بررسی جامع انواع تارهای عضلانی و عملکرد آن‌ها

فیبرهای عضلانی اسکلتی از نظر سرعت انقباض و تولید نیرو به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: نوع I (کند انقباض) و نوع II (تند انقباض). فیبرهای نوع I دارای سرعت انقباض پایین‌تر و مقاومت بیشتر در برابر خستگی هستند و عمدتاً از سیستم هوازی برای تولید انرژی استفاده می‌کنند.

در مقابل، فیبرهای نوع II دارای سرعت انقباض بالا و توان تولید نیروی بیشتر هستند، اما زودتر خسته می‌شوند و عمدتاً از سیستم بی‌هوازی برای تولید انرژی استفاده می‌کنند.

زمان رسیدن به حداکثر تنش در فیبرهای نوع I حدود 110 میلی‌ثانیه و در فیبرهای نوع II حدود 50 میلی‌ثانیه است. اگرچه اصطلاحات کند انقباض و تند انقباض همچنان استفاده می‌شوند، اما در ادبیات علمی جدید، طبقه‌بندی فیبرهای عضلانی بر اساس نوع I و نوع II رایج‌تر است.

فیبرهای عضلانی نوع II را می‌توان به دو زیرگروه اصلی نوع IIa و نوع IIx تقسیم‌بندی کرد. فیبرهای نوع IIa دارای ویژگی‌های واسط بین فیبرهای نوع I و نوع IIx هستند و از نظر متابولیکی سازگارتر می‌باشند.

فیبرهای نوع IIx دارای بیشترین سرعت انقباض و قدرت هستند و عمدتاً از سیستم بی‌هوازی گلیکولیتیک برای تولید انرژی استفاده می‌کنند.

فیبرهای عضلانی نوع II را می‌توان به دو زیرگروه اصلی نوع IIa و نوع IIx تقسیم‌بندی کرد. فیبرهای نوع IIa ویژگی‌های حدواسطی بین فیبرهای نوع I و نوع IIx دارند و از نظر متابولیکی سازگاری بیشتری از خود نشان می‌دهند.

فیبرهای نوع IIx دارای بیشترین سرعت انقباض و بیشترین توان تولید نیرو هستند و عمدتاً از سیستم بی‌هوازی گلیکولیتیک برای تولید انرژی استفاده می‌کنند.

به طور کلی، عضلات بدن ما ترکیبی از تارهای مختلفی است. بیشتر عضلات ما از دو نوع تار اصلی تشکیل شده‌اند: تارهای کند (نوع I) و تارهای تند (نوع II).

تارهای تند هم خودشان به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• نوع IIa
• نوع IIx

معمولاً بیشتر عضلات ما تارهای کند بیشتری دارند.

اما مقدار دقیق این تارها در عضلات مختلف و در افراد مختلف فرق می‌کند. به همین دلیل است که برخی افراد در ورزش‌های استقامتی بهتر هستند و برخی دیگر در ورزش‌های قدرتی.

عضلات بدن ما مثل یک کارخانه هستند که برای کار کردن به انرژی نیاز دارند. این انرژی از تجزیه یک ماده به نام ATP تامین می‌شود. تارهای عضلانی ما هم دو نوع اصلی دارند: تارهای کند (نوع I) و تارهای تند (نوع II). این دو نوع تار، کارخانه‌های کوچکی هستند که با سرعت‌های متفاوتی ATP را تجزیه می‌کنند.

تارهای کند آهسته‌تر کار می‌کنند و برای کارهای طولانی مدت مناسب هستند، مثل دویدن ماراتن. اما تارهای تند خیلی سریع کار می‌کنند و برای کارهای کوتاه و قدرتی مثل وزنه‌برداری مناسب‌تر هستند.

برای اینکه عضلات ما حرکت کنند، به انرژی نیاز دارند. این انرژی از یک ماده به نام ATP تامین می‌شود. تارهای عضلانی ما دو نوع اصلی دارند: تارهای کند (نوع I) و تارهای تند (نوع II). این دو نوع تار، روش‌های متفاوتی برای استفاده از ATP دارند.

تارهای کند آهسته‌تر ATP را مصرف می‌کنند، در حالی که تارهای تند خیلی سریع از ATP استفاده می‌کنند. این تفاوت باعث می‌شود که تارهای تند سریع‌تر منقبض شوند و برای کارهای سریع و قدرتی مناسب‌تر باشند.

