سازگاری فیزیولوژکی و متابولیک در واکنش به قرار گرفتن در معرض ارتفاع بلند و بلند مدت

تمرین در ارتفاع

تمرین در ارتفاع

مقدمه

بررسی های انجام شده در طی دهه ی اخیر اطلاعات جدیدی به بار آوردند. این اطلاعات به سازگاری های فیزیولوژکی و متابولیک انجام شده در واکنش به قرار گرفتن در معرض ارتفاع بلند و بلند مدت مربوط می شود.

این بررسی ها مکانیزم های بالقوه را مورد آزمایش قرار داده اند که مسئول دگرگونی های مشاهده شده در متغییر های مهم و اصلی چون ضربان قلب، حجم ضربه ای برون ده قلبی، جریان خون عضلات، کاربرد بنیادی و عملکرد میتوکندری، هم در زمان استراحت و هم حین انجام ورزش هایی با شدت متفاوت هستند.

به علاوه وقوع و مکانیزم های مربوط به لاکتات پارادوکس همچنان باعث سردرگمی محققان است.

واضح است که قرار گرفتن در معرض ارتفاع بالا یک عامل محیطی فشار است. این عامل فشار موجب واکنش شدید سمپاتیک – آدرنال می شود. این واکنش به بسیاری از سازگاری هاو انطباقات مهم و حیاتی که دربالا به آنها اشاره شد، کمک می کند.

از سوی دیگر همانطور که برخی از این سازگاری ها مهم فیزیولوژیکی را موجب بهبود عملکرد می دانند، افزودن یکی از چیزهای زندگی تمرین درارتفاع به برنامه روزانه آموزشی ورزشکاران استقامت مرسوم شده است.( برای مثال زندگی کردن در ارتفاع بالا- کم تمرین کردن)

در آخر ذکر این مسئله مهم است که عوامل بسیاری برروی میزان سازگاری انطباق افراد با فشار اعمال شده به خاطر قرار گرفتن در معرض ارتفاع بالا تأثیر دارد.

برخی از این عوامل عبارت اند از : ۱) میزان کم اکسیژنی. ۲) طول زمان قرار گرفتن در معرض وضعیت کم اکسیژنی. ۳) شدت ورزش میزان کار خالص در مقایسه با میزان کار نسبی. ۴) گوناگونی بینرافراد در در انطباق با محیط های اکسیژن واکنش حساس دربرابر غیر حساس

زمانی که واکنش های فیزیولوژیکی را به ورزش در ارتفاع بالا مورد بحث قرار می دهیم باید یک سری عوامل را مد نظر قرار داد.

اول و قبل از هر چیز دیگر درجه یا میزان کم اکسیژنی است که فرد متحمل می شود. با صعود به ارتفاعات بالاتر میزان اکسیژن موجود در هوای اطراف یا هوای تنفس شده هر چه بیشتر کاهش می یابد.(PIO2)

در ارتفاعات پایین غلظت اکسیژن شریانی(Sao2) در حالت استراحت عموماً به خوبی در وضعیت اولیه خود باقی می ماند بنابراین تنها اندکی برهم خوردگی تعادل می شود.

هرچند با صعود فرد به ارتفاعات متوسط (تا ۳۰۰۰ متر یا ۹۸۰۰ فوت) کاهش جزئی اما آشکاری در Sao2 در حالت استراحت ( از ۹۲-۹۵%) مشاهده می شود و PIO2 هوای اطراف نیز می تواند تا اندازه ۱۱۰ mmgh کاهش یابد.(در مقایسه میزان ۱۵۹ mmgh در سطح دریا)

در ارتفاعات بالاتر (۵۰۰۰ متر یا ۱۶۴۰۰ فوت ) فشار سهمی اکسیژن محیط(po2) محیط به میزان ۸۵ mmgh کاهش می یابد و(Sao2) در حالت استراحت به ۸۰% یا پایین تر می رسد.

کاهش فشار اکسِیژن تنفس شده PIO2و در نتیجه ی آن کاهش غلظت اکسیژن شریانی به علت قرار گرفتن در معرض ارتفاع بالا اختلال آشکاری را در تعادل در حالت استراحت نشان می دهد.

در نتیجه در واکنش به فشار اعمال شده از سوی کم اکسیژنی، شماری از سازگاری های فیزیولوژیک و متابولیک به منظور اکسیژن رسانی مناسب بافتها ضروری هستند.

