, , , ,

دستکاری گلیکوژن عضلانی: راهبردی برای توسعه سازگاری های تمرینی

نویسنده: علیرضا نیک نام (متخصص فیزیولوژی ورزشی)

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

چکیده:

سازگاری ها در عضلات اسکلتی انسان در پاسخ به تمرین ورزشی، تا حد زیادی بر اثر نوع، حجم، شدت و تواتر (فرکانس) محرک های تمرینی مشخص می شود. با وجود این، شواهد زیادی نشان می دهند دسترسی به درشت مغذی ­های درون زاد و برون زاد می تواند پاسخ های درون سلولی چند گانه ای را به فعالیت ورزشی استقامتی و مقاومتی _ هر دو_ جرح و تعدیل کند. در کوتاه مدت (حاد)، دستکاری میزان دسترسی به سوبسترا (با تغییر دادن رژیم غذایی و یا زمان بندی وعده­های غذایی) غلظت سوبستراها و هورمون های موجود در خون که جرح و تعدیل چند مسیر پیام رسانی وابسته به گیرنده را بر عهده دارند به سرعت تغییر می دهد. رهایش سایتوکاین ­ها و عوامل رشدی ناشی از عضلات اسکلتی در حال انقباض نیز، گیرنده های سطح سلول را تحریک می کند و بنابراین  آبشارهای پیام رسانی درون سلولی زیادی فعال می شوند. این عوامل موضعی و سیستمیک، باعث اختلالات بارزی در نیمرخ ذخایر عضلات اسکلتی (و سایر بافت های حساس به انسولین) می شوند که به نوبه خود، آثار بارزی را بر متابولیسم استراحتی مواد سوختی و الگوهای استفاده از مواد سوختی هنگام فعالیت ورزشی می گذارند. با تکرار فعالیت ورزشی در هفته­ها یا ماه­ها، این تعاملات مواد مغذی_ فعالیت ورزشی، پتانسیل تغییر دادن بسیاری از فرایند های سازشی موجود در عضلات اسکلتی را دارند که در نهایت، به تفاوت های فنوتیپی ویژه (خاص) منجر می شود که بین افراد دیده می شود. یکی از راهبرد هایی که سازگاری ناشی از تمرین استقامتی را افزایش می دهد؛ آغاز فعالیت ورزشی در حالتی است که غلظت گلیکوژن عضلانی پایین ( تمرین کم) باشد. پاسخ تمرینی بزرگتر در اثر این دسترسی پایین به کربوهیدرات درون زاد، احتمالاً با افزایش فعالسازی کینازهای اصلی پیام رسان سلولی (نظیر AMPK, P38 MAPK)، عوامل رونویسی (نظیر P53, PPARɤ) و همکاران فعالسازی رونویسی[کو اکتیویتور] (PGC-1a) تنظیم می شود؛ بطوریکه تنظیم افزایشی هماهنگ شده در ژنوم میتوکندریایی و هسته ای _ هر دو_ رخ می دهد. این مطالعه مروری دیدگاهی هم عصر با درک ما از وقایع سلولی و مولکولی _عضلات اسکلتی در پاسخ به فعالیت ورزشی پس از تغییر دسترسی آن به مواد مغذی را ارائه می کند و در مورد چگونگی تعامل محیط هورمونی با تحریکات انقباضی به منظور جرح و تعدیل برخی از پاسخ های کوتاه مدت (حاد) به فعالیت ورزشی و در نتیجه بطور بالقوه افزایش دادن یا مهار کردن سازگاری های تمرینی بعدی بحث می کند.

بیشتر بخوانید

/۰ Comments/توسط
,

واکنش میوکیناز یا چرخه پورین نوکلئوتید

نویسنده: علیرضا نیک نام (متخصص فیزیولوژی ورزشی)