برای اینکه بتوانیم انواع مختلف تارهای عضلانی را از هم تشخیص دهیم، از روشی استفاده می‌کنیم که به آن رنگ‌آمیزی شیمیایی می‌گویند. این روش مثل رنگ کردن نقاشی است، اما برای تارهای عضلانی. با این روش می‌توانیم ببینیم که هر تار چقدر سریع می‌تواند انرژی تولید کند.

تارهای مختلف سرعت‌های متفاوتی برای تولید انرژی دارند و به همین دلیل رنگ‌های متفاوتی به خود می‌گیرند.

برای اینکه بتوانیم انواع مختلف تارهای عضلانی را تشخیص دهیم، از روشی استفاده می‌کنیم که به آن رنگ‌آمیزی شیمیایی می‌گویند. این روش به ما نشان می‌دهد که هر تار عضلانی از چه نوع سوخت (ATP) استفاده می‌کند و چقدر سریع این سوخت را مصرف می‌کند.

بعضی از تارها بیشتر از یک نوع سوخت استفاده می‌کنند. یعنی بعضی از تارها بیشتر از سوختی استفاده می‌کنند که باعث می‌شود آن‌ها آهسته‌تر کار کنند و بعضی دیگر از سوختی استفاده می‌کنند که باعث می‌شود آن‌ها سریع‌تر کار کنند.

به همین دلیل، وقتی به تارهای عضلانی رنگ‌آمیزی شده نگاه می‌کنیم، آن‌ها را نه به صورت جداگانه، بلکه به صورت یک گروه با رنگ‌های مختلف می‌بینیم.

برای اینکه دقیق‌تر بفهمیم عضلات ما از چه نوع تارهایی ساخته شده‌اند، دانشمندان روشی جدید پیدا کرده‌اند. آن‌ها پروتئین‌های خاصی را که در هر نوع تار متفاوت است، جدا می‌کنند و رنگ‌آمیزی می‌کنند. این کار مثل جدا کردن مهره‌های رنگی یک گردنبند است.

با این روش می‌توانیم بفهمیم که هر تار عضلانی بیشتر شبیه کدام نوع تار است، مثلاً تارهای کند یا تارهای تند.

طبقه‌بندی انواع تارهای عضلانی

تارهای عضلانی واحدهای ساختاری عضلات اسکلتی هستند که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند و در عملکرد عضله نقش‌های متفاوتی ایفا می‌کنند. بر اساس ویژگی‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی، تارهای عضلانی به چند نوع تقسیم می‌شوند.

انواع اصلی تارهای عضلانی

تارهای نوع I (کند انقباض):

• ویژگی‌ها: قطر کم، رنگ قرمز، تعداد میتوکندری بالا، ذخایر گلیکوژن کم، فعالیت آنزیم‌های هوازی بالا، سرعت انقباض پایین، مقاومت بالا در برابر خستگی.
• عملکرد: مناسب برای فعالیت‌های استقامتی طولانی‌مدت مانند دویدن ماراتن، دوچرخه‌سواری طولانی و پیاده‌روی.
  انرژی: عمدتاً از اکسیداسیون چربی‌ها و کربوهیدرات‌ها برای تولید انرژی استفاده می‌کنند.

تارهای عضلانی نوع I

تارهای نوع II (تند انقباض):

• ویژگی‌ها: قطر زیاد، رنگ سفید، تعداد میتوکندری کم، ذخایر گلیکوژن بالا، فعالیت آنزیم‌های بی‌هوازی بالا، سرعت انقباض بالا، مقاومت کم در برابر خستگی.
• عملکرد: مناسب برای فعالیت‌های قدرتی و کوتاه‌مدت مانند وزنه‌برداری، پرش و دو سرعت.
• انرژی: عمدتاً از گلیکولیز بی‌هوازی برای تولید سریع انرژی استفاده می‌کنند.

انواع تارهای نوع II:

• تارهای نوع IIa: ترکیبی از ویژگی‌های تارهای نوع I و IIx هستند.
• تارهای نوع IIx: سریع‌ترین و قدرتمندترین نوع تارهای عضلانی هستند.

