیده شده است.در برخی از منابع علمی آمده است که سارکولم از دو بخش پالسما و غشای پایه تشکیل شده است که پالسما در خارج سلول و غشای پایه در داخل سلول مرتبط هستند.گفته شده است که بین پالسمالم و غشای پایه ،سلولهای ماهواره ای قرار گرفته اند و در رشد و تکامل عضله اسکلتی مؤثر هستند.سارکولمها عالوه بر احاطٔه تارهای عضالنی ،در مقابل کشش عضله نیز مقاومت میکنند.یک تار عضله اسکلتی از تعداد زیادی تارچه تشکیل شده است که میو فیبریل نامیده می شود.میوفیبریلها تأثیر زیادی در انقباض دارند .در درون هر تارچه عضالنی تقریبًا ۳۰۰۰الیاف اکتین و ۱۵۰۰الیاف میوزین قرار دارند؛ اما از آنجایی که الیاف میوزین ضخیم تر هستند ،دوسوم کل عضله های اسکلتی را شامل میشوند.با توجه به اینکه الیاف اکتین و میوزین مسئول اصلی انقباض عضله محسوب میشوند ،آگاهی از اجزاء این الیاف ضروری به نظر میرسد. الیاف میوزین رشته های ضخیم و تیره ای هستند که با رشته های کشسانی به نام تیتین نگهداری میشوند.هر لیف میوزین از مولکولهای میوزین ساخته شده است.مولکولهای میوزین دو رشته ای هستند.در انتهای هر رشته یک کالهک وجود دارد که به سرهای میوزین معروف است.اتصال میوزین به اکتین با این کالهکها -که پل های عرضی نیز نامیده میشود -صورت میگیرد.بر روی سرهای میوزین جایگاهی وجود دارد که دارای آنزیم ATP آز است و ATPرا تجزیه و برای ایجاد حرکت انرژی تولید می کند. مولکولهای میوزین از چهار زنجیره پلی پپتیدی سبک و دو زنجیره پلی پپتیدی سنگین تشکیل شده است.زنجیره های سنگین به دور هم پیچ میخورند و در یک طرف ،دنباله ای بلند و در طرف دیگر(انتهای زنجیره ها )دو سر کروی را به وجود می آورند.زنجیره سبک نیز در دو طرف به سرهای کروی متصل شده اند و بخشی از سرهای میوزین را تشکیل میدهند .این زنجیره های سبک ،به کنترل عمل سر در روند انقباض عضله کمک میکنند.مولکولهای میوزین از طرف دنباله های بلند خود به هم متصل میشوند؛ بنابراین در بخش مرکزی رشته های ضخیم سر وجود ندارند؛ ولی در اطراف این بخش مرکزی سرهای میوزین به صورت مارپیچی برجسته شده اند. الياف اكتين رشته های روشن و نازکی هستند که از مولکولهای ریزی به نام Gاکتین ساخته شده اند G.اکتینها به صورت دو رشته Fاکتین به دور هم پیچیده شدهاند و این دو رشته با رشته های پروتئینی به نام نبولین به هم متصل میشوند.نبولین طول رشته های اکتین را تنظیم میکند و از افزایش یا کاهش بیش از حد آنها جلوگیری میکند .همچنین به نظر میرسد ،نبولین تأثیر تنظیمی در تعامل بین اکتین و میوزین داشته باشد. به هریک از مولکولهای اکتین Gیک مولکول ADPچسبیده است.اعتقاد بر این است که این مولکولهای ADPمحلهای فعال تیره رنگ موجود بر روی الیاف اکتین هستند که پلهای عرضی الیاف میوزین با آنها وارد واکنش و موجب انقباض عضله میشود. دو نوع پروتئین دیگر در الیاف اکتین وجود دارند .یکی از این پروتئینها تروپومیوزین است که به صورت یک رشته پروتئینی نازک به طور مارپیچی به دور مارپیچ Fاکتین پیچیده شده و با Gاکتینها در ارتباط است.در حالت استراحت این پروتئین رشته ای باعث مخفی شدن جایگاههای فعال اکتین و مانع از اتصال سرهای میوزین به جایگاه های فعال اکتین میشود.پیامد این عمل منقبض نشدن عضله است. هر مولکول تروپومیوزین حدود ۷عدد از جایگاههای فعال را میپوشاند. تروپونین ،پروتئین دیگری در الیاف اکتین است که در نزدیکی یک انتهای هر مولکول تروپومیوزین قرار دارد در هر الیاف اکتین ۳نوع تروپونین وجود دارد.تروپونین Tکه با تروپومیوزین در تماس است ،مجموعه تروپونین -تروپومیوزین را تشکیل میدهد و این اتصال ،ترپومیوزینها را در محل خود نگه میدارد.پروتئین دوم تروپونین است که با مولکولهای اکتین در تماس هستند؛ اما مهمترین تروپونین موجود در الیاف اکتین، تروپونین Cاست که با کلسیم در تماس است.الزمه ایجاد انقباض در عضله ،پیوند کلسیم به تروپونین است که ترکیب آغازگر تغییر در عمل اکتین و میوزینها است.تروپونین Cعالوه بر ترکیب با کلسیم در بعضی مواقع میل ترکیبی نیز برای برقراری پیوند با هیدروژن را دارد.ترکیب تروپونین با هیدروژن مانع از اتصال کلسیم به این تروپونین می شود.در این صورت انقباض صورت نمیگیرد و در بعضی مواقع باعث بروز خستگی عضالنی میشود. سارکومر وجود الیاف اکتین و میوزین در تارهای عضالنی باعث ایجاد خطوط متناوب تیره و روشنی میشود که از خصوصیات عضله اسکلتی و عضله قلب است.این خطوط واحدهای متعددی به نام سارکومر را تشکیل میدهند که در طول هر تار عضله امتداد یافته است.سارکومر به عنوان واحد انقباضی عضله از منطقه ای بین دو خطوط Zتشکیل شده است. این واحد از دو بخش اصلی تشکیل شده است :نخست منطقه ( ۱منطقه روشن) که حاوی الیاف اکتین است و در اتصاالتی مستقیم به خطوط Z که در مرکز نوار ا دیده میشود ،تثبیت میگردد.آلفا اکتینها پروتئینهای رشته ای موجود در نوار Zهستند که مسئول اتصال الیاف اکتین دو ساکومر مجاور به صورت انتها به انتها هستند.ترپومدولین ،پروتئین دیگری است که در انتهای الیاف نازک به طرف مرکز سارکومر قرار دارد و ممکن است در تنظیم طول الیاف نازک دخالت داشته باشد.بخش دوم، شامل منطقه ( Aمنطقه تیره) است که حاوی الیاف اکتین و میوزین است.الیاف میوزین نیز از طریق پروتئینهای بلندی به نام تیتین به خطوط Zمتصل میشوند.تیتین از خط Zتا مرکز سارکومر کشیده شده است و به نظر میرسد در سازماندهی و آرایش الیاف ضخیم در سارکومر اهمیت داشته باشد. منطقه Aنه تنها شامل ناحیه ای است که الیاف ضخیم و نازک در آن قرار دارند؛ بلکه ناحیه ای در مرکز آن به نام منطقه Hوجود دارد که فقط حاوی الیاف میوزین است.نبود الیاف اکتین در این منطقه باعث روشن تر شدن این منطقه نسبت به سایر مناطق نوار Aشده است.در وسط منطقه Hخطی به نام خط Mوجود دارد و حاوی پروتئینهایی است که نقش مهمی در سازماندهی و قرارگیری الیاف میوزین در سارکومر دارد. سارکوپالسم به سیتوپالسم سلولهای عضالنی -که همان بخش مایع تار عضالنی است و فضایی بین تارچه ها را ُپ ر کرده است -سارکوپالسم گفته میشود و عمدتًا شامل پروتئینهای محلول ،مواد معدنی ،چربی و اندامکها است. سارکوپالسم با سیتوپالسم غالب سلولها تفاوتهایی نیز دارد؛ زیرا شامل مقدار زیادی گیلکوژن ذخیره و همچنین میوگلوبین است.یکی از اندامکهای مهم در سارکوپالسم ،تارهای عضالنی شبکه سارکو پالسمی است که شبیه به شبکه آندوپالسمی سایر سلولها است.