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

مقدمه

یکی از سیستم های متابولیکی که بدون نیاز به اکسیژن (بی هوازی) ATP را در سلول ها بازتولید می کند، واکنش آدنیلات کیناز است که واکنش میوکیناز نیز نامیده می شود. در این واکنش ۲ مولکول ADP به یکدیگر می پیوندند و ATP و آدنوزین مونوفسفات (AMP) را تولید می کنند. در واقع هنگام فعالیت ورزشی شدید؛ سرعت هیدرولیز ATP زیاد است. اگرچه عضله به شکل موثری ATP را توسط مسیرهای فسفاژن، گلیکولیز و فسفوریلاسیون اکسایشی بازسازی می کند اما باز هم ADP به عنوان یک فراورده دفسفوریلاسیون ATP افزایش می یابد. با توجه به اینکه ADP باعث کاهش شارژ انرژی سلول می شود باید سازوکاری وجود داشته باشد تا آن را حذف کند. این سازوکار توسط واکنش آدنیلات کیناز میسر می شود.  این واکنش با کنار هم قرار دادن دو مول ADP باعث تشکیل یک مول ATP و یک مول AMP می شود. هر چند این واکنش به تولید ATP نیز منجر می شود اما مقدار ATP تولیدی در مقایسه با دیگر منابع بازسازی ATP هنگام فعالیت ورزشی بسیار کم است. اما در هر صورت این واکنش می تواند فواید بالقوه ای در عملکرد عضلانی داشته باشد که در ادامه به آن پرداخته ایم. AMP تولیدی از واکنش میوکیناز می تواند به آدنورین تجزیه شود که در این صورت میل به خروج از سلول عضلانی پیدا می کند. راه دوم این است که AMP طی واکنشی برگشت­ ناپذیر، توسط آنزیم AMP دِ آمیناز، به IMP (اینوزین مونو فسفات) تبدیل شده که در این حین، NH3 از آن جدا می شود؛ سپس طی دو واکنش دیگر، باز پس دهی آمین یا رآمیناسیون انجام گرفته و مجددأ AMP تشکیل می شود. اگر AMP راه دوم را طی کند، مسیر تبدیل AMP به IMP و تشکیل دوباره AMP، چرخه ی پورین- نوکلئوتید نامیده می شود. چرخه نوکلئوتید پورین در هنگام فعالیت ورزشی شدید، روزه داری یا گرسنگی، هنگامی که مخازن ATP کاهش یافته است، رخ می دهد.

بیشتر بخوانید

/۰ Comments/توسط
, ,

سیستم های انرژی در فعالیت ورزشی (فسفوریلاسیون اکسایشی/سیستم هوازی)

نویسنده: علیرضا نیک نام (متخصص فیزیولوژی ورزشی)

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

مقدمه

فسفوریلاسیون اکسایشی فرآیندی است که در آن الکترون های پرانرژی NADH/FADH از طریق کمپلکس های مختلف واقع در غشای داخلی میتوکندری منتقل می شوند و در نهایت به اکسیژن مولکولی می رسند. این انتقال الکترون منجر به پمپاژ پروتون ها به فضای بین غشایی میتوکندری می شود و یک گرادیان الکتروشیمیایی ایجاد می کند که برای سنتز ATP استفاده می شود. بنابراین میتوکندری ها جایگاه اصلی مسیر تولید انرژی هوازی یا فسفوریلاسیون اکسایشی هستند. در اکثر انواع سلول، فسفوریلاسیون اکسایشی مکانیسم اولیه برای تولید ATP است، به جز در سلول های خاصی مانند گلبول های قرمز. گلبول های قرمز خون فاقد میتوکندری هستند و به همین علت نمی توانند از مسیر فسفوریلاسیون اکسایشی ATP را تولید کنند.

بیشتر بخوانید

/۰ Comments/توسط
,

سیستم های انرژی در فعالیت ورزشی (گلیکولیز بی هوازی و هوازی)

نویسنده: علیرضا نیک نام (متخصص فیزیولوژی ورزشی)

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

گلیکولیز بی هوازی

گلیکولیز یا مسیر امبدن – میرهوف (Embden–Meyerhof–Parnas) مجموعه‌ای از واکنش‌های درون سلولی است که توسط آن یک قند شش کربنه (معمولاً گلوکز-۶-فسفات) به ترکیبات کربن‌دار کوچک‌تری (دو مولکول سه کربنه پیروات) شکسته می‌شود و بخشی از انرژی آزاد قند را تولید می کند. در فعالیت های ورزشی که با حداکثر تلاش بین ۳۰ ثانیه تا ۳ دقیقه به طول می انجامند سیستم گلیکولیز بی هوازی بیشترین نقش را در تامین انرژی مورد نیاز ورزشکار دارد. مانند دو ۴۰۰ و ۸۰۰ متر سرعت.

