X
تبلیغات
ورزشی
فیزیولوژی
حرکت شناسی


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  جمعه سیزدهم اردیبهشت 1392ساعت 11:31  توسط حسن عابدپور | 

 

 

قدرت عضلاني

بيشترين مقدار نيروي توليد شده توسط يك يا گروهي از عضلات قدرت (Strength) ناميده مي‌شود. ورزشكاري كه حداكثر قدرت او در حركت پرس سينه 136 كيلوگرم است، داراي قدرتي دو برابر بيشتر از ورزشكاري است كه حداكثر قدرت او در پرس سينه 68 كيلوگرم مي‌باشد. در اين مثال، ظرفيت بيشينه يا قدرت به عنوان بيشترين وزنه‌اي كه فرد مي‌تواند فقط يك بار بلند كند، تعريف مي‌شود. اين يك تكرار بيشينه يا يك ت.ب است.

توان عضلاني

 

توان يا قدرت انفجاري از حاصل‌ضرب قدرت در سرعت حركت مي‌آيد:

 

 

براي مثال، در مورد دو ورزشكار كه قادر به اجراي حركت پرس سينه با وزنه 113 كيلوگرمي در يك مسافت معين هستند، توان ورزشكاري كه حركت را در نصف زمان اجراي ورزشكار دوم انجام مي‌دهد، دو برابر ورزشكار كندتر است.

اگر چه قدر مطلق جزء مهمي از اجراي فعاليتهاي ورزشي است، با اين حال، توان بسياري از فعاليتهاي ورزشي اهميت يشتري دارد. براي مثال، در فوتبال آمريكايي مدافعي كه يك تكرار بيشينه او در حركت پرس سينه برابر با 204 كيلوگرم است، ممكن است نتواند مهاجمي را كه يك تكرار بيشينه او در پرس سينه 159 كيلوگرم است، اما بسيار سريعتر از او حركت مي‌كند، كنترل نمايد. با اينكه بازيكن مدافع 45 كيلوگرم قويتر است، ولي سرعت زياد به همراه قدرت خوب بازيكن مهاجم، امكان عملكرد بهتري را به وي مي‌دهد.

افزايش قدرت از طريق تمرينات مقاومتي

برنامه تمرين مقاومتي مي‌تواند موجب افزايش قدلت شود. با سه تا شش ماه تمرين، پيشرفتي برابر با 25 تا 100 درصد و حتي بيشتر در قدرت عضلاني ديده مي‌شود. قدرت چگونه افزايش مي‌يابد؟ كدام سازگاريهاي فيزيولوژيكي به وقوع مي‌پيوندد تا بتوانيد از سطوح بالاي قدرت برخوردار شويد؟

اندازه عضله

از سالها پيش، افزايش قدرت به عنوان نتيجه مستقيم افزايش اندازة عضله (هيپروتروفي) پذيرفته شده است. اين پندار منطقي است، چون بسياري از افرادي كه به تمرينات قدرتي مي‌پردازند، مرداني هستند كه اغلب عضلاتي بزرگ و حجيم دارند. همچنين زماني كه اندامي براي چند هفته و يا چند ماه بدون حركت مي‌ماند، فوري شروع به كاهش اندازه (آتروفي) و از دست دادن قدرت مي‌كند. افزايش در اندازه عضله با افزايش قدرت و كاهش در اندازه عضله با از دست دادن قدرت همراه است. به همين دليل، ما در تلاش براي اثبات وجود رابطه علت و معلولي بين اندازه عضله و قدرت عضلاتي هستيم. اين در حاليست كه قدرت عضلاني با عوامل يشتري به غير از اندازه عضله سروكار دارد.

قدرت فرابشري

بسياري از گزارشهاي خبري به مردماني اشاره مي‌كنند   كه تحت فشارهاي رواني بالا، توانائي ارائه قدرت فرابشري را دارند. براي مثال، مواردي وجود دارد كه در بيمارستانهاي رواني، جليقه‌هاي مهار كننده كه براي كنترل بيماران رواني، استفاده مي‌شود، به ناگهان با تلاش بيمار از هم‌گسيخته شده و مهار بيمار غيرممكن شده است. حتي دنياي ورزش نيز شاهد نمونه‌هايي از اجراهاي ورزشي فرابشري بوده است، مانند پرش 8 متر و 90 سانتي‌متر باب بيمون در بازيهاي المپيك 1968 كه نزديك به 60 سانتي‌متر از ركوردهاي جهاني اغلب سانتيمتر به سانتيمتر است. ركورد باب بيمون تا سال 1991 ميلادي پا برجا بود.