در قسمتهایی از این شبکه ،کیسههایی به نام کیسههای انتهایی قرار دارند که کلسیم ضروری برای انقباض عضله را نگهداری میکنند.سارکوپالسم حاوی شبکه وسیعی از مجاری به نام مجراهای های عرضی (مجاری )Tاست که از سارکولم امتداد یافته است و به صورت عرضی از میان تارچههای عضالنی میگذرد و به درون سارکوپالسم امتداد مییابد.این مجاری میتواند تحریکات عصبی دریافت شده با سارکولم را به تارچههای عضالنی عمقی که اجزای انقباضی در آن قرار دارد ،ارسال کند.همان طور که گفته شد ،شبکه سارکوپالسمی حاوی کیسه هایی برای ذخیره کلسیم است.به مجموعه یک مجاری Tو دو کیسه حاوی کلسیم -که در دو طرف این لوله قرار دارند -سه گانه میگویند. مکانیسم انقباض عضله ها با انقباض ،نیروی الزم برای حرکت استخوانها را ایجاد میکنند. فعالیت عضله اسکلتی با تحریک سیستم مرکزی شروع میشود و این سیستم باعث تولید پتانسیل الکتریکی در سیستم عصبی محیطی - نورونهای حرکتی آلفایی که در ارتباط با عضله مورد نظر هستند - میشود.انتهای رشته های عصبی یک محل تماس با تارهای عضالنی به نام صفحٔه محرکه یا پیوندگاه عصبی -عضالنی دارند که سیگنالهای الکتریکی با این اتصاالت در طول تار عضالنی منتقل میشود.پتانسیل عمل تولیدی در صفحۀ محرکه که در وسط تار عضالنی قرار دارد ،به سوی دو انتهای آن نیز انتشار مییابد و این گسترش پتانسیل عمل ،از این نظر اهمیت دارد که موجب انقباض تقریبًا هم زمان تمام سارکومرهای عضله میشود.به طوری که این سارکومرها میتوانند به جای انقباض انفرادی به صورت دسته جمعی و با هم منقبض شوند.هنگامی که پیام عصبی به پایانه های آکسون نورون پیش سیناپسی میرسد ،باید بر روی تار عضالنی اثر بگذارد.این اثر گذاری با میانجیهای عصبی مانند استیل کولین انجام میشود که حاصل آن ،آغاز ایجاد پتانسیل عمل در تارهای عضالنی میشود. استیل کولین نوعی میانجی عصبی -تحریکی در عضله های اسکلتی است که نورونهای حرکتی آلفا از آن برای کنترل انقباض عضله اسکلتی استفاده میکنند.استیل کولین در سیتوپالسم نورونهای حرکتی تولید شده و در درون وزیکولهایی که در نزدیکی پایانه های اکسون قرار دارند ،ذخیره میشوند.در پایانه های آکسون تعداد زیادی میتوکندری وجود دارد که انرژی الزم برای سنتر استیل کولین را تأمین میکند.پایانه های اکسون (صفحه های انتهایی) در یک فرورفتگی از سطح تار عضالنی قرار میگیرند ،اما به غشای تار عضالنی متصل نیستند؛ بلکه بین آنها یک فضایی به نام فضای سیناپسیوجود دارد.هنگامی که تکانه های عصبی به پایانه های یک نورون پیش سیناپسی میرسد ،باعث باز شدن کانالهایی در پایانه های آکسون میشود و کلسیم موجود در فضای سیناپسی از طریق این کانالها به داخل پایانه های آکسون انتشار می یابند.یونهای کلسیم وزیکولهای حاوی استیل کولین را پاره میکنند و استیل کولین را به داخل شکاف سیناپسی می ریزند.در غیاب کلسیم یا در حضور منیزیم مازاد ،آزاد شدن استیل کولین از صفحه های انتهای نورون شدیدًا تضعیف میشود.استیل کولین رها شده در فضای سیناپسی ،بر روی کانالهای پروتئینی موجود در غشای عضله از طریق اتصال با گیرندههای مخصوص خود اثر میگذارد.اتصال دو استیل کولین به گیرندههای کانالهای پروتئینی سبب باز شدن این کانال ها میشود.باز شدن کانالها باعث ورود یون های مثبت به ویژه سدیم به داخل تارهای عضالنی میشود که این امر ،یک تغییر پتانسیل موضعی در غشای تار عضالنی موسوم به پتانسیل صفحه محرکه تولید میکند. این پتانسیل صفحه محرکه موجب بروز پتانسیل عمل در غشای عضله نیز میشود.تار عضالنی آن قدر بزرگ است که پتانسیل عملی که در طول غشاء گسترش می یابد ،تقریبًا موجب بروز هیچگونه جریانی در عمق تار نمیشود.مجاری Tاز طریق ارتباطی که با سارکولم ها دارد ،پتانسیل عمل تولیدی را از غشا به درون تارچه های درون تار هدایت میکند؛ سپس مجاری های Tسه گانه بر روی کیسه های کلسیمی مجاور موجود در شبکه سارکوپالسمی اثر میگذارد و سبب آزاد شدن کلسیم به درون شبکه سارکوپالسمی میشود.همچنین مجاری Tبر کانال های کلسیمی حساس به ولتاژ که بر روی غشای شبکه سارکوپالسمی قرار دارند ،اثر میگذارد و سبب باز شدن این کانال ها به مدت کوتاهی میشود.این رویداد سبب آزاد شدن کلسیم از شبکه سارکوپالسمی به درون سارکو پالسم میشود. کلسیم هایی که از این طریق به درون سارکوپالسم رها میشوند ،از طریق انتشار به درون تارچه های مجاور آزاد میشوند. در حالت استراحت پروتئین های تروپومیوزین و تروپونین مانع از اتصال سرهای میوزین به نقاط فعال اکتین میشوند که همین متصل نشدن ،مانع ایجاد انقباض میشود.هنگامی که کلسیم آزاد در سارکوپالسم به درون تارچه ها رها می شود ،سبب اتصال ۴یون کلسیم به تروپونین Cمیشود. با تغییر شکل تروپومیوزین این پروتئین به عمق شیار بین دو رشته اکتین فرو میرود.این تغییر شکل سبب آشکار شدن نقاط فعال اکتینی -که با تروپومیوزین پنهان شده بودند -میشود.کلسیم طی فرایند انقباض مصرف نمیشود؛ فقط باعث تغییر وضعیت قرارگیری تروپونین و تروپومیوزین روی مولکول های اکتین میشود.این ترکیب کلسیم - تروپونین برای ایجاد انقباض ،ضروری است.پس از مشخص شدن نقاط فعال ،سرهای میوزین بر اساس تمایلی که به این نقاط دارند ،به آنها متصل میشوند. مراحل حرکت سرهای میوزین بر روی رشته های اکتین بر اساس نظریه لغزش الیاف به صورت زیر است :اتصال :سرهای میوزین که فاقد ATP هستند ،محکم به رشته های اکتین میچسبند و حالت انجماد به وجود میآورند.این مرحله در عضله هایی که نیاز به انقباض سریع برای تولید نیرو دارند ،کوتاه میشود و با اتصال ATPپایان می پذیرد.رها شدن: اتصال ATPبه سرهای میوزین باعث ایجاد تغییر در بخشی از سرهای میوزین میشود که با اکتین وارد واکنش شده است.نتیجه این تغییر ساختار ،کاهش تمایل سرمیوزین به رشته های اکتین و جدا شدن آن از رشته های اکتین است (شکل )۳ - ۶ جابه جایی :با تجزیه ATPبا آنزیم ATPآز موجود در سرهای میوزین تغییراتی در سر میوزین ایجاد میشود ،که نتیجه آن حرکت سرهای میوزین در طول رشته های اکتین به سمت صفحه Zنزدیک آن است. ATPو Pحاصل از هیدرولیز ATPبه سر میوزین متصل باقی میمانند؛ اما هنوز به اکتین نمیچسبند. تولید نیرو :با رویت نقاط فعال Gاکتین ،سرهای میوزین به نقاط فعال متصل میشوند.اتصال سست سر میوزین به رشته های اکتین باعث آزاد شدن فسفات ( )Pمیشود.همزمان با آزاد شدن pاتصال سر میوزین به اکتین محکم تر میشود و نیرویی به وجود میآید که در نهایت ضربه ای به نام ضربه توانی ایجاد می.کند.