شدت زمان صرف شده برای ورزش عامل دومی است که باید در رابطه با واکنش های فیزیولوژیکی به ورزش در ارتفاع مد نظر قرار دهیم.

همانگونه که در سطح دریا مشاهده شد، شدت فشار نسبی مدت زمان صرف شده برای ورزش نقش مهمی در سازگاری های فیزیولوژیک و متابولیک بعدی دارد.

بدن برای حفظ عملکرد خود به این سازگاری ها برای مثال سازگاری قلبی، عروقی، تنفسی، هورمونی نیازمند است.

علاوه براین باید خاطر نشان ساخت که زمانی که در ارتفاع کار معینی به اندازه مشابه آن در سطح دریا انجام می دهیم شدت نسبی ورزش در ارتفاع بیشتر است نیز اختلال در تعادل نیز به طور چشمگیری زیادتر است.

در نتیجه هنگام انجام فعالیت های ورزشی مشابه در ارتفاع در مقایسه با سطح دریا سازگاری بیشتری(فیزیولوژیک، متابولیک) با ورزش نیازمند است.

دلیل اصلی این مشاهده این است که اکسیژن مصرفی vo2برای فعالیت ورزشی زیربیشینه در سطح دریا مشابه است.

هرچند در نتیجه کاهش حداکثر اکسیژن رسانی (vo2max) با افزایش ارتفاع بازده نیروی داده شده حاکی از شدت نسبی ورزش بیشتر در ارتفاع بالاتر است. به عبارت دیگر درصد بیشتری ازvo2max.

تمرین در ارتفاع

برای مثال افرادی که در بررسی قله pike حضور دخیل بودند.(کلورادو، آمریکا) دوچرخه سواری با بازده نیروی برابر ۱۰۰ وات در سطح دریا مصرف اکسیژن برابر ۵/۱ لیتر در دقیقه را نشان داد که حاکی از شدت نسبی کاری برابر ۵۰% از vo2maxدر سطح دریا است.

هنگامی که در قله ۴۳۰۰ متری pike با میزان کار مشابهی به میزان ۱۰۰ وات دوچرخه سواری می کنید vo2مشاهده شده در سطح دریا ۱۰۵ لیتر بر دقیقه مشابه بود.

هرچند در نتیجه کاهش vo2maxدر این ارتفاع ( حدود ۲۵ؤ%) این مسئله شدت نسبی ورشی به طور قابل توجهی بزرگتر را به میزان ۶۵% از vo2maxنشان داد.

به دلیل این شدت نسبی بزرگتر سازگاری های فیزیولوژیکی و متابولیکی برجسته تری نیاز است تا تعادل برای کار خالص داده شدت در ارتفاع انجام شده وقتی در مقایسه یا سطح دریا است، حفظ کرد.

متعاقباً هنگام ورزش در ارتفاع ۲ فشار مجزا و متفاوت وجود دارد که بدن باید به آنها واکنش دهد و سازگاری یابد. ( کم اکسیژنی و ورزش)

وجود همزمان این دو عامل فشار تأثیر فزاینده ایی خواهد داشت که برحداکثر ظرفیت ورزش مدت زمان تحمل تا زمان خستگی و عملکرد کلی ورزش تأثیر خواهد گذاشت.

به منظور ایجاد سازگاری های لازم در برابر عوامل فشاری که در بالا به آنها اشاره شد، در تلاش برای حفظ توزیع اکسیژن به بافتهای ضروری به تعداد سیستم های تنظیمی نیاز داریم.

در بین این سیستم ها دو سیستم زیر نقش عمده دارند: ۱) cns که قادر است سازگاری های بسیار سریعی را در بخش های بزرگ بدن ایجاد کند. ۲) سیستم غدد درون ریز که می تواند تأثیری بزرگتر و جامعتر داشته باشد. اما زمان بیشتری نیاز دارد با واکنش نشان دهد.

خصوصاً سیستم سمپاتیک عصبی (SNS) و غدد فوق کلیوی در کمک به افراد برای واکنش به این عوامل نقش مهمی دارند.

عامل آخر تعیین واکنش فیزیولوژیک به ورزش در ارتفاع این است که آیا فرد با ارتفاع سازگار شده است یا نه؟

بنابراین وقتی یک فرد ساکن ارتفاعی برابر سطح دریا به مدت کوتاهی در معرض محیط ارتفاع بالا قرار می گیرد، در مقایسه با کسی که با ارتفاع بالا سازگاری پیدا کرده است، بطور متفاوتی واکنش نشان می دهد.

