شناخت سیستمهای تولید انرژی در بدن یکی از مهمترین مسائلی هست که یک ورزشکار و مربی باید با آن آشنا باشند. شناخت آنها کمک زیادی به طراحی تمرین توسط مربیها آمادهسازی تیمهای ورزشی و موفقیت یک ورزشکار دارد در این مقاله در فوتسال لرن در مورد شناخت و انواع سیستمهای تولید انرژی و اهمیت این سیستمها در ورزش فوتسال صحبت خواهیم کرد
چرا باید سیستمهای تولید انرژی را بشناسیم
یکی از اصول تمرین، اصل ویژگی تمرین است، بر اساس این اصل، تمرین باید شبیه به الگوهای آن رشته ورزشی باشد. درواقع در تعریف بهتر اصل ویژگی باید اذعان داشت تمرین باید نسبت به سیستمهای انرژی، عضلات درگیر، زاویه جنبش عضلات، و … ویژگی داشته باشد.لذا تمرین دادن سیستمهای تولیدکننده انرژی در فوتسال بسیار مهم است
تولید انرژی در بدن
قبل از شناخت سیستمهای تولید انرژی باید از مکانیسم تولید انرژی در بدن انسان آشنا شویم.
مادهای به نام ادنوزین تری فسفات که به اختصار بهصورت ATP شناخته میشود مسئول تولید انرژی در بدن است.
ATP یک ترکیب شیمیایی بسیار پیچیده است که از یک مولکول آدنوزین (یک ترکیب قند دار است) و سه گروه فسفات تشکیلشده است. پیوندهای گروه فسفات با مولکول ادنوزین مسئول انرژی زایی این ترکیب است. به این صورت که با شکستن هریک از این پیوندها که به پیوندهای پرانرژی معروف هستند و آزاد شدن یک گروه فسفات مقدار زیادی انرژی تولید میشود.بهنحویکه از کل مولکول چیزی حدود ۸۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ کالری انرژی به دست میآید. این انرژی صرف فعالیت مکانیکی عضله میشود.
از هر مولکول ATP یک مولکول ADP یک گروه فسفات و مقداری انرژی ایجاد میشود. فسفات آزادشده در ادامه طی فرایندی دوباره با ADP تولیدشده پیوند میخورد و یک مولکول ادنوزین تری فسفات جدید ایجاد میشود.
متأسفانه مقدار ATP ذخیرهشده در سلول عضلانی بسیار کم است و برای فعالیت در حد 2ثانیه کافی است البته ذخایر ATP بهطور مدام در سلول مصرف و بازسازی میشود. لذا درون سلول سیستمهایی برای بازسازی ATP وجود دارد.
علاوه بر ATP، ماده دیگری به نام کراتین فسفات (PC) هم بخشی از انرژی بدن را تأمین میکند.PC بهطور مستقیم بهعنوان منبع انرژی مورداستفاده قرار نمیگیرد و در عوض برای ساختهشدن مجدد ATP از ADP مورداستفاده واقع میشود(زمانی که PC شکسته میشود مقدار زیادی انرژی آزادشده و کراتین فسفات آزاد تشکیل میشود، این انرژی برای تولید مجدد ATP در دسترس قرار خواهد گرفت).
خوب حالا که تا حدودی با روش تولید انرژی در بدن آشنا شدید حالا به نکته مهم اشاره خواهیم کرد و گفتیم در بدن ما مولکول ATP مسئول ایجاد انرژی است. به عبارتی مولکول ادنوزین تری فسفات ارز انرژی انسان حساب میآید و بدن برای تولید انرژی ایجاد باید ذخایر در بدن ایجاد کند. این روش تولید انرژی در بدن بسیار پیچیده است اما میشود به دو روش کلی اشاره کرد که در ادامه در مورد این دو دستگاه تولید انرژی صحبت خواهیم کرد
سیستم انرژی چیست؟
سیستم انرژی یک فرایند فیزیولوژیکی است که نشان میدهد که بدن چگونه از انرژی مواد غذایی برای تأمین سوخت فعالیتهای خود استفاده میکند.
