محاضرات مادة فسيولوجيا التدريب الرياضي

محاضرات مادة فسيولوجيا التدريب الرياضي

المرحلة الثانية

قسم التربية الرياضية

العام الدراسي 2014 – 2015

 

ا.م.د احمد شاكر العبيدي

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

محاضرات مادة فسيولوجيا التدريب الرياضي

اعداد : أ.م.د. احمد شاكر العبيدي

 

اهمية علم الفسيولوجي في المجال الرياضي :

1 – الانتقاء :

ان اكتشاف الخصائص الفسيولوجية التي يتميز بها الفرد ثم توجيهه لممارسة فعالية معينة بما يتناسب وخصائصه البيولوجية سوف يؤدي الى تحسين المستويات الرياضية المتميزة خلال المنافسات الرياضية مع الاقتصاد بالجهد والمال الذي يبذل مع افراد ليسوا صالحين في ممارسة أي نشاط ا وان قابليتهم محدودة في هذا النشاط او ذالك ، وذلك يمكن ان يتم من خلال قياس او اختبار اجهزة الجهاز العضلي جهاز الدورات ، التنفس الخ ، اذ يتم توجيه الرياضي الى الفعالية المناسبة المتطابقة مع امكاناته الفسيولوجية .

 

تقنين حمل التدريب :

ان تقنين حمل التدريب بما يتناسب والقدرة الفسيولوجية للرياضي تعد من اهم العوامل لنجاح المنهج التدريبي ومن ثم تحسين الانجاز ، اذ يعد حمل التدريب هو الوسيلة لاحداث التاثيرات الفسيولوجية للجسم مما يحقق تحسين استجاباته وتكيف اجهزته .

ويعتبر استخدام الحمل البدني الملائم للرياضي هو الشيء المهم اذ ان استخدام احمال بدنية يقل مستواها عن امكانية الرياضي الفسيولوجية لن تؤدي الى تطور اجهزته الداخلية ويصبح التدريب مضيعة للوقت ، اما اذا زادت هذه الاحمال عن قابلية الرياضي فانها سوف تؤدي الى الارهاق وتدهور حالة الرياضي الصحية وكثرة الاصابات .

3 – التعرف على التاثيرات الفسيولوجية للتدريب :

عند اداء مكونات حمل التدريب الخارجي من حيث الحجم والشدة والاستشفاء خلال الجرع التدريبية لا يمكن للمدرب ان يفهم ويلاحظ مدى تطابق مكونات هذا الحمل مع قدرة الرياضي الفسيولوجية اثناء اداء مجموعات التمارين البدنية الا من خلال الملاحظة او سؤال الرياضي او من خلال الزمن الذي طبق خلال الاداء او الراحة وهذا يعتمد على مدى التقويم الذاتي وصدق الرياضي ، الا ان الفهم الصحيح والتطابق ما بين مكونات الحمل الخارجي وامكانية وقدرة الاجهزة الداخلية ( الحمل الداخلي ) للرياضي تاتي من خلال المؤشرات الفسيولوجية مثل النبض اثناء او بعد الاداء مباشرة لمعرفة شدة الحمل البدني الممارس ، فضلا عن النبض وقت الراحة لمعرفة هل وصل الرياضي الى مرحلة الاستشفاء او لا وفق القدرة البدنية المراد تطويرها اضافة الى الراحة بين التكرارات والمجاميع .

4 – الاختبارات والمقاييس :

تعد الاختبارات الفسيولوجية من اهم العوامل التي يجب ان تصاحب المنهج التدريبي حتى نتمكن من التاكد من ملائمة حمل التدريب لمستوى الرياضي ، ومن ثم يمكن رفع وخفض حمل التدريب على وفق هذه الاختبارات ، كما تساعد الاختبارات الفسيولوجية على الكشف عن أي خلل في الحالة الصحية ومن ثم معاجة ذلك قبل ان تتفاقم لدى الرياضي مما يؤدي الى عدم المشاركة في التدريب او المنافسة وحتى الى خسارة الرياضي .

5 – الحالة الصحية :

ان تحسين الحالة الصحية للرياضي تعد واحدة من الاهداف التربوية للتدريب الرياضي ، والتقنين الخاطئ لحمل التدريب يؤدي الى حدوث خلل في اجهزة الرياضي ، ولعل السبب المباشر لعلماء الطب الرياضي وفسيولوجيا التدريب عن الكشف على الحالة الصحية للرياضي انما ناتج عن الزيادة الهائلة لاحمال التدريب من حيث الحجم والشدة ، وهذا ما يتوجب على المدرب فهم البيانات الفسيولوجية عن تاثير حالة التدريب على حالة الرياضي الصحية ، ان قلة الفهم الفسيولوجي من قبل المدرب واللاعب عن كيفية تخليص الجسم من الحرارة واهمية تناول الماء في الجو الحار فضلا عن التغيرات الفسيولوجية التي تحدث اثناء ممارسة النشاط الرياضي قد تؤدي الى الاضرار بالرياضي من الناحية الصحية فضلا عن نوع الغذاء المتناول .

من خلال ما تقدم شرحه من مفهوم واهمية لكل من الفسيولوجيا بصورة عامة وفسيولوجيا التدريب الرياضي بصورة خاصة ، ان ما يهمنا بالموضوع هو دراسة الانسان

 

 

 

تقسم الدراسات الفسيولوجية الى ثلاثة اقسام :

1 – الفسيولوجيا العامة : وهي تعني بدراسة الخصائص الاساسية المشتركة بين معظم الكائنات الحية دون التقيد بنوع معين من هذه الكائنات وهي دراسة العمليات الحيوية المميزة لكل كائن حي مثل التغذية التنفس التكاثر .. الخ ، فهو يدرس التنفس مثلا كعملية حيوية بصورة عامة وهذا يعتمد على بناء الخلية والتي تشابه في كثير من الخواص ( خلية ارنب ، سمكة . الخ ) هي واحدة ومتشابهة .

2 – فسيولوجيا المجموعات الخاصة : ويعني هذا الفرع بدراسة الخصائص الوظيفية لمجموعة معينة من الحيوان او النبات مثل فسيولوجيا ( الثديات ، الحشرات ، الاسماك .. الخ ) وقد تختص بدراسة نوع واحد ( فسيولوجيا الانسان مثلا ) .

3 – الفسيولوجيا المقارنة : وهي دراسة مقارنة الطرق التي تؤدي بها الكائنات الحية وظائف متشابهة ، فالحيوان يتكاثر والانسان كذلك وحتى النبات لكن المهم وجود الاختلاف في طبيعة ذالك التكاثر ونوعيته .

المصطلحات الاساسية في علم الفسيولوجيا :

1 – الايض

كافة التغيرات الكيميائية المصاحبة لعملية انتاج الطاقة .

2 – العتبة التدريبية :

هي الحد الاقصى لمعدل القلب الذي تحدث عنده الفائدة المرجوة من التدريب الرياضي وتمثل حوالي 60 % من احتياطي معدل القلب .

او هي مقدار الشدة الكافية لتحقيق الاستجابة المناسبة للجهازين الدوري والتنفسي اثناء الجهد البدني ويصل معدل القلب الى 60 % من معدل القلب .

3 – العتبة اللافارقة الهوائية :

حد التمرين الذي يكون عنده الانتاج اللاهوائي للطاقة .

مستوى شدة الحمل البدني التي يزيد عندها معدل انتقال حامض اللاكتيك من العضلات الى الدم بدرجة تزيد عن معدل التخلص منه .

قدرة العضلات على العمل مع كفاءة الانظمة الخاصة بتخليص الجسم من حامض اللاكتيك الناتج عن ذلك .

الكفاءة اللاهوائية .

قدرة الفرد في تكرار انقباضات عضلية قوية تعتمد على انتاج الطاقة بطريقة لا هوائية وبمعدل ( مدة ) لا تزيد عن ( 1 – 2 ) دقيقة .

التحمل الهوائي :

قدرة الجسم على استهلاك اكبر قدر من الاوكسجين خلال وحدة زمنية معينة وبالتالي انتاج طاقة حركية تمكن الفرد من الاستمرار في الاداء البدني لفترة طويلة مع تاخير ظهور التعب .

العتبة الاوكسجينية :

هي العتبة التي بعدها يبدا التحسن في النظام الاوكسجيني وتساوي 60 % من HR – MAX  هي بداية الدخول الى النظام الاوكسجيني بعد النظام اللااوكسجيني .

القدرة الاوكسجينية :

ويطلق عليها المطاولة الهوائية وهي مقياس اللياقة البدنية من خلال قياس VO2MAX ( قدرة الجسم على انتاج الطاقة بوجود الاوكسجين ) .

القدرة اللااوكسجينية :

قدرة الجسم على انتاج الطاقة اللازمة للتقلص العضلي بدون الاعتماد على الاوكسجين أي عدم الاعتماد على الاوكسجين الجوي .

التمارين البدنية الاوكسجينية :

هي تلك التمارين التي تؤدي الى تحسين كفاءة نظم انتاج الطاقة بوجود الاوكسجين وكذلك تحسين التحمل الدور التنفسي .

الحالة الثابتة :

هي تلك الحالة التي يستقر عندها الاداء بمعدل نبض ثابت تقريبا لمدة معينة من الزمن وتبدا بعد العمل اللا اوكسجيني  ( او العجز الاوكسجيني )

 

القدرة اللااوكسجينية القصوى :

وهي القدرة على انتاج اقصى طاقة او شغل بالنظام الفوسفاجيني وتتراوح ما بين ( 1 – 10 ثواني ) وتشمل جميع الانشطة الرياضية التي تؤدى باقصى سرعة وقوة وفي اقل وقت .

القدرة اللا اوكسجينية اللاكتيكية ( التحمل اللا اوكسجيني ) :

وهي القدرة على الاحتفاظ او تكرار انقباضات عضلية قصوى اعتمادا على انتاج الطاقة اللااوكسجينية بنظام حامض اللاكتيك وتتراوح ما بين ( 1 – 2 د ) وتشمل جميع الانشطة الرياضية التي تؤدى باقصى انقباضات عضلية .

اللياقة الفسيولوجية :

لياقة كل وظائف الجسم المختلفة وكفاءة عمل جميع اجهزته .

الكفاءة البدنية :

كفاءة الجسم في انتاج الطاقة الهوائية واللاهوائية خلال النشاط البدني .

امكانية الجسم في توفير مواد الطاقة الهوائية واللاهوائية اللازمة لاداء اقصى عمل عضلي ميكانيكي والاستمرار فيه لاطول فترة زمنية ممكنة .

اللياقة الدورية التنفسية :

قدرة الجهازين الدوري والتنفسي على توجيه الاوكسجين الى العضلات العاملة لاستهلاكه اثناء العمل البدني الذي يؤديه لمدة طويلة .

الوحدات الحركية :

عبارة عن العصب المحرك ومجموعة الالياف العضلية التي يسيطر عليها ذلك العصب .

مفهوم وظيفي يربط عمل جهازين مختلفي التركيب والوظيفة ( هما الجهاز العصبي والجهاز العضلي ) .

المغازل العضلية :

جسيمات خاصة تتحسس التغير الحاصل في طول العضلة ( معدل ذلك التغير ) وتكون منتشرة في العضلة ومتمركزة في الوسط .

اجسام كولجي الوترية :

عبارة عن حويصلات مضغوطة من وسطها تتصل ببعضها البعض بواسطة خيوط تسمى الخيوط الشبكية اهم وظائفها تكوين الهرمونات والانزيمات .

عبارة عن اجسام الجس بالعضلة تعمل ضد المغازل العضلية .

بيوت الطاقة :

احد عضيات الخلية ليس لها شكل ثابت وتتغير حسب الحالة الفسيولوجية وهي تحتوي على مواد الطاقة اللازمة للخلية ( المواد الزلالية ، كلايكوجين ، دهون .. الخ ) وهي عبارة عن حبيبات دقيقة او عصى قصيرة او خيوط .

الاستجابة :

عبارة عن ردود الافعال التي تحدث في الاجهزة الداخلية عند التدريب لمرة واحدة .

تغير في البناء والوظيفة تحدث نتيجة التدريب لمرة واحدة .

التكيف :

تغير او اكثر في البناء او الوظيفة تحدث كنتيجة لتكرار مجموعة من التمرينات البدنية .

هرمونات :

مادة كيميائية تنتج بواسطة خلايا خاصة ( الغدد ) وتفرز داخل الدم حيث تنتقل لتؤثر على الانسجة المحددة .

الخلية :

عبارة عن مادة حية معقدة التركيب على درجة كبيرة من التنظيم ، من حيث البناء والهدم كما تؤدي كل خلية وظيفة معينة .

اصغر وحدة بنائية في تركيب الكائن الحي متعددة الوظائف ولها عمر معين ثم يجري هدمها .

الدين الاوكسجيني :

كمية الاوكسجين التي تستهلك خلال فترة الاستشفاء وهي تزيد عن كمية الاوكسجين التي تستهلك وقت الراحة .

النغمة العضلية :

الانقباض الضعيف الناشئ من انقباض بعض اللويفات العضلية .تختلف عدد اللويفات العضلية في النغمة العضلية باختلاف وضع الجسم ، والنغمة العضلية تجعل العضلة معدة للحركة ، اذ ان عدم وجود نغمة عضلية بالعضلة تجعل انقباضها يبدا من الصفر ويكون بطيئا .

النقص الاوكسجيني :

الفرق بين كمية الاوكسجين المستهلك منذ الدقائق الاولى حتى الوصول الى الحالة الثابتة اثناء الاداء او التدريب او الجهد .

معدل التمثيل الاساسي :

هو قياس لكمية الطاقة المستهلكة في الجسم اثناء الراحة .

النشاط البدني :

أي حركة ناتجة من العضلات الهيكلية المكونة للجسم والذي تنتج عنه استهلاك طاقة .

التقلص البدني :

عبارة عن تحويل طاقة كيميائية مخزونة في العضلة الى طاقة حركية ميكانيكية بمساعدة البناء التركيبي الخاص بالليف العضلي .

دورة كريس :

تحويل ذرات الكاربون الى ثاني اوكسيد الكاربون غاز والتخلص منه في الزفير ، وتحميل المركبات الفيتامينية للهيدروجين لكي ينقل الى السلسلة التنفسية .

السلسلة التنفسية :

عبارة عن سبع تفاعلات كيميائية اهميتها تكمن في تحويل الهيدروجين الى ماء ( حرق الاوكسجين حيويا ) بفعل الاوكسجين القادم من الدم .

 

 

 

مفهوم الخلية :

تعد الخلية CELL الوحدة الاساسية في بناء الكائنات الحية على اختلاف انواعها وان اختلفت في اشكالها ووظائفها ، والخلية الحية يمكن اعتبارها عالما فريدا قائما بذاته ، وعلى درجة عالية من التعقيد على الرغم من صغر حجمها ، حيث لا يمكن ان نراها بالعين المجردة ، وداخل هذا الكيان المتناه في الصغر توجد الاف من الجزيئات العضوية المختلفة الاشكال والوظائف ، كما يتم داخلها مجموعة من التفاعلات الكيميائية الهامة والمعقدة ، وتتم جميع العمليات الحيوية من بناء وهدم وبمعنى اخر فان هذه الوحدة تكاد تمثل نشاط الجسم كله ، الذي هو نتاج نشاط جميع خلاياه .

ويرجع الفضل في اكتشاف الخلايا الحية الى العالم الانكليزي روبرت هوك R.HOOKE الذي استطاع في القرن السابع عشر ( عام 1665 ) ان يصنع لنفسه ميكروسكوبا استخدمه في فحص بعض الانسجة النباتية ومنها نبات الفلين ، فاكتشف وجود فراغات صغيرة وتقسيمات منتظمة في رقائق الفلين ، منفصلة عن بعضها البعض ، وتشبه خلايا خلية النحل ، واطلق على كل وحدة من هذه الوحدات خلية ، وهو يعني الفجوة الصغيرة ، وفي عام 1673 استطاع العالم الهولندي ليفنهوك ان يكتشف الخلايا الحيوانية ، وبعد ان صنع مكرسكوبا ذو قوة تكبيرية اكبر ساعدت على التعرف على اجزاء النسيج الحيواني ، وعلى الرغم من هذا التاريخ الطويل الا ان الخلية ظلت لفترة طويلة والى وقت قريب مجهولة التفاصيل ، ولم يتمكن العلماء من معرفة اجزائها ومكوناتها على نحو دقيق الا في منتصف القرن الماضي ، وساعدهم في ذلك التقدم التكنلوجي في صنع الميكروسكوبات الالكترونية ذات القوة الجبارة في التكبير .

وتختلف الكائنات الحية بشكل عام في عدد الخلايا التي تتكون منها ، كما تختلف في اشكالها ووظائفها ايضا ، فالكائن الحي الذي يتركب من خلية واحدة كالبكتريا يقوم بجميع العمليات الحيوية اللازمة لبقائه داخل هذه الخلية الوحيدة ، فهي التي تقوم بالحركة والتنفس ، وعمليات التمثيل الغذائي وعمليات التخلص من نواتج هذا التمثيل ، بالاضافة الى ذلك فانها تقوم بعمليات الدفاع المختلفة ، التي تحتاجها في التخلص مما يحيط بها من اخطار ، ومثل هذا النوع من الكائنات لا يملك أي خلايا متخصصة ، تقوم كل منها بوظيفة محددة ، وانما خلية واحدة متعددة الوظائف ، والامرهنا يختلف عن الحيوانات والانسان حيث نجد ملايين الخلايا المتخصصة .

واذ ما نظرنا الى الجسم البشري فسوف نجد انع يتكون مما يقرب من مائة تريليون خلية او اكثر ويكفي القول لتوضيح ذلك بان البوصة المربعة من جلد الانسان تحتوي على حوالي مليون خلية ، بينما يحتوي المخ على اكثر من ثلاثين بليون خلية ، وهذه الخلايا لا توجد في فراغ وانما تعوم في محيط سائل داخلي ، حيث يمثل الماء 60 % من الوزن الكلي لجسم الانسان ، وهذا الماء موزع على النحو التالي 40 % موجود داخل الخلايا INTRACELLULAR  15 % موجودة خارج الخلايا EXTRACELLULAR  5 % في الدم ، والخلايا بشكل عام تحصل على احتياجاتها من الغذاء والاوكسجين اللازم لعملياتها الحيوية من السائل المحيط بها ، وفي نفس الوقت تفرز الخلايا هذا السائل ما ينتج من هذه العمليات من نواتج احتراق غير مرغوب فيها ، ولا يمكن للخلية الاحتفاظ بها داخلها ، ويحمل الدم بعد ذلك هذه النواتج لينقلها الى الكليتين بغرض التخلص منها الى خارج الجسم في صورة البول .

والخلية الحية داخل جسم الانسان على درجة عالية من التخصص ، وكل مجموعة متشابهة من الخلايا تتخصص في القيام بوظيفة واحدة ، او عدة وظائف متخصصة ، وينشأ من تجمع الخلايا معا ما يسمى بالنسيج الحي TISSUE ، وكل مجموعة من الانسجة تتجمع معا لتكون ما يسمى بالعضو ORGAN  وكل مجموعة من الاعضاء تكون ما يسمى بالجهاز SYSTEM ، مثال عليه ان تجمع الخلايا العصبية مثلا ينتج عن تكوين النسيج العصبي الذي يتجمع ليكون المخ مثلا والمخيخ والحبل الشوكي ، وهي مجموعة من الاعضاء التي تكون في النهاية الجهاز العصبي بشكل عام ، ونفس الكلام ينطبق على المريء والمعدة والامعاء حيث تكون الجهاز الهضمي ، ولذلك فاننا نلاحظ ان جسم الانسان يتكون من مجموعة من الاجهزة المتخصصة ، التي يقوم كل منها بوظيفة محددة لا تستطيع الاجهزة الاخرى القيام بها ، فوظيفة الجهاز التنفسي مثلا تتحدد في امتصاص الاوكسجين من هواء الشهيق ، والتخلص من ثاني اوكسيد الكاربون ، حيث يعد الغاز الاول مطلوبا ولازما لعمليات التفاعل التي تتم داخل الجسم ، بينما يعد الغاز الثاني احد النواتج الغير مرغوب فيها لعملية التمثيل الغذائي ، بينما نرى وظيفة الجهاز الهضمي تتمثل في تناول الطعام وهضمه وتجزيئه ثم تحويله الى مواد بسيطة يمكن امتصاصها ، يتم التعامل معها للاستفادة منها وتوزيعها على اجزاء الجسم ، وهكذا بالنسبة لبقية الاجهزة .

ونظرا لهذا التنوع في وظائف اجهزة الجسم المختلفة ، فاننا نلاحظ ان كل نسيج خاص بكل عضو انما يتكون من مجموعة من الخلايا التي تتفق وطبيعة الوظائف التي يقوم بها ، سواء من حيث الشكل او من حيث التركيب ، فخلايا الجهاز التنفسي لها القدرة على امتصاص الاوكسجين ، بالاضافة الى ان بعضها يحتوي على مجموعة من الاهداب على السطح تساعد في طرد الاجسام الغريبة من مجرى الهواء وترطيب الهواء المستنشق ، ورفع درجة حرارته ، حتى يتسنى للرئتين القيام بالوظيفة على نحو افضل .

اشكال الخلايا واحجامها :

تختلف احجام الخلايا فمنها الكبير كبيضة الطيور ومنها الصغير كالاميبا حيث يبلغ قطرها 0.3 ملم والبعض لا يرى الا بالمجهر كالبكتريا حيث يبلغ قطرها 0.003 ملم ، اما اشكال الخلايا فيكون دائما ملائما لوظيفتها فمثلا الخلايا العضلية طويلة لانها تقوم بالانقباض والانبساط وهكذا .

وتقسم الخلايا حسب درجة تعقيدها الى :

1 – الخلايا بدائية النواة : نواتها غير محاطة بغشاء نووي كالبكتريا .

2 – الخلايا حقيقية النواة : نواتها محاطة بغشاء نووي كالحيوانات والنباتات .

تركيب الخلية الحية :

ساعد التطور التقني الحديث في صناعة الميكروسكوبات ( المجاهر) الالكترونية على الكشف عن الكثير من مكونات الخلية الحية ، والتي كانت الى وقت قريب عالما شبه مجهول ، بل ان الامرلم يقتصر على معرفة الاجزاء العامة للخلية ، بل وصل الى حد التعرف على طبيعة الاجزاء الدقيقة في كل جزء من اجزائها بالاضافة الى ذلك فقد تم تزويد هذه الميكروسكوبات باجهزة الكومبيوتر التي يمكن تسجيل اجزاء الخلية والاحتفاظ بها ، وكذلك رصد ما يحدث داخل الخلية من حركة الجزيئات وتفاعلاتها الكيميائية .

وتعتبر الخلية ببساطة تجمعا لمجموعة من الجزيئات التي يحيط بها غشاء محدد ، وتتكون الخلية بصفة عامة من جزئين : الاول غشاء او جدار الخلية والثاني من البروتوبلازم PROTOPLASM  التي يحيط بها الغشاء ، وتتميز الى جزئين : سائل هلامي يطلق عليه السيتوبلازم CYTOPLASM ونواة الخلية .

اولا غشاء الخلية cell membrane  :

 بمثابة الجدار الواقي الذي يحمي الخلية ويحافظ على محتوياتها ، وينظم العلاقة بينها وبين ما يحيط بها ، وينظم ما يدخل اليها ، وما يخرج منها ، بالاضافة الى انه المسئول عن الشكل العام للخلية نظرا لانه يحيط بالسائل الهلامي الذي يتشكل تبعا لطبيعة جدار الخلية ، بالضبط كما يتشكل الماء في الاناء الذي يحتويه ، وتمثل اغشية الخلايا الحدود التي تفصل بين بعضها البعض ، وسميت باسم الغشاء البلازمي PLASMA MEMBRANE   .

ويتكون غشاء الخلية من بعض الجزيئات العضوية الدهنية التي تعرف بالفوسفوليبيدات PHOSPHOLIPIDS  حيث يشير المقطع الاول فوسفو الى الفسفور ، والمقطع الثاني ليبيدات الى الدهون ، بالاضافة الى جزيئات البروتين ، ويتكون جدار الخلية من المئات من هذه الجزيئات التي تتراص بجوار بعضها البعض بانتظام شديد ، وبطريقة معقدة تتشكل في النهاية ذلك الغشاء المحيط بالخلية .

ويتكون الغشاء من طبقتين من الفوسفوليبيدات توجدان في اتجاهين متضادين ، ونظرا لان الخلية تسبح في الماء داخل الجسم ، فان الجزيئات المكونة لجدارها تنتظم بطريقة معينة ، حيث تنتظم الجزيئات في الطبقة العلوية بحيث تتجه الرؤوس العلوية الى الخارج لتلامس الماء الموجود خارج الخلية ، بينما تنتظم جزيئات الطبقة السفلى بحيث تتجه الطبقات الفوسفورية الى الداخل لتلامس الماء الموجود داخل الخلية وعليه تصبح الذيول الدهنية ( التي تحاول الابتعاد عن الماء ) الى الداخل وسط جدار الخلية مبتعدة عن الماء .

بالاضافة الى جزيئات الفوسفوليبيدات المكونة لغشاء الخلية توجد جزيئات اخرى هامة هي جزيئات البروتين ، التي تتخلل طبقة الفوسفوليبيدات ، ولها العديد من الوظائف ، اذ انها تساعد على دعم وتقوية جدار الخلية ، كما تعمل كمناطق فصل بين الاجزاء الدهنية في الغشاء بالاضافة الى حمل المواد التي سيتم نقلها من والى الخلية ، حيث تستقبل الهرمونات وتعمل كقنوات تساعد على عملية التبادل بين السيتوبلازم داخل الخلية من ناحية ، والوسط المائي المحيط بالخلية من ناحية اخرى ، كذلك تلعب هذه البروتينات دورا هاما في عملية الدفاع داخل جسم الانسان لانها تعمل على تمييز خلايا الجسم عن غيرها من الخلايا الدخيلة ممثلة في الميكروبات ، وبالتالي فهي تساعد الاجسام المضادة ANTIBODIES  التي يفرزها الجسم للدفاع عن نفسه ، وفي التعرف على الخلايا الغريبة عنه لتهاجمها وتترك خلايا الجسم .

ويتميز غشاء الخلية بخاصية شبه النفاذية SEMI PERMEABILITY  فيسمح لبعض المواد بالنفاذ من خلاله ولا يسمح للبعض الاخر ، وهذه الخاصية تساعده على التحكم بصورة بالغة في نفاذ المواد الداخلة الى الخلية او الخارجة منها ، وذلك وفقا لاحتياجات الخلية وتوجد على هذا الجدار بوابات GATES  ومستقبلات خاصة تعمل على تنظيم هذه العملية .

 

ثانيا البروتوبلازم :

يعد البروتوبلازم المادة الاساسية للحياة ، وكلمة البروتوبلازم كلمة لاتينية تتالف من مقطعين الاول بروتو وتعني اساسي والمقطع الثاني بلازم تعني المادة الحية أي المادة الحية الاساسية ، والبروتوبلازم مادة اشبه ما تكون للسائلة كزلال البيض حيث يشكل الماء اربع اخماس وزنها ، وتسبح فيها الكثير من المواد العضوية على شكل حبيبات وايضا يوجد فيها العديد من المواد العضوية كالكربوهيدرات ، والدهون والبروتينات ، والاحماض النووية اضافة الى وجود الاملاح المعدنية كاملاح الحديد والكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم . الخ ، وان البروتوبلازم ينقسم الى السيتوبلازم ونواة الخلية .وسوف نفصلها كما يلي :

أ – السيتوبلازم CYTOPLASM  :

السيتوبلازم كلمة مكونة من مقطعين المقطع الاول سيتو ومعناه له علاقة بالخلية ، والمقطع الثاني بلازم أي المادة الحية أي المادة الحية الخاصة بالخلية ،

تكملة الخلية المصدر : رمزي الناجي ، عصام الصفدي ، تشريح جسم الانسان ، ط1 العربية ( عمان ، دار اليازوري العلمية للنشر والتوزيع ، 2010 ) ص 13 .

السايتوبلازم : هي المادة التي تقع بين النواة والغشاء البلازمي وهي عبارة عن سائل سميك مرن يسمى السايتوسول يحتوي على جسيمات معلقة وسلاسل من النبيبات الدقيقة والخيوط ، ويتكون السايتوسول في معظمه من الماء 75 – 90 % ومكونات صلبة تشمل البروتينات والسكريات واللبيدات ومواد لا عضوية ( املاح معدنية ) .

والسايتوبلازم وسط دينامي متغير باستمرار ففي لحظة معينة تحدث الاف التفاعلات الكيميائية في السايتوبلازم ووجود التراكيب الغشائية في السايتوسول يسمح بحدوثها دون غيرها ، وتعزل بعض المواد الكيميائية عما يحيط بها ، وهكذا فان اهمية الاغشية تتمثل في تقسيم السايتوبلازم الى وحدات وظيفية تسمى عضيات خلوية تختص كل منها بوظائف معينة ، ويحدث بحصول تفاعلات كيميائية حدوثا مستقلا دون تداخل بينها ، ولا يعني وجود هذه العضيات ان الخلية هي مجموعة اجزاء منفصلة بل يعني مبدأ تقسيم العمل بينها وتكامل وظائفها في الخلية الواحدة ومن ابرز عضيات الخلية ما يلي :

اولا العضيات الخلوية :

أ – عضيات حية محاطة بغشاء خلوي وهي : المايتوكوندريا وجهاز كولجي والجسيمات الحالة والشبكة الاندو بلازمية .

ب – عضيات حية غير محاطة بغشاء وهي : الرايبوسومات والجسم المركزي والاهداب والسياط والانابيب الدقيقة .

العضيات المحاطة بغشاء :

المايتوكوندريا MITOCHONDRIA  :

توجد في جميع الخلايا ذات الانوية تحتوي على انزيمات التنفس ، تتكون من دهون بروتينات ، فيتامينات انزيمات ، وتظهر :

بالمجهر الضوئي —- على شكل عصيات وحبيبات او لييفات .

بالمجهر الالكتروني —- على شكل حويصلة محاطة بغشائين يفصل بينهما حيز .

وظيفتها تكوين الطاقة ، اكثر الخلايا احتواء على المايتوكوندريا هي العضلية والمنوية لانها اكثر نشاطا .

2 – جهاز كولجي GOLGI APPARATUS  :

يظهر بالمجهر الالكتروني على شكل مجموعة من التراكيب الغشائية المكونة من حزمة من اكياس منبسطة مرتبة ترتيبا متوازيا ، ومن حويصلات كروية ذات اغشية رقيقة تقع بالقرب من حافة الاكياس ، ان الوظيفة الرئيسية لهذا الجهاز هي تعديل تركيب البروتينات المصنعة في الرايبوسومات وحزمها وتوزيعها على اجزاء الخلية المختلفة ، يتم حزم الروتينات في حويصلات وبعض هذه الحويصلات تصبح حبيبات افرازية تتحرك جهة سطح الخلية حيث يتم اطلاق البروتين من الحبيبات الافرازية الى الحيز خارج الخلية كما يندمج غشاء الحبيبات بالغشاء الخلوي محافظة ودعامة له ، كما ان بعض الحويصلات تكون الاجسام الحالة ( الليموسومت ).

3 – الاجسام الحالة ( الليموسومات LYSOSOMES  ) :

تظهر على شكل تراكيب لها اشكال مختلفة ، وغالبا على شكل كرات مغلقة بغشاء واحد ، تحتو على انزيمات التحليل المائي القادرة على تحليل المركبات العضوية المعقدة والبكتيريا والاجسام الغريبة التي تدخل الخلايا بواسطة الحويصلات البلعمية

والاجسام الحالة تنشا عن حويصلات تنفصل عن جهاز كولجي ، وهي توصف بانها بمنزلة جهاز هضمي في الخلية ، فهي التي تحلل المواد التي يتم بلعمتها وتحويلها الى مواد بسيطة يستفاد منها ، كما ان انزيماتها تحلل العضيات الخلوية الهرمة .

4 – الشبكة الاندوبلازمية ENDOPLASMIC RETICULUM  :

تتكون من قنوات انبوبية مزدوجة الغشاء واكياس وحويصلات مملوءة بسائل ومحاطة باغشية لها تراكيب الغشاء البلازمي ، تنتشر القنوات في معظم اجزاء السايتوبلازم وتتصل مع الغلاف النووي والغشاء البلازمي ، وهي تقسم الى نوعين :

أ – خشنة او حبيبية – اذا وضعت عليها الرايبوسوماتعلى السطح الخارجي لها ووظيفتها : تكوين البروتين وتخزينه .

ب – ناعمة او غير حبيبية – لا يقع عليها رايبوسومات وظيفتها :

1 – تكوين الدهون واستقلاب المعادن وتكوين الكلايكوجين .

2 – لها دور في انقباض العضلات والتخلص من الهرمونات الزائدة .

ب – الجزيئات الحية الغير محاطة بغشاء :

1 – الرايبوسومات RIBOSOMES :

عبارة عن اجسام صغيرة تكون حرة تسبح في السايتوبلازم او ملتصقة على سطح الشبكة الاندوبلازمية ، ووظيفتها تلعب دورا هاما في تكوين البروتين المستعمل داخل الخلية ( الرايبوسومات الحرة ) والبروتين للاستعمال خارج الخلية ( المرتكزة على سطح الشبكة الاندوبلازمية ) .

2 – الجسيم المركزي CENTRIOL :

الجسيم المركزي عبارة عن باحة كثيفة كروية الشكل تقع بالقرب من النواة ويقع داخلها زوج من البنيانات الاسطوانية التي تسمى المريكزات ، يتكون كل مريكز من تسع مجموعات ثلاثية من الانيبيبات مرتبة على شكل دائري ، تحتوي الخلية على زوج من الجسيمات المركزية يتواجدان بصورة متعامدة الخلايا العصبية تخلو منه لذلك لا تنقسم ولا تتوالد اهميهه :

يلعب دور في انقسام الخلية الغير مباشر ، يلعب دورا في تشكيل السياط والاهداب والانابيب الدقيقة .

3 – الاهداب CILIA :

زوائد شعرية متعددة وقصيرة تمثل امتدادات للغشاء البلازمي ، تحتوي الاهداب على تسع مجموعات ثنائية من الانيبيات تكون حلقة حول زوج من الانيبيبات يقع في المركز ، توجد الاهداب غالبا في الجهاز التنفسي حيث يبلغ عددها المئات في كل خلية طولها ( 5 – 15 ) ميكرون وعرضها حوالي ( 2 ) ميكرون وظيفتها الحركة والانتقال .

4 – السياط FLAGELLA :

زوائد شعرية طويلة وقليلة تعتبر امتدادات للغشاء البلازمي لها نفس تركيب الاهداب الا انها اطول ، توجد فقط في الحيوانات المنوية في الانسان ز

 

ثانيا الجزيئات غير الحية :

أ – بقايا طعام .

ب – اصباغ ملونة .

ج – بلورات .

النواة NUCLEUS  :

تحتوي جميع الخلايا على نواة او اكثر ( ما عدا الكريات الحمر ) وتكون النواة بيضوية او كروية او كلوية او دائرية الشكل .تحتوي النواة على عصارة نووية سائلة تفاعلها حامضي لذا تتلون بالملونات الاساسية ( هيماتوكسين ) باللون البنفسجي . وتتكون كل نواة من :

1 – غشاء نووي NUCLEAR MEMBRANE  .

2 – عصارة نووية NUCLEAR SAP  .

3 – نوية NUCLEOLUS  .

4 – الحبيبات الضابطة CHROMATIN GRANULES  .

