معدل القلب والتدريب الرياضي Heart Rate and Exercise

معدل القلب Heart rate :
هو عدد ضربات القلب بالدقيقة الواحدة , وبشكل عام تبلغ عدد ضربات القلب لدى الرجال والنساء من غير الرياضيين 60 – 80 ضربة بالدقيقة في وضع وحالة راحة الجسم , بينما يبلغ معدل القلب عادة لدى الرياضيين وخاصة في رياضات التحمل أقل من ذلك كثيراً حيث يبلغ من 40 – 55 ضربة بالدقيقة ….( Fox E. : 1984 ) .

النبض Pulse:
هو موجة الضغط التي تسير على طول الشرايين وتدل على عملية الضخ التي يقوم بها القلب , ويمكن الإحساس والشعور بها عندما يكون الشريان قريباً جداً من سطح الجسم وعند الضغط المباشر فوق الشريان والعظم الذي تحته .

الشريان السباتي Carotid Artery :
هو الشريان الذي يمر من أمام الرقبة نحو الرأس بجانب القصبة الهوائية وهو الأكثر إستعمالاً لقياس النبض لسهولة الإحساس به تحت زاوية الفك أسفل المنطقة بين الحنجرة والعضلات المجاورة , كما يجس النبض عادة من قبل الأطباء من المعصم أو الرسغ بالضغط فوق الشريان الكعبري ويطلق عليه بالنبض الكعبري , كما توجد مناطق أخرى يمكننا قياس النبض عليها كالصدغ أمام الاذن . وعادة ما نستخدم أصبعي السبابة والوسطى للقياس ولا نستخدم إصبع الإبهام لأنه يمتلك نبضاً خاصاً به , وفي قياسنا للنبض يجب أن نشعر بالحالات التالية :
1- معدل القلب بالدقيقة . 2- قوة النبض . 3- إنتظام النبضات …(ويكيبيديا الموسوعة الحرة).

الطرح القلبي Cardiac Output :
الطرح القلبي هو كمية الدم التي يضخها القلب بالدقيقة الواحدة باللتر أو المليلتر (ملتر) , ويقصد به الدم المدفوع من البطين الأيسر عن طريق الشريان الأبهر إلى جميع أجزاء الجسم , ويتراوح حجم الطرح القلبي ما بين 5 – 6 لتر/ دقيقة . أما حجم الضربة Stroke Volume فهو كمية الدم المدفوعة من القلب بكل ضربة , ومعدل القلب هو عدد ضربات القلب بالدقيقة كما ذكرنا سابقاً , والطرح القلبي هو حاصل ضرب حجم الضربة في معدل القلب :
( الطرح القلبي = حجم الضربة × معدل القلب ) Q = SV . HR

ويعتمد الطرح القلبي على كمية الدم الوريدي العائد إلى القلب من جميع أجزاء الجسم بواسطة الوريد الأجوف العلوي والسفلي إلى الأذين الأيمن ثم البطين الأيمن , ثم الدم الوارد من الأوردة الرئوية إلى الأذين الأيسر ثم البطين الأيسر . أما معدلات الطرح القلبي القصوى عند التدريب الرياضي لدى الأفراد غير الرياضيين فتتراوح من 110 – 120 ملتر بالضربة الواحدة , بينما تصل حجوم الطرح القلبي لدى الرياضيين المدربين جيداً بفعاليات التحمل من 150 – 170 ملتر للضربة الواحدة , وتصل في اقصاها إلى 200 ملتر للضربة الواحدة . ويقل الطرح القلبي لدى النساء لصغر حجم القلب لديهن . كما ويعد قلب الرياضيين من الرجال أكثر كفاءة من قلب الرياضيات من النساء في ضرباته أي أثناء عمله في وضع الراحة أو خلال العمل وإرتفاع شدة التدريب أيضاً … ( Fox , E. : 1984 ) .