به شکل دقیقتر، سیستم انرژی فرایندی است که طی آن بدن شخص کربوهیدراتها، پروتئین و چربی را به شکلی از انرژی تبدیل میکند که سلولها بتوانند از آن انرژی برای تأمین قدرت انجام فعالیتهای مختلف خود مثل کار با وزنه، دوچرخهسواری یا دوندگی استفاده کنند.
در مورد این دانش اطلاعات بسیار زیادی را میتوان ارائه داد، پس بیایید از اول شروع کنیم.
پس از صرف یک وعده غذایی، بدن پروتئین، کربوهیدراتها و چربی را به مولکولهای کوچکتری تجزیه میکند.
معرفی خرید و دانلود کتاب تمرینات توانی در فوتبال ( رویکرد علمی و عملی)
کتاب « تمرینات توانی در فوتبال (رویکرد علمی و عملی)
تألیف : ینس بنگسبو ، جاسپر اندرسون
ترجمه : دکتر عبدالحسین پرنو ، دکتر صادق امانی شلمزاری و دکتر غلامرضا جهانی
تعداد صفحات : 94صفحه مصور
فرمت : pdf
حجم : 8 مگا بایت
پروتئین به مولکولهایی به نام آمینواسید تجزیه میشود، کربوهیدراتها به مولکولهای قند سادهای به نام گلوکز تجزیه میشوند و چربیها به مولکولهایی با نام تری گلیسیرید تجزیه میشوند.
آمینواسیدها عمدتاً بهعنوان “ واحدهای سازنده “ سلولها مورداستفاده قرار میگیرند و بهندرت از آنها بهعنوان انرژی استفاده میشود. هنگامیکه بدن آمینواسید بیشازحدی در اختیار داشته باشد یا زمانی که قادر نباشد بهاندازه کافی از منابع دیگر گلوکز دریافت کند، گاهی اوقات بخش کوچکی از آمینواسیدها را به گلوکز تبدیل میکند، اما این فرایند بههیچوجه مقرونبهصرفه نیست و تنها تأمینکننده گلوکز بهاندازه انجام فعالیتهای پایه بدن است. با در نظر داشتن تمام اهداف و نیازها، ما میتوانیم پروتئین را بهعنوان یک منبع انرژی نادیده بگیریم.
اما گلوکز یا بهسرعت بهعنوان انرژی استفاده میشود یا دربستههای کوچکی به نام گلیکوژن بستهبندی میشوند و سپس به ماهیچهها و کبد منتقل میشوند. بدن در آینده هنگامیکه نیازمند گلوکز بیشتری بود،مثلاً زمانی ما در حال انجام ورزش هستیم این گلیکوژنها را تجزیه میکند
تری گلیسیریدها نیز یا بلافاصله بهعنوان انرژی مصرف میشوند یا اغلب در فرم چربیهای بدنی ذخیره میشوند، که سپس تجزیهشده و در صورت نیاز بهعنوان منبع انرژی مورداستفاده قرار میگیرند.
در اینجاست که اوضاع جالب میشود.
قبل از اینکه هرکدام از این مولکولها بتوانند بهعنوان انرژی مورداستفاده قرار بگیرند، آنها میبایست ابتدا به آدنوزین تری فسفات (ATP) تبدیل شوند. شما میتوانید (ATP) را نوعی واحد پول برای سلولها فرض کنید.
اگرچه شما میتوانید از مواد غذایی و درشت مغذیهای متنوعی انرژی دریافت کنید، اما در پایان تمام آنها به (ATP) تبدیل میشوند، که سپس سلولها آن را صرف انجام فعالیتهای مختلف میکنند.
بهمنظور اینکه یک سلول بتواند از مولکول (ATP) بهعنوان انرژی استفاده کند، ابتدا میبایست آن را به چندین مولکول کوچکتر تجزیه کند. این فرایند خود باعث به وجود آمدن محصولات فرعی شده که سپس دوباره آنها نیز بازیافت شده تا بدن بتواند از آنها برای تولید مجدد (ATP) استفاده کند.
البته در این فرایند بازیافت (ATP) همیشه مقداری انرژی از دست میرود، که به همین دلیل است که شما میبایست بهمنظور حفظ فرایند بازیافت (ATP) انرژی (کالری) بیشتری را برای بدن خود مهیا کنید.
