العتبة الهوائية–اللاهوائية تعريفها و قياسها

العتبة الهوائية – اللاهوائية Aerob-anaerob Schwelle :

يستطيع جسم الرياضي أن يعمل وفق نظام الطاقة المطلوب في تجهيز طاقة الأداء الحركي تبعاً لشدة ومدة الحمل التدريبي في فعاليات وسباقات التحمل , حيث تتحسن عمليات أيض الطاقة ويزداد إستعداد جسم الرياضي فيها بالإنتقال بنظام تجهيز الطاقة الهوائي من إستخدام الدهون كوقود إلى إستخدام المواد الكربوهيدراتية , ومع إزدياد شدة الأداء أكثر يبدأ الجسم بتغيير نوع نظام تجهيز الطاقة من النظام الهوائي إلى النظام اللاهوائي . وأثناء تغير نظام الطاقة من النظام الهوائي إلى النظام اللاهوائي وهو نظام التحلل الكلايكولي اللاهوائي , يبدأ تجمع حامض اللبنيك ( اللاكتيك اسيدLactic-acid ) , ويرتفع مستوى تركيز الحامض كأحد مخلفات عمليات تبادل مواد الطاقة في الدم , ويعتمد مستوى التركيز في الدم على قدرة جسم الرياضي على التخلص منه أو تحمله رغم هذا التركيز والإرتفاع . وعندما يبلغ مستوى التركيز إلى (2 مليمول / لتر, أي بحدود 10 ملمول/بالدم ) بالدم يبدأ إنتقاله تدريجياً إلى المجاميع العضلية العاملة بشكل سريع . أن هذا المستوى من تركيز حامض اللاكتيك بالدم والعضلات أطلق عليه مجموعة من العلماء ( كندرمان , سيمون , كويل : 1978 ) , وكذلك ( مادير وآخرون :1976 ) مفهوم العتبة الهوائية باللغة الألمانية ( Aerobe Schwelle ) , والتي يبلغ مستوى حامض اللاكتيك فيها ( 2,0 مليمول / لتر ) , والعتبة اللاهوائية ( Anaerobe Schwelle ) , عندما يبلغ مستوى حامض اللاكتيك فيها ( 4,0 مليمول / لتر , بحدود 80 ملمول/بالدم ) , وبين هاتين العتبتين يتم الإنتقال من نظام الطاقة الهوائي إلى نظام الطاقة اللاهوائي , وبذلك إستخدمت هذه المفاهيم والمعلومات في عمليات توجيه برامج التدريب بالألعاب والفعاليات الرياضية نتيجة التجارب والدراسات الفسيولوجية .
أما بالنسبة لقيم هذه العتبات الحقيقية والمضبوطة , لايمكن التوصل إلى معرفتها إلا بعد سنوات طويلة من التدريب والتأقلم الحاصل للجسم ومراقبة ردود فعل الجسم , ثم إجراء الإختبارات الطبية اللازمة وتحليلات الدم الآنية بعد الجهد بالملعب , وبذلك يسهل تحديد شدة الحمل المطلوب للرياضي فيها اثناء التدريب وفق نظام للطاقة معين . أما بالنسبة للرياضيين في فعاليات القوة المميزة بالسرعة كفعاليات الوثب والقفز والرمي بألعاب المضمار والميدان , يمكن أن تقع العتبة اللاهوائية لديهم أعلى من مستوى حدود تركيز حامض اللاكتيك أي أعلى من ( 4,0 مليمول / لتر ) بالدم , ولدى الرياضيين المدربين جيداً على التحمل أقل من هذا المستوى . وتلعب العتبة دوراً هاماً في المقارنة بين إنجازات الرياضيين في فعاليات التحمل وذلك للإختلافات في المستوى مقارنة بالقدرات الأوكسجينية القصوى التي تتعرض للتحسن والتقدم اثناء عمليات التأقلم والتكيف التي تحصل لوظائف الجسم بالتدريب , لذلك وعلى هذا الأساس سوف تصبح عملية توجيه عمليات التدريب مرتبطة بمعرفة مستوى هذه العتبات أكثر ويصبح المستوى العلمي للتدريب أفضل .
ولأجل تحديد المشاكل الأخرى المتعلقة بشدة حمل التدريب يجب ملاحظة منحنى مستوى حامض اللاكتيك مع الإنجاز ( أمثلة للعلاقات بين الإختبار وأجهزة التحليل , والإختبار وتقييم المخطط , ومستوى الحالة الغذائية وحالة ماقبل التحميل البدني ) , هذا ما أكده ( فايسن هيك :1990 , براومان وبوزة وماسين : 1987 ) .

