عملکرد هوازی و بی هوازی و اکسیداسیون کربوهیدرات

دانلود پایان نامه
اکسیژن ذخیره در میوگلوبین (400 میلی لیتر) حدود نصف اکسیژن مورد نیاز دوره‌های کوتاه فعالیت تناوبی را تأمین می‌کند. افزایش دسترسی به اکسیژن، ناشی از بارگیری مجدد ذخیره‌های میوگلوبین در دوره‌های استراحت، سبب افزایش تولید ATP از طریق هوازی می‌شود. آستراند به منظور وارد کردن حداکثر فشار بر سیستم انتقال اکسیژن، دوره‌های تناوبی10 ثانیه فعالیت، 5 ثانیه استراحت را پیشنهاد می‌کند. به نظر می‌رسدکه کمبود اکسیژن دلیلی برای استفاده از دیگر منابع انرژی نظیر فسفات‌های پر انرژی و اکسیژن متصل به میوگلوبین است(29).
سرعت در وهله‌های تناوبی کوتاه 10 ثانیه‌ای و ریکاوری 10 ثانیه، بالاتر از فعالیت تداومی با همان سطح لاکتات است. در حین ریکاوری، ذخیره اکسیژن میوگلوبین تجدید می‌شود، اما احتمالا در این مدت کوتاه، سنتز مجدد کراتین فسفات صورت نمی‌گیرد. با دوره‌های ریکاوری طولانی‌تر(30 ثانیه) افزایش سرعت در مقایسه با فعالیت تداومی حدود 5/1 برابر بیشتر از زمانی است که دوره‌های ریکاوری 10 ثانیه باشد.
در تمرینات تناوبی با شدت 100 درصدv و طول وهله‌های فعالیت 2 دقیقه و استراحت غیرفعال، اکسیژن مصرفی برابر با 95 درصد v و سطح لاکتات حدود 5/2 میلی مول است. بر اساس گزارش بیلات، فعالیت‌های تناوبی 30 ثانیه‌ای با شدت 100 درصد v و30 ثانیه ریکاوری با شدت 50 درصد v باعث می‌شود که دوندگان حتی در دوره ریکاوری از تکرار پنجم تا آخرین تکرار در حداکثر اکسیژن مصرفی باقی بمانند. این نوع تمرین تناوبی با ریکاوری فعال سبب می‌شود تا ورزشکاران به مدت 10 دقیقه در حداکثر اکسیژن مصرفی قرار گیرند و در این حالت میانگین لاکتات خون حدود 4/7 میلی مول در لیتر گزارش شده است(44). اجرای تمرینات تناوبی با شدتv علاوه بر بهبود عملکرد استقامتی، را به حداکثر می‌رساند و باعث افزایش معنی داری در دانسیته میتوکندریایی می‌گردد. این نوع تمرینات همچنین محرکی برای برداشت و حذف لاکتات است(هر چه سطح تولید لاکتات بیشتر باشد، برداشت آن بیشتر می‌شود). استفاده از ریکاوری فعال در بین وهله‌های تناوبی نه تنها سبب می‌شود که فرد در حداکثر اکسیژن مصرفی نگه داشته شود، بلکه به عنوان محرکی برای برداشت لاکتات و حفظ سطوح لاکتات در سطح یکنواخت نیز می‌باشد. تمرینات تناوبی هوازی کوتاه مدت تأثیر اندکی برافزایش دوندگان نخبه دارد، ولی این نوع تمرینات سبب بهبود RE و در دوندگان پایین‌تر از نخبه