سیستم های انرژی در ورزش (پیوستار انرژی)

نویسنده: علیرضا نیک نام (متخصص فیزیولوژی ورزشی)

آدرس صفحه اینستاگرام: Sportphysiologist@  آدرس ایمیل: [email protected]

آشنایی با مفهوم سیستم های انرژی (پیوستار انرژی)

پیوستار انرژی، انواع سیستم های انرژی مورد استفاده در فعالیت های بدنی مختلف را توصیف می کند.برای مثال، در ورزش‌های گروهی مانند فوتبال یا بسکتبال، وهله هایی از فعالیت‌های انفجاری و وهله هایی از فعالیت های با شدت کمتر وجود دارد، بنابراین نسبت سیستم هوازی و بی‌هوازی متفاوت است. در واقع مفهوهم پیوستار انرژی به این می پردازد که چگونه با تغییر شدت و مدت فعالیت ورزشی سهم سیستم های انرژی در تامین ATP مورد نیاز برای انقباض عضلانی تغییر می کند.در واقعیت، سیستم های انرژی هرگز به صورت مجزا کار نمی کنند و همه در زمان های مختلف با درصدهای متفاوتی کار می کنند. برای مثال هنگام دویدن ملایم، بدن همچنان از نسبت بسیار کمی از سیستم ATP-PC (فسفاژن) استفاده می کند و هنگام دویدن سرعت، بیشتر از سیستم فسفاژن استفاده می شود، البته در مقادیر بسیار کم از سیستم هوازی نیز استفاده می شود. همانطور که گفته شد درصد استفاده از هر یک از سیستم های انرژی به طور مداوم در حال تغییر خواهد بود، به ویژه در ورزش های نوع بازی که شدت و مدت تمرین انجام شده به طور مداوم در حال تغییر است.به طور کلی سیستم های انرژی به دو بخش بی هوازی و هوازی تقسیم می شوند. مسیرهای بی هوازی خود به دو بخش بی هوازی بی لاکتیک (سیستم فسفاژن) و بی هوازی با لاکتیک (گلیکولیز بی هوازی) تقسیم می شود. بر همین اساس معمولاً  سیستم های انرژی در سه نوع زیر طبقه بندی می شوند:

1. سیستم فسفاژن
2.  سیستم گلیکولیز بی هوازی
3. فسفوریلاسیون اکسایشی (هوازی)

با توجه به مفهوم پیوستار انرژی، لازم است بدانیم که هر سیستم تولید انرژی داری یک ظرفیت زمانی است. این حد ظرفیت نقطه ای که در آن سیستم انرژی غالب مورد استفاده، نمی تواند ATP کافی برای حفظ شدت فعلی ورزش را فراهم کند.برای مثال، ظرفیت زمانی برای سیستم فسفاژن تقریباً ۱۰ ثانیه است (پس از فعالیت با شدت بسیار بالا) پس از این نقطه، ذخایر تخلیه شده و سیستم گلیکولیز بی هوازی به سیستم غالب برای تامین ATP تبدیل خواهد شد. همچنین  ظرفیت زمانی سیستم گلیکولیز بی هوازی نیز بین ۲-۳ دقیقه است یعنی اگر ورزشکاری به مدت ۳ دقیقه با حداکثر تلاش به فعالیت ورزشی بپردازد پس از دقیقه سوم نمی تواند ATP مورد نیاز را برای حفظ شدت فعالیت ورزشی از مسیر گلیکولیز بی هوازی تامین کند و از این نقطه به بعد سیستم انرژی غالب برای تامین ATP سیستم هوازی خواهد بود.