معدل القلب الأقصى Maximal Heart Rate :
هو أقصى معدل لعدد ضربات القلب التي يسمح الوصول إليها من قبل الفرد أثناء الحمل والجهد البدني و بدون أي إجهاد أو أضرار قد يتعرض له ذلك الفرد . لقد طورت معادلات متعددة لتقدير وحساب معدل القلب القصى منها :
معدل القلب الأقصى = 220 – العمر ( بالسنين ) , وهي معادلة مناسبة للأفراد الأصحاء من غير الرياضيين ومن كلا الجنسين .
معدل القلب الأقصى = 205,8 – ( 0,685 × العمر ) معادلة مناسبة للرياضيين أكثر .
معدل القلب الأقصى = 206,3 – ( 0,711 × العمر )
معدل القلب الأقصى = 217 – ( 0,85 × العمر ) معادلة لجامعة ولاية ميسوري .
معدل القلب لدى الرياضي Maximum Athletic Heart rate :

يبلغ معدل القلب لدى الشباب الأصحاء من غير الرياضيين 60 – 70 ضربة بالدقيقة , لذلك وحسب المعادلة السابقة للطرح القلبي يبلغ معدل الطرح القلبي = 70 × 70 = 4900 ملتر/د. أي حوالي 5000 ملتر / د. أي حوالي 5 لتر بالدقيقة . لقد وضع كارفونين معادلته الشهيرة في تحديد شدة التمرين إعتماداً على معدل القلب الأقصى أو النبض الأقصى وهي كما يلي :
(معدل القلب الأقصى بالتدريب= معدل القلب بالراحة+ 60% من معدل القصوي بالراحة)

وكما ذكرنا سابقاً بأن المعدل الأقصى للقلب = 220 – العمر بالسنوات , لغير الرياضيين
معدلات القلب = 120 ضربة / د. أو أقل هي راحة إيجابية بين تدريبات التحمل
معدلات القلب = 130 ضربة / د. هي لشدة الحمل المنخفضة
معدلات القلب = 140 – 170 ضربة / د. هي لشدة الحمل المتوسطة أي ( الهوائية ) .
معدلات القلب = 170 – 180 ضربة / د. هي لشدة الحمل المتوسطة أي ( اللاهوائية ) .
معدلات القلب = 180 ضربة / د. فأكثر هي لشدة الحمل العالية أو القصوى .

أما زاتسيورسكي 1978 , فقد قسم درجات الحمل تبعاً لمعدل القلب ( النبض ) كالآتي :
أقل من 130 ضربة / دقيقة = شدة حمل منخفضة
131 – 150 ضربة / دقيقة = شدة حمل متوسطة
151 – 165 ضربة / دقيقة = شدة حمل فوق المتوسطة
166 – 180 ضربة / دقيقة = شدة حمل أقل من الأقصى
180 ضربة / دقيقة = شدة حمل قصوى …. ( علاوي , أبو العلا : 1984 ) .

قياس معدل القلب ( النبض ) Pulse- measuring :
من السهولة قياس معدل القلب ( النبض ) لدى الرياضيين في وضع الوقوف والراحة قبل وبعد الجهد بإحدى الطرق التي سبق ذكرها , ولكن يصعب علينا قياس حجم الضربة أو الطرح القلبي كلياً إلا بالطرق والأجهزة المختبرية . فقياس النبض عماية سهلة بالجس فوق أحد الشرايين تحت الجلد , ويستطيع الرياضي أن يقوم بهذا القياس بنفسه بعد تعلم ومعرفة مكان وطريقة القياس . بالتدريب الرياضي يستخدم قياس النبض من فوق الشريان السباتي أعلى جانب الحنجرة بالضغط على المنطقة من جانب واحد بأصبعي السبابة والوسطى , وعدم الضغط من جانبي الرقبة لأن ذلك قد يوقف الدم الوارد إلى الدماغ مسبباً الإغماء . كما يجب عدم إستخدام اصبع الإبهام بالقياس لأن لديه نبضه الخاص به , ويصعب التمييز عندها بين الأثنين . أن عملية قياس النبض أصبحت من العمليات المهمة بالتدريب الرياضي اليومي للرياضي والمدرب في آن واحد . حيث تتعلق شدة الحمل التدريبي بمستوى النبض القصوي للرياضي , كما وتتحدد مستويات ودرجات الشدة أيضاً سرعة معدل ضربات القلب أي ( النبض ) , كذلك فأن طرق التدريب الحديثة بالألعاب الرياضية المختلفة تخضع لأنظمة الطاقة الثلاثة المعروفة ( أنظمة الطاقة اللاهوائية : نظام الفوسفاجين و نظام حامض اللاكتيك . وأنظمة الطاقة الهوائية ) وجميعها سوف تعتمد على تحديد معدلات القلب أي النبض قبل وأثناء وبعد حمل التدريب . كما أن أفضل مؤشر للياقة البدنية الفسيولوجية اليوم هو معرفة القدرة الهوائية القصوى لجسم للرياضي (VO2max.) والذي يعتمد في قياسه على الجهد والنبض .