1 – الغشاء النووي:

يحيط بالنواة ويختفي خلال انقسام الخلية وهو يتكون من طبقتين ، كل طبقة تشبه في تركيبها الغشاء البلازمي وهما :

الطبقة الخارجية وهي خشنة لوجود الرايبوسومات عليها .

الطبقة الداخلية : ليفية لوجود خيوط الكروماتين عليها ، يحتوي الغشاء على ثقوب نووية دقيقة ( مسامات ) .

2 – العصارة النووية :

تتكون من سائل مكون من ببروتينات نووية ، انزيمات دهون ومعادن مثل الفوسفور والبوتاسيوم و الكالسيوم .

توجد تاعصارة النووية بين الكروماتين الذي يظهر على شكل خيوط ويتكون من حامض DNA وهي تحمل الصفات الوراثية .

3 – النوية :

عبارة عن كتلة صغيرة دائرية مفردة او متعددة تاخذ اللون القاعدي لغناها بــ RNA وتتكون النوية من بروتين RNA + DNA ، وتظهر على شكل جزيئات وخيوط قاعدية والتي تشكل الكروموسومات .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تركيب وفسيولوجيا الخلية : شتيوي العبد الله : علم وظائف الاعضاء ، ط 1 ( عمان ، دار المسيرة للنشر والتوزيع ، 2012 ) ص 2 .

 

تتركب اجسام الكائنات جميعها من خلايا لذا فان الخلية تعد وحدة البناء للكائن الحي ، اول من شاهد الخلايا العالم الانكليزي روبرت هوك Hooke عام 1650 م . لكن تطور دراسة الخلايا كان بطيئا مع ذلك فبعد حوالي قرنين من الزمن أي عام 1850 م جاء العالمان الالمانيان شلايدن وشفمان Schleiden & Schwann  بنظرية الخلية cell & doctrine   التي تقول بان اجسام الكائنات الحية جميعها مؤلفة من خلايا ومن مكونات هذه الخلايا ، ثم جاء لاحقا العالم الالماني ادولف فيرشو Virchow  واضاف بان الخلية لا تنتج الا من خلية موجودة سابقا مخالفا بذلك نظرية الخلق التلقائي spontaneous generation  التي كانت سائدة حتى ذلك الوقت ، وبسبب تطور صناعة المجاهر بشكل خاص ، وتطور تقنيات دراسة الخلايا بشكل عام ، اصبح بالامكان دراسة التراكيب الدقيقة للخلايا وفهم وظائفها وطرق تكاثرها ، كما اصبح ممكنا ربط نشاطات الخلايا بنشاطات الكائن المتكامل بحيث اصبحنا نعرف الحقائق العامة الاتية عن الخلية :

أ – ان الخلية هي الوحدة البنائية لاجام الكائنات الحية .

ب – ان نشاط الكائن الحي ينتج من النشاطات المفردة والمجتمعة للخلايا أي ان الخلية هي وحدو الوظيفة للكائن الحي .

ج – ان النشاطات البيوكيميائية للخلية تنتج من مجموع نشاطات التراكيب المكونة للخلية ( عضيات الخلية ) .

د – ان الخلايا تنتج من خلايا سابقة لها بعملية الانقسام .

 

في الانسان نجد ان الجسم يتكون من عدد من الخلايا يتراوح ما بين 50 – 60 تريليون خلية وهذه الخلايا العديدة تنِشأ من خلية واحدة هي البيضة المخصبة التي تنقسم انقسامات عديدة لتعطي خلايا تكون في البداية غير متمايزة ، ثم تتمايز لاحقا ليصبح بعضها خلايا عصبية واخرى عضلية وثالثة غدية وهكذا ، وحيث ان خلايا الجم جميعها تنشأمن خلية واحدة بالانقسام المتساوي فانها تحمل حتما العدد من الكروموسامات نفسه ، كما تحمل حتما المورثات نفسها ، فما الذي يجعل بعض الخلايا يتخصص للقيام بوظيفة دون غيرها ؟ بعبارة اخرى مالذي يجعل خلية الكبد تقوم بوظائف معينة لا تقوم بها الخلية العصبية مثلا ، وهذه الاخيرة تقوم بوظائف لا تقوم بها بها الخلايا العصبية .

تمايز الخلايا Cell Differentiation  

تتعرض الخلايا في مناطق الجنين المختلفة الى مواد كيميائية متباينة اذ لا تتعرض الخلايا جميعها للترركيز نفسه من اوكسجين وثاني اوكسيد الكاربون والمواد الغذائية والاشارات الهرمونية ، تعتبر هذه العوامل اشارات كيميائية اولية لاحداث بعض التمايز في الخلايا لكن ما ان يستمر التطور الجنيني فأن بعض الخلايا تفرز اشارات كيميائية الى الخلايا المجاورة لها مثبطة أو مشجعة جينات معينة في هذه الخلايا ، وهكذا فان بعض الجينات تنشط في خلايا معينة ولا تنشط في خلايا اخرى لم تصلها تلك المواد الكيميائية ،   ففي خلايا بيتا ( B ) البنكرياسية وحدها ينشط الجين الذي يسبب بنا انسولين وهذا يجعل هذه الخلايا البنكرياسية تقوم بهذه الوظيفة دون غيرها ، وفي الخلايا العضلية وحدها تنشط الجينات التي تبني ميوسين واكتين بكميات كبيرة مما يملأ سيتوبلازم هذه الخلايا بالخيوط المنقبضة التي تعطي الخلية شكلا معينا وتنيط بها وظيفة الانقباض دون غيرها ، هكذا فان التمايز في نشاط الجينات يؤدي الى تمايز تركيبي اولا يعقبه تمايز وظيفي ، فخلايا العضلات مملوءة بالخيوط السميكة والرفيعة والخلايا الغدية ذات محتوى عال من جهاز كولجي والخلايا الاكولة غنية بالاجسام المحلة .

تركيب الخلية Cell Structure  

يوجد نوعان رئيسيان من الخلايا في اشكال الحياة على الارض :

1 – خلايا بدائية النوى  prokaryotic cell كخلايا البكتيرية وهذه تمتاز بأن المادة الوراثية لها تكون حرة أو سائبة في السايتوبلازم فلا تحاط بغلاف نووي ، يكون سايتوبلازم هذه الخلايا فقيرا بالعضيات وحجم الخلايا صغير اذ يتراوح ما بين 1 – 10 ميكرومتر .

2 – خلايا حقيقية النوى eukaryotic cell  وتضم خلايا بقية الكائنات الحية الاخرى بما فيها الانسان تمتاز هذه الخلايا بان المادة الوراثية لها محتواة داخل نواة محاطة بغلاف نووي كما ان السايتوبلازم غني بالعضيات التي يحاط معظمها باغشية ذات تركيب مشابه لغشاء الخلية البلازمي ، يتفاوت حجم الخلايا حقيقية النوى تفاوتا كبيرا ففي الانسان يتراوح بين 2 مايكرومتر الى المتر كما هو الحال في الخلايا العصبية ذات المحاور الطويلة تتركب الخلية حقيقية النوى من ثلاثة اجزاء

1 – غشاء الخلية cell membrane  الذي يشكل حاجزا ينظم تدفق المواد من والى الخلية .

2 – السايتوبلازم cytoplasm  ويشكل المصنع الذي تنجز فيه نشاطات الخلية ويحتوي الكثير من العضيات التي تؤدي كل منها وظيفة محددة للخلية ويعتبر نشاط الخلية مجموعا للنشاطات الكيميائية الحيوية التي تقوم بها هذه العضيات ومن العضيات : ميتوكوندريا ، الشبكة الاندوبلازمية ، جهاز كولجي ، الاجسام المحللة ، رايبوسومات ، الاجسام المؤكسدة مكونات الهيكل الخلوي ( الانيبيبات الدقيقة الخيوط الدقيقة ) ، الجسيمات المركزية والاسواط والاهداب .

3 – النواة nucleus  وتشكل بنك المعلومات التي تحفظ  فيه المادة الوراثية التي تستخرج منها نسخ بشكل متكرر لاستخدامها كقوالب لبناء بروتينات الخلية .

الغشاء الخلوي Cell membrane  

يشكل الغشاء الخلوي الحاجز الذي يجب ان يمر عبره الماء والمواد المختلفة من والى الخلية وهو لهذا يحمي الخلية من التغيرات التي تطرأ في البيئة الداخلية للجسم ( أي في السائل خارج الخلايا ) كما انه يحدد نوع محتويات الخلية ويحافظ على التركيز الامثل لهذه المحتويات ضمن الحدود الفيزيولوجية المقبولة من جانب اخر فان غشاء الخلية يحافظ على حجم ثابت للخلية عن طريق تحديد كمية الماء التي تدخل او تخرج من الخلية كذلك ينظم الغشاء البلازمي تدفق المواد المستخدمة في ايض الخلية مثل CO2 , O2  كلوكوز ، الاحماض الامينية ، الهرمونات … الخ ، من جانب اخر سوف نرى ان كثيرا من العمليات الحيوية يرتبط انجازها بصورة او باخرى بالغشاء البلازمي وبالاغشية البلازمية الاخرى في الخلية ابتداء من عمليات استقبال الرسل الكيميائية ومرورا بالتعامل مع الخلايا السرطانية وبالتفاعلات المناعية وانقسام الخلية وانتهاء باستخراج الطاقة من المواد الغذائية والحركة الخلوية وتحديد شكل الخلية .

تركيب الغشاء البلازمي

حيث ان غشاء الخلية يتراوح سمكه بين 4 – 7 نانومترات لذا فان المجاهر في مطلع القرن العشرين لم يكن لديها قوة فصل كافية لرؤية غشاء الخلية واتاحة المجال لمعرفة تركيبه ، بقي الأمر كذلك لفترة طويلة  اذ لم يكن ممكنا رؤية الغشاء البلازمي بدرجة تسمح بوضع نظرية حول تركيبه ، بعد ان تطورت صناعة المجاهر الالكترونية بشكل كاف تمكن روبرتسون Robertson  عام 1964 من وضع مفهوم الوحدة الغشائية unit membrane  اذ شاهد الغشاء البلازمي مكونا من ثلاث طبقات اثنتان داكنتان وثالثة بينهما فاتحة اللون ، وبسبب هذه العقبات امام رؤية غشاء الخلية بواسطة المجاهر فان النماذج التي حاولت تفسير تركيب الغشاء والتي ظهرت في مطلع القرن العشرين ، اعتمدت على تحليل نتائج الدراسات الكيميائية لمكونات الغشاء .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اعداد : أ.م.د. احمد شاكر العبيدي

الجهاز التنفسي :

يقوم الجهاز التنفسي بمجموعة العمليات الفسيولوجية اللازمة لتوفير الاوكسجين لانسجة وعضلات الجسم ، وتخليصها من ثاني اوكسيد الكاربون أي عمليات تبادل الغازات التي يتبعها عمليات الاكسدة اللازمة لانتاج الطاقة الميكانيكية بالجهاز العضلي الارادي خلال الجهد البدني . ويعتبر الجهاز التنفسي من الاجهزة الحيوية المهمة ويظهر مدى اهميتها في ممارسة الانشطة الرياضية وبخاصة الشاقة منها والتي تدعى برياضات التحمل ، اذ تتلاحق فيها الانفاس بين شهيق وزفير لتعويض المستهلك من الاوكسجين في العمليات الايضية والتخلص من ثاني اوكسيد الكاربون كمخلفات لهذه العمليات .

في ضوء ما تقدم نمضي الى تعريف بماهية الجهاز التنفسي ، والتنفس :

تعريف الجهاز التنفسي DEFINITION OF RESPIRATORY SYSTEM  :

هو جهاز يضم مجموعة من الاعضاء تمكن من التنفس .

تعريف التنفس DEFINITION of RESPIRATION  :

هو مجموعة من العمليات التي تمكن الجسم من الحصول على حاجته من الاوكسجين وتخليصه من ثاني اوكسيد الكاربون .

يجب الاشارة الى الدور الحيوي الذي يشارك به الجهاز القلبي الوعائي الجهاز التفسي اداء جملة وظائفه ، بل ويعد هذا الدور مكملا لدور الجهاز التنفسي .

التركيب التشريحي للجهاز التنفسي anatomical structure of respiratory system :

يتكون الجهاز التنفسي بشكل عام من الاجزاء الرئيسية الخمسة التالية :

1 – الممرات الهوائية – جميعها يبطنها نسيج طلائي بسيط مركب من طبقة واحدة من الخلايا ويدعى النسيج العمودي الهدبي عدا القصبة الهوائية التي يدعى نسيجها بالنسيج العمودي الهدبي الكاذب ،وتتكون الممرات الهوائية من الاتي : الانف ، البلعوم ، الحنجرة ، القصبة الهوائية والشعبتين .

2 – الرئتان – اسفنجيتان وتتصلان بالقصبة الهوائية عن طريق شعبتيها .

3 – عضلات التنفس – الجزء العضلي المكون من جزئين هامين هما : أ – عضلة الحجاب الحاجز ، ب – العضلات بين الضلوع الداخلية والخارجية .

4 – الدورة الرئوية هي الدورة الدموية circulation of blood التي تحمل الدم المشبع بثاني اوكسيد الكاربون الى الرئتين للتخلص منه ثم حمل الاوكسجين في طريق العودة الى القلب وتسمى ايضا بالدورة الصغرى .

5 – المركز التنفسي – هو جزء من المخ مسئول عن تنظيم عمليات التنفس .

اولا الممرات الهوائية VIA AEROBIC  : تتكون من الانف والبلعوم والحنجرة ، والقصبة الهوائية ، والشعبتين :

الانف NOSE  :

 يعد جهازا متميزا لتنقية الهواء المتنفس ، اذ ينقسم الى تجويفين بواسطة الحاجز الانفي ، وهذا الحاجز عظمي في الجزء المتصل بعظم الوجه ، ويكمله جزءا غضروفيا في الطرف الاخر ، وينقسم التجويفان كل الى ثلاث مرات بواسطة نتوءات عظمية تنمو من الجدران الجانبية ، يبطن الممرات نسيج بسيط من النوع العمودي الهدبي ، ويشكل النسيج غشاء مخاطي رطب وسميك .

في حالة الشهيق يمر الهواء المستنشق وهو في العادة بارد وجاف ومحمل بالاتربة فتقوم الممرات الهوائية بدءا من الانف برفع درجة حرارته الى درجة تقارب درجة حرارة الهواء داخل الرئتين ( ما بين 30 درجة مئوية ، 32 درجة مئوية تقريبا ) الى جانب ترطيبه وترشيحه من الغبار والاتربة قبل مروره الى البلعوم على هذا نجد ان الهواء المستنشق يمر بالعمليات الثلاث الرئيسية التالية :

1 – العمل على رفع درجة حرارة الهواء المستنشق الى ما بين 30 ، 32 درجة مئوية .

2 – تنقية الهواء المتنفس من الاتربة والغبار العالق بخاصة في المدن الكبيرة .

3 – ترطيب الهواء الجاف المتنفس .

البلعوم  PHARYNX :

يوجد خلف الانف والفم معا ، ويتصل به كلا التجويفين ، يمرر البلعوم هواء الشهيق او الزفير خلال فتحة في الجدار الامامي تؤدي الى الحنجرة .

الحنجرة LARYNX  :

هي جزء بارز في مقدم العنق ويسمى تفاحة ادم ويفصل بيين الحنجرة والبلعوم غشاء متحرك يسمى اللهاة أو لسان المزمار  Epiglottis  وهو جزء غضروفي يتدلى من الجزء الخلفي لسقف الحلق اعلى فتحة المزمار يسمح بمرور الهواء الى القصبة الهوائية ويمنع الطعام من ذلك ، يؤدى الجزء السفلي من الحنجرة الى القصبة الهوائية .

القصبة الهوائية WINDPIPE OR TRACHEA  :

عبارة عن انبوبة اسطوانية الشكل مدعمة بحلقات غضروفية غير كاملة الاستدارة طولها من 10 – 12 سم تسمح بمرور الهواء دون عائق ما ، ويغلفها من الداخل نسيج طلائي بسيط يتركب من طبقة واحدة من الخلايا من النوع العمودي الهدبي الكاذب .

الشعبتان BRONCHI  :

عبارة عن امتداد للقصبة الهوائية ، ينقسمان عند الطرف السفلي الى شعبتين ، تؤدي الشعبة اليمنى الى الرئة اليمنى والشعبة اليسرى الى الرئة اليسرى ، ثم تتشعب هذه الامتدادات الى شعب صغيرة تتشعب بدورها شعيبات تنقسم بدورها لتزود كل حويصلة بفرع صغير ويبطن جدران الشعب سلسلة من الحلقات الغضروفية تجعلها مفتوحة باستمرار لمرور الهواء .

ثانيا الرئتان LUNGS  :

عبارة عن نسيج يشبه الاسفنج من حيث خفة الوزن والمطاطية أي القدرة على التمدد ، والرئة مخروطية الشكل قمتها لاعلى وقاعدتها لاسفل وتشغل الرئتان معظم التجويف الصدري ، وتغلف من الخارج بغشاء من طبقتين يدعى ( البلورا Pleura  ) وتوجد على جانبي القلب وتتصل كل واحدة بالشعبة التي تخصها .

الرئة اليمنى Right LUNG  :

تتصل بالشعبة اليمنى للقصبة الهوائية وتنقسم بواسطة شقين Fissures  الى ثلاثة فصوص متميزة وواضحة هي :

الفص العلوي Superior Lobe  ، الفص الاوسط Middle Lobe   ، الفص الاسفل  Inferior Lobe والرئة اليمنى اكبر قليلا من الرئة اليسرى .

الرئة اليسرى LEFT LUNG  :

تتصل بالشعبة اليسرى للقصبة الهوائية وتنقسم الى فصين هما : ( 1 ) الفص الاعلى ، ( 2 ) الفص الاسفل والرئة اليسرى اصغر حجما من الرئة اليمنى لوجود القلب بجانبها .

الفصيصات LOBULES  :

ينقسم كل فص بالرئة الى نحو 200 فصيص ، ويتكون كل فصيص من مجموعة من التجاويف الصغيرة المحاطة بجدران رقيقة من نسيج الرئة وتفتح كل منها على شعيبة ، وتسمى هذه التجاويف بالحويصلات الرئوية Alveoli Puimonis  . يحيط بها شبكة من الشعيرات الدموية الرقيقة يتم عن طريقها تبادل الغازات .وعلى هذا الاساس فيوجد في الرئة نحو 1000 فصيص .

ثالثا – عضلات التنفس RESPIRATION MUSCLES  :

تنقسم هذه العضلات الى نوعين رئيسيين هما : ( 1 ) عضلة الحجاب الحاجز ، ( 2 ) العضلات بين الضلوع :

( 1 ) عضلة الحجاب الحاجز DIAPHRAGM M . OR DIAPHRAGMA  :

تعد العضلة الاساسية في عملية التنفس وهي عبارة عن عضلة مسطحة وقوية تشكل حاجزا عضليا ليفيا يفصل بين التجويف الصدري والبطني ، مقعرة من اسفل ومحدبة من اعلى وتتصل حافتها بالجزء السفلي من الصدر ، يغذي عضلة الحجاب الحاجز عصبيا : ( أ ) عصب مسمى باسمها هو عصب الحجاب الحاجز ، ( ب ) الاعصاب بين الضلوع الستة السفلى .

بانقباض عضلة الحجاب الحاجز في حالة الشهيق يزداد التجويف الصدري اتساعا ويسحب الهواء من الخارج الى الرئتين ، وبذلك تمتلئ الحويصلات بالهواء ، وبانبساطة عضلة الحجاب الحاجز يحدث الزفير ، اذ يصاحب ذلك بارتفاع الحجاب ، وصغر حجم التجويف الصدري ، وبالتالي انكماش الحويصلات ، وطرد الهواء الى الخارج عبر الممرات الهوائية .

( 2 ) العضلات بين الضلوع INTERCOSTAL MUSCLES  :

هي عبارة عن مجموعتين من العضلات تشغل المسافة ما بين كل ضلعين متجاورين ، وهذه العضلات مرتبة بطريقة مائلة بحيث ينتج عن انقباضها في حالة الشهيق تحرك الضلوع الى الاعلى وبالتالي زيادة حجم التجويف الصدري ، والمساعدة في سحب الهواء من الخارج ، وعلى العكس في حالة انبساط العضلات بين الضلوع تعود الضلوع الى وضعها الطبيعي ، أي الى اسفل ويقل بذلك حجم التجويف الصدري ، مما يساعد على طرد هواء الزفير ، وتنقسم العضلات بين الضلوع الى نوعين هما :

( أ ) – العضلات بين الضلوع الخارجية وعددها 12 عضلة على كل جانب من جانبي القفص الصدري ، وهي اكبر سمكا من العضلات الداخلية .

( ب ) – العضلات بين الضلوع الداخلية وعددها 12 عضلة ايضا على كل جانب من القفص الصدري ، وهي اقل سمكا من العضلات الخارجية .

وظيفة العضلات بين الضلوع :

1 – الحماية : حماية الاعضاء الداخلية بالتجويف الصدري وهما القلب والرئتان .

2 – الدعم : تعد دعامة قوية للمسافة بين الضلوع اثناء عملية التنفس .

3 – الرفع : ترفع الضلوع وتجذبها الى اعلى عند انقباضها وبذلك يزداد حجم التجويف الصدري اتساعا في حالة الشهيق Inspiration  .

4 – الخفض : تخفض الضلوع وتجذبها الى اسفل عند انبساطها ، وبذلك يقل حجم التجويف الصدري في حالة الزفير Expiration  .

رابعا – الدورة الدموية الرئوية PULMONARY CIRCULATION  :

تسمى ايضا بالدورة الدموية الصغرى Leaser Circulation  ، وتبدأ بدفع الاذين الايمن للدم المحمل باوكسيد الكاربون الى الى البطين الايمن ومنه الى الشريان الرئوي pulmonary artery  ( وهو الشريان الوحيد في الجسم الذي يحمل دم وريدي venous blood  أي غير مؤكسد ) ومن الشريان الرئوي بتفراعاته المختلفة والمتعددة الى الرئتين .

تنتهي تفرعات الشريان الرئوي بالشعيرات الدموية الرقيقة المحيطة بالحويصلات الرئوية ، حيث يتخلص الدم من ثاني اوكسيد الكاربون ، ويتحد بالاوكسجين ويتحول الدم الوريدي الى شرياني  Arterialize or Arterialisation  أي مؤكسد ثم يعود عبر الاوردة الرئوية الاربعة ( وهي الاوردة الوحيدة في الجسم التي تحمل دم شرياني Arterial Blood  ) الى الاذين الايسر من القلب ومنه الى البطين الايسر ، حيث يتم ضخه ليبدأ رحلته الكبرى والمسماة بالدورة الجهازية System Circulation او الدورة الكبرى ، والتي ينقل عبرها الدم المشبع بالاوكسجين الى كافة انسجة وأعضاء الجسم .

خامسا المركز التنفسي RESPIRATORY CENTER  :

يسيطر المخ على نشاط عملية التنفس عن طريق اعصاب مخية ( دماغية ) تنشأ من على السطح السفلي من المخ من مركز يعرف بالمركز التنفسي ، او مركز التنفس ويقوم هذا المركز بالتحكم في :

( 1 ) عدد مرات التنفس أي سرعة التنفس .

( 2 ) عمق كل من الشهيق والزفير .

ويؤثر الجهاز العصبي الذاتي ( التلقائي ) تاثيران عصبيان متضادان بجهازيه على النحو التالي :

• الجهاز العصبي السمبثاوي – تنبع الاعصاب السمبثاوية المنبهة لعمل الرئتين من العقد البطنية ، والتي تنبع من الاعصاب الشوكية الصدرية وتقوم بتنبيه عمليات بسط الشعب الهوائية ، وبذلك يتم توسيع المسارات التنفسية .
• الجهاز العصبي الباراسمبثاوي تتبع الاعصاب الباراسمبثاوية المنبه لعمل الرئتين من المسار الدماغي النابع من الاعصاب الدماغية ، وفيه يؤثر العصب الحائر ، وهو العصب العاشر في سلسلة الاعصاب الباراسمبثاوية ، ويتكون من زوج من الاعصاب المختلطة Mixed Nerves أي الياف عصبية حركية وحسية معا ، ويغذي هذا العصب الهام الى جانب عمل الرئتين عمل كل من القلب ، والامعاء والحنجرة ، اما عن التاثير العصبي فيسبب قبض الشعب الهوائية ، وبذلك يقل حجم المسارات التنفسية .

  آلية التنفس MECHANICAL OF RESPIRATION  :

  يقصد بالية التنفس ميكانيكية الشهيق والزفير ، وما يتبعهما من تبادل للغازات بالحويصلات الهوائية ، ويعبر عن ذلك بالتنفس الخارجي EXTERNAL RESPIRATION نظرا لحدوثه بين الرئتين والهواء مباشرة ، ومن الجدير بالذكر ان الرئتين لاتعملان اثناء نمو الجنين في رحم الام ، وتقوم المشيمة بعملهما ، وفور الولادة تبدأ الرئتان عملهما باستنشاق الجنين الهواء لاول مرة .

  اذ ما تم قياس هواء الشهيق والزفير فان ذلك يعبر عن التهوية الرئوية ( p.v. )Pulmonary Ventilation  وهذا عرض لعمليتي الشهيق والزفير في حالة الراحة والجهد البدني :

  اولا – في حالة الراحة in the rest case  : الشهيق INSPIRATION  :

   يصاحب استنشاق الهواء من البيئة الخارجية المحيطة زيادة في حجم التجويف الصدري ، وبروز خفيف في جدار عضلات البطن ، ويساعد على اتمام عملية الاستنشاق ، وهي انقباض كل من العضلات بين الضلوع ، وعضلة الحجاب الحاجز وانخفاض ضغط الهواء داخل الرئتين عنه بخارجهما مما يؤدي الى زيادة حجم التجويف الصدري ، وبالتالي سحب الهواء الى الرئتين عبر الممرات التنفسية حتى يتساوى الضغطان الداخلي والخارجي ، ومن ثم ينتشر الهواء بالحويصلات الهوائية في حالة انقباض العضلات بين الضلوع والحجاب الحاجز .

  بدخول الهواء الى الحويصلات وملامسة الاوكسجين الذي يحتويه الهواء الداخل لجدران الحويصلة الهوائية التي يحيط بها كم كبير من الشعيرات الدموية الرقيقة بمجرد هذه الملامسة تقوم …

  ( أ ) – خلايا الدم الحمراء بالاتحاد بالاوكسجينوتكوين مركبا كيميائيا يدعى بالاوكسي هيموكلوبين ( Hbo2 ) Oxyhaemoglobin  . يتراوح عمر كرية الدم الحمراء ما بين 15 – 16 اسبوعا وعندما تعجز عن الاتحاد بالاوكسجين فان الطحال spleen  يقوم بتفتيتها ونقل الهيموكلوبين الى الكبد لصنع الصفراء ونقل الحديد لصنع هيموكلوبين جديد هذا ويقوم الطحال بجملة الوظائف التالية : ( 1 ) جذب الطفيليلت التي تغزة الجسم وابادتها ، ( 2 ) انتاج كرات الدم البيضاء ، ( 3 ) انتاج كرات الدم الحمراء عند الضرورة ن اذ يقوم نخاع العظم بهذه العملية بالعادة وبذلك يقوم الطحال بعمليتين هامتين هما : ( A) – انحلال خلايا الدم Haemolytic or Haemolysis  (B) انتاج خلايا الدم Haemopoietic  

   

  ( ب ) – كما تتحد بلازما الدم ( مصل الدم ) Blood Plasma  بنسبة اقل من الاوكسجين وتحمله مذابا بها .

  بانتقال الدم المتحد بتركيز عالي من الاوكسجين من الحويصلات الهوائية الى مناطق استهلاكه بخلايا واجهزة الجسم المختلفة – حيث يقل بها تركيز الاوكسجين – ينتقل الاوكسجين من الدم الى الخلايا لاستخدامه في اكسدة المواد الغذائية في العمليات الايضية يتم ذلك وفقا لخاصية تسمى خاصية الانتشار Diffusion  وتعني الحركة التلقائية للجزيئات او الذرات من الوسط الاعلى تركيزا الى الوسط الاقل تركيزا ).

  الزفير EXPIRATION  :

  يعقب سحب الهواء الجوي الى الرئتين هبوط عظام الصدر وانكماشها وكذلك تسطح عضلات جدار البطن ، وذلك بتاثير انبساط العضلات بين الضلوع وعضلة الحجاب الحاجز ، مما يسبب صغر حجم التجويف الصدري ، وبالتالي طرد الهواء من داخل الرئتين عبر الممرات التنفسية الى الخارج في حالة انبساط العضلات والحجاب الحاجز .

  كنتيجة لاكسدة المواد الغذائية بخلايا الجسم ينتج عن ذلك ثاني اوكسيد الكاربون ويتم التخلص منه بالخلايا عن طريق :

  ( أ ) – اتحاد جزء صغير منه بالخلايا الحمراء بالدم وتكوين مركبا كيميائي يدعى الكاربامينوهيموكلوبين   Carbaminohaemoglobin ( Hbco2 ) .

  ( ب ) – وجزء اخر يحمل متحدا ببلازما الدم .

  ( ج ) – اما الجزء الاكبر فيتحد بثاني اوكسيد الكاربون مكونا ملح بيكربونات الصوديوم Sodium Bicarbonate  وبذلك يحمل ثاني اوكسيد الكاربون في الدم الى الرئتين للتخلص منه في هواء الزفير .

  بوصول مركب الكاربامينوهيموكلوبين وبيكربونات الصوديوم الى الحويصلات الهوائية – حيث تركيز ثاني اوكسيد الكاربون منخفض بها – فانه ينتقل من الدم الى الحويصلات الهوائية ومنها الى الشعيبات الى خارج الرئتين عبر الممرات الهوائية مختلطا بهواء الزفير ، وبذلك تكون الدورة التنفسية قد اكتملت دورتها ، وهذا ما يمكن ان ندعوه بالية التنفس او ميكانيكيته .

  ثانيا في حالة الجهد البدني IN THE PHYSICAL EFFORT CASE  :

  نظرا لاضطراد زيادة حاجة الجسم الى المزيد من الاوكسجين في حالة الجهد البدني – وذلك لاكسدة المواد الغذائية للحصول على الطاقة اللازمة لاعادة بناء الــ ATP فان هنالك تغيرات كبيرة في حجم كل من الشهيق والزفير ، وما يتبع ذلك من اضطراد في عملية تبادل الغازات ، ويرتبط معدل الزيادة بكل من حجم ونوع العضلات العاملة اثناء المجهود ، وكذلك الاجهزة والاعضاء الحيوية ذات الاهمية ومدى استجابتها ، ومثلها الجهاز العصبي ، والجهاز الهرموني ، والجهاز القلبي الوعائي ، والجهاز التنفسي ، وسطح الجلد … الخ .

  بشكل عام يرتبط معدل الزيادة في الاوكسجين المستهلك مع مكونات الحمل التدريبي او التنافسي من حيث الشدة والحجم والراحة البينية ولما كان للشدة اثرها الواضح من حيث التاثيرات الفسيولوجية على الجهاز التنفسي فيجب التمييز بين حالتين على النحو التالي :

  ( 1 ) – التاثيرات الفسيولوجية للحمل المعتدل الشدة – حيث تزداد الحاجة الى مضاعفة كمية الاوكسجين المستخلصة من 2 الى 4 مرات ضعف حالة الراحة ، ومثال ذلك في رياضة الاسكواش ، والتنس ، وتنس الطاولة ، واداء جملة تمرينات او جملة على احد اجهزة الجمباز .

  ( 2 ) – التاثيرات الفسيولوجية للحمل العالي الشدة – حيث قد ترتفع كمية الاوكسجين المستهلك من نحو 20 – 30 مرة ضعف حالة الراحة ، ومثال ذلك في رياضات جري وسباحة المسافات الطويلة ، والتجديف والدراجات .

  ملاحظة : شدة الحمل : تعني سرعة الاداء او وزن الثقل المستخدم

            حجم الحمل : هو عدد مرات تكرار التمرين او زمن استمراره . هذا                           وتتناسب شدة الحمل عكسيا مع حجمه .

  الاحجام الرئوية PULMONARY VOLUMES  :

  يمكن قياس الاحجام الرئوية باستخدام جهاز بسيط التركيب يسمى الاسبيروميتر Spirometer . كما يمكن باستخدام جهاز الاسبيروجراف Spirograph  تسجيل منحنيات كل من الهواء الداخل الى الرئتين أي هواء الشهيق Inhalation ، والهواء الخارج من الرئتين وهو هواء الزفير Exhalation ، الى جانب احتياطي كل منهما ، في ضوء ما تقدم نجد ان هنالك اربعة احجام رئوية يمكن لنا قياسها وتكون في مجموعها اقصى سعة للرئتين :

  ( 1 ) حجم هواء التنفس [حجم الهواء المد جذري ( T.V. ) TIDAL VOLUME  ]

  هي كمية هواء الشهيق والزفير المتنفس في المرة الواحدة حيث يتراوح معدل ( عدد مرات ) التنفس Breathing Rate لدى الشباب البالغ ما بين 35 – 45 مرة / دقيقة اثناء التدريبات الرياضية الشاقة وقد تتراوح لدى اللاعبين الاولمبيين من الجنسين ما بين 60 – 76 مرة / دقيقة اثناء منافسات التزلج السريع Speed Skating ، ايضا يسمى بالهواء الدوري او الحجم المد الجذري ويتراوح حجم هذا الهواء لدى الشخص البالغ ما بين 350 – 500 ملليلتر في المرة الواحدة في حالة الراحة وقد يصل الى نحو 1 لتر لدى البعض ويوضح الشكل ادناه منحنيات الحجم المد جذري والشهيق الزفير الهادئ ومقارنة بين الرجل والمراة من حيث عدد مرات التفس وحجم هواء التنفس والاوكسجين المستخلص ومتوسط كل منهم وذلك لدى الاشخاص البالغين Adults  في حالة الراحة هذا ويتراوح معدل التنفس الطبيعي لدى الاطفال دون سن البلوغ ما بين 20 – 25 مرة / دقيقة .

  وجه المقارنة	الرجل	المرأة
  عدد مرات التنفس	14 – 18	16 – 20
  متوسط عدد مرات التنفس	16	18
  حجم هواء التنفس ( لتر / دقيقة )	5.59 – 7.65	6.8 – 8.5
  متوسط حجم هواء التنفس(لتر / د )	6.8	7.65
  حجم الاوكسجين المستخلص بالرئتين ( لتر / دقيقة ) حيث ان نسبة الاوكسجين تمثل 20.96 % من هواء التنفس ، وحجم الهواء المتنفس يتراوح ما بين 350 – 500 ملليلتر	1.17 – 1.6	1.43 – 1.78
  متوسط حجم الاوكسجين المستخلص لتر /د	1.39	1.61

   

   

  اما في حالة التدريبات الشاقة Strenuous Exercises  فيرتفع حجم هواء التنفس الى ما بين 2 – 3 لتر / مرة ، ويقدر الحجم المستهلك لدى الرياضيين الممارسين لرياضات التحمل Endurance Athletes  بنحو 160 لتر / دقيقة ، وفي عدة دراسات وصل الى 200 لتر / دقيقة ، وارتفع الى 208 لتر / دقيقة لدى المحترفين من لاعبي كرة القدم عند التدريب على العجلة ، وعلى الرغم من هذه الاحجام الكبيرة فان حجم التنفس نادرا ما تخطى نسبة الــ 55% من السعة الحيوية .

   

  ( 2 ) – الحجم الاحتياطي لهواء الشهيق INSPIRATORY RESERVE VOLUME  يقصد به كمية الهواء التي يمكن استنشاقها علاوة على الكمية المستنشقة في الحالة العادية ، وهو ما يمكن ان نطلق عليه الحد الاقصى للشهيق او الحجم المكمل ، ويعرف بانه (( حجم الهواء المستنشق الاضافي )) ويتراوح حجمه ما بين 2.5 – 3.5 لتر تقريبا .