أن متطلبات قدرة التحمل تصبح لذلك من الشروط والقواعد الأساسية لإمدادات طاقة الأداء الحركي للرياضي أثناء التدريب أو أثناء المنافسة , كما يجب أن تناسب آليات تجهيز الطاقة هذه المتطلبات التدريبية لدى عمليات التخطيط لبرامج التدريب الخاصة والإشراف عليها جيداً . أن الأحمال التدريبية التي تقع دون مستويات العتبة الهوائية ( التعويض ) تتأثر قليلاً , في حين يتم تأثر وتحسن مجال حمل التدريب ( التحمل العام I ) , وكذلك المستوى الأعلى قليلاً من العتبة الهوائية وهو التحمل الأساسي أيضاً .
أن المثيرات والحوافز المثالية لتدريب قدرة التحمل تظهر في مجال حمل تدريبات التحمل الأساسي II , وهذا يعني أثناء الأحمال بمستوى العتبة اللاهوائية . أما الأحمال التدريبية التي تقع فوق مستوى العتبة اللاهوائية بشكل واضح , يجب أن تبدأ حالما تتماشى وتتطابق مع متطلبات قدرة التحمل الخاصة بالسباقات في تلك الفعالية أو المسابقة الرياضية , فعلى سبيل المثال سباق عدوا 400م , سباق الدراجات الهوائية للسرعة على المضمار , رياضة التجذيف . ففي هذه الفعاليات والألعاب الرياضية يجب على الرياضي أن يتدرب بشدة حمل دون الأقصى والحمل الأقصى أيضاً لقدرات التحمل الخاصة والمطابقة لشدة المنافسات فيها .
أما بالنسبة لتدريبات قدرات التحمل للألعاب والمنازلات الثنائية كالمصارعة والجودوا والفنون القتالية والملاكمة ...إلخ , لا يزال عدم وضوح الرؤيا تماماً بخصوص متطلبات أحمال المنافسات وتأثيراتها الفسيولوجية , كما نجابة مشكلة متطلبات بناء أنظمة الطاقة لهذا النوع من الأحمال وبناء البرامج التدريبية الخاصة بها أيضاً . وبجانب أزمان التحميلات وفترات الراحة بينها , يمكن حسابها في تدريبات قدرات التحمل عندما يتم إستخدام مهارات وحركات النزال والألعاب والتمارين والألعاب المشابه لها , بمساندة الزميل أثناء التدريبات أو الخصم أثناء النزالات , بحيث ترتفع شدة وسرعة وقوة الأداء وفقاً لمتطلبات النزال نفسه , كما يجب أن ترتفع مكونات تلك الأحمال وبشكل واضح أعلى من متطلبات حمل المنافسات أثناء التدريبات وهكذا يمكننا تحقيق الأهداف الموضوعة من تدريبات وأحمال قدرة التحمل الخاصة بهذه الفعاليات الرياضي

بوفسور جورج برووكس و ماكليلان وكذلك بيتر هوفمان يوضحون ذلك من خلال ايضاح ميكانيكية تبادل الطاقة من خلال انظمة الطاقة المعروفة

المرحله الاولى

فهم يجدون ان لحامض اللاكتيك حركة بندولية(SHUTTLE) فعندما تبدأ العضلات بالعمل يتكون تركيز اللاكتيك في المايتوكوندريا اولا وبازدياد العمل يغادر هذا الحمض الى محيط الخلية والعودة الى المايتوكوندريا وهنا لايمكن ايجاد اللاكتيك في الدم وهذا مايطلق عليه بالعتبة الهوائية او ِAerob Threshold اوAerobe schwelle لانه الحامض لم يغادر الخلية بعد

