إنتاج الطاقة يعتمد بشكل أساسي على جزئين رئيسيين هم الوقت والشدة. الجري بشدة عالية ( كالعدو ) يعني أن اللاعب يقوم بانجاز العمل لمدة قصيرة نسبياً. والجري بشدة منخفضة ( كالهرولة ) يعني أن اللاعب يستطيع الاحتفاظ بسرعته لمدة طويلة نسبياً. التدريب الرياضي قدم لنا حلولاً ومتغيرات جديدة فالعداء أصبح الآن يستطيع العدو بشدة عالية ولمدة أطول نسبياً والراكض بشدة منخفضة أصبح الآن يستطيع الجري بشدة أكبر ولمدة أطول نسبياً. هنالك علاقة قوية بين شدة التمرين ومصدر الطاقة.

خطوط إنتاج الطاقة

العالمان د. ماثيوس و ي.فوكس في كتابهم الشهير " القواعد الفسيولوجية للدراسات البدنية في ألعاب القوى " قاموا بتجزئة احتياجات اللاعب في العديد من الألعاب الرياضية إلى خطوط الطاقة التالية : ثلاثي أدونيزين الفوسفات – فوسفوكرياتين ATP-CP حمض اللاكتيك LA حمض اللاكتيك مع الأكسجين LA-O2 الأكسوجيني O2

ثلاثي أدونيزين الفوسفات ATP :

مركب كيميائي معقد يتم إنتاجه واستخلاصه من الطعام ويتم تخزينه في الخلايا , وتحديداً الخلايا العضلية , ومن تحطم هذا المركب المعقد يتم إنتاج الطاقة ويتم عمل الخلايا العضلية , فتحطم ثلاثي أدونيزين الفوسفات ينتج ( طاقة + ثنائي أدونيزين الفوسفات ADP)

فوسفوكرياتين CP :

مركب كيميائي مخزن في العضلات يساعد عند تحطمه في إنتاج ثلاثي أدونيزين الفوسفات ATP ( وبالتالي تصبح المعادلة : ثنائي أدونيزين الفوسفات ADP + فوسفوكرياتين CP = ATP )

حمض اللاكتيك LA :

يتم إنتاجه عند عدم اكتمال تحطم الجلوكوز في العضلة ( يتم التحطم الكامل للجلوكوز بوجود الأكسوجين ) ويحوي على جزئين : أيون الهيدروجين ( الذي يحدد تطور أداء اللاعب ) و اللاكتيت.

الأكسوجيني O2 :

يعني الجري هوائياً لإنتاج ثلاثي أدونيزين الفوسفات من خلال تحطم السكر والدهون. في هذا النظام يتم إنتاج ثلاثي أدونيزين الفوسفات بشكل دائم وهو مصدر غني بالطاقة اللازمة لسباقات التحمل.
جميع خطوط إنتاج الطاقة السابقة الذكر لها وقت محدد. بكلام آخر عندما ينتهي فترة دوام العمل في خط من الخطوط فإن العمل في هذا الخط يتوقف , هنالك بعض الدراسات تشير إلى فترة العمل في الخطوط حسب المدة زيادة أو نقصاناً ولكن القاعدة العامة المستخدمة هي :

فترة العمل	نوع العمل	يتم إنتاج الطاقة باستخدام
1-4 ثانية	لا هوائي	ثلاثي أدونيزين الفوسفات ATP الموجود في العضلات
4-10 ثانية	لا هوائي	ثلاثي أدونيزين الفوسفات + فوسفوكرياتين ATP+CP
10-45 ثانية	لا هوائي	ثلاثي أدونيزين الفوسفات + فوسفوكرياتين  + جلايكوجين العضلة ATP+CP
45-120 ثانية	لا هوائي , لاكتيك	جلايكوجين العضلة
120-240 ثانية	هوائي + لا هوائي	جلايكوجين العضلة + حمض اللاكتيك
240-600 ثانية	هوائي	جلايكوجين العضلة + الأحماض الدهنية

نتيجةً للانقباض العضلي يتم إنتاج ثنائي أدونيزين الفوسفات ADP والذي إذا اجتمع مع الفوسفوكرياتين CP يتم إنتاج ثلاثي أدونيزين الفوسفات ATP . الفوسفوكرياتين CP يكون مخزناً في العضلات , العضلات المنقبطة بشكل فعال تحصل على ثلاثي أدونيزين الفوسفات ATP من الجلوكوز المخزن في مجرى الدم ومن تحطم جلايكوجين العضلة.