سرهای میوزین در اثر همین ضربه رشته های اکتین را به سمت مرکز سارکومر حرکت میدهد و باعث کوتاه شدن عضله میشود.با آزاد شدن مولکول ADPاز سرهای میوزین که بر اثر اتصال یونهای موجود در عضله ،مانند منیزیم به سرهای میوزین به وقوع می پیوندد ،مجددًا سرهای میوزین با نقاط اکتین اتصال محکمی برقرار میکند و با چسبیدن یک مولکول ATPدیگر مراحل فوق تکرار می.شود. بر اساس نظریه لغزش الیاف زمانی که سارکومر کوتاه میشود طول الیاف اکتین و میوزین تغییری نمیکند؛ بلکه فقط این دو الیاف روی یکدیگر می لغزند؛ یعنی الیاف اکتین از دو سر به سمت مرکز سارکومر حرکت میکنند و این عمل باعث نزدیک شدن نقاط Zهر سارکومر به مرکز سارکومر میشوند و این اتفاق سبب کوتاه شدن سارکومر میشود. هنگامی که تکانه عصبی متوقف میشود ,رها شدن استیل کولین از پایانه های اکسون مهار میشود.همچنین استیل کولین که در باز کردن کانالهای سدیمی تأثیر زیادی دارد از دو طریق از فضای سیناپسی حذف میشود: الف) استیل کولین با آنزیم استیل کولین استراز به استات و کولین تجزیه و غیر فعال میشود.کولین مجددًا به درون نورونهای پیش سیناپسی نفوذ میکنند و در آنجا مجددًا با استات پیوند تشکیل میشوند و استیل کولین سنتز میکنند و ب) مقدار کمی از استیل کولین موجود در فضای سیناپسی ,از طریق انتشار از این فضا خارج میشود و دیگر در دسترس قرار نمیگیرد تا بر روی غشای تار عضالنی عمل کند.زمانی که استیل کولین تجزیه میشود, کانالهای سدیمی موجود در غشای تار عضالنی بسته میشوند.در نتیجه پتانسیل عمل پایان یافته و غشا به حالت استراحت در می آید.این اتفاق باعث جدا شدن کلسیم از روی تروپونین Cشده و کلسیم با مصرف انرژی(انتقال فعال) از تارچه به درون شبکه سارکوپالسمی منتقل و تروپونین و تروپومیوزین مجددًا با پنهان کردن نقاط فعال اکتین مانع انقباض میشود و عضله به حالت استراحت در می آید. منابع انرژی انقباض عضله همان گونه که گفته شد ،عضله ها برای ایجاد انقباض نیازمند انرژی هستند.منبع اصلی انرژی عضله ATPاست ،که به مقدار کمی در عضله وجود دارد.به دلیل ذخیره محدود ATPدر عضله این منبع انرژی باید بازسازی شود.منبع اولیه انرژی موجود برای بازسازی ATPکراتین فسفات است.کراتین فسفات ،نوعی زنجیره پرانرژی فسفات است و نسبت به عضله بیشتر یافت میشود.در فعالیتهای کوتاه مدت اولین منبع تولید ATPدرون عضله کراتین فسفات است.کراتین و فسفات ،ترکیب کراتین فسفات را تشکیل میدهند.هنگامی که فعالیت آغاز میشود ،کراتین فسفات تجزیه میشود و انرژی حاصل از این تجزیه سبب ترکیب شدن ADP،P شده و ATPتولید میکند و میتواند سطح ATPرا برای مدت خیلی محدودی حفظ کند.در فعالیتهایی که بیش از چند ثانیه طول میکشد، تولید ATPدر مسیر گلیکولیز ،که یک مسیر بی هوازی و مستقل از اکسیژن است ،انجام میشود.گلوکز در این مسیر تجزیه میشود و ATP اسید الکتیک و دیگر محصوالت جانبی تولید میکند.تجمع زیاد فرآورده های جانبی فعالیت مانند ( ،)H+موجب خستگی میشود.در نتیجه این مسیر برای فعالیتهای طوالنی مناسب نیست.این مسیر برای فعالیتهای حدود ۲دقیقه می تواند مسیر خوبی برای تولید انرژی باشد.در فعالیتهایی که بیش از دو دقیقه به طول می انجامد ،سیستم غالببرای تولید ATPسیستم هوازی است و مواد غذایی مانند کربوهیدرات چربی و پروتئین را برای تولید انرژی در حضور اکسیژن تجزیه میکند.هنگامی که اکسیژن وجود داشته باشد این مسیر به عنوان مسیر اصلی تولید انرژی محسوب میشود. انواع تارهای عضالنی تمام تارهای عضالنی ،خواص یکسانی دارند تارهای عضالنی -اسکلتی از لحاظ سرعت تولید نیرو ،انجام دادن کار و ویژگی بافتی با هم متفاوت اند که این تفاوت به خاطر فعالیتهای آنزیمی مختلف ،تعداد و اندازه اندامکهایی مانند میتوکندری و یکسان عمل نکردن مولکولهای میوزین به وجود می آید. تارهای عضالنی عبارت اند از: -۱تارهای کندانقباض ( :)STرنگ قرمز این تارها در زیر میکروسکوپ به خاطر وجود زیاد میوگلوبین (رنگدانه قرمز ذخیره کننده اکسیژن) است. تارهای کندانقباض ،که ۵۰درصد کل تارهای عضالنی را شامل میشود، باریک هستند.که با نورونهای حرکتی کوچکی عصب دهی میشوند.به سبب کوچک بودن نورونهای حرکتی این تارها دارای پیوندگاه عصبی - عضالنی کوچک و ساده ای هستند ،این تارها دارای آستانه تحریک پایینتری هستند؛ یعنی در شدتهای پایین تحریکات عصبی نیز منقبض میشوند.وجود تعداد زیاد میتوکندری که نوعی سازگاری برای تنفس هوازی به شمار میرود و همچنین شبکه مویرگی وسیع گسترده و پرتراکم سبب شده است که این تارها قابلیت تولید انرژی زیادی را داشته باشند. به همین دلیل ،این تارها دیر خسته میشوند و به تارهای مقاوم به خستگی شهرت یافته اند.وجود ذخیره چربی زیاد نسبت به گیلکوژن کم این تارها و همچنین باال بودن فعالیت آنزیمهای اکسیداسیونی ،ظرفیت تنفسی باالیی به این نوع تارها داده است؛ بر این اساس در این نوع تار بازسازی ATPبیشتر از طریق مسیرهای هوازی انجام میشود. .۲تارهای تند انقباض مقاوم به خستگی( :)FTکه ۲۵درصد تارهای تند انقباض را تشکیل میدهند.مانند تارهای STقرمز رنگ هستند و شبکه مویرگی وسیعی دارند.توانایی این تارها در جذب اکسیژن ،مانند تارهای کند انقباض زیاد است و میتواند با استفاده از چربی و کربوهیدرات در حضور اکسیژن به خوبی انرژی تولید کنند و دیرتر خسته شوند.این تارها در مقایسه با تارهای STفعالیت ATPآز باالتر و ظرفیت بی هوازی بیشتری دارند و میتوانند از طریق فرایند بی هوازی نیز تولید انرژی کنند. .۳تارهای تند انقباضی خستگی پذیر ( :)Fbبه علت کم بودن میوگلوبین، این تارها اغلب در زیر میکروسکوپ به رنگ سفید دیده میشوند.به سبب کوچک بودن شبکه مویرگی ،این تارها دارای ذخیره خونی کمتری هستند. این تارها با نورونهای حرکتی قطورتری تحریک میشوند و آستانه تحریک باالتری دارند؛ یعنی در شدتهای باال منقبض میشوند ATP.آز میوزین این تارها نسبت به دو نوع تار قبل سرعت باالتری برای تجزیه ATPدارد.به همین دلیل تارهای FTbبه سرعت منقبض میشوند.این تارها دارای شبکه سارکوپالسمی گسترده ای برای ذخیره و بازجذب یون کلسیم هستند؛ ولی در عین حال ،دارای میتوکندری کمتری نسبت به تارهای STهستند.کم بودن میزان میتوکندری و همچنین باال بودن فعالیت آنزیمهای گلیکولیتیکی این تارها ،باعث شده است که این تارها برای تولید انرژی، ATPرا از طریق مسیر بی هوازی بازسازی کنند.فعالیت زیاد در این مسیر با تولید موادی مانند یون هیدروژن ،سبب خستگی زودرس تارها می شود. تارهای تند انقباض در فعالیتهایی به کار گرفته میشوند که تغییر آهنگ، توقف و حرکت دارند.