ماذا يحدث للعضلات قبل وأثناء وبعد التمارين الرياضية؟

التمارين الرياضية

قال أحد الأطباء في جامعة هارفارد قولًا يفيد باعتبار النشاط البدني والقيام بالتمارين الرياضية Exercise بمثابة الدواء، وأن هذا الدواء مجاني وليس له أي آثار جانبية، كما إن التمارين الرياضية تساهم في تعزيز الصحة والرفاهية وزيادة العمر المتوقع للإنسان، ويقلل النشاط البدني بشكل كبير من خطر الإصابة بأمراض القلب والسكتة الدماغية والسكري من النوع الثاني وسرطان الثدي والقولون والاكتئاب ويحسّن القدرة على النوم والتحمل، كما إنه يساعد بالوصول لعلاقة حميمة أفضل بين الأزواج، ومن الجدير بالذكر أنه عند ممارسة الأنشطة الرياضية تطلق العضلات بعض المواد التي لها دور في عملية استرخاء جدران الأوعية الدموية وخفض ضغط الدم وتقليل الكوليسترول الضار وزيادة الكوليسترول النافع ونقل الغلوكوز من مجرى الدم إلى الخلايا، وخفض مستويات الأنسولين في الدم وتقليل الالتهابات،^[١] ويعد اتخاذ النشاط البدني المنتظم كنمط حياة عند المرضى أحد أهم الممارسات التي من شأنها تحسين الصحة العامة، وسيتم الحديث عن التمارين الرياضية وانقباض العضلات وتأثيره على الجسم في هذا المقال.^[٢]

ماذا يحدث للعضلات قبل التمارين الرياضية؟

قبل القيام بالتمارين الرياضية تكون العضلات في حالة استرخاء وراحة، وعند البداية بتمارين الإحماء تبدأ العضلات بالانقباض، ولفهم وضع العضلة قبل أداء الأنشطة البدنية لا بد من معرفة أن استرخاء العضلة يبدأ على مستوى الخلية العصبية الحركية التي تتوقف عن إفراز الإشارات الكيمائية المتمثلة بمادة الأستيل كولين في منطقة التشابك العصبي عند التقاء العصب بالعضلة، ويترتب على هذا التوقف في الإفراز حدوث إعادة استقطاب في الألياف العضلية، والذي بدوره يؤدي إلى إغلاق البوابات الموجودة في الشبكة الإندوبلازمية العضلية، وتقوم المضخات التي تستخدم أدينوسين ثلاثي الفوسفات بنقل الكاليسيوم خارج الساركوبلازم إلى الشبكة الإندوبلازمية العضلية، وبذلك يحدث إعادة تشكيل مواقع ربط الأكتين على الخيوط الرفيعة بدون القدرة على تكوين جسور متقاطعة بين خطوط السميكة والرفيعة مما يسبب فقدان العضلة للشد وحدوث استرخاء وراحة فيها.^[٣]

ولفهم آلية الانقباض والانبساط في العضلات الهيكلية يجب الوصول إلى تصوّر واضح لشكل الألياف العضلية وتركيبها، حيث تتكون العضلة الهيكلية الواحدة من مئات إلى آلاف الألياف العضلية التي ترتبط مع بعضها البعض عن طريق الأنسجة الضامة، وتتكون الألياف العضلية من وحدات تركيبية أصغر تتمثل بتكرار خيوط رفيعة وسميكة، ويُعزى ظهور النسيج العضلي بشكلٍ مخطط إلى هذه الخطوط،^[٤] وتعد الألياف العضلية أسطوانية الشكل ويبلغ قطرها من 0.02 إلى 0.08 ملم، وتشكل العضلات قسمًا كبيرًا من إجمالي وزن الجسم عند الإنسان، وترتبط العضلات بالعظام عن طريق الأوتار، وتكتسب الأوتار صفة المرونة نظرًا للمكونات الكيميائية التي تتركب منها والتي تشمل البروتينات الكولاجين والإيلاستين،^[٥] وتحصل العضلات على تغذية دموية وعصبية وفيرة، وهذا يتناسب مع الوظيفة الأساسية للعضلات الهيكلية، وقبل الانقباض وفي حالة ارتخاء العضلة يجب أن يتم تنبيه العضلة بواسطة خلية عصبية لكي يبدأ الانقباض.^[٦]

ماذا يحدث للعضلات أثناء التمارين الرياضية؟

تُحدث التمارين الرياضية تغييرات ظاهرية على شكل العضلات الهكلية، كما وتؤثر أيضًا على قوة وأداء هذه العضلات، وتدعى هذه التغيرات بتضخم العضلات، وعلى النقيض من ذلك، قد يؤدي عدم الالتزام بالأنشطة البدنية الرياضية إلى ضعف قوة العضلات وتراجع حجمها وهذه الحالة تسمى بالضمور العضلي، وتتسبب التمارين الرياضية بتكوين شبكات من الشعريات الدموية التي تكون أكثر اتساعًا حول الألياف العضلية، وتزوّد هذه الأوعية الدموية العضلات بمزيد من الأكسجين وتنقل فضلات عمليات الأيض، وتتسبب هذه التغييرات الخلوية في القدرة على الحفاظ على مستويات منخفضة من تقلصات العضلات لفترات أكبر دون إرهاق، وتحدث هذه التغيرات في تمارين التحمل.^[٧]

تبدأ عملية الانقباض بإطلاق إشارة تحفز الألياف العضلية على التقلص عبر الناقل العصبي، حيث تقوم الخلية العصبية المغذية للألياف العضلية بإفراز مادة الأستيل كولين، يؤدي إطلاق الأستيل كولين إلى إزالة الاستقطاب ودخول أيونات الصوديوم الموجبة الشحنة +Na إلى الخلية، الأمر الذي يحفز حدوث جهد فعل ينتشر إلى غشاء الخلية، وبعد ذلك تطلق الشبكة الإندوبلازمية العضلية أيونات الكالسيوم ++ Ca المخزنة فيها، ويبدأ تأثير الكالسيوم على عملية الانقباض، ويحافظ عليه أدينوسين ثلاثي الفوسفات، على طول المدة التي يبقى فيها الكاليسيوم في الساركوبلازم يربط التروبونين، مما يبقي على مواقع ربط الأكتين غير محميّة، وطالما أن أدينوسين ثلاثي الفوسفات موجود لتحريك الجسور العرضيّة وسحب خيوط الأكتين بواسطة الميوسين؛ تبقى العضلات مستمرّة في الانقباض والتقلص حسب الحد التشريحي لها، وفي العادة تتوقف العضلة عن التقلص عند انتهاء الإشارة الناتجة من الخلايا العصبية الحركية، حيث يحدث إعادة استقطاب الساركوليما وأنابيب T، وتغلق قنوات الكالسيوم في الشبكة الإندوبلازمية العضلية ثم يتم ضخ أيونات ++Ca مرة أخرى، مما يترتب على ذلك إعادة تغطية مواقع الربط على خيوط الأكتين ^[٣] وهناك عدة أنواع للانقباض العضلي ويمثل التالي شرحًا لها:

الانقباضات المتساوية التوتر

يبقى التوتر العضلي ثابتًا في هذا النوع من الانقباض، وهناك نوعان للانقباض المتساوي التوتر isotonic contractions هما الانقباض متحد المركز concentric contraction والانقباض غير المركزي eccentric contraction، أما بالنسبة للمتحد المركز فمثال ذلك هو حركة العضلة ذات الرأسين العضدية عند رفع وزن اليد إلى الأعلى مع زيادة توتر العضلات، وعندما تنقبض العضلة ذات الرأسين العضدية تنخفض زاوية مفصل الكوع مع اقتراب الساعد من الجسم، ويحدث الانقباض مع قصر الساركومير في ألياف العضلة وتشكُّل الجسور العرضية وسحب رؤوس الميوسين للأكتين، أما الانقباض غير المركزي فيتمثل بتناقص شد العضلات وإستطالتها، وتقل كمية الجسور العرضية المتقاطعة في هذا النوع من الانقباض والتي تم تنشيطها عن طريق تحفيز الجهاز العصبي، ويساعد هذا النوع من الانقباض في المحافظة على توازن الجسم وحركته.^[٨]

الانقباضات المتساوية القياس

يحدث هذا النوع من الانقباضات مع تدريبات القوة التي لا يوجد فيها نطاق حركة ولا حركة ظاهرة للمفاصل أو العضلات، ولا يتغير طول العضلات لأنها لا تتحرك تحت تأثير القوة، وتهدف هذه الانقباضات لزيادة قوة العضلات، ولفهم ماهية هذا النوع من التمارين؛ فيجب معرفة أن هذا النوع من الانقباض يستهدف عضلة معينة أو مجموعة من العضلات، ويعتمد مقدار التطوّر فيه على الوقت الذي يمكن الحفاظ على وضعية معينة للجسم والعضلات أثناء تأدية التمرين، ويستخدم هذا النوع من التمارين في تدريبات القوة واليوغا وفنون القتال والدفاع عن النفس، ومن الأمثلة على الانقباضات متساوية القياس حمل وزن ثقيل فوق الرأس بدون تحريكه، وتقوم العضلات الموجودة في الجزء العلوي من الجسم بتثبيت الوزن، ولا تتحرك هذه العضلات لأن الوزن لا يتم تحركه بل رفعه فقط، ومن الأمثلة أيضًا على هذه التمارين دفع جدار ثابت مثلًا، وعند القيام بالتمارين الرياضية يُفضل ويستحسن دمج العديد من الحركات بحيث يتم تحريك أكبر عدد من المفاصل والعضلات، وقبل الشروع بأي تمرين يجب البدء بالإحماء بشكل صحيح والتدرّج في زيادة وزن الأثقال المحمولة.^[٩]

ماذا يحدث للجسم أثناء التمارين الرياضية؟

تختلف استجابة الجسم عند قيام الشخص بأداء التمارين الرياضية بناءً على عدة عوامل تشمل قوة التمرين والمدة الزمنية التي يحتاجها ومدى تكراره إلى جانب العوامل البيئية المختلفة، ومن الجدير بالذكر أنه أثناء القيام بنشاط بدني تزداد حاجة الجسم للأكسجين وإلى إزالة غاز ثاني أكسيد الكربون، وتحدث تغيرات على مستوى التمثيل الغذائي والقلب والأوعية الدموية، ويعد أدينوسين ثلاثي الفوسفات مهم لانقباض العضلات وهو مصدر طاقة للعمليات البيولوجية، وفيما يأتي توضيحًا لما يحدث للجسم أثناء القيام بالتمارين الرياضية على مستوى عدد من أجهزة الجسم:^[١٠]

تأثير التمارين على الجهاز التنفسي

عند القيام بنشاط بدني تزداد عملية التهوية وتبادل الغازات عمّا هي عليه في الوقت الذي يكون فيه الإنسان في حالة راحة واسترخاء، وتأخذ هذه الزيادة نمطًا خطيًا، حيث إنه كلما ارتفعت قوة التمرين ازداد استهلاك غاز الأكسجين، ويبلغ استهلاك الأكسجين عند الذكور البالغين في وقت الراحة حوالي 250 مل، وقد يرتفع هذا الرقم إلى 5000 مل عند أداء التمارين البدنية، وترجع هذه الزيادة إلى ارتفاع قيمة الحجم المديّ ومعدّل التنفس وارتفاع الحاجة لغاز الأكسجين وإطلاق كميات أكبر من غاز ثاني أكسيد الكربون، ومن الجدير بالذكر أن قدرة التنفس لا تصل إلى أعلى قيمة حتى أثناء ممارسة التمارين الشاقة، ويبقى هيموغلوبين الدم متشبع بالأكسجين في فترة التمرين عند الأشخاص الذين لديهم وظائف سليمة في الجهاز التنفسي.^[١٠]

تأثير التمارين على القلب والأوعية الدموية

يزداد تدفق الدم في الأوعية الدموية أثناء القيام بالأنشطة البدنية أكثر من تدفقه في وقت الاسترخاء، وتساعد بعض المركبات في توسيع الأوعية الدموية لتسهيل التدفق مثل الأدينوزين أحادي الفوسفات وأيونات الهيدروجين والبوتاسيوم، ويساعد انخفاض درجة الحموضة وارتفاع درجة الحرارة في سحب منحنى تفكك الأكسجين إلى اليمين مما يسهّل انتقال الأكسجين إلى العضلات، وبذلك يزداد تدفق الدم للعضلات والشرايين التاجية ولكن يبقى تدفق الدم إلى الدماغ ثابتًا، ولإطلاق الحرارة أيضًا يزداد تدفق الدم إلى الجلد، ويرتفع معدل ضربات القلب وحجم النفضة مما يترتب علية زيادة نتاج القلب، وتتناسب هذه الزيادة مع زيادة استهلاك الأكسجين، وتحدث التأثيرات المؤثرة على الميقاتية وغير التقلصية على القلب بواسطة تحفيز الجهاز الودي السمبثاوي، ويتم التحكم أيضًا بمعدل ضربات القلب وزيادته عن طريق تثبيط العصب المبهم بالإضافة لتأثير نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون على النخاع، وتعدّ قوة انقباض القلب ذات أهمية عند الأشخاص الرياضيين بحيث يزداد نتاج القلب لديهم، وترتكز هذه الزيادة على ارتفاع قيمة حجم النفضة بدلًا من معدل ضربات القلب الذي يكون أقل لدى الرياضيين المدربين من غيرهم.^[١٠]

تأثير التمارين على درجة حرارة الجسم

عند تحويل الطاقة لنشاط عضلي يتم تحرير بعضها على هيئة طاقة حرارية، مما يترتب على ذلك ارتفاع في درجة حرارة الجسم، وإطلاق هذه الحرارة يتطلب زيادة تدفق الدم إلى الجلد، بحيث يحدث توسع في الأوعية الدموية الموجودة في الجلد، ويساهم أيضًا إفراز العرق بفقدان الحرارة إلى جانب خروج الحرارة مع الزفير أثناء التنفس، وتعد تحت المهاد هي المسؤولة عن تنظيم الحرارة في جسم الإنسان، ومن الجدير بالذكر أن ممارسة الرياضة والتمارين الشاقّة في الأجواء الحارّة والرطبة قد يتسبب بعدم فقدان الحرارة بشكلٍ سليم مما قد يعرض الشخص لضربة شمس، وقد تظهر عليه أعراض الضعف الشديد والإرهاق والصداع والدوخة وقد تصل لدرجة فقدان الوعي.^[١٠]

ماذا يحدث للعضلات بعد التمارين الرياضية؟

تكون العضلات بعد التمارين الرياضيّة في حالة انقباض ثم تعود لوضع الراحة،^[٣] وقد يشعر أي شخص بعد القيام بالتمارين الرياضية بالألم بعد يوم أو يومين من أداء النشاط الرياضي البدني بصرف النظر عن مستوى لياقة الشخص البدنية، ويعد هذا النوع من الألم طبيعيًا ولا يدوم طويلًا، كما ويمكن اعتباره مؤشر على ارتفاع مستوى اللياقة البدنية، ويتم تفسير حدوث هذا الألم بوجود تلفًا مجهريًا في ألياف العضلات، ويعد القول بأن حمض اللاكتيك هو السبب قولًا خاطئًا لأن حمض اللاكتيك لا يشارك في هذه العملية، ومن المهم معرفة أنه لا يوجد علاج واحد فعال بنسبة 100 % لهذا الألم، ولكن يمكن للراحة واستخدام كمادات الثلج ومسكنات الألم وتدليك العضلات المساهمة في تخفيفه، ومن الجدير بالذكر أن بإمكان الشخص القيام بالتمارين رغم وجود هذا الألم وقد يشعر الشخص بتحسن بعد تسخين العضلة وممارسة الإحماء، ولكن من المرجح أن يعود الألم بعد التمرين وبرود العضلة.^[١١]

لمعرفة المزيد من المعلومات، يمكنك قراءة المقال الآتي: نصائح لتجنب آلام العضلات بعد الرياضة.

ما هو تضخم العضلات؟

يعرّف تضخم العضلات بأنه زيادة حجم الخلايا العضلية وزيادة قوتها، ولفهم آلية حدوث تضخم العضلة؛ لا بد من معرفة أنه عندما يرفع الشخص أوزانًا يحدث تلف مجهري في الألياف العضلية، ويحفز هذا التلف آليات الإصلاح عند الإنسان، ويقوم الجسم بنقل المواد المغذية للعضلات لكي تقوم بإصلاح التلف وزيادة الليفات العضلية، وبازدياد عدد اللييفات العضلية يحدث تضخم في ألياف العضلات ويزداد حجمها، وتجدر الإشارة هنا إلى أنه لا يتم إنشاء ألياف عضلية جديدة ولكن يحدث تضخم فقط فيها وزيادة في الليفات العضلية، وقد تُمكن البيولوجيا الجزيئية والتقنيات المجهرية المختصين من رؤية الخلايا وكيفية ثأثير تقلصات الألياف العضلية الخلايا غير الناضجة على النمو لتصبح لييفات عضلية ناضجة، مما يؤدي إلى التضخم،^[١٢] ويمكن رؤية تضخم العضلات عند الأطفال في حالات نقص هرمون الغدة الدرقية ومتلازمة إيزاكس ومتلازمة شوارتز جامبل وبعض حالات ضمور العضلات الشوكي، ولا تعد هذه الحالات طبيعية وتضخم العضلات فيها ليس نتيجة للتمارين الرياضية.^[١٣]

نصائح للحفاظ على صحة العضلات عند ممارسة التمارين الرياضية

هناك العديد من النصائح والإرشادات التي من شأنها المحافظة على العضلات وضمان القيام بالتمارين الرياضية بشكلٍ صحيح، ومنها رفع الأوزان بصورة تدريجية لجعل العضلات أقوى وزيادة كتلتها، ومن الجدير بالذكر أن التمارين الرياضية تقوي العظام أيضًا وتساعد في تحسين صحة الإنسان وقدرته على ممارسة الأنشطة الحياتية اليومية بأفضل صورة، ويُوصى بممارسة تمارين تقوية الساقين والوركين والظهر والصدر والبطن والكتفين والذراعين مرتين على الأقل أسبوعيًا، وتحتاج العضلات إلى 48 ساعة على الأقل للتعافي بين جلسات التمارين، ومن النصائح المهمة للحفاظ على صحة العضلات ما يأتي:^[١٤]

• يجب القيام بتسخين العضلات لمدة خمس إلى 10 دقائق والقيام بالمشي والحركة للإحماء في بداية التمرين.
• التركيز على شكل الجسم حيث إنه من الممكن أن يؤدي سوء تموضع الجسد إلى حدوث إصابات وعدم الاستفادة المثلى من التمرين الرياضي، لذلك يجب محاذاة الجسم بهيئة صحيحة والتحرك بشكل سلس ومرن أثناء الرياضة.
• البدء برفع أوزان خفيفة جدًا أو رفع الدمبل بدون وزن.
• القيام بالتمرين بإيقاع معين للمساعدة في التحكم بالتمرين، ومثال ذلك استخدام العدّ عند خفض الجسم مثلًا ورفعه ب 3 عدّات.
• التحكم بالتنفس وإطلاق الزفير عند القيام بتمرين ضد مقاومة أو ممارسة الرفع والشد، وأخذ الشهيق عن تحرير الشد.
• اختيار الوزن الذي يسبب التعب للعضلات عند آخر تكرارين للتمرين، وإذا لم يكن بالمستطاع القيام بآخر تكرارين يجب اختيار وزن أقل.
• يمكن القيام بتمرين واحد كامل للجسم مرتين أو ثلاث مرات في الأسبوع ويمكن أن تقسم التمارين على أجزاء الجسم المختلفة.
• يجب إراحة العضلات وإعطاءها مدة كافية تبلغ 48 ساعة لتجنب حدوث حالاتالتمزق العضلي وبعض المضاعفات الأخرى.

المراجع

1. ↑ "Is exercise really medicine?", www.health.harvard.edu, Retrieved 2020-07-11. Edited.
2. ↑ "EXERCISE PROFESSIONALS", www.exerciseismedicine.org, Retrieved 2020-07-11. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت} "65 10.3 MUSCLE FIBER CONTRACTION AND RELAXATION", opentextbc.ca, Retrieved 2020-07-11. Edited.
4. ↑ "All About the Muscle Fibers in Our Bodies", www.healthline.com, Retrieved 2020-07-11. Edited.
5. ↑ "Muscle Types", www.britannica.com, Retrieved 2020-07-11. Edited.
6. ↑ "Structure of Skeletal Muscle", training.seer.cancer.gov, Retrieved 2020-07-11. Edited.
7. ↑ "68 10.6 EXERCISE AND MUSCLE PERFORMANCE", opentextbc.ca, Retrieved 2020-07-12. Edited.
8. ↑ "66 10.4 NERVOUS SYSTEM CONTROL OF MUSCLE TENSION", opentextbc.ca, Retrieved 2020-07-12. Edited.
9. ↑ "What Is the Isometric Contraction?", www.livestrong.com, Retrieved 2020-07-12. Edited.
10. ^ ^{أ ب ت ث} "Physiological effects of exercise ", academic.oup.com, Retrieved 2020-07-12. Edited.
11. ↑ "Why do I feel pain after exercise?", www.nhs.uk, Retrieved 2020-07-12. Edited.
12. ↑ "How Muscles Work and How They Respond to Resistance Training", www.medicinenet.com, Retrieved 2020-07-12. Edited.
13. ↑ "Muscle Hypertrophy", www.sciencedirect.com, Retrieved 2020-07-12. Edited.
14. ↑ "7 tips for a safe and successful strength-training program", www.health.harvard.edu, Retrieved 2020-07-12. Edited.