ـ2ـ4ـ1 سطح آمادگی

ورزشکاران استقامتی پویایی اکسیژن مصرفی سریع و کسر اکسیژن کمتری دارند.درحالیکه افراد مسن، بی­تحرک و بیمار، پویایی اکسیژن خیلی پایینی دارند که منجر به خستگی سریع عضلانی در طی فعالیت سبک می­شود. برای افزایش یکسان در سرعت متابولیسم بالاتر از مقدار استراحت، مقدار کسر اکسیژن تحمیل شده در ورزشکاران نخبه می­تواند نسبت به افراد جوان بی­تحرک 3 تا 4 بار و نسبت به افراد بیمار 6 تا 8 بار پایین­تر باشد. ثابت زمانی پویایی اکسیژن مصرفی در افراد غیرفعال و بیمار، بزرگ­تر است و نشان می­دهد که مرحله­ی یکنواخت اکسیژن مصرفی در این افراد نسبت به ورزشکاران نخبه استقامتی، دیرتر حاصل می­شود (76).

2ـ2ـ4ـ2 تمرین

پویایی اکسیژن مصرفی به دنبال اجرای تمرینات استقامتی، خیلی سریع افزایش می­یابد. سازگاري هاي فيزيولوژيكي محيطي و مركزي به تمرينات استقامتي در مجموع منجر به بهبود ظرفيت توزيع اكسيژن به عضلات اسكلتي و بهبود ظرفيت عضلات جهت  استفاده از اكسيژن و در نتیجه بهبود اجراهای ورزشی مي شود. پژوهش­ها در زمينه تاثير تمرين استقامتی و اینتروال بر پويايي اكسيژن مصرفي نشان می­دهند كه سرعت وقوع ثابت زماني فاز اوليه پاسخ اكسيژن مصرفي در فعاليتي با شدت متوسط پس از تمرينات استقامتي، هم در آزمودني هاي تمرين نكرده و هم در افراد تمرین کرده افزايش می­يابد و در نتیجه كاهش معنا­داري در ثابت زماني مولفه اوليه و كسر اكسيژن پس از تمرين بوجود می­آید. در مجموع، نتايج مطالعات طولي و مقطعي حاكي از آن است كه افزايش آمادگي جسماني منجر به تغييرات معناداري در پويايي اكسيژن مصرفي ريوي، شامل تسريع پويايي مولفه اوليه و كاهش دامنه مولفه آهسته مي شود و پويايي سريع تر اكسيژن مصرفي در ميزان كار مشابه مقدار كسر اكسيژن را كاهش خواهد داد، بنابراين، از كاهش فسفوكراتين عضلاني جلوگيري مي شود و توليد اسيد لاكتيك كاهش مي يابد. در فعاليت هاي ورزشي سنگين يا شديد نيز كاهش مولفه آهسته (كاهش مولفه آهسته هزينه متابوليكي فعاليت ورزشي را پايين مي آورد) در ميزان كار مشابه ، زمان رسيدن به خستگي را طولاني خواهد كرد (76) .

2ـ2ـ4ـ3  گرم کردن

گرم کردن یک عامل مداخله­گر در افزایش بالقوه اجرای فعالیت­های ورزشی ازطریق پاسخ پویایی اکسیژن مصرفی به تمرین است. گفته شده است که اگرشدت تمرینات گرم کردن، غلظت لاکتات خون را تقریبا 4-2 میلی مول افزایش دهد، باعث ایجاد تغییرات معنا­داری در پویایی اکسیژن مصرفی و افزایش اجرای ورزشی می­شود. درحالی که، تمرینات گرم کردن خیلی شدید که زمان بازیافت کافی ندارد، به طوری که سطح لاکتات خون قبل ازمسابقه 6 میلی مول باشد، علی رغم اثرات مثبت روی پویایی اکسیژن مصرفی، اثرات زیان­آوری براجرای ورزشی دارد. دراین وضعیت احتمالا سطح PCr بازسازی نشده ویا متابولیت­های مربوط بافرآیند خستگی (فسفات غیرآلی، هیدروژن و پتاسیم) افزایش می­یابد که درنتیجه منجر به کاهش اجرای عضله می­شود. سازگاری­های مطلوب تمرینات شدید مقدماتی بر پویایی اکسیژن مصرفی و کاهش مولفه آهسته هنوز کاملا مشخص نشده است. ولی تجمع محصولات فرعی از جمله اسیدلاکتیک ( تحریک اسیدوز متابولیکی) و افزایش جریان خون عضله موجب افزایش دسترسی آسان عضلات به اکسیژن می­شود. همچنین نشان داده شده که تمرینات شدید گرم کردن، الگوی فراخوانی تارهای عضلانی طی فعالیت بعدی را با اثرات مثبت بر اجرا تغییر می­دهد (35).