تعدادی انطباقات هستند که با سازگاری با ارتفاع بالا مربوط هستند. انطباقاتی که فشار فیزیولوژیکی وارد شده به هنگام ورزش در ارتفاع را تا حدی کاهش می دهد البته در مقایسه با کسی که سازگاری نیافته است.

برخی از این انطباقات می توانند به ورزشکاران استقامت در بهبود عملکردشان کمک کنند و می توانند به عنوان مفهوم اصلی برای الگوی زندگی در ارتفاع بالا و تمرین در سطح دریا، بکار روند.

برای دلایلی که در مورد قرار گرفتن برای مدت کوتاه در ارتفاع بالا به آنها اشاره شد، چندین انطباق فیزیولوژیک و متابولیک وجود دارد که بسیار به آن پرداخته شده و سندیت دارد.

تمرین در ارتفاع سازگاری های که در مقایسه با سطح دریا هم زمان استراحت و هم در حین ورزش صورت گرفته اند.

هدف اصلی بدن اطمینان حاصل کردن از این است که میزان کافی اکسیژن به عضلات در حال ورزش برسد.

از طریق سازگاری هایی در پیوندهای گوناگونی که آبشار اکسیژن (Oxygen cascade) را می سوزاند می توان به این هدف دست یافت.

زمانی از تأثیر کم اکسیژنی برروی توزیع و مصرف اکسیژن در حین ورزش بحث می کنیم، بهتر است بحث را با معادلهFlick شروع کنیم.

Vo2 =Q *(a-v) o2 difference

همانطور که اشاره شد میزان vo2 تابعی از جریان خون برون ده قلبی و تفاوت مصرف اکسیژن بافتهاo2]([(a-vاست.

زمانی که تک تک اجزائی که معادله Flik را تشکیل می دهند، بررسی می کنیم ممکن است ارزیابی دقیقی بدست آورد از اینکه چگونه عوامل حیاتی مربوط به مصرف و توزیع اکسیژن تحت تأثیر بودن کوتاه مدت و بلند مدت در ارتفاع هستند.

برون ده قلبی Q

Q تابعی از ضربان قلب X حجم ضربه ایی است. در معرض قرار گرفتن اولیه در برابر ارتفاع در تلاش برای جبران حجم کاهش یافته اکسیژن خون ضربان قلب و بنابراین Q افزایش می یابد.

این سازگاری کمک می کند که میزان کافی اکسیژن به بافتها از جمله عضلات در حال ورزش برسد.

در طول میزان ورزش زیر بیشینه تغییرات Q و جریان خون عضلات موضعی رسیدن اکسیژن کافی به عضلات در حال کار را ممکن می سازد.

در نتیجه برای میزان کمتر از حداکثر کار داده شده، میزان VO2 از میزان VO2 از سطح دریا تغییر نمی کند.

بنابراین، میزان بالاتر Q در ارتفاع در مقایسه با سطح دریا، سطح اکسیژن انتقال یافته و مصرف شده توسط عضلات در حال کار همان طور ثابت نگه می دارد.

۱.۱ ضربان قلب

افزایش ضربان قلب باعث افزایش Q می شود. افزایش ضربان قلب در قرار گیری سریع در معرض ارتفاع بالا مشود است و چندین عامل با هم دلیل آن است.

تحریک گیرنده های آدرنالین بتا ( B-adrenergic) قلبی به وسیله اعصاب سمپاتیک قلبی و آدرنالین ( اپی نفرون) در حال گردش عامل مهمی برای افزایش ضربان قلب است که هم در حال استراحت و هم در طول ورزش زیربیشینه در ارتفاع مشاهده می شوند.

مدرک قاطعی وجود دارد که SNS در طول بودن کوتاه مدت و بلند مدت در ارتفاع بالا فعال می شود.۰ (سطوح سرخرگی آدرنالین نورآدرنالین و میکرونئوگرافی، زیادی نورآدرنالین).

علاوه براین مدرکی که اخیراً بدست آمده نشان می دهد که عضو آدرنالین آلفا SNS ممکن است در تغییر ضربان قلب در طول سازگاری با ارتفاع نقش داشته باشد.

به علاوه امکان دارد افزایش ضربان قلب در حال استراحت و ورزش در ارتفاع تا حدی به علت پس روی(withdrawal) جزئی پاراسمپاتیک باشد.