التمرين لمدة طويلة يتطلب التأكسد الكامل للكربوهيدرات / الأحماض الدهنية الحرة في المايتوكندريا. مخزن الكربوهيدرات في جسم الإنسان يزودك بالطاقة لمدة 90 دقيقة فقط أما مخزن الأحماض الدهنية الحرة فإنه يزودك بالطاقة لأيام عديدة.

مصادر الطاقة الثلاث تتشارك مع بعضها البعض عند بداية التمرين بنسب معينة حسب الشخص ( اللاعب ) , الجهد المستخدم أو معدل استخدام مصدر الطاقة. المخطط البياني التالي يوضح عملية التشارك لإنتاج ثلاثي أدونيزين الفوسفات ATP خلال الفترات الزمنية المختلفة بشدة عمل 100% , العتبة T تشير إلى النقطة التي يصل بها نظام معين إلى الإجهاد – التدريب الرياضي يحسن من وقت الإجهاد ( الوصول للعتبة ).

نظام الطاقة اللاهوائي (فوسفوكرياتين) بدون لاكتيك ATP-CP :

مخزون ثلاثي أدونيزين الفوسفات في العضلة يبقى لمدة 2 ثانية وعملية إعادة إنتاج ثلاثي أدونيزين الفوسفات ATP من الفوسفوكرياتين CP تستمر حتى انتهاء مخزون الفوسفوكرياتين والتي تستغرق بين 4-6 ثواني. وبالتالي هذا يعطينا حوالي 5-8 ثواني إنتاج لثلاثي أدونيزين الفوسفات.
لتطوير هذا النوع من أنظمة الطاقة , فإن تكرارات من 4-8 ثواني بشدة عالية تقارب القصوى تستخدم لذلك , مثال : 3 × 10 × 30م الراحة [30ث , 5د]
15 × 60م الراحة [60ث]
20 × 20م شتل رن الراحة [45ث]

نظام الطاقة اللاهوائي (جلوكوز) بوجود اللاكتيك :

عندما ينتهي مخزون الفوسفوكرياتين من العضلات فإن الجسم يبدأ باستخدام الجلوكوز المخزن لإنتاج ثلاثي أدونيزين الفوسفات .ATPتحطم الجلوكوز أو الجلايكوجين في الوضع اللاهوائي ينتج اللاكتيت و أيونات الهيدروجين. التراكم المتزايد لأيونات الهيدروجين هو عنصر محدد يسبب الإجهاد في ركض المسافات بين 300م – 800م. الأمثلة التالية تستخدم لتطوير هذا النوع من الأنظمة : 5-8 × 300م [45ث]
تكرار 150م بشدة سباق 400م [20ث] حتى يرتفع زمن التكرارات بشكل ملحوظ.
8 × 300م [3د]

هنالك 3 وحدات عمل مختلفة داخل هذا النظام :

1. تحمل السرعة.

2. تحمل خاص رقم (1).

3. تحمل خاص رقم (2).