 

   2ـ2ـ4ـ4  نوع فعاليت ورزشي

تفاوت­های فیزیولوژیکی و مکانیکی که بین دویدن و پدال زدن وجود دارد، بیانگر تفاوت در پویایی اکسیژن مصرفی است. تفاوت بین نوع تمرین در ابتدا مربوط به دامنه پاسخ است. دامنه­ی پاسخ مولفه سریع در دویدن نسبت به پدال زدن در هر شدتی از تمرین به طور معنا­داری بالاتر است (76). نتایج پؤوهش­ها نشان می­دهد که مولفه آهسته به طور معنی­داري در طي پدال زدن نسبت به دويدن بيشتر است (36). همچنین نتایج پژوهش هيل و همكارانش نشان داد كه زمان رسيدن به VO2max و ثابت زماني فاز اوليه در دويدن سريع تر از پدال زدن بود و دامنه فاز اوليه دويدن وقتي به طور مطلق بيان مي­شد، بيشتر و دامنه مولفه آهسته دويدن تقريبا 40 درصد كمتر بود (66). شاید در پدال زدن، گرفتن فرمان و حرکات چرخشی باعث خستگی ورزشکار، افزایش کارعضلانی و افزایش هزینه­ی انرژی طی انقباض ایزومتریک و افزایش مولفه آهسته می­شود (76).

   2ـ2ـ4ـ5  نوع انقباض( برونگرا و درونگرا)

پاسخ هاي اکسیژن مصرفی مشابه از لحاظ كيفي و متفاوت از لحاظ كمي در طي دويدن و رکاب زدن در آزمودني هاي مشابه، تا حدودي نشان دهنده تفاوت هاي اساسي در روش انقباض عضلاني بين اين دو نوع فعاليت ورزشي مي باشد (76). هنگام دویدن 60% از زمان برداشتن گام در سرعت­های 23-12 کیلومتر بر ساعت در مرحله­ی حمایت (تماس پا بازمین) صرف می­شود. حدودا 34% از این زمان را انقباض­های برونگرا تشکیل می­دهد. هزینه متابولیکی انقباض برون­گرا به طورمعناداری از انقباض درون گرا کمتر است . از طرفی، بارگیری اولیه عضله طی انقباض برونگرا در دویدن باعث بهبود کارایی، طی انقباض برونگرای بعدی می­شود. ممکن است تعداد زیاد انقباضات برونگرا در دویدن باعث حذف یا  تاخیر در شروع خستگی و یا باعث کاهش  فراخوانی واحدهای حرکتی نوع П در دویدن در مقایسه با دوچرخه سواری شود. نتايج پژوهش­های مختلف نشان می­دهد كه نوع انقباضات عضلاني به طور معناداري مي تواند پويايي اكسيژن مصرفي را تحت تاثير قرار دهد (36).

2ـ2ـ4ـ6 شدت فعالیت ورزشی

ـ در طول تمرین با شدت متوسط (زیرآستانه لاکتات)، نمودار پويايي اكسيژن مصرفي طبيعي خواهد بود. همه فازها در نمودار وجود دارند. به طور معمول مؤلفه آهسته بعد 2 تا 3 دقيقه در افراد سالم شروع مي­شود. حالت پايدار دراين شدت مشاهده مي شود.

