فسيولوجيا النمو العضلي

طائر السنونو · 20.03.2010

بسم الله الرحمن الرحيم
وبه نستعين
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
النمو العضلي
عملية تقوم بها الأنسجة العضلية للتكيف مع الجهود المبذولة ولموافقة التغيرات في القوى ..

وعندما تنهك العضلات ويركن الإنسان إلى الراحة تبدأ عملية إصلاح وتجديد الخلايا وترميم ما تلف
فالعضلة تنمو من نظام تالف ومن فضل الله جل وعلا على الإنسان وجود ما يسمي بالخلايا التابعة في الانسجة العضلية حيث تنساب هذه الخلايا من أماكنها إلي مواضع التلف لتسريع عملية التعافي العضلي والإستشفاء ..
وفي ذلك يقول الدكتور هزاع محمد الهزاع
الأستاذ والمشرف على مختبر فسيولوجيا الجهد البدني في جامعة الملك سعود، الرياض

إن تضخم العضلات (Muscle hypertrophy) يعني زيادة كتلة العضلة ومقطعها العرضي، وفي الواقع فإن الزيادة في محيط العضلة تكون بسبب زيادة عرض الألياف العضلية المكونة للعضلة. يحدث نمو حجم العضلة وتضخمها من جراء التدريب البدني ذي العبء الزائد (Overload) خاصة باستعمال تدريبات الأثقال، مما يجعل العضلة تستجيب لهذا العبء غير المعتاد من خلال إحداث تغيرات تشريحية ووظيفية إيجابية تجعلها قادرة فيما بعد على التكيف مع هذا الوضع الجديد عليها. وتشير نتائج البحوث التي أجريت على الرياضيين ومقارنتهم بغير الرياضيين، إلى أن الألياف العضلية السريعة الخلجة في عضلات الفخذين لدى رباعي الأثقال تعد أكبر حجماً من تلك التي لدى غير الرياضيين أو لدى رياضيي التحمل بمقدار 45%.
العوامل المؤثرة على الحجم العضلي للإنسان
من المعروف أن هناك العديد من العوامل المؤثرة على حجم العضلات في جسم الإنسان. من تلك العوامل يأتي دور كل من الوراثة، والتأثير الهرموني، والنشاط البدني خاصة تدريبات الأثقال، والتغذية، وأخيراً نوعية التوصيل العصبي للعضلات. هذه العوامل سواء كانت منفردة أو مجتمعة، تؤثر على قدرة الشخص على امتلاك كتلة عضلية كبيرة أو بناء العضلات. فالوراثة لها دور مهم في مدى امتلاك الشخص لكتلة عضلية كبيرة أو صغيرة، وتسهم تدريبات الأثقال بلا شك في بناء العضلات وتضخمها لدى الشخص البالغ، كما أن التغذية الجيدة والكافية، خاصة من المواد البروتينية تعد ضرورية من أجل بناء العضلات. أما التأثير الهرموني فيسهم بدور مهم في بناء العضلات، حيث نجد أن الأطفال والنساء، الذين ليس لديهم إفراز كاف من هرمون التستوستيرون (هرمون الذكورة) غير قادرين بعد القيام بتدريبات الأثقال على إحداث تضخم لعضلاتهم كما هو الحال مع الذكر البالغ، على الرغم من التحسن الملحوظ الحاصل لهم في القوة العضلية نتيجة لتلك التدريبات البدنية.
ومن المعلوم أنه يمكن تنمية القوة العضلية وزيادة حجم العضلة لدى كبار السن، لكن البعض يعتقد أن زيادة تضخم العضلة لدى الكبار قد يستغرق وقتاً أطول من الشباب، كما أن هناك اختلاف في الآلية التي يتم من خلالها زيادة حجم العضلة لدى الكبار مقارنة بالشباب، فتضخم العضلة الناجم من تدريبات الأثقال لدى الكبار يحدث في الألياف العضلية السريعة الخلجة (نوع 2) وليس في الألياف العضلية البطيئة الخلجة (نوع 1)، وذلك عكس ما يحدث من جراء تدريبات الأثقال لدى الشباب التي تقود إلى زيادة حجم الألياف العضلية السريعة الخلجة (نوع 2) والبطيئة الخلجة (نوع 1) معاً.
كيف يحدث بناء العضلات (أو تضخمها):
إن عمليات زيادة حجم العضلة (أو تضخمها) مرتبط بشكل مباشر بمعدل تكوين المواد الخلوية داخل العضلة، خاصة الألياف البروتينية، حيث يلاحظ بعد فترة من القيام بتدريبات الأثقال زيادة سمك اللييفات العضلية (Myofibrills)، وتكوين وحدات إضافية من وحدات الساركومير (Sarcomeres)، وهي الوحدات الأساسية المكونة للألياف العضلية، وتتكون من خيوط بروتينية غليظة تسمى الميوسين (Myosin) وأخرى دقيقة تسمى الآكتين (Actin).