هنگامیکه شما ورزش میکنید، سلولهای بدنتان با سرعت بسیار بالایی (ATP) را مصرف میکنند. برای مثال، هنگام پیادهروی با سرعتپایین، بدن شما ۲۰۰% انرژی بیشتری را نسبت به زمانی که دراز کشیدهاید میسوزاند، و هنگامیکه میدوید، سلولهای بدن شما ۱۰۰۰ برابر سریعتر از (ATP) نسبت به زمانی که نشستهاید استفاده میکنند.
این امر ما را به موضوع سیستمهای انرژی برمیگرداند.
بهطور خلاصه، سیستمهای انرژی بدن شما مسئول تأمین مستمر (ATP) برای سلولهای بدن هستند، چه زمان خوابیدن، چهکار پشت میز یا چه در زمان دویدن. بهعبارتدیگر، مهم نیست که فعالیتهای مختلفی که انجام میدهید چه میزان (ATP) مصرف میکنند، سیستمهای انرژی بدن شما اطمینان حاصل خواهند کرد که سلولهای بدن هیچگاه تهی از (ATP) نشوند.
همانطور که میتوانید تصور کنید، تأمین ذخایر کافی (ATP) برای سلولها کار دشوار و پیچیدهای است، بسیار پیچیدهتر از اینکه تنها یک سیستم انرژی از عهده آن برآید.
به همین دلیل است که بدن برای تأمین (ATP) موردنیاز سلولها از سیستمهای انرژی مختلف بسته به میزان سرعت سوزاندن انرژی استفاده میکند. به خواندن مقاله ادامه دهید تا مطالب بیشتری را در این زمینه بیاموزید.
خلاصه : سیستم انرژی یک فرایند فیزیولوژیکی است که توصیفکننده چگونگی تبدیل انرژی از مواد غذایی به (ATP) برای تأمین سوخت فعالیتهای مختلف توسط بدن است.
انواع سیستمهای تولید انرژی
گفتیم در بدن انسان مولکول ATP مسئول ایجاد انرژی است و در سلولها دائماً ATP ساخته و مصرف میشود. بدن انرژی موردنیاز خود را از مواد غذایی که مصرف میکند میگیرد بر اساس وجود اکسیژن در این فرایند ما دو نوع دستگاه تولید انرژیداریم
- سیستم تولید انرژی هوازی
- سیستم تولید انرژِی بیهوازی
در ادامه در مورد این سیستمها صحبت میکنیم
سیستم تولید انرژی بیهوازی
این سیستم برای تولید انرژی نیازی به اکسیژن ندارد و خود این سیستم به دو سیستم کوچکتر تقسیم میشود سیستم فسفات ( غیر هوازی غیرلاکتیک) و سیستم لاکتات ( غیر هوازی لاکتیک)
سیستم فسفات
این سیستم به سیستم فسفاژن هم معروف است. در شروع هر فعالیت ورزشی که با سرعت ، قدرت و سرعت بسیار زیادی همراه است ابتدا از ذخایر محدودATP موجود در ماهیچهها استفاده میشود. اما بعد از ۱ تا ۳ ثانیه که این ذخایر به پایان میرسد. بدن برای تولید مجدد ATP از ماده به نام کراتین فسفات استفاده میکند.
کراتین فسفات موجود در ماهیچهها توانایی تولیدATP برای زمانی بین ۳ تا ۲۰ ثانیه رادارند. فعالیتهایی نظیر انواع پرتابها در دومیدانی ، فعالیتهای شدید و کوتاهمدت در والیبال, فوتسال ، کشتی و بسکتبال از این سیستم انرژی استفاده میکنند.
در این سیستم عمل ضربان قلب از آستانه غیر هوازی(Anaerobic Threshold) بالاتر نمیرود. آستانه غیر هوازی زمانی پیش میآید که ضربان قلب از یک حد معین (بسته به شرایط بدنی ورزشکار) بالاتر میرود و بدن شروع به تولید اسیدلاکتیک میکند.
