في حال نفاذ الجزيئات الغنية بالطاقة من العضلات ماذا يحدث ؟

في حال نفاذ الجزيئات الغنية بالطاقة من العضلات فإن العضلة:

تتعب وتصاب بالإرهاق .

العضلات من أهم مكونات الجسم، فالجسم يحتوي على الكثير من العضلات في أماكن مختلفة، ولكل منهم دور معين داخل الجسم، فالجسم يعتمد على العضلات في الحركة والكثير من المهام، مثل عضلة القلب مثلًا فلولا انقباض عضلة القلب وانبساطها لما تدفق الدم إلى جميع أعضاء الجسم وأدى المهام الخاصة به، وكذلك العضلات الموجودة في اليد فلولا انقباضها وانبساطها لما استطاع الإنسان تحريك يديه، ولكن لا تختلف العضلات كثيرًا في آلية العمل الخاصة بهم، فجميعهم العضلات الإرادية واللاإرادية يحتاجون إلى بعض الأشياء التي تعينهم على الانقباض والانبساط لأداء المهام الخاصة بهم ومن هذه الأشياء الأكسجين والطاقة التي بدونها لا تتم هذه العمليات أبدًا على طول العضلات.

من أهم الأشياء التي تحتاجها العضلات كي تؤدي أدوارها المختلفة في الجسم هي جزيئات الطاقة، والتي تتكون عن طريق اتحاد بعض المواد مع بعضها وأيضًا بمساعدة الأكسجين، ولكن إذا نفذت كمية الطاقة من العضلات، فإن العضلة لا تستطيع القيام ببعض الأدوار، فالطاقة هي الأساس، والأشخاص الذين يمارسون الرياضة يلاحظون هذا باستمرار، فإن نقص الطاقة في العضلات يجعلهم غير قادرين على فعل أشياء كان يستطيعون فعلها من قبل، كأن قوة العضلات تضعف شيئًا فشيئًا، والعضلات بالفعل تتعب وتصاب بالإرهاق، ولكن هناك الكثير من الأسباب الأخرى التي تؤثر في نقص الطاقة وضعف العضلات وإرهاقها، كما أن هناك أسباب مفردة بذاتها.[1]

تحصل العضلات على الطاقة اللازمة لانقباضها وانبساطها من

• فوسفات الكرياتين.
• الجليكوجين.
• الجلوكوز.

تتشابه العضلات والمحركات في أنهما يستخدمان الطاقة الكيميائية لأداء المهمات الخاصة بهم، حيث تستخدم العضلات الطاقة الكيميائية القادمة من الأطعمة المختلفة كمصدر للطاقة وتحولها إلى حرارة وطاقة حركة، ويستخدم المحرك البنزين ويحوله إلى حرارة وطاقة حركة، رغم أن آليات وطرق عملهم مختلفة، فالجسم بحاجة إلى الطاقة الدائمة كالمحرك لكي تعمل الأجهزة والأعضاء المختلفة فالطاقة تمكن الجسم من إصلاح الأنسجة التالفة ونموها والحفاظ على درجة حرارة الجسم وتغذية النشاط البدني ومن الأطعمة المهمة التي تستخدم كمصدر للطاقة الكربوهيدرات والبروتينات والدهون.

إن مصدر الطاقة المستخدم من قبل العضلات في انقباض وانبساط العضلات هو الـ ATP، ولكن لسوء الحظ لا تحتوي العضلات على قدر كبير من مخزون الـ ATP فالعضلات تحتوي على مخزون يكفي لمدة ثلاث ثوان فقط، لذلك بمجرد بدء الانقباض لا بد أن يبدأ الجسم في تكوين مصدر للطاقة، فالعضلات تقوم باستخدام عدة مركبات للحصول على الطاقة بطرق مختلفة ومن هذه المركبات:

فوسفات الكرياتين: لأن جميع العضلات الموجودة في الجسم باختلاف أنواعها لا تحتوي على مخزون كافٍ من ال ATP والذي يكفي لثلاث ثوان فقط، كان لا بد من وجود مصدر سريع يمكن توليد الطاقة منه، لذلك تمتلك جميع خلايا العضلات مركبًا عالي الطاقة يسمى فوسفات الكرياتين والذي يتم تكسيره في وجود الأكسجين لإنتاج المزيد من الطاقة، ويقوم مركب فوسفات الكرياتين بتوفير احتياجات العضلة من جزيئات ال ATP وبمعدل مرتفع جدًّا ولكنها لا تكفي إلا لمدة تصل من 8 إلى 10 ثوان فقط.