تكون عمليات بناء وترميم الألياف العضلية محصلة لعملية تسريع بناء البروتين وإبطاء عمليات هدم البروتين، ويتطلب الأمر لزيادة عمليات بناء البروتين داخل اللييفات العضلية أن تقوم العضلة بإنتاج قوة عضلية ليست معتادة عليها في الأحوال العادية، مثل القيام بتمرينات الأثقال، مما يجعلها تستجيب لذلك بتكوين البروتين. وعلى الرغم من أن تمرينات الأثقال (تمرينات القوة العضلية) تقود إلى زيادة عمليات تكوين البروتين داخل العضلة وبالتالي زيادة حجم اللييفات العضلية، إلا أنها لا تؤدي إلى زيادة عدد الميتوكوندريا أو حجمها أو أي من الإنزيمات المسئولة عن التفاعلات الهوائية داخل الميتوكوندريا. لذا نرى بعد تدريبات الأثقال المكثفة زيادة نسبة اللييفات العضلية إلى الميتوكوندريا، وهذا شيء غير مرغوب فيه في الرياضات التحملية مثل منافسات الماراثون والمسافات الطويلة حيث يؤدي إلى زيادة كتلة الجسم، مما يعني زيادة الطاقة المصروفة من قبل العداء أثناء جريه تلك المسافات التحملية.
بالإضافة إلى ما سبق من قول، يؤدي التدريب بالأثقال (سواء بالأثقال الحرة أو باستخدام أجهزة تدريبات الأثقال) إلى زيادة كثافة العظام، ونمو الأنسجة الضامة المحيطة بالعضلة، كما أن الأوتار العضلية والأربطة تصبح أقوى من جراء تدريبات الأثقال، الأمر الذي يوفر للشخص نوعاً من الحماية من الإصابات العضلية والمفصلية.
من المعلوم أن العضلات تضم ما يسمى بالخلايا الثانوية أو التابعة (Satellite cells)، موجودة على السطح الخارجي للألياف العضلية. هذه الخلايا الثانوية التي لها نواة واحدة، مهمتها تسهيل عمليات نمو العضلات وكذلك المساهمة في ترميم وإصلاح الأنسجة العضلية المصابة بالتلف من جراء الإصابة أو التدريب البدني العنيف. عند ممارسة تدريبات الأثقال، فإن معدل عمليات هدم البروتينات في العضلات يزداد، الأمر الذي يقود إلى تكاثر عدد الخلايا الثانوية ومن ثم اقترابها من الخلايا العضلية التالفة، حيث تعطيها نواتها مما يساهم في ترميم الألياف العضلية المصابة بالتلف وزيادة ألياف الآكتين والميوسين التي هي أساس تكوين وحدات الساركومير. ويعتقد أن عملية ترميم العضلات تدوم لحوالي 48 ساعة بعد حدوث الإصابة أو القيام بتمرينات الأثقال، لذا لا ينصح بإجراء تمرينات الأثقال العنيفة بشكل يومي لأن ذلك لا يعطي الألياف العضلية فرصة لترميم التلف الحاصل من جراء التدريب السابق قبل البدء بالتدريب اللاحق.
كيفية تطوير القوة العضلية وزيادة تضخم العضلات:
منذ القدم والمعروف أن التدريبات البدنية، خاصة رفع الأثقال، تؤدي إلى تحسن القوة العضلية والتحمل العضلي. لكن هل يختلف نمط برنامج تدريبات القوة العضلية عن نمط برنامج زيادة تضخم العضلة؟
للإجابة على هذا السؤال، ينبغي النظر إلى الجدول رقم (1)، الذي يوضح وصفاً لبرامج تدريبية موجهة لتطوير كل من القوة العضلية، والتحمل العضلي، وبناء العضلات (تضخمها)، وزيادة القدرة العضلية (Muscular power). يظهر في الجدول خانة خاصة بعدد تكرارات التمرين، وتعني قدرة الشخص على تكرار أداء التمرين (رفع الثقل مثلاً) قبل أن يحل به التعب، ثم عدد المجموعات أو الجرعات المطلوبة، وهي تمثل عدد مرات إعادة إجراء التكرارات في الجلسة التدريبية الواحدة، ثم خانة توضح مقدار الشدة أو المقاومة، منسوبة إلى المقاومة القصوى التي يمكن للشخص القيام بها، ثم خانة أخرى توضح المدة اللازمة للراحة قبل إعادة التمرين في الجلسة الواحدة (الراحة بين المجموعات)، ثم أخيراً خانة توضح لنا مدة الفترة التدريبية بالأسابيع.