مطالعات مربوط به زنان

زنان در مقايسه با مردان افزايش قدرت يكساني را در تمرينات مشابه تجربه مي‌كنند، با اين تفاوت كه ميزان هيپرتروني در آنها كمتر است (فصل 19). در واقع، قدرت عضلاني بسيار از زنان بدون هيچگونه تغيير محسوسي در اندازه عضله، به ميزان دو برابر افزايش مي‌يابد. بنابراين افزايش قدرت نيازي به هيپرتروفي ندارد.

اين به معني اهميت نداشتن اندازه عضله در دستيابي به حداكثر قدرت عضله نيست. با نگاهي به شكل 2-4 و مشاهده ركوردهاي جهاني بدست آمده مردان و زنان در مسابقات وزنه‌برداري، اهميت بسيار زياد اندازه عضله، ركورد مجموع حركات نيز بالا مي‌رود. با اين حال، نمونه‌هاي از قدرت فرابشري و مطالعات صورت گرفته روي زنان نشان مي‌دهد كه مكانيسم‌هاي مربوط به افزايش قدرت، بسيار پيچيده هستند و تاكنون به طور كامل شناخته نشده‌اند. بنابراين چگونه مي‌توانيم افزايش قدرت در نتيجه تمرين را توصيف كنيم؟

كنترل عصبي افزايش قدرت

دستگاه عصبي نقش بسيار مهمي در افزايش قدرت ناشي از تمرينات مقاومتي دارد. انوكا در بحث قانه كننده‌اي اشاره مي‌كند كه افزايش قدرت بدون تغييرات ساختاري عضله بدست آيد، اما بدون سازگاري عصبي اين كار ممكن نيست (10). بنابراين قدرت صرفاً از ويژگيهاي عضله نبوده، بلكه از ويژگيهاي سيستم حركتي است. فراخواني واحد حركتي براي افزايش قدرت داراي اهميت زيادي است. اين نكته مي‌تواند بيانگر بخشي از افزايش قدرت در نبود هيپرتروفي و نيز نمونه‌هاي فرابشري قدرت باشد

فراخواني واحدهاي حركتي بيشتر

واحدهاي حركتي عموماً بطور ناهمزمان بكار گرفته شده و همگي در يك زمان مشابه فرا خوانده نمي‌شوند. واحدهاي حركتي به وسيله گروهي از نرون‌ها كنترل مي‌شوند. اين نرون‌ها توانايي انتقال تكانه‌هاي تحريك كننده و يا بازدارنده را دارا مي‌باشند (فصل 3). انقباض و يا عدم انقباض تارهاي عضلاني به مجموع تكانه‌هاي رسيده از يك واحد حركتي در همان زمان بستگي دارد. واحد حركتي تنها زماني فعال شده و تارهاي عضلاني آن منقبض مي‌شود كه تكانه‌هاي تحريك كننده رسيده به آن بيش از تكانه‌هاي بازدارنده و فراتر از آستانه تحريك باشند.

افزايش قدرت ممكن است ناشي از فرا خواني همزمان واحدهاي حركتي بيشتر براي عملي معين باشد كه موجب تسهيل انقباض و افزايش توانايي عضله براي توليد نيرو مي‌شود. جنين افزايشي در الگوي فراخواني واحدهاي حركتي مي‌تواند ناشي از توقف و يا كاهش تمانه‌هاي بازدارنده باشد كه اجازه فعال شدن همزمان واحدهاي حركتي بيشتري را مي‌دهد. بحثي كه هنوز وجود دارد اين است كه آيا همزماني فعال شدن واحد حركتي، انقباض قويتري را ايجاد خواهد كرد؟ امكان ديگر اين است كه بدون در نظر گرفتن عمل همزمان واحدهاي حركتي، تعداد بيشتري از آنها براي اجراي وظيفه معيني بكار گرفته شوند.

مهار خودبه‌خودي

مكانيسم‌هاي مهاري دستگاه عصبي- عضلاني، مانند اندامهاي و تري گلژي، براي جلوگيري از اعمال نيروي عضلاني بيش از حد تحمل استخوانها و بافتهاي همبند، از اهميت زيادي برخوردار هستند؛ اين كنترل همان مهار خودبه‌خودي است. اشاره شده است در جريان كارهاي قدرتي فرابشري كه اغلب آسيب زيادي به اين ساختمانها وارد مي‌شود، مكانيسم‌هاي مهاري محافظتي كنار گذاشته مي‌شوند.