عضله هایی که چشم را حرکت میدهند ،از این نوع هستند. در حالی که بعضی از عضله های بدن دارای ترکیبی از انواع تار هستند، تحقیقات نشان داده است که رابطه مستقیمی بین انواع تارها و قابلیتهای خاص ورزشی وجود دارد.به عنوان مثال ،دوندگان سرعت در سطح جهانی دارای درصد باالیی (حدود ۷۵درصد) از تارهای تند انقباض در عضله های پای خود هستند؛ در حالی که دوندگان استقامت ،دارای درصد باالتری از تارهای کند انقباض در عضله های پا نسبت به افراد تمرین نکرده هستند. واحد حرکتی واحد حرکتی ،کوچکترین واحد عملکردی عصبی -عضالنی در فرایند انقباض عضله اسکلتی است.به مجموع یک نورون حرکتی آلفا و تعداد تارهای عضله اسکلتی -که با این نورون عصب دهی می شوند -یک واحد حرکتی میگویند.تعداد تارهای عضله در یک واحد حرکتی میتواند متغیر باشد.اندازه هر واحد حرکتی بر اساس تعداد تارهای موجود در یک واحد حرکتی میتواند بزرگ ،متوسط یا کوتاه باشد.عضله هایی که در حرکات ظریف و دقیق نقش دارند ،دارای واحدهای حرکتی بیشتری هستند و هر واحد حرکتی ،تعداد کمی از تارهای عضالنی را عصب دهی میکند.به عنوان مثال، در عضله های حرکت دهندۀ چشم ،هر واحد حرکتی دارای ۳تا ۱۰تار عضالنی است که میتواند حرکات بسیار دقیقی را ایجاد کند.برعکس در عضله های قوی ،هر واحد حرکتی متشکل از ۵۰۰تا ۲۰۰۰تار عضالنی است که در حرکات با دقت کم تأثیر دارند.هر واحد حرکتی تنها دارای یکی از سه نوع تار عضالنی است و نوع تار عضالنی در یک واحد حرکتی بر اساس ماهیت انتقال جریان عصبی در نورون حرکتی مربوطه تعیین میشود؛ به عنوان مثال ،پتانسیل عمل هایی با فرکانس زیاد و دامنه کم خصوصیات آهسته و اکسیداتیوی را در یک دسته پدید می آورد. واحدهای حرکتی اصلی عبارت اند از: واحد حرکتی کند :این گروه ،تارهای عضالنی کند انقباض را شامل میشود.نورون های این واحد حرکتی کوچک است و تحریکات کندی را به وجود میآورد و بیشتر در ارتباط با فعالیت های پیوسته هستند.عضله های عمقی بیشتر دارای واحدهای حرکتی کند هستند. واحدهای حرکتی تند :تارهای عضالنی تند انقباض نوع bرا دارند و بیشتر در عضله های سطحی وجود دارند.نورون های این واحد حرکتی بزرگ هستند و تحریکات سریعی را ایجاد میکنند که بیشتر در ارتباط با فعالیت های سریع و گسسته هستند. واحدهای حرکتی بینابینی :نوع تارهای عضالنی این گروه ،تارهای عضالنی تند انقباض نوع aهستند که ویژگیهای بینابینی واحدهای حرکتی کند و تند را دارند. تارهای عضالنی موجود در یک واحد حرکتی به طور گسترده در یک عضله توزیع میشوند و از تارهای عضالنی که متعلق به سایر واحدهای حرکتی اند جدا هستند؛ ولی معموًال دسته کوچکی شامل ۱۰تا ۱۵تار عضالنی از یک واحد حرکتی در میان دسته تارهای عضالنی واحد حرکتی مجاور قرار میگیرند.این عمل به واحدهای حرکتی جداگانه اجازه میدهد تا به جای این که به صورت دسته های کامًال جداگانه منقبض شوند ،انقباض یکدیگر را تقویت کنند. فراخوانی واحدهای حرکتی عضله ها با شدت های مختلف منقبض میشوند.از آنجایی که تارهای درون عضله به صورت واحدهای حرکتی سازماندهی میشوند و هر واحد حرکتی با یک نورون حرکتی مجزا کنترل میشود ،تمامی تارهای عضله یک واحد حرکتی در یک زمان تحریک میشوند؛ بنابراین یک واحد حرکتی تابع قانون همه یا هیچ است ،یعنی یا تمام تارهای عضالنی یک واحد حرکتی با هم منقبض میشوند یا هیچ یک منقبض نمیشوند.برای این که تارهای عضالنی یک واحد حرکتی برای فعالیت فراخوانده شوند ،تکانه های عصبی حرکتی باید در حد یا بیشتر از آستانه تحریک باشد (حداقل تحریک الزم برای شروع انقباض تارهای عضالنی یک واحد حرکتی را آستانه تحریک میگویند).به این معنی که با تحریک خفیف اصًال منقبض نمی شود ،ولی با تحریکی که به حد آستانه تحریکی برسد یا از آن عبور کند ،به طور کامل منقبض میشود؛ به طوری که اگر شدت تحریک را بیشتر کنیم ،انقباض آن شدیدتر نخواهد شد.علت این که عضله ها میتوانند با شدت های مختلف منقبض شوند این است که همه تارهای عضالنی آن منقبض نمیشوند؛ بلکه برحسب نیاز عضله فقط تعدادی از تارهای آن منقبض میشوند.در صورتی که انقباض خفیف باشد ،تنها آن دسته از واحدهای حرکتی که آسان تر تحریک میشوند ،درگیر هستند و میتوانند تارهای عضالنی کمتری را منقبض کنند.در صورتی که در شدت های تحریکی باالتر سایر نورون های حرکتی پاسخ می دهند و واحدهای حرکتی بیشتری فعال میشوند.مزیت استفاده از این روش آن است که ابتدا تارهایی به کار گرفته میشوند که در برابر خستگی مقاوم تر هستند (ابتدا تارهای STسپس FTaو در صورت نیاز تارهای FTbفراخوانده میشوند).این نوع افزایش در تعداد واحدهای حرکتی فعال شده جمع چندتایی واحدهای حرکتی یا فراخوانی نامیده میشود. زمانی که شدت تحریک افزایش یابد ،فراخوانی واحدهای حرکتی تا زمانی ادامه مییابد که در نهایت تمامی واحدهایحرکتی ممکن در آن عضله فعال میشوند.فرایند افزایش نیرو با درگیر کردن واحدهای حرکتی بیشتر را جمع فضایی میگویند؛ زیرا حاصل جمع نیروهای تولید شده از تار عضالنی در سطح وسیعی از عضله است.پتانسیل های عمل عضله های اسکلتی کامًال یک شکل هستند و منجر به رهایش یک پالس (حجم مشخص) تکرار پذیر کلسیم از شبکه سارکوپالسمی میشوند.پتانسیل عمل واحد ،کلسیم کافی برای ایجاد یک انقباض آزاد میکند؛ اما باید دانست ،مدت این انقباض بسیار کوتاه است؛ زیرا کلسیم با سرعت زیاد از طریق پمپ به داخل شبکۀ سارکوپالسم برگردانده میشود.اگر قبل از این که عضله به طور کامل به حالت استراحت برگردد ،برای بار دوم تحریک شود ،نیروی انقباضی افزایش می یابد.در سطوح باالی تحریک عضالنی، غلظت کلسیم داخل سلولی باال می رود و در تمام مدت تحریک در همان سطح حفظ می شود و میزان نیروی تولید شده بسیار بیشتر از مقداری می شود که طی یک تکانه مشاهده میشود.این پاسخ را کزاز مینامند.در فرکانس متوسط تحریک ،میزان کلسیم داخل سلولی قبل از رسیدن تحریک بعدی فرصت می یابد تا به میزان پایه برسد.با این حال به تدریج نیرو افزایش مییابد.به این پدیده اصطالحًا کزاز ناقص میگویند.در صورت تداوم این حالت -که امواج بالفاصله و سریعتر میآیند و برگشت کلسیم اتفاق نمیافتد -کزاز کامل به وجود میآید. تون عضله در حالت استراحت ،انقباض خفیفی در تارهای عضله رخ میدهد که به آن تون عضله میگویند.این پدیده پاسخی به تکانه های عصبی مکرری است که در نخاع شوکی به وجود آمده و به سوی تعداد کمی از تارهای عضله حرکت میکند. نتیجه به دست آمده وضعیت انقباضی مداوم و جزئی است.