المرحلة الثانية

عندما تستمر العضلات بالعمل يزداد تركيز الحامض اللاكتيكي في الخلية الى ان يتم اختراق جدار الخلية متوجها الى الدم(blood system)وفي هذه الحالة يمكن قياس نسبة الحامض في الدم وفي هذه الحالة يكون معدل تكوين اللاكتيك مساويا لمعدل هدم او ازالة اللاكتيك اي حالة توازن لانه الجسم يكون قادر على انجاز العمل العضلي

المرحلة الثالثة

عندما يستمر العمل العضلي يتزايد تركيز اللاكتيك في الدم بحيث تكون هذه الزيادة اكبر من معدل ازالة الجسم للاكتيك بواسطة عضلات القلب والكبد لانه في هذه الحالة يكون نقل الاوكسجين الى العضلات العاملة غير كافي حيث هو المسوؤل عن نقل توفير حالة التوازن لقيمة اللاكتيك وفي هذه الحالة نتكلم عن العتبه اللاهوائية لان الجسم في هذه النقطة يتحول من العمل الهوائي الى اللاهوائي (Aerobe_Anaerobe schwelle), ولذلك وباستمرار الجهد العضلي يزداد الحامض اللاكتيكي بشكل سريع الى ان ينقطع الرياضي عن مواصلة العمل الرياضي لانه لايستطيع ذلك

قياس العتبة الهوائية–اللاهوائية Aerobic–Anaerobic Threshold test

العتبة الهوائية : هي نقطة إبتداء نظام تجهيز الطاقة الهوائية بالعمل ( aerobic energy system ) , وهي تبلغ 65% من أقصى معدل لضربات القلب بالدقيقة , وهي تبلغ 40 ضربة بالدقيقة دون مستوى العتبة اللاهوائية .
العتبة اللاهوائية : هي نقطة إبتداء تجمع حامض اللاكتيك بالعضلات وإنتقال نظام تجهيز الطاقة بالجسم من النظام الهوائي إلى النظام اللاهوائي , ويمكن أن تقع هذه النقطة من 80% - 90% من أقصى معدل لضربات القلب بالدقيقة , وحوالي 40 ضربة بالدقيقة أعلى من مستوى العتبة الهوائية , ويمكنك التأكد منها بالإختبار .

إختبار العتبة اللاهوائية Anaerobic Threshold Test :
العتبة اللاهوائية وكما تم تعريفها سابقاً بأنها نقطة إنطلاق وبدأ تجمع حامض اللاكتيك بالعضلات ويمكنها أن تكون في مستوى 85% - 90% من المعدل الأقصى لضربات القلب بالدقيقة . والطريقة الأكثر دقة في تحديد العتبة اللاهوائية لجسم الرياضي , هي زيارة أحدى المختبرات الفسيولوجية التي تقوم بهذا العمل , وبذلك يتطلب مثل هذا الإختبار مبالغ مالية ووقت , كما يتطلب أخذ عينات من الدم متعددة لأجل قياس تركيز حامض اللاكتيك أثناء الجهد البدني . وهذا الإختبار مشابه لحد كبير إختبار وقياس القدرة الأوكسجينية القصوى للجسم ( VO2max. ) , وقياس المعدل القصى لعدد ضربات القلب بالدقيقة ( Maximum Heart Rate ) .
وبما أن هذا النوع من الإختبارات قد لا تتوفر للبعض وخاصة المدربين , يمكننا إيجاد وتحديد العتبة اللاهوائية بطرق سهلة أخرى , وأن الطرق التي سوف يتم تناولها لاحقاً لا تتصف بدرجة الدقة العالية التي تتصف بها الإختبارات المختبرية التي تم وصفها سابقاً , ولكنها قد تفي بالغرض وتناسب كثير من الرياضيين , ويمكننا أن نعتبرها بأنها طرق ومؤشرات جيدة بالمجال التدريبي وليس البحثي , اي يجب أن تجرى الإختبارات الفسيولوجية بالمختبرات لأجل البحوث العلمية لأنها أكثر دقة وصدق وموضوعية . أما هذه الطرق الميدانية فهي سهلة وبسيطة ونتائجها مقبولة لأنها سوف تعتمد على مؤشر معدل ضربات القلب بالدقيقة أيضاً .