  ( 3 ) – الحجم الاحتياطي لهواء الزفير EXPIRATORY RESERVE VOLUME  

  هو حجم الهواء الاضافي الخارج مع هواء الزفير ويعني كمية الهواء المطرودة علاوة على كمية هواء الزفير في الحالة العادية يعبر عنه باقصى زفير يمكن اخراجه ويتراوح حجمه ما بين 1 – 1.5 لتر تقريبا لدى الشخص متوسط الحجم .

  ( 4 ) – الحجم المتبقي RESIDUARY OR RESIDUAL VOLUME  :

  يعرف هذا الحجم بانه (( كمية الهواء المتبقية في الرئتين والممرات الهوائية بعد خروج هواء الزفير )) وهذه الكمية تسمى بالمتبقية نظرا لعدم خروجها مع هواء الزفير ، وتتراوح ما بين 1 – 1.2 لتر تقريبا لدى الاناث ، وما بين 1.2 – 1.4 لتر تقريبا لدى الذكور .

  من ناحية اخرى هنالك مسمى يطلقه البعض على الاجزاء التي يشغلها الحجم المتبقي من الهواء وهو المنطقة التشريحية الخاملة Anatomical Dead Spase  ويقصد به الممرات الهوائية والرئتان ، وهذا التعبير يجانبه الصواب لان هذه المناطق نشطة وهوائها دائم التجدد ، وليست خاملة كما يصورها البعض ، بل انها تلعب دورا هاما بالحفاظ على التوازن فيما بين ضغط الهواء بالبيئة الداخلية ( الممرات الهوائية والرئتان ) وضغط الهواء بالبيئة الخارجية المحيطة بالجسم ، هذا بالاضافة الى ان اختلاط هواء البيئة الخارجية المحيطة الجاف البارد نسبيا ، والتي قد تصل درجة حرارته الى نحو 16 درجة مئوية او اقل ، الداخل الى الممرات الهوائية والرئتين بهواء الحجم المتبقي يكسبه الرطوبة والدفء حيث درجة حرارة الهواء داخل الجسم تتراوح ما بين 30 – 32 درجة مئوية مما يترك اثره على استمرار حيوية عمليات تبادل الغازات بالحويصلات .

  يتم الاعتماد على هواء الحجم المتبقي في بعض الانشطة التي تتطلب حبس ( كتم ) النفس في بعض المواقف الحركية ومثلها في رياضة رفع الاثقال وخلال تنفيذ بعض الخطفات في المصارعة وتنفيذ الضربة الساحقة في الكرة الطائرة او التنس ، والطعن في السلاح والغطس والغوص تحت الماء … الخ .

  السعات الرئوية PULMONARY CAPACITIES ( P.Cs ) :

  هنالك مجموعة من السعات الرئوية يجب الالمام بها ، نظرا لاهميتها في التقييم الوظيفي أي الفسيولوجي للحالة التدريبية ، ويطلق مسمى السعات الرئوية نظرا لاستخدامها كمعايير لقياس الوظائف الرئوية ، هذا وتقل هذه السعات لدى الاناث بنسبة تتراوح ما بين 20 – 25 % وتزيد لدى المدربين ، وهذه السعات هي :

  ( 1 ) – سعة الشهيق INSPIRATORY CAPACITY ( I . C .) :

  هي اقصى حجم من الهواء يمكن استنشاقه علاوة على الشهيق في الحالة العادية ويقصد بالحالة العادية هنا وقت الراحة ويقدر حجم سعة الشهيق بنحو 3.5 لتر هواء.

  ( 2 ) – السعة الوظيفية المتبقية  FUNCTIONAL RESIDUAL CAPACITY  :

  هي عبارة عن كمية الهواء المتبقية بالرئتين والممرات الهوائية بعد اطلاق الزفير العادي وتقدر بنحو 2.4 لتر تقريبا لدى الذكور وبنحو 1.8 لتر تقريبا لدى الاناث .

  متوسط الاحجام والسعات الحيوية بالملليلتر :

  القياس	ذكور 20 – 30 سنة	اناث 20 – 30 سنة	ذكور 50 – 60 سنة
  الحجم المد الجذري	600	500	500
  سعة الشهيق	3600	2400	2600
  حجم احتياطي الشهيق	3000	1900	2100
  حجم احتياطي الزفير	1200	800	1000
  السعة الحيوية	4800	3200	3600
  الحجم المتبقي	1200	1000	2400
  السعة الوظيفية المتبقية	2400	1800	3400
  السعة الرئوية الكلية	6000	4200	6000

   

   

  العوامل المؤثرة في الاحجام والسعات الرئوية FACTORS WHICH EFFECT ON THE PULMONARY VOLUMES AND CAPACITIES :

• 1-المرحلة العمرية ( السن ) .
• 2-الطول والوزن والجنس .
• 3-قوة وعضلات التنفس .
• 4-عدد مرات التنفس بالدقيقة .
• 5-عمق كل من الشهيق والزفير أي عمق التنفس Depth Breathing .
• 6- التدريب الرياضي من حيث :أ – نوع النشاط الرياضي التخصصي . ب -الحالة التدريبية للاعب .ج – العمر التدريبي للاعب .
• 7-اختلاف وضع الجسم .
• 8-العادات والطباع Habits .

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

  التدريب واثره على الوظائف الرئوية ص 111 .

  تشير الكثير من الدراسات والبحوث الفسيولوجية في مجال التربية البدنية والرياضية ، الى ان الجهد البدني يترك اثرا كبيرا على اعضاء الجهاز التنفسي ، وان هنالك تغيرات بيوكيميائية Biochemical Changes  ، وبيولوجية وفسيولوجية ، تصاحب الجهد البدني ، وبمعنى اخر تصاحب التغيرات البيوميكانيكية Biomechanical Changes  المصاحبة للاداء الحركي في التدريب الرياضي ، يعتبر الجهاز التنفسي من الاجهزة الحيوية في التدريب الرياضي اذ يعبر تعبيرا واضحا عن الجهد البدني وما يصاحبه من احمال تدريبية مختلفة الشدة ، والجدول التالي يوضح متوسط كمية الهواء المستنشقة والاوكسجين المستخلص ( لتر / دقيقة ) باختلاف النوع ، الجنس ) وكذلك باختلاف نوع النشاط الرياضي الممارس ، هذا ويرتبط معدل الزيادة في حجم التهوية الرئوية بمعدل الزيادة في عمليات الاكسدة Oxidation Processes  أي ان هنالك تناسبا طرديا فيما بين معدل التهوية الرئوية وعمليات الاكسدة ، ومن ناحية اخرى من المسلم به وجود ارتباطا طرديا فيما بين مكونات الحمل التدريبي او التنافسي وبين معدل تبادل الغازات Gases Exchange  .

  النوع ( الجنس )	الراحة	المشي	الجري	صعود الجبل
  ذكر هواء اوكسجين	6.8	17	51	68 – 113
  	1.43	3.56	10.69	14.25 – 23.68
  انثى هواء اوكسجين	7.65	19	57	77 – 128
  	1.60	3.98	11.94	16.14 – 26.83

   

  يلاحظ ان الاوكسجين يمثل 20.96 % من حجم الهواء المستنشق تقريبا .

   

  تغيرات قابلية التنبيه المصاحبة للجهد البدني EXCITABILITY CHANGES WHICH  ASSOCIATED WITH PHYSICAL EFFORT  :

  هنالك تغيران متميزان في قابلية تنبيه العمليات التنفسية احدهما عصبي والاخر كيميائي ، هنالك تغيران يصاحبان الجهد البدني ، وتظهر تاثيراتهما المختلفة على معدلات التنفس :

   

  ( 1 ) التغيرات العصبية NERVOUS CHANGES  :

  تظهر التغيرات كنتيجة لافعال منعكسة لا ارادية Reflex Actions  :

  ويقوم بتنظيمهما الجهاز العصبي الذاتي التلقائي عن طريق جهازيه الجهاز العصبي السمبثاوي ، والجهاز العصبي الباروسمبثاوي ، ويمكن ايجاز هذه التغيرات التي تعمل على زيادة معدل كل من سرعة وعمق التنفس على النحو التالي :

  أ – تنبيهات عصبية لا ارادية ، تؤثر على المركز المنظم للعمليات التنفسية بالمخ .

  ب – ارتفاع درجة حرارة الجسم ، وتاثيراتهما المنبهة لعمل الهايبوثلاموس بالمخ .

  ج – اشارات عصبية صادرة عن كل من عضلة القلب Myocardium  والرئتين.

  د – اشارات عصبية صادرة عن المجموعات العضلية المشاركة في الجهد البدني .

  ( 2 ) التغيرات الكيميائية CHEMICAL CHANGES  :

  هذه التغيرات تؤثر على مركز التنفس في المخ عن طريق الدم المار به ويتم ذلك بطريقة مباشرة او غير مباشرة عن طريق نهايات عصبية حسية ، واهم التغيرات التي تعمل على زيادة سرعة وعمق التنفس الاتي :

  أ – زيادة نسبة حموضة الدم .

  ب – نقص الاوكسجين في الدم Hypoxia  .

  ج – زيادة نسبة ثاني اوكسيد الكاربون ، وتؤثر على سرعة التنفس بطريقتين :

  1 ) التاثير المباشر على مركز التنفس بالمخ Respiration Center  .

  2 ) التاثير غير المباشر عن طريق المستقبلات الكيميائية Chemoreceptors  .

  تبادل الغازات GASES EXCHANGE :

  تتم عمليات تبادل الغازات في الرئتين بالتعاون فيما بين الجهاز التنفسي والجهاز القلبي الوعائي ، حيث يستخلص الدم الاوكسجين في الشعيرات الدموية المحيطة بالحويصلات الهوائية ، وينقله الى الخلايا لاتمام العمليات الايضية ، ثم يقوم بنقل ثاني اوكسيد الكاربون من الانسجة الى الدم ، الذي يحمله الى الرئتين للتخلص منه في حالتي :

  1 – في حالة الراحة .

  2 – في حالة الجهد البدني .

  اولا في حالة الراحة IN THE REST CASE  :

  تسير خطوات التبادل الغازي وفقا لتسلسل سير العملية التالية :

  1 ) انتقال الدم المحمل بثاني اوكسيد الكاربون في الدورة الرئوية ( الصغرى ) من الاذين الايمن للقلب الى البطين الايمن للقلب .

  2 ) دفع الدم من البطين الايمن الى الرئتين عبر الشريان الرئوي بتفرعاته .

  3 ) تبادل الغازات بين كريات الدم الحمراء بالحويصلات الرئوية والهواء الجوي الداخل الى الرئتين ، واتمام ما سبق ان اسميناه بالتنفس الخارجي External Respiration :ويتم ذلك وفقا لخاصية الانتشار Diffusion في العمليتين التاليتين اللتين تحدثان في نفس الوقت :

  أ – امتصاص استخلاص الاوكسجين Oxygen Uptake  باجمالي 19.8 ملليلتر ( مل ) / 100 مل دم شرياني موزعة على النحو التالي :

• اوكسي هيموكلوبين Hbo2 19.5 / 100 مل دم شرياني .
• ذائبا في البلازما ( مصل الدم ) plasma 0.3 مل / 100 مل دم شرياني .

  ب – التخلص من ثاني اوكسيد الكاربون الناتج عن العمليات الايضية وذلك باجمالي 51.8 مل / 100 مل دم وريدي موزعة على النحو التالي :

• كربامينوهيموكلوبينHbco2 3.2 مل / 100 مل دم وريدي .
• بيكربونات Hco3 45.9 مل / 100 مل دم وريدي .
• ذائبا في البلازما 2.7 مل / 100 مل دم وريدي .

4 ) حمل الاوكسجين في الدم الشرياني الى الاذين الايسر للقلب ومنه الى البطين الايسر ، ثم يتم ما يعرف بالتفس الداخلي Internal Respiration  .

5 ) اكسدة المواد الغذائية واطلاق الطاقة اللازمة لاعادة بناء جزيئات الــ ATP ، ويطلق على هذه العملية مسمى التفس الخلوي Cellular Respiration  .

 

 

يعرض الجدول التالي لمقارنة بين النسب المئوية لمكونات كل من هواء الشهيق ، وهواء الزفير ، وهواء الحويصلات ، وذلك في حالة الراحة .

عن King & Showers : Human Anatomy and Physiology , 1963 .

ثانيا – في حالة الجهد البدني IN THE PHYSICAL EFFORT CASE  :

يسير معدل تبادل الغازات في حالة الجهد البدني بمعدل يختلف كليا وجزئيا عنها في حالة الراحة ، وان كان تسلسل سير العمليات لا يختلف على الاطلاق .

اهم التغيرات التي تصاحب الجهد البدني وتؤثر بالتالي على معدل التبادل الغازي :

1 – تضاعف نسبة الاوكسجين الممتص بالحويصلات الهوائية من 5 الى 6 اضعاف حالة الراحة ، في حالة الجهد البدني الشاق ، ويتسبب في هذه الزيادة :

( أ ) زيادة معدل الدفع القلبي – مما يؤدي الى زيادة كمية الدم المدفوعة بالشعيرات الدموية المحيطة بالحويصلات الهوائية .

( ب ) زيادة حجم التهوية الرئوية مما يؤدي الى تضاعف الاحجام الاحتياطية Reserve Volumes لكل من هواء الشهيق والزفير .

2 – تضاعف نسبة ثاني اوكسيد الكاربون بهواء الحويصلات الرئوية بنسبة كبيرة تصل الى نحو 20 ضعف نسبة الاوكسجين ، مما يؤدي الى استمرار تنبيه الافعال المنعكسة اللاارادية التي تعمل على زيادة حجم التهوية الرئوية وبالتالي التخلص من ثاني اوكسيد الكاربون كأحد المخلفات الايضية ، الى جانب امتصاص قدر اكبر من الاوكسجين اللازم لاستمرار العمليات الايضية .

العوامل التي تؤثر على تبادل الغازات FACTORS WHICH EFFECT UPON GASES EXCHANGE  :

هنالك العديد من العوامل التي تؤثر على عمليات التبادل الغازي وبالتالي تؤثر على حجم كل من الاوكسجين المستخلص بالحويصلات ، وثاني اوكسيد الكاربون المطرود ، ويمكن تقسيم تلك العوامل المؤثرة الى مجموعتين رئيسيتين هما :

( 1 ) مجموعة تتصل بالتركيب التشريحي والعمل الوظيفي للحويصلات الرئوية .

( 2 ) مجموعة تتصل بعمليات التبادل الغازي :

اولا – العوامل التي تتصل بالتركيب التشريحي والعمل الوظيفي للحويصلات الرئوية :

1 – سمك النسيج الرئوي pulmonary tissue  المبطن للحويصلات الرئوية .

2 – سمك غشاء كرات الدم الحمراء membrane of erythrocytes  .

3 – كمية بلازما الدم المارة بالحويصلات الرئوية .

4 – مساحة مسطح التقابل بين الحويصلات والدم في الشعيرات الدموية .

ثانيا – العوامل التي تتصل بعمليات التبادل الغازي :

1 – التوافق فيما بين التهوية الحويصلية وسرعة تيار الدم ( الدورة الدموية ) .

2 – انخفاض تركيز الاوكسجين concentration of o2  بهواء الحويصلات .

3 – ارتفاع مستوى عمليات الاكسدة واستهلاك الاوكسجين بالانسجة والاعضاء .

4 – الانخفاض النسبي لتركيز الاوكسجين في الدورة الدموية بشكل عام .

5 – ارتفاع تركيز ثاني اوكسيد الكاربون في الحويصلات الرئوية والدورة الدموية.

6 – ارتفاع معدل تراكم حامض اللكتيك ( اللبنيك ) في العضلات العاملة .

ملاحظة بلازما الدم : هو السائل الاصفر الفاتح ( الباهت ) من الدم الذي تسبح به العناصر المكونة للدم ، والفرق بين البلازما والمصل هو احتواء البلازما على الفيبرينوجين المادة التي يتكون منها الياف الفبرين البروتينية عند تجلط ( تخثر ) الدم .

تاثير الجهد البدني على التنفس THE EFFECT OF PHYSICAL EFFORT UPON RESPIRATION :

هنالك عدة تاثيرات فسيولوجية تصاحب الجهد البدني ، وتختلف باختلاف مكونات الاحمال التدريبية ، وكذلك نوع النشاط الرياضي الممارس ، ومما لا شك فيه ان الجهد البدني يترك اثره الواضح على الجهاز التنفسي ، ومن اهم تلك التاثيرات :

1 – ارتفاع معدل تبادل الغازات من نحو 20 الى 30 ضعف حالة الراحة في حالة الجهد البدني المفرط ( الشاق ) Excessive Effort  .

2 – زيادة سرعة وعمق التنفس ، مما يؤدي الى زيادة معدل التهوية الرئوية زيادة كبيرة تتراوح ما بين 150 – 200 لتر هواء او اكثر في الدقيقة لدى الرياضيين المتميزين Individual Athletes  .

3 – زيادة النشاط القلبي الوعائي Cardiovascular Activity  ، مما يؤدي الى :

أ – ارتفاع معدل التهوية الرئوية .   ب – زيادة شدة عمليات الاكسدة .

ج – زيادة كمية الاوكسجين المستخلصة ( الممتصة ) بالرئتين في الدقيقة .

د – زيادة حجم الدم المدفوع في الدورتين الدمويتين في الدقيقة .

4 – ارتفاع معدل استهلاك الاوكسجين من 250 – 350 ملليلتر / دقيقة في حالة الراحة ، الى نحو من 4500 – 5000 ملليلتر / دقيقة في حالة المجهود .

5 – زيادة تركيز الهيموكلوبين بالدم ، نتيجة لزيادة معدل افراز العرق ونقص الماء في الدم ، مما يؤدي الى زيادة قدرة الدم على الاتحاد بالاوكسجين .

6 – زيادة معدل استخلاص الاوكسجين من الدم بالانسجة العضلية ، اذ تستخلص خلايا الجسم من 60 – 80 مل اوكسجين من كل واحد لتردم في حالة الراحة وترتفع هذه النسبة لتصل الى 150 مل او اكثر في حالة المجهود .

7 – ارتفاع معدل استخلاص الاوكسجين بالحويصلات الرئوية كنتيجة لارتفاع معدل ثاني اوكسيد الكاربون وانخفاض كمية الاوكسجين بالعضلات العاملة اثناء المجهود .

 

 

 

 

 

 

جدول يوضح تاثير الجهد البدني على التنفس :

 

التغيرات البيوكيميائية المصاحبة للجهد البدني BIOCHEMICAL CHANGES WHICH ASSOCIATED WITH PHISICAL EFFORT :

ان العلاقة بين الجهاز التنفسي والجهاز العضلي تتحقق عن طريق نظام معقد يتماشى مع التغيرات الوظيفية في الاعضاء العاملة اثناء الجهد البدني ، وتدعى تلك التغيرات بالتغيرات البيوكيميائية BIOCHEMICAL CHANGES وتلعب تلك التغيرات دورا هاما خلال الجهد البدني ، وتعد من اهم تلك التغيرات الاتي :

1 – اثبتت التجارب ان هنالك علاقة وثيقة فيما بين كل من الزيادة في معدل استهلاك الاوكسجين ، ومكونات الحمل التدريبي او التنافسي .

2 – تسبب زيادة تراكم حامض اللاكتيك بالعضلات زيادة حجم التهوية الرئوية خلال المجهود العنيف ، اذ يصل محتواه في الدم الى نحو 100 ملليجرام في كل 100 سم مكعب بينما هو في حالة الراحة يتراوح ما بين 10 – 15 مل .

3 – يسبب ارتفاع معدل ثاني اوكسيد الكاربون في الدم استثارة مركز التنفس ، وكذلك الحال بالنسبة لتراكم حامض اللاكتيك ، مما يؤدي الى التنبيه الى زيادة معدل التنفس وعمق كل من الشهيق والزفير ، وبالتالي التخلص من ثاني اوكسيد الكاربون ، وتوفر الاوكسجين اللازم لاكسدة حامض اللاكتيك .

4 – عودة حموضة الدم الى حالتها الطبيعية تقريبا في فترة استعادة الشفاء Recovery Period ، مع استمرار شدة عمليات التنفس حتى تتم عودة المستوى القلوي في الدم الى وضعه الطبيعي اذ يجب ان يظل ما بين 7.3 – 7.5 .

5 – زيادة سرعة وعمق التنفس والكفائة القلبية الوعائية بفعل منعكس لا ارادي Reflex Action خلال الجهد البدني .

6 – يزداد معدل استخلاص الاوكسجين بالرئتين وانتقاله في الدورة الدموية الكبرى أي الدورة الجهازية خلال الجهد البدني مما يحقق الاتي :

أ – زيادة عدد الشعيرات الدموية المغذية بالجهاز العضلي الارادي .

ب – زيادة سرعة دوران الدم بالدورتين : الدورة الدموية الصغرى والكبرى .

ج – زيادة معدل استخلاص الاوكسجين بالعضلات المشاركة في المجهود .

د – الزيادة الكبيرة في حجم التهوية الرئوية Pulmonary Ventilation .

7 – زيادة عدد اجسام المايتوكوندريا ( بيوت الطاقة أو البطاريات التنفسية ) ، وحجم نشاطها بزيادة كمية الاوكسجين المستخلصة بالنسيج العضلي وبالتالي ارتفاع معدل اكسدة المواد الغذائية ، واطلاق الطاقة اللازمة لاعادة بناء الــ ATP .

8 – زيادة السعة الحيوية لدى المدربين عنها لدى غير المدربين ، فتتراوح لدى غير المدرب ما بين 4 – 5 لتر ، اما لدى المدربين فتتفاوت من رياضة الى اخرى والجدول التالي يعرض عدد من الرياضات والسعات الحيوية للكل :

استنشاق الاوكسجين والتدريب الرياضي OXYGEN INHALATION BEFORE EXERCISE :

من المعروف ان النقص الحاد في الاوكسجين يسبب التوقف السريع للتدريب ، وليس من المستغرب ان نجد ان هنالك العديد من الدراسات قد اخذت على عاتقها اكتشاف ما اذا كان استنشاق كم اضافي من الاوكسجين بتركيز اعلى من الحالة العادية يساعد على استمرار الاداء الرياضي ام لا ؟ ! ان مثل هذه الدراسات اقترحت في النهاية استنشاق مزيجا غنيا من غاز الاوكسجين قبل واثناء وبعد التدريب :

 

 

استنشاق الاوكسجين قبل التدريب OXYGEN INHALATION BEFORE EXERCISE  :

من الدراسات ما يشير الى ان استنشاق قدر اضافي من الاوكسجين قبل التدريب مباشرة ، يساعد على بذل جهد اضافي في التدريب ، وفي العادة يحتفظ الجسم بمخزونه من الاوكسجين في الدم ، وفي سوائل الجسم مرتبطا بالميوكلوبين Myoglobin هذا ويجب ان يكون مخزون العضلة من فوسفات الكرياتين والكلايكوجين مناسبا للامداد بالطاقة اللازمة لفترة الاستنشاق القصيرة الامد ، والتي تستمر في العادة لفترة تقل عن الدقيقة الواحدة .

يظهر الاثر الايجابي المصاحب لاستنشاق الاوكسجين قبل التدريب بفترة زمنية قصيرة ، فيؤدي الى حدوث التغيرات الفسيولوجية والنفسية التالية :

1 – عدم الرغبة في زيادة عدد مرات التنفس والحد من عمق الشهيق والزفير .

2 – انخفاض حجم التنبيه العصبي بمركز التنفس في المخ ويرجع الى الاتي :

أ – ارتفاع مستوى الاوكسجين المختزل بالسوائل داخل الخلايا العضلية .

ب – انخفاض معدل ثاني اوكسيد الكاربون خلال عملية الاسنشاق .

3 – توفر استجابات نفسية ايجابية مصاحبة لعملية الاستنشاق ، كأثر نفسي مصاحب لدى اللاعبين لمجرد ممارسة عملية الاستنشاق في حد ذاتها .

مما تقدم نجد ان استنشاق الاوكسجين قبل التدريب قد حقق بعض الفوائد ، ومن ناحية اخرى نجد ان عملية الاستنشاق هذه يجب ان تتم قبل المنافسة بنحو الدقيقة ، وان جميع المنافسات الرياضية تقريبا تستغرق فترات زمنية طويلة ، ونحتاج ايضا الى تعليمات تمهيدية كثيرة ، لذا فانه بعد القليل من الانفاس المتتابعة اثناء المنافسة ، نجد ان الاوكسجين المستنشق قد فقد تاثيره وبسرعة .

( 2 ) استنشاق الاوكسجين اثناء التدريب OXYGEN INHALATION DURING EXSIRCISE :

لا يترك استنشاق الاوكسجين بتركيز عالي اثناء التدريب أي فائدة تذكر :

في حالة الانشطة التي تستغرق فترة زمنية اقل من الدقيقتين ويرجع ذلك الى ان :

1 – الوقود اللاهوائي Anaerobic Fuel  يعد كافيا لحاجة الانشطة القصيرة المدى .

2 – عدم الوصول بتدفق الدم الى حده الاقصى خلال فترة قصيرة من التدريب .

3 – الحاجة الى توفر بعض الوقت ليتناسب تركيز ADP وعملية اعادة بناءه وتحويله الى ATP بالميتوكوندريا ، وكذلك توفر التنبيه الى استهلاك الاوكسجين .

يصاحب استنشاق الاوكسجين في التدريبات طويلة المدى عادة بالاتي :

( 1 ) زيادة القدرة على التحمل .

( 2 ) الاحساس بسهولة ويسر الاداء .

( 3 ) انخفاض معدلات التهوية .

( 4 ) انخفاض مستوى حامض اللاكتيك .

( 5 ) انخفاض معدلات القلب Heart Rates  في حالة الجهد الاقل من الاقصى .

في حالة بذل اقصى جهد يزداد في العادة الحد الاقصى لاستخلاص الاوكسجين ليصل الى نحو 10 % فقط في حالة استنشاق تركيز عالي من الاوكسجين ، هذا وتشير دراسات حديثة الى انخفاض معدل استخلاص الاوكسجين ، وكذلك انتاج ثاني اوكسيد الكاربون ، لدى العينات التي استنشقت خليطا من الغاز الغني بالاوكسجي ، الى جانب ارتفاع مستوى التحمل ، مما يؤكد على الاثار الايجابية لعملية استنشاق الاوكسجين ، من ناحية اخرى يظن ان تحسن مستوى الاداء يرجع الى انخفاض العملياتالتنفسية وانخفاض انتاج حامض اللاكتيك ، هذا ويرجع انخفاض انتاج حامض اللكتيك الى الاتي :

1 – انخفاض معدل استخلاص الاوكسجين Aerobic M .   التمثيل الغذائي الهوائي .

2 – انخفاض معدل سحب واستهلاك الكلايكوجين Glycogen Consumption .

3 – اكسدة حامض البيروفيك Pyruvic Acid بسهولة ويسر تامين .

من الاثار الجانبية لاستنشاق اللاعبين لتركيز عالي High Concentration  من الاوكسجين ، انخفاض التهوية الرئوية ، وكذلك معدل القلب يفسر ذلك بتاثير المستوى العالي للاوكسجين على المستقبلات الكيميائية الشريانية Arterial CHemoreceptors وعلى مركز التنفس بالمخ .

اذ ما تطرقنا الى المنافسات الرياضية فاننا نجد ان حمل وحدة التغذية بالاوكسجين ، وهي علبة صغيرة الحجم قابلة للحمل ، لا تعد اسلوبا عمليا في المنافسات Competitions ويمكن ان يتم ذلك في التدريب ن ولدى متسلقي الجبال ورجال الاطفاء وكذلك المرضى بالرئة والملازمين للفراش .

( 3 ) استنشاق الاوكسجين اثناء العودة الى الحالة الطبيعية ( الاستشفاء ) OXYGEN INHALATION DURING RECOVER  :

لقد ثبت ان استنشاق الاوكسجين مفيد فقط في مختلف الرياضات التي تتطلب سرعة عودة اللاعبين الى حالتهم الطبيعية ، وذلك استعدادا للمشاركة في المنافسات التالية ومثلها في الالعاب بانواعها ، وفي التصفيات الاولية لكل من المصارعة والملاكمة وسباحة المسافات القصيرة ، والتي يضطر معها اللاعب الى خوض اكثر من منافسة في اليوم الواحد ، او في فترات متقاربة .

على الرغم من انه من الشائع ان استنشاق الاوكسجين يساعد على سرعة العودة الى الحالة الطبيعية ( الاستشفاء ) في التدريب الرياضي الا ان هنالك استنتاجات علمية تاتي مناقضة لذلك ، ومن المرجح ان التاثيرات الايجابية positive effects  لاستنشاق الاوكسجين في مرحلة العودة الى الحالة الطبيعية ترجع الى :

( أ ) العامل النفسي psychological factor  .

( ب ) اكثر من العوامل الفسيولوجية physiological factors  .

التغيرات والتكيفات الفسيولوجية المصاحبة للجهد البدني ADAPTATIONS AND PHYSIOLOGICAL CHANGES WHICH ASSOCIATED WITH PHYSICAL EFFORT .

سبق وان قدمنا للتغيرات والتكيفات الفسيولوجية المصاحبة للجهد البدني ، واشرنا الى كفاءة الجهاز التنفسي كأحد الاجهزة الهامة التي تتأثر بالجهد البدني وتؤثر في فعالية الاداء .

التغيرات والتكيفات الفسيولوجية الخاصة بالجهاز التنفسي الناجمة عن الجهد البدني:

 

اولا التغيرات الفسيولوجية PHYSIOLOGICAL CHANGES  :

1 – زيادة السعة الحيوية V.C. وبالتالي زيادة حجم التهوية الرئوية .P.V.

2 – زيادة الكفاءة الرئوية من حيث العمل الوظيفي والتركيب التشريحي .

3 – زيادة سرعة وعمق التنفس ، وتناسب ذلك وحجم الجهد البدني المبذول .

4 – سرعة التخلص من ثاني اوكسيد الكاربون كأحد مخلفات التمثيل الغذائي .

5 – ارتفاع معدل استخلاص الاوكسجين بالحويصلات الرئوية والانسجة العضلية .

6 – زيادة حجم نشاط اجسام الميتوكوندريا Mitochondria ( بيوت الطاقة ) .

ثانيا التكيفات الفسيولوجية PHYSIOLOGICAL ADAPTATIONS  :

1 – سرعة الاستجابة للمنبهات العصبية اللاارادية بمرركز التنفس بالمخ .

2 – سرعة انتقال الاشارات الحسية المنبهة من المستقبلات الكيميائية الى المخ .

3 – سرعة عودة حموضة Acidness الدم الى حالتها القلوية Alkalinity  .

4 – عدم ظهور ظاهرة دين الاوكسجين Oxygen Dept  المعوقة للاداء .

5 – تناسب معدل استهلاك الاوكسجين ومكونات الحمل التدريبي او التنافسي .

6 – سرعة العودة الى الحالة الطبيعية في مرحلة استعادة الشفاء ( عقب الاداء ).

 

 

 

 

 

 

 

اعداد : أ.م.د. احمد شاكر العبيدي

اثر التدريب الرياضي في السعة الحيوية

عند قيام الانسان باي نشاط رياضي ينعكس على قيامه بالجهد العضلي العالي الذي بدوره يحتاج الى زيادة النشاط الوظيفي لمختلف اجهزة الجسم التي تتضاعف في بعض الاحيان لعدة مرات وقت القيام بالجهد .

ومن الاجهزة المهمة التي تدخل ضمن هذا النطاق هو الجهاز التنفسي ، ومن اول المؤشرات الوظيفية لهذا النشاط هو مؤشر ( السعة الحيوية ) والذي يعبر عنه بحجم الهواء الذي يخرج من الرئتين بعد كل زفير كامل .

فاللاعبون الجيدون يتمتعون عادة بسعة حيوية كبيرة وبخاصة تلك الالعاب التي يلعب فيها الجهاز الدوري والتنفسي دورا مهما كالسباحة والركض وكرة السلة والقدم والملاكمة والدراجات .

وان السعة الحيوية تختلف بين الرياضيين تبعا لنوع النشاط الذي يمارسونه وانها تختلف من شخص لاخر للعينة نفسها تبعا للمستوى وانها تزداد بالتدريب الرياضي.

وترتبط السعة الحيوية بدرجة كبيرة بالمهارات التي تتطلب توافر التحمل الدوري التنفسي الذي يعتمد على سلامة الجهاز الدوري التنفسي وانها تزداد خلال التدريب ذي الشدة القصوى ويرجع ذلك الى تفتح عدد كبير من الشعيرات الدموية بالرئتين وزيادة كمية الدم المحيط بالحويصلات نتيجة لزيادة الدفع القلبي ، فزيادة مساحة سطح الرئتين يسمح للدم باستقبال كمية اكبرمن الاوكسجين .

لذا من الواضح ان السعة الحيوية لها علاقة بحجم الفرد وبنيته اضافة الى العوامل الاخرى حيث يرتفع معدل السعة الحيوية بالنسبة الى السباحين والغواصين ويقل عند الاكبر سنا وعند الذين يصابون بامراض الجهاز التنفسي كالربو وشلل الاطفال ووجود السائل في غلاف الرئة ( الكبس البلوري ) وهواء في داخل الصدر او تليف الرئتين ومرض السكري وغيره من الامراض .

كما تختلف وتتاثر السعة الحيوية حسب وضع الجسم فتزداد عندما تقاس من وضع الوقوف لقلة حجم الدم الداخل للرئتين ، كما تتاثر بمقاييس الجسم وقوة عضلا التنفس وبخاصة امتداد الرئتين والتجويف الصدري .

ان ممارسة الانشطة الرياضية تؤدي الى تغيرات ايجابية في كفاية الجهاز التنفسي من حيث قدرته على زيادة التمثيل الاوكسجيني واللااوكسجيني خلال النشاط الرياضي لغرض تحرير الطاقة اللازمة لادامة واستمرارية هذا النشاط فممارسة النشاط الرياضي تزيد من فعالية التهوية الرئوية القصوى وتزيد من حجم وسعة الرئتين مما يؤدي ذلك الى زيادة عملية تبادل الغازات في الدم وكذلك الاقتصاد في عملية التنفس .

 

القلب HEART  :

عبارة عن عضو عضلي مجوف هرمي الشكل تقريبا قمته متجهة الى الناحية السفلى اليسرى من الصدر ويعتبر القلب المضخة التي تدير الدم في جسم الانسان .

وهو متخصص بضخ الدم والمحافظة على جريانه ، ويتكون من النسيج العضلي الذي يكون من نوع خاص متخصص للعمل المتواصل ، اذ ان العضلة القلبية تستمر في فعاليتها طوال حياة الشخص وليس لها فترات راحة وان الراحة الوحيدة هي اثناء الانبساط بين تقلصين .

ويتكون القلب من نصفين ، النصف الايمن يحمل الدم الغير نقي والنصف الايسر يحمل الدم المؤكسج ( النقي ) ويتألف كل نصف من تجويفين علوي وسفلي ، فالعلوي يسمى الاذين والسفلي بالبطين .

الاذين الايمن : يصل الدم الغير مؤكسج الوارد من انحاء الجسم بواسطة ك

1 – الوريد الاجوف الاعلى —— من الرأس والرقبة والذراعين .

2 – الوريد الاجوف الاسفل —— من البطن والفخذين والقدمين  .

3 – الوريد الاكليلي ————- من جدار القلب .

بين الاذين الايمن والبطين الايمن صمام يدعى الصمام الثلاثي الشرف الذي يسمح بنقل الدم من الاذين الايمن الى البطين الايمن فقط .