(( وبناءً على أهمية معرفة معدل القلب أثناء الحمل أو التدريب , لقد طورت بعض الشركات منظومات أجهزة خاصة للقيام بذلك تعمل على مبدأ الإرسال والإستقبال , وهي عبارة عن أجهزة صغيرة وخفيفة الوزن يحملها الرياضي أثناء التدريب إذا كان جري أو لعب أو أية فعالية بدنية أخرى , ويستطيع معرفة نبضه مباشرة أثناء الجري أو اللعب ثم يعمل على إتباع برنامج أو تعليمات مدربه حول الجهد المبذول بالتدريب , لقد كان يصعب سابقاً القيام بمثل هذا العمل إلا إذا أوقفنا التدريب للقياس وهكذا . كما يمكن للمنظومة أن تبين النبض والمسافة المقطوعة والسرعة والطاقة المصروفة , ومثل هذه المنظومات تناسب أكثر من هدف تدريبي في آن واحد ويستطيع الرياضي إستخدامها بنفسه أو يعمل المدرب على مراقبة الرياضي أو مجموعة من الرياضيين في آن واحد ومتابعة نبضه عن بعد أيضاً ! )) .

إختبار الكفائة البدنية –Physical Working Capacity Test , PWC170
الكفاءة البدنية تعني كفاءة إنتاجية الجهاز الدوري التنفسي والدم وكفاءة العضلات على إستهلاك الأوكسجين وإنتاج الطاقة .
إختبار الكفاءة البدنية يعتبر مقياساً كلياً لكثير من الوظائف الهامة لأعضاء الجسم , ونتائج هذا الإختبار تعبر عن الحد الأقصى لإستهلاك الأوكسجين بالجسم (VO2max.) أو مقدار الشغل والذي يعبر عنه بالمقاومة والمسافة والزمن , حيث أن وحدة القياس سوف تكون بالواط أو ( كغم / متر / دقيقة ) .
لهذا الإختبار علاقة بالألعاب والأنشطة الرياضية التي تعتمد على إنتاج الطاقة الهوائية بالجسم , حيث يستخدم لمعرفة الكفاءة البدنية الرياضية بفعاليات وسباقات المسافات الطويلة بألعاب المضمار والميدان و السباحة والدراجات والتجذيف والمصارعة والملاكمة وكرة القدم والسلة والطائرة واليد والهوكي … الخ .
لقد بدأت فكرة الإختبارات الوظيفية الرياضية في مطلع القرن الماضي , حيث إقترح مارتن Marten الإختبار الوظيفي مع الحمل البدني , حيث يتم قياس تغيرات نشاط عمل القلب بعد أداء حمل بدني وكان عبارة عن ثني كامل بالركبتين مستمر عشرين مرة مع قياس النبض .
ثم تطورت الإختبارات لتشمل أنواعاً مختلفة من الأحمال البدنية كالوثب بالمكان والجري , ومن ثم العمل أي التبديل بالرجلين على الدراجة الثابتة أو المشي أو الجري على السير المتحرك , وإختبار الخطوة فوق الصندوق , وقد إعتمدت جميع هذه الإختبارات على قياس معدل وسرعة عمل القلب أي على ( النبض ) .