تارهای عضلانی نوع IIa و IIx

عوامل موثر بر نوع تارهای عضلانی

• ژنتیک: ترکیب ژنتیکی فرد نقش مهمی در تعیین نسبت تارهای مختلف عضلانی دارد.
• تمرین: نوع تمرین می‌تواند بر تغییر در ترکیب تارهای عضلانی تأثیر بگذارد. تمرینات استقامتی باعث افزایش تعداد و اندازه تارهای نوع I و تمرینات قدرتی باعث افزایش تعداد و اندازه تارهای نوع II می‌شود.
• سن: با افزایش سن، به طور کلی تعداد تارهای نوع II کاهش می‌یابد.
• هورمون‌ها: هورمون‌هایی مانند تستوسترون و کورتیزول بر رشد و توسعه تارهای عضلانی تأثیر می‌گذارند.
  روش‌های تعیین نوع تارهای عضلانی
• بیوپسی عضلانی: نمونه‌برداری از عضله و بررسی بافت آن زیر میکروسکوپ.
• الکترومیوگرافی: اندازه‌گیری فعالیت الکتریکی عضله.
• رنگ‌آمیزی ایمونوهیستوشیمی: شناسایی پروتئین‌های خاص در تارهای عضلانی.

اهمیت شناخت انواع تارهای عضلانی

شناخت انواع تارهای عضلانی برای طراحی برنامه‌های تمرینی مناسب و بهبود عملکرد ورزشی بسیار مهم است. همچنین، این دانش در زمینه‌های پزشکی مانند فیزیوتراپی و توان‌بخشی کاربرد دارد.

نکته: ترکیب تارهای عضلانی در عضلات مختلف بدن و بین افراد متفاوت است. به عنوان مثال، عضلات پاها معمولاً درصد بالاتری از تارهای نوع I نسبت به عضلات بازوها دارند.

برای اینکه عضلات ما منقبض شوند، به کلسیمی نیاز دارند که در یک مخزن مخصوص به نام شبکه سارکوپلاسمی ذخیره می‌شود. حالا تصور کنید این مخزن در بعضی از تارهای عضلانی بزرگ‌تر و پر از کلسیم بیشتری است.

این تارها که تارهای نوع II نام دارند، وقتی تحریک می‌شوند، می‌توانند خیلی سریع‌تر کلسیم را آزاد کنند و در نتیجه سریع‌تر منقبض شوند. انگار که یک شیر آب بزرگ‌تر در این تارها وجود دارد که آب (کلسیم) را با سرعت بیشتری باز می‌کند.

اگر بخواهیم عضلات را به دو گروه کلی تقسیم کنیم، می‌توانیم بگوییم که یک گروه عضلات برای کارهای سریع و قدرتی ساخته شده‌اند (مثل پریدن یا وزنه زدن) و گروه دیگر برای کارهای طولانی مدت و استقامتی (مثل دویدن ماراتن).

عضلات گروه اول که تارهای نوع II نام دارند، بسیار سریع‌تر از گروه دوم (تارهای نوع I) منقبض می‌شوند. یعنی اگر شما بخواهید یک وزنه را سریع بلند کنید، تارهای نوع II شما فعال می‌شوند و کار را انجام می‌دهند. اما اگر بخواهید مدت طولانی بدوید، تارهای نوع I به کمک شما می‌آیند.

برای اینکه عضلات ما حرکت کنند، به فرمان‌هایی از مغز نیاز دارند. این فرمان‌ها از طریق اعصابی به نام نورون‌های حرکتی به عضلات می‌رسند. هر نورون حرکتی مثل یک سیم برق است که به چندین تار عضلانی وصل شده است.

این مجموعه را یک واحد حرکتی می‌نامیم. حالا، مهم این است که بدانیم هر نورون حرکتی به چه نوع تار عضلانی وصل است. بعضی از نورون‌ها به تارهای کند و استقامتی وصل هستند و بعضی دیگر به تارهای سریع و قدرتی.

تصور کنید نورون‌های حرکتی مثل مدیران یک کارخانه هستند و تارهای عضلانی مثل کارگران. هر مدیر گروهی از کارگران را هدایت می‌کند. اگر مدیر کوچک باشد (نورون نوع I)، گروه کوچکی از کارگران آرام و دقیق را مدیریت می‌کند (تارهای نوع I).

اما اگر مدیر بزرگ باشد (نورون نوع II)، گروه بزرگی از کارگران قوی و سریع را مدیریت می‌کند (تارهای نوع II). پس وقتی مدیر بزرگ دستور کار شروع کند، کارگران بیشتری همزمان شروع به کار می‌کنند و در نتیجه کار سریع‌تر و با قدرت بیشتری انجام می‌شود.