در فصل سوم، عملكرد اندامهاي و تري گلژي مورد بحث قرار گرفت. زماني كه تنش اعمال شده روي وترهاي عضلاني و ساختمانهاي بافت همبند داخلي بيش از آستانه تحمل اندامهاي وتري گلژي باشد، نرون‌هاي حركتي آن عضله مهار مي‌شوند. اين واكنش، مهار خود بخودي نام دارد. تشكيلات مشبك ساقه مغز و قشر مخ هر دو مي‌توانند تكانه‌هاي بازدارنده را شروع كنند و انتشار دهند.

تمرين مي‌تواند تكانه‌هاي بازدارنده را به تدريج كاهش و يا با آن مقابله كند و به عضله اين اجازه را بدهد تا به سطوح بالاتري از قدرت دست يابد. بنابراين، افزايش قدرت ممكن است از طريق كاهش مهار عصبي بدست آيد. اين نظريه بسيار جالب توجه است، زيرا مي‌تواند بيانگر قدرت در نبود هيپرتروفي باشد. همچون هر نظريه ديگر، اين نظريه نيز قبل از پذيرفته شدن به عنوان يك واقعيت بايد به طور عملي مورد آزمايش قرار گيرد.

فعال شدن عصبي و هيپرتروفي

تحقيقات انجام شده در مورد تمرينات مقاومتي نشان مي‌دهد كه افزايش اوليه در قدرت ارادي با سازگاريهاي عصبي در ارتباط هستند. اين سازگاريهاي عصبي عبارتند از:

بهبود هماهنگي

بهبود يادگيري

افزايش فعال شدن عضلات حركت دهنده اصلي

با اين حال، اغلب تغييرات قدرتي دراز مدت ناشي از هيپرتروفي يك عضله يا گروهي از عضلات تمرين كرده مي‌باشد. اين موضوع در شكل 3-4 نشان داده شده است. در اين مورد استثناهايي هم وجود دارد. مطالعه 6 ماهه‌اي با استفاده از ورزشكاران تمرين كرده، مشخص كرد كه فعال شدن عصبي، بسياري از موارد افزايش قدرت در جريان ماهها تمرين بسيار شديد را توجيه مي‌كند و هيپرتروفي عامل اصلي نيست (21).

هيپرتروفي عضله

چه عاملي موجب هيپرتروني عضلاني ناشي از تمرينات مقاومتي مي‌شود؟ اين تصوير وجود دارد كه هورمون تسنوسترون دست كم‌مسئول بخشي از اين هيپرتروفي باشد، چون يكي از اعمال اين هورمون، افزايش رشد عضلاني است (فصل 6). مردان در مقايسه با زنان افزايش بيشتري را در اندازه عضله، حتي در مورد افزايش نسبي يكسان در قدرت پس از يك برنامه تمرين قدرتي مشابه تجربه مي‌كنند. تستوسترون، آندروژني است كه بروز صفات مردانگي را سبب مي‌شود. استروئيدهاي آنابوليك نيز آندروژن هستند و مشخص شده است كه مصرف مقادير زياد استروئيدهاي آنابوليك به همراه تمرينات مقاومتي موجب افزايش قابل توجهي در توده عضلاني مي‌شود (فصل 14).

اگر چه تستوسترون نقش كليدي در هيپرتروفي بازي مي‌كند، اما به تنهايي تعيين كننده ميزان هيپرتروفي ناشي از تمرينات مقاومتي نيست. در واقع غلظت تستوسترون خون با ميزان هيپروتروفي ناشي از تمرين همبستگي بسيار كمي دارد. برخي از زنان هيپرتروفي قابل توجهي را تجربه مي‌كنند، در حاليكه ديكران الزاماً تغييرات مشهودي را در قطر عضله بعنوان نتيجه تمرين مقاومتي نشان نمي‌دهند. پژوهشگران تصور مي‌كنند كه نسبت تستوسترون- استروژن در گروه اول بيشتر است و اين موضوع سبب افزايش توده عضلاني مي‌شود. اندازه عضله چگونه افزايش مي‌يابد؟ در اين رابطه، دو نوع هيپرتروفي مي‌تواند، رخ بدهد:

 

 

(1): هيپرتروفي موقت (2) هيپرتروفي تدريجي

هيپرتروفي موقت به افزايش حجم عضله در جريان يك وهله ورزش گفته مي‌شود. اين حالت ناشي از تجمع مايع (ادم يا خيز) در فضاهاي ميان بافتي و ميان عضله است. اين مايع از پلاسماي خون خارج مي‌شود. هيپرتروفي موقت، همان‌گونه كه از نام آن پيداست، فقط براي مدت زمان كوتاهي دوام دارد. چند ساعت پس از ورزش مايع به درون خون باز مي‌گردد.