البطين الايمن  : وظيفته دفع الدم القادم من الاذين الايمن الى الشريان الرئوي بواسطة صمام هلالي ذي ثلاث شرفات يدعى ( الصمام الرئوي ) .

الاذين الايسر : يصله الدم الذي تمت تنقيته ( اكسجنته ) في الرئتين عن طريق الاوردة الرئوية الاربعة وهو ينقل الدم المؤكسج الى البطين الايسر من خلال الصمام التاجي الذي يتكون من شرفتين ويسمح بمرور الدم النقي من الاذين الايسر الى البطين الايسر .

البطين الايسر : اقوى تجاويف القلب وجداره العضلي سميك يصله الدم من الاذين الايسر عن طريق الصمام التاجي وانقباضه يدفع الدم الى الشريان الابهر خلال صمام هلالي ذي ثلاث شرفات هلالية يدعى بالصمام الابهري  ان جميع الصمامات القلبية عبارة عن تراكيب خاصة لا تحتوي انسجة عضلية تسمح بمرور الدم في اتجاه واحد فقط ولا تسمح بالمرور بالاتجاه المعاكس .

ويعد القلب اهم عضلة في جسم الانسان ، وهو الضمان لدوران الدم الضروري لحياة الجسم .

ان هنالك تغيرات وظيفية للقلب يصاحب المجهود الرياضي ليستطيع امداد العضلات العاملة باحتياجاتها من الاوكسجين اللازم لاداء هذا المجهود .

ويتم ذلك عن طريق زيادة كل من الناتج القلبي وسرعة سريان الدم وقد وجد ان قلب الرياضي من حيث الحجم ضعف حجم قلب غير الرياضي لذلك فان كمية الدم التي يدفعها قلب الرياضي في كل ضربة تصل الى ثلاثة امثال ما يدفعه قلب غير الرياضي .

الناتج القلبي : يعرف فوكس الناتج القلبي Cardiac Output  بانه كمية الدم التي يضخها القلب من البطين الايمن او الايسر في الدقيقة الواحدة ويتراوح الناتج القلبي بحوالي ( 5 – 6 ) لتر / دقيقة في الشخص البالغ السليم في اثناء الراحة .

ويزداد في اثناء المجهود الرياضي الى حوالي ( 35 ) لتر / دقيقة لدى الاشخاص المدربين تدريبا عاليا في اثناء القيام بمجهود ذي حمل عالي جدا .

ان النتاج القلبي يعتمد على مقدار الدم الوريدي العائد الى القلب من جميع اجهزة الجسم المختلفة ، وان الدم العائد للقلب يعتمد على الناتج من القلب فزيادة الناتج القلبي يزيد من الدم العائد للقلب .

ان الزيادة في الدم الوريدي القادم للقلب تؤدي الى زيادة انقباضه والذي يؤدي بالتالي الى زيادة انتاجيته .

ويختلف الناتج القلبي وزيادته في النشاط الرياضي تبعا لاختلاف سرعة الانقباض العضلي ، ففي الانقباضات السريعة أي الانقباضات العضلية السريعة يزداد الناتج القلبي اكثر منه في اثناء الانقباضات العضلية البطيئة عند القيام بنفس المجهود ، والسبب في ذلك يعود الى ان الانقباضات السريعة تزيد من تحسن عودة الدم الى القلب فيزداد ناتج القلب .

واوضح فوكس ان الناتج القلبي يعتمد على عاملين هما :

1 – حجم الضربة Stroke Volume   .

2 – معدل ضربات القلب Heart Rate  .

ويمكن التعبير رياضيا عن العلاقة بين الناتج القلبي وحجم الضربة ومعدل ضربات القلب بالمعادلة التالية :

” الناتج القلبي = حجم الضربة × عدد ضربات القلب في الدقيقة الواحدة “

لذا فان زيادة الناتج القلبي في المجهود الرياضي تكون نتيجة لزيادة حجم ضربة القلب للدم المدفوع في كل ضربة ومعدل سرعته .

وقد عرف ( استراند ورودال ) حجم ضربة القلب بانها ” كمية الدم التي يدفعها القلب في كل ضربة من ضربات البطين “

واشار فوكس الى ان حجم ضربة القلب في الاشخاص المدربين اكبر منه في الاشخاص غير المدربين وذلك في اثناء المجهود أو بعده ، وقد يصل حجم ضربة القلب لدى الذكور غير المدربين ما بين ( 70 – 80 ) ملليلتر / ضربة في وضع الوقوف ، في حين يصل ما بين ( 100 – 110 ) ملليلتر / ضربة لدى المدربين ذوي المستويات العليا في اثناء الراحة في وضع الوقوف .

حيث هذه الزيادة تكون اكبر عند الاشخاص المدربين منها لدى غير المدربين فقد يصل حجم الضربة لغير المدربين من ( 110 – 120 ) ملليلتر / ضربة في حين يصل من ( 150 – 200 ) ملليلتر / ضربة للرياضيين ذوي المستويات العليا وهنالك علاقة بين حجم الضربة وعدد ضربات القلب ، فكلما كان حجم الضربة اكبر كان معدل ضربات القلب اقل وهذا يفسر سبب انخفاض معدل ضربات القلب لدى الافراد المدربين .

اما معدل ضربات القلب وهو ذو علاقة وثيقة بهذا الموضوع فقد عرفه ( استراند ورودال ) انه عدد ضربات البطين في الدقيقة الواحدة ، وقد اختلف العلماء الفسيولوجيين في مقادير معدل ضربات القلب ، ولكن اتفقت بعض المصادر العلمية على ان المعدل يتراوح بين ( 50 – 60 ) ضربة / دقيقة في اثناء الراحة لدى الاشخاص المدربين وبمعدل ( 72 ) ضربة / دقيقة وحتى اكثر لدى الاشخاص غير المتدربين .

ان التغيرات التي تحصل في معدل ضربات القلب في اثناء الجهد وبعده مباشرة هي المؤشرات الحقيقية المهمة الموضحة لقابلية تحمل الجهد ولاسيما القلب وجهاز الدوران فارتفاع عدد ضربات القلب الى حد معين في اثناء الجهد ثم عودتها الى حالتها السابقة قبل الجهد ، والفترة الزمنية للرجوع الى حالتها قبل الجهد مؤشر مهم يعتمد عليه في العديد من الفحوص الطبية والعاملين في التدريب الرياضي واللياقة البدنية كتقدير قابلية ولياقة الجسم ، وان لسرعة عودة ضربات القلب الى حالتها الطبيعية بعد انتهاء الجهد مباشرة علاقة مميزة للجسم الرياضي ودلالة واضحة على تطبع القلب وجهاز الدوران على الجهد الذي يتعرض له جسم الرياضي .

ان سرعة ضربات القلب تزداد نتيجة المجهود الذي يتعرض له الرياضي وان هذه الزيادة ترجع الى نوع النشاط الرياضي ، وطول فترة الاداء ، كما ان هذه الزيادة تختلف من فرد لاخر ومن رياضي لاخر ، وان سرعة ضربات القلب في الشخص العادي تختلف عن سرعة ضربات القلب لدى الشخص الرياضي ويعود السبب في ذلك الى التدريب ، وان سرعة ضربات القلب في الشخص الرياضي تعود بعد التدريب الى حالتها الطبيعية اسرع بكثير من الشخص العادي ، وتختلف سرعة القلب من فعالية الى اخرى ايضا .

 

العوامل المؤثرة على سرعة القلب :

1 – درجة حرارة الجسم : كلما تزداد درجة حرارة الجسم تزداد سرعة القلب كما في الحمى فالقلب يضرب بسرعة اكبر من الطبيعي ويضرب بسرعة اوطأ عندما يبرد الجسم كما في حالة التبريد .

2 – هورمون الثايروكسين المفرز من الغدة الدرقية : زيادة فعالية الغدة الدرقية بسبب زيادة في هرمون الثايروكسين وزيادة في سرعة القلب لذلك فان المرضى المصابين بزيادة فعالية الغدة الدرقية تكون لهم سرعة قلبية عالية وبالعكس قلة فاعلية الغدة الدرقية تسبب قلة في سرعة القلب .

3 – المركز القلبي : هو عبارة عن مجموعة من الخلايا في النخاع المستطيل ، ويكون هذا المركز تحت تاثير الجهاز العصبي السمبثاوي والباراسمبثاوي ( الودي واللاودي ) ان الجهاز العصبي السمبثاوي يسبب زيادة في سرعة القلب وزيادة الطرح القلبي وزيادة في ضغط الدم وتزداد الفعالية الودية في حالات الاثارة الانفعالية واثناء التمارين الرياضية وفي كلتا الحالتين تزداد سرعة القلب .

ان تاثير الفعالية الودية يتم بتحرير هرمون الادرينالين الذي يسبب زيادة في سرعة القلب ، بينما الجهاز العصبي اللاودي ( الباراسمبثاوي ) المتمثل بالعصب التائه فانه يقلل سرعة القلب أي انه اذا ازدادت فعالية العصب التائه تقل سرعة القلب والعكس بالعكس .

زيادة فعالية العصب التائه تكون عند النوم لذلك فعند النوم تكون سرعة القلب بطيئة اما عند اليقضة فان زيادة فعالية العصب التائه تقل مما يسبب زيادة في سرعة القلب.

ضغط الدم BLOOD PRESSURE  :

يجمع العلماء امثال فارفل وكوتس وكولاند واخرون على ان ضغط الدم عاكس مهم لحالة جهاز الدوران فهو يوضح عمل القلب وحيوية الاوعية الدموية .

فالدورة الدموية في الجسم مصحوبة بعمل القلب المشابه للمضخة ، فمع كل انقباضة منه يدفع الدم في الاوعية الدموية تحت ضغط معين .

عرف العلماء ضغط الدم بانه  ” الضغط الذي يحدثه الدم على جدران الاوعية الدموية مسببا تمددها وانفتاحها  “

ويقاس ضغط الدم بقيمتي الضغط الانقباضي والضغط الانبساطي والقيمتان المذكورتان تبديان اختلاف قيمة الضغط الدموي في اثناء تقلص وانبساط القلب .

وان للضغط الدموي اهمية كبرى في الجسم لتامين سير الدم في تجاويف القلب وفي الاوعية الدموية وذلك ان انفتاح وانغلاق الصمامات القلبية ما بين الاذين والبطين يعتمدان على اختلاق الضغط بينهما ، وكذلك يعتمد جريان الدم وسيره خلال الاوعية الدموية على قيمة الضغط الدموي .

فعند تقلص البطين يندفع الدم الى الشريان الابهر والشريان الرئوي ومنهما الى شرايين الجسم والرئة وتسمح مطاطية جدران الشرايين والشعيرات لمرور هذه الكمية من الدم جراء توسع مجراها واحتوائها على الدم الموجود بداخلها ، وكلما زاد طرح الدم من القلب اثناء انقباض عضلة القلب زادت قيمة الضغط الدموي ويسمى هذا بالضغط الدموي الانقباضي .

وعند انبساط القلب الذي يلي تقلصه تبقى كمية من الدم داخل الشرايين وبتأثير تقلص جدران الشرايين الحاصل نتيجة تقلص الالياف العضلية والمادة المرنة ذات المطاطية الموجودة في جدران الشرايين يقل قطر هذه الشرايين فهي تضيف وتمنع انخفاض الضغط الدموي الى الصفر بل ويبقى الدم ضاغطا على جدران هذه الشرايين ويسمى هذا بالضغط الانبساطي ، وقد اختلف الباحثون والخبراء في مقادير الضغط الدموي الانقباضي والانبساطي في اثناء الراحة ، فقد اشار (ماكلويد) الى ان معدل الضغط الانقباضي في اثناء الراحة لدى الاشخاص الاصحاء من البالغين الذين هم في العقد الثاني من العمر ( 20 – 30 ) سنة يتراوح بين ( 90 – 140 ) ملم / زئبق ، ويتراوح ما بين ( 55 – 90 ) ملم / زئبق .

وقد اكد ( استراند ورودال ) ان هنالك تغيرات في ضغط الدم لدى الرياضيين تحصل لديهم بعد اداء المجهود الرياضي ،حتى يصل ضغط الدم الانقباضي الى ( 175 ) ملم / زئبق .

ان هذه التغيرات في ضغط الدم تحدث بسبب التغيرات في كمية الدم المدفوعة من القلب وحجم الاوعية الدموية ، فزيادة كمية الدم التي يدفعها القلب تؤدي الى سريان الدم في الشرايين يساعد على زيادة المقاومة في الشرايين الوسطى لسريان الدم ونتيجة لذلك يتعين على القلب زيادة قوة الضخ ليندفع الدم داخل الشرايين الضيقة المنقبضة مما يؤدي الى ارتفاع ضغط الدم .

اما اتساع الاوعية الدموية فيؤدي الى انخفاض ضغط الدم ، ويتأثر ضغط الدم بحجم الدم فهو يزداد مع زيادته وينخفض عندما يقل هذا الحجم .

وقد امدنا بعض العلماء والباحثين ببعض الحقائق عن ضغط الدم ، ومنها كما اوضح ( هيربرت ) ان الزيادة الحاصلة في ضغط الدم الانقباضي مع تقدم العمر تكون قليلة لدى الرياضيين مقارنة بغيرهم عند اداء مجهود رياضي معين .

واشار وليام واخرون الى ان تدريبات المطاولة الهوائية المنتظمة التي تكون في حدود الشدة شبه القصوى تقلل من الضغط الانقباضي والضغط الانبساطي في اثناء الراحة .

واكد ابو العلا عبد الفتاح ومحمد حسن علاوي ان ضغط الدم يتاثر بعوامل مختلفة في اثناء التدريب مثل العمر ونوع التدريب البدني وعدد العضلات المشتركة في العمل العضلي وكذلك وضع الجسم في اثناء اداء النشاط الرياضي ، فارتفاع ضغط الدم يزداد عند اداء الحمل البدني نفسه بالذراعين عنه بالرجلين .

 

 

 

 

 

 

اعداد : أ.م.د. احمد شاكر العبيدي

يعد الجهاز القلبي الوعائي Cardiovascular System  من اهم الاجهزة الحيوية بالجسم وانشطها على الاطلاق . وفي الواقع ينقسم هذا الجهاز تشريحيا الى جهازين هما : ( 1 ) عضلة القلب Heart muscle or Myocardium  .

    ( 2 ) الجهاز الدوري الوعائي Circulatory or Vascular System .

هذين الجهازين يكمل كل منهما عمل الاخر ، ومن هنا نشأ مسمى الجهاز القلبي الوعائي وهم القلب ، والجهاز الدوري بدورتيه الوعائيتين الرئوية والجهازية Pulmonary and System Vascular Circuits ، يقوم القلب بدفع الدم خلال حجراته Chambers  في دورتين رئيسيتين بالجهاز الدوري وهاتان الدورتان هما:

1 ) الدورة الصغرى او الدورة الرئوية pulmonary or lesser circuit  حيث يدفع الدم المحمل بثاني اوكسيد الكاربون الى الرئتين ثم يعود الدم محملا بالاوكسجين .

2 ) الدورة الكبرى او الدورة الجهازية system circuit  حيث يتم دفع الدم المحمل بالاوكسجين والمواد الغذائية الممتصة بالامعاء الدقيقة small intestine  الى كافة خلايا واجهزة الجسم ، والعودة منها محملا بمخلفات عملية التمثيل الغذائي.

الدورة القلبية CARDIAC CYCLE  :

تتم الدورة القلبية وفقا لخطوات متتالية يمكن سلسلتها على النحو التالي :

( 1 ) الانقباض الاذيني Atrial Systole   يستمر هذا الانقباض لفترة زمنية قدرها 0.1 ثانية تقريبا .

( 2 ) الانبساط الاذيني   Atrial Diastole  هو مايسمى بالارتخاء يستمر لفترة قدرها 0.7 ثانية تقريبا .

( 3) الانقباض البطيني Ventricular Systole  فيه ينقبض البطينان في وقت واحد تقريبا ، ويؤكد ذلم مسار التغذية الكهربائية المنبهة لعمل البطينين ويستمر انقباضهما فترة زمنية قدرها 0.3 ثانية تقريبا .

( 4 ) الانبساط البطيني Ventricular Diastole  يستمر هذا الانبساط لفترة زمنية قدرها 0.5 ثانية تقريبا وقبل نهاية هذا الانبساط بزمن قدره 0.1 ثانية تقريبا ، يبدأ الانقباض الاذيني من جديد .

يتم خلال سير خطوات الدورة القلبية العديد من العمليات التي يكتمل بها العمل الوظيفي للقلب ، ويستغرق مرور دفعة واحدة من الدم خلال حجرات القلب حوالي 1.5 ثانية .

ويمكن تقسيم العمليات القلبية التي يقوم بها القلب الى دورتين رئيسيتين :

اولا الدورة الممهدة للدورة الدموية الرئوية PULMONARY CIRCulation  :

تستغرق رحلة مرور الدم من القلب الى الرئة ثم عودته الى القلب مرة اخرى حوالي 6 ثواني ، وتسمى هذه الرحلة بالدورة الرئوية او الدورة الصغرى Lesser Circuit وتسير خطواتها بشكل متوافق على النحو الاتي :

1 – وصول الدم الوريدي المتحد بثاني اوكسيد الكاربون عن طريق الوريد الاجوف العلوي Superior Vena Cave  الى الاذين الايمن للقلب .

2 – وصول الدم الوريدي المتحد بثاني اوكسيد الكاربون عن طريق الوريد الاجوف السفلي Inferior Vena Cave  الى الاذين الايمن للقلب .

3 – تجمع الدم الوريدي بالاذين الايمن Right Atrium  للقلب تمهيدا لدفعه .

4 – مرور الدم من الاذين الايمن الى البطين الايمن Right Ventricle  عبر الصمام الثلاثي الشرفات ( الصمام المثلث ) Tricuspid VALVA  .

5 – دفع البطين الايمن للدم الوريدي الى الرئتين طريق الشريان الرئوي pulmonary ATTERY عبر الصمام الهلالي .

ثانيا الدورة الممهدة للدورة الدموية الجهازية SYSTEMIC CIRCULATION  :

تاتي هذه الدورة استكمالا للدورة الرئوية ، وتسير خطواتها كما يلي :

1 – وصول الدم المؤكسد من الرئتين الى الاذين الايسر Left Atrium  للقلب عبر الاوردة الرئوية Pulmonary veins  الاربعة .

2 – مرور الدم من الاذين الايسر الى البطين الايسر Left Ventricle  عبر الصمام ذو الشرفتين Mitral Valve  .

3 – دفع الدم من البطين الايسر الى الشريان الاورطي Aorta or Arteria Magna  عبر الصمام الهلالي للاورطي الى كافة خلايا وانسجة الجسم عن طريق التفرعات الرئيسية للشريان الاورطي وهي :

( أ ) الاورطي الصاعد Ascending Aorta  .

( ب ) الاورطي النازل Descending Aorta  .

هذا وتستغرق رحلة الدم من قمة الراس الى اخمص القدم نحو 26 ثانية تقريبا بينما تستغرق رحلة الدم من المخ الى القلب 8 ثواني تقريبا ، والرحلة من اصابع القدمين الى القلب 18 ثانية تقريبا .

صمامات القلب الاربعة :

1 ) الصمام المترالي  Mitral Valve ذو الشرفتيين Bicuspid Valve  ويعمل بين الاذين الايسر والبطين الايسر .

2 ) الصمام المثلث أو المسمى الصمام الثلاثي الشرفات Tricuspid Valve  ويعمل بين الاذين الايمن والبطين الايمن .

3 ) الصمام الهلالي للاورطي ( الصمام الاورطي ) Aortic Valve  ويعمل بين البطين الايسر والشريان الاورطي ، ويمنع رجوع الدم الى الخلف ( البطين ) .

4 ) الصمام الهلالي للشريان الرئوي ( الصمام الرئوي Pulmonary Valve  ) ويعمل بين البطين الايمن والشريان الرئوي ، ويمنع عودة الدم الى البطين ، مع ملاحظة ان جدار البطين الايسر اكبر سمكا وبدرجة كبيرة من جدران البطين الايمن ، ويرجع السبب في ذلك الى ان :

1 – البطين الايمن للقلب يدفع الدم في دورته الصغرى الى الرئتين فقط .

2 – البطين الايسر للقلب يقع على عاتقه دفع الدم الى كافة اجزاء الجسم في دورته الكبرى أي الدورة الجهازية Systemic Circulation  .

3 – ان قوة دفع الدم المؤكسد من البطين الايسر تصل الى نحو 50 ضعف قوة دفع الدم المحمل بثاني اوكسيد الكاربون من البطين الايمن الى الرئتين هذا ويزداد جدران البطين الايسر سمكا بتقدم العمر التدريبي وارتفاع الحالة التدريبية لدى الرياضيين ، مما يؤدي الى زيادة حجم القلب ووزنه زيادة كبيرة يمكن بها التمييز بين القلب الرياضي وغيره في الحالة الصحية ، من ناحية اخرى يتراوح وزن القلب غير الرياضي لدى الذكر ما بين 285 – 350 غم تقريبا ، ولدى الانثى ما بين 230 – 285 غم تقريبا ، اما حجم القلب غير الرياضي فهو في حجم قبضة اليد.

الاستجابات القلب وعائية اثناء الجهد البدني CARDIOVASCULAR RESPONSES DURING PHYSICAL EFFORT :

يفرض الجهد البدني على الجسم الكثير من الاستجابات الفسلجية ، ومن اهم تلك الاستجابات الناتج القلبي Cardiac Output  ، اذ يدفع القلب من 4 الى 6 لترات من الدم في الدقيقة في حالة الراحة ، وقد يصل حجم هذا الدفع في حالة التدريبات البدنية العنيفة الى نحو خمسة اضعاف هذا القدر أي نحو 20 – 30 لتر دم في الدقيقة الواحدة ، ويرجع السبب في زيادة القلب لحجم الدفع القلبي خلال التدريب الرياضي الى التأثيرات المنبهة لكل من :

( أ ) حجم الضربة Stroke Volume  .

( ب ) معدل القلب Heart Rate  .

يرى البعض ان التاثيرات المنبهة المشار اليها ناتجة عن زيادة نشاط التمثيل الغذائي ن بينما الواقع يقول ان الاعصاب السمبثاوية تعمل قبل بداية التدريب على تنبيه الاوعية الدموية والقلب الى زيادة حجم الدم في الدورة الجهازية ، وبذلك يزداد معدل القلب ، فمع بداية التدريب تزداد التاثيرات السابقة المنبهة للاعصاب السمبثاوية بسرعة كبيرة بالجهاز القلبي الوعائي .

وبناء عليه فان زيادة الدفع القلبي كاستجابة للتدريبات الجسمانية تكون واضحة وتحدث بسرعة كبيرة حتى انه لا يمكن التعبير عنها بانها مجرد نشاط للتمثيل الغذائي بالعضلات العاملة ، ونجد ان الدم يعاد توزيعه على كافة انسجة واعضاء الجسم كاستجابة للجهد البدني العنيف عدا المخ ، وتحدث معظم الزيادة في تدفق الدم بالانسجة التي تشترك بشكل مباشر في المجهود ، ومثلها القلب وانسجة العضلة الهيكلية ، اما الجلد فيتم التخلص عن طريقه من الحرارة الزائدة عن حاجة الجسم ، وهكذا تعمل اعادة توزيع الدم على تزويد العضلات بقدر اكبر من الاوكسجين ومصادر اعادة بناء طاقة الرابطة الفوسفاتية الى جانب تخليصها من نواتج التمثيل الغذائي ، ومن ناحية اخرى تقل كمية الدم المدفوعة بالاعضاء غير العاملة اثناء الجهد البدني ، ومثلها بالكليتين والمنطقة الحشوية بالبطن ، وبذلك يعوض هذا النقص الزيادة بالمناطق الاخرى العاملة .

ضربات القلب HEART BEATS  :

عضلة القلب مثلعا مثل الاوردة والشرايين عضلة مجوفة الا انها تنقبض وتنبسط بانتظام وفي انباطها يتدفق الدم الى تجاويفها ، وفي انقباضها يندفع الدم خارجا بقوة الى الشرايين الرئيسية في دورتيه :

( 1 ) الدورة الرئوية حيث يتم التبادل الغازي .

( 2 ) الدورة الجهازية وفيها يدفع الدم الى كافة انحاء الجسم ، باكتمال الدورتين يتم نقل الاوكسجين والمواد الغذائية الى الجهاز العضلي وغيره من الاجهزة المشاركة في اتمام العمليات الحيوية بالجسم ، وكذلك التخلص من مخلفات عمليات التمثيل الغذائي ، يقوم بالتحكم في نشاط القلب العقدة الجيبية الاذنية ( S- A ) Sinu – Atrial Node  ، وهي عبارة عن كتلة صغيرة من نسيج خاص تتكون في قلب الثديات Mammalin Heart  في المرحلة الجنينية بالجيب الوريدي خلف الاذين الايمن وقريبة من الوريد الاجوف العلوي وتدعى بمنظم ضربات القلب (( HEARTS PACEMAKER )) كما توجد في الجزء السفلي داخل جدران الاذين الايمن كتلة اخرى من نسيج متخصص يطلق عليها العقدة الاذنية البطنية Atrioventricular ( A – V ) Node ، ويمتد من هذه العقدة حزمة من الالياف الموصلة هي الحزمة الاذنية البطنية A – V Bundle  ويطلق عليها حزمة هيس Bundle of His والتي تمتد لتتفرع داخل البطينين الى العديد من الفروع وتشكل شبكة تدعى شبكة بركنجي (( PURKINJES FIBERS  )) هذا وتلعب العقدة الاذنية البطنية دور محطة الترحيل اذ تنشط النبضات الكهربائية التي تمر بها قادمة من العقدة الجيبية الاذنية ، وتدفع بها الى البطين عبر حزمة هيس وبوصول النبضات ينقبض البطينين معا .

يسمى الايقاع المنتظم ما بين انقباض وانبساط القلب بضربات القلب أو معدل القلب (( يتناسب معدل القلب تناسبا عكسيا وحجم الجسم لدى الفقاريات أي كلما صغر حجم الجسم ازداد معدل القلب والعكس بالعكس مثلا الفيل متوسط نبضه 25 ضربة / دقيقة والانسان 72 وهكذا )) اذ ما قمنا بحصر عدد هذه الايقاعات من على الصدر مباشرة باستخدام سماعة طبية ، سنجد ان عددها يتراوح ما بين 60 – 80 ضربة في الدقيقة لدى الافراد غير المدربين في حالة الراحة ، ويتم في العادة قياس عدد ضربات القلب بطريقة غير مباشرة  عن طريق الشرايين الرئيسية برسغ اليد ( الشريان الكعبري ) أو الرقبة ( الشريان السباتي العنقي ) ، ويسمى العدد الناتج بمعدل النبض Pulse Rate .ويتراوح ما بين 50 – 100 ضربة في الدقيقة وفقا لرأي الجمعية الامريكية للقلب American Association of Heart  . اما عن تاثير المجهود البدني على عدد ضربات القلب بالنسبة للرياضيين فان حجم هذا التاثير يتفاوت تبعا للمتغيرات التالية :

أ – الحالة التدريبية .

ب – العمر التدريبي .

ج – نوع النشاط الرياضي التخصصي .

وعلى ذلك نجد ان التاثيرات الناتجة عن حجم الجهد الذي يبذله لاعب تنس الطاولة تختلف تماما عن التاثيرات الناجمة عن حجم الجهد الذي يبذله لاعب المارثون ، وعلى هذا فان عدد ضربات القلب يتراوح ما بين 40 – 60 ضربة في الدقيقة لدى الرياضيين في حالة الراحة ، اما اثناء الجهد البدني العنيف فيصل عدد الضربات ما بين 180 – 220 ضربة في الدقيقة ، ويتاثر عدد الضربات هذه الى ذات العوامل الثلاث التي اشرنا اليها مسبقا .

العوامل التي تؤثر على ضربات القلب FACTORS WHICH EFFECT UPON HEART BEATS :

( 1 ) المرحلة العمرية – يرتفع عدد ضربات القلب لدى الاطفال ويقل بتقدم العمر فعلى سبيل المثال :

أ – الرضيع 100 – 160 .

ب – سنتان 85 – 140 .

ج – 10 سنوات 70 – 110 .

د – 15 سنة 60 – 110 .

هـ – البالغ 50 100 .

( 2 ) الجنس – حيث تزيد عدد الضربات قليلا لدى المراة بحدود 6 ضربات منها عند الرجل لنفس العمر اذ علمت ان الاختلاف يبدأ بين الجنسين عند 7 – 8 سنوات.

( 3 ) – الطول والوزن بزيادة مسطح الجسم تزداد الحاجة الى عدد اكبر من الضربات لتغطية احتياجات الجسم من الطاقة الاساسية وطاقة الانتاج .

( 4 ) الحالة التدريبية – ترتبط بالعمر التدريبي ونجد ان عدد الضربات يقل لدى المُدربين ، وان سرعة العودة الى الحالة الطبيعية تعد مؤشرا على اللياقة البدنية والزمن المثالي للعودة هو دقيقتان من نهاية التدريب .

( 5 ) النشاط المهني – تقل الضربات لدى العاملين بانشطة مهنية تتطلب جهدا جسمانيا ، بينما تزيد لدى العاملين بالاعمال المكتبية ( الذهنية ) .

( 6 ) وضع الجسم – يصل عدد الضربات في وضع الرقود لدى الشخص الغير مدرب في حالة الراحة الى نحو 65 نبضة / الدقيقة والجلوس 70 والوقوف 80 اما العمل الشاق نحو 150 نبضة / دقيقة .

ضغط الدم BLOOD PRESSURE ( B . P )  :

يدفع القلب الدم من البطين الايسر الى الشريان الاورطي بقوة تعادل 50 ضعف دفع البطين الايمن للدم بالشريان الرئوي ، ومن الشريان الاورطي ينتشر الدم بالاوعية الدموية مشكلا ضغطا على العضلات الملساء المبطنة لها ، ولما كان كل انقباض بعضلة القلب يعقبه انبساط ، فان حجم الضغط على جدران الاوعية الدموية يتردد ما بين ارتفاع وانخفاض حيث يسمى كالاتي :

( 1 ) الضغط الانقباضي Systolic Pressure ( S . p ) ويتراوح ما بين 100 – 160 ملليمتر زئبق في حالة الراحة لدى الشخص الغير مدرب .

( 2 ) الضغط الانبساطي Diastolic Pressure ( D . P )  : ويتراوح ما بين 60 – 100 ملليمتر زئبق في حالة الراحة لدى الشخص الغير مدرب .

العوامل التي تؤثر على ضغط الدم FACTORS WHICH EFFECT UPON BLOOD PRESSURE :

1 – الطول والوزن ( حجم الجسم ) والجنس ، اذ يزيد الضغط لدى الرجل حوالي 10 ملم / ز عن المراة .

2 – المرحلة العمرية ( السن ) اذ يزيد ضغط الدم بتقدم الانسان بالعمر.

3 – الحالة الانفعالية : اذ يرتفع ضغط الدم مع حدة الانفعال .

4 – نوع النشاط المهني الممارس : اذ يقل لدى المهنيين ويزيد لدى المكتبين .

5 – الحالة التدريبية والعمر التدريبي : حيث يقل لدى المُدربين عنه عند غيرهم .

6 – سعة القلب : اذ يتناسب حجم الدم المدفوع في الدقيقة طرديا مع ضغط الدم .

7 – سرعة التنبيه العصبي القادم من قشرة المخ Cerebralcortex الى القلب .

8 – سرعة التنبيه العصبي القادم من النخاع الشوكي ( الغمد النخاعي ) .

9 – مدى الاستجابة للمنبهات اللاارداية بمحرك الاوعية الدموية  Blood Vesseles التي تنبه الى قبض او بسط الوعاء الدموي وفقا للحاجة .

10 – حجم المقاومة التي يتعرض لها الدم اثناء تدفقه بالوعاء الدموي .

11 – الحالات المرضية كاصابة الغدد المسئولة عن الادرينالين Adrenaline وبعض التغيرات الفسلجية ( لدى النساء اثناء فترة الطمث) وعمل هرمون الحليب.

اما عن قياسات ضغط الدم في حالة الجهد البدني فانها تختلف كليا لدى المُدربين لدى غير المُدربين ، اذ ان ضغط الدم يبدأ في الارتفاع قبل واثناء الجهد البدني عن طريق التنبيه العصبي القادم من قشرة المخ الى القلب ومراكز انقباض الاوعية الدموية بالغمد النخاعي ، ويسبب تنبيه هذه المراكز :

( أ ) تغيرات في معدل سرعة القلب .

( ب ) انقباض الاوعية الدموية في المنطقة الحشوية .

( ج ) خفض حجم الدم المدفوع الى هذه المنطقة .

هذه التاثيرات جميعها تعمل على زيادة ضغط الدم الشرياني Arterial B . P .

مقارنة بين قياسات ضغط الدم الانقباضي والانبساطي وضغط النبض في حالة الراحة وعند اقصى جهد عند الرياضي

 

 

اما ضغط النبض فهو : الفرق الحسابي بين ضغط الدم الانقباضي وضغط الدم الانبساطي

متوسط ضغط الدم الانقباضي للرجال من سن 25 سنة فاكثر

 

 

 

 

 

متوسط ضغط الدم الانقباضي للإناث من سن 25 سنة فأكثر

لللاناث من 18 – 25 تطرح 11 درجة ضغط لكل سنة تحت سن 25 سنة .

من ناحية اخرى يختلف معدل الزيادة في كل من ضغط الدم الانقباضي والانبساطي باختلاف :

( أ ) نوع النشاط الرياضي الممارس ( كالتحمل والسرعة .. الخ )

( ب ) مكونات الحمل التدريبي ( الشدة ، الحجم ، الراحة البينية )

( ج ) نوع الانقباضات العضلية المؤداة ( ايزوتونية ، ايزومترية ، ايزوكنتيكية )

والجدول التالي يعرض مقارنة بين الضغط الانقباضي والانبساطي اثناء التدريب للاذرع والارجل عند نفس النسبة المئوية للحد الاقصى للاوكسجين الممتص .

 

 

 

عن : McArdle; W. D.; et . al . : Exercise Physiology ; 1981 after Astrand , P.O., et . al . , 1965 .

رسم القلب الكهربائي ELECTROCARDIOGRAPH ( ECG ) :

باختلاف الموجات الكهربائية الصادرة عن القلب يتم رسم منحنيات تعبر عن النشاط الكهربائي للقلب ، ويستخدم في ذلك اجهزة مختلفة عن بعضها وفقا للغرض من استخدامها ، وفيما يلي بعض تلك الاجهزة :

( 1 ) جهاز رسم النبض ( السيجموكراف SPHYGMOGRAPH ) .

ويستخدم في تسجيل حركات وشكل وقوة النبض الشرياني Arterial Pulse  ، وقد طور هذا الجهاز على مدى سنوات اعتبارا من جهاز فيروردت Vierordts System ( 1835 ) الى جهاز ماريه Mareys System  ( 1860 م ) الذي يعد اكثر تطورا ، وهو النوع المستخدم بشكل اساسي .

( 2 ) جهاز رسم نبضات متعددة للقلب POLYGRAPH :

هو جهاز متعدد الاستخدامات اذ يقوم بتسجيل مختلف الاستجابات الفسيولوجية Physiological Responses ، ومن ذلك الرسم الفوري لعدة نبضات مختلفة في وقت واحد ، ومثال ذلك نبض الشريان الكعبري Radial Pulse والشريان الودجي Jugular A. وكذلك قمة القلب Apex of Heart .

( 3 ) جهاز رسم القلب الكهربائي ELECTROCARDIOGRAPH ( ECG )

عبارة عن :

( أ ) اقطاب كهربائية تثبت في نقاط محدد من سطح الجسم .

( ب ) تتصل الاقطاب بكلفانومتر .

( ج ) متصل بنؤشر يعمل على اسطوانة متحركة مركب عليها ورق رسم بياني .

( د ) تقدر الفترة الزمنية التي يقطعها المؤشر بين بداية المربع ونهايته على الورق البياني بزمن قدره 0.02 ثانية .

تنقل الاقطاب الكهربائية المثبتة بسطح الجسم النشاط الكهربائي الصادر عن القلب الى الكلفانومتر ومنه الى المؤشر التي تتذبذب حركته ، ويرسم منحنيات تختلف باختلاف قوة الموجة الكهربائية على الورق البياني ، ويمكن باستخدام جهاز رسم القلب الكهربائي الوقوف على الكثير من التغيرات الفسيولوجية والتشريحية التي تطرأ على عضلة القلب لدى الافراد غير الرياضيين ، والتي تختلف بطبيعة الحال من فرد سليم لاخر مريض ، ويمكن استخدام جهاز رسم القلب عن بعد وبشكل عملي في العديد من الرياضات مثل الجري والالعاب المختلفة كالسلة والطائرة … الخ ، ويمكن استخدامه ايضا في الرياضات المائية مثل الغطس والسباحة ويعد ايضا هذا الجهاز اداة هامة في الكشف عن أي تغير يطرأ على عمل القلب ، وخاصة المتعلق بالاتي :

( 1 ) النغمة القلبية Cardiac Rhythm .

( 2 ) النشاط الكهربائي للقلب Hearts Electric Activity

( 3 ) امتداد تزويد عضلة القلب بالاوكسجين Myocardial Oxygen Supply

( 4 ) الكشف عن أي ضرر يطرا على انسجة القلب Hearts Tissues

( 5 ) الكشف عن نشاط القلب اثناء التعرض لمختلف الضغوط التدريبية .

من ناحية اخرى تعد الزيادة المعتدلة في حجم منحني الانقباضة البطينية ( ك ر س ) لدى الرياضيين مؤشرا جيدا يدل على التالي :

( أ ) تميز اللاعب بقلب رياضي من حيث الحجم والسعة .

( ب ) توفر تناسبا عكسيا فيما بين حجم القلب ومعدل النبض

( ج ) تكيف اللاعب مع طبيعة النشاط الرياضي التخصصي وبخاصة مع رياضات التحمل والجلد القلبي الوعائي التنفسي Cardiovascular Respiratory Endurance  .

 

امتصاص استخلاص الاوكسجين OXYGEN UPTAKE  :

خلال قيام الجهاز القلبي الوعائي باتمام دورته الصغرى أي الدورة الرئوية يتم استخلاص الاوكسجين من الحويصلات الرئوية وفي نفس الوقت يتم التخلص من ثاني أوكسيد الكاربون في عمليتين يمكن ايجازهما كالاتي :

اولا – اتحاد اوكسجين الحويصلات الرئوية بالدم في صورتين هما : 

أ – متحدا بالهيموكلوبين مكونا المركب الكيميائي اوكسي هيموكلوبين HbO ، وذلك بنسبة 95 % من حجم الدم المار بالحويصلات الرئوية .

ب – مذابا في بلازما الدم Blood Blasma  بنسبة 5 % من حجم الدم المار .

ثانيا – تخلص الدم الوريدي القادم من كافة انحاء الجسم من ثاني اوكسيد الكاربون الذي يحمله في ثلاث صور :

أ – متحدا بالهيموكلوبين مكونا المركب الكيميائي الكاربامينوهيموكلوبين .

ب – متحدا ببلازما الدم .

ج – ملح بيكربونات الصوديوم HCO3 .

من ناحية اخرى تستغرق الدورة الرئوية ما يقرب من 6 ثواني ، وتتم عملية التبادل الغازي وفقا لخاصية انتشار الغازات ، أي الانتقال من الوسط الاعلى تركيزا الى الاقل تركيزا حتى تتساوى النسبتين ، والجدول التالي يبين ضغط الاوكسجين بشكل تقريبي في كل من هواء الحويصلات الرئوية أي الهواء الجوي ، والدم الوريدي ، الدم الشرياني ، واخيرا في خلايا الجسم .

حيث يتبين لنا ان تركيز الاوكسجين بالدم الوريدي يصل الى نحو 40 ملليلتر زئبق بينما يرتفع بالدم الشرياني الى نحو 70 ملليلتر زئبق ، وعلى هذا يكون فرق تركيز الاوكسجين اعلى بالدم الشرياني ، من الدم الوريدي بنحو 30 ملليلتر زئبق .

التغيرات والتكيفات الفسيولوجية المصاحبة للجهد البدني ADAPTATIONS AND PHYSIOLOGY CHANGES WHICH ASSOCATED WITH PHYSICAL EFFORT .

في ضوء ما تقدم نجد ان هنالك العديد من التغيرات والتكيفات الفسيولوجية المصاحبة للجهد البدني ، والتي تترك اثرها على الجهاز القلبي الوعائي بجهازيه :

أ – عضلة القلب .

ب – الجهاز الدوري

اولا عضلة القلب HEART MUSCLE  :

( أ ) التغيرات الفسيولوجية PHYSIOLOGICAL CHANGES  :

1 – زيادة مساحة المقطع العرضي للقلب ( حجم القلب Heart Volume  ).

2 – التناسب العكسي فيما بين حجم القلب ومعدل النبض Pulse Rate  .

3 – اتساع الشريانان التاجيان المغذيان لعضلة القلب بالغذاء والاوكسجين .

4 – زيادة قوة انقباض Force of Contraction  العضلة القلبية .

5 – ارتفاع معدل انتاج الدفع القلبي Cardiac Output  ، وضخ كمية اكبر من الدم باقل عدد من النبضات .

6 – زيادة سمك البطين الايسر بتقدم العمر التدريبي والحالة التدريبية .

( ب ) التكيفات الفسيولوجية PHYSIOLOGICAL ADAPTATION  :

1 – القدرة على التكيف Adaptation  وبسرعة مع العبء الملقي عليه ز

2 – سرعة الاستجابة للتاثيرات العصبية المنبهة لحجم الضربة Stroke Volume  ومعدل القلب Heart Rate  .

3 – التناسب فيما بين معدل القلب وبين نوع النشاط الرياضي التخصصي الممارس ، في حالة الراحة واثناء النشاط During Activity  .

4 – التناسب فيما بين ضغط الدم الانقباضي وضغط الدم الانبساطي وبين نوع النشاط الرياضي التخصصي الممارس .

5 – زيادة الفترة الفاصلة بين كل انقباضة قلبية واخرى  ( قلب مستريح ) .

6 – سرعة عودة اللاعب الى الحالة الطبيعية بانتهاء الجهد البدني .

ثانيا الجهاز الدوري CIRCULATORY SYSTEM  :

( أ ) التغيرات الفسيولوجية PHYSIOLOGICAL CHANGES  :

1 – زيادة كثافة وانتشار الشبكة الوعائية للدورة الدموية بالجسم عموما .

2 – نقل كمية اكبر من الوقود اللازم لعملية التمثيل الغذائي ( الايض ) .

3 – ارتفاع معدل اتحاد هيموكلوبين الدم بالاوكسجين في الرئتين ( التنفس الخارجي ) وبثاني اوكسيد الكاربون بالانسجة العضلية ( التنفس الخلوي ) .

4 – التنبيه الى زيادة سرعة وعمق التنفس بفعل منعكس كنتيجة لزيادة كمية الدم المدفوعة في الاوعية الدموية blood Vessels  .

5 – زيادة كمية الدم المدفوعة الى الشعيرات المحيطة بالحويصلات .

6 – زيادة كمية الدم الشرياني Arterial Blood  المغذية للانسجة العضلية .

7 – زيادة تركيز الهيموكلوبين كنتيجة لافراز العرق مما يؤدي الى زيادة القدرة على اتمام عملية التبادل الغازي Gases Exchange  .

8 – زيادة الدورة الشعرية بالانسجة العضلية Muscular Tissues ، عن طريق تفتح الشعيرات الخاملة وتكوين شعيرات دموية جديدة .

( ب ) التكيفات الفسيولوجية PHYSIOLOGICAL ADAPTATION  :

1 – زيادة عدد خلايا كريات الدم الحمراء Red Blood Cells or Erythrocytes  ، وبالتالي زيادة الهيموكلوبين بالدورة الوعائية .

2 – التناسب الطردي فيما بين زيادة عدد كريات الدم الحمراء وبين حجم الجهد البدني Physical Effort  المبذول في النشاط الرياضي التخصصي .

3 – الزيادة المؤقتة والمحددة لعدد لعدد خلايا الدم البيضاء White Blood Sells or Leukocytes خلال التدريب ثم العودة الى العدد الطبيعي بعده .

4 – سرعة التبادل الغازي والغذائي Tropic  بين الجهاز الدوري والانسجة العضلية العامل اثناء الجهد البدني .

5 – اعادة توزيع الدم بزيادة المدفوع بالانسجة العاملة اثناء المجهود وخفضه بالمناطق البطنية ( الحشوية ) Abdominal  غير العاملة .

6 – انخفاض حموضة الدم Acidness ، والخفاض على قلويته Alkalinity  .

7 – انخفاض حجم المقاومة التي يتعرض لها الدم بالاوعية الدموية .

8 – ارتفاع ضغط الدم الوريدي ، وتحسن الدورة الوريدية باطراف الجسم .

9 – خفض دين الاوكسجين الى حده الادنى في الانشطة المرتفعة الشدة .

 

اعداد : أ.م.د. احمد شاكر العبيدي

 

فسيولوجيا الغدد الصماء والنشاط الرياضي

 

 

الجهاز الهرموني

(1) محمد سمير سعد الدين : علم وظائف الاعضاء والجهد البدني ، ط 3 ( الاسكندرية ، منشاة المعارف ، 2000 ) ص 175 .

 

المقدمة :

يتكون الجهاز الهرموني Hormonal System  من عدد من الغدد الافرازية تدعى بالغدد الصماء ، ويرجع مسمى الغدد الصماء الى ان هذه الغدد لا ترتبط ببعضها البعض تشريحيا ، بمعنى انه لا يربط بعضها ببعض قنوات ، وعلى ذلك تعد هذه الغدد لا قنوية ، ولذا فان افرازاتها تفرز في الدم او اللمف Lymph ، ولما كانت الافرازات الهرمونية تفرز داخل الجسم فقد اطلق على الجهاز الهرموني مسمى جهاز الافراز الداخلي Endocrine System .

غدد الافراز الخارجي ( القنوية ) EXOCRINE GLANDS :

تعرف بانها  ” مجموعة من الغدد الافرازية تنتج سوائل تختلف وظائفها وفقا لنوع الغدة ، وتنتقل هذه السوائل عبر قنوات الى مناطق تأثيرها “

من الغدد القنوية بجسم الانسان الغدد الدهنية بسطح الجلد والغدد الدمعية والغدد العرقية والغدد الهضمية بالكبد وبعض خلايا البنكرياس ، والغدد اللعابية والغدد الثديية لدى الاناث التي تنتج حليب الرضاعة .

جهاز الافراز الداخلي ( الغدد الصماء ) ENDOCRINE SYSTEM  :

يعد جهاز الافراز الداخلي احد الاجهزة الهامة العاملة اثناء المجهود البدني ، وعلى الرغم من تلك الاهمية الا انه لم يحظ بنصيب وافر من الدراسة والبحث في المجال الرياضي ، وان مثل هذه الدراسة تعد حديثة الظهور الا انها بسبيلها للانتشار ، فقد ظهرت بعض الدراسات التي تصف التركيزات الهرمونية اثناء التدريب الرياضي ، وكذلك معدل التغيرات الافرازية الناتجة عن التدريب .

في الواقع تعمل معظم خلايا الجسم كمستجيبات للمثيرات ، ويتم التحكم في هذه الاستجابات عن طريق اجهزة التحكم البيولوجية Biological Control System بالجسم واهمها على الاطلاق :

( 1 ) الجهاز العصبي .

( 2 ) الجهاز الهرموني .

من ناحية اخرى نجد ان هنالك نوعين من الانسجة المتخصصة تعمل كمستجيبات لاجهزة التحكم هذه ، تلك الانسجة المتخصصة هي :

 

( 1 ) العضلات الارادية Voluntary Muscles  – تتخصص خلايا الجهاز العضلي الارادي في توليد القوة بانواعها والحركة وانتصاب الجسم ( اتزانه ) .

( 2 ) غدد الافراز الداخلي ( الصماء ) Endocrine Glands  – تلك الانسجة الطلائية Epithelium Ts  التي تحولت خلاياها وتخصصت وضيفيا في الافراز ، وتلعب دورا هاما في كافة الانشطة البايولوجية والفسيولوجية ومنها عمليات انتاج الطاقة .

تؤثر الغدد الصماء في بعضها البعض عند عملها ، كما تؤثر الهرمونات التي تفرزها هذه الغدد في وظائف الجسم بجميع انواعها ، ولذا فانه من الضروري وجود الهرمونات لدى الكائنات الحية المتعددة الخلايا Multicellular  ، اذ تقوم بتنظيم وتنسيق الانشطة بالاعضاء المختلفة .

يشارك الجهاز الهرموني الجهاز العصبي في تنظيم وتنسيق كافة الانشطة البايولوجية والفسيولوجية والبيوكيميائية بالجسم ، وفي الواقع توجد علاقة جوهرية متبادلة تربط بين الجهازين اذ :

( 1 ) يتم افراز الكثير من الهرمونات بواسطة تنبيه الخلايا العصبية .

( 2 ) في نفس الوقت يتم تنظيم الجهاز العصبي المركزي نفسه عن طريق افارازات الجهاز العرموني .

ذلك لان الهرمونات تؤثر على تركيب البروتينات والانشطة الانزيمية في الانسجة المكونة للمخ نفسه .

على الرغم من ان استجابة الجهاز الهرموني تعد بطيئة ، الا انها تمتلك تاثيرا عميقا وطويل المدى على الانشطة الخلوية ، ولما كانت تاثيرات التنظيم الهرموني واسعة الانتشار بالوظائف الخلوية فان من المرجح ان تكون تغيرات الوظائف الهرمونية مسئولة عن الكثير من الاستجابات والتكيفات الفسيولوجية في التدريب الرياضي .

الهرمونات HORMONES  :

” افرازات غدية تصنعها الغدد الصماء وترسلها الى الدم ، فتعمل كرسائل كيميائية منبهة لوظائف كافة اعضاء الجسم .

ان الهرمونات عبارة عن مواد كيميائية تعمل كرسائل كيميائية Chemical Messages ويقال لها الرسل ( السعاة ) الكيميائيين Chemical Messeengers ، وينبه الى افرازها اعصاب معينة ، ولا تعمل بالقرب من الاعضاء او الخلايا المستجيبة ، ولذا فهي تدخل الى مجرى الدم وتحمل فيه لتؤثر في الخلايا بمكان اخر بعيدا عن مكان افرازها في الجسم ، ويسهل من عملية النقل هذه وجود الغدد بالقرب من الاوعية الدموية الرئيسية ، كما يساعدها على اداء وظيفتها بفعالية توفر موردا دمويا غنيا خاصا بها .

هذه الرسائل الكيميائية تسمى بالهرمونات او الهرمونات العصبية Neurohormones ولا يقصد بذلك الخلايا التي ترسل الاشارات العصبية والمسمات بالمرسلات العصبية Neurotransmitters  ، وان هنالك تاثير لافراز احد انواع خلايا الغدد الصماء في نوع اخر من الخلايا الصماء ، ولا يتم التاثير في خلية عادية ويطلق على هذا التاثير الباركرين Baracrine  ، وان انتاج الهرمون العصبي يتم عن طريق التنبيه القادم من خلية عصبية الا انه يفرز في الدم ، كما يلاحظ الاختلاف بين تاثير المرسلة العصبية أي تاثير الخلية العصبية ، في خلية عصبية اخرى ، وبين الهرمون العصبي ، من ناحية اخرى على الرغم من ان الكمية التي تفرزها الغدد الصماء من الهرمونات في الدم قد لا تتعدى احيانا جزءا من الالف من ملليجرام ، الا انها تمتلك تاثيرات بيولوجية وفسيولوجية واسعة الانتشار باجهزة واعضاء الجسم.

انواع الهرمونات من حيث توقيت الافراز TIMES SECRETION :

1 – هرمونات تفرز بصفة مستمرة – هذه النوعية من الهرمونات يقل معدل افرازها احيانا ويزيد احيانا اخرى وفقا للحاجة ، ومثال ذلك هرمون الانسولين الذي تفرزه جزر لانكرهانز بغدة البنكرياس عقب تناول الطعام .

2 – هرمونات تفرز بصفة دورية – مثل هرمون المبيض البروجيستيرون Progesteron الذي ينظم الدورة الشهرية ( الطمث ) لدى الاناث .

3 – هرمونات تفرز عند الضرورة – مثل هرمون الكورتيزول ( الهيدروكورتيزون ) الذي تفرزه قشرة الغدة الكظرية عند الضرورة فيعمل كمنشط للعمليات الايضية ، والاستجابة للضغوط المفاجأة مثل الاصابة بالجروح او الصيام او العدوى المرضية او التسمم او في حالة التدريب الرياضي القصرية .

 

 

انواع الغدد الصماء KINDS OF ENDOCRINE GLANDS  :

تجمع الدراسات الفسيولوجية التي تعرضت لانواع الغدد ووظيفتها بالدراسة والبحث على ان هنالك افرازات هرمونية تتم بواسطة غدد محددة ، الى جانب افرازات يقال لها الهرمونات الموضعية Local Hormones  وهي ذات تاثير موضعي وفيما يلي عرض لانواع الغدد الصماء بشكل مفصل :

( 1 ) الهيبوثلاموس HYPOTHALAMUS :

هو المركز المنظم بالجهاز العصبي المركزي C N S ويقوم بالتنسيق بين المعلومات القادمة اليه ، وبين النشاط المنظم بالاعضاء المستجيبة .

في الواقع يرى العلماء ان الهيبوثلاموس يعمل كغدة صماء بينما يرى البعض الاخر ان الهيبوثلاموس يختص فقط بالاستجابات العصبية ، وانه يطلق اشارته العصبية لتتحكم في افرازات الغدد الصماء .

حيث يعد الهيبوثلاموس في الواقع غدة صماء لانه لا يعمل مثل المرسلات العصبية أي انه لا يختص بارسال الاشارات العصبية فقط مثل المرسلة العصبية ، ولكنه يقوم بعملين اخرين في ان واحد كلاهما يؤكد على ان الهيبوثلاموس غدة صماء وهذين العملين هما :

1 – عمل الخلايا المفرزة للاشارات الكيميائية أي الهرمونات .

2 – عمل الهرمون العصبي Neurohormone ، حيث يفرز هرمونات تنطلق من النهايات العصبية .

وملخص القول :

اولا – الافرازات الهيبوثلاموسية التي تنقلها الاوردة البابية النخامية القصيرة والطويلة الى الفص الامامي للنخامية تلعب دور الهرمونات المنبهة لافراز الفص الامامي .

ثانيا – افراز الهيبوثلاموس لمنبهاته عبر مجرى المحور العصبي الهيبوثلاموسي النخامي Axon of Hypothalamo – Hypophyseal Tract  يؤثر في الخلايا بمؤخرة الغدة النخامية ، أي يقوم بدور الهرمونات العصبية

 

 

( 2 ) الغدة النخامية PITUITARY GLAND :

هي عبارة عن غدة صغيرة الحجم تزن نحو نصف غرام بيضاء اللون موجودة في قاع المخ ومتصلة به ، تعد هذه الغدة الام بعد الهيبوثلاموس وتسمى احيانا بالغدة المايسترو نظرا لانها تؤثر على افرازات بعض الغدد الصماء .

هذا وتتكون الغدة النخامية تشريحيا من ثلاثة فصوص ( اجزاء ) متميزة هي :

أ – النخامية الامامية ( الفص الامامي ) اكبر الفصوص حجما واكثرها اهمية ويدعى بالفص الافرازي او مقدمة النخامية .

ب – النخامية الوسطى ( الفص الاوسط ) جزء غير متميز مرفولوجيا ومجهول التاثيرات البيولوجية ولايمكن رؤيته الا تحت الميكروسكوب ( المجهر ) .

ج – مؤخر النخامية ( الفص الخلفي ) – جزء متوسط الحجم ويدعى بالفص العصبي ، او النخامية العصبية ويفرز عدد محدود من الهرمونات .

أولا – النخامية الامامية ADENOHYPOPHYSIS OR ANTERIOR PITUITARY :

تتكون من نوعين من الخلايا وتتمتع باهمية خاصة هذه الاهمية جعلت هذه الغدة ككل تلعب دورا قياديا متميزا بين باقي الغدد بالجسم ، عموما ترجع اهمية الفص الامامي للنخامية الاتي :

1 – افراز هذا الفص لعدد كبير من الهرمونات .

2 – التاثير المنبه لعمل عدد من الغدد الاخرى .

3 – التاثيرات البيولوجية المشاركة في تنظيم عملية النمو .

4 – اتمام العمليات الايضية .

اهم هرمونات النخامية الامامية وتاثيراتها البيولوجية :

( أ ) هرمون النمو GROWTH HORMONE ( G H ) , SOMATOTROPHIC , SOMATOTROPIN OR SOMATOTROPIC H .

1 – يؤثر في معظم اعضاء واجهزة الجسم وبخاصة نمو العظام والغضاريف والعضلانت والاحشاء الداخلية .

2 – يساعد على تركيب بروتين الانسجة Protein of Tissues   والخلايا .

3 – يساعد في اتمام ايض الكوربوهيدرات والدهون وتظهر اهمية هذا التاثير بخاصة في حالة ممارسة الانشطة الرياضية الطويلة المدى العالية الشدة .

4 – تنظيم ميكانيكية الجسم في حالة نقص الغذاء ومثلها في حالة الصيام .

التاثيرات البيولوجية لزيادة ونقص افراز هرمون النمو :

زيادة الافراز – تترك اثرين مختلفين وفقا لمرحلة النمو على النحو التالي :

أ – في نهاية مرحلة الطفولة المتاخرة والحلم البلوغ أي قبل توقف الجهاز العظمي عن النمو ، اذ تؤدي الزيادة المفرطة الى مرض ” النمو العملاقي ” فقد وصل طوله الى 190 سم ووزنه 135 كيلو غرام في حين انه لم يتعد الــ 13 سنة .

ب – في مرحلة ما بعد الحلم ( البلوغ ) أي بعد توقف الجهاز العظمي عن النمو ، تؤدي الزيادة الى نمو الاجزاء الغضروفية ومثلها الاذنين والانف والفك السفلي واليدين والقدمين وتحدب الظهر ونتوء عظم الصدر .

نقص الافراز يؤدي الى مرض النمو القزمي Pygmy حيث لا يزيد طول القامة عن المتر والربع مع تناسب في طول الاطراف والجذع ولعلاج نقص هرمون النمو يتم الحقن بهرمونات الغدة النخامية المستخلصة من الموتى وقد ادى مثل هذا الحقن الى زيادة الطول بنحو 30 سم الا انه قد كشف حديثا عن توفر اعراض جانبية للحقن منها النسيان والغيبوبة والوفاة وهذه الاعراض تشبه اعراض مرض جنون البقر Jakobs Disease  

( ب ) الهرمون المنبه لقشرة الغدتين الكظريتين ADRENOCORTICOTROPHIC HORMONE ( A C T H )

يؤثر هذا الهرمون على افرازات قشرة الكظر Adrenal Cortex  التي تنبه بدورها الكثير من الوظائف البيولوجية ومن ذلك العمليات الايضية .

( ج ) الهرمون المنبه لغدتا التناسل GONADOTROPHIC OR GONADOTROPIC HORMONE

يؤثر في نشاط غدتي التناسل – الخصيتين لدى الذكور والمبيضين لدى الاناث – من حيث معدل النمو وحجم النشاط وافراز الهرمونات الجنسية .

( د ) الهرمون المنبه للغدة الدرقية THYROID – STIMULATING H. ( T S H ) , THYROTROPHIC OR THYROTROPIC H.

ينبه هذا الهرمون الى تركيب وافراز هرمونات الغدة الدرقية التي تؤثر بدورها في ممارسة الانشطة الرياضية الطويلة المدى ( التحمل ) من حيث :

1 – زيادة كل من المعدل الايضي ومعدل استهلاك الاوكسجين أي رفع معدل اكسدة المواد الغذائية وانتاج الطاقة اللازمة لاعادة بناء الــ A T P .

2 – زيادة كمية الانزيمات التي تعمل كعامل مساعد في التفاعلات الكيميائية .

( هـ ) الهرمون المنبه لافراز اللبن ( الحليب ) في الاناث LACTOGENIC OR PROLACTIN HORMONE

تنمو الغدد اللبنية في الثديين لدى الاناث في فترة الحمل ، وياتي ذلك كنتيجة للتنبيه الذي تحدثه افرازات المبيضين الا ان هذه الغدد لا تبدأ في انتاج الحليب الا بعد الولادة كاستجابة لتنبيه الهرمون المنبه لافراز الحليب .

( 3 ) الغدة الدرقية THYROID GLAND :

تشغل الغدة الدرقية مركزا حيويا نظرا لقدرتها العالية على استخلاص اليود من الدم المار بها وادخاله في سلسلة من التفاعلات الكيميائية تنتهي بالاتحاد مع بعض الاحماض الامينية Amino Acids  وتخزين مركبات عضوية اهمها هرمون الثيروكسين Thyroxine Hormone  .

ينبه الى افرازات هرمونات الغدة الدرقية الهرمون المنبه للدرقية Thyroid – Stimulating Hormone ( T S H ) الذي يحمله الدم من الفص الامامي للنخامية ويسبب زيادة او نقص افرازات الدرقية العديد من التاثيرات البيولوجية ومن هذه التاثيرات :

( أ ) زيادة نشاط الغدة الدرقية EXCESSIVE THYROID ACTIVITY  :

يصاحب بتضخم في الغدة ويدعى مرض جويتر ” Goiters Disease “ وقد يرجع ذلك الى :

1 – زيادة النشاط الافرازي للغدة نفسها .

2 – الى زيادة تنبيه الفص الامامي للنخامية .

اهم الاعراض المصاحبة لزيادة الافراز :

1 – فقد الوزن ونقص المخزون الدهني كنتيجة لزيادة المعدل الايضي .

2 – فقد الازوت والكلسيوم في البول .

3 – جحوض العين Exophthalmos  .

4 – زيادة السكر في الدم وفقده بالبول ( البول السكري Diabetic Urine  ).

5 – ارتعاشات لا ارادية Unvoluntary Shivers  تنشأ عن الجهاز العصبي .

6 – ارتفاع معدل النبض وسرعة الدورة الدموية وضغط الدم الانقباضي .

( ب ) نقص افراز الغدة الدرقية HYPOTHYROIDISM :

يؤدي نقص الافراز الى ظهور اعراض مرضية تختلف لدى الاطفال عنها لدى الاشخاص البالغين :

لدى الاطفال –  يسبب نقص الافراز ظهور مرض يدعى مرض الكريتينيزم Cretinism ويعد من اهم اعراضه التي تظهر بعد سن الستة اشهر هي :

1 – اضطراب النمو بشكل عام وبخاصة تأخر الجلوس والمشي والكلام .

2 – النمو القزمي مع عدم تناسب الاعضاء على العكس من نقص هرمون النمو .

3 – عدم نضج الاعضاء التناسلية .

4 – تاخر النضج العقلي وانخفاض الذكاء .

5 – تاخر النضج الانفعالي ، وعد ظهور عمليات الكف وارتفاع حدة الاستثارة .

لدى البالغين – تظهر الاعراض المصاحبة لنقص افرازات الغدة الدرقية بعد سن الثلاثين وتزداد نسبة الاصابة بها لدى النساء عن الرجال ويدعى هذا المرض باسم مرض Myxedemas Disease ، واهم الاعراض المصاحبة له هي :

1 – زيادة الوزن لانخفاض الايض .

2 – تساقط مرضي لشعر الرأس .

3 – افراز مخاطي مرضي ببعض الانسجة .

4 – ارتفاع نسبة كوليسترول الدم .

5 – فتورة وبلادة العمليات العقلية .

6 – انخفاض درجة حرارة الجسم .

7 – جفاف dry  سطح الجلد .

8 – ورم Swellings الوجه والاطراف .

9 – بطء القلب والدورة الدموية .

10 – استسقاء ( اوديما ) Edema  .

11 – ميل المريض الى كل من : الخمول ، الكسل ، وبطء الحركة واللامبالاة .

اهم هرمونات الغدة الدرقية وتاثيراتها البيولوجية :

( أ ) هرمون الثيروكسين Thyroxin , Thyroxine or Thyroxinum H .  يتكون من بروتين يدعى جلوبيولين الدرقية Thyroglobulin  وله تاثيرات بيولوجية مثل :

• 1-استخلاص اليود من الكبد والكليتان والقلب وتكوين ثلاثي ايودوثيرونين .
• 2-الاسهام في النمو بصفة عامة ، ونمو الشعر وحيوية الجلد بصفة خاصة .
• 3-التاثير على ايض الكاربوهيدرات والدهون والبروتينات والاكتروليتات والماء
• 4-تحفيز بناء بعض الانزيمات الرئيسية مثل انزيمات نظام نقل الالكترون .
• 5-سرعة الاستجابة الى التنبيه الى زيادة معدل الافراز في انشطة التحمل .
• 6-زيادة المعدل الايضي بالخلايا .
• 7-رفع معدل استهلاك الاوكسجين .
• 8-الحفظ على حرارة الجسم .
• 9-استقرار النمو العقلي والانفعالي .

• 10 – سرعة عودة التركيز الهرموني الى حالته الطبيعية فور الانتهاء من النشاط.

 

( ب ) هرمون كالسيتونين Calcitonin Hormone  يعمل على خفض نسبة كل من الكالسيوم والفوسفات في بلازما الدم وبذلك يسهم في الآتي :

1 – الحفاظ على لنسبة الملائمة لحاجة الجسم من الكالسيوم والفوسفات في الدم .

2 – نمو أجزاء الجهاز العظمي Skeletal System وكذلك الأسنان .

3 – الوقاية من أمراض نقص الكالسيوم لدى الحوامل والمرضعات والأطفال .

 

( 4 ) الغدد الجاردرقية PARATHYROID GLANDS  :

تسمى أيضا الأجسام الطلائية أو الجاردرقية Epithelial or P . Bodies  ، وهي زوجين من الغدد وقد يصل عددها الى 4 أزواج يوجد كل زوجين على السطح الخلفي للغدة الدرقية وهي على جانبي القصبة الهوائية ، تفرز الغدة هرمونا بروتينيا يدعى الباراثورمون Parathormone  وقد ثبت توفر علاقة عكسية بينه وبين ايونات الكالسيوم ، إذ بزيادة تركيزه في الدم يقل الكالسيوم ، من تأثيراته :

( أ ) أيض الكالسيوم والفسفور .

( ب ) إفراز الفوسفات غير العضوية في البول .

( ج ) التأثير على تركيب حامض الريبونيوكليك Ribonucleic Acid  ( R N A ) الذي يدخل في تركيب بروتينات الخلايا ولازم في نقل الكالسيوم والفوسفات .

التأثيرات البيولوجية المصاحبة لكل من زيادة ونقص الإفراز لهرمون الباراثورمون :

تتسبب الزيادة في سحب الكالسيوم من العظام وينشأ عن ذلك التأثيرين المتضادين التاليين :

1 – المساعدة في بناء الغضاريف والعظام بجسم الجنين في رحم الأم الحامل .

2 – جعل عظام الأم هشة قابلة للكسر ، ولذا فانه ينصح بالتغذية المتوازنة واخذ حقن الكالسيوم في فترة الحمل والرضاعة إذ تتطلب الأمر ذلك .

أما النقص يتسبب في حدوثه تمثيل الكالسيوم الغير عادي وكذلك ضعف وظيفة الغدد الجاردرقية وينشأ عن ذلك حدوث انقباضات عضلية غير عادية تظهر على شكل تقلصات وتشنجات وتعد هذه من الأعراض المصاحبة للتعب العضلي .

( 5 ) الغدتان الكظريتان ( الجار كلوية أو فوق الكلوية ) ADRINAL GLANDS

توجد هاتان الغدتان فوق الكليتين ويتراوح وزن الواحدة ما بين 15 – 20 غرام ، تحدث كل من الغدتان تأثيراتهما من خلال قسميهما الرئيسيين التاليين :

( أ ) قشرة الكظر .

( ب ) نخاع الكظر وهما يختلفان تماما من حيث التركيب البنائي والعمل الوظيفي :

اولا قشرة الكظر ADRENAL CORTICOID ( CORTEX ) :

هي الجزء المغلف لسطح الغدة الكظرية أي الذي يحيط بنخاع ( حشوة ) الغدة ويتراوح سمك القشرة ما بين 0.5 ، 5 ملم وعلى الرغم من ضآلة سمك القشرة إلا إن إفرازاتها التي تصل الى أكثر من 28 مركبا هرمونيا تعد أساسية لاستمرار الحياة ، وبذلك تعد اكبر تأثيرات من نخاع الكظر ، هذا وينبه نشاطها الإفرازي الهرمون المنبه الذي يفرزه الفص الأمامي للغدة النخامية . 

لما كانت تاثير قشرة الكظر واسع الانتشار في الجسم فأن استئصال الغدة الكظرية يؤدي بحياة الفرد على مدى أيام قليلة ، وتبرز لنا هنا أهمية معرفة الوظائف البيولوجية للقشرة ، وأنواع الهرمونات التي تفرزها .

 

الوظائف البيولوجية لهرمونات قشرة الكظر :

1 – الاحتفاظ بالصوديوم في الدم وإفراز البوتاسيوم في البول Urine  .

2 – الإسهام في الحفاظ على الحجم الخارجي للخلية Extracellular Volume .

3 – المساهمة في وظائف كل من : القلب ، والدورة الدموية والوظائف الكلوية .

4 – التكيف مع العديد من الضغوط الداخلية والخارجية ومثال ذلك :

• عند الإصابة بالجروح .
• الإحساس بلسعة البرد .
• ارتفاع درجة الحرارة .
• عند الإصابة بالتسمم .
• الإصابة بالعدوى المرضية .
• نقص الطعام أو الصيام .
• التدريب الرياضي ألقسري ( مثال التمرين الزوجي تبادل ثني الذراعين ).

5 – تنظيم العمليات الايضية وأكسدة العناصر الغذائية لإطلاق الطاقة اللازمة للجسم .

6 – تنظيم نمو ونشاط الأعضاء التناسلية Generation Organs ( Genitals ).

 

 

أهم هرمونات قشرة الكظر وتأثيراتها البيولوجية :

( أ ) الكورتيزون CORTISONE  – يتحول الى كورتيزول Cortisol  قبل استخدامه في الجسم واهم تأثيراته البيولوجية :

 1 – علاج أعراض مرض إديسون Addison’s Disease  .

 2 – إعادة امتصاص جزيئات الصوديوم والماء بالجسم .

 3 – المشاركة في عمليات البناء والهدم .

 4 – الحفاظ على نسبة السكر في الدم .

 5 – الحفاظ على حيوية انتظام ضغط الدم .

( ب ) – الالدوسترون ALDOSTERONE  – يعد من أهم تأثيراته البيولوجية :

1 – الحفاظ على نسبة الصوديوم والبوتاسيوم في الدم .

2 – انتظام ضغط الدم .

3 – الحفاظ على توتر الأنسجة العضلية ز

4 – انتظام عمل الكليتين .