طريقة قياس العتبة اللاهوائية بركض 10 كم :
من الطرق المتبعة لقياس العتبة اللاهوائية هو سباق ركض مسافة 10 كم , إذ غالباً ما يتم قطع هذه المسافة بمستوى ومعدل عتبة القلب ( Threshold Heart Rate ) , لذلك يستوجب إجراء قياسات النبض عل طول مسافة السباق أي كل 1 كم أو 1 ميل . إذا كنت مدرباً جيداً ولياقتك وتحملك جيد سوف تركض بسرعة ثابتة تقريباً اي بمعدل نبض ثابت بمستوى معين , أما بالنسبة للأفراد غير المدربين سوف يقومون بالركض بسرعة متغيرة وغالباً ما تكون فوق مستوى عتباتهم اللاهوائية و سوف تقودهم هذه السرعة إلى إرتفاع النبض عالياً ومعدل التنفس ويصاحبها هبوط كبير في معدل سرعة الركض بسبب عامل التعب الذي يطرأ على أجسامهم , وأحياناً يصاحب هذه الأعراض الإحساس بالحرقان في عضلات الرجلين , وفي حالة حصول مثل هذه الأعراض أثناء السباق عليك تفقد عدد ضربات قلبك مباشرة لكي تكتشف عتبتك اللاهوائية الخاصة . لذلك يمكنك إجراء إختبار تجريبي لركض 10 كم للرياضيين لأجل تحديد مستوى هذه العتبة , وعليك أن تمنحهم راحة ليوم قبل الإختبار وعدة أيام بعده .

إختبار كونكوني Conconi-Test :
تعد الإختبارات والقياسات من وسائل جمع المعلومات والبيانات حول الظواهر والمتغيرات لأجل تقييم الأداء البدني أو الإنجاز الرياضي , ثم وضع القرارات حول تلك النتائج , ولأجل تحليلها نحتاج معرفة جميع العوامل التي قد تؤثر على تلك النتائج وتغير دقتها .
الهدف من الإختبار : أن هدف إختبار كونكوني ( Conconi , F , et. al. : 1982) هو قياس وتحديد العتبة الهوائية واللاهوائية الفردية القصوى لجسم العداء كطريقة مبسطة وسهلة جداً وقد تم عرضها من قبل ( Jones & Doust : 1995 ) .
الأجهزة والأدوات المستخدمة :
• جهز عارض لعدد ضربات القلب بالدقيقة ( ساعة ) .
• مضمار ركض 400م , أو جهاز السير المتحرك ( Treadmill ) .
• ساعة توقيت ألكترونية .
• شخص مساعد لقياس زمن مسافة 200م وعدد ضربات القلب .
قبل بدء الإختبار عليك تحديد سرعة بدء الركض بما يناسب قدرات ومستوى المختبر أولاً , وكذلك تقرير زمن زيادة سرعة الركض لكل 200م , ثم مقدار الزيادة في عدد ضربات القلب بالدقيقة لأجل تسجيلها بعد كل 200م من المسافات المقطوعة بالإختبار , وتستمر هذه الزيادة في سرعة الركض وما يصاحبها من زيادة في عدد ضربات القلب بالدقيقة حتى يصل المختبر إلى مستوى عدم قدرته على المحافظة على نفس السرعة بالركض . أما بالنسبة للمسافة الكلية المقطوعةبالإختبار فهي تتراوح ما بين ( 2,5 – 4 كم ) لأجل ضمان الحصول فيها على معلومات كافية عن مستوى ومؤشرات حساب النبض وفقاً لحسابات كونكوني , ثم القيام بتحليل متغيرات السرعة والنبض ووضعها على ورقة خطوط بيانية , والتي يتم فيها حساب وتحديد مستوى العتبة اللاهوائية لذلك الرياضي .
إجراءآت الإختبار :
1. القيام بعملية إحماء لمدة 5 – 10 دقائق .
2. تنظيم جهاز عرض ومراقبة النبض ( الساعة ) لأجل تسجيل فرق كل 5 ثانية
3. تشغيل جهاز مراقبة النبض لحظة بداية الإختبار .
4. تسجيل الزمن والنبض لكل 200م مقطوعة بالإختبار .
5. زيادة سرعة الركض قليلاً وتدريجياً كل مسافة 200م مقطوعة .
6. ينتهي الإختبار عند عدم قدرة المختبر على المحافظة على سرعة الركض .
7. إيقاف تسجيل النبض لحظة التوقف .
8. القيام بالإرتخاء والتهدئة لمدة 10 دقائق بعد الإختبار .