می‌شوند. کاهش تهویه ریوی، بهبود RE و افزایش اکسیداسیون چربی‌ها به دنبال تمرینات تناوبی کوتاه مدت در مقایسه با تمرینات تداومی گزارش شده است. در تمرینات تداومی، افزایش نسبی در میزان تنفس با افزایش پیروات و پالمیتیل کارنیتین برابر است و بنابراین فعالیت آنزیم‌های درگیر در اکسیداسیون پیروات(پیروات دهیدروژناز) نسبت به آنزیم‌های درگیر در اکسیداسیون اسیدهای چرب افزایش می‌یابد. برعکس در تمرینات تناوبی، افزایش نسبی در میزان تنفس با افزایش پالمیتیل کارنی تین همراه است تا افزایش پیروات و بنابراین آنزیم‌های درگیر در اکسیداسیون اسیدهای چرب به میزان بیشتری افزایش می‌یابد تا آنزیم‌های درگیر در اکسیداسیون پیروات(55). ثونتو همکاران گزارش کردندکه نوع استراحت (فعال در مقابل غیر فعال) در فعالیت منقطع تکرار شونده که به صورت 30 ثانیه فعالیت در 105 درصد حداکثر سرعت هوازی با 30 ثانیه استراحت غیر فعال یا فعال(50 درصد حداکثر سرعت هوازی) سبب شد که زمان رسیدن به واماندگی به طور معناداری برای گروه استراحت غیر فعال نسبت به گروه استراحت فعال طولانی‌تر بود و استراحت فعال سبب شد که ورزشکاران در زمان کمتری به 90و 95 درصد حداکثر اکسیژن مصرفی خود برسند اما در کل نشان داده شد که استفاده از هر دو نوع فعالیت منقطعمی‌تواند آمادگی هوازی را بهبود دهد. بنابراین حداکثر اکسیژن مصرفی مستقل از نوع استراحت است(45).
3-4-تمرینات تناوبی هوازی بلند مدت
این نوع تمرینات شامل وهله‌های تکراری 1 تا 7 دقیقه با شدت 90-100 درصد v از مؤثرترین برنامه‌های تمرینی برای بهبود و عملکرد استقامتی دوندگان گزارش شده است. در طول تمرینات تناوبی ( 7×2min at vVO2max,130bpm ) میزان اکسیژن مصرفی در اولین دقیقه 70 درصد و در دومین دقیقه به 100 درصد می‌رسید. سطوح بالای لاکتات پس از دو دقیقه فعالیت با شدتv به دلیل تخلیه CP و استفاده از ذخیره اکسیژن میوگلوبینی است(59). استپتو(2001) نیازهای متابولیکی یک جلسه تمرین تناوبی شدید(HIT) (8×5 at 86% VO2peak, 60s Rest) را در هفت دوچرخه سوار تمرین کرده با VO2peakبرابر با 14/5 لیتر در دقیقه تعیین کرد. این دوچرخه سواران میزان بالایی از اکسیداسیون کربوهیدرات (340 میلی مول بر کیلوگرم در دقیقه) را همراه با افزایش فزاینده اکسیداسیون چربی(16 تا 25 میلی مول بر کیلوگرم در دقیقه) در طی تمرین نشان داده‌اند(47) بنابراین برنامه ریزی تمرینات تناوبی هوازی بلند مدت به همراه جلوگیری از ایجاد اسیدوز، مشکل است.