افزایش سرعت و قدرت ورزشکار تنها با این نوع تمرین حاصل میشود. یک مربی با شناختی که از آستانه غیر هوازی ورزشکارش دارد باید تمرینهایی در نظر بگیرد که در نزدیکیهای آستانه غیر هوازی باشد ولی از آن بالاتر نرود ، تعداد تکرار بستگی به توانایی ورزشکار دارد
مشخصات سیستم بیهوازی- فسفاژن
از اکسیژن برای تولید انرژی استفاده نمیکند و لذا بیهوازی نام دارد
به مقدار کم انرژی تولید میکند یعنی برای فعالیتهای تا 10ثانیه
در واحد زمان انرژی زیاد تولید میکند، در هر ثانیه میتواند تا 11 مول ATPرا بازسازی کند.
انرژی موردنیاز برای حرکاتی مانند یک پرش برای زدن توپ، یک تکل، شوت زدن، استارت سریع 5-4متری، جابجایی سریع در موقع زدن یک ضربه ایستگاهی و … از این سیستم تأمین میشود.
بازسازی این سیستم به 5-3دقیقه زمان نیاز دارد.
سیستم لاکتات ( غیر هوازی لاکتیک)
کلیه فعالیتهایی که با شدت زیاد و به مدت بیش از ۳۰ ثانیه ( ۲ تا ۳ دقیقه ) طول بکشد از این سیستم برای تولیدATP و کسب انرژی استفاده میکنند. این سیستم در ابتدا از دم دستترین منبع انرژی یعنی گلیکوژن ذخیرهشده در ماهیچهها استفاده میکند و بعدازآن از گلیکوژن موجود در کبد و گلوکز خون استفاده میکند.
محصول نهایی این سیستم پس از تولیدATP ، اسیدلاکتیک است که مقدار زیاد آن موجب خستگی زودرس میشود.
اسیدلاکتیک در میان غالب ورزشکاران بهعنوان یک محصول بیارزش شناخته میشود . در حالی که در حضور اکسیژن در سیستم هوازی ، بخشی از اسیدلاکتیک تبدیل بهATP شده و به مصرف ماهیچهها میرسد یا بهصورت گلیکوژن درمیآید و در ماهیچهها ذخیره میشود تا در مواقع موردنیاز جهت تولید انرژی بکار گرفته شود. بههرحال اگر سرعت تولید اسیدلاکتیک بیشتر از سرعت رفع آن باشد ، با تجمع اسیدلاکتیک و اسیدی شدن خون و ماهیچهها(ازpH 7.1 به PH 6.)ماهیچهها توان کاری خود را از دست میدهند و یک احساس سوزش در آنها احساس میشود. حتی در بعضی مواقع با آسیب دیدن سیستم عصبی مرکزی احساس تهوع و گیجی نیز ممکن است به وجود آید.
ضرورت استراحت فعال پس از تمرین لاکتیکی : استراحت فعال به معنای سرد کردن آرام بدن با انجام حرکات در جا و کششی است. با انجام تمرینات لاکتیکی انرژی زیادی در بدن آزاد میشود و این معادل کمبود اکسیژن در بدن است که در اصلاح علمی آن را بدهی اکسیژن مینامند. بسته به مقدار اسیدلاکتیک تولیدشده ضربان قلب بهکندی کاهش مییابد زیرا اسیدلاکتیک از طریق تنفس باید از خون بیرون رود و این امر به فعالیت شدید قلب و ریه احتیاج دارد. دفع اسیدلاکتیک از بدن بهطور متوسط یک ساعت طول میکشد.
لازم به تذکر است که تمرین در سیستم لاکتات تنها به خاطر تطبیق با شرایط مسابقه است و خطرات و آسیبهای بدنی در این سیستم باید موردتوجه قرار گیرد. باوجودآنکه ورزشکاری مانند دونده دوی ۳۰۰متر حدود ۸۰ تا ۸۵ درصد زمان مسابقه در سیستم لاکتات است اما تنها باید چیزی بین ۱۰ تا ۱۵ در صد از تمریناتش در سیستم لاکتات باشد.
مشخصات سیستم تولید انرژی لاکتات
به این سیستم, سیستم تولید انرژی گلیکولیتیک هم گفته میشود.