ـ در طول تمرین سنگین با شدت بالاتر از آستانه لاکتات یا بین آستانه لاکتات و CP[1]، گليكوليز بي هوازي بخش بزرگتري از كسر اكسيژن را بوجود مي آورد. مؤلفه آهسته با كمي تأخير بالاتر از پاسخ اوليه قرار مي­گیرد و دليل آن مي تواند ناشي از تأثير لاكتات، كاتكولامين ها، دما، كار قلبي ريوي، كاهش قابليت جفت شدن فسفات-اكسيژن و به كار گيري واحدهاي حركتي تند انقباض با با کارایی كمتر باشد.

 ـ در طول تمرين خيلي سنگين با شدت تمرين بين  CPو Vo2max ، مؤلفه آهسته اكسيژن مصرفي آنقدر  افزايش مي يابد تا به Vo2max برسد.

ـ در طول تمرين شديد و سخت (طاقت فرسا)، بالاتر از حداکثراکسیژن مصرفی در فاز 2 به دليل رسيدن به واماندگي، تمرين متوقف مي شود و مؤلفه آهسته را نخواهيم داشت (76).

1-Critical Power

2ـ2ـ4ـ7 جنس

تفاوتهای جنسی در سالهای قبل از بلوغ در پویایی اکسیژن مصرفی وجود دارد و با توانایی تحویل و استفاده اکسیژن در کودکان در ارتباط است (76). نتايج پژوهش فاكنر و همكارانش، روی پسران و دختران 12-11 ساله و بزرگسالان 26-19 ساله در فعاليتي با شدت 80٪  آستانه تهويه اي، نشان داد كه بین پسران و دختران و همچنین بین مردان و زنان تفاوت معناداری در پاسخ فاز П وجود ندارد و پاسخ­ها مستقل از جنسيت مي باشند (52). اما با تغيير شدت فعالیت، فاكنر و آمسترانگ در 48 كودك (25پسر و 23دختر) نابالغ نشان دادند که در فعالیت سنگین، ثابت زماني فاز اوليه به طور معنا­داري در پسران سريع تر از دختران و مولفه آهسته به طور معناداري در دختران بالاتراز پسران است (51).

 

 

 

   2ـ2ـ4ـ8  سن

پژوهش­های بسیاری نشان می­دهند که هم در شدت فعالیت سنگین ( بین آستانه لاکتات و اکسیژن مصرفی اوج ) و هم در شدت فعالیت متوسط، پاسخ فاز 2 پویایی اکسیژن مصرفی در بچه ها سریعتر و بزرگتر و دامنه مولفه آهسته کمتراست. بنابراین، ثابت زمانی مولفه اولیه در تمام شدت­ها (متوسط، سنگین و سخت و شدید) در کودکان نابالغ نسبت به بزرگسالان سریع­تر است (76).

مطالعات نشان مي­دهند که، پویایی اکسیژن مصرفی در افراد مسن نسبت به جوانان آهسته­تراست. احتمالا اين حالت به سطوح كاهش يافته آمادگي جسماني و كاهش فعاليت بدني و ساير تغييرات ساختاري و عملكردي كه تعادل بين اكسيژن فرستاده شده و مصرف شده در عضلات در حال كار را تغيير دهد، مربوط مي­شود. پاسخ اکسیژن مصرفی مولفه اولیه، هنگام تمرین با شدت متوسط، در افراد پیر و سالخورده، کاهش می­یابد (این موضوع هنوز برای تمرینات سنگین تعیین نشده است). بنابراین، فاز П پویایی اکسیژن مصرفی در افراد پیر در مقایسه با افراد جوان، آهسته­تراست. آهستگی پویایی اکسیژن مصرفی منجربه آهستگی تحویل اکسیژن به عضلات فعال، تاخیر فعالیت و یا آهستگی فرآیندهای متابولیکی فسفریلاسیون اکسایشی می­شود. ازجمله شواهد موجود درحمایت از محدودیت انتقال، توزیع و استخراج اکسیژن در افراد پیر شامل: برون ده استراحتی پایین و کاهش توانایی افزایش برون ده قلبی طی تمرین، جریان خون پایین طی استراحت و تمرین زیربیشینه، کاهش در اتساع عروق وابسته به اندوتلیوم، کاهش ظرفیت اکسایشی، چگالی مویرگی و حجم میتوکندری و کاهش جریان خون محیطی از تارهای کند انقباض با اکسیداتیو بالا به سمت تارهای تند انقباض با ظرفیت اکسیداتیو کمتر و گلیکولیتیک بیشتر، است (76).

