نظم انتاج الطاقة

نص المقال

نظم انتاج الطاقة

اعداد: ك.مؤمن عرفه

تكوين الطاقة في الجسم:

أدينوزين التريوفوسفات (ATP):

من هنا يبدأكل شي فهو المصدر الكيميائي الوحيد للطاقة الموجود في الجسم وهو يتكون من جزىء بروتين (ADINOSIN) وثلاث ذرات فوسفات وتحتوى دائماً العضلات على ثلاثى أدينوزين الفوسفات الحر و عندما يبدأالعمل ينقسم ATP الى ADP + P + طاقة .وهناك اشكال مختلفة من النظم التي تعمل على اعدة بنا و تدوير ADP الى ATP و بالتالي هذا يسمح للجسم للمزيد من بناء الطاقة .

مصادر إنتاج الطاقة التى يتضمنها الجسم:

• أدينوزين التريوفوسفات (ATP)

• فوسفات الكرياتين (CP)

• ((الكربوهيدرات)) الى الجليكوجين الى جلوكوز (GLUCOSE)

• الدهون.

• البروتينات.

بشكل اساسي هناك ثلاثة نظم لاعادة بناء ((ATP)) (ثلاثة عمليات ايضية):

١) الكرياتين فوسفات (ATP – CP) او (ALactic) (المدة وقتية و فورية):

عملية اعادة بناء ATP من خلال الفوسفوكرياتين (CP) الموجود في الخلايا تعطي و توفر الطاقة للاداء و لكن لفترة قصيرة و نظام الفوسفوكرياتيتن يعمل بشكل عالي لمدة من ١٠ : ١٥ ثانية و يحتاج الى راحة كافية لاستعدة الشفاء و بناء الطاقة

٢) النظام اللاهوائ (Lactic) (الايض اللاهوائي) (المدى القصير):

تعني كلمة الايض اللاهوائي ان الاكسجين غير مطلوب لانتاج الطاقة. الايض اللاهوائي يوفر معظم الطاقة المستخدمة من قبل العضلات العاملة خلال مدة متوسطة تصل الى ٣ق خلال التدريبات عالية الشدة مثل سباقات (١٠٠م و ٢٠٠م) الايض الهوائي يمكن ان ينتج قدرا كبيرا من الطاقة في البداية و لكن سرعان ما يحدث تعب في العضلات و ذلك بسبب حمض اللاكتيك و سيستمر حمض اللاكتيك في الزيادة كلما تم الاستمرار في الاداء بالشدة العالية . كان يعتقد لفترة طويلة ان حمض اللاكتيك من الفضلات و لكن في الحقيقة فهو يستخدم ايضا لاعادة بناء الطاقة عن طريق عمليات الايض لحمض اللاكتيك لانتاج طاقة اضافية.و تراكم حمض اللاكتيك ايضا يؤدي الى تغير (PH) حموضة العضلات و يؤدي هذا الى التعب و يضعف قدرة العضلات على الانقباض بقوة لفترة طويلة و لهذا يمكن ان يؤدي ها الى ان يساعد الجسم على التكيف مع التغيرات في الحموضة (PH) و ايضا تحمل الشدات العالية لمدة طويلة و ايضا تحسن نسب استعادة الشفاء.

٣) النظام الهوائي او (الايض الهوائي) ( الفترة طويلة ):

في وجود الاكسجين عمليات الايض تستمرو يتم انتاج كميات اضافية في وجود الاكسجين و الايض الهوائي يرتبط عموما مع التدريبات الطويلة و التى تتصف بالشدة الاقل مثل (٤٠٠م او اطول) ومع الرغم من ان هذ العملية تنتج كميات كبيرة من (ATP) و لكنها بطيئة و غير كافية لدعم احتياجات الطاقة خلا الاداء في الشدات العالية و لكن من الناحية النظرية طالما ان الاكسجين متاح و شدة التدريبات منخفضة بما فيه الكفاية ستكون قادرا على اداء التدريبات لمدة طويلة و ايضا النظام الهوائ عامل اساسي لاستعادة بناء الطاقة و الشفاء بعد التدريبات ذو الشدة العالية او السباقات.

نظم الطاقة والتوصيف:

ATP-CP النظام الفسفوكرياتيني: العمل و الانتاج لاهوائي لايحتاج الى الاكسجين. يدوم كطاقة لسباحة الشدات لمدة من صفر الى ٢٠ ثانية. انتاج (ATP) محدود ومرتبط بكمية الفسفوكرياتين (CP) الموجودة في العضلات. يرتبط عادتا مع الالياف العضلية السريعة (FTB).

Anaerobic Glycolysis النظام اللاهوائي: العمل و الانتاج لاهوائي لايحتاج الى الاكسجين. يدوم كطاقة لسباحة بشدات عالية لمدة تصل الى ٣ ق. تستمد الطاقة من خلال انقسام جزيئات الجلوكوز (١) جزئ جلوكوز ينتج ٢ (ATP). يرتبط عادتا مع الالياف العضلية السريعة (FTB). المنتج النهائي هو حمض اللاكتيك ( اللاكتيك في الدم).

Aerobic Glycolysis النظام الهوائي: العمل و الانتاج هوائي اي يحتاج الى الاكسجين. يدوم كطاقة للادا الذي يتصف بالتحمل لمدة اكثر من ٣ق. تستمد الطاقة من خلال انقسام جزيئات الجلوكوز (١) جزئ جلوكوز ينتج ٣٦ (ATP) و ايضا يمكن ان تستمد الطاقة من خلال الدهون او الكربوهيدرات و تتوقف على شدة السباحة فكلما زادت الشدة زاد الاعتماد على الجلوكوز. يرتبط عادتا مع الالياف العضلية السريعة (FTA).