تون عضله به ویژه در حفظ وضعیت بدن اهمیت زیادی دارد. تون عضله در اثر بیماریهای که در هدایت تکانههای عصبی اختالل ایجاد میکند ،از بین خواهد رفت. انواع انقباض همان گونه که گفته شد ،عضله ها از طریق انقباض اعمال نیرو میکنند و میتوانند با انتقال نیرو از طریق تاندونها به استخوانها باعث ایجاد حرکت شوند . انواع عمل عضله بر اساس نوع حرکت و دامنه حرکت عضله به سه دسته تقسیم میشوند : .۱عمل ایزوتونیک (هم تنش) :در این نوع انقباض عضالنی ،عضله در یک دامنه حرکتی کامل حرکت میکند و کوتاه و بلند میشود و در مقابل یک نیروی مقاوم مثل یک جسم خارجی یا قسمتی از بدن منقبض میشود. این نوع عمل عضالنی به دو دسته تقسیم میشود : الف) عمل کانسنتریک( درون گرا) :در این نوع انقباض ،برای تولید نیرو طول عضله کاهش مییابد و دو انتهای عضله به هم نزدیک میشوند و تغییراتی در مناطق سارکومر به وجود میآید. طول منطقه ۱کوتاه شده و در شرایط انقباض خیلی شدید احتمال ناپدید شدن این منطقه وجود دارد . در این نوع انقباض ،تغییری در طول منطقه Aایجاد نمیشود. با سرخوردن الیاف اکتین بر روی میوزین و با ورود الیاف اکتین به منطقه Hاین منطقه نیز ناپدید میشود. ب) عمل اکسنتریک (برون گرا) :عکس انقباض ،کانسنتریک است که با بروز انقباض طول عضله افزایش مییابد و زمانی رخ میدهد که نیروی تولید شده عضله کمتر از میزان مورد نیاز برای حرکت یا بلند کردن وزنه باشد.این امر میتواند باعث خستگی بیشتر عضله شود.طول نوار Aدر این نوع عمل تغییری نمیکند؛ ولی منطقه ۱در این نوع فعالیت کشیده تر میشوند. همچنین طول منطقه Hنیز بزرگتر میشود در عمل ایزوتونیک با تغییر طول عضله نیروی تولیدی نیز تغییر میکند. در یک طول مشخص از عضله بیشترین نیرو تولید میشود کمتر یا بیشتر شدن طول عضله از این حد مشخص باعث کم یا زیاد شدن نیروی تولیدی میگردد. _۲عمل ایزومتریک( هم طول ) :هنگامی که تنش عضله گسترش مییابد، عضله سفت میشود و فقط نیرو تولید میکند؛ ولی در طول آن تغییری ایجاد نمیشود مانند وارد آوردن فشار به دیوار که با افزایش فعالیت، تغییری در طول عضله ایجاد نمیشود.اکنون هرچه بیشتر دست خود را به دیوار فشار دهید عضله های دست سفت تر میشوند؛ ولی در تمام مدت طول عضله های فعال تغییر نمی کند در این نوع عمل ،کار عضالنی مساوی صفر است.دلیل اینکه طول عضله در این نوع فعالیت عضالنی تغییر نمیکند ،آن است که مقاومت خارجی بار) یا هر نیروی مقاومت دیگر که عضله سعی در جابه جایی آن دارد ،بیشتر از حداکثر نیروی عضله است.همچنین از آنجایی که به هنگام عمل ایزومتریک هیچگونه کاری صورت نمیگیرد ،تمام انرژی حاصل از فعالیت صرف ایجاد گرما می.شود در این نوع عمل تغییری در طول مناطق سارکومر به وجود نمی آید. _۳انقباض ایزوکینتیک :به انقباضی گفته میشود که نیرو و سرعت انقباض در سرتاسر دامنه حرکتی عضله ثابت و پایدار نگه داشته شود. دستگاه مخصوصی برای انجام دادن این انقباض ساخته شده است که علی رغم تغییر یافتن زاویه حرکتی سرعت انقباض ثابت نگه داشته میشود.این نوع انقباض مفیدترین نوع انقباض در ورزش است. هایپرتروفی و آتروفی: تارهای عضالنی در پاسخ به تغییرات محیط میتوانند تغییر کنند. هایپرتروفی یکی از این پاسخها و سازگاری ها است.هایپرتروفی به افزایش اندازه سلول گفته میشود که منجر به افزایش اندازه عضو میشود.احتماًال در هایپرتروفی خالص هیچ سلول جدیدی به وجود نمیآید و فقط سلولها بزرگتر شدهاند.این افزایش حجم در تارها به دلیل افزایش سنتز اندامکها و پروتئینهای ساختاری رخ میدهد . در تارهای عضالنی ،با بزرگتر شدن الیاف اکتین و میوزین و همچنین تکثیر این پروتئینهای انقباضی تارچه ها بزرگتر میشوند که حاصل این فرایند ،افزایش زیاد تعداد الیاف انقباضی است که موجب میشود سلولهای عضالنی بزرگتر شود و هایپرتروفی روی دهد همراه با افزایش تعداد تارچه ها سیستمهای آنزیمی که تامین کننده انرژی هستند نیز افزایش پیدا میکنند.هنگامی که تار عضالنی طی یک دوره زمانی طوالنی بدون استفاده باقی بماند ،اندازه و حجم آن کاهش مییابد که بهآن آتروفی میگویند.هنگامی که یک عضله طی مدت طوالنی به کار گرفته نشود تعداد و اندازه پروتئینهای انقباضی و در نتیجه تعداد تارچه ها کاهش مییابد که حاصل این رویداد کاهش حجم تار و در نتیجه کاهش اندازه عضله است. افزایش تعداد تارها در بافتها را هایپرپالزی میگویند.در فرایندهایپرپالزی ، سلول از طریق تقسیم میتوز به دو نیم تقسیم میشود و میتواند سلولی شبیه به سلول قبل را به وجود آورد.هایپرپالزی در تارهای عضالنی به ندرت انجام میشود و تاکنون اطالعات دقیقی که نشان دهنده هایپرپالزی در تارهای عضالنی انسان باشد در دسترس نیست. پاسخ ها و سازگاری ها تمرین مقاومتی منجر به ترکیبی از پاسخها و سازگاریهای عصبی و عضالنی میشود.با این حال پاسخ افزایش سنتز پروتئین پس از یک جلسه تمرین مقاومتی دیده میشود؛ اما تغییر در اندازه تار پس از چند هفته فعالیت ورزشی منظم مشاهده نشده است.عالوه بر این رشد یا تجمع زیاد پروتئین عضله به چند ماه زمان نیاز دارد.مرحله اولیه افزایش قدرت عمدتًا به بهبود عصبی نسبت داده میشود.چنین مشاهداتی اصوًال از یادگیری حرکتی پیروی میکنند.طی مراحل اولیه تمرین ،بدن الگوی حرکتی مناسب برای اجرای فعالیت ورزشی را به دست میآورد.ابتدا باید یک برنامه حرکتی عمومی ایجاد شود و سپس برای اجرای فعالیت ورزشی هماهنگی ،به خوبی تنظیم شود.در نهایت این برنامه منجر به روان تر و مؤثر شدن الگوی حرکت میشود که این الگوی حرکتی کارآمد سبب تولید نیروی بیشتری هنگام حرکت میشود. نکات کلیدی || مرحله اول سازگاریها در تمرینهای مقاومتی عمدتًا به بهبودهای عصبی مربوط است که شامل فراخوانی بیشتر ،میزان کدگذاری ،هماهنگ سازی و تحریک دوگانه است. تحریک عصبی چند سازگاری عصبی برای قدرت کسب شده در سازگاری با تمرینهای مقاومتی پیشنهاد شده است.بخش اساسی این سازگاریها ،افزایش تحریک عصبی است.پژوهشها نشان دادند ،انسان نمیتواند به شکل ارادی حداکثر نیروی عضالنی را ایجاد کند؛ ولی با قرارگیری مکرر در معرض تمرینهای مقاومتی ،این قابلیت افزایش می یابد.مطالعات زیادی افزایش دامنه الکترومایوگرافی سطحی را پس از یک دوره تمرین مقاومتی منظم سازگار با تحریک عصبی تشدید شده در عضله های تحت تمرین گزارش کرده اند.