إختبار الكفاءة البدنية PWC170 على الدراجة الثابتة Ergometer :
1) قياس طول ووزن جسم المختبر أولاً , وتحديد شدة الحمل الأول إعتماداً على الوزن ووفقاً للجدول رقم (1) المرفق .
2) التبديل على الدراجة لمدة 5 دقائق بسرعة 60-70 دورة بالدقيقة للرجال , 40-50 دورة بالدقيقة للنساء , ثم قياس النبض مباشرة بعد الإنتهاء على أن لا يتعدى النبض عن 130 ضربة بالدقيقة بعد الحمل الأول .
3) يبقى المختبر جالساً على الدراجة للراحة لمدة 3 دقائق .
4) التبديل مرة ثانية على الدراجة لمدة 5 دقائق وبسرعة 60-70 دورة بالدقيقة بالنسبة للرجال , 40-50 دورة بالدقيقة بالنسبة للنساء , وذلك بعد زيادة شدة الحمل الثاني أي زيادة ( مقاومة الدراجة ) حسب نتيجة معدل القلب بعد الحمل الأول , أي يجب تنظيم الشدة بصورة فردية تماماً بالإستعانة بالجدول رقم (2) المرفق .
5) يتم قياس النبض مباشرة بعد إنتهاء الحمل الثاني والمختبر جالس على الدراجة , أي قياس عدد ضربات القلب لمدة 15 ثانية ثم ضرب الرقم × 4 للحصول على معدل الضربات بالدقيقة , أي يرتفع معدل النبض بعد الحمل الثاني ليقترب من 170 ضربة بالدقيقة أو أكثر أو أقل قليلاً وليس كثيراً .
6) يتم تطبيق معادلة ( كابمان Karpmann) لإستخراج درجة الكفاءة البدنية للمختبر :
7) معادلة كاربمان PWC170 = N1+(H1+N2).(170-F1/ F2 – F1) …. ( كربمان وآخرون :1980 ) .
حيث أن :
N1 = شدة الحمل الأول N2 = شدة الحمل الثاني
F1 = نبض الحمل الأول F2 = نبض الحمل الثاني
معادلة ( كاربمان Karpmann) لإستخراج الحد الأقصى لإستهلاك الأوكسجين :
VO2max. = 1,7 . ( PWC170 ) + 1240 … ( عمار : 1989 ) .
9) مستوى الكفاءة البدنية لدى الشباب تبلغ 700 – 1100 (كغم/ متر/ دقيقة), كما يرتفع المستوى عند الرياضيين , ومستوى الكفاءة البدنية لدى الشابات يتراوح بين 450 – 750 (كغم/ متر/ دقيقة), كما يتضاعف ويرتفع المستوى لدى الرياضيات أيضاً من النساء .
10) تستخدم درجة الكفاءة النسبية أيضاً , حيث تقسم النتيجة على وزن الجسم بالكيلوغرام وتكون النتيجة ( كغم/متر/دقيقة/كغم) وهي أكثر دقة لإختلاف أوزان الرياضيين, وكلما يزداد هذا الرقم أكثر يعبر عن مستوى أفضل للكفاءة البدنية. وسوف تكون الكفاءة البدنية النسبية جيدة للذكور من الرياضيين إذا زاد الرقم عن (15كغم/متر/دقيقة/كغم) , وسوف تكون الكفاءة البدنية النسبية جيدة للإناث من الرياضيات إذا زاد الرقم عن ( 10كغم/متر/دقيقة/كغم) .

جداول تحديد شدة الحمل البدني الأول والثاني لإختبار الكفاءة البدنية على الدراجة الثابتة
الجدول رقم ( 1 )


الجدول رقم ( 2 )


إختبار الكفاءة البدنية PWC170 بالجري فوق السير المتحرك treadmill :
1) قياس طول ووزن المختبر أولاً وتحدد سرعة الجهاز بالحمل الأول (3-4م / ث) .
2) يقوم المختبر بالجري بسرعة ( 4م/ ث) فوق السير المتحرك لمدة 5 دقائق , ثم يقاس النبض مباشرة بعد الإنتهاء من العمل وتسجل المسافة المقطوعة أيضاً .
3) يمنح المختبر راحة لمدة 4-5 دقائق حتى يهبط النبض إلى أقل من 100 ضربة بالدقيقة.
4) يبدأ المختبر بالجري بسرعة ( 