هيپرتروفي تدريجي به افزايش اندازه عضله در نتيجه تمرينات مقاومتي دراز مدت گفته مي‌شود. هيپرتروفي تدريجي موجب تغييرات ساختاري واقعي در عضله مي‌شود كه مي‌تواند ناشي از افزايش تعداد تارهاي عضلاني (هيپرپلازي) و يا افزايش اندازه تارهاي عضلاني موجود (هيپرتروفي) باشد. بحثهاي زيادي پيرامون نظريه‌هايي كه سعي در بيان علت اين پديده دارند، وجود دارد.

 

 

هيپرتروفي و هيپرپلازي تار عضلاني

پژوهشهاي اوليه نشان داده‌اند كه تعداد تارهاي عضلاني تمامي عضلات پس از تولد و يا بلافاصله پس از آن مشخص مي‌شود و در طول زندگي ثابت مي‌ماند. در صورت درست بودن اين موضوع، هيپرتروفي تدريجي تنها ناشي از هيپرتروفي تار عضلاني خواهد بود. هيپرتروفي تدريجي مي‌تواند ناشي از تغييرات زير باشد:

افزايش تارچه‌هاي عضلاني

افزايش فيلامان‌هاي اكتين و ميوزين

افزايش ساركوپلاسم

افزايش بافت همبند

و يا تركيبي از موارد بالا

همان گونه كه در تصوير ميكروسكوپي 5-4 ديده مي‌شود، تمرين مقاومتي شديد مي‌تواند سطح مقطع تاراژهاي عضلاني را به طور قابل توجهي افزايش دهد. در اين مثال هي1رتروفي تار عضلاني احتمالاً ناشي از افزايش تعداد تارچه‌هاي عضلاني و فيلامان‌هاي اكتين و ميوزين است، كه پلهاي ارتباطي بيشتري را براي توليد نيرو در جريان انقباض بيشينه فراهم مي‌سازد. با اين حال در تمام موارد هيپرتروفي عضلاني، چنين بزرگ شدني در تارهاي عضلاني روي نمي‌دهد

شواهد مستقيم براي هيپرپلازي

پژوشهاي اخير روي حيوانات نشان مي‌دهد كه هيپرپلازي ممكن است عاملي در هيپرتروفي كل عضلت باشد. مطالعات بر روي گربه‌ها شواهد روشن زيادي ارائه داده‌اند، مبني بر اينكه تارهاي عضلاني بوسيله تمرينات با وزنه بسيار سنگين به دو نيمه تقسيم مي‌شوند (15). در اين پژوهشها، گربه‌ها مي‌بايست با پنجه‌هاي جلويي خود، وزنه سنگين را براي بدست آوردن غذا حذكت مي‌دادند (شكل 6-4) آنها ياد گرفته بودند تا نيروي قابل توجهي را اعمال كنند. در نتيجه تمرين قدرتي شديد، شكافهاي طولي واقعي در تارهاي عضلاني انتخابي ديده شد و هر نيمه شروع به بزرگ شدن تا رسيدن به اندازه تار عضلاني مادر گرد. اين موضوع، در شكل 7-4 در برش مقطع تارهاي عضلاني ديده مي‌شود.

با اين حال، پژوهشهاي بعدي نشان دادند كه هيپرتروفي عضلات انتخابي در جوجه مرغها، موشهاي خانگي و صحرايي در نتيجه اضافه بار شديد تمريني و تنها ناشي از هيپرتروفي تارهاي عضلاني موجود و نه هيپرپلازي است (38) و (14) و (13). در اين پژوهشها، تارهاي عضلاني در كل عضله شمارش شدند. شمارش مستقيم تارها تغيير آشكاري را در تعداد تارهاي عضلاني نشان نداد

اين موضوع موجب شد دانشمنداني كه ابتدا روي گربه‌ها تحقيق كرده بودند، پژوهش ديگري روي گربه‌ها با تمرينات مقاومتي انجام دهند. اين بار،‌آنها نيز براي تعيين نوع هيپرتروفي كه ناشي از هيپرپلازي يا هيپرتروفي تار عضلاني است، از روش شمارش واقعي تعداد تارهاي عضلاني استفاده كردند (16). پس از يك برنامه تمرين مقاومتي 101 هفته‌اي، گربه‌ها مي‌توانستند وزنه‌اي برابر با 7 درصد وزن بدن خود را با يك پا بلند كنند. اين توانايي ناشي از افزايش 11 درصدي در وزن عضله بود. پژوهشگران به نتيجه بسيار مهمي دست يافتند و آن افزايش 9 درصدي در تعداد كل تارهاي عضلاني بود كه وقوع هيپرپلازي تار عضلاني را تاييد كرد.