اگر بخواهیم عضلات بدن را به دو گروه کلی تقسیم کنیم، می‌توانیم بگوییم که یک گروه برای کارهای سریع و قدرتی ساخته شده‌اند (مثل پریدن یا وزنه زدن) و گروه دیگر برای کارهای طولانی مدت و استقامتی (مثل دویدن ماراتن). حالا جالب اینجاست که این تقسیم‌بندی فقط به یک عضله محدود نمی‌شود.

یعنی اگر عضلات پای شما بیشتر از نوعی خاص باشد، احتمالاً عضلات دست شما هم همینطور است. البته استثناهایی هم وجود دارد. مثلاً عضله‌ای در ساق پا هست که تقریباً همیشه از نوعی خاص از عضله ساخته شده است.

نوع تار عضلانی و ارتباط آن با عملکرد ورزشی

نوع تارهای عضلانی در بدن انسان به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: تارهای نوع I (کند انقباض) و تارهای نوع II (تند انقباض). این دو نوع تار از نظر فیزیولوژیکی و عملکردی با هم متفاوت هستند.

• تارهای نوع I (کند انقباض): این تارها برای فعالیت‌های طولانی‌مدت و استقامتی مناسب هستند. آن‌ها می‌توانند به مدت طولانی بدون خستگی کار کنند و از چربی به عنوان منبع انرژی اصلی استفاده می‌کنند. تارهای نوع I دارای تعداد میتوکندری بیشتری هستند و به اکسیژن بیشتری برای تولید انرژی نیاز دارند.
• تارهای نوع II (تند انقباض): این تارها برای فعالیت‌های کوتاه‌مدت و قدرتی مناسب هستند. آن‌ها می‌توانند نیروی زیادی تولید کنند اما به سرعت خسته می‌شوند. تارهای نوع II از گلوکز به عنوان منبع انرژی اصلی استفاده می‌کنند و دارای تعداد میتوکندری کمتری هستند.

تأثیر نوع تارهای عضلانی بر عملکرد ورزشی

ترکیب تارهای عضلانی در بدن هر فرد متفاوت است و این ترکیب تا حد زیادی ژنتیکی است. این ترکیب بر عملکرد ورزشی فرد در رشته‌های مختلف تأثیر می‌گذارد:

• ورزش‌های استقامتی: افرادی که درصد بالایی از تارهای نوع I دارند، معمولاً در ورزش‌های استقامتی مانند دو ماراتن، دوچرخه‌سواری طولانی و شنا استقامتی عملکرد بهتری دارند.
• ورزش‌های قدرتی: افرادی که درصد بالایی از تارهای نوع II دارند، معمولاً در ورزش‌های قدرتی مانند وزنه‌برداری، پرتاب وزنه و دو سرعت عملکرد بهتری دارند.

آیا می‌توان نوع تارهای عضلانی را تغییر داد؟

در حالی که ترکیب اصلی تارهای عضلانی تا حد زیادی ژنتیکی است، اما با تمرینات ورزشی مناسب می‌توان تغییراتی در آن ایجاد کرد. به عنوان مثال، تمرینات استقامتی می‌تواند باعث افزایش تعداد میتوکندری در تارهای نوع II و تبدیل تدریجی آن‌ها به تارهای با ویژگی‌های شبیه به نوع I شود.

همچنین، تمرینات قدرتی می‌تواند باعث افزایش اندازه و قدرت تارهای نوع II شود.

عوامل مؤثر بر ترکیب تارهای عضلانی

علاوه بر ژنتیک، عوامل دیگری نیز بر ترکیب تارهای عضلانی تأثیر می‌گذارند:

• سن: با افزایش سن، معمولاً درصد تارهای نوع II کاهش می‌یابد.
• جنس: به طور کلی، مردان درصد بیشتری از تارهای نوع II نسبت به زنان دارند.
• نوع ورزش: ورزشکاران هر رشته ورزشی معمولاً ترکیب تارهای عضلانی متناسب با رشته خود را دارند.

جمع‌بندی

نوع تارهای عضلانی نقش مهمی در تعیین توانایی‌های ورزشی فرد دارد. با این حال، با تمرینات ورزشی مناسب می‌توان تا حدودی ترکیب تارهای عضلانی را تغییر داد و عملکرد ورزشی خود را بهبود بخشید.