۱.۲ حجم ضربه ای

حجم ضربه ای عامل دیگری است که برQ تأثیر دارد. در آغاز قرار گرفتن در معرض ارتفاع بالا، به نظر می رسد که حجم ضربه ای در طول ورزش کمتر از حداکثر به اندازه ناچیزی تحت تأثیر قرار گیرد. ( در مقایسه با سطح دریا پایین تر است.)

هر چند با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض ارتفاع حجم ضربه ای آشکارا در طول زمان کاهش می یابد و بعد از ۲-۱ هفته ثابت می شود.

در حالی که عوامل مسئول این تغییر در حجم ضربه ای ناشناخته اند، کاهش میزان پلاسما که ثابت شده است یکی از سازگاری های مربوط به قرار گرفتن در ارتفاع بالاست، ممکن است در این بررسی نقش داشته باشد.

کاهش میزان پلاسما موجب کاهش عملکرد سیاهرگی خواهد شد و بعداً پر شدگی بطن چپ که به موجب آن حجم ضربه ای پایین می آید. ( از طریق اثر Frank-staling) همچنین ممکن است که افزایش کار قلب موجب کاهش حجم ضربه ای در طی زمان اقامت در ارتفاع باشد.

بالا رفتن فعالیت سمپاتیک اعصاب در طی هفته اول اقامت در ارتفاع موجب افزایش پیش رونده در مقاومت سمپاتیک عروق شود و در نتنجه این به معنای فشار خون سرخرگی است.

نتیجه برایند افزایش میزان کار می تواند موجب کاهش حجم ضربه ای شود.

این که هر گونه کاهش حجم ضربه ای به دلیل تغییرات درونی انقباض پذیری عضله قلب است، مورد تأیید است.

هر چند از ورزش های شدید تر به خاطر دلایل ذکر شده در بالا، توزیع اکسیژن نمی تواند با نیاز عضلات هماهنگ شود، بدینگونه باعث ناهماهنگی می شود.

در بررسی کاهش پیوسته vo2max با افزایش ارتفاع این محدودیت آشکار است. کاهش vo2max طی ساعات اولیه قرار گرفتن در معرض ارتفاع مستقیماً به کاهش cao2 مربوط می شود. این کاهش به کم اکسیژنی مربوط می شود زیراvo2maxدر کوتاه مدت تغییر نمی کند.

همچنین باید متذکر شد که کاهش های چشمگیر vo2maxدر ارتفاعات ۶۰۰-۸۰۰ متری نیز قابل تشخیص است.

در سازگاری با ارتفاع (۱-۳ هفته) برای بازده نیروی داده شده Q از همان ابتدای قرار گرفتن در معرض ارتفاع کاهش می یابد دلیل این امر کاهش حجم ضربه ای است که خود ناشی از پرشدگی کاهش یافته وریدی و کاهش ضربان قلب است.

کاهش ضربان قلب با رقیق شدگی به واکنش قلبی به تحریک B-adrenergic و یا با افزایش فعالیت واگ مرتبط است.

در نتیجه کاهش Q و جریان خون در عضلات ( بخش ۲۰۱ را نگاه کنید) در نتیجه با سازگاری میزان توزیع خالص اکسیژن در طول ورزش زیر بیشینه از قرار گرفتن کوتاه مدت در معرض ارتفاع تغییر نمی کند. اساسا ً دلیل این امر افزایش cao2 به همراه جذب بهتر اکسیژن توسط عضلات است.

هرچند بعد از سازگاری علی رغم افزایش چشمگیر cao2vo2max همچنان کاهش می یابد

هرچند مکانیزم دقیق آن واضح نیست، کاهش Q max و نیز توزیع مجدد جریان خون به بافتهایی که در حال ورزش نیستند، عوامل اجتماعی این پدیده هستند.

یافت مداوم حداکثر حجم ضربه ای کاهش یافته بعد از سازگاری، دلیل اصلی کاهش Qmax است.

در صعود های بسیار بالا ، کاهش حداکثر ضربان قلب نیز می تواند موجب کاهش Qmax شود.

۲. تفاوت اکسیژن سرخرگی، سیاهرگی o2 Oifference ( a-v)

استفاده از اکسیژن توزیع شده به عضلات در حال ورزش درارتفاعات، اکسیژن سرخرگی سیاهرگی آشکار است.