4-4-تمرین انسداد عروقی(کاآتسو)
مفهوم تمرینات مقاومتی شدید برای افزایش هایپرتروفی عضلانی به یونان باستان بر می گردد. میلو ، کشتی گیر مشهور یونانی، هر روز یک گوساله را تا زمانیکه به رشد کامل رسید بلند می کرد، چیزی که امروزه به اصل اضافه بار تدریجی شناخته شده است. در مقایسه با تمرینات کم شدت، تمرین مقاومتی با شدت متوسط و بالا یک محرک قوی جهت افزایش سنتز پروتئین عضلانی و فعالیت سلول ماهواره ای و کاهش پروتئولیز می باشد. تمرین مقاومتی با شدت بالا می تواند موجب هایپرتروفی عضلانی اندام و تنه و افزایش قدرت شود، همچنین مقاومت به انسولین را بهبود بخشیده و خطر ابتلا به دیابت نوع 2 را کاهش دهد. با این وجود، انجام تمرینات شدید برای آنهایی که در دوره ی بازیافت از آسیب دیدگی هستند، یا افراد دارای بیماریهای مزمن و برخی سالمندانی که توانایی تحمل فشار مکانیکی روی مفاصل را به هنگام تمرین مقاومتی سنگین ندارند، عملی نمی باشد. لذا در حال حاضر، در قرن 21 انواع مختلف تمرینات ورزشی مثل انسداد عروقی در طول تمرینات مقاومتی کم شدت آزموده و بررسی می شوند(48). تمرینات انسداد عروقی یا همان کاآتسو تمرینات نسبتا جدیدی هستند که در شرایط محدود کردن جریان خون به عضلات اجرا می گردد. این نوع تمرین برای اولین بار توسط ژاپنی ها طراحی و در دسترس عموم قرار گرفت. در ابتدا این تمرین در ترکیب با تمرینات مقاومتی و با هدف افزایش هایپرتروفی و قدرت عضلانی اجرا گردید. در همین راستا چندین تحقیق به بررسی تأثیر تمرینات مقاومتی همراه با انسداد عروق بر هایپرتروفی عضلات اسکلتی، افزایش قدرت و همچنین پاسخ های عصبی، غدد درون ریز و قلبی عروقی پرداختند(49). به هر حال تمرین کاآتسو مختص تمرینات مقاومتی نبوده و مطالعات متعددی در زمینه ی تأثیر تمرینات هوازی همراه با انسداد عروقی بر ظرفیت های هوازی، قدرت و حجم عضلات اسکلتی صورت گرفته است(3). نشان داده شده که تمرین کم شدتی مثل راه رفتن وقتی با انسداد همراه باشد می تواند سطح مقطع عضله ران و قدرت مفصل زانو را در آزمودنی های جوان و مسن به طور معنا داری بهبود ببخشد(49). بر خلاف تمرینات قدرتی با شدت بالا، تمرین راه رفتن علاوه بر افزایش اندازه عضله، کامپلیانس شریان و ورید کاروتید را نیز افزایش می دهد(49). ویژگی تمرین کاآتسو در اینست که با صرف زمان کمتر و شدت های پایین تمرینی می توان عملکرد ورزشکاران را ارتقا داد(49). برای ایجاد انسداد یک کش یا باند محدود کننده روی قسمت پروگزیمال عضو تمرینی قرار می گیرد که جریان خون به عضله فعال را کاهش می دهد. مسدود شدن بازگشت وریدی باعث ایجاد حوضچه خونی وریدی در اطراف عضله درگیر می شود(49) و از این طریق باعث ایجاد ایسکمی می شود که در شرایط ایسکمی میزان متابولیت ها و گلیکوژن و اکسیژن مصرفی بیشینه افزایش می یابد(45).
در حال حاضر هیچ روش استانداردی جهت بکارگیری انسداد عروقی در طول تمرین وجود ندارد. تفاوت های موجود در نوع کش های محدود کننده(اندازه و جنس)، فشار کش محدود کننده و مدت زمانی که این فشار اعمال می شود همگی ممکن است بر میزان انسداد در طول تمرین تأثیر بگذارند. دستکاری میزان انسداد در طول تمرین مقاومتی بر فعالسازی عضله و میزان خستگی تأثیر گذاشته است، بنابراین متغیرهایی که بر میزان انسداد تأثیر می گذارند باید به دقت بررسی شوند(30)
ابزار انسداد عروقی
وسایل متنوع و در اندازه های مختلفی برای ایجاد انسداد در تمرینات کاآتسو استفاده می شود. بسیاری از مطالعات از کش های محدود کننده ی الاستیک کاآتسو مستر استفاده کرده اند که معمولاً دارای 3 سانتی متر پهنا برای اندام بالا تنه و 5 سانتی متر برای پایین تنه می باشد. پوشاک ورزشی کاآتسو، پیراهن و شلوارک با طراحی ویژه ای که نوار الاستیک به انتهای آنها متصل شده است نیز در این گونه تمرینات استفاده شده است. سایر تحقیقات از کش های محدود کننده ی متوعی با پهنای متغیری از 2 سانتی متر برای اندام بالا تنه تا 5/20 سانتی متر برای اندام پایین تنه استفاده کرده اند(25). اندازه کش به ویژه پهنای آن متغیر بسیار مهمی می باشد، چنانکه نشان داده شده است که کش محدود کننده پهن تر در انسداد عروقی در فشارهای پایین تر تأثیر بیشتری در مقایسه با کش های محدود کننده باریکتر دارد(25). متأسفانه اکثر تحقیقات در مورد پهنای کشی که استفاده کرده اند گزارشی ندادند. اگر از کش های محدود کننده با پهنای زیاد همراه با فشار موضعی بالا استفاده گردد ممکن است ناراحتی هایی را به دنبال داشته باشد. چنانکه در طول تمرین حاد باز کردن(اکستنشن) زانو همراه با انسداد با استفاده از یک کش با پهنای 5/13 سانتی متر و فشار 200 میلی متر جیوه در عضله چهار سر سطوح بالای درد گزارش شده است(63).اگرچه اکثر تحقیقات درد را به عنوان یک برونداد مهم در نظر نگرفته اند، حداقل یک مطالعه به صراحت بیان کرده است که وقتی از کش های محدود کننده باریکتر استفاده کرده اند(3/3 سانتی متر) هیچ دردی در طول تمرین پرس سینه همراه با انسداد عروقی رخ نداده است(63). در یک دوره تمرین مقاومتی پایین تنه همراه با انسداد با بار کم(30-20 درصد یک تکرار بیشینه) کش های محدود کننده با پهنای 4، 5 و 9 سانتی متر و فشار 240-160 میلی متر جیوه برای افزایش قدرت و هایپرتروفی عضلات اکستنسور زانو مؤثر بوده است. در مقایسه، کش با پهنای 13 سانتی متر و فشار 230 میلی متر جیوه که انسداد کامل عروق را سبب شده بود پاسخ هایپرتروفیک را به تمرین اکستنشن زانو همراه با انسداد، مخصوصاً در محل به کار گیری کش به تأخیر انداخته است(30). این تحقیق این حقیقت را روشن می کند که کش های محدود کننده پهن با یک فشار معین که باعث انسداد کامل عروق می شوند ممکن است اثر بخشی تمرینات انسدادی را محدود نمایند.
میزان فشار محدود کننده
فشار محدود کننده ای که اکثر تحقیقات به کار برده اند برای تمرینات اندام پایین تنه 160 تا 240 میلی متر جیوه و برای بالا تنه 100 تا 160 میلی متر جیوه و در حالت ایستاده می باشد.البته با توجه به بافت نرم اطراف عروق میزان فشار می تواند متغیر باشد(30). تحقیقات دیگری میزان فشار را بر اساس فشار خون سیستولیک استراحتی آزمودنی ها استفاده کرده اند(130% فشار خون سیستولیک استراحتی)(1). هر چند شاید این میزان فشار برای همه افراد مناسب نباشد.
اگرچه اکثر تحقیقات تاثیر دامنه ای از فشارهای مختلف را حین تمرینات انسدادی روی عضلات و عملکرد آن بررسی کرده اند. باید توجه داشت که کاهش جریان خون به عضلات اسکلتی باعث افزایش بیشتر ضربان قلب و فشار خون در حین تمرین می شود. برای مثال در طول تمرین راه رفتن، محدود کردن جریان خون باعث افزایش پاسخ ضربان قلب و فشار خون شده است. علاوه براین کش محدود کننده با فشار بالا (200 میلی متر جیوه) در طول تمرین ضربان قلب و فشار خون را به مقدار بیشتری نسبت به کش محدود کننده با فشار کمتر (160 میلی متر جیوه) افزایش داده است. بر همین مبنا، برای ایجاد انسداد موضعی و نه کامل، اکثر تحقیقات از فشار محدود کننده با دامنه ی 160 تا 230 میلی متر جیوه استفاده کرده اند(30).