ويتم تطوير كل وحدة من هذه الوحدات على النحو التالي :

وحدة العمل	تحمل السرعة	تحمل خاص رقم (1)	تحمل خاص رقم (2)
الشدة	95% - 100%	90% - 100%	90% - 100%
المسافة	80م - 150م	150م - 300م	300م – 600م
عدد التكرارات في المجموعة	2- 5	1- 5	1- 4
عدد المجموعات	2- 3	1	1
حجم المسافة أو التمرين	300م - 1200م	300م - 1200م	300م - 1200م
مثال	3 × (60م , 80م , 100م )	2 × 150م + 2 × 200م	3 × 500م

نظام الطاقة الهوائي :

نظام الطاقة الهوائي يستخدم البروتين , الدهون والكربوهيدرات (جلايكوجين) في إعادة بناء ثلاثي أدونيزين الفوسفات ATP . هذا النظام يمكن تطويره بعدة أساليب لاستخدام الشدة (شدة مختلفة في كل أسلوب) وهي على النحو التالي :

1. أسلوب الجري المستمر : الجري الطويل البطيء بشدة 50% – 70% من أقصى معدل لضربات القلب. وهذا يشكل متطلب وعبئ على العضلات وجلايكوجين الكبد. الاستجابة الطبيعية من قبل النظام هي زيادة الحد الأقصى لمخزون العضلة وجلايكوجين الكبد والعمليات الحيوية المتعلقة بهذه العملية.
2. أسلوب الجري الممتد : الجري المستمر بشدة 60% - 80% من أقصى معدل لضربات القلب. وهذا يشكل متطلب وعبئ على النظام نتيجة لبداية تراكم حامض اللاكتيك. الجري بهذه الشدة يساعد على التخلص والمساعدة على تحمل كميات كبيرة من حامض اللاكتيك.
3. أسلوب الجري الشديد : الجري المستمر بشدة 80%-90% من أقصى معدل لضربات القلب. تركيز حامض اللاكتيك مرتفع جداً عند هذه المرحلة مما يتطلب العمل والتركيز على تحمل السرعة والتحمل الخاص. أسلوب الجري الشديد يشكل قاعدة وأساس متين على تطوير نظام الطاقة اللاهوائي.

بعض التمرينات لتطوير هذا النظام :

4 - 6 × 2 – 5 دقائق جري [2-5د]

20 × 200م [30ثانية]

10 × 400م [ 60-90ث]

5 كم – 10كم جري.

توظيف أنظمة الطاقة :

بالرغم من أن جميع أنظمة الطاقة تعمل في نفس الوقت لكن توظيف نوع معين من هذه الأنظمة يتم عندما ينتهي دور النظام السابق في العمل. الجدول التالي يزودنا بنسب تقريبية لعملية المشاركة لأنظمة الطاقة المختلفة وللعديد من الرياضات :

الرياضة	ثلاثي أدونيزين الفوسفات + لاكتيك ATP-CP + LA	هوائي + لاهوائي LA-O2	هوائي O2
كرة السلة	60	20	20
المبارزة	90	10
الجولف	95	5
الجمباز	80	15	5
الهوكي	50	20	30
جري المسافات الطويلة	10	20	70
التجديف	20	30	50
التزلج	33	33	33
كرة القدم	50	20	30
سباقات المسافات القصيرة	90	10
سباحة 1.5كم	10	20	70
التنس	70	20	10
كرة الطائرة	80	5	15

المصادر والمراجع المستخدمة

Principles of Anatomy and Physiology, G.J. Tortora et al., ISBN 0 06 046704 5
Strength Training Anatomy, F. Delavier, ISBN 0 7360 4185 0
Atlas of Skeletal Muscles, R.J. Stone et al., ISBN 0 697 13790 2
The Muscle Book, P. Blakey, ISBN 1 873017 00 6
Advanced Studies in Physical Education, P Beashel et al., ISBN 0 17 4482345
Physical Education and the Study of Sport, B. Davis et al., ISBN 0 7234 31752
Essentials of Exercise Physiology, W.D. McArdle et al., ISBN 0 683 30507 7
Physical Education and Sport Studies, D. Roscoe et al., ISBN 1 901424 20 0
The World of Sport Examined, P. Beashel et al., ISBN 0 17 438719 9
Advanced PE for Edexcel, F. Galligan et al., ISBN 0 435 50643 9
Examining Physical Education, K. Bizley, ISBN 0 435 50660 9
Sport and PE, K Wesson et al., ISBN 0 340 683821
PE for you, J. Honeybourne, ISBN 0 7487 3277 2