الدين الاوكسجيني: The Oxygen Debt

تعريفه ومفهومه:

الدين إلاوكسجيني هو اسم يطلق عل كمية إلاوكسجين التي يستهلكها الجسم خلال فترة الاستشفاء, وهذا إلاوكسجين يزيد عن حجم الأوكسجين المستهلك إثناء الراحة, وقد استخدم هذا المصطلح لأول مرة عالم الفسيولوجي ألانكليزي هل A.V Hill عام 1922.
وفكرة الدين الأوكسجين المستهلك بكمية اكبر من استهلاكه العادي خلال مدة الاستشفاء يستخدم أساسا لإعادة مخزون الطاقة في الجسم للحالة التي كان عليها قبل أداء النشاط ألبدني مع التخلص من أية تكوينات من حامض اللاكتيك خلال المجهود, ويعتقد البعض إن زيادة استهلاك الأكسجين خلال مدة الاستشفاء تحدث لاستعادة الأوكسجين الذي تم استدانته من الجسم إثناء الأداء, وفي الحقيقة إن ذلك يحدث فعلا عند أداء النشاط ألبدني الأقصى, إلا انه يمثل نسبة بسيطة تقدر بحوالي 0.6 لتر أوكسجين يوجد متحدا مع المايوكلوبين في العضلات كما يوجد في الدم الوريدي, بينما وجد إن الدين إلاوكسجيني للاعب خلال الأنشطة البدنية ذات الشدة القصوى يزيد عن الأوكسجين المخزون في الجسم بمقدار 30 مرة.
وتفسيرا لذلك لابد من فهم العلاقة بين شدة حمل النشاط ألبدني ومقدار الطاقة اللازمة لأدائه وكذلك حجم الأوكسجين المطلوب لإنتاج هذه الطاقة , وهناك نوعان من الأوكسيجين المطلوب لذلك هما :
1- الأوكسيجين المطلوب لأداء النشاط ألبدني ككل.
2- الأوكسيجين المطلوب لكل دقيقة من الأداء.
وكلما زادت شدة الحمل ألبدني زادت الحاجة إلى حجم الأوكسيجين المطلوب في الدقيقة , مثال ذلك فان جري مسافة 800 متر يؤدي بسرعة تزيد عن سرعة جري سباق الماراثون ( 42,2 كيلومتر ) .
ولذا فان الفرق في الأوكسيجين المطلوب في كلتا الحاليتين يختلف , ففي الوقت الذي يزيد فيه حجم الأوكسيجين المطلوب في الدقيقة في حالة الجري 800 متر اذ يبلغ 12-15 لترا / دقيقة , فان هذا الحجم يقل عن ذلك في سباق الماراثون ليكون حوالي 3-4 لترا / دقيقة إلا إن سباق 800 متر جري لا يستمر لمدة زمنية طويلة , لذا فان الصورة تنعكس في حالة الأوكسيجين الكلي الذي يزيد مع زيادة مدة العمل فيكون حوالي 25-30 لتر في حالة الجري 800 متر, بينما يزيد عن ذلك بكثير في حالة الماراثون حيث يبلغ 450-500 لتر.