در پژوهشهایی که از تکنیک انقباض اینترپوالسیون استفاده کرده اند-که در آن یک محرک فوق بیشینه زمانی که فرد هنگام انقباض ارادی است به عضله ارسال میشود -نشان داده شد که قبل از فعالیت ورزشی بیش از ۵درصد تارهای عضله چهارسر رانی در حین باز کردن بیشینه زانو غیر فعال بودند.با این حال پس از ۶هفته تمرین آزمودنیها ۲ درصد افزایش در فعال سازی عضله را نشان دادند. فعال سازی عضله نتایج به دست آمده از افزایش فعال سازی عضله در اثر تمرین ،اغلب به ترکیبی از دو عامل فراخوانی بیشتر تعداد تارهای درگیر در عمل عضالنی و میزان کدگذاری تواتری که واحدهای حرکتی تحریک میشوند نسبت داده شده است.به خوبی مشخص شده است که فراخوانی تار از اصل اندازه تبعیت میکند.این موضوع را ابتدا هنیمان مطرح کرد.اصل اندازه نشان میدهد که ظرفیت یک واحد حرکتی برای تولید نیرو مستقیمًا به اندازه آن واحد حرکتی وابسته است؛ بنابراین در طی حرکت ،تارهای کوچک با آستانه پایینتر در واحدهای حرکتی کوچکتر زودتر فراخوانده میشوند و متعاقب آن در صورت نیاز به نیروی بیشتر، واحدهای حرکتی بزرگتر با آستانه باالتر فراخوانده میشوند.این الگوی فعال سازی منظم بدون توجه به فعالیت در حال اجرا نیرو به شکل مالیم و به شکل تدریجی افزایش مییابد.دو عامل اصلی مسئول گسترش فراخوانی عضله هستند :سطح نیروی عضله و میزان توسعه نیرو.تمرین با وزنه های سنگین نیاز به تولید بسیار زیاد نیرو دارد و بنابراین هر دو واحدهای حرکتی با آستانه پایین و باال برای حداکثر نیرو فراخوانده میشوند.هدف بلند کردن سریع وزنه های سنگین است؛ اما سرعت واقعی جابه جا کردن بار نسبتًا آهسته است.زمانی که شدت بار کاهش مییابد، نیروی تولیدی الزم کاهش مییابد و واحدهای حرکتی کمتری برای بلند کردن وزنه با همان سرعت کوتاه شدن عضله الزم است.با این حال با بلند کردن سریع وزنه سبکتر احتماًال بسیاری از تارها فراخوانی میشوند(.حتی اگر وزنه ۳۳درصد حداکثر نیرو باشد). میزان کاهش آستانه فراخوانی در انقباضات سریع برای واحدهای حرکتی عضله های کند انقباض ،مانند عضله نعلی در مقایسه با عضله های تند انقباض ،مانند عضله ماضقه (یکی از عضلههای اصلی درگیر در عمل جویدن) بیشتر است.همچنین تأثیر خستگی در فراخوانی نیز باید مورد توجه قرار بگیرد.زمانی که در حین تمرینهای سبک خستگی افزایش مییابد آستانه فراخوانی واحدهای حرکتی با آستانه باال حتی در سرعتهای نسبتًا پایین تر به تدریج کاهش می یابد ،فرض بر این است که کاهش ایجاد شده در آستانه فراخوانی واحد حرکتی نتیجه تالش دستگاه عصبی -عضالنی برای حفظ سطوح ضروری تولید نیرو برای ادامه کار در حین انقباضهای تکراری است. هایپرتروفی موازی و سری هایپرتروفی پروتئینهای انقباضی میتواند با افزودن سارکومرها در یک الگوی سری یا موازی رخ دهد.در زمینه پروتکلهای فعالیت ورزشی سنتی اعتقاد بر این بود که حجم به دست آمده در عضله بیشتر ناشی از افزودن سارکومرها در راستای موازی است.اضافه بار مکانیکی منجر به ایجاد اختالل در ساختار تارچه ها و ماتریکس خارج سلولی میشود و در نتیجه، آبشار سیگنالی داخل سلولی را آغاز میکند.فراهم کردن یک محیط آنابولیک مطلوب ،این فرایند درنهایت منجر به افزایش اندازه و مقادیر عناصر انقباضی و ساختاری عضله و همچنین افزایش تعداد سارکومرها به صورت موازی میشود ،که متعاقب آن افزایش قطر تارها و سطح مقطع عضالنی است. برعکس ،افزایش سری در سارکومرها باعث افزایش طول عضله ها مطابق با طول کوتاه تر سارکومر میشود.افزایش در هایپرتروفی سری در مواردی مشاهده میشود که عضله برای سازگاری با طول جدید عملکردی تحت فشار قرار میگیرد.این اتفاق زمانی رخ میدهد که اندامی را گچ بگیریم ،این بی تحرکی مفصل در راستای عضله کشیده شده باعث میشود سارکومرها به صورت سری قرار بگیرند.بی تحرکی در طول کوتاه تر از طول طبیعی عضله منجر به کاهش سارکومرها میشود.همچنین نشان داده شده است که در جوندگان نیز ،کشش یک محرک قوی ،برای افزودن سارکومر به صورت سری است. پژوهشها نشان میدهند که انواع خاصی از فعالیتهای ورزشی میتوانند بر طول فاسیکول تأثیر بگذارند.سه نوع متمایز از فعالیت وجود دارد: کانسنتریک یا درون گرا ،اکسنتریک یا برون گرا و ایزومتریک یا هم طول. با توجه به فعالیتهای مقاومتی سنتی ،شواهد نشان میدهد هایپرتروفی سری تا حدی در مراحل اولیه تمرین رخ میدهد.در مطالعه ای گزارش شد که پس از ۳۵روز تمرین مقاومتی شدت باال در مردان و زنان فعالی که به شکل تفریحی ورزش میکردند افزایشی برابر با ۹/۹درصد در طول فاسیکول رخ داد.اگرچه در مطالعاتی که به شکل بلندمدت تر انجام شد، تغییرات طول غالف منحصر به ۵هفته اول تمرینهای مقاومتی بود و در ادامه سازگاری دیده نشد.نتایج پیشنهاد میکنند که تغییر نوع تمرینها ممکن است بر تغییرات هایپرتروفی تأثیرگذار باشد.عالوه براین افزایش طول فاسیکول در ورزشکارانی که تمرینهای با سرعت باال را جایگزین تمرینهای مقاومتی سنگین کردند گزارش شده است.بر اساس یافته ها اجرای انقباض های دورن گرا با حداکثر سرعت ،ممکن است افزایشی در الگوی سری سارکومر حتی در افرادی با سابقه تمرینی باال به وجود بیاورد. || نکات کلیدی || هایپرتروفی میتواند به شکل سری یا موازی رخ دهد.نکته اصلی در افزایش اندازه عضله های اسکلتی متعاقب تمرین مقاومتی اساسًا وقوع هایپرتروفی از نوع موازی است. هایپرتروفی سارکوپالسمیک چنین فرض شده است که افزایش ناشی از تمرین در عناصر غیر انقباضی عضله به عنوان مثال کالژن و اندامکها و مایع سارکوپالسمی ممکن است اندازه عضله را بزرگ کند.این پدیده اغلب به هایپرتروفی سارکوپالسمیک اشاره دارد که تا حد امکان حجم عضله را بدون افزایش همزمان در قدرت افزایش میدهد. افزایش هایپرتروفی سارکوپالسمیک به تمرینی با ویژگی بار کمتر و تکرار باالتر در مقایسه با تمرینهای سنگین با تکرار کم نسبت داده میشود-که تجمع بیشتری از بخشهای سارکوپالسمی را توسعه میدهند.اینکه هایپرتروفی ورزشکاران پرورش اندام و وزنه برداران از یکدیگر متمایز هستند ،تأییدی بر این مدعا است به ویژه پرورش اندام کاران تمایل دارند مقدار بیشتری بافت همبند فیبروزی اندومیوزیومی و همچنین مقادیر بیشتر گلیکوژن را در مقایسه با وزنه برداران به نمایش بگذارند ،که احتماًال ناشی از تفاوت در روش شناسی تمرین است.تغییرات مزمن در مایع داخل سلول ،موضوع بحث برانگیزی است.واضح است که فعالیت ورزشی منجر به افزایش ذخایر گلیکوژن عضله میشوند.پژوهشگران نشان دادند پس از ۵ماه برنامه تمرینی مقاومتی غلظت استراحتی گلیکوژن عضله ۶۶درصد افزایش یافته است.