تطبيق إختبار كونكوني على جهاز السير المتحرك :
• القيام بعملية إحماء لمدة 5 – 10 دقائق .
• تنظيم جهاز عرض ومراقبة النبض ( الساعة ) لأجل تسجيل فرق نبض كل 5 ثانية .
• تشغيل جهاز السير المتحرك بالسرعة المحددة والمقررة أولاً ( كأن تكون 4 كم /ساعة ) .
• تنشغيل جهاز مراقبة النبض ( الساعة ) لحظة بدء الإختبار .
• تسجيل الزمن والنبض كل مسافة 200م مقطوعة .
• زيادة سرعة دوران السير كل 200م بحدود 0,5 كم /سا , أي زيادة السرعة ( من 4 > 4,5 > 5 >5,5 > 6 > 6,5 > 7 > 7,5 > 8 ...)
• نهاية الإختبار الوصول إلى أقصى معدل للنبض لآ يستطيع الإستمرار فيه على نفس سرعة الركض على الجهاز .
• إيقاف تسجيل النبض لحظة التوقف .
• القيام بالإرتخاء والتهدئة لمدة 10 دقائق بعد الإختبار .

طريقة حساب العتبة اللاهوائية :
بعد الإختبار يتم توزيع النقاط وتفريغها على الورقة البيانية على الإحداثيين الرأسي للنبض والأفقي لسرعة الركض ولكل مسافات الإختبار المسجلة للرياضي أي لكل 200م مقطوعة من مسافة الإختبار . سوف نشاهد إرتفاعاً تدريجياً ملحوظاً في المنحنى ومن ثم يصبح المنحنى خطاً أفقياً قبل أن يرتفع ثانية للأعلى أكثر . أن الخط الأفقي الحاصل يمثل مؤشر العتبة اللاهوائية لذلك الرياضي في الإختبار . وفي مثال الشكل البياني لكونكوني تظهر هذه العتبة بحدود ( 182 ضربة بالدقيقة ) .
وبهذه الطريقة وهذه الإجراءآت يمكنك إستخدام جدول إختبار كونكوني لأجل تنقيط الشكل البياني لتقرير مستوى وقيمة العتبة اللاهوائية للرياضي .
حساب العتبة الهوائية ( Aerobic Threshold ) : لقد تم إثبات حساب العتبة الهوائية وتقديرها بأنها = العتبة اللاهوائية – 20 ضربة بالدقيقة . بالتحليل للنتائج والمقارنة بين نتائج الإختبار القبلي والبعدي يتوقع تحسن مستوى العتبة اللاهوائية بعد فترات التدريب بين تلك الإختبارات . هذا وأن هذا الإختبار مناسب لفعاليات ورياضات التحمل الهوائي للألعاب الفردية والفرقية ولكن ليس لجميع الرياضيين بالألعاب الأخرى غير ألعاب التحمل . بالنسبة لمستوى ثقة ومصداقية نتائج هذا الإختبار تظهر أكثر كلما كان المختبر صادقاً في أداءه للإختبار. فدرجة الصدق والثبات والموضوعية متوفرة في هذا الإختبار نتيجة العلاقة الطبيعية بين زيادة سرعة الأداء مع زيادة إرتفاع عدد ضربات القلب , كما أن هذا الإختبار سوف يساعد على التأكد من تأثيرات التدريب على تكيفات أجهزة وأعضاء جسم الرياضي أي على تطور القدرة الأوكسجينية القصوى لجسم الرياضي بين فترات ومراحل التدريب السنوية وذلك لقوة العلاقة بين القدرة الأوكسجينية القصوى والعتبة الهوائية واللاهوائية .

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

المصدر : [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

ترجمة : د. أثير محمد صبري أحمد الجميلي

» إستفسار عن عتبة التهوية الرئوية
» التغذية : تعريفها , عناصرها
» الإصابات الرياضية تعريفها و أسبابها