كل الخلايا تحتاج الى طاقة لنشاطاتها الخلوية. الخلايا العضلية تستهلك طاقة اكبر بكثير من الخلايا الاخرى, وتحويل الطاقة الكيميائية الى طاقة ميكانيكية. طاقة التقلص العضلي يتم تجهيزها بواسطة الفوسفات عالي الطاقة, ثلاثي فوسفات الادينوسين ATP . ينتج من تحلل جزيئة ATP تحرير طاقة التي تطلق الفعل البدائي لالياف المايوسين وبهذا يتحسن عملية انزلاقها لاحداث التقلص العضلي.
عندما تكون العضلة في وضع الراحة, فان مخازن ثلاثي فوسفات الادينوسين ATP وفوسفات الكرياتين والكلايكوجين تتكون في العضلات مع ثلاثي الكليسرايد والانزيمات. تعمل الانزيمات كعامل مساعد لعمية توليد الطاقة اللازمة للتفاعلات الكيميائية التي تحصل في الخلايا العضلية. (العامل المساعد هو مادة كيميائية تعمل على تغيير معدل التفاعل دون ان يتغير).
اذا تحررت الطاقة نتيجة تفاعلات بدون الحاجة الى الاوكسجين, عندها يطلق عليها مصطلح نظام الطاقة اللاهوائي. اما اذا اشترك الاوكسجين في التفاعلات فسيطلق عليها مصطلح نظام الطاقة الهوائي.
ان توفر ومدى استهلاك الاوكسجين يتعلق بشدة التدريب وفترته. الجهد ذو الشدة العالية ولفترة قصيرة يتطلب انتاج طاقة كبيرة وبسرعة اي بفترة قصيرة. ولكن لايمكن توفير الاوكسجين بالسرعة المطلوبة. بينما النشاطات المستمرة لفترة طويلة وبشدة معتدلة تحتاج انتاج طاقة بطيئة ولكن تستمر التجهيز بها لفترة طويلة مما تعطي اجهزة الجسم الوقت الكافي لاخذ الاوكسجين ونقله الى الخلايا العاملة لاستهلاكه.
نظام الطاقة اللاهوائي:
عندما تتحفز عضلة ما للتقلص, فانها سيتم تزويدها بطاقة سريعة ومباشرة من تحلل ATP المخزونبعد حوالي 5-6 ثواني من بداية النشاط. بعد استخدام ال ATP كليا واستنفاذ مخازنه لابد من اعدة ملأها وتعويضها بتحلل مادة فوسفات الكرياتين. وهذا يطلق عليه نظام الطاقة الفوسفاتي, او النظام اللاكتيكي. زهو احد انظمة الطاقة اللاهوائية لانه لايستخدم الاوكسجين في انتاج الطاقة. يتم تجهيز الطاقة باستخدام هذا النظام مدة 10 إلى 15 ثانية، حتى ينخفض مخزون كرياتين الفوسفات ولهذا فانه مناسب لعدو 100م، او الى النشاطات ذات الشدة العالية ولفترة قصيرة مثل دفع حاجز البداية اي الانطلاقة في المسافات القصيرة او فعاليات الرمي. أما اذا استمر النشاط هنا لابد من اعادة تركيب ATP بواسطة تحلل الكلايكوجين او الدهون.
في حالة النشاط التي بالشدة العالية وبسرعة فان النظام او الجهاز القلبي الوعائي يكون غير قادر على تجهيز الاوكسجين بالسرعة المطلوبة لاتمام عملية تحليل الكلايكوجين. لذا يعاد انتاج الـ ATP من خلال التحليل الجزئي للكلايكوجين منتجا حامض الباريوفك وحاض اللاكتيك اللذان يتراكمان في الدم وفي العضلات وهذا ما يعرف بنظام الطاقة اللاكتيكي وهو نظام لا هوائي اي بدون استخدام الاوكسجين. في هذا النظام تنتج كل جزيئة كلو كوز جزيئتين فقط من الـ ATP ولهذا فان من الوارد جدا نضوب مخازن الجسم للكلايكوجين بعد فترة قصيرة.
ينتج نظام الطاقة اللاكتيكي طاقة سريعة لمدة لا تتجاوز 2 – 3 دقائق اعتمادا على حالة وكفاءة الجسم، مخلفا تراكم حامظ اللاكتين وحصول دين الاوكسجين مما سيحدد من امكانية عمل العضلة وتلقصها اذا استمر شدة النشاط بالمستوى نفسه ويؤدي الى الاجهاد.
نظام الطاقة الهوائي:
هي عملية انتج الطاقة اثناء اداء نشاط بدني مستمر وبشدة معتدلة الى منخفضة من خلال تحلل الكلايكوجين الذي نحصل علية من الكاربوهيدرات والدهون لانتاج الـ ATP، CO2 وماء. تتطلب هذه التفاعلات وجود الاوكسجين ولذلك سميت بالنظام الهوائي.
تعد الكاربوهيدرات المصد الرئيس للطاقة، ويخزن على هيئة كلايكوجين في انسجة العضلة والكبد. أما الدهون فهي المصدر الثاني للطاقة وتخزن على شكل احماض دهنية وثلاثي الكلسرول في العضلة وفي الانسجة الشحمية. أما البروتينات فتستخدم فقط تحت ظروف اضطرارية مثل الجوع الشديد او ركض فوق الماراثون. تعتمد النسب المستخدمة للكاربوهيدرات والدهون على مدى توفرها للجسم وعلى شدة التدريب وفترته. فكلما زادت الشدة ارتفعت نسبة استخدام الكاربوهيدرات بينما نرى انه كلما طالت فترة التدريب كلما تم استهلاك الدهون.
عادة يخزن الجسم الدهون بكميات اكبر بكثير من الكلايكوجين ولذلك فانه نادرا جدا ما تنفذ مخازن الدهون في الجسم ولكن من الممكن ان يستنفذ تماما مخازن الكلايكوجين وهذا يؤثر على فعاليات التحمل حيث لابد من توفر كميات قليقة من الكلايكوجين لحرق الدهون وانتاج الطاقة منها. يكون راكضي الماراثون في حالة استنفاذ الكلايكوجين بعد فترة من السباق وقرب النهاية عندها يضطر الجسم الى استخدام البروتين.
ان نظام الطاقة الهوائي ينتج طاقة اكبر بكثير مما هي النظام اللاهوائي حيث ان كل جزيئة كليكوز فيه تنتج 38 جزيئة ATP مع ضرورة تأمين تجهيز الاوكسجين يمكن ان يستمر التقلص العضلي الى ما لا نهاية قبل الوصول الى حالة استنفاذ الجهد لانه ليس هناك ترسب لحامض اللاكتيك المسبب للتعب العضلي ولكن اذا ما تطلب الامر زيادة في شدة التمرين الى درجة ما بحيث ان الجهاز القلب الوعائي لا يتمكن من تأمين الاوكسجين بالوقت المطلوب عندها سيتحول انتتاج الطاقة الى النظام اللاهوائي.