در این سیستم، انرژی موردنیاز فعالیتهای 10ثانیه تا 120ثانیه فراهم میشود. لذا ظرفیت تولید انرژی پایینی دارد.
در این سیستم ماده اولیه گلوکز است که پس از سوختن ناقص به اسیدلاکتیک تبدیل میشود.
به هنگام تجزیه گلوکز به اسیدلاکتیک 3-2مول ATPساخته میشود.
در واحد زمان، در هر ثانیه تا 6مول ATPرا بازسازی میکند.
به اکسیژن جهت تولید انرژی نیازی ندارد.
محصول نهایی این سیستم اسیدلاکتیک نام دارد، و همانطور که از نامش برمیآید یک اسید است که منجر به افت PHعضله و خون میگردد.
لذا بعد از 2دقیقه فعالیت شدید، با اسیدی شدن بدن، ادامه فعالیت با آن شدت امکانپذیر نیست و ظرفیت و قدرت بازیکن کاهش مییابد.
بازیکن فوتسال در زمینبازی پس از چندین دقیقه فعالیت شدید، نیاز به استراحت و ریکاوری دارد تا دوباره بتواند با نهایت تلاش به فعالیت ادامه دهد.
استارتهای رفتوبرگشت، ضد حملات،دفاع و بسیاری دیگر از حرکات فوتسال از این سیستم برای تأمین انرژی استفاده میکند.
سیستم تولید انرژی هوازی
وقتی بدن در یک حالت پایدار مشغول انجام تمرینی با شدت کم و مدتزمان زیاد (مثل کوهپیمایی و دوی ماراتن) باشد از سیستم هوازی برای تامین ATP موردنیاز ماهیچههایش استفاده میکند.
انرژی موردنیاز این سیستم از دو منبع گلیکوژن (موجود در ماهیچهها و کبد و گلوکز خون) و چربی حاصل میشود. گلیکوژن دم دستترین و اولین منبع انرژی مورداستفاده است اما پس از حدود ۳۰ دقیقه ذخایر چربی بدن مورداستفاده قرار میگیرند.
علیرغم ذخایر محدود گلیکوژن بدن ، چربیها یک منبع نامحدود تأمین انرژی هستند. بهطور مثال یک پوند چربی توانایی تولید انرژی برای دویدن ۵۰km را دارد.هرچند که باید در نظر داشت که چربیها بدون حضور گلیکوژن درون ماهیچه ، نمیتوانند کاری انجام دهند. پس در صورت تمام شدن ذخایر گلیکوژن عضلهها ، چربی بدن علیرغم وجودشان نمیتوانند مورداستفاده قرار گیرند.
این همان چیزی است که دوندههای دوی ماراتن در نزدیکیهای پایان مسابقههایشان بهعنوان مشت کوبیدن به دیوار تعبیر میکنند. ازاینروست که هیچوقت دوندههای ماراتن مسابقه خود را با سرعت زیاد آغاز نمیکنند تا ذخایر گلیکوژن ماهیچه خود را زود از دست ندهند. حتی این دوندهها سعی میکنند که گلوکز ازدستداده خود را با نوشیدن مایعات شیرین در طول مسیر جبران کنند.
در تمریناتی که بیش از ۳ ساعت طول بکشد و بهاصطلاح زمانی که دیگر کف گیر به کف دیگ خورده باشد ، پروتئین بافت عضلهای بدن بهعنوان منبع انرژی به کار گرفته میشود. هرچند که این انرژی بینهایت ناکافی است اما آخرین تلاش بدن برای زنده ماندن است.
مشخصات سیستم تولید انرژی هوازی
برای تولید انرژی از اکسیژن استفاده میکند.
تولید انرژی در اندامک درونسلولی به نام میتوکندری صورت میگیرد
ظرفیت زیادی در تولید انرژی دارد.
در واحد زمان انرژی کمی تولید میکند، در هر ثانیه حدود 3-2مول ATP
این سیستم دیر استارتر است، یعنی دیرتر از سایر سیستمها فعال میشود
در بازسازی سایر سیستمهای در دوره ریکاوری کمککننده است
انرژی موردنیاز برای فعالیتهای بیشتر از 2دقیقه را فراهم میکند