وفي بعض الأحيان حينما تزيد شدة الحمل ألبدني لدرجة عالية يبلغ حجم الأوكسيجين المطلوب في الدقيقة 15-20 لترا / دقيقة , إلا إن جسم الإنسان عادة لا يمكنه الوصول إلى هذا المستوى في استهلاك إلاوكسيجين إذ لا يزيد أقصى استهلاك الأوكسيجين عن 6-7 لترات / دقيقة حتى بالنسبة للاعبي المستويات العليا أذان ما هو الحل ؟ وللإجابة على هذا السؤال نتذكر إن الأوكسيجين مطلوب أساسا لإعادة بناء ATP المصدر المباشر للطاقة والمسؤول عن الانقباض العضلي , اذ يستخدم الأوكسيجين مع الكلوكوز لإنتاج الطاقة , إلا إن الكلوكوز كما سبق إن بينا يمكن إن يؤدي لإنتاج طاقة لإعادة ATP بدون الأوكسيجين في حالة استخدام نظام حامض اللاكتيك ( الجلكزة اللاهوائية ) .
ويمكن أنتاج طاقة لا هوائية بدون الأوكسيجين بالاعتماد على فوسفات الكرياتين PC أي باستخدام النظام الفوسفاتي , وهذا يعني إمكانية استمرار إنتاج الطاقة بدون وجود الأوكسيجين اعتماد على النظام اللاهوائي , وفي هذه الحالة يواجه الجسم زيادة في تجميع حامض اللاكتيك مع نقص في مخزون فوسفات الكرياتين , وبعد الانتهاء من النشاط ألبدني يحتاج الجسم إلى كمية أوكسيجين تعادل الكمية التي يحتاج أليها إثناء النشاط ألبدني ولم يتمكن من توقيرها , وتستخدم هذه الكمية لتخليص الجسم من نواتج الطاقة اللاهوائية التي استخدمت إثناء النشاط ألبدني , وذلك لاستعادة تكوين الفوسفات بواسطة الأوكسيجين ولأكسدة حامض اللاكتيك الناتج عن الجلكزة اللاهوائية , وفي هذه الحالة يزيد استهلاك الأوكسيجين أثناء الراحة بعد أداء الحمل ألبدني عنه إثناء الراحة قبل الأداء , وهذه الزيادة هي ما تسمى بالدين إلاوكسجيني , وبهذا أيضا يمكن القول إن الدين إلاوكسجيني هو الفرق بين حجم إلاوكسيجين الذي أمكن بالفعل استهلاكه إثناء الأداء تدريجيا ليبلغ المستوى الذي كان عليه وقت الراحة 200-300 ملليلتر / دقيقة , إلا إن ذلك لأيتم بصورة سريعة ولكنه يستمر عدة دقائق إلى عدة ساعات كما إن الدين إلاوكسجيني يظهر أحيانا إثناء الأداء حينما تنخفض شدة الحمل ألبدني لمستوى اقل من مستوى الأوكسيجين المستهلكة فيتجه الفرق في الأوكسيجين لتعويض العجز إلاوكسجيني , ويحدث ذلك إثناء أوقات التوقف الوقتي عن الأداء كان يكون ذلك بين شوطي مباراة في كرة القدم مثلا.......

أنواع الدين إلاوكسجيني :

ينقسم الدين إلاوكسجيني إلى قسمين احدهما يتم فيه استعادة تكوين مصادر للطاقة الفوسفاتية التي استنفدت , والأخر يتم فيه التخلص من حامض اللاكتيك , لذا يسمى القسم الأول بالدين إلاوكسجيني بدون اللاكتيك alactaicid Oxygen Debt ويسمى الأخر بالدين الأكسيجين لحامض اللاكتيك aLactaicid oxygen Debt ويلاحظ إن سرعة استهلاك الأوكسيجين خلال مدة الاستشفاء لا تظل على مستوى ثابت , إذ أنها خلال أول دقيقتين إلى ثلاث دقائق تنخفض بدرجة كبيرة جدا ثم تنخفض تدريجيا بعد ذلك حتى تصل إلى المستوى الثابت . ويسمى الجزء الأول سريع الانخفاض في الاستهلاك الأوكسيجين في الدين إلاوكسجيني بدون حامض اللاكتيك , بينما يكون الجزء الابطأ هو الدين إلاوكسجيني لحامض اللاكتيك , وقد أطلقت هذه التسمية لان الجزء الأول يمكن أن يتم بدون وجود حامض اللاكتيك ويكون الهدف منه تعويض مصادر الطاقة الفوسفاتية , بينما يكون الجزء الثاني أطول مدة ويرتبط بوجود حامض اللاكتيك نتيجة الجلكزة اللاهوائية .
ويبلغ الحد الأقصى للدين إلاوكسجيني بدون اللاكتيك ما بين 2-4 لترات للذكور غير المدربين بينما يزيد عن ذلك بالنسبة للاعبين المدربين , وعلى سبيل المثال فقد سجل لاعبو التجديف دينا اوكسيجينيا بدون اللاكتيك مقداره 6 لترات , ومما لاشك فيه إن لاعبي السرعة يحتاجون إلى تنمية القدرة اللاهوائية المرتبطة بالدين إلاوكسجيني بدون اللاكتيك أكثر من غيرهم , ويمكن للمدرب قياس كفاءتهم في ذلك باستخدام احد الاختبارات البسيطة كاختبار الوثب العمودي .
إما بالنسبة إلى الدين إلاوكسجيني لحامض اللاكتيك فانه يختلف في حجمه لدى اللاعبين تبعا لشدة أداء التدريبات المستخدمة , فنجد انه كلما زادت شدة الأداء زاد حجم الدين إلاوكسجيني اللاكتيكي والعكس صحيح , ويبلغ مقدار الحد الأقصى له ما بين5-10 لترات , وهذا معناه زيادة مقدار الدين إلاوكسجيني اللاكتيكي عن غير اللاكتيكي إلا إن الأخير تتم استعادته بصورة أسرع .