یک سری از عوامل بر میزان اکسیژن مصرفی عضلات تأثیر دارند. میزان توزیع اکسیژن و جریان خون موضعی عضلات، عوامل مهم تأثیر گذار بر میزان مصرف اکسیژن عضلات در حال ورزش هستند.

پخش اکسیژن از مویرگ ها به سلول های عضلات عامل دیگری است که در تشخیص تفاوت اکسیژن سرخرگی سیاهرگی دخیل است و نهایتا ً حجم اکسیداسیون میتوکندریایی سلول های عضلات به همراه نیاز یا میزان متابولیک سلول، عامل اصلی است که بر تفاوت (a-v) o2 تأثیر می گذارد.

۲.۱ جریان خون عضلات

بررسی های انجام گرفته در قله ی pikes peck (4300 متر، فشار بارومتریک= ۴۶۰ mmhg) جریان خون عضله پا را در طول دوچرخه سواری کمتر از حداکثر مورد مطالعه قرار داده اند.

این بررسی ها تا حدی موضوعات مربوط به توزیع، نیاز و مصرف اکسیژن حین ورزش در ارتفاع را شفاف کردند.

در حالی که غلظت اکسیژن sao2 و تعداد سلول های قرمز خون با سازگاری افزایش می یابند.

توزیع خالص اکسیژن به عضلات در حال ورزش به همان صورت افزایش نیافت.

این امر نتیجه کاهش واقعی جریان خون عضلات در حین ورزش است، و در نتیجه ی آن جبران بهبود حجم اکسیژن است. (نمودار ۱)

بنابراین اکسیژن رسانی به عضلات در مقایسه با تطبیق توزیع و نیاز اکسیژن در قرار گرفتن کوتاه مدت در معرض ارتفاع تغییر نمی کند.

یک سری بررسی های بعدی از جمله بررسی های انجام شده در ارتفاعات بالاتر (۵۲۶۰) این یافته ها را تأیید می کند.

بنابراین به نظر می رسد که توزیع اکسیژن به عضلات در حال ورزش در طول ورزش کمتر از حداکثر چنان تنظیم می شود که توزیع با تقاضا منتبق می شود.

۲.۲ جذب اکسیژن

چندین بررسی معلوم کرده است که ظرفیت گسترش اکسیژن در طول ورزش در ارتفاع بالا عامل محدود کننده ایی نیست.

به علاوه به نظر می رسد جذب اندک اکسیژن توسط عضلات در حال ورزش قبل و بعد از سازگاری یکی باشد، و این نشان می دهد که پخش و مصرف توسط میتوکندری سازگاری نمی یابد.

این یافته ها با نتایج حاصله از بررسی های انجام شده در ارتفاع ۴۳۰۰ متری بااستفاده از بازده B- odrenergic ( داروی پروپرانول) مطابقت دارند.

همانگونه که انتظار می رفت، بازده بتا باعث کاهش ضربان قلب در طول ورزش زیربیشینه و در نتیجه Q شد.

هرچند کاهش حاصل شده در توزیع اکسیژن به عضلات در حال ورزش به وسیله جذب بهبود یافته اکسیژن توسط بافت ها جبران شد.

در طول ورزش زیر بیشینه در بین افرادی که در آنها ازعامل بتا (B)جلوگیری شده بود VO2 کل بدن و پاهای در حال ورزش، ثابت ماند.

این امر حاکی از آن است که تفاوت بیشتر (a -v) o2 با وجود کاهش توزیع بیسمپاتیک اکسیژن در ارتفاع ممکن است.

بنابراین توزیع سلولی اکسیژن توانست با نیاز به اکسیژن در طول ورزش کمتر از حداکثر در ارتفاع هماهنگ شود.

با در نظر گرفتن این موارد، این اطلاعات نشان می دهند که همان گونه که با ورزش در سطح دریا، میزان متابولیک افزایش می یابد، عضلات فعال می توانند اکسیژن جذب کنند درست همان گونه که در طول ورزش کمتر از حداکثر تحت شرایط کم اکسیژنی به اکسیژن نیاز است.

به نظر می رسد الگوی پایدار هست که عضلات فعال می توانند توزیع و جذب اکسیژن را برای هماهنگی با نیاز متابولیک در طول ورزش زیر بیشینه در ارتفاع هماهنگ کنند.

 

برچسب ها

0 دیدگاه در “سازگاری فیزیولوژکی و متابولیک در واکنش به قرار گرفتن در معرض ارتفاع بلند و بلند مدت”

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *



مطالب مرتبط: