آمادگی هوازی در کودکان و نوجوانان ورزشکار

مقدمه

آمادگی هوازی را می توان به عنوان توانایی دستگاه قلبی-عروقی برای تحویل اکسیژن به عضلات فعال و استفاده عضلات از آن برای تولید انرژی تعریف کرد [۱]. بنابراین آمادگی هوازی ارتباط زیادی به عملکرد مطلوب ریوی، قلبی- عروقی، هماتولوژی و مکانیزیم های اکسایشی (تراکم میتوکندریایی و ذخایر میوگلوبین) عضله اسکلتی دارد [۱]. بنابراین درک عوامل موثر در آمادگی هوازی از موضوعات جالب توجه و مورد بحث دنیای پژوهشی است. اگرچه مطالعات زیادی به پاسخ های دستگاه قلبی عروقی و آمادگی هوازی ورزشکاران بزرگسال پرداخته اند اما دانش موجود درباره چگونگی پاسخ دستگاه قلبی عروقی کودکان و نوجوانان هنوز در حال شکل گرفتن است [۲, ۳]. در واقع محدودیت های تکنیکی، اخلاقی و تغییرات فیزیولوژیایی زیاد در دوران رشد و تفاوت های بین فردی در دوران بلوغ باعث شده است درک پاسخ های آمادگی هوازی ورزشکاران نوجوان به فعالیت های ورزشی مختلف توجه پژوهشگران را برای دست یابی به یک توافق عمومی و ارائه راه حل های کاربردی به خود جلب کرده است.

تعاریف و اصول تعیین آمادگی هوازی در کودکان و نوجوانان ورزشکار

آمادگی هوازی را می توان به عنوان توانایی دستگاه قلبی-عروقی برای تحویل اکسیژن به عضلات فعال و استفاده عضلات از آن برای تولید انرژی تعریف کرد [۱]. بنابراین آمادگی هوازی ارتباط زیادی به عملکرد مطلوب ریوی، قلبی- عروقی، هماتولوژی و مکانیزیم های اکسایشی (تراکم میتوکندریایی و ذخایر میوگلوبین) عضله اسکلتی دارد [۱]. بنابراین درک عوامل موثر در آمادگی هوازی از موضوعات جالب توجه و مورد بحث دنیای پژوهشی است. اگرچه مطالعات زیادی به پاسخ های دستگاه قلبی عروقی و آمادگی هوازی ورزشکاران بزرگسال پرداخته اند اما دانش موجود درباره چگونگی پاسخ دستگاه قلبی عروقی کودکان و نوجوانان هنوز در حال شکل گرفتن است [۲, ۳]. در واقع محدودیت های تکنیکی، اخلاقی و تغییرات فیزیولوژیایی زیاد در دوران رشد و تفاوت های بین فردی در دوران بلوغ باعث شده است درک پاسخ های آمادگی هوازی ورزشکاران نوجوان به فعالیت های ورزشی مختلف توجه پژوهشگران را برای دست یابی به یک توافق عمومی و ارائه راه حل های کاربردی به خود جلب کرده است. هر چند شاخص های زیادی برای تعیین آمادگی هوازی معرفی شده است، اما حداکثر اکسیژن مصرفی (VO_2max) به عنوان بهترین مقیاس آمادگی هوازی در افراد بالغ شناسایی می شود [۲]. VO_2max بیشترین میزان اکسیژنی است که فرد هنگام فعالیت ورزشی بیشینه مصرف می کند [۲]. با وجود این کاربرد اصطلاح VO_2max برای کودکان و نوجوانان چندان درست نمی باشد، چرا که معمولاً شرایط پایدار اکسیژن مصرفی طی یک فعالیت ورزشی فزاینده که از استاندارد های نشان دهنده VO_2max است، در کودکان و نوجوانان محقق نمی شود، از این رو اصطلاح اکسیژن مصرفی اوج (VO_2peak) برای کودکان و نوجوانان رایج تر است [۲, ۴]. VO_2peak نیز به معنای بیشترین اکسیژن مصرفی فرد هنگام فعالیت ورزشی تا زمان رسیدن به نقطه خستگی مفرط است. ذکر این نکته مهم است که برای سنجش VO_2max یا VO_2peak می توان از روش های آزمایشگاهی و میدانی با پروتکل های ورزشی بیشینه یا زیر بیشینه استفاده کرد [۴]. ارزیابی آزمایشگاهی VO_2peak نیازمند مهارت های فنی و دستگاه های پیچیده است. پیچیدگی های ارزیابی آزمایشگاهی و تفسیر نتایج به ویژه در کودکان و نوجوانان افزایش می یابد [۲, ۴]. از این رو، تعدادی از روش های میدانی و آسان تر برای تعیین VO_2peak توسعه یافته است [۵]. این آزمون ها با استفاده از مدالیته های مختلف فعالیت ورزشی، دویدن، دوچرخه سواری و پله ورزی اجرا می شوند. با این حال، عواملی چون اقتصاد دویدن و حرکت، توده و ترکیب بدنی، آمادگی بی هوازی، شرایط محیطی، لباس، کفش، سطوح دویدن، آشنایی با آزمون، انگیزه و تفاوت های پیکرسنجی می تواند در نتایج این آزمون ها تاثیر داشته باشد [۲, ۵]. بنابراین هیچ جایگزین مطمئنی برای یک ارزیابی آزمایشگاهی مستقیم VO_2peak وجود ندارد. با این حال ملاحظلات اخلاقی باعث شده است، استفاده از روش های تهاجمی و مستقیم تعیین VO2peak برای کودکان و نوجوانان چندان کاربردی نباشد. از این رو روش های غیر تهاجمی و میدانی برای سنجش VO2peak  اگرچه به اندازه روش های مستقیم دقیق نیستند اما اطلاعات مفیدی درباره آمادگی هوازی و عملکرد دستگاه قلب و عروق فراهم می کنند و این قابلیت را دارند تا در مقیاس های وسیع با هزینه های زمانی، اقتصادی و مکانی کمتر اطلاعات سودمندی را به ویژه در گروه های خاص از جمله کودکان و بیماران فراهم کند. همچنین یکی دیگر از مزایایی این روش های میدانی، نزدیکی اصول بیومکانیکی و ویژگی آن ها به رشته های ورزشی و عملکرد در شرایط واقعی است.