عالوه بر این پرورش اندام کاران افزایش دو برابری مقدار گلیکوژن را نسبت به افرادی که برنامه تمرینی منظمی ندارند ،از خود نشان میدهند.به نظر میرسد چنین تغییراتی هم با تغییرات آنزیمی و هم ظرفیت ذخیره سازی بیشتر در عضله های بزرگتر ایجاد میشود.ارتباط این موضوع با تغییرات سارکوپالسمیک در این است که هر گرم گلیکوژن ،با سه تا چهار گرم آب جذب میشود. نشان داده شده است که پس از ۱۶هفته تمرین مقاومتی شدید ،آب رسانی درون سلولی افزایش مییابد؛ که ناشی از تمرین است.در پژوهشی آزمودنی ها برنامه معمولی بدن سازی ۳ ،ست با ۱۲_۸تکرار و ۶۰تا ۹۰ ثانیه استراحت بین ست ها را انجام دادند.تعداد ۱۱حرکت ورزشی در هر جلسه با ترکیبی از دمبل دستگاه و سیم کش اجرا شد.تمامی ست ها تا لحظه خستگی عضالنی اجرا شد.تحلیل ترکیب بدنی آنها نشان داد که در میانٔه جلسه های تمرینی و در انتهای جلسه ها ،محتوای آب درون سلولی افزایش زیادی یافته بود.میتوان چنین فرض کرد که افزایش در محتوای آب همراه با محتوای گلیکوژن است؛ زیرا خصوصیات کمکی اسمز نسبت بین مایعات و پروتئین ،یکپارچگی سیگنالینگ سلولی را حفظ میکند. نتایج برخی پژوهشها نشان داد که تمرین منجر به افزایش محتوای مایع درون سلولی (احتماًال محتوای گلیکوژن) میشود؛ اما نمیتوان نتیجه گرفت افزایش آب درون سلولی ناشی از کدام روش تمرین مقاومتی است. تمرینهایپرورش اندام در درجه اول به سوختن سریع یا گلیکولیز تکیه دارند که کربوهیدرات منبع انرژی اولیه آن است.به همین ترتیب بدن ضرورتًا ظرفیت خود را برای ذخیره گلیکوژن افزایش میدهد و درنتیجه نیازمندی انرژی آینده را تأمین میکند.از سوی دیگر تمرینهای کوتاه مدت پاورلیفترها ایجاب میکند که سوخت از منابع فوری ATPو PCدر دسترس فراهم شود.نیاز نداشتن به استفاده زیاد از کربوهیدرات در طول این تمرینها منجر به کاهش نیاز به افزودن ظرفیت ذخیره سازی گلیکوژن و درنتیجه باعث کاهش تجمع موضعی مایع میشود.اگرچه این استدالل مبنای منطقی برای تغییرات ویژه تمرین در حجم سارکوپالسم را فراهم میکند؛ اما شواهد به تعداد کافی موجود نیست.برخی مطالعات نشان میدهد ،فعالیت ورزشی با ۹۰درصد در مقایسه با ۳۰درصد یک تکرار بیشینه ،منجر به افزایش بیشتری در سنتز پروتئین سارکوپالسم در مرحله اولیه پس از فعالیت ورزشی میشود ( ۴ساعت)؛ در حالی که در تمرین با بارکاری سبک تر ۲۴ساعت پس از فعالیت ورزشی بیشتر است.این یافته ها ویژه کسر پروتئین در سلول عضالنی است و تغییرات بلندمدت آب رسانی مرتبط با تمرینهای مقاومتی را منعکس نمیکند.اگرچه هنوز مشخص نشده است که این نتایج با گذر زمان باقی خواهند ماند یا خیر. سلول های ماهواره ای عضله های اسکلتی از نوع بافتهای پس میتوزی هستند؛ به این معنی که در طول زندگی تحت تأثیر جایگزینی زیادی قرار نمی گیرند.بنابراین روش مؤثری برای تولید مجدد تارها برای حفظ بافت و جلوگیری از مرگ سلولی ضروری است.سالم نگه داشتن بافت و جلوگیری از مرگ سلول، روش مؤثری برای تولید دوباره تارها است.بر اساس اجماع علمی متخصصان ،سلولهای ماهواره ای برای این فرایند ضروری هستند.سلولهای بنیادی میوژنی بین غشاء پایه و سارکولما قرار دارند و تا زمانی که محرک مکانیکی مناسب بر عضله اسکلتی وارد نشود به صورت غیر فعال باقی می مانند.هنگامی که تحریک میشوند سلولهای پیش رو با تولید میوبالست تکثیر میشوند و در نهایت با اضافه شدن به الیاف موجود شرایط الزم برای ترمیم و بازسازی عضله ها را فراهم میکنند.ممکن است این عوامل شامل بیان همزمان عوامل تنظیمی میوژنیکی از قبیل Myf، ،MyoDمیوژنین و MRFباشند که در ناحیه پروموتر ژنهای عضالنی به عناصر خاصی از DNAمتصل میشوند و هر یک کارکرد متفاوتی در فرایندهای مرتبط با رشد دارند.زیرگروههای سلولهای ماهواره ای در پاسخ به سازگاری مکانیکی درگیر نیستند و در مقابل به خودسازی میپردازند تا از ترمیم و نگهداری حوضچه های سلول ماهواره ای اطمینان حاصل گردد. پاسخ سلول ماهواره ای به یک دوره تمرین مقاومتی روزهای زیادی طول میکشد و اوج نتایج آن حدود ۷۲تا ۹۶ساعت پس از تمرین روی میدهد بیشتر شواهد نشان میدهند که تارهای نوع در مقایسه با تارهای نوع ۱۱ دارای تعداد بیشتری از سلولهای ماهواره ای ساکن هستند؛ اما مشخص شده است جمعیت آنها در تارهای نوع IIپس از تمرینهای مقاومتی به میزان بیشتری افزایش مییابد. تئوری ها میگویند که مهمترین کارکرد هایپرتروفیک سلولهای ماهواره ای توانایی آنها در حفظ ظرفیت میتوزی عضله با فراهم کردن هسته سلول به تارچه های موجود (تارچه ها یا تارهای عضالنی نابالغ) است که سرانجام ظرفیت عضله برای سنتز پروتئینهای انقباضی جدید افزایش می یابد. توجه کنید که در طول رشد نسبت هسته عضله به محتوای تار نسبتًا ثابت است اضافه شدن هسته عضالنی مشتق از سلول ماهواره ای برای حفظ سازگاریهای عضالنی در بلندمدت ضروری است.این موضوع با مفهوم حوزه هسته عضالنی سازگار است که ادعا میکند هسته عضالنی تولید mRNAرا برای حجم محدودی از سارکوپالسم تنظیم میکند و هرگونه افزایش در اندازه تار عضالنی باید همسو با افزایش مناسب در هسته عضله ها باشد.با توجه به اینکه عضله اسکلتی حاوی چند حوزه هسته ای است رشد میتواند با افزایش تعداد این حوزه ها از طریق افزایش هسته عضالنی و هم با افزایش اندازه حوزه های موجود رخ دهد.اعتقاد بر این است که هر دو رویداد در طی پاسخ سازگاری به ورزش روی میدهد و سلولهای ماهواره ای به این روند بسیار کمک میکنند || نکات کلیدی || به نظر میرسد سلولهای ماهواره ای برای به حداکثر رساندن پاسخ هایپرتروفی به تمرین مقاومتی ضروری هستند.کارکرد اصلی سلولهای ماهواره ای در این روند توانایی آنها برای حفظ ظرفیت میتوزی عضالنی با فراهم کردن هسته برای تارهای موجود است. هورمون ها و دستگاه عضالنی بخشی از تعادل عضالنی تحت تأثیر دستگاه عصبی -هورمونی است. مشخص شده است که هورمونهای مختلفی بر تعادل پویای بین محرکهای آنابولیک و کاتابولیک در عضله -که به کاهش یا افزایش تجمع پروتئین عضله کمک میکنند -مؤثر هستند عالوه بر این مواد مشخصی(هورمونها و مایوکاین ها) هم به شکل موضعی ترشح میشوند که هم پاراکراین (در سلولهای مجاور) و هم به شکل اتوکراین (از خود سلول و در داخل سلول) در پاسخ به فعالیت ورزشی برای سازگاریهای ویژه ترشح میشوند. تنش مکانیکی عضله اسکلتی به تغییرات باردهی مکانیکی به شدت واکنش نشان میدهد. از این رو برخی پژوهشها تنش مکانیکی را نیروی محرک اولیه برای پاسخ هایپرتروفیکی در تمرینهای مقاومتی در نظر گرفتهاند و حداقل سیگنالینگ حیاتی درون سلولی مرتبط با هایپرتروفی را آغاز می.