( ج ) الأندروجين ANDROGEN  – يعد هرمونا جنسيا ويشبه وظيفيا هرمونات الخصيتين ، وان كان يملك خصائص ذكرية Masculinizin ضعيفة هذا وتزيد نسبته لدى الاناث التي تتوفر لديهن خصائص ذكرية ، عموما ان اهمية هذا الهرمون ليست معروفة تماما ، وان كان يمتلك خصائص بنائية Anabolic  ، وضروري للاحتفاظ بالنيتروجين ، ومن بين أهم تأثيراته البيولوجية :

1 – توفر اعتدال نسبة افرازه الاستقرار الجنسي والحفاظ على الصفات الانثوية .

2 – استقرار النمو الجنسي لدى الاطفال .

3 – الاسهام في البناء البروتيني بالجسم .

 

 

التاثيرات المصاحبة لاضطراب قشرة الكظر :

يسبب الاضطراب احد عاملين :

1 – الاضطراب الذاتي أي المرضي .

2 – زيادة تنبيه الفص الامامي للنخامية ، وأهم مظاهر الاضطراب الاتي :

( 1 ) مرض كوشينج Cushing’s Disease   – اهم مسبباته الزيادة المفرطة في افراز هرمون الكورتيزول والكورتيزون ومن اعراضه الاتي :

1 – السمنة المفرطة .

2 – تراكم الصوديوم في الدم .

3 – ارتفاع ضغط الدم .

4 – البول السكري .

5 – اضطراب الغدد الجنسية ( مثلها اضطراب الحيض لدى الاناث ) .

في حالة الزيادة الكبيرة في النشاط الافرازي للهرمونات الجنسية فأن ذلك يؤدي الى ظهور علامات الرجولة لدى الاناث ويصاحب ذلك بالاتي :

1 – تغير نبرة الصوت وخشونته .

2 – ضمور الثديين .

3 – توقف الحيض .

4 – نمو شعر الوجه اللحية والاطراف .

اما لدى الاطفال فتؤدي الافرازات الجنسية الى النمو السريع للاعضاء التناسلية أي يصبح طفل باعضاء رجل بالغ .

( 2 ) مرض اديسون Addison’s Disease  – مرض مميت عادة يسببه نقص افرازات قشرة الكظر لهورمونات الكورتيزون والكورتيزول ويسبب الاتي :

1 – انخفاض في حجم وضغط الدم .

2 – فقر دم حاد .

3 – نقص في سكر الدم Hypoglycemia  .

4 – نقص في الوزن .

5 – ضعف عضلي شديد .

6 – اضطرابات معدية ومعوية واسهال .

7 – اصطباغ الجلد بلون برونزي .

( 3 ) مرض كون Conn’s Syndrome   – يتسبب فيه الزيادة الكبيرة في افراز هرمون الالدوستيرون ، واهم اعراضه :

1 – الضعف العضلي .

2 – زيادة غير عادية في التوتر بالالياف العضلية .

3 – ارتفاع ضغط الدم .

4 – قصور كلوي .

( 4 ) زيادة افراز هرمون الاندروجين Androgen  – في حالة الافراز المرضي او غير العادي لهذا الهرمون يؤدي ذلك الى ظهور التغيرات الثانوية الجنسية الذكرية لدى الاناث ، ومن ذلك :

1 – تغير نبرة الصوت .

2 – نمو الشعر بانحاء متفرقة من سطح الجسم .

اما لدى الاطفال في سن 4 أو خمس سنوات فيسبب النضج الجنسي المبكر ، ويصاحبه التغيرات الثانوية المصاحبة للبلوغ .

ثانيا – نخاع الكظر ADRENAL MEDULLA :

يوجد تحت قشرة الكظر ويقصد به الحشوة أي النسيج الداخلي للغدة ويقوم النخاع بافراز نوعين متميزين من الهرمونات هما :

( 1 ) هرمون الابينفرين ويدعى ايضا الادرينالين Adrenaline  .

( 2 ) هرمون النورابينفرين او النورادرينالين Noradrenalin  .

يلعب هذان الهرمونان دورا بيولوجيا هاما في الجسم ، وان الاول اكثر تميزا ، نظرا لارتفاع نسبة افرازه كاستجابة للمواقف المختلفة مثل التدريب الرياضي .

 

اهم هرمونات نخاع الكظر وتأثيراتها البيولوجية :

( أ ) الابينفرين ( الادرينالين ) EPINEPHRINE OR ADRENALINE  :

1 – زيادة نشاط بعض التفاعلات الانزيمية .

2 – زيادة المعدل الايضي .

3 – رفع ضغط الدم B.P. الانقباضي .

4 – زيادة معدل القلب .

5 – زيادة قابلية الالياف العضلية للاستثارة .

6 – رفع نسبة السكر في الدم .

7 – التنبيه الى ارتخاء العضلات الملساء اللاارادية للشعبتين الهوائيتين .

8 – تحقيق الاستجابات البيولوجية المناسبة للحالات الانفعالية ( فرح أو حزن ).

9 – تحويل مخزون الكبد من الكليكوجين الى الى سكر كلوكوز في الدم عند الحاجة

10 –  تأخر ظهور التعب العضلي في الانشطة الرياضية المرتفعة الشدة ( التحمل)

11– عودة المستوى الافرازي الى حالته الطبيعية فور انتهاء النشاط الرياضي .

12 – ظهور اعراض تشبه التنبيه العصبي السمبثاوي ، ومثلها اتساع حقة العين .

 

( ب ) النورابينفرين ( النورادرينالين ) NORADRENALINE OR NOREPINEPHRINE  :

نفس التاثيرات البيولوجية السابقة لهرمون الابينفرين الا انه يعد اقوى تاثيرا من حيث الاتي :

1 – رفع ضغط الدم الانبساطي .

2 – انقباض الاوعية الطرفية .

واقوى تاثيرا من حيث الاتي :

1 – ارتخاء العضلات الملساء .

2 – العمليات الايضية .

3 – زيادة معدل القلب .

التاثيرات البيولوجية المصاحبة لاضطراب نخاع الكظر :

تؤدي الزيادة المرضية لافراز نخاع الكظر الى ظهور الاعراض التالية :

1 – زيادة نسبة السكر في الدم .

2 – زيادة معدل القلب .

3 – تغيير ملامح الوجه وشحوبه .

4 – القلق والتوتر النفسي .

5 – استنفاذ مخزون الكليكوجين .

6 – ارتفاع ضغط الدم .

( 6 ) غدة البنكرياس PANCREAS GLAND  :

عبارة عن غدة هضمية كبيرة يتراوح وزنها ما بين 80 – 90 غرام ، توجد في تجويف البطن خلف الكيس المعدي Gastric Sack  مباشرة ، تحوي على نوعين من الغدد الافرازية هي :

1 – غدد قنوية تفرز عصارة هضمية Gastric Juice  .

2 – غدد لا قنوية وهي عبارة عن مجموعات صغيرة من الخلايا تسمى جزر لانكرهانز Islets Langerhans  تنتج هرمون يعرف باسم الانسولين Insulin  الذي يمر مباشرة الى الدم وليس مثل العصارات الهضمية يمر خلال القنوات الهضمية ليصب في الاثني عشري .

 

انواع افرازات غدة البنكرياس وعملها :

( أ ) افرازات خارجية Outer Secretions  – هي عبارة عن انزيمات هضمية قلوية تسمى العصارة البنكرياسية Pancreatic Juice  تفرز عبر عدد من القنوات لتتجمع في قناة رئيسية تسمى القناة البنكرياسية Pancreatic Duct  تصب في الاثني عشري Duodenum ، تلعب هذه الانزيمات دورا هاما في عملية الهضم ، اذ تعادل حموضة الطعام المهضوم ( الكيموس ) Chyme  ، وبذلك توفر بيئة مناسبة للتفاعلات الانزيمية وبالتالي التمهيد لعمليات التمثيل الغذائي والاستفادة من الطعام المتناول .

( ب ) افرازات داخلية Internal Secretion   – هي افرازات لا قنوية تصنعها جزر لانكرهانز الصماء ، وينقلها الدم في دورته الى كافة اجزاء الجسم ، وتدعى تلك الافرازات بهرمون الانسولين .

يصب الانسلين في الدم الذي يحمله في دورته الى كافة انحاء الجسم فيقوم بتحويل سكر الكلوكوز الزائدة عن حاجة الجسم الفورية الى كليكوجين يختزن بالكبد والعضلات . ومن ثم يتم الحفاظ على توازن السكر في الدم ، ومن ناحية اخرى تشير الدراسات التجريبية الى انخفاض نسبة الانسولين في الدم في الانشطة الرياضية طويلة المدى ، وعودته الى حالته الطبيعية ( الاستشفاء ) في فترة استعادة الشفاء على العكس من الابينفرين والنور ابينفرين .

عموما يتحكم الانسولين في العمليات الكيميائية التي تنظم استخدام سكر الكلوكوز في الخلايا ، فبزيادة افراز الانسولين في تيار الدم يتم تخزين سكر الكلوكوز على هيئة كليكوجين بنسب محددة بالكبد والعضلات واذا ما قل افرازه يعاد تكسير الكليكوجين الى سكر كلوكوز مرة اخرى يستخدم في انتاج الطاقة ، وفي حالة النقص المرضي لافراز هرمون الانسولين يتم الحقن بالانسولين المستخرج من بنكرياس الحيوانات مثل الخيول والابقار .

التأثيرات البيولوجية المصاحبة لاضطراب جزر لانكرهانز :

أ – نقص افراز الانسولين :

1 – ارتفاع نسبة السكر في الدم ويدعى مرض السكر Diabetes  ، كما يطلق عليه مرض السكري Diabetic  .

2 – ظهور السكر في البول ويدعى بمرض البول السكري Diabetic Urine  ويحدث عندما تتضاعف كمية السكر في الدم أي تزيد عن 80 مليكرام في كل 100 سنتمتر مكعب من الدم ، وتعجز الكليتان عن الاحتفاظ بالسكر .

ب – زيادة افراز الانسولين :

 1 – انخفاض نسبة سكر كلوكوز الدم .

2 – اصفرار الوجه وشحوبه .

3 – الاحساس بالجوع والاجهاد الشديد .

4 – الاحساس الزائد بالبرودة .

5 – زيادة معدل افراز الجسم للعرق عند بذل اقل جهد جسماني .

6 – الاصابة احيانا بالهذيان والهلوسة ، كذلك بالتشنجات العصبية ، وقد تنتهي احيانا بغيبوبة السكر Diabetic Coma  أو الوفاة Dead  .

( 7 ) غدتا التناسل GONADS OR SEXUL GLANDS  :

تكون الاعضاء التناسلية متماثلة في الاجنة في سن 10 اسابيع وتبلغ قمة الاختلاف في سن 34 اسبوعا الا انه لا يحدث النضج بالاعضاء التناسلية الا عند توفر الهرمونات الجنسية ، والوصول الى مرحلة البلوغ ( الحلم ) Pubescence  وهي متفاوتة بين الجنسين .

الجهاز التناسلي لدى الذكر MALE REPRODOCTIVE SYSTEM  :

يشمل الجهاز التناسلي الاتي :

1 – الخصيتين Testes

2 – الحويصلات المنوية Seminal وهي حويصلتان .

3 – غدة البروستات Prostata  .

4 – غدة قناة مجرى البول Bulbo – Urethral Gland  وتدعى غدة كوبر .

5 – ينتهي الجهاز بالقناة التناسلية البولية Genitourinary Canal  .

تعد الخصية Testis or Testicale  وجمعها Testes  الغدة التناسلية في الذكر وتوجد في الصفن Scrotum  ، تقوم بوظيفتان :

أ – تعمل عمل غدة صماء حيث تفرز هرمون الذكورة الذي يدعى التستوسترون .

ب – تعمل كغدة قنوية حيث تفرز الحيوانات المنوية Sperrmatozoa  في القناة المنوية ويبلغ عددها في القذفة الواحدة ما يقرب من 100 مليون نطفة Spermatozoon ، تمرر القناة المنوية الحيوانات المنوية الى الحويصلة المنوية حيث يفرز سائل قلوي يوفر بيئة مناسبة للنشاط وحركة الحيوانات المنوية ، بالاضافة الى مادة سكرية ويخرج من الحويصلة المنوية قناة تسمى الانبوبة Ampulla تمتد لتنتهي بالقناة البولية التناسلية .

يطلق على أي هرمون له تاثيرات منبهة لعمل غدتا التناسل Gonads  لدى الجنسين ونموها ونشاطها وافرازاتها مسمى هرمون الجونادوتروفين Gonadotrophin Hormone ويقال له ايضا الجونادوتروبين Gonadotropin ويفرز هذا الهرمون من الفص الامامي لغغدة النخامية ، ومن هذه الهرمونات المنبه لعمل الخصية افراز الفص الامامي للغدة النخامية للهرمونين التاليين :

1 – الهرمون المنبه للحويصلة الجريب Follicle – Stimulating Hormone .

( F S H ) الذي ينبه الى الى انتاج الحيوانات المنوية بالخصية .

2 – الهرمون المنبه لغدتا التناسل ( L H  ) Luteinizing hormone  وينبه الى النمو والنشاط الوظيفي لخلايا ليديجز Leydigs Cell وهي عناقيد من الخلايا شبه الطلائية Epithelioid Cell  تكون نسيج الافراز الداخلي بالخصيتين وتفرز الاندروجين وبشكل اساسي التستوسترون ويطلق عليها ايضا Interstitial Cells or Interstitial Cells of Leydig .

العوامل التي تؤثر على وظائف الخصية :

1 – معدل افراز هرمون الفص الامامي للغدة النخامية للهرمون المنبه للخصية .

2 – درجة الحرارة وهي اقل دائما بالخصية منها بالاعضاء الداخلية لوجودها بكيس خارج الجسم يطلق عليه (( الصفن )) كيس الخصيتين .

3 – الاتهابات المرضية بكل من الخصية او الحويصلات او غدة البروستات .

4 – الحالة الصحية والتوازن الغذائي .

5 – معدل افراز هرمون التستوسترون .

الجهاز التناسلي لدى الانثى FEMALE REPRODUCTIVE SYSTEM  :

يتكون الجهاز التناسلي لدى الانثى Female Genital System  من :

1 – المبيضان Ovaries ومفردها OVARY .

2 – قناة المبيضان .

3 – الرحم Uterus or Womb  .

4 – المهبل Vagina  .

يمثل المبيضان الغدتان التناسليتان في الانثى ويقومان بانتاج البويضات بالتبادل فيما بينهما مع كل دورة شهرية ، تترك البويضة غير المخصبة Ovicell or Unfertilized قطرها 0.1 مليلتر الجسم عند عدم تخصيبها بواسطة الحيوان المنوي عن طريق عنق الرحم فالمهبل ثم الفرج ويساعد على خروجها نزول دم الحيض ( الطمث ) Menses or menstrua  ويحدث ذلك مرة في كل اربعة اسابيع تقريبا ، ويبدا انتاج البويضات عند الوصول الى سن الحلم ويختلف ذلك السن من فتاة الى اخرى ، ومن بلد الى اخر اذ يبدا في البلاد الحارة ويتاخر كثيرا في البلاد الباردة .

ينظم ل المبيض افراز الفص لامامي Anterior Lobe  للغدة لنخامية لثلاثة انواع من الهرمونات المنبهة لعمل المبيض والهرمونات هي :

1 – الهرمون المنبه للحويصلة ( الجريب ) F S H الذي ينبه الى افراز هرمونات المبيض الاستروجين Estrogen  والبروجسترون Progesterone  .

2 – الهرمون المنبه لغدتا التناسل L H  ويدعى Gonadotropic or Gandotrophic وينبه هو والهرمون المنبه للحويصلة F S H  الى خروج البويضة من المبيض ( الاباضة ) Ovulation  وكذلك افراز هرمون الاستروجين وتكوين الجسم الاصفر Corpos Luteum .

3 – هرمون الماموتروفيك Mammotrophic  أي هرمون البرولاكتين Prolactin وينبه الى نضج وعمل الغدة الثدية Mammary Glands  وافراز اللبن .

عند تمام نضج البويضة Egg , Ovum or Ovulum  فانها تنتقل عبر قناة المبيض لتصل الى الرحم ، فاذا ما خصبت بواسطة اتحاد حيوان منوي بها فانها تتعلق بجدار الرحم ، ولذا سميت بالعلقة ، وباستمرار الغذاء عن طريق الحبل السري Umbilical Cord يستمر نمو الجنين حتى يكتمل .

اهم هرمونات غدتا التناسل وتاثيراتهما البيولوجية :

أ – هرمونات الخصية TESTIS HORMONES  :

تفرز الخصية هرمون التستوسترون Testosterone Hormone  ومن اهم التغيرات والتاثيرات البيولوجية المصاحبة لافراز هذا الهرمون الاتي :

1 – نمو الجهاز التناسلي الذكري بشكل طبيعي وظهور التغيرات الثانوية المصاحبة لمرحلة البلوغ واستقرارها ومثلها هيكل الجسم ونمو شعر كل من اللحية والشارب والابطين والعانة ، تغير نبرة الصوت خشونته .

2 – تثبيط ظهور اعضاء الانوثة وعملها .

3 – زيادة عدد كرات الدم الحمراء .

4 – تركيب بروتين العضلة وبالتالي نمو القوة العضلية Myodynamia .

5 – زيادة قدرة العضلة على اختزان الكليكوجين Glycogen Storage  .

تعد التغيرات البيولوجية الثلاث الاخيرة ذات اثر ايجابي بعيد المدى على استمرار الجهد البدني في الانشطة الرياضية بشكل عام .

ب – هرمونات المبيض OVARY HORMONES  :

1 – هرمون الاستروجين Estrogen H. وينبه افراز هذا الهرمون الى :

( أ ) نمو الاعضاء المكونة للجهاز التناسلي بجسم الانثى بشكل طبيعي .

( ب ) ظهور التغيرات الثانوية المصاحبة لمرحلة البلوغ من حيث رخامة ونعومة الصوت نمو الصدر … الخ .

2 – هرمون البروجيستيرون Progesterone H . وينبه افراز الى :

( أ ) تنظيم الدورة الشهرية ( الطمث أي الحيض ) Menstruation .

( ب ) اعداد الغشاء المخاطي للرحم لاستقبال البويضة المخصبة ( الزيجوت ) .

3 – هرمون الريلاكسين Relaxin Hormone  وهو هرمون يفرز بواسطة الجسم الاصفر ( كوربس لوتيم ) Corpus Luteum  خلال فترة الحمل Pregnancy  بكل من المبيضين والرحم والمشيمة وينبه افرازه الى ما ياتي :

( أ ) ارتخاء عظم العانة Symphysis Pubis  .

( ب ) ارتخاء المفاصل الحرقفية Sacroiliac Joints  .

( ج ) تمدد العنق الرحمي Uterine Cervix  .

هذه التاثيرات جميعها تعمل على ارتخاء عظام الحوض واتساع فجوته والتقليل من صلابته مما يسهل من عملية خروج الجنين عند الولادة .

( 8 ) الغدة الزعترية ( الثيموسية ) THYMUS GLAND  :

توجد اعلى عضلة القلب بالتجويف الصدري خلف عظام الصدر وهي مكونة من فصين وتلعب دورا هاما في انتاج الاجسام المضادة وغير ذلك من المواد التي تكسب الجسم المناعة .

تتكون الغدة الزعترية في المراحل الاولى لتكوين الجنين وتبلغ قمة نموها في سن السنتين ، وهي عبارة عن خلايا لمفاوية تستمر في النمو حتى سن البلوغ ثم تبدأ في التحلل ويحل محلها انسجة دهنية Adipose Tissues  .

يشير البعض الى انه بضمور الغدة الزعترية تبدأ المظاهر الثانوية المصاحبة للبلوغ في الظهور ، هذا ويتسبب نقص افرازها في ظهور اعراض مرضية ومن اهم تلك الاعراض :

1 – الميل للعزلة .

2 – الركود الذهني Mental أي عدم القدرة على بذل جهد بدني .

3 – تاخر المشي حتى سن الرابعة تقريبا .

 

اهم هرمونات الغدة الزعترية وتاثيراتها البيولوجية :

من اهم افرازاتها هرمون الثيموسين Thymosin واهم تاثيراته البيولوجية :

( أ ) عامل مساعد في انتاج ما يعرف بالاجسام المضادة Antibodies  .

( ب ) القيام بوظيفة مناعية Immunological Role  بالجسم .

( ج ) تاخير ظهور المظاهر الثانوية المصاحبة للبلوغ الى حين البلوغ .

( 9 ) الغدة الصنوبرية PINEAL GLAND  :

غدة مخروطية الشكل توجد على السطح الظهري Dorsal Surface للمخ ، وهي في حجم حبة الصنوبر ، ولذا سميت بالصنوبرية ويمكن رؤيتها بالاشعة السينية x – rays نظرا لصغر حجمها اذ يصل طولها الى نحو 8 مليمتر وعرضها الى نحو 4 مليمتر وتسمى احيانا الجسم الصنوبري Pineal Body .

تبدا الغدة في النمو مع بداية الشهر الخامس من الحمل ، أي في المرحلة الجنينية Embryonic Stage ، ثم تعاود الظمور عند الدخول في مرحلة البلوغ الجنسي ، وتختفي تماما في سن السابعة عشر من عمر الفرد تقريبا .

اهم هرمونات الغدة الصنوبرية وتاثيراتها البيولوجية :

تفرز الغدة السيروتونين Serotonin ( يتحول الى ميلانونين Melatonin ) ويطلق عليه الانترامين Enntramin والثرومبوسيتين Thrombocytin  والثرومبوتونين Thrombotonin   وخامس هيدروكسي تريبتامين 5 – Hydroxytryptamine ( 5 – H T ) يوجد بتركيز عالي بالكثير من انسجة الجسم ومنها الغشاء المخاطي المبطن للامعاء ، والجهاز العصبي المركزي ، وقد وجد ان معدل افرازه يزداد في الظلام ويتوقف في الضوء كما وجد ان مستواه يرتفع جدا في الدورة الحيضية Menstrual Cycle  وينخفض خلال فترة التبويض Ovulation ، اهم الوظائف البيولوجية للسيروتونين هي :

( أ ) المشاركة في تنظيم عملية النمو Growth Process  واستقرارها .

( ب ) تاخر ظهور بعض المظاهر الثانوية المصاحبة للبلوغ الجنسي لدى الاطفال .

( ج ) التقليل من اسمرار البشرة Melasma or Melanoderma  .

( د ) الاستغراق في النوم اذ ثبت علاقته بالنوم لزيادة معدل افرازه ليلا .

( هـ ) عامل مؤثر في شراهة النكاح Estrum , Estrus or Orgasm  .

( و ) التحكم في السلوكيات الدورية مثل التزاوج Mating  والنوم والدورة الشهرية .

( ز ) تثبيط نمو الغدد التناسلية .

( ح ) كبح الافرازات المعدية .

( ط ) تنبيه العضلات الملساء .

( 10 ) عضلة القلب MYOCARDIUM OF HEART MUSCLE  :

تشير دلائل علمية وحديثة الى ان عضلة القلب تعمل كغدة صماء اذ اكتشف في السنوات القليلة الماضية ان القلب ليس مجرد مضخة تعمل على سحب ودفع الدم فقط .بل هو غدة صماء ايضا ، اذ تفرز عضلة القلب هرمونا ببتيديا يدعى العامل الاذيني المفرغ ( المفرز ) للصوديوم Atrial Natriuretic Factor ( A N F ) وان هذا الهرمون يؤثر بيولوجيا في العديد من وظائف الجسم .

اهم التاثيرات البيولوجية لهرمون القلب :

1 – تنظيم ضغط الدم ، كذلك حجم الناتج القلبي Cardiac Output  .

2 – التاثير وعلى نطاق واسع في عمل شبكة الاوعية الدموية .

3 – التاثير في الاداء الوظيفي للكليتين وكذلك في نشاط الغدتين الكظريتين .

4 – التاثير في عمل عدد كبير من مناطق التنظيم العصبي في المخ Brain .

5 – المشاركة في عملية التنظيم الحراري Thermoregulation  .

6 – الحفاظ على التوازن الايوني وبخاصة تركيز ايونات الصوديوم بالجسم .

( 11 ) المشيمة PLACENTA  :

بالرغم من كون المشيمة ليس لها علاقة بالجهد البدني الا اننا سوف نتناولها وذلك لسببين :

السبب الاول : كون المشيمة اعجوبة الهندسة البيولوجية بمعنى كونها اعجاز الهي ينظم مرور كافة مقومات الحياة من الام الى الجنين .

السبب الثاني : هو اكتمال العمل واضافة حقائق علمية موجزة قد يكون البعض في حاجة لمعرفتها ( المشيمة عضو يتمتع بخصائص مميزة لدى الفقريات خلال فترة الحمل يصل وزنها الى ما يصل 0.6 كيلو غرام ومحيطها 16 سم وسمكها 2 سم وهي عضو اتصال يربط فيما بين الجنين ورحم الام عن طريق الحبل السري وتزود المشيمة الجنين بالافرازات الداخلية الهرمونية والمواد الغذائية الذائبة واهم هذه الهرمونات :

 

 

هرمونات المشيمة PLACENTA HORMONES  :

1 – الاستروجين Estrogen  يقال له هرمون الاستروجينك Estrogenic H . وله نفس تاثير الهرمونات الجنسية لدى الانثى ، ويتكون كيميائيا من ستيرويدات مثل البروجيستيرون .

2 – الريلاكسين Relaxin  يفرز خلال الحمل ويعمل على ارتخاء الحوض والتقليل من صلابته وبالتالي توسيع فجوته مما يسهل عملية الولادة .

3 – البروجيستيرون Progesterone , Progesteronum or Progestin   يقال له هرمون الجسم الاصفر ويفرز خلال فترة الحمل .

4 – هرمون النمو المشيمي Placenta Growth H .  يطلق عليه مولد او منتج اللبن ( اللاكتوجين ) المشيمي البشري Human Placental Lactogen  .

5 – هرمون الجونادوتروفيك المشيمي Chorionic Gonadotrophic , Gonadotropic or Gonadotrophinum Chorionicum H .   يظهر هذا الهرمون في بلازما الدم والبول طوال فترة الحمل وترتفع نسبة افرازه في الشهر الثاني والثالث من الحمل ، وايضا يعد من علامات الحمل .

6 – هرمون الجونادوتروبين المشيمي Chorionic Gonadotropin  من البروتينات المركبة الجليكوبروتينية ، وهو هرمون منبه للغدة الجنينية وينتج بواسطة سيتوبلازم خلايا التغذية الجنينية Cytotrophoblastic Cells  بالمشيمة ويفرز مع البول بواسطة الكليتين بعد فترة قصيرة من الحمل ، ولذا يتخذ كوسيلة سهلة للكشف عن احتمالات الحمل .

 

الاستجابات الهرمونية والجهد البدني HORMONAL RESPONSES AND PHYSICAL EFFORT :

صفحة 210 مطلوب الرسم من الكتاب .

التاثيرات البيولوجية للافرازات الهرمونية :

1. تسهم في تحديد التركيب المورفولوجي للفرد . ( الشكل والتركيب العضوي).
2. تنبه الى عمليات الاكسدة واطلاق الطاقة اللازمة لاعادة بناء الـ ( A T P).
3. الاستجابة وبالقدر الملائم للاشارات العصبية المنبهة للاداء الحركي .
4. تنظيم ميكانيكية الاجهزة الحيوية بالجسم مثل عمل الجهاز القلبي الوعائي والجهاز التنفسي والجهاز الهضمي ، والجهاز البولي … الخ .
5. تنبه الى بناء الخلايا الحية وتعويض المستهلك منها أي التجديد الخلوي ز
6. زيادة معدل التفاعلات الانزيمية Enzymatic R`s اللازمة للعمليات الايضية .
7. رفع معدل استهلاك الاوكسجين وفقا للجهد المبذول ولمكونات الاحمال التدريبية .
8. تشكل الاستجابات المناسبة للضغوط المختلفة سواء كانت داخلية او خارجية .
9. نقل وتخزين مصادر الطاقة واهمها الكليكوجين والمواد الدهنية

( 10 ) التحكم في عمليات النمو الفسيولوجية والتشريحية في مراحل ما قبل البلوغ .

( 11 ) الإسهام مع الجهاز العصبي Nervous System  في توفير التوازن         الديناميكي Dynamic Equilibrium بالجسم .

 

 

تاثير الإفرازات الهرمونية أثناء الجهد البدني THE EFFECT OF HORMONAL SECRETIONS DURING EFFORT :

خلال الفترة المستغرقة من بدء وصول المثير الى أن تمت الاستجابة نجد ان هنالك العديد من الاستجابات قد تحققت منها العصبية ومنها الهرمونية ، فيما يلي عرض للتأثيرات البيولوجية والفسيولوجية للإفرازات الهرمونية أثناء الجهد البدني وأماكن تأثيرها :

( 1 ) إفرازات خلايا الإفراز العصبي للهيبوثلاموس وتسبب إطلاق إفرازات منبهة لمقدم ومؤخرة الغدة النخامية وبالتالي تنبه أو تمنع إفرازات هرمونات مقدم ومؤخرة الغدة النخامية كاستجابة للمواقف التدريبية المختلفة .

( 2 ) الإشارات العصبية الصادرة عن المخ تنبه كل من :

أ – المرسلات العصبية وتؤثر في الألياف العصبية الحركية Moto neurons  المتصلة بالعضلات العاملة أثناء الجهد البدني .

ب – عمل الاستيل كولين Acetycholine  بنقط الاتصال العصبية العضلية بصفيحة نهاية العصب الحركي Motor Endplate  بالعضلات العاملة .

ج – افراز هرمون الابينفرين Epinephrine  وكذلك النورابينفرين Nor  epinephrine وللهرمونان نفس تاثير الاعصاب السمبثاوية .

د – اطلاق مادة السيروتونين Serotonin من الصفائح الدموية Blood Platelets بالعديد من خلايا التمثيل الغذائي بالجسم ، مثل العضلات الملساء Smooth Muscles المبطنة للجهاز الدوري .

هذا الى جانب توصيل الاشارات العصبية لمختلف الانسجة .

( 3 ) افراز الفص الامامي للغدة النخامية لهرمون النمو ويؤثر في معظم اعضاء الجسم ومن اهم تاثيراته البيولوجية اثناء الجهد البدني :

أ – ايض المواد الكربوهيدراتية والدهنية في انشطة التحمل .

ب – تنظيم ميكانيكية الجسم في حالة نقص مصادر الوقود خاصة في حالة الانشطة الرياضية طويلة المدى التي تستمر لعدة ساعات .

ج – تركيب البروتين بالانسجة والخلايا في عملية البناء Anabolism  او التجديد الخلوي Cellular Renewal بالجسم بعد المجهود .

( 4 ) افراز الغدة الدرقية لهرمون الثيروكسين Thyroxin الذي يحدث تاثيراته الفسيولوجية بالعديد من الاعضاء اثناء المجهود مثل :

أ – زيادة المعدل الايضي لتغطية احتياجات المجهود الرياضي من الطاقة .

ب – استهلاك الاوكسجين المستخلص بالخلاياالعاملة اثناء النشاط الرياضي .

ج – زيادة كمية الانزيمات الخلوية Cellular Enzymes ، مما يساعد في سرعة اتمام العمليات الايضية .

الانزيمات : مركبات عضوية تعمل كعامل مساعد Catalyst في اتمام الكثير من التفاعلات الكيميائية بالجسم .

( 5 ) افراز قشرة الكظر للالدوسترون Alosterone  والكورتيزون Cortisone  اللذان يؤثران في عدة اعضاء واهم تاثيراتهما :

أ – تنشيط العمليات الايضية اللازمة لاستمرار العطاء في الجهد البدني .

ب – الاستجابة للضغوط المختلفة مثل حالة التعب او تغيرات البيئة الخارجية المحيطة ( حرارة أو برد ) اثناء الجهد البدني .

ج – تنبيه عمل القلب والدورة الدموية وفقا للمواقف التدريبية والتنافسية .

د – الحفاظ على نسبة سكر الكلوكوز في الدم وامداد العضلات بحاجتها منه .

هـ – التكيف مع التدريبات الرياضية بخاصة القسرية ومقاومة التعب .

و – المشاركة في الحفاظ على التوازن الايوني تجنبا لامراض الحرارة .

 

( 6 ) افراز نخاع الكظر لهرمونات الابينفرين والنورابينفرين مما يترك اثره على عمل العديد من اجهزة الجسم اثناء الجهد البدني ومن ذلك :

 

أ – الجهاز القلبي الوعائي Cardiovascular System  من حيث :

1 – زيادة معدل القلب وبالتالي زيادة كمية الدم المدفوعة بالدقيقة .

2 – انقباض الاوعية الدموية الطرفية Peripheral Blood Vs 

3 – رفع ضغط الدم Blood Pressure  الانقباضي والانبساطي .

 

ب – الجهاز العضلي الارادي Voluntary Muscular S.  من حيث :

1 – زيادة معدل التفاعلات الانزيمية Enzymatic Reactions  .

2 – زيادة المعدل الايضي ( التمثيل الغذائي ) Metabolic Rate .

3 – زيادة قابلية الالياف العضلية للاستجابة للمنبهات Irritable  .

4 – تأخر ظهور التعب العضلي Muscular Fatigue  بنوعيه الموضعي والعام في الانشطة الرياضية المرتفعة الشدة .

 

ج – بعض الاعضاء الاخرى Some Other Organs  :

1 – تحويل الكليكوجين المختزن في الكبد والعضلات الى سكر كلوكوز في الدم وفقا لمتطلبات وحاجات الانشطة الرياضية .

2 – تحقيق الاستجابة الوظيفية وفقا للمواقف التي يتعرض لها اللاعب والمستوى الانفعالي في التدريب والمنافسة .

3 – التنبيهات المشابهة للتنبيه العصبي السمبثاوي والتي تفي بالحاجات الفسيولوجية المختلفة للانشطة الرياضية .

4 – ارتخاء العضلات الملساء بالشعب الهوائية Bronchi  يساعد على استيعاب كمية هواء اكبر من الهواء المستنشق اثناء المجهود .

5 – استقرار عمل الاعضاء السابقة وانخفاض التركيزات الهرمونية وعودتها الى حالتها الطبيعية بنهاية الجهد البدني وتوقفه .

 

 

 

اعداد : أ.م.د. احمد شاكر العبيدي

 

بيوكيميائية الانقباض العضلي BIOENERGETICS  (1) :

يمكن تعريف الانقباض العضلي على انه عملية تحويل الطاقة الكيميائية المخزونة في المركب الفوسفاتي ذو الطاقة العالية ثلاثي فوسفات الادينوسين الى طاقة حركية بفعل التراكيب الانقباضية السميكة والرفيعة ويلاحظ من التعريف ان هذا التحول في الطاقة في حقيقة الامر يعتمد على مركب واحد فقط هو ثلاثي فوسفات الادينوسين حيث تشير المصادر العلمية من ان هذا المركب هو المصدر الوحيد والمباشر للطاقة الحركية وعلينا ان ندرك هنا من ان هنالك مركبات اخرى تحتوي على الطاقة الكيميائية ولكن لا تستخدم طاقتها مباشرة في الحركة بل بصورة غير مباشرة وعليه كان ثلاثي فوسفات الادينوسين هو المصدر الوحيد المباشر للطاقة الحركية .