علاقة الدين إلاوكسجيني بالقدرة اللاهوائية القصوى :

تقاس القدرة اللاهوائية القصوى عادة بقدرة الجسم على العمل مع عدم كفاية الأوكسيجين كما تقاس بمقدار الحد الأقصى للدين إلاوكسجيني , وتتم هذه القياسات في الملاعب الرياضية وفي حمامات السباحة بان يطلب من اللاعب تكرار أداء مسافات قصيرة بأقصى سرعة مع تقليل أوقات الراحة البينية في كل مرة , وكمثال على ذلك بالنسبة للسباحين ، يقوم السباح بقطع مسافة 4×50 مترا بأقصى سرعة وبراحة بينية مقدارها 45-30-15 ثانية على التوالي , ويجمع هواء الزفير بعد أخر 50 متر ويتم تحليله لتحديد كمية الأوكسيجين المستهلكة إثناء مدة استعادة الاستشفاء فيكون الناتج هو مقدار الدين إلاوكسجيني , ومن ذلك يتضح إن الدين إلاوكسجيني يعد مقياسا لمستوى القدرة اللاهوائية القصوى للفرد.
وترتبط القدرة اللاهوائية القصوى بنتيجة قطع المسافات القصيرة بأسرع ما يمكن إذ يبلغ مقدار الدين إلاوكسجيني لمسافة 50 متر سباحة 8, 71% و 200 متر سباحة 63.3%, 400 متر سباحة 49.1%, وهذا يلاحظ إن مساهمة الدين إلاوكسجيني تقل مع زيادة القدرة اللاهوائية القصوى.
ويتضح ذلك من المثال التالي:
لكي يعدو لاعب مسافة 400 متر بزمن مقداره 44 ثانية فان سرعته يجب إن تكون بمعدل 9 أمتار / ثانية, وحتى يتحقق ذلك فانه يحتاج إلى حجم أوكسجين مقداره 37 لترا / دقيقة, وبما إن زمن العدو 400 متر اقل من دقيقة إذن فالاستهلاك الكلي للأوكسجين المطلوب لقطع هذه المسافة يبلغ 28 لترا خلال 44 ثانية, ولايستطيع اللاعب خلال هذه المدة الزمنية القصيرة استهلاك أكثر من 3 لترات / 44 ثانية, لذلك فان عجز الأوكسجين 28-3=25 لترات, ونظرا لعدم قدرة اللاعب على توفير هذه الكمية من الأوكسجين للعضلات العاملة فانه يلجا إلى استخدام العمليات اللاهوائية لإنتاج الطاقة, وبذلك فان حجم الدين إلاوكسجيني الذي يقوم هذا اللاعب بتعويضه بعد عدو مسافة 400 متر بزمن مقداره 44 ثانية يبلغ 25 لترا.
كما يمكن إن تقاس القدرة اللاهوائية القصوى عن طريق استخدام اختبار صعود المدرجات الأقصى Maximal Stair Climb وكذلك عن طريق اختبار الوثب العمودي من الثبات. وفي ضوء ما سبق يمكن تنظيم تدريبات السرعة وتشكيل ألاحمال فيها بناء على التحديد الدقيق للمدة الزمنية اللازمة لتعويض الدين إلاوكسجيني ومخزون الفوسفات, وتخلص الجسم من حامض اللاكتيك وتعويضه لمخزون الأوكسجين الذي استهلك إثناء الأداء