پیوستار سیستم های انرژی در هنگام ورزش

جالب توجه است که سیستم هوازی ظرفیت زمانی نامحدودی برای بازتولید ATP دارد هر چند سرعت نوسازی ATP در ان در مقایسه با سیستم های بی هوازی بسیار آهسته تر است. در واقع سرعت بازتولید ATP در مسیر فسفاژن در مقایسه با گلیکولیز بی هوازی بیشتر است؛ همانطور که این سرعت در سیستم گلیکولیز بی هوازی نیز بیشتر از سیستم هوازی است. بنابراین هنگامی که سیستم تولید انرژی غالب از فسفاژن به گلیکولیز بی هوازی تغییر می کند ناگزیر شدت فعالیت انجام شده نیز کاهش می یابد و هنگامی که سیستم غالب به هوازی تبدیل شود مجدداً افت بیشتری در شدت فعالیت انجام شده مشاهده می شود.برای مثال شما شدت تلاش در دو سرعت ۱۰۰(سیستم غالب فسفاژن)، دو ۱۶۰۰ متر (سیستم غالب گلیکولیز بی هوازی) و دو ماراتن (سیستم غالب فسفوریلاسیون اکسایشی) را با یکدیگر مقایسه کنید. بدیهی است که اگرچه مدت دو ۱۰۰ متر سرعت در مقایسه با دویدن ۸۰۰ و ۵۰۰۰ بسیار کوتاه تر است اما شدت فعالیت انجام شده در مقایسه با دور مورد دیگر بسیار بالاتر است. به عبارت دیگر می توان گفت هر گاه بدن نتواند ATP مورد نیاز را از مسیرهای هوازی تامین کند انگاه با استفاده از مسیرهای بی هوازی ATP مورد نیاز فعالیت را تامین می کند. معمولاً به این نقطه  آستانه بی هوازی می گویند. آستانه بی هوازی نقطه ای است که سیستم هوازی نمی تواند تولید انرژی (تجدید مجدد ATP) را متناسب با افزایش شدت فعالیت بدنی حفظ کند و سیستم گلیکولیز بی هوازی (اسید لاکتیک) سیستم انرژی غالب می شود.

مسیرهای تولید انرژی غالب در فعالیت های ورزشی مختلف

باور اشتباه

یک تصور غلط رایج در مورد سیستم های انرژی و پیوستار انرژی این است که در طول ورزش، بدن با استفاده از یک سیستم (مثلاً هوازی) ATP را نوسازی می کند، سپس با سخت تر شدن شدت، بدن به طور کامل به سیستم دیگری تغییر می کند (گلیکولیز بی هوازی) سپس با سخت تر شدن دوباره، فقط ATP-PC استفاده می شود. در عمل، با افزایش شدت، یک حرکت تدریجی به سمت سیستم‌های گلیکولیز بی‌هوازی و ATP-PC از سیستم هوازی انجام می‌شود، اما سیستم هوازی همچنان به نوسازی ATP کمک می‌کند.

نکات مهم مربوط مفهوم پیوستار انرژی

سیستم های انرژی با هم کار می کنند تا ATP را دوباره نوسازی کنند.
سه سیستم انرژی عبارتند: از ATP-PC (فسفاژن) ، گلیکولیز بی هوازی (اسید لاکتیک) و هوازی (فسفوریلاسیون اکسایشی).
در هیچ نقطه ای فقط از یک سیستم انرژی استفاده نمی شود، اما اغلب یک سیستم غالب وجود دارد.
سیستم انرژی غالب مورد استفاده در طول ورزش، به شدت و مدت فعالیت و سطح آمادگی ورزشکار بستگی دارد.
سیستم ATP-PC (فسفاژن) عمدتاً در طول فعالیت های با حداکثر تلاش که بین ۱۰-۱۵ ثانیه طول می کشند، استفاده می شود.
سیستم گلیکولیز بی هوازی عمدتاً برای فعالیت های با شدت بالا که بین ۳۰ ثانیه تا ۳ دقیقه طول می کشد استفاده می شود.
سیستم هوازی عمدتاً در فعالیت‌های با شدت متوسط ​​تا کم (از ۳ دقیقه به بعد) استفاده می‌شود.
سیستم انرژی غالبی که در حالت استراحت استفاده می شود، سیستم هوازی است.

در شکل زیر یک نمایش توصیفی از سیستم های انرژی غالب در فعالیت های ورزشی مختلف ارائه شده است. توجه داشته باشید که اعداد به صورت تقریبی است و هر ورزشکار ممکن است تا حدی نسبت به سطح آمادگی متفاوت باشد.

سهم سیستم های انرژی غالب در فعالیت های ورزشی مختلف