 

 

 

   2ـ2ـ4ـ9  ترکیب بدن

نتایج پژوهش لوفتین و همکارانش که به مقايسه پويايي اكسيژن مصرفي و كسر اكسيژن بين دختران نوجوان با اضافه وزن شديد و دختران با وزن نرمال، با استفاده از چرخ كارسنج و بار يكنواخت با شدت كار 80 درصد آستانه تهويه اي  پرداختند، نشان داد که كسر اكسيژن مصرفي به طور معنا­داري در افراد با اضافه وزن شديد بيشتر از گروه نرمال است (87).

2ـ2ـ4ـ10 بيماري

هر وضعيت بيماري كه انتقال اکسیژن به عضله را مختل كند يا يك يا بيش از يكي از سيستم هاي عضلاني، قلبي ـ عروقي و تنفسي را تحت تاثير قرار دهد، اين توانايي را دارد كه سرعت پويايي اکسیژن مصرفي را كاهش دهد (76) .

الف ) بيماري هايي كه پاسخ تنفسي به فعاليت ورزشي را مختل مي كند:

تحويل اکسیژن توسط بيماري هاي ريوي به دو شكل كلي تحت تاثير قرار مي گيرد: 1) تهويه و تبادل گازي در ريه ممكن است مختل شده و محتويات اكسيژن شرياني كاهش يابد بيماري هايي مانند: آمفيزم، بيماري انسداد ريوي مزمن، آسم برونشي، برونشيت مزمن و… باعث اين كاهش مي شوند. 2) تغييرات بيمارگونه در سيستم عروقي كه باعث كاهش جريان خون ريوي و در نتيجه كاهش برونده قلبي مي شود. مانند: آمبوليسم ريوي و پرفشارخوني ريوي ناشناخته (76).

ب ) بيماري هايي كه پاسخ قلبي عروقي به فعاليت ورزشي را مختل مي كند:

چهار گروه از اختلالات قلبي عبارتند از : بيماري ميوكاردي اوليه، انسداد سرخرگ كرونري، نارسايي دريچه­ای و اختلالات مادرزادي. در شروع فعاليت ورزشي در افراد سالم برونده قلبي به علت افزايش بازگشت خون وريدي، افزايش نيروي انقباضي عضله قلب و بالا رفتن ضربان قلب فورا افزايش مي­یابد كه منجر به پاسخ سريع اكسيژن مصرفي فاز І مي شود كه در طي 15 ثانيه اول فعاليت ورزشي ديده مي شود. اما در ميوپاتي (بيماري عضلاني) قلبي افزايش برونده قلبي و جريان خون ريوي محدود شده و افزايش اكسيژن مصرفي فاز І І كاهش يافته و يا از بين مي رود (76).

ج) بيماري هايي كه در جريان خون به سطح پيراموني بدن ايجاد اختلال مي كنند:

1) بيماري سرخرگ محيطي يا بيماري انسداد شرياني در بيماري سرخرگ محيطي، جريان خون محيطي اندام تحتاني به صورت يكطرفه يا دوطرفه مسدود مي شود. اين موضوع منجر به كاهش پاسخ جريان خون عضلاني به فعاليت ورزشي شده و معمولا منجر به درد ناشي از فعاليت مي شود. علاوه­بر كاهش توانايي فعاليت كردن و كاهش حداكثر اكسيژن مصرفي اين بيماران كندي پويايي اكسيژن مصرفي قابل ملاحظه اي دارند.