اختلاف نتايج به دست آمده در پژوهش روي گربه‌ها و ديگر حيوانات ممكن است ناشي از تفاوتها در روش تمريني حيوانات باشد. گربه‌ها با روش ويژه‌اي از تمرينات قدرتي- مقاومت زياد و تكراركم- و حيوانات ديگر با فعاليتهاي استقامتي‌تر- مقاومت كم و تكرار زياد- تمرين داده شده بودند.

شواهد غيرمستقيم براي هيپرپلازي

پژوهشگران هنوز در مورد نقشي كه هيپرپلازي تارهاي منفرد در افزايش اندازه عضله انسان در نتيجه تمرينات مقاومتي بازي مي‌كنند، با ديده ترديد مي‌نگرند. برخي شواهد نشان مي‌دهد كه هيپرتروفي كل عضله ناشي از هيپرتروفي تارهاي عضلاني منفرد است. در حاليكه نتايج دو پژوهش روي ورزشكاران پرورش اندام نشان مي‌دهد كه امكان هيپرپلازي در انسان نيز وجود دارد.

در پژوهشي گزارش شده است كه ميانگين سطح مقطع تار عضلاني عضلات پهن جانبي و دالي در گروهي از ورزشكاران زبده پرورش اندام، كوچكتر از وزنه‌برداريهاي حرفه‌اي و برابر با دانشجويان تربيت بدني و افراد فاقد تمرينات قدرتي است. اين موضوع اشاره بر اين نكته دارد كه هيپرتروفي تار منفرد، در افزايش توده عضلاني ورزشكاران پرورش اندام نقش اساسي نداشته است (37).

 نتايج مشابهي نيز در پژوهش ديگري كه به مقايسه ورزشكاران زبده پرورش اندام با افراد تمرين نكرده ولي فعال پرداخته بود، بدست آمد. سطح مقطع تار عضلاني افراد تمرين كرده برابر با افراد گروه كنترل بود، با اين وجود عضله افراد تمرين نكرده محيط بزرگتري داشت (25). پژوهشگران همچنين تعداد تارهاي عضلاني بيشتري را در هر واحد حركتي ورزشكاران پرورش اندام تمرين كرده نسبت به گروه كنترل غير ورزشكار بدست آوردند. از آنجايي كه ورزشكاران پرورش اندام به طور اساسي قطر عضلاني بزرگتر ولي سطح برش مقطع تار عضلاني طبيعي داشتند، يافته‌ها بر افزايش تعداد تارهاي عضلاني دلالت مي‌كند.

در مقابل، پژوهشگران ديگر تفاوتهاي بزرگي را در اندازه سطح مقطع تار عضلاني به هنگام مقايسه ورزشكاران پرورش اندام با دانشجويان مرد و زن تربيت بدست آوردند (31). ميانگين سطح مقطع تار عضله پهن جانبي براي هر سه گروه به تربيت زير بود:

ورزشكاران پرورش اندام، 8400 ميكرومتر مربع

دانشجويان زن تربيت بدني، 6200 ميكرومتر مربع

دانشجويان زن تربيت بدني، 4400 ميكرومتر مربع

تفاوتهاي موجود در نتايج پژوهشها ممكن است ناشي از طبيعت فشار كار يا محركهاي تمريني باشد. تصور بر اين است كه تمرينات شديد يا محركهاي تمريني باشد. تصوير بر اين است كه تمرينات شديد يا مقاومتهاي بالا نسبت به تمرينات كم شدت يا مقاومتهاي پايين، سبب هيپرتروفي بيشتر تار عضلاني به ويژه تارهاي FT مي‌شوند (23).

 

   پژوهش در مورد حيوانات نشان داده است كه هيپروتروفي عضلاني ناشي از تمرين با افزايش دراز مدت سنتز پروتئين و كاهش از بين رفتن آن همراه است. اين موضوع در پژوهشي روي موشها نشان داده شد. در اين پژوهش، از تحريك الكتريكي براي ايجاد محرك تمريني با تكرار كم و مقاومت زياد روي يكي از پاهاي عقبي موش استفاده شد (39). عضو مخالف به عنوان عضو كنترل تمرين نكرده در نظر گرفته شد، پس از 16 هفته برنامه تمريني، نتايج زير بدست آمد:

افزايش 66 درصدي دركار در جريان يك وهله تمرين

افزايش 18 درصدي در وزن عضله تمرين كرده

افزايش 17 درصدي در محتوي پروتئين عضله

افزايش 26 درصدي در محتوي RNA عضله

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه یازدهم اردیبهشت 1392ساعت 10:53  توسط حسن عابدپور |