وقد يتبادر الى الذهن من انه ما دام هذا المركب هو المصدر الوحيد للطاقة فان المنطق يقول ان يكون لدينا خزين هائل لاعتماده خلال الحركة ولكن حقيقة الامر هي خلاف ذلك كليا  فخزين الجسم من هذا المركب محدودة جدا ( يقدر بــ 5 – 6 ملي مول / كيلو غرام من وزن العضلات خلال الراحة ) وانه خلال الانقباض العضلي القصوي لا يدوم هذا الخزين لاكثر من ثواني لا تتعدى اصابع اليد الواحدة ولديمومة العمل تعمل العضلة على اعادة بناء هذا المركب وعليه فان الحصول على الطاقة الحركية في الحقيقة الامر يتم عن طريق دورة من تحليل واعادة بناء المركب ثلاثي فوسفات الادينوسين ويشار الى هنالك 3 منظومات تعمل على اعادة بناء هذا المركب وان هذه المنظومات تتباين في سرعتها في اعادة البناء وكمية ثلاثي فوسفات الادينوسين المعاد بناءها .

 

منظومات اعادة بناء ثلاثي فوسفات الادينوسين ( انظمة الطاقة : – )

( 1 ) منظومة المركبات الفوسفاتية ذات الطاقة العالية

يحتوي الليف العضلي على مركبات فوسفاتية مختلفة ورغم ان هذه المركبات تختلف في اهميتها ودورها في الليف العضلي الا انها تشترك بصفة مشتركة وهي امتلاكها طاقة كيميائية مخزونة عالية وتكمن هذه الطاقة في الرابطة التي تربط مجموعة الفوسفات بالمركب الفوسفاتي المعني علما من ان هذه المركبات تتباين في تراكيزها داخل الخلية وهنالك اشارات علمية الى ان للتدريب الرياضي تاثير على هذا التركيز وعلينا ان نذكر ان اكثر هذه المركبات اهمية ولما يتعلق بالطاقة هي ثلاثي فوسفات الادينوسين ( ATP ) وثنائي فوسفات الادينوسين ( ADP ) واحادي فوسفات الادينوسين ( AMP ) وفوسفات الكرياتين  ( CP ) .

وان هذا المركب هو المصدر الوحيد والمباشر للطاقة الحركية ويكمن السبب في ذلك ان الانزيم الخاص بتحليل هذا المركب ( ATPase ) يبني تركيبا في رؤوس المايوسين ، ومع بداية الحركة يتحلل هذا المركب .

وان تحلل هذا المركب يؤدي الى ظهور المركب الفوسفاتي ذو الطاقة العالية ثنائي فوسفات الادينوسين وفوسفات غير عضوي ( حر ) وطاقة يتحول جزء منها الى طاقة حركية والجزء الاكبر منها الى طاقة حرارية .

تكرار تحلل المركب ثلاثي فوسفات الادينوسين وامتلاكنا لخزين محدود يؤدي الى نفاذ هذا المركب في العضلة لكن حقيقة الامر غير ذلك حيث وعلى الرغم من ان ثلاثي فوسفات الادينوسين هو المصدر الوحيد للطاقة الحركية الا ان تركيزه يحاول الجسم المحافظة عليه وان التركيز لا يتاثر الا القليل حتى بعد التمرين البدني العنيف ويحافظ الليف على تركيز هذا المركب بالاعتماد على المركبات الفوسفاتية الاخرى والحقيقة هنالك عدة منظومات لذلك ، اشهرها :

( 1 ) منظومة فوسفات الكرياتين CREATINE PHOSPHATE  :

فوسفات الكرياتين هو احد المركبات الفوسفاتية ذات الطاقة العالية حيث يخزن هذا المركب شانه شان بقية المركبات الفوسفاتية هذه في الليف العضلي علما ان هذا الخزين يصل الى اكثر من ضعفي خزين الليف العضلي من ثلاثي فوسفات الادينوسين وان هنالك اشارات في المصادر الى ان هذا الخزين يتاثر بالتدريب ولكن هذا التاثير وليومنا هذا جدلي تتلخص هذه المنظومة بانتقال الطاقة الكيميائية العالية من فوسفات الكرياتين الى المركب ثنائي فوسفات الادينوسين واعادة بناء ثلاثي فوسفات الادينوسين وتراكم مركب الكرياتين  والمعادلة الكيميائية لهذا التفاعل :CP  + ADP                            CPC         C + ATP    

علما من ان الانزيم الذي ينظم او يسيطر على هذا التفاعل هو كرياتين كاينيز او كرياتين فوسفو كاينيز CREATIN PHOSPHOKINASE  والذي عرفنا وجوده كاحد بروتينات الخط M في الساركومير وان نشاط هذا الانزيم يرتبط بتحليل المركب ثلاثي فوسفات الادينوسين حيث ينخفض تركيز فوسفات الكرياتين وبصورة خطية تقريبا مع القوة الانفجارية للتمارين الديناميكية ومع القوة القصوى للتمارين الثابتة .

( 2 ) منظومة ثنائي فوسفات الادينوسين ADENOSINE Di PHOSPHATE  

ان ثنائي فوسفات الادينوسين كما هو واضح لدينا مركب فوسفاتي ذو طاقة عالية ويتراكم هذا المركب من تحلل ثلاثي الفوسفات عن طريق نقل الطاقة الكيميائية العالية في هذا المركب ثنائي فوسفات الادينوسين الى مركب اخر من ثنائي فوسفات الادينوسين وليتكون ثلاثي فوسفات الادينوسين واحادي فوسفات الادينوسين حسب المعادلة التالية :

ADP + ADP        MK        ATP + AMP             

علما ان الانزيم الذي يتحكم بهذا التفاعل هو انزيم مايوكانيز MYOKINASE  .

( 3 ) منظومة احادي فوسفات الادينوسين ADNOSINE MONO PHOSPHATE

ان احادي فوسفات الادينوسين هو مركب فوسفاتي ذو طاقة عالية يتراكم من منظومة ثنائي فوسفات الادينوسين لاعادة بناء ثلاثي فوسفات الادينوسين ويمكن اعادة ثلاثي الفوسفات من احادي الفوسفات بنقل الطاقة الكيميائية العالية من احادي فوسفات الادينوسين وتراكم الادينوسين حسب المعادلة التالية :

AMP + ADP                                ATP + A                           

علما ان هنالك اشارات حديثة تشير الى امكانية تحول الـ AMP  وعن طريق الانزيم تحلل المجموعة الامينية من المركب احادي فوسفات الادينوسين ( ANP ) الى ( IMP ) وتكوين الامونيا والتي تنتقلل من العضلة الى الدم ولكن حدد هذا التفاعل بالاركاض المتوسطة الشدة او الشدد المتوسطة التدريب والتي يلعب فيها نظام تحلل الكلايكوجين اللاهوائي الدور الرئيس وعليه ارتبط هذا النظام بظهور الامونيا في الدم .

بعد تم تقديم هذه المنظومات الفوسفاتية لا بد ان نتطرق الى مميزات هذه المنظومات ةالتي عرفت بنظام الفوسفاجين أي مولد الفوسفات لتراكم الفوسفات في الليف العضلي وابرز ما يميز هذا النظام هو السرعة الهائلة التي يمكن معها اعادة بناء ثلاثي فوسفات الادينوسين حيث تمثل اكبر قوة انفجارية يمتلكها الانسان او انه اسرع نظام قادر ان يؤخر الطاقة التي يتطلبها ديمومة عمل الجسور المستعرضة فهذه المنظومات غير معقدة حيث لا تتطلب اكثر من تفاعل واحد فقط وبالتالي فان عدد الانزيمات المراد تنشيطها هو انزيم واحد فقط وانها لا تتطلب ادخال الاوكسجين وان مركبات الطاقة أي المركبات الفوسفاتية ذات الطاقة العالية مخزونة في الليف العضلي أي لا تاتي من مناطق اخرى وكل تفاعلات هذه المنظومات تحدث في الساركوبلازم منطقة التراكيب الانقباضية السميكة والرفيعة ولكن هذه السرعة الهائلة في اعادة بناء ثلاثي فوسفات الادينوسين وبالتالي القوة الانفجارية المتولدة لا تاتي دون ثمن ، والثمن الذي ندفعه هنا هو على حساب الكمية ، فكمية الثلاثي فوسفات الادينوسين المعاد بناءها محدودة لان الخزين من هذه المركبات الفوسفاتية محدودة وبما ان كمية الطاقة المستهلكة هي كمية قليلة ولكنها ذات طابع انفجاري وان استعادة نظام الفوسفاجين هنا وبعد الجهد ولكامل قدراته لا يتعدى الدقائق التي لا تزيد عن اصابع اليد الواحدة علما ان البعض يذكر من ان ذلك يتم في ظرف 48 ثانية .

 

الشبكة الساركوبلازمية

هي امتدادات طويلة على طول الليف العضلي وظيفتها :

1 – خزن الكالسيوم      Ca ++

2 – تحرير الكالسيوم      Ca ++

3 – اعادة خزن الكالسيوم      Ca ++

تغير الطول يحدث في الساركومير وهو اصغر وحدة انقباضية

 

عند كل خط فرعي توجد منطقة انبوبية يوجد بينها منظومة طولية ، منظومة الشبكة الساركوبلازمية ووظيفتها خزن ( Ca ++ ) وتحجبه عن الساركوليما الذي يفصل التربومايوسين حتى تطرح ( Ca ++ ) .

يجب ان تحفز الاقدام الارتباطية تراكيب تربط الجهد الحركي العضلي بالايعاز العضلي او اضطراب كهربائي المار بالشبكة العرضية ( الانابيب المستعرضة ) بالشبكة الساركوبلازمية محدثة تغيرات شكلية في الشبكة الساركوبلازمية .

 

اعداد : أ.م.د. احمد شاكر العبيدي

حركة الجسم وفسيولوجية الجهاز العصبي العضلي

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

حركة الجسم وفسيولوجية الجهاز العصبي العضلي (1)

(1) احمد نصر الدين سيد : فسيولوجيا الرياضة نظريات وتطبيقات ، ط1 ( القاهرة ، دار الفكر العربي ، 2003 ) ص 32 .

 

 

مقدمة INTRODUCTION  :

يعتبر الجهاز العصبي العضلي هو المسئول عن حركة الجسم واجزائه المختلفة ، حيث تقوم الخلايا العصبية الحركية بتوصيل الاشارات الصادرة من الجهاز العصبي الى العضلات لكي تنقبض وتحدث الحركة ، كما تقوم الخليا العصبية الحسية بعملها المعاكس في نقل الاشارات العصبية من العضلة الى الجهاز العصبي ، وحيث يرجع نشاط الخلايا العصبية – الحسية والحركية – الى سيطرة الجهاز العصبي ، كما ان انقباض الالياف العضلية يتم من خلال اتصالها بتفريعات محاور الخلايا العصبية ، لذا تعتبر الوحدة الحركية MOTOR UNIT  هي الاساس التركيبي لعمل الجهاز العصبي العضلي .

العضلات الهيكلية وحركة الجسم :

تتميز العضلة الهيكلية بان لها طرفين احدهما يسمى منشأ العضلة أو المنبت ORIGIN يكون غير قابل للحركة ، والطرف الاخر يعرف بالمدغم INSERTION

وهو قابل للحركة بدرجات متفاوتة ، منشأ العضلة هو طرفها القريب من المحور الطولي الذي ينصف جسم الانسان ، اما مدغم العضلة فيتمثل في طرفها البعيد ، وعلى عاتق العضلات الهيكلية يقع العبء الرئيسي لحركة الانسان ونشاطاته البدنية المختلفة واتزانه في الفراغ ، ويتم ذلك من خلال تفاعل عمل الجهاز العضلي باجهزة الجسم الاخرى ، وتوجد لكل مجموعة عضلية هيكلية مجموعة عضلية مضادة لها في العمل ، وتسمى المجموعة الاولى بالمحركات الاولية PRIME MOVERS حيث تؤثر بالحركة في اتجاه معين ، اما المجموعة المضادة فتعمل بالاتجاه المعاكس بمعنى ان العضلات الثانية FLEXORS  وهي التي تؤدي حركة الثني ، تقابلها العضلات الباسطة EXTENSORS  التي تؤدي حركة المد لنفس الجزء المتحرك من الجسم وهكذا ..

وفي اطار دراسة حركة الانسان ينبغي ان نميز بين الحركة بمفهومها العام والشامل MOVEMENT والحركة الانتقالية LOCOMOTION  ، فالحركة بمفهومها الشامل تتضمن بالاضافة الى الحركات الخارجية الظاهرة والارادية مثل حركة اطراف الجسم او الراس او الاصابع ، حركات اخرى داخلية غير ظاهرة وغير ارادية مثل عضلة القلب الحجاب الحاجز والقناة الهضمية . الخ ،

فاذا نتج عن الحركة الظاهرة تحرك الجسم بكامله او انتقاله من مكان الى اخر ، تسمى الحركة هنا الحركة الانتقالية ، ويتم هذا النوع من الحركة نتيجة انقباض وانبساط العضلات بواسطة الارتباط باجزاء الجسم الهيكلية الاخرى ( العظام ، الغضاريف ، الاربطة ، المفاصل ) .

تركيب العضلة الهيكلية STRUCTURE OF SKELETAL MUSCLE  :

تتالف العضلة الهيكلية من مجموعة حزم من الالياف العضلية FASCIC – FIBER ULUSS تحاط كل ليفة منها بغشاء رقيق يعرف بالساركوليما SARCOLEMMA يفصل بين محتويات الليفو وسائل ما بين الخلايا ، وتضم الليفة عددا من اللويفات MYOFIBRILS يجري بينها سائل الساركوبلازم يملا فراغ الخلية من الداخل وتتعلق بهذا السائل وتسبح فيه العديد من الجسيمات الصغيرة التي تسمى عضيات الخلية والتي من اهمها :

1 – النواة NUCLEUS  التي تعتبر مركز نشاط وانقسام الخلية والمسئولة عن نقل الصفات الوراثية من جيل الى جيل .

2 – المايتوكوندريا MITOCHONDRIA  والتي تعرف بمخازن الطاقة اللازمة للخلية من كليكوجين ، دهون ، مواد فسفورية ، وغيرها .

3 – الشبكة الاندوبلازمية ENDOPLASMIC RETICULUM  ومهمتها الرئيسية توصيل المواد عبر الخلية وخارجها .

4 – اجسام كولجي GOLGI BODIES  وتساهم في بناء الانزيمات والهرمونات .

5 – الرايبوزومات RIBOSOMES  ولها اهمية كبيرة في بناء البروتينات بالخلية.

6 – الاجسام المركزية CENTRIOLES  ولها علاقة كبيرة بانقسام الخلية .

7 – الفجوات الخلوية VACUOLES  وهي عبارة عن مخازن مؤقتة لنفايات الخلية.

وتتركب اللويفة العضلية MYOFIBRIL   من خيوط من الاكتين ACTIN وخيوط المايوسين MYOSIN وهما عبارة عن خيوط بروتينية ، وعلى اساس اتحاد هذين النوعين من الخيوط وانفصالهما تاسست النظرية المعروفة بنظرية انزلاق الخيوط FILAMENT THEORY SILDING التي توصل اليها العالم الانكليزي ( هيوهكسلي HUGH HUXLEY ومساعده  جين هانسون JEAN HANSON  ) وفي ضوئها فسرت عمليتا الانقباض والارتخاء العضلي .

ومما سبق يمكننا ايجاز تركيب العضلة الهيكلية فيما يلي :

1 – لويفة عضلية MYOFIBRIL  تتالف من فتائل الاكتين والمايوسين .

2 – مجموعة لويفات عضلية تكون الليفة FIBER .

3 – مجموعة الياف عضلية تكون الحزمة FASICULUS  .

4 – مجموعة حزم عضلية محاطة بغشاء رابط يسمى اندوماييزيوم ENDOMYSIUM تكون الشكل الكامل للعضلة الهيكلية SKELETAL MUSKLE  .

الانقباضة العضلية البسيطة ( الخلجة العضلية ) TWITCH SIMPLE MUSCLE

عندما تستجيب العضلة لاشارة عصبية واحدة تصل اليها عن طريق تنبيه العصب او العضلة نفسها كهربائيا تعرف تلك العملية بالانقباضة العضلية البسيطة او الخلجة العضلية ، ومنذ لحظة وصول المنبه او المثير العصبي الى العضلة وحتى نهاية تلك الانقباضة البسيطة تمر العضلة بثلاث مراحل هي :

1 – مرحلة الكمون أو السكون LATENT PERIOD وهي فترة زمنية قصيرة تقدر بحوالي 10 ملي ثانية تنقضي بين لحظة اعطاء الحافز او المثير وبين بداية عملية التقلص او الانقباض ، وتحدث في تلك الفترة مجموعة من التغيرات الكيميائية والفيزيائية بالعضلة كاستعداد لعملية الانقباض ، حيث تجهز طاقة الانقباض ويزول استقطاب غشاء الليفة العضلية وتتحرر مادة الاستيل كولين .

2 – مرحلة الانقباض CONTRACTION PERIOD  وفيها تنقبض العضلة وتتقلص اليافها بانزلاقها وتتداخل فتائل الاكتين وفتائل المايوسين مما يترتب عليه حدوث قصر في الياف العضلة وزيادة في توترها وتستغرق تلك العملية حوالي 40 ملي ثانية .

3 – مرحلة الانبساط او الارتخاء RELAXATION PERIOD هذه المرحلة تمثل رجوع الالياف العضلية الى سابق طولها او توترها قبل الانقباض ، وتستغرق تلك الفترة حوالي 50 ملي ثانية .

 

 

 

 

العوامل المؤثرة على الانقباضة العضلية البسيطة :

تتاثر الانقباضة العضلية البسيطة بعدد من اهم العوامل التي تؤدي الى زيادة قوة الانقباضة او نقصها ومن اهم تلك العوامل ما يلي :

1 – حالة العضلة قبل الانقباض : ويطلق على هذا العامل الطول الابتدائي للالياف العضلية ، ويعني ذلك انه كلما زاد طول الالياف العضلية – نتيجة لشدها قبل بدء الانقباض – كانت درجة الانقباض اقوى ، وتستمر هذه العلاقة الطردية الى حدود معينة من درجة شد الالياف او طولها ، فاذا تم تجاوز تلك الحدود يحدث العكس وتقل درجة الانقباض العضلي .

2 – درجة حرارة العضلة : يؤدي ارتفاع درجة حرارة العضلة الى زيادة قوة الانقباضة العضلية البسيطة ، كما يؤدي الى زيادة في سرعتها ويحدث ذلك نتيجة لزيادة سرعة التغيرات الكيميائية المنتجة بالعضلة ، وهذا ما يفسر اهمية قيام اللاعب بعملية الاحماء قبل اداء الجهد البدني .

3 – التعب العضلي : يؤثر التعب العضلي سلبا على قوة الانقباض حيث يسبب التنبيه المستمر والمتتالي للعضلة الى ضعف الانقباض وطول زمن الخلجة العضلية

4 – النشاط البدني والتدريب الرياضي : يؤدي التدريب الرياضي المنتظم الى تقليل فترة الكمون بالعضلة وزيادة سرعة الانقباض وقوته .

استجابة العضلة للمثيرات العصبية المتكررة :

يمكم توضيح تاثير المثيرات العصبية المتكررة على العضلة من خلال استعراض ثلاثة نماذج :

1 – اذا تكرر تنبيه العضلة بعد وصولها الى الارتخاء الكامل انبساطها مباشرة فانها تحدث خلجات عضلية منفصلة تزداد قوة حتى تصل الى حدها الاقصى وتسمى هذه الظاهرة بظاهرة السلم أو الدرج ، ومثال على ذلك تكرار رفع بار حديدي او دمبلز بقبض الساعد على العضد FLEXTION مع التحرر من الثقل بعد كل تكرار.. وهكذا

2 – اذا تكرر تنبيه العضلة اثناء فترة انبساطها بسيل من التنبيهات المتعاقبة في حدود ( 10 – 15 مرة في الثانية ) فان العضلة تبقى في حالة تقلص مستمر ، ولكن لايزال هنالك تمييز لهذه الانقباضات بعضها البعض بظهور قمم للانقباض ، وهذا ما يطلق عليه التقلص او الانقباض التشنجي غير الكامل INCOMPLETE TETANUS ومثال على ذلك عند اداء التكرارات العادية لرفع البار الحديدي او الثقل لاداء مجموعة كاملة من التكرارات حيث ترتخي العضلة نسبيا عقب كل تكرار .

3 – اذا تعاقب وصول التنبيهات العصبية للعضلة بمعدلات تردد عالية اثناء انقباض العضلة ودون حصولها على أي درجة من الارتخاء ففي هذه الحالة تندمج الخلجات العضلية وتتداخل فيما بينها ، وتبقى العضلة في حالة تقلص مستمر خال من القمم ، وهذا ما يعرف بالتقلص او التشنج الكامل COMPLETE TETANUS ومثال على ذلك عند رفع اللاعب بارا حديديا ذا اوزان ثقيلة نوع ما ، ثم قيام زميلين له بزيادة اثقال البار تباعا وبصورة سريعة ومتلاحقة اثناء استمراره في اداء الانقباض .

التعب العضلي MUSCULAR FATIGUE :

ينشا التعب العضلي نتيجة تكرار عدد كبير من الانقباضات العضلية القوية والمتعاقبة التي تشكل عبئا على الجهازين العصبي والعضلي ، كما ان المجهودات العنيفة والمستديمة لمدة زمنية طويلة تشكل عبئا اخر على الجهازين الدوري والتنفسي مما يتسبب ايضا في حدوث التعب .

وعند قيام العضلات بعدد كبير من التقلصات المنفردة او المستمرة لفترة من الزمن يحدث انخفاض واضح في قابليتها على التقلص ، وقد تتقاعس العضلة تماما عن الاستجابة ولكنها تبقى في حالة تقلص جزئي .

ويمكن تعريف التعب العضلي على انه حالة من الانخفاض المؤقت للكفاءة البدنية والوظيفية للجسم ، تنشأ كنتيجة لاداء مجهودات بدنية قوية ومتلاحقة تؤثر بشكل واضح على مستوى الفرد وقدرته على الاستمرار في الاداء .

انواع وتفسيرات حدوث التعب العضلي :

على مدى سنوات طويلة اختلفت تفسيرات العلماء حول ظاهرة حدوث التعب العضلي ، اسبابه انواعه علاماته وارتبط ظهوره بشكل كبير تحت تاثير نوعيات معينة من الجهد البدني او حمل التدريب ، وتراوحت تفسيرات العلماء في ذلك حول انواع متعددة من التعب ترتبط بظروف التدريب والمنافسة منها : التعب الانفعالي ، والتعب الذهني ، والتعب الحسي ، والتعب البدني ، وكذلك من حيث مواضع شعور اللاعب بالتعب موضعيا في جزء معين من العضلات او تعب كلي في الجسم عامة.

ولقد تركزت تفسيرات العلماء حول اسباب التعب العضلي في ثلاثة عوامل اساسية:

 

1 – تجمع وتراكم فضلات التعب بالعضلة ومن اهمها حامض اللاكتيك وحامض البيروفيك وثاني اوكسيد الكاربون والفوسفات الحامضية ، وقد اطلق على ذلك الاسم عامل مواد التعب FATIGUE SUBSTANCES FACTOR  .

نقص مواد الطاقة اللازمة للانقباض العضلي مثل نقص مخزون الطاقة الفوسفاتي او الكليكوجيني .

3 – تعب الاتصال العضلي العصبي الذي ينتج عن خلل في انتقال الجهد التاثيري ACTION POTINTIAL من غشاء الليفة العضلية الى الالياف وهذا السبب هو الذي يرجحه العلماء في الاونة الاخيرة عما كان معتقدا من قبل بان نقص مادة الاستيل كولين ACETYLCHOLINE  التي تفرز عند نهاية الاعصاب هي السبب في حدوث التعب لعمليات الاتصال العصبي العضلي .

وفيما يختص بنوعيات التعب الناتج عن استخدام وتدريب مجموعات عضلية معينة بالجسم كبيرة او صغيرة يمكن تمييز ثلاثة انواع من التعب العضلي هي :

أ – التعب العضلي الموضعي : وهو الذي يحدث عند مشاركة اقل من ثلث الحجم الكلي لعضلات الجسم ، مثل تعب عضلات الذراعين عند التصويب في كرة اليد او السلة او اللكم على الكيس في لعبة الملاكمة .

ب – التعب الجزئي : وهو الذي يحدث عند مشاركة اقل من ثلثي الحجم الكلي لعضلات الجسم مثل تعب عضلات الرجلين في السباحة او تدريبات الاثقال وغيرها.

ج – التعب الكلي : وهو التعب الذي يحدث عند مشاركة اكثر من ثلثي عضلات الجسم ككل في العمل ، وما يرتبط بذلك من زيادة التاثير على وظائف الجهازين الدوري والتنفسي  ، مثلما يحدث في رياضات الجري والسباحة والعاب الكرة .

 

 

الألم العضلي :

هو الالم الذي يحدث بالعضلات عقب اداء تمرينات مرتفعة الشدة ويظهر خلال المراحل الاخيرة من اداء المجموعات التدريبية او خلال فترة 12 – 48 ساعة من انتهاء التدريب .

وترجع اسباب الالم العضلي الى عوامل تتعلق بالتلف البنائي الذي يحدث للنسيج العضلي نتيجة اداء التدريبات الشاقة وزيادة ضغط السوائل بالانسجة العضلية التي تنتقل اليها بواسطة الدم وتراكم مخلفات التمثيل الغذائي بالعضلة .

التقلص العضلي MUSCLE CRAMP :

هو عبارة عن زيادة في توتر العضلة يؤدي الى انقباضها المفاجئ بقوة عالية يصاحبها تقلص والم شديد ، وقد يحدث التقلص العضلي اثناء الراحة الكاملة أو النوم كما قد يحدث عند مزاولة الرياضة ، وغالبا ما تعزى اسباب التقلص العضلي الى عوامل تتعلق بنشاط الدورة الدموية المغذية للعضلة ، او نتيجة الاجهاد عقب اداء التدريبات البدنية العنيفة التي لم تتعود عليها العضلة ، كما يحدث التقلص العضلي نتيجة نقص او فقد الاملاح او الماء او كليهما ، مثلما هو الحال عند التدريب في الاجواء الحارة وفقد كمية كبيرة من العرق ، وبالنسبة لتكرار حدوث التقلص العضلي خلال فترات الراحة او النوم فان ذلك يعزى في الغالب الى نقص الاملاح في الغذاء وخاصة كلوريد الصوديوم .

ويتم اسعاف وعلاج حالات التقلص العضلي بواسطة مط او اطالة العضلة مع استخدام التدليك وتنشيط الدورة الدموية وتمرينات المطاطية والعناية بالتغذية المتكاملة العناصر ، وقد تستخدم العلاجات الدوائية كالاسبرين او مضادات الالتهاب او الادوية المرخية للعضلات .

النغمة العضلية للجسم THE BODY MUSCLE TONE  :

تبقى عضلات الجسم دائما في حالة من التوتر او الانقباض الجزئي غير المرئي نتيجة وجودها المستمر في حالة من الشد السلبي الناتج عن عاملين اساسين هما :

1 – ان طول الالياف العضلية اقل من المسافة بين بداية العضلة ونهايتها ( منشا العضلة ومدغمها ) لذلك تظل العضلة مشدودة عن اتصالها بالعظم .

2 – هنالك قوى لشد الجاذبية الارضية على العضلات المقاومة لتاثير الجاذبية والتي تحفظ قوام الجسم في صورته المعتدلة ويطلق عليها العضلات الناصبة للقوام POSTURAL MUSCLES وتتمثل في عضلات الظهر والعضلات الباسطة EXTENSOR MUSCLES للفخذ والساق .

ويلاحظ بان وجود شد دائم على العضلة يؤدي الى استثارة المستقبلات الحسية بها PROPRIOCEPTORS وخاصة المغازل العضلية SPINDLES MUSCLE التي ترسل اشارات عصبية الى الجهاز العصبي المركزي الذي يقوم بدوره بالاشارة الى انقباض الالياف العضلية حول المغزل العضلي ، ويكون ذلك بصفة مستمرة ودائمة مما يحدث تلك النغمة العضلية الدائمة ، والجدير بالذكر بان ضعف النغمة العضلية بالجسم يعد احد اهم انواع الخلل التي تتسبب في انحراف قوام الجسم ، ويظهر ذلك بشكل جلي في حالات المرض وعند التقدم بالعمر وكذلك لدى الاشخاص ذوي البنية العضلية الضعيفة .

ومما سبق يمكننا تعريف النغمة العضلية بالجسم بانها :

درجة التوتر الجزئي الدائم غير المرئي لعضلات الجسم التي تساهم في حفظ قوام الجسم في وضعه المعتدل المسلم به من الناحيتين التشريحية والميكانيكية .

 

الوحدة الحركية والاتصال العضلي العصبي THE MOTOR UNIT AND MYONEURAL JUNCTION

تنقبض العضلة عندما تثار عن طريق العصب وكذلك عندما تثار كهربائيا في التجارب المعملية التي تجري على العضلات المفصولة عن اجسام بعض حيوانات التجارب ، وتستخدم حاليا طرق التنبيه الكهربائي لعضلات جسم الانسان ELECTROSTEMOLATION  وعلى أي حال فمن الواضح ان العضلة لا تنقبض من تلقاء نفسها .

ولقد لوحظ بانه في جسم الانسان يتصل بالعضلة الواحدة عدد من الالياف العصبية قد يصل الى المئات او الالاف وتتفرع الليفة العصبية الى فروع عديدة ودقيقة يتصل كل منها بليفة عضلية ، ويطلق على مجموعة الالياف العضلية التي تتصل بها ليفة عصبية واحدة اسم الوحدة الحركية .

ويختلف عدد الالياف العضلية من وحدة حركية الى اخرى ، فهنالك الوحدات الحركية الكبيرة مثل وحدات عضلات الظهر والرجلين التي يصل فيها عدد الالياف العضلية الى 150 ليفة – عضلات الظهر مثلا – وما يربو على 1900 ليفة في عضلات الساق ، وهنالك الوحدات الحركية الصغيرة لعضلات الاصابع التي يصل فيها العدد الى ثلاث او اربع الياف عضلية ، وكذلك العضلات التي تحرك العين والتي تتالف من خمس او ست الياف عضلية .

وينبغي الاشارة الى انه كلما قل عدد الالياف العضلية بالوحدة الحركية كانت الحركة الناتجة سريعة ودقيقة ولكن ينقصها القوة و ينطبق ذلك على حركات عضلات الاصابع وحركة العين ، في حين انه كلما زاد عدد الالياف العضلية بالوحدة الحركية زادت قوة الانقباض وكانت الحركة اكثر قوة ، كما ان هنالك عاملا اخر يتحكم في مقدار القوة الناتجة بالعضلة وهو مقدار استثارة او تنبيه اكبر عدد ممكن من الوحدات الحركية بالعضلة حيث تصل قوة الانقباض الى اقصاها عندما تستثار جميع الوحدات الحركية بالعضلة .

 

الاتصال العضلي العصبي MYONEURAL JUNCTION  :

يتصل عادة بكل ليف عضلي هيكلي فرع واحد فقط من ليف عصبي حركي ،وتكون نهاية الفرع منتفخة على شكل قرص او كمثرى وتدعى القدم النهائية END FOOT تستقر على جزء من غشاء الليفة العضلية (الساركوليما) SARCOLEMMA يدعى الصفيحة النهائية END PLATE وتتداخل امتدادات عديدة من القدم من القدم النهائية في الصفيحة النهائية ولكنها على الرغم من ذلك يتبقى بينهما فراغ يظهر تحت المجهر الالكتروني ، وتحتوي القدم النهائية على عدد كبير جدا من الاكياس الدقيقة تدعى الحويصلات VESICLES  ممتلئة بالناقل الكيميائي الذي يعرف : بالاستيل كولين ACETY CHOLINE  .

وعندما تصل الحوافز العصبية الى نهاية الليف العصبي ينفجر عدد كبير من هذه الحويصلات فيتحرر الاستيل كولين الذي ينتشر بالفراغ الكائن بين غشاء القدم النهائية وغشاء الليف العصبي ( الساركوليما ) ويمر الاستيل كولين عبر غشاء الليفة العضلية الى داخلها ويبدأ في التاثير على الغشاء ، واذا تحررت مادة الاستيل كولين بكمية كافية فان ذلك يؤدي الى ازالة استقطاب DEPOLARIZATION وتولد جهدا تاثيريا ACTION POTENTIAL ( او سيالة عصبية ) في الليفة العضلية ذاتها ، وهذه العملية تجري في نفس الوقت لجميع الالياف العضلية المكونة للوحدة الحركية طبقا لما يعرف بقانون الكل او اللا شيء ALL OR – NONE LAW  الذي تخضع له الالياف العضلية المكونة للوحدة الحركية بالعضلة وليست العضلة الهيكلية ككل .

بعد ذلك تبدا عملية انبساط العضلة باعادة الاستقطاب لغشاء الليفة العضلية مرة اخرى فيما يطلق عليه مصطلح REPOLARIZATION  والذي يحدث بفعل افراز انزيم خاص يسمى ( كولين استريز ) CHOLINESTERASE  يساعد على تحليل مادة الاستيل كولين ، وهذا الانزيم يفرز بنفس الفراغ السابق ذكره بين غشاء القدم النهائية لليف العصبي وغشاء الليف العضلي .

انواع الالياف العضلية وخصائصها الفسيولوجية :

تختلف امكانات الافراد واستعداداتهم الفطرية التكوينية بما يميز بعضهم البعض فيما يمتلكونه من عناصر اللياقة الفسيولوجية ، وكما هو معلوم ان اللياقة الفسيولوجية تعني مجمل لياقة جميع وظائف الجسم والتي يعبر عنها بعناصر اللياقة البدنية وبعض المؤشرات الفسلجية الاخرى ، ويرتبط تميز الافراد في جوانب اللياقة الفسيولوجية بخصائص امتلاكهم لتكوين جسمي معين وان الالياف العضلية تنقسم عموما الى نوعين رئيسيين هما :

1 – الالياف بطيئة الانقباض SLOW TWITCH FIBERS  ويميزها البعض من ناحية اللون فيطلق عليها الالياف الحمراء RED FIBERS  ويتميز هذا النوع من الالياف بالقدرة على اداء انقباضات عضلية متتالية لفترة طويلة من الوقت معتمدة على الاوكسجين في انتاج الطاقة ولذا فانها تعرف ايضا بالالياف البطيئة المؤكسدة SLOW OXIDATIVE ويرمز لها بالرمز ( SO ) ويتضح من مسمى هذه الالياف بانها تكون بطيئة الانقباض حيث تصل الى قمة انقباضها في زمن مقداره حوالي 12 ملي ثانية ، ويصل معدل انقباضها الى 10 – 15 انقباضة في الثانية الواحدة كما تتميز بانها مقاومة للتعب ، ولذا فانها تمثل التكوين المميز لعضلات لاعبي المارثون واختراق الضاحية الخ ، وهذه الرياضات تعرف برياضات التحمل والمقصود هنا هو التحمل الدوري التنفسي ، او فيما يعبر عنه حديثا بمصطلح القدرات الهوائية AEROBIC ABILITIES  وتشتمل الالياف البطيئة على حجم اكبر من الميوكلوبين ، وعدد اكبر من الميتوكوندريا والشعيرات الدموية كما تتميز بكفاءة اكبر في انتاج ATP بطريقة هوائية .