صور توضح عمليات الايض للنظم الثلاثة و كيفية بنا (ATP):

Energy metabolism during swimming races — a schematic of energy metabolism showing the ATP-CP, Anaerobic and Aerobic systems (Maglischo). PC-ATP System, Anaerobic System (Glucose/Glycogen → Pyruvate → Lactate) and Aerobic System (mitochondria).

علاقة نظم انتاج الطاقة بزمن الاداء:

ونحن نفكر في نظم انتاج الطاقة في نقط مختلفة طوال الوقت يتضح لنا ان في كل الشدات المختلفة يحدث انتاج (ATP) على حد سواء هوائيا او لاهوائيا. و لايتحول السباح فجأة من نظام طاقة الى اخر و في الحقيقة انه يستخدم الثلاثة في كل سباق من الاقصر مدة الى الاطول

يمكن ان ننظر الى المساهمات التقريبية لبعض من الافتتات:

• في السباقات القصيرة و السريعة مثل سباق ٥٠م تنقسم مساهمات كلأ من الانظمة على هذا النحو( ٦٥% ATP-PC) و(٣٠% النظام اللاهوائي ) و (٥% النظام الهوائي)

• في سباق ٢٠٠م تنقسم المساهمات الى ( ١٠% ATP-PC) و(٥٠% النظام اللاهوائي ) و (٤٠% النظام الهوائي)

• في سباق ١٥٠٠م تنقسم المساهمات تقريبا الى ( ٢-٥% ATP-PC) و(٢٠% النظام اللاهوائي ) و (٧٠-٨٠% النظام الهوائي)

• اما في سباقات المياه المفتوحة و المسافات الطويلة تعتمد هذه السباقات بدرجة كبيرة على النظام الهوائي و لكن ايضا تظل معتمدة على مقدار صغير (اقل من ٥% على النظام اللاهوائي)

Energy pathway table: Anaerobic pathway (Alactic – phosphate system ATP/CP stored in muscle, 0–10 sec: sprinting, throws, jumps, weight lifting, diving; Lactic – lactic acid system, glycogen → LA, 10–70 sec: 200–400m, 50m swimming, 100m swimming, 800m track) and Aerobic pathway (glycogen completely burned in the presence of O2, then fats and protein, 2 min to 3 h: middle distance track and swimming, long distance track, swimming, rowing, road cycling). Skills: mostly acyclic → acyclic and cyclic → cyclic.

تقسيم مناطق التدريب على حسب نظم انتاج الطاقة:

نظام ٤ مناطق: الهوائي (Aerobic)، الهوائي / اللاهوائي (المختلط) (Mix Aerobic / Anaerobic)، اللاهوائي (Anaerobic)، السرعة (ATP-CP).

نظام ٧ مناطق: الهوائي (الراحة النشطة) (REC)، التنمية الهوائية او التحمل العام (EN1)، الهوائي / اللاهوائي (المختلط١) العتبة الفارقة (EN2)، الهوائي / اللاهوائي (المختلط٢) التحمل الزائد (EN3)، اللاهوائي ١ (sp1)، اللاهوائي ٢ (sp2)، السرعة (sp3).

Four energy zone system: Aerobic — set distance 500–4000 m, variable duration, HR ≤ 160 (≤ 80% max), work:rest :10–:30, sample 4-8 x 500 swim @ :20 rest or 18 x 75 S-K-S @ :15 rest. Aerobic/Anaerobic mix — 600–2000 m, 8–40 min, HR 160–max (80–100%), :15–:60 rest, sample 6-10 x 200 swim @ :20–:30 rest or 6-8 x 100 IM @ :30 to :45 rest. Anaerobic — 200–600 m, 2–15 min, HR max (100%), 2:1–1:4, sample 6 x 50 swim @ 2:00 rest or 3 x 100 swim @ 4:00 rest. Sprint — 25–100 m, 1–2 min, HR max (100%), 1:3–1:4, sample 4-6 x dive 15m @ 1:00 rest or 6-8 x 12.5 swim @ :45 rest.

Seven energy zone system: Aerobic (Recovery) — variable distance and duration, HR < 140 (< 70%), sample 600 easy swim. Aerobic Development (EN1) — 1500–4000 m, ≥ 15 min, HR 140–160 (70–80%), :10–:30 rest, sample 6-10 x 400 swim @ :10 rest. Aerobic/Anaerobic Mix 1 (EN2) — 800–2000 m, 10–40 min, HR 160–180 (80–90%), :15–:30 rest, sample 4-6 x 300 swim @ :15 rest. Aerobic/Anaerobic Mix 2 (EN3) — 600–1600 m, 8–30 min, HR 180–max (90–100%), :30–:60 rest, sample 4-8 x 150 swim @ :30 rest. Anaerobic 1 (SP1) — 200–600 m, 2–15 min, HR max (100%), 2:1–1:1, sample 2-3 sets of 6-8x50 race tempo @ :10–:30 rest or 4 x 125 rotate IM @ :45 rest. Anaerobic 2 (SP2) — 200–600 m, 4–12 min, HR max (100%), 1:2–1:4, sample 4 x 75 swim @ 3:00–4:00 rest or 6 x 50 @ 2:00 rest. Sprint (SP3) — 25–100 m, 1–2 min, HR max (100%), 1:3–1:4, sample 4-6 x dive 15m @ 1:00 rest or 6-8 x 12.5 swim @ :45 rest.