گلیکولیز یک واژه مرکب یونانی است که از دو بخش glykys به معنای شیرین و lysis به معنای شکستن (گلیکولیز: شکستن قند یا همان قندکافت) تشکیل شده است. نام امبدن –میرهوف از نام دو زیست‌شیمی‌دان آلمانی کاشف آن، یعنی گوستاو گورگ امبدن و اتو فریتز میرهوف گرفته شده‌است. در این واکنش‌ها گلوکز ابتدا در گروه هیدروکسیل کربن شماره شش، فسفردار شده و گلوکز ۶-فسفات تشکیل می شود. آنزیم کلیدی که این واکنش را کاتالیز می کند هگزو کیناز نام دارد. گلوکز ۶ فسفات در مرحله بعدی به فروکتوز ۶-فسفات تبدیل می‌گردد. سپس این ترکیب در کربن شماره یک نیز فسفرگیری کرده و فروکتوز ۶،۱- بیس‌فسفات را تولید می‌کند. در هر دو واکنش فسفرگیری، ATP دهنده گروه فسفاتی است. بنابراین اگر مبدا گلیکولیز از گلوکز باشد، برای اینکه فرایند گلوکولیز پیش برودنیازمند مصرف ۲ مول ATP یا انرژی است. با این حال سلول های عضلانی می توانند از قند ذخیره خود یعنی گلیکوژن نیز استفاده کنند. در هنگام فعالیت های ورزشی شدید، تارهای عضلانی گلیکوژن را به واحد های گلوکز ۱ فسفات تجزیه می کنند و سپس گلوکز ۱ فسفات به فروکتور ۶ فسفات تبدیل می شود. این فرایند گلیکوژنولیز نام دارد. ارزش آن این است که در گلیکوژنولیز برای تشکیل فروکتوز ۶ فسفات نیازی به مصرف ATP نیست. بنابراین اگر مبدا گلیکولیز بی هوازی از گلیکوژن باشد  یک ATP کمتر هزینه می شود. آنزیمی که گلیکوژن را به گلوکز ۱ فسفات تبدیل می کند، گلیکوژن فسفوریلاز نام دارد.

بیشتر بخوانید

/۰ Comments/توسط
, ,

سیستم های انرژی در فعالیت ورزشی (دستگاه فسفاژن)

نویسنده: علیرضا نیک نام (متخصص فیزیولوژی ورزشی)

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

خلاصه و نکات کلیدی

  • به طور کلی سیستم های انرژی به دو دسته هوازی و بی هوازی تقسیم می شوند که دستگاه بی هوازی خود به دو بخش دستگاه فسفاژن و لاکتیک اسید (گلیکولیز بی هوازی) تقسیم بندی می شود.
  • در سیستم فسفاژن ATP و CrP به صورت ذخیره در سلول ها وجود دارد تا در هنگام نیاز به حرکات سریع و شدید آزاد شده و انرژی آنی یا فوری در اختیار سلول قرار دهند.
  • این سیستم برای فعالیت هایی که حداکثر تا ده ثانیه با تمام سرعت و قدرت انجام می گیرد کفایت می کند. مانند: دو ۱۰۰متر- پرتاب ها- وزنه برداری – استارت ها.
  • در یک فعالیت ۱۰ ثانیه ای شدید ۴ ثانیه اول ATP مصرف شده و تخلیه می شود و ۶ ثانیه باقی مانده کراتین فسفات تولید انرژی کرده و ATP را بازسازی می کند. در نتیجه ذخیره کراتین فسفات از ATP در سلول بیشتر است.
  • اهمیت دستگاه فسفاژن در سرعت فراهمی انرژی نهفته است نه در مقدار انرژی موجود در آن.
  • بازیابی سیستم فسفاژن (بازسازی کراتین فسفات) به واسطه دستگاه تولید انرژی هوازی و آنزیم کراتین کیناز میتوکندریایی انجام می شود.

بیشتر بخوانید

/۰ Comments/توسط
, ,

بیوشیمی و فیزیولوژی کافئین

 بیوشیمی و فیزیولوژی کافئین

کافئین[a] یک ماده شیمیایی خوراکی است که در گیاهان گوناگونی از جمله قهوه، کاکائو، کولا و چای یافت می‌شود و نوعی داروی محرک است که می‌تواند از خوابیدن جلوگیری کند [۱, ۲]. کافئین یک آلکالوئید از خانواده متیل‌گزانتین‌ها است که خواص آن به تئوفیلین و تئوبرومین هم شبیه است [۱, ۳]. کافئین خالص، به صورت پودر سفید رنگ تلخی می‌باشد. این ماده از ترکیب کربن، هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده‌است. کافئین پرمصرف‌ترین ماده دارویی سایکو اکتیو در میان انسان‌ها به‌شمار می‌رود که انسان‌ها به‌طور روزانه از آن استفاده می‌کنند [۴]. افزایش متابولیسم بدن، تحریک سیستم اعصاب مرکزی و افزایش میزان هوشیاری و آگاهی محیطی از مهم‌ترین آثار کافئین است [۱, ۳, ۵]. کافئین خالص پودر نرم، بی‌بو، سفید و براقی می‌باشد. نقطه جوش آن ۲۳۸ درجه سانتیگراد و نقطه ذوب آن ۱۷۸ درجه سانتیگراد است. وزن مخصوص کافئین ۲/۱ است. PH آن ۹/۶ می‌باشد. چگالی آن هم ۷/۶ است. منبع اصلی کافئین بین مواد غذایی مختلف، دانه قهوه می‌باشد. محتوای کافئین در مواد غذایی بسیار متغیر است [۶].

بیشتر بخوانید

/۰ Comments/توسط