کند به سخنی دیگر تنش مکانیکی را میتوان به عنوان یک نیروی طبیعی در ناحية عمل عضله با هر دو واحد نیوتن متر مربع یا پاسکال تعریف کرد نشان داده شده است که تنش مکانیکی خود به تنهایی سبب تحریک مستقیم mTORمیشود که احتماًال از طریق فعال کردن مسیر سیگنال خارج سلول /مجموعه توبروس اسکلروزیس )TSC2/(ERKتنظیم میشود. به نظر میرسد حسگرهای مکانیکی به نوع بار اعمال شده بر بافت عضالنی حساس هستند کشش ناشی از تنش مکانیکی موجب قرارگیری طولی سارکومرها میشود (به عنوان مثال شکل سری)؛ در حالی که فعالیتهای پویای عضلهسبب افزایش سطح مقطع در محورهای موازی میشود.به عالوه پاسخهای هایپرتروفیکی میتواند با توجه به نوع فعالیت عضالنی متنوع باشند.فعالیتهای ایزومتریک و برونگرا بیان ژنهای مجزا را -به گونه ای که نمیتوان از طریق تفاوت در فراخوانی بزرگی نیروهای مکانیکی آن را توضیح داد -تحریک میکند.این مثالها ترکیب پیچیدگیهای گیرندههای مکانیکی و توانایی آنها در تمایز بین اطالعات مکانیکی و تولید پاسخ های سازگاری را برجسته میکنند. || نکات کلیدی || تنش مکانیکی ،احتماًال مهمترین عامل هایپرتروفی ناشی از تمرین در عضله است گیرندههای مکانیکی هم به مدت زمان و هم به میزان باردهی حساس هستند این تحریکات میتوانند مستقیمًا سیگنالهای درون سلولی را برای سازگاری هایپرتروفیکی میانجیگری کنند. استرس متابولیکی: اگرچه اهمیت تنش مکانیکی در توسعه رشد عضالنی مسلم است؛ شواهد قانع کننده نشان میدهد سایر عوامل نیز در فرایندهایپرتروفی مؤثر هستند.استرس متابولیکی یکی از عوامل مطرح شده ای است که ارتباط ویژه ای با آنابولیسم ناشی از فعالیت ورزشی دارد.به عبارت ساده، استرس متابولیکی تجمع مواد متابولیکی به ویژه الکتات ،فسفات غیر آلی و Hناشی از فعالیت ورزشی است.با این حال ،تقریبًا ۴هزار ماده متابولیکی در سرم انسان کشف شده است؛ بنابراین سایر محصوالت فرعی متابولیکی نیز ممکن است به سازگاریهای مرتبط با تمرین مربوط باشند.چند پژوهشگر مدعی هستند که افزایش متابولیتها حتی ممکن است تأثیر بیشتری بر هایپرتروفی عضالنی نسبت به توسعه باالی نیرو داشته باشند؛ با این حال سایر محققین مخالف این ادعا هستند استرس متابولیکی در طول فعالیتهای ورزشی که برای تولید انرژی به شدت به گلیکولیز بی هوازی وابسته هستند ،به حداکثر میرسد.در طول فعالیتهای ورزشی ۱۵تا ۱۲۰ثانیه ای گلیکولیز بی هوازی غالب است و باعث انباشت های محیطی در مقابل مرکزی میشود و خستگی را ایجاد میکند(.به عنوان مثال خستگی متابولیکی یا تغییرات بیوشیمیایی یا هر دو در مقابل کاهش هدایت عصبی). مکانیسم دقیقی که نشان دهد استرس متابولیکی سبب افزایش فراخوانی تارهای تند انقباض میشود ،کامًال مشخص نیست.فرض بر این است که تجمع H+در مهار انقباض تارهای در حال فعالیت و فراخوانی واحدهای حرکتی اضافه با آستانه تحریک باالتر تأثیر اساسی دارد. خستگی در طول یک ست فعالیت ورزشی تا مرز واماندگی به علت اسیدوز و کاهش PCrاست؛ در حالی که اسیدوز در تمرینهای مقاومتی چندستی تأثیر مهمتری دارد.اگرچه به نظر میرسد افزایش فراخوانی تارها حداقل مسئول بخشی از افزایش هایپرتروفی همراه با استرس متابولیکی ،است ظاهرًا سایر عوامل نیز به همان اندازه تأثیر دارند به صورت منطقی اثرات آنابولیکی نمیتواند تنها تابع فراخوانی یکسان تارها .باشد.مطالعات انجام شده اخیر روی تمرینهای با باردهی سنگین در مقایسه با باردهی سبک نشان میدهد فعال سازی عضله ها در طول و هله های تمرین با شدت باالتر به طور معناداری بیشتر است؛ در حالی که ظاهرًا انباشت متابولیتها در شرایط باردهی سبک تر بسیار بیشتر است. نکات کلیدی || شواهد قانع کننده نشان میدهد که استرس متابولیکی ناشی از تمرینهای مقاومتی میتواند توسعه هایپرتروفی عضالنی را افزایش دهد. برنامه های معمول پرورش اندام از آثار توسعه رشد استرس متابولیکی با تحمیل شدتهای باالتر بار بهره میبرند. این برنامه ها که شامل اجرای چندست ۸تا ۱۲تکراری با استراحتهای کوتاه بین هر ست است ،نسبت به برنامه های تمرینی با شدت باال-که بین پاورلیفترها استفاده میشود -استرس متابولیکی را بیشتر افزایش میدهند.این موضوع ثابت شده است که باوجود تمرین منظم با بار متوسط ورزشکاران پرورش اندام افزایش حجم عضالنی و توده خالص بدون چربی خوبی را به نمایش میگذارند که اگر از حجم عضالنی پاورلیفترها بیشتر نباشد کمتر از آنها نیست.در مقابل شواهد نشان میدهد در مقایسه با روشهای وزنه برداری شیوه پرورش اندام افزایش بیشتری را در هایپرتروفی به دنبال دارد.با این حال هنگامی که حجم بار را در تمام آزمایشها یکسان سازی میکنیم یافته ها همسو نیستند.شواهد نشان میدهند که متابولیتهای مختلفی میتواند به طور مستقیم به عنوان محرک هایپرتروفی عمل کنند.به عنوان یک ارتباط ویژه چند مطالعه نشان دادند که در سلولهای عضالنی کشت شده الکتات سیگنالینگ آنابولیک و مایوژنز را افزایش میدهد و نتایج مشابهی در مدل اجرا شده روی جوندگان تعدادی از عوامل میانجی مفروض در سازگاری هایپرتروفی ناشی از استرس متابولیکی فعالیت ورزشی عبارت اند از :افزایش فراخوانی تارها، تغییرات تولید مایوکین ،تورم سلولی ،انباشت گونه های واکنشی اکسیژن ( )ROSو افزایش سیستمیک تولید هورمون. فراخوانی تارها فراخوانی تار عضالنی بر این اساس است که واحدهای حرکتی با آستانه پایین در ابتدا فراخوانی میشوند و سپس واحدهای حرکتی با آستانه باالتر به طور پیش رونده ای به کار گرفته میشوند تا انقباض عضالنی را بسته به نیروی مورد نیاز حفظ کنند.اگرچه باردهی سنگین طیف کاملی از انواع تارها را فعال میکند اما مطالعات نشان میدهد که استرس متابولیکی فراخوانی واحدهای حرکتی با آستانه باالتر را حتی هنگام باردهی سبک افزایش میدهد.بر اساس مطالعات علمی ،زمانی که خستگی برای فعالیت ورزشی زیر بیشینه مداوم افزایش مییابد آستانه فراخوانی به همان نسبت کاهش مییابد بر این اساس تارهای تند انقباض در یک ست تا مرز واماندگی بیشتر میشوند.تخلیه گلیکوژن و جدا شدن فسفات آلی همه بیانگر افزایش فراخوانی تارهای تند انقباض در تمرینهای مقاومتی با محدودیت جریان خون ( )BFRهستند. فرض بر این است که استرس متابولیکی ،نیروی محرکهایپرتروفی عضالنی ناشی از BFRاست.در طول این نوع از تمرینها افزایش معنادار متابولیت ها گزارش شده است و به رابطه میان استرس متابولیکی و رشد عضالنی اشاره شده است.در حمایت بیشت?