جدول رقم (1): برامج تطوير القوة العضلية، والتحمل العضلي، وتضخم العضلات، وتنمية القدرة العضلية (فترة الاسترداد تعني فترة الراحة بين كل مجموعة وأخرى بالدقائق).

الصفة

التكرار

المجموعة

النسبة إلى التكرارالأقصى

فترة الاسترداد

الصفة

التكرار

المجموعة

النسبة إلى التكرارالأقصى

فترة الاسترداد

مدة المرحلة

بالأسبوع

القوة العضلية

4-6

5-6

> 80%

2-5

5-6

التحمل العضلي

12-20

2-3

50-70%

< دقيقة

5-6

تضخم العضلات

6-12

3-6

70-80%

1-2

6-8

القدرة العضلية

1-4

3-6

30-60%

2-5

5-6

مدة المرحلة

المصدر:Sorace P, Lafontaine T, 2005
يتضح لنا من الجدول أن أهم ما يميز تدريبات بناء العضلات (أو تضخمها) هو أن التكرار أعلى قليلاً من تكرارات تطوير القوة العضلية، لكنه أقل كثيراً من تكرارات تطوير التحمل العضلي، كما أن شدة التمرين (أو المقاومة) تقع فيما بين التحمل العضلي والقوة العضلية، والشيء نفسه ينطبق على فترة الراحة في برنامج بناء العضلات. أما الفترة التدريبية الواحدة اللازمة لبناء العضلات فتعد الأكثر مدة، حيث تتراوح من 6-8 أسابيع.
ومما يجدر بالذكر أن نتائج بعض البحوث تشير إلى أن تدريبات القوة العضلية (تدريبات الأثقال أو المقاومات) التي يتم خلاله استخدام الانقباض العضلي السالب (Eccentric) تعد مهمة جداً في عملية تضخم العضلات وزيادة مقطعها العرضي، بل أنها قد تتفوق كثيراً على التدريب العضلي الذي يستخدم الانقباض العضلي الموجب (Concentric) فقط، ويتم في الانقباض العضلي السالب مقاومة الثقل (أي إنزاله بدلاً من رفعه)، مما يقود إلى استطالة العضلة. على أنه ينبغي أن ندرك أن الانقباض العضلي السالب يقود إلى زيادة الإصابة بالألم العضلي الذي يتمثل بالشعور بالألم عند تحريك العضلات بعد مرور يوم على إجراء التدريب السابق تقريباً.
كما أن استخدام سرعة تدريب عالية مقارنة بسرعة بطيئة يعطي حجم أكبر للعضلات، حيث تشير نتائج إحدى البحوث التي أجريت على مجموعة من الشباب في هذا الصدد إلى أن مساحة المقطع العرض للعضلات القابضة لمفصل المرفق (Flexors) وقوتهم العضلية كانتا أكبر من جراء تدريبات عضلية متحركة سالبة (Eccentric) باستخدام سرعات تدريب عالية (3.6 راد في الثانية) مقارنة باستعمال سرعات تدريب بطيئة (0.35 راد في الثانية)، مستخدمين أجهزة التدريب العضلي المتساوي السرعة (Isokinetic) لمدة 8 أسابيع وبمعدل 3 مرات في الأسبوع.
دور التضخم العضلي في زيادة القوة العضلية:
من المعلوم أن تدريبات القوة العضلية بما في ذلك تدريبات الأثقال تؤدي إلى تنمية القوة العضلية لدى الفرد سواء كان ذكراً أو أنثى، ويعتقد أن الزيادة في القوة العضلية الناجمة من تدريبات القوة العضلية التي تدوم لفترة لا تزيد على عشرة أسابيع أو ما يقرب من ذلك، هي ناتجة بشكل رئيسي من مساهمة العوامل العصبية في تنمية القوة العضلية أكثر مما هي بسبب تضخم العضلات. أما بعد مدة طويلة من مزاولة تدريبات القوة العضلية فإن الزيادة الإضافية الحاصلة حينئذ في القوة العضلية تعزى إلى زيادة حجم العضلة وتضخمها. أي أن دور تضخم العضلة في تحسين القوة العضلية لا يظهر بوضوح إلا بعد فترة طويلة نسبياً من تدريبات القوة العضلية. غير أن دراسة حديثة نشرت في عام 2007م أُجريت على مجموعة من الأشخاص في مقتبل العمر (متوسط العمر كان .2 سنة) أوضحت نتائجها، على عكس ما كان يعتقد سابقاً، أنه بعد ثلاثة أسابيع فقط من تدريبات الأثقال عالية الشدة حدثت زيادة في المقطع العرضي لمنتصف العضلة الرباعية للفخذ بلغ 3.5%.

المراجع

المراجع العربية:
1.الهزاع، هزاع محمد. فسيولوجيا الجهد البدني: الأسس النظرية والإجراءات المعملية للقياسات الفسيولوجية. الرياض: جامعة الملك سعود، 2008.
المراجع الإنجليزية:
2.Adams G, Cheng D, Haddad K, Baldwin K. Skeletal muscle hypertrophy in response to isometric, lengthening and shortening training bouts of equivalent duration. J Appl Physiol 2004; 96: 1613-1618.
3.American College of Sports Medicine. Guidelines for Exercise Testing and Prescription. Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins, 2000.
4.Astrand P, Rodahl K. Textbook of Work Physiology. New York: McGraw-Hill Company, 1986.
5.Forthing J, Chilibeck P. The effects of eccentric and concentric training at different velocities on muscle hypertrophy. Eur J Appl Physiol 2003; 89: 578-586.
6.Fox E, Bowers R, Foss M. The Physiological basis of Physical education and Athletics. Philadelphia: Saunders College Publishing, 1988.
7.Hakkinen K, Kraemer W, Newton R, Alen N. Changes in electromyographic activity, muscle fiber and force production characteristics during heavy resistance/power strength training in middle-aged and older men and women. Acta Physiol Scand 2001; 171: 51-62.
8.Hortobagyi T, Hill J, Houmard J, Fraser D, Lambart N, Israel R. Adaptive responses to muscle lengthening and shortening in humans. J Appl Physiol 1996; 80: 765-772.
9.Howley E, Franks D. Health Fitness Instructor's Handbook. Champaign, IL: Human Kinetics Publishers, 2003.
10.Martel G, Roth S, Ivey F, Lemmer J, Tracy B, Hurlbut D, Metter J Hurley B, Rogers M. Age and sex affect human muscle fiber adaptations to heavy-resistance strength training. Ex Physiol 2006; 91: 457-464.
11.Mayhew T, Rothestein J, Finucane S, Lamb R. Muscular adaptation to concentric and eccentric exercise at equal power levels. Med Sci Sports Exerc 1995; 27: 868-873.
12.O'Hagan F, Sale D, MacDougall J, Garner S. Response to resistance training in young women and men. Int J Sports Med 1995; 16: 314-321.
13.Seynnes O, de Boer M, Narici M. Early skeletal muscle hypertrophy and architectural changes in response to high-intensity resistance training. J Appl Physiol 2007; 102: 368-373.
14.Shepstone T, Tang J, Dallaire S, Schuenke M, Staron R, Phillip S. Short-term high vs. low-velocity isokinetic lengthening training results in greater hypertrophy of the elbow flexors in young men. J Appl Physiol 2005; 98: 1768-1776.
15.Sorace P, Lafntaine T. Resistance training muscle power. ACSM's Health & Fitness Journal 2005, 9 (2): 6-12.
16.Tesch P. Skeletal muscle adaptation consequent to long-term heavy resistance exercise. Med Sci Sports Exerc 1988; 20 (suppl): s 132- s 134.
17.Wilmore J, Costill D. Physiology of Sport and Exercise. Campaign, IL: Human Kinetics, 1994, Chapter 3.

نضال 3 · 15.05.2009

اخى الكريم طائر السنونو
جزاك الله خير
موضوع رائع

وهناك طريقة حديثة لقياس النمو البيولوجى ( الراجع لزيادة عدد الخلايا ) وذلك بتقدير كمية الاحماض النووية (DNA) الموجودة فى نواة الخلية حيث أن زيادة كميتها يتبع زيادة عدد الخلايا باستثناء خلايا الالياف العضلية حيث للخلية الواحدة أكثر من نواة .

المزيد من مواضيعي

شمعتان فاختاري ايهما انتي اختي في الله

**) يا امة الإسلام انصفوني ,,حملة لا للكريسماس لآلىء الخير (**

هامة لكِ اختى

^#^ سموم في منازلنا ^#^

{{{{{ الأمانة وأنواعها }}}}}}

ما بال إلتزامنا يتغير بين شده و فتور !!

لماذا أنا مسلم؟ _ ربانية الإسلام _

@@ فوائــد لغوية رائعـة في القرآن الكريم @@

توقيع نضال 3

تـــوقيع نضال 3

تحيـــا مصـــر