2 – الالياف سريعة الانقباض FAST TWITCH FIBERS  ويميزها البعض من حيث اللون فتعرف بالالياف البيضاء WHITE FIBERS كما تتميز بسرعة انقباضها حيث تصل الى قمة الانقباض في زمن مقداره حوالي 8 ملي ثانية ، ويبلغ معدل انقباضها 30 – 50 انقباضة في الثانية الواحدة ، وتكون قوة انقباض هذا النوع من الالياف بدرجة اكبر من قوة انقباض الالياف البطيئة لذا يمكن تسمية الالياف سريعة الانقباض باسم ( الياف القوة والسرعة ) وعلى هذا الاساس يمكن الاستناد ان اللاعبين الذين يتميزون بتكوين جسماني يتضمن نسبة غالبة من الالياف سريعة الانقباض ( الالياف البيضاء ) هم – بلا شك رياضيو العاب القوة STRENGTH  او العاب السرعة SPEED  او رياضيو الالعاب التي تتميز بالقوة والسرعة معا ( القدرة العضلية MUSCULAR POWER  ) ويندر تحت هذا التصنيف العداءون SPRINTER  – رباعو الاثقال WEIGHT LIFTERS  لاعبو الرمي والوثب بانواعهما المختلفة …

ويشير (( تورتورا )) TORTORA  الى ان الالياف العضلية سريعة الانقباض تنقسم بدورها الى قسمين هما :

أ – الالياف السريعة الكليكوجينية المؤكسدة FAST OXIDATIVE GLYCOLYTIC ويرمز لها بالرمز FOG .

هذا النوع من الالياف يعتمد بشكل اساسي على انتاج الطاقة بواسطة استخدام الاوكسجين في اكسدة الكليكوجين ، بالاضافة الى استخدامه لنظام اخر هو الجلكزة اللاهوائية ( احتراق الكلوكوز دون استخدام الاوكسجين ) وتتركز تلك الالياف في عضلات الرجلين عموما .

ب – الالياف السريعة الكليكوجينية FAST GLYCOLYTIC  ويرمز لها بالرمز FG

ويعتمد هذا النوع من الالياف بدرجة اساسية على نظام الجلكزة اللاهوائية GLYCOLYSIS ، ويتركز تكوين تلك الالياف في عضلات الذراعين .

وفي اجسامنا يختلف توزيع الالياف العضلية بنوعيها ، كما يختلف توزيع وتركيز نوعية تلك الالياف لدى بعض الاشخاص عن البعض الاخر ، ومن ثم كان اختلاف الافراد في خصائص وعناصر اللياقة البدنية ، وتشتمل عضلات الجسم على كلا نوعي الالياف العضلية : السريعة والبطيئة ، الا انه في حدود الوحدات الحركية بالعضلة تشتمل كل وحدة حركية بذاتها على نوعية محددة من تلك الالياف ، فهنالك الوحدات الحركية سريعة الانقباض أي التي تعمل على الياف عضلية سريعة ، وهنالك الوحدات الحركية التي تعمل على الياف عضلية بطيئة الانقباض ، وطبقا لهذا المفهوم تتوقف سرعة انقباض العضلة على مقدار احتواءها على اكبر عدد من الوحدات الحركية السريعة ، ويرتبط تحمل العضلة بمقدار احتواءها على عدد اكبر من الوحدات الحركية البطيئة .

 

 

 

 

مقارنة خصائص انواع الالياف العضلية

أولا الخصائص التكوينية STRUCTURAL CHARACTERISTICS

 

 

ثانيا : الخصائص الوظيفية FUNCTIONAL CHARACTERISTICS

 

 

 

 

 

 

تاثير التدريب الرياضي على نوعية الالياف العضلية :

ان الالياف السريعة تنقسم الى نوعين هما :

الالياف السريعة الانقباض الكليكوجينية التي تعتمد على الاوكسجين في اطلاق طاقة الانقباض ، والاخرى هي التي لا تعتمد على الاوكسجين في انتاج تلك الطاقة ، ويرى بعض العلماء ان التدريب الرياضي يمكن ان يؤثر على نوعية الالياف العضلية من حيث اكتسابها او فقدانها لبعض خصائصها التكوينية او الوظيفية مع الاحتفاظ بتقسيماتها المعروفة ، بمعنى انه نتيجة لتركيز التدريب الرياضي على استخدام تمرينات التحمل لفترات طويلة مثلا ، سوف ينتج عن ذلك اكتساب بعض الالياف السريعة الانقباض خاصية التحمل ، ومن المرجح ان يكون ذلك على حساب الالياف السريعة الوسطية ، ( السريعة الكليكوجينية المؤكسدة FOG ) ولقد توصلت بعض الدراسات الى ان تدريب متسابقي المسافات القصيرة على الجري لمسافات طويلة يؤدي الى زيادة عنصر التحمل لديهم ولكنهم يفقدون بعضا من سرعتهم ، كذلك الحال عند تدريب لاعبي التحمل على تدريبات السرعة او القوة ذات الشدة العالية ، فان اليافهم العضلية الحمراء ( بطيئة الانقباض ) سوف تكسب خاصية السرعة في حين تفقد جزءا من قدرتها على التحمل ، ويشير بعض العلماء الى ان هنالك نوعا خاصا من الالياف الحمراء تتميز بقدرتها على الانقباض السريع على الرغم من الاحتفاظ بخصائصها الاخرى كالياف حمراء ( بطيئة الانقباض ).

وفي الوسط الرياضي تنتشر مقولة مؤداها ( ان العداء يولد ولا يصنع ) أي ان لاعب السرعة يولد مؤهلا لان يكون كذلك وفقا لما يتوارثه من خصائص تكوينية تتمثل في زيادة نسبة الالياف العضلية سريعة الانقباض ، هذا الموضوع لا جدل فيه الا انه يجب يؤخذ في الاعتبار ما تمت الاشارة اليه من امكانية تاثير نوعية التدريب الرياضي على تعديل خصائص بعض الالياف العضلية ، وخاصة عندما يتسم تدريب اللاعب بالجدية والمثابرة التي قد تمتد لعدة سنوات حتى يمكن احداث ذلك التاثير الذي قد يميز لاعبا اقل توارثا لعنصر السرعة على لاعب اخر افضل امكانية وتكوينا للالياف الخاصة بذلك ولكنه يفتقر الى الجدية في التدريب ، ا وان تدريباته البدنية لا تركز بدرجة كبيرة على عنصر السرعة في اللياقة ، هذا في الوقت الذي لايمكن فيه اغفال اهمية العامل الوراثي اذ احسن استغلاله في عملية التدريب .

 

 

اشكال الانقباض العضلي وانواعه MUSCULAR CONTRACTION TYPES  :

تختلف اشكال الانقباض العضلي تبعا للتغيير الذي يحدث في طول العضلة ومقدار ما يتولد بها من توتر ينشأ عنه تثبيت او تحريك بعض اجزاء الجسم وهنالك نوعان اساسيان من الانقباض العضلي هما :

1 – الانقباض العضلي الثابت ( الايزومتري ) ISOMETRIC MUSCULAR CONTRACTION

في هذا النوع من الانقباض ينشا توتر بالعضلة عند انقباضها ، الا انه لا يحدث تغير في طول الالياف العضلية وبناء على ذلك لا يظهر عملا ميكانيكيا للعضلة فلا تستطيع ان تحرك ثقلا معينا او تحركه ومن امثلة ذلك توتر العضلات التي تحافظ على بقاء الجسم في وضع قوامي معتدل POSTURAL MUSCLES  ومن اهمها عضلات الظهر والعضلات الباسطة للفخذين والساقين ، فانقباض هذه العضلات لا تنتج عنه حركة ظاهرة للجسم ، ولكنها تعمل على اتزان الجسم ومقاومته لتاثيرات الجاذبية الارضية اثناء الوقوف والجلوس ، كذلك فانه عند محاولة الشخص دفع مقاومة ثابتة تفوق قدراته البدنية كدفع جدار او جهاز مثبت على الارض ، وعند محاولة لاعب الجمباز الثبات بالجسم في وضع معين لفترة ما ، مثل الثبات في وضع تعلق الزاوية على جهاز الحلق او الوقوف على الذراعين ، ومقدار الانقباض الحادث بالعضلات للمحافظة على هذه الاوضاع .

2 – الانقباض العضلي المتحرك (الديناميكي) DYNAMIC MUSCULAR CONTRACTION

ويعرف هذا النوع بالانقباض متغير الطول او الايزوتوني ( ISOTONIC ) وفي هذا الانقباض يتولد توتر بالعضلة ، ويحدث تغيرا في طول اليافها ، ونتيجة لذلك تؤدي العضلة عملا ميكانيكيا ظاهرا مثلما يحدث في العديد من الحركات التي نقوم بها في حياتنا اليومية كالمشي والجري واستخدام اليد في الكتابة او تناول الطعام ، وكذلك بالنسبة لاداء مختلف المهارات والانشطة الرياضية ، وحيث ان النوع الثاني ( الديناميكي ) هو الاكثر استخداما في مجال التدريبات البدنية ، لذا فاننا نتناول فيما يلي انواع هذا الانقباض ومجالات استخدام كل منها في التدريب الرياضي .

 

 

 

انواع الانقباض العضلي الديناميكي ( الايزوتوني ) :

1 – الانقباض الايزوتوني المركزي CONCENTRIC ISOTONIC CONTRACTION

وفي هذا النوع من الانقباض تتقلص العضلة بتقصير اليافها ويكون تقلص الالياف في اتجاه مركز العضلة ، ويحدث هذا النوع من الانقباض نتيجة زيادة القوة الناتجة من العضلة مقابل المقاومة التي تلاقيها ، ومن امثلة ذلك جميع حركات الانقباض العضلي او التمرينات التي تؤدي الى حدوث ثني FLEXION  في المفصل ، مثل انقباضة العضلة ذات الراسين العضدية BICEPS BRACHIALS  التي تعمل على ثني الساعد على العضد وانقباض العضلة الرفيعة الفخذية GRACILIS  التي تعمل على ثني الفخذ .

2 – الانقباض الايزوتوني اللامركزي ECCENTRIC ISOTONIC  

وفيه تنقبض العضلة في عكس الاتجاه السابق أي بعيد عن مركزها ، والانقباض هنا يحدث بالتطويل في الالياف العضلية ، وهذا الانقباض ينتج غالبا عن زيادة مقدار المقاومة عن القوة الناتجة بواسطة العضلة ، ومن امثلة ذلك الانقباض الذي يحدث بواسطة العضلات المثنية للذراعين ARM FLEXORS عند حركة خفض الجسم بعد الشد على جهاز العقلة ، او كما يحدث عند مقاومة عضلات الرجلين لثقل الجسم اثناء عمل ثني للركبتين .. وهكذا .

3 – الانقباض المشابه للحركة ( الايزوكنتيك ) ISOKINETIC

وهو نوع الانقباض العضلي الذي يؤدى بسرعة ثابتة وعلى المدى الكامل للحركة بحيث ياخذ الشكل الطبيعي لاداء الحركات الفنية التخصصية ، فتقصر الالياف العضلية او تطول عند انقباضها وفقا للحركة المطلوبة ، ومن امثلة ذلك حركات الشد في السباحة والتجديف .

4 – الانقباض البليومتري PLYOMETRIC CONTRACTION

وفيه تمط العضلة باكثر من طولها العادي قبل الانقباض مباشرة ، وبعبارة اخرى فان الانقباض يتم من خلال عمليتين متتاليتين في اتجاهين مختلفين ، يبدأ الانقباض بعمل مطاطية سريعة للعضلة STRETCH  كاستجابة لتحميل متحرك مما ينبه اعضاء الحس العصبية العضلية PROPRIOCEPTIVE NEUROMUSCULAR فتقوم بعمل رد فعل انعكاسي يحدث انقباضا عضليا سريعا يتم بطريقة تلقائية ، ويحدث ذلك عند اداء الكثير من المهارات الرياضية فاداء حركات الوثب لاعلى التي يقوم بها لاعبو الكرة الطائرة عند عمل حائط الصد BLOCK   كما يتمثل ذلك في جميع حركات الارتقاء TAKE OFF التي تسبق مهارات العاب الوثب بانواعه المختلفة ، كذلك يلاحظ الانقباض البليومتري في انواع الحركات التمهيدية التي تسبق مهارات العاب الرمي وركل الكرات في العاب الكرة .

وتختلف تاثيرات التدريب باستخدام انواع الانقباضات العضلية ، في تنمية القوة العضلية والتحمل العضلي الموضعي ، حيث يساهم التدريب المشابه للحركة ISOKINETIC بنحو 48 % في تنمية القوة العضلية ، بينما يساهم التدريب بالانقباض الايزوتوني ISOTONIC بنسبة 29 % تقريبا مقابل 19 % لتاثير التدريب بالانقباضات الثابتة ISOMETRIC  وفي تنمية التحمل العضلي الموضعي تصل نسبة المساهمة في تنمية هذا العنصر عند استخدام انواع التدريبات السابقة ( المشابه للحركة ، الايزوتوني ، الثابت ) الى نسب مئوية مقاديرها ( 36 % ، 29 % ، 10 % تقريبا على التوالي ) على اساس ان يكون التدريب بمعدل ( 4 ) مرات في الاسبوع ويستمر البرنامج لمدة ( 8 اسابيع ) على الاقل .

 

 

 

اعداد : أ.م.د. احمد شاكر العبيدي

 

القوة العضلية

تنتج كافة حركات الانسان عن :

1 – عمليات التوافق التي يقوم بها الجهاز العصبي المركزي ( نشاط الجهاز العصبي المركزي كجهاز يقوم بالتوفيق بين عمل الاجهزة المختلفة بالجسم )

2 – الاجزاء الطرفية للجهاز الحركي ( الاطراف … الجهاز العضلي ) ولا يحتاج الامر الى الاشارة الى انه بدون القوة العضلية لا يمكن اداء أي حركات بدنية كذلك يرجع الفضل الى قدرة الانسان على الحركة داخل بيئته اليها ، ويؤدي أي تغيير في حجم واتجاه استخدام القوة الى تغيير في سرعة وخصائص الحركة .

واذ تحدثنا عن القوة كأحد قيم علم الطبيعة فيمكننا الحديث عن المقاومة الخارجية ، وقوة الانقباض العضلي التي تواجه هذه المقاومة ، ومن الممكن ان تكون هذه المقاومة الخارجية عبارة عن الجاذبية الارضية والتي تكون مساوية لوزن الرياضي ، او رد فعل نقطة الارتكاز التي يحدث ضغط عليها .. مقاومة اداة خارجية او زميل عند اداء حركة ما.. ثقل .. الخ .

ومنذ عام 1946 م اشار فيبر Weber  الى ان قوة العضلة تتناسب طرديا مع مقطعها الفسيولوجي ، وبالرغم من ان هذه الحقيقة نتجت عن تجارب اديت على عضلات حيوانات الى انه عند ثبات الظروف الخارجية تنطبق هذه القاعدة ايضا على عضلات الانسان ، واكدت كافة التجارب التي اديت في مجال التشريح والفسيولوجي على صحة هذه العلاقة ، كذلك اشارت العديد من الابحاث الى ان تحسين التوجيه العصبي مهم ايضا لمستوى القوة العضلية ولاسلوب ادائها ( كوربوكوف Korbokow 1954 زيمكين Simkin 1956  … واخرون ) اذ اثبتت ابحاث الفسيولوجي الرياضي انه يمكن ان يحدث تغيير في درجة الانقباض العضلي تحت تاثير الجهاز العصبي المركزي وكما لاحظ زيمكين فانه من المهم جدا تهيئة الامكانات لانقباض العضلة وترتبط هذه التهيئة بتوفر ايقاع مثالي لتوصيل الاشارة العصبية للعضلة ، وتوجد علاقة بين هذه التهيئة وبين درجة انقباض الالياف ومدى تأثير الاعصاب ، وتتطلب الاخيرة دائما درجة تكيف معينة .

ويتوقف مستوى القوة عند اداء تمرينات بدنية في الدرجة الاولى على بناء ردود افعال شرطية تضمن مستوى تركيز جيد لعمليات الاثارة والاعاقة ، وعلى عدد الالياف العضلية المشتركة في هذا الانقباض واخيرا على مستوى الاثارة التي تحدث في العضلات المقابلة .

وعند انقباض عضلة ما لا تشترك كافة اليافها في عملية الانقباض ، وكلما ازدادت قوة الاثارة كلما ازداد عدد الالياف العضلية المشتركة في هذا الانقباض ، واثبتت ابحاث فسيولوجية الى مد (( مط )) العضلة قبل العمل العضلي يؤدي الى انقباضها بصورة اسرع واقوى ، ونتيجة لذلك يتم في النشاط الرياضي استغلال مرونة العضلة للاسهام في التوصل في التوصل الى بذل مستوى قوة اكثر ويمكن مد العضلة وهي في حالة توتر من بذل اقصى مستوى قوة لها ، ويذكر ستشنوف  Setschnow  ان الثقل يؤثر على العضلة في اتجاهين متضادين ، اذ يمطها .. مثل أي جسم مطاط وفي نفس الوقت يزيد من قوة انقباضها .

ويتوقف رد فعل العضلة في المقام الاول على قوة الاثارة ( بافلوف ) وفي هذا الخصوص تحدد القوة الخرجية ( الحمل ) مستوى القوة الداخلية ( قوة العضلات )  ويمكن للانسان بذل اقصى قوة له عند استخدام مقاومة تعادل القوة .

واشارت ابحاث كنيست Knipst  ان كافة العوامل المؤثرة على قوة الانسان العضلية التي انكن الوقوف عليها حتى الان تتحدد تبعا لمستوى ونوعية الجهاز العصبي المركزي ، ويمكن لأي من هذه العوامل (( حالة الاعضاء الداخلية .. التوافق العضلي العصبي .. حجم كتلة العضلة .. الخ ) ان يغير من مقدار القوة التي تنتجها العضلة .

ويستخدم مصطلح القوة المطلقة للدلالة على اقصى قوة يمكن ان تنتجها عضلة منعزلة ، ويستخدم الفسيولوجيين هذا المصطلح بمعاني مختلفة فينظر البعض الى مصطلح القوة المطلقة على انه النسبة بين اقصى قوة للعضلة وحجم مقطعها الفسيولوجي ( برنشتين Bernstein  – فارفل Farfel  – كريستوفنيكوف ….. واخرون .

القوة المطلقة = اقصى قوة للعضلة / مقطعها الفسيولوجي

ويفهم اخرون تحت هذا المصطلح ( اقل مستوى ثقل لا تتمكن العضلة من رفعه ) او بمعنى اخر اول مستوى ثقل تكون العضلة غير قادرة على رفعه ( بريتوف Beritow  بيكوف Bikow  … واخرون .

ويرى الفسيولوجيين ان قوة الانسان تتناسب طرديا مع كتلة عضلاته ومن ناحية اخرى يشير البايولوجيين الى انه مع زيادة كتلة العضلة لدى الثدييات يقل مستوى قوتها النسبية ، وينطبق هذا القانون على الانسان ايضا .

ولذلك يدعو كريستوفنيكوف الى استخدام المصطلحين (( القوة المطلقة .. والقوة النسبية ) ويقصد بالاخيرة اقصى قوة منسوبة الى 1 كجم من وزن الجسم .

القوة النسبية = القوة القصوى / وزن الجسم

ويتطلب اداء كل نشاط بشري طاقة بيولوجية ، وكلما ازداد حجم المقاومة التي يتعين التغلب عليها كلما ارتفع مستوى استخدام الطاقة ، وتنتج هذه الطاقة البيولوجية عن انقسام ثلاثي ادينوسين الفوسفات  ATP ويكون محتوى العضلة من هذا المركب الكيميائي ثابت طالما يتم اعادة تجميعه عن طريق العمليات الهوائية و / أو اللاهوائية بصورة فورية ، ولذلك ترتبط زيادة مقدار القوة التي تبذلها العضلة ( مع ثبات الظروف الاخرى مثل طول العضلة عند بداية الانقباض … وزن الجسم .. الخ )

اساسا بزيادة مستوى انتاج الطاقة البيولوجية ، ويمكن التوصل الى زيادة مستوى

امداد العضلة بالطاقة عند بذل القوة بعدة طرق ، ويتواجد الجزء الاكبر من الـ ATP في الالياف العضلية .

وعند اداء انقباض عضلي لمرة واحدة يتم اداء هذا الانقباض عن طريق تزامن انشطة عدد كبير من الالياف العضلية الا انه من غير الممكن ان تشترك كافة الالياف الموجودة في العضلة في اداء انقباضة واحدة ارادية ( او في الانقباض العضلي بصفة عامة ) اذ يتم بصفة مستمرة ادخار جزء من هذه الالياف . وبصفة عامة لا يحدث تزامن لدى غير المدربين في اكثر من 20 % في انشطة الياف العضلة المثارة في العضلات الصغيرة تصل هذه النسبة الى 50 % ) ، ومع تحسن مستوى الحالة التدريبية يحدث تطور في قدرة الالياف العضلية على التزامن ويمكن ان تصل هذه النسبة الى 90 % ويوضح ذلك الى أي مدى يمكن تطوير مستوى القوة عن طريق الارتفاع بمستوى تزامن انشطة الالياف العضلية ، ويشكل تحسين مستوى التوافق داخل الغضلة ( التزامن ) احد طرق الارتفاع بمستوى القوة العضلية ، ويمكن التوصل الى ذلك عن طريق اداء اقصى انقباض عضلي ممكن لمرة واحدة مما يؤدي الى تنشيط أكبر عدد ممكن من الالياف العضلية .

واوضحت الابحاث التي اديت على الثدييات انه يوجد ثلاثة انواع من الالياف العضلية ( الياف سريعة .. الياف بطيئة .. الياف وسط ) وعند اداء انقباض عضلي وحيد تبلغ سرعة انقباض العضلات السريعة من ضعفين الى ثلاثة اضعاف سرعة انقباض العضلات البطيئة ، ومع ثبات قطر الالياف العضلية يقوم العصب الذي يغذي الالياف السريعة بتوصيل الاشارةبصورة اسرع من ذلك الذي يغذي الالياف البطيئة ، ونتيجة لذلك تنتج الخلايا العصبية ( النيرونات ) التي تغذي الالياف السريعة عدد اكبر من الدفعات العصبية .

كذلك اوضحت التجارب انه عند تبديل الاعصاب التي تنقل الاثارات الى كل من الالياف السريعة والبطيئة ( أي فصل العصب المغذي للالياف السريعة وتوصيله بالياف بطيئة والعكس ) يحدث تغيير في الحالة الوظيفية للعضلة أي تصبح الالياف السريعة بطيئة والعكس صحيح ، وتسمح نتائج هذه التجارب بالاستنتاج بان الخصائص الوظيفية للالياف العضلية تنتج عن خصائص العصب الحركي التي يغذيها ( ساسيورسكي Saziorski  1965 ) .

وفي عملية تطوير مستوى القوة العضلية يتم اساسا الارتفاع بمستوى تزامن انشطة الالياف العضلية البيضاء كذلك يمكن باستخدام تدريب خاص تغيير تكوين الخلايا الحمراء ( مما يؤدي الى حدوث زيادة في سرعة انقباضها ) ونتيجة لذلك يتطلب تدريب القوة العضلية اداء تمرينات تستمر لفترة طويلة وكذلك تمرينات تتميز بارتفاع مستوى شدتها وقصر فترة استمرارها مما يؤدي الى نشأة اثارات قوية لفترة قصيرة بالجهاز العصبي المركزي . 

ويحدث الارتفاع بمستوى تزامن انشطة الالياف العضلية ( زيادة عدد الالياف التي تشترك في الانقباض ) من خلال اداء انقباض عضلي يستمر لفترة قصيرة وبدرجة شدة عالية ، وان مثل هذا العمل العضلي لا يؤدي الى حدوث زيادة في المقطع العضلي للعضلة وبالتالي لا يؤدي الى حدوث زيادة في كتلة العضلة ، وتنتج الزيادة التي تحدث في مستوى القوة في هذه الحالة عن زيادة عدد الالياف العضلية التي تشترك في عملية الانقباض ( الارتفاع بمستوى التزامن ) .

ويرجع السبب في عدم حدوث زيادة في كتلة العضلة عند اداء تدريب من هذا النوع الى ان التمرينات المستخدمة يتم يتم ادائها بدرجة الشدة القصوى وقبل القصوى ، ولذا لا يمكن ان يستمر الرياضي في ادائها لفترة طويلة أو بعدد مرات تكرار كبير ويعلل ذلك الى ان يكون مجموع الحالات التدريبية في الوحدة التدريبية الواحدة عند اداء تدريب من هذا النوع صغيرا جدا بصورة لا تؤدي الى توفير ظروفا مناسبا لتنشيط العمليات البيوكيميائية بالمقدار الضروري لحدوث عملية تعويض زائد كبيرة في الخلايا البيضاء اثناء الفترة التي تلي الحمل ينتج عنها زيادة في حجم العضلة ، واوضحت التجارب ان عملية التعويض الزائد التي تحدث اثناء فترة الراحة في الخلايا البيضاء تزداد كلما تم الاقلال من فترات الراحة لصالح فترات العمل ( تدريب اطول  – فترات راحة اقصر ) .

وتحدث الزيادة في مستوى القوة العضلية الناتجة عن مثل هذه التدريبات اساسا من خلال تقوية ارتباطات ردود شرطية مناسبة في الجهاز العصبي المركزي وتضمن هذه الارتباطات :

1 – الوصول الى مستوى التركيز الضروري لعمليات الاثارة .

2 – الارتفاع بمستوى قابلية العضلة للاثارة .

3 – الوصول الى مستوى الشدة المثالي للدفعات العصبية التي يتم توصيلها عبر العصب الحركي وكذلك الى ان تصل هذه الدفعات الى العضلة بمستوى تردد مثالي.

ولتحسين مستوى التوافق بين العضلات او المجموعة العضلية اهمية كبيرة في تحديد مستوى القوة التي يتم بها اداء الحركات ، ويؤدى مستوى توافق جيد الى ان تقوم كل من العضلات العاملة والمقابلة بواجباتها بصورة افضل مما يؤدي بالطبع الى زيادة مستوى القوة الناتجة عن العمل .

كذلك يمكن زيادة مستوى القوة عن طريق زيادة كتلة  العضلة ، يزداد مستوى القوة التي تنتجها العضلة بصورة طردية مع زيادة مقطعها الفسيولوجي .

 وينتج التضخم Hypertrophie  الذ يحدث في العضلة عن زيادة شدة عمليات تبادلىالمواد تحت الظروف اللاهوائية مما يؤدي الى حدوث عمليات استعادة استجماع قوى في الخلايا البيضاء ( وفي الخلايا الاخرى اكثر ) اثناء فترة الراحة وكلما تم استهلاك قدر اكبر من محتوى الخلايا البيضاء من الطاقة اثناء اداء الحمل كلما زاد مقدار التعويض الزائد اثناء فترة الراحة .

ولزيادة كتلة العضلة لا يستدعي الامر اداء انقباضات عضلية بدرجة الشدة القصوى ، الا ان الانقباض العضلي يجب ان يبلغ من الشدة بحيث يتم امداد العضلة بالطاقة عن الطريق اللاهوائي ، ويجب ان يستمر العمل بحيث يتم تنشيط عمليات تبادل المواد بالقدر الضروري .

وبالاختصار يمكن القول بان اداء التمرينات بدرجة الشدة القصوى وقبل القصوى يؤدي الى تحسين عمليات التوافق في اتجاه الارتفاع بمستوى تزامن انشطة الالياف العضلية ، وللارتفاع بمستوى التوافق بين المجموعات العضلية ، اهمية كبيرة في تطوير مستوى القوة الناتج عن عمل هذه المجموعات .

وكلما اقترب مستوى شدة اداء التمرينات من درجة الشدة القصوى كلما كانت الزيادة في حجم العضلة التي تنتج عن هذا الاداء اقل وعلى العكس من ذلك تؤدي الانقباضات العضلية ذات درجة الشدة المنخفضة والتي يستمر ادائها للدرجة التي يتم معها امداد العضلة بالطاقة عن طريقة اللاهوائي .. تؤدي الى زيادة كتلة العضلة ، نستنتج مما سبق انه لتطوير مستوى القوة لدى الرياضيين الذين يمارسون رياضة المستويات يمكن استخدام أي من الاساليب التالية :

• 1– تطوير مستوى القوة العضلية دون التركيز على تنشيط عملية تبادل المواد ، وبذلك دون احداث زيادة كبيرة في كتلة العضلة ، وتنتج الزيادة في مستوى القوة في هذه الحالة اساسا عن التحسن الذي يحدث في الارتباطات الشرطية المنعكسة في الجهاز العصبي المركزي والتي ترتبط بدورها بتحسن في مستوى التوافق داخل العضلة ( التزامن ) كذلك يمكن التوصل الى نتيجة مشابهة عن طريق تحسين التوافق بين المجموعات العضلية .
• 2تطوير مستوى القوة العضلية عن طريق زيادة كتلة العضلة ، ويمكن هذا الاسلوب في ارتفاع بمستوى شدة عمليات تبادل المواد داخل العضلة وفي نشأة ارتباطات شرطية منعكسة تناسبها في الجهاز العصبي المركزي والتي تسهم ايضا في تحسين التوافق العضلي الضروري .
• 3تطوير مستوى القوة العضلية باستخدام الاسلوبين المذكورين عالية معا .وتحدث الزيادة في مستوى القوة العضلية التي تنشأ عن استخدام الاسلوب الاول بصورة اسرع منها عند استخدام الاسلوب الثاني ، الا ان المستوى يكون غير ثابت ، وعلى العكس من ذلك تحدث الزيادة في مستوى القوة العضلية التي تنتج عن استخدام الاسلوب الثاني بصورة ابطأ الا ان المستوى الذي يتم الوصول اليه يكون ثابت نوعا ما ، كذلك يتم تطوير مستوى القوة المطلقة بصورة افضل باستخدام الاسلوب الثاني وتحتم الناحية العملية استخدام الاسلوبين .

وارتباطا بالعمل العضلي يتم تقسيم القوة الى دينامية ( متحركة ) واستاتية ( ثابتة ) ، وفي النشاط العضلي الدينامي يمكن ان تنشأ القوة العضلية من خلال تقصير الالياف العضلية ( عمل عضلي قهري ) أو تطويلها ( عمل عضلي استسلامي ) .

وفي العمل العضلي الايزومتري ( الثابت ) يمكن تطوير القوة من خلال انقباض عضلي سلبي وانقباض عضلي ايجابي ، وسواء في هذا او ذاك النوع من الانقباض لا يحدث أي تغيير في طول العضلة ، ولكن من نوعي الانقباض العضلي الدينامي والايزومتري خصائصه ، وتتعلق هذه الخصائص بحجم وخصائص القوة التي يتعين تطويرها .

 

 

القوة الدينانية واشكال ظهورها :

يمكن ان تتغير مواصفات القوة الدينامية بتغيير مواصفات المقاومة التي يتعين التغلب عليها ، حيث يمكن استخدام القوة باسلوب انفجاري ، سريع ، أو بطئ .

وتظهر مواصفات اسلوب الاداء الانفجاري للقوة .. ما يطلق عليه مصطلح القوة الانفجارية عند التغلب على مقاومات لا تصل بعد الى مستوى اقصى قوة ممكنة باقصى درجة تسارع .

وتظهر مواصفات سرعة القوة عند التغلب على مقاومات لا تصل بعد الى مستوى اقصى قوة ممكنة بدرجة تسارع لا تصل الى اقصى درجة تسارع ممكنة ، وتظهر مواصفات القوة البطيئة عند التغلب على مقاومات تصل ( من حيث الوزن ) الى مستوى القوة القصوى بدرجة سرعة ثابتة .

يتضح مما سبق ان درجة التسارع تختلف تبعا لاختلاف حجم المقاومة .

وبالاضافة الى ذلك يجب ملاحظة ان القوة الانفجارية لا تظهر الا عند اداء عمل عضلي قهري ، اما سرعة القوة فيمكن ان تظهر عند اداء عمل عضلي قهري او استسلامي وكذلك عند الربط بين الاثنين ، وتظهر القوة البطيئة اما عند اداء عمل عضلي قهري .. وكذلك عند اداء عمل عضلي استسلامي .

كذلك يوجد فارق في عدد مرات التكرار الذي يمكن ادائه في مجموعة عند التدريب باستخدام كل من انواع القوة الدينامية ، فعند التدريب باستخدام اسلوب القوة الانفجارية والقوة البطيئة يتميز العمل باداء التمرين لمرة واحدة ، اما عند التدريب تبعا لاسلوب سرعة القوة فعلى عكس من ذلك يمكن اداء عدد كبير من التكرارات في المجموعة الواحدة ( كوتسنسوف Kustenzow   1974 ) وفي هذا الخصوص يجب ملاحظة انه كلما قل حجم المقاومة التي يتعين التغلب عليها ( بالمقارنة باقصى مقاومة ممكنة ) كلما ازداد عدد التكرارات الذي يمكن ادائه .

ولكل من انواع الانقباض العضلي الدينامي خصائص فسيولوجية وبيوكيميائية مختلفة ، فظهور كل من انواع القوة يكون نتيجة لعمل عضلة أو مجموعات عضلية وكذلك نتيجة لتغيرات فسيولوجية وعصبية ولذلك يجب عند تناول وظائفها الدينامية مراعاة هذه الخصائص .

والميكانيكية الفسيولوجية الرئيسية التي يتم بها تغيير درجة التوتر العضلي تكون دائما اعطاء دفعات عصبية ذات خصائص مختلفة ، وفي هذا الخصوص يتبع الجهاز العصبي المركزي أحد اسلوبين :

1 – تنظيم انشطة وحدات حركية مختلفة .

2 – تغيير عدد وسرعة تردد الاشارات التي يحملها العصب الحركي .

ويرتبط ظهور القوة الانفجارية بتزامن انشطة اكبر عدد ممكن من الالياف العضلية مع حدوث اقصى درجة تقصير فيها بالارتباط مع اداء اقصى مرحلة انقباض ، وتصل الترددات وعدد الدفعات العصبية التي يتم نقلها الى العضلة الى المستوى المثالي ، ومن المعروف ان قدرة العضلة على الانجاز تقل عند اداء عدد كبير من التكرارات .

ويرتبط ظهور سرعة القوة بتنظيم انشطة عدد مختلف من الالياف العضلية في الانقباضة الواحدة عند اداء حمل قوي ، ويتوقف عدد الالياف التي تشترك في الانقباض على حجم المقاومة التي يتعين التغلب عليها  وكذلك على درجة التسارع وبالاضافة الى ذلك تتوقف درجة ظهور سرعة القوة على عدد وسرعة تردد الدفعات التي يحملها العصب الحركي ، وان ظهور سرعة القوة لا يرتبط ( من جانب ميكانيكية التوافق الداخلي للعضلة ) بدرجة كبيرة بمستوى تزامن انشطة الالياف العضلية وانما يرتبط اكثر بعدم تزامن هذه الانشطة ( بعمل مجموعة من الالياف بعد الاخرى ) وعلى العكس من ذلك يرتبط ظهور القوة البطيئة بتزامن اقصى عدد ممكن من الالياف العضلية مع اداء اقصى درجة انقباض ممكنة بالارتباط مع عدد وسرعة تردد مثاليين للدفعات العصبية التي يتم نقلها للعضلة .

وفي العمل العضلي لا تشترك كافة الالياف العضلية في العمل في نفس الوقت ، وانما بتتابع معين ، ففي البداية يتم تنشيط عدد معين من الالياف العضلية ، ويبنى هذا العدد ما يسمى بـ ( مرحلة التمهيد الوظيفي ) ويتوقف عدد الالياف التي تشترك في هذه المرحلة على قوة الانقباض المزمع اداؤه فكلما ازداد هذا الانقباض قوة كلما ازداد عدد الالياف المشتركة في هذه المرحلة ، ومن الممكن التسليم بانه مع زيادة الفترة التي يستمرها العمل العضلي يزداد عدد الالياف العضلية التي يحدث تزامن في انشطتها ، ففي القوة البطيئة تكون فترة استمرار اقصى انقباض اطول منها في القوة الانفجارية . 

ولا يحتاج الامر الى الاشارة ان العمل العضلي اثناء اداء المسارات الحركية ينشأ نتيجة للتعاون بين المجموعات العضلية ، وكما ذكرنا من قبل يكون للتوافق بين المجموعات العضلية صفاته المميزة عند اداء كل من انواع القوة الدينامية .