ارتباط آمادگی هوازی با دوران رشد

میزان VO2peak تا حد زیادی در ارتباط با اندازه بدن است. ضرایب رشدی نشان داده اند، ارتباط VO2peak با توده بدنی یا اندازه بدن تا بیشتر از ۷/0r= است [۶]. بنابراین بیشترین میزان افزایش در VO2peak در راتباط با سن نشان دهنده افزایش کلی در اندازه بدن طی دوره انتقال از کودکی به نوجوانی و پس از آن به اوایل جوانی است [۶]. همچنین، بیان VO2peak نسبت به توده بدنی، روشی متداول برای کنترل توده بدنی طی رشد است [۶]. مطالعاتی که از استاندارد های نسبی متدوال استفاده می کنند، گزارش کرده اند VO2peak وابسته به توده بدن در پسران در ۸-۱۶ سالگی بدون تغییر می ماند در حالی که در دختران به طور ثابتی کاهش می یابد [۶]. در واقع مطالعاتی نشان داده اند، که از حدود ۱۴ سالگی، VO2peak در دختران شروع به رسیدن به حالت فلات می کند [۷]. حذف اثر اندازه بدن، با استفاده از روش های آلومتریک، آگاهی های بیشتری را ایجاد کرده و نشان داده شده است، VO2peak پسران طی رشد مستقل از اندازه بدن بهتر می شود در حالی که این مقادیر در دختران تا نوجوانی افزایش می یابد و سپس در بزرگسالی به حالت سکون می رسد [۷]. میزان VO2peak پسران در مقایسه با دختران حداقل از اواخر کودکی بیشتر است و سلسله تغییراتی در مقادیر VO2peak پسران و دختران در دوران نوجوانی به وجود می آید [۷]. تفاوت جنسیتی پیش از بلوغ در VO2peak احتمالاً تابعی از حداکثر حجم ضربه ای پایین تر در دختران است [۶]. هنگام بلوغ، افزایش بیشتر توده عضلانی پسران باعث افزایش تفاوت های جنسیتی در VO2peak شده و از ۱۴ سالگی ممکن است با افزایش مشخص در غلظت هموگلوبین خون و افزایش ظرفیت حمل اکسیژن در خون تشدید شود [۶]. وراثت نیز در VO2peak حدود ۵۰ درصد تاثیر دارد و به نظر می رسد تا حد متوسطی از کودکی تا نوجوانی و تا زندگی بزرگسالی ادامه می یابد [۶].

دستورالعمل هایی برای تعیین اکسیژن مصرفی اوج

• زمان آزمون گیری در روز مهم نیست اما آزمون باید حداقل ۲ ساعت پس از مصرف مواد غذایی اجرا شود.
• شرکت کنندگان نباید فعالیت شدید ورزشی در روز آزمون داشته باشند.
• شرکت کننده باید وسایل مناسب برای تمرین و کفش داشته باشد.
• شرکت کنندگان باید با شرایط آزمون و اجرای آن آشنایی داشته باشند.
• سن، بلوغ و دامنه توجه باید هنگام طراحی پروتکل ها در نظر گرفته شود.
• ایمنی و تندرستی کودکان و نوجوانان در نظر گرفته شود.
• گرم کردن با استفاده از فعالیت های ورزشی سبک و با شدت پایین توصیه می شود.
• مدت زمان آزمون مطلوب حدود ۹-۱۲ دقیقه می باشد.
• در صورت نیاز به نمونه گیری خون بهتر است با آزمون های ناپیوسته این کار تسهیل شود.
• تغییرات در سرعت، شیب و مقاومت رکاب زنی نباید بیش از حد تعیین شود. سرعت و مقاومت باید مناسب با اندازه، سن و بلوغ شرکت کنندگان باشد.

منابع

1. Lee, J. and X. Zhang, Physiological determinants of VO2max and the methods to evaluate it: A critical review. Science & Sports, 2021. ۳۶(۴): p. 259-271.
2. Falk, B. and R. Dotan, Measurement and interpretation of maximal aerobic power in children. Pediatric exercise science, 2019. ۳۱(۲): p. 144-151.
3. Sansum, K.M., et al., Validity of the supramaximal test to verify maximal oxygen uptake in children and adolescents. Pediatric Exercise Science, 2019. ۳۱(۲): p. 213-222.
4. Green, S. and C. Askew, VO2peak is an acceptable estimate of cardiorespiratory fitness but not VO2max. Journal of Applied Physiology, 2018.
5. Batista, M.B., et al., Validity of field tests to estimate cardiorespiratory fitness in children and adolescents: a systematic review. Revista Paulista de Pediatria, 2017. ۳۵: p. 222-233.
6. Armstrong, N. and S.G. Fawkner, Chapter 8 – Aerobic fitness, in Paediatric Exercise Physiology, N. Armstrong, et al., Editors. 2007, Churchill Livingstone: Edinburgh. p. 161-187.
7. Yu, C.C., et al., Appropriate scaling approach for evaluating peak VO2 development in Southern Chinese 8 to 16 years old. Plos one, 2019. ۱۴(۳): p. e0213674.