الجليكوجين: كما هو معروف أن الجليكوجين يخزن في العضلات بكميات كبيرة وهو من الكربوهيدرات، والذي يمكن استخدامه لتكوين الكثير من مركبات الطاقة ATP بتحويل الجليكوجين إلى جلوكوز وبعض المركبات الأخرى، ولكن لكل طريقة عيوبها فتتميز هذه الطريقة من بين طرق تكوين الـ ATP ببطئها بالنسبة لفوسفات الكرياتين، حيث يتطلب تحويله إلى جلوكوز وعدة مركبات أخرى 12 تفاعلًا، ولكن ما زالت هذه الطريقة سريعة كما تكون كمية كافية من الطاقة تستمر لمدة 90 ثانية، كما أنها لا تحتاج إلى الأكسجين وهذا من الأشياء العظيمة حيث يأخذ القلب والرئتان وقتًا كبيرًا لتزويد العضلات بالدم والأكسجين، كما أن المنتج الثانوي لاستخدام الأكسجين هو حمض اللاكتيك الذي يسبب إتعاب العضلات.[2]

ما هي مصادر الجلوكوز في الجسم وأهميته للعضلات

• مخزون الجلوكوز المتبقي في خلايا العضلات.
• الجلوكوز من الطعام الموجود في الأمعاء.
• الجليكوجين في الدهون في العضلات.
• في حالات الجوع الشديد، يكون البروتين هو مصدر الجلوكوز.

يعتبر الجلوكوز هو المصدر الأساسي للحصول على الطاقة في وجود الأكسجين، ففي غضون دقيقتين من التمرين الرياضي، يبدأ الجسم في إمداد العضلات العاملة المستخدمة في الوقت الحالي بالاكسجين، وعند توفر الأكسجين يبدأ حدوث التنفس الهوائي اللازم لتفكيك جزيئات الجلوكوز للحصول على مركبات الطاقة وهي الـ ATP ويمكن الحصول على الجلوكوز اللازم من عدة أماكن وهم:

مخزون الجلوكوز المتبقي في خلايا العضلات: تحتوي العضلات على كمية من مخزون الجلوكوز والذي يتم استخدامه في حالات معينة وعند وجود الأكسجين لتوليد الطاقة اللازمة لانقباض العضلات وانبساطها.

الجلوكوز من الطعام الموجود في الأمعاء: تعتمد العضلات بشكل كبير على الجلوكوز القادم من الطعام، فال ATP في الأصل يعتمد على وجود الطعام في الجسم الكربوهيدرات والبروتينات ليتم استخدامه فيما بعد لتوليد الطاقة عند نفاذ الكمية.

الجليكوجين في الدهون في العضلات: عندما يحدث تحول للجليكوجين لإنتاج الطاقة بدون وجود أكسجين، يكون من نواتج التفاعل في مرحلة من المراحل الجلوكوز، فإذا تم توفير أكسجين يتم استخدامه لإنتاج الطاقة اللازمة لانقباض وانبساط العضلات.

في حالات الجوع الشديد، يكون البروتين هو مصدر الجلوكوز: عندما لا تتوفر جزيئات الكربوهيدرات من الجليكوجين والجلوكوز بسبب عدم إمداد الجسم بالطعام لمدة طويلة، يبدأ الجسم باستخدام البروتينات كمصدر لإنتاج الطاقة

تعتبر عملية إنتاج الطاقة من التنفس الهوائي باستخدام الجلوكوز هي أبطأ الطرق للحصول على الطاقة، حيث تتطلب المزيد من التفاعلات وتستمر لعدة ساعات أو أكثر.[2]

أسباب تعب العضلات في حالة نفاذ الطاقة

• المستقلبات.
• تراكم الفوسفات غير العضوي.
• نقص الأكسجين.

في حالة نفاذ الطاقة من جزيئات العضلات تتعب العضلات وترهق، لأنها غير قادرة على الحركة أو أداء المهمات الخاصة بها، وفي هذه الحالة يلجأ الجسم للكثير من الطرق الأخرى للحصول على الطاقة والتي تم ذكرها من قبل مثل فوسفات الكرياتين والجليكوجين والجلوكوز، ولكن لكل طريقة أعراض جانبية تؤدي لتعب العضلة ومنها:

المستقلبات: عند نقص الطاقة في العضلة، تلجأ العضلة أحيانًا للتنفس الهوائي وخلاله يتم تحليل الجلوكوز باستخدام الأكسجين وإنتاج الطاقة، ولكن كناتج من هذه العملية، تنتج المستقلبات وهي مواد تترك في الخلايا أثناء تكسير الجلوكوز، وأثبتت بعض الأبحاث العلمية أن تراكم هذه المستقلبات في الخلايا يلعب دورًا في زيادة إجهاد العضلات.

تراكم الفوسفات غير العضوي: واحدة من الطرق السريعة التي تلجأ إليها العضلات للحصول على الطاقة هي استخدام مركب فوسفات الكرياتين، وهو مركب عالي الطاقة ويتم تحليله باستخدام الأكسجين لإنتاج الطاقة، ولكن يؤدي تحلله إلى تراكم مادة تسمى الفوسفات غير العضوي، وأثبت أن تراكم الفوسفات هو سبب رئيسي لإرهاق العضلات ويرجع ذلك لتداخل المركب مع إشارات الكالسيوم.

نقص الأكسجين: نقص الأكسجين من الأسباب الرئيسية المسببة لتعب العضلات وإجهادها، وذلك لأن هناك طريقتين للحصول على الطاقة في العضلات معتمدين اعتمادًا كليًّا على الأكسجين أهمهم استخدام الجلوكوز، ويحتاج الجلوكوز لتكسيره والحصول على الطاقة الاكسجين،  وعندما ينقص الأكسجين الخارجي أو الداخلي بسبب التمارين الرياضية لا تتم عملية تكسير الجلوكوز، لذلك يحدث نقص في الطاقة وتتعب العضلة.[3]