2) ديابت تغييرات عملكردي و ساختاري قابل توجه اي در برونده قلبي و عضلات اسكلتي ايجاد  مي­كند. بنابراين، پويايي اكسيژن مصرفي به شدت در بيماران ديابتي آهسته مي شود (76).   2ـ2ـ4ـ11 ريتم هاي شبانه روزي

ريتم های شبانه روزی عملکرد ورزشی را با تغييراتی در پاسخ های تنظيم حرارت، گردش خون قلبی، تهويه، تنقس و پاسخ های متابوليکی در زمان استراحت و ورزش تحت تاثير قرار می دهند (93). نتايج پژوهش­ها در زمينه تاثير ريتم های شبانه روزی بر پويايی اکسيژن مصرفی تا حدودی متناقض است. برای مثال، برخی پژوهش­ها نتوانستند اثر ريتم های شبانه روزی را در پاسخ های اکسیژن مصرفی به ورزش زير بيشينه (69) نشان دهند. در حالی که، برخی دیگر از پژوهش­ها، وجود ريتم­های شبانه روزی يا تغييرات روزانه را در تهويه و اکسيژن مصرفی (VO2) در طی ورزش سبک که مطابق با دمای مرکزی بود، گزارش کردند (65) .

2ـ2ـ4ـ12 نوع تار عضلانی

نسبت P/O (نسبت ADP فسفریله شده به اکسیژن مصرفی) در میتوکندری استخراج شده از تار نوع І ، 18/0 نسبت به میتوکندری تار نوع П ، بالاتر و کارآیی تارهای تند انقباض نسبت به تارهای کند انقباض کمتراست. مشاهده شده است که در اکسیژن مصرفی معین، آزمودنی­هایی با درصد بالای تار کندانقباض، توان مکانیکی بالاتری نسبت به آزمودنی­هایی با درصد پایین تار کند انقباض دارند. گفته شده است که مولفه آهسته موجب فراخوانی تدریجی تارهای تند انقباض برای جبران کمبود تارهای کندانقباض می­شود. تفاوت درکارآیی (از نظر تفاوت درمقدار ATP برای تولید نیرو) یا در ثابت زمانی برای افزایش در اکسیژن مصرفی به دنبال شروع انقباض در تارهای مختلف ممکن است روی اکسیژن مصرفی عضلانی و ریوی تاثیرگذار باشد. اگر تارهای نوع П در شروع تمرین سهم زیادی از کل تارهای فراخوانده شده را تشکیل دهند، این امر می­تواند منجر به آهستگی پاسخ اولیه اکسیژن مصرفی نسبت به حالتی که فقط تارهای نوع І فراخوانده می­شوند، گردد. اگرتارنوع П به طور تدریجی فراخوانده شود، پویایی آهسته در این تارها می­تواند پاسخ اولیه اکسیژن مصرفی با زمان را تسریع کند. پژوهش­های زیادی همبستگی معکوس بین درصد تار نوع І ومولفه آهسته را نشان داده­اند. گزارش شده است که ثابت زمانی  در عضلات کند انقباض نسبت به تند انقباض، به طورمعنا­داری سریع­تراست، که احتمالا به دلیل فعالیت آنزیم­های اکسیداتیو بیشتر و یا غلظت پایینPCr  در تارهای نوع І نسبت به نوع П است. مشاهده شده است که درصدتارهای نوع І ارتباط مثبت معناداری با [1]GP طی تمرین شدید و سخت دارد (آزمودنی­هایی با سهم بالای تارعضلانی نوع І دارایGP بالاترند). امکان دیگر برای کاهش Gp در آزمودنی­هایی با درصد کمتر تارنوع І، این است که تارهای نوع П دارای پویایی خیلی آهسته هستند. مولفه آهسته اکسیژن مصرفی ضرورتا نباید توسط فراخوانی تدریجی تارهای نوع П که به طور ذاتی دارای کارآیی پایین­تری هستند، توضیح داده شود. یک احتمال جایگزین این است که مولفه آهسته معلول تاثیر خستگی روی فراخوانی اولیه تارهای نوع П است  (76).

1- Primary Component Gain