ساز و کار تمرینات انسدادی
ساز و کار تمرینات انسدادی به طور دقیق شناسایی نشده است، اما ساز و کار احتمالی برای تمرین مقاومتی با شدت کم همراه با انسداد، (6) افزایش ترشح هورمون رشد به واسطه تجمع متابولیت های درون عضلانی مثل لاکتات و یون های هیدروژن در عضله فعال، (2) عوامل رشد موضعی و مسیرهای سیگنالی درون سلولی و (9) فراخوانی بیشتر تارهای تند انقباض در شرایط هایپوکسیک می باشد (36).در جدول1-2 برخی دیگر از پاسخهای بدن به تمرینات انسدادی را مشاهده میکنید.
تتصویر 1-2 برخی پاسخهای فیزیولوژیک بدن انسان و رت به تمرینات انسدادی
ادامهی تصویر 1-2 برخی پاسخهای فیزیولوژیک بدن انسان و رت به تمرینات انسدادی
پیشینه تحقیق
حسینی وهمکاران(1390) در تحقیقی که با هدف مقایسه تاثیر تمرینات مقاومتی زیر بیشینه همراه با انسداد با تمرینات مقاومتی سنتی بر عملکرد عضلانی و استقامت قلبی- عروقی انجام داده بودند، از 43 دختر جوان در سه گروه، تمرین مقاومتی سنتی(70-80% یک تکرار بیشینه)، تمرین مقاومتی همراه با انسداد عروق(20-30% یک تکرار بیشینه همراه با بستن کش لاستیکی به دور قسمت پروگزیمال ران) و گروه کنترل استفاده کردند. تمرین شامل سه حرکت باز شدن زانو، پرس پا و هاک پا در 4 نوبت تا حد خستگی به مدت هشت هفته بود. نتایج حاکی از افزایش معنی دار قدرت عضلانی، استقامت عضلانی و توان انفجاری در گروه های تمرین در مقایسه با گروه کنترل بود(33/0p=) ولی بین گروه های تجربی تفاوت معنی داری وجود نداشت. همچنین در استقامت قلبی- عروقی و توان بی هوازی بین سه گروه تفاوت معنی داری مشاهده نشد(33/0p=). و نتیجه گرفتند که تمرینات مقاومتی با انسداد عروق و با شدت کم اثری مشابه تمرینات مقاومتی سنتی شدید بر قدرت عضلانی، استقامت عضلانی و توان انفجاری عضلات پا در دختران جوان دارد(2).
تاکاشی و همکارانش (2005)، به منظور بررسی تاثیر حاد ومزمن تمرین راه رفتن روی نوار گردان با سرعت سه کیلومتر بر ساعت همراه با انسداد عروق بر هایپرتروفی و قدرت عضلانی، 18 مرد سالم را در دو گروه راه رفتن با انسداد وبدون انسداد را به مدت سه هفته (شش روز در هفته، دو بار درروز)تمرین دادند. آنها در سنجش سطح مقطع عضله با استفاده از MTI، افزایش 4 تا 7درصدی سطح مقطع عضله را در گروه با انسداد مشاهده کردند.درسنجش قدرت ایزومتریک عضله پا، گروه با انسداد عروق 8 تا 10درصد پیشرفت داشتند،در ضمن گروه راه رفتن با انسداد افزایش معنی دار هورمون رشد را درپاسخ به انسداد عروق نشان داد(57).
تاکاشی و همکاران (2010) در تحقیقی که به بررسی تاثیرات تمرین رکاب زدن همراه با انسداد جریان خون در عضلات پا بر حداکثر اکسیژن مصرفی وهایپرتروفی پرداختند. 19 مردجوان فعالیت رکاب زدن با و بدون انسداد را به مدت هشت هفته(هرهفته سه روز) انجام دادند که درآن گروه انسدادی با شدت 40 درصد vo2maxو زمان 15 دقیقه، وگروه کنترل با شدت 40 درصد vo2max و زمان 45 دقیقه اجرا کردند. نتایج پیشنهاد کردند که فعالیت رکاب زدن همراه با انسداد با شدت کم و زمان کوتاه، هایپرتروفی عضلانی و ظرفیت هوازی را در مردان جوان افزایش می دهد(9).
پارک وهمکاران(2010)، در تحقیقی حداکثر اکسیژن مصرفی، توان بی هوازی وحداکثر قدرت عضلانی را در ورزشکاران نخبه مورد بررسی قرار دادند،آنها 12بازیکن تیم بسکتبال را در دو گروه انسداد عروق (7 نفر) وبدون انسداد (5 نفر) به مدت دو هفته (6روزدرهفته، دو بار در روز) برروی تردمیل مورد بررسی قرار دادند. آنها ویژگی های همودینامیک از قبیل حجم ضربه ای و ضربان قلب استراحتی را از جلسه اول تا آخر مورد بررسی قرار دادند. اگرچه این محققین تغییر در وضعیت استراحتی پیدا نکردند اما در طول آخرین جلسه تمرین حجم ضربه ای در تمام طول تمرین افزایش داشت و ضربان قلب در اواسط و انتهای جلسه تمرین کاهش پیدا کرده بود. استقامت بی هوازی نیز افزایش پیدا کرده بود، اما در قدرت عضلانی تغییری مشاهده نکردند(45).
نتایج بدست آمده از تجزیه و تحلیل داده های تحقیق ذبیحی(1392) نشان میدهد که ایجاد انسداد جزیی (mmhg90) عروق پا همراه با تمرین تناوبی شدید عملکرد هوازی را به صورت معنی دار در شاخص های (p=0,000), Wmax (p=0,000) و زمان رسیدن به خستگی (p=0,001) نسبت به گروههای بدون انسداد و کنترل افزایش داد. همچنین نتایج نشان داد 12 جلسه تمرین تناوبی شدید رکاب زدن همراه با انسداد جزئی عروق پا بر شاخصهای عملکرد بیهوازی از جمله اوجتوان (p=0,064)، میانگینتوان (p=0,058) و حداقل توان (p=0,826) را افزایش داد اما این افزایش معنادار نبود. به طور کلی نتایج نشان داد ایجاد انسداد جزئی بر عروق پا حین تمرین تناوبی رکاب زدن بر سازگاریهای هوازی اثر معنیدارایجاد میکند اما سازگاریهای بیهوازی معناداری ایجاد نمیکند(3).
در تحقیق دیگری که بوسیله افلاکی(1392) با عنوان تاثیرتمرین زیر بیشینه رکاب زدن همراه با انسداد عروق بر عملکرد هوازی و بی هوازی مردان سالم در شهر تهران صورت گرفت، نتایج قابل توجهی بدست آمد. ایشان عنوان می کند که نتایج به دست آمده از تجزیه و تحلیل داده‌ها نشان می دهد که چهار هفته رکاب زدن همراه با انسداد نسبت به رکاب زدن بدون انسداد بر (405/0P=) و Wmax (083/0P=) تاثیر معناداری ندارد. همچنین نتایج تحقیق ایشان نشان داد که چهار هفته رکاب زدن همراه با انسداد نسبت به رکاب زدن بدون انسداد بر اوج توان بی هوازی (17/0P=)، میانگین توان بیهوازی(72/0P=) و حداقل توان بیهوازی (93/0P=) تاثیر معناداری ندارد. و به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که پس از چهار هفته هیچ اختلاف معنی‌داری بین تمرین رکاب زدن همراه با انسداد عروقی پا و تمرین رکاب زدن به تنهایی بر عملکرد هوازی و بی هوازی مردان جوان سالم وجود ندارد(1).
کرامایداس و همکارانش (2011) اثر شش هفته تمرین اینتروال را بررسی کردند. هر هفته 3جلسه تمرینی شامل 2 دقیقه فعالیت با 90٪ و 2دقیقه استراحت فعال با 50٪تا رسیدن آزمودنیها به خستگی به صورت متناوب برگزار می شد که در آن گروه آزمایشی فشاری معادل mmHg90 در وحله های فعالیت شدید را بوسیله ران بند در شریان ران هر دو پای خود ایجاد مینمودند. نتایج حاصله گویای بهبود در اوج برون ده توان در هر دو گروه بود. اما در هر دو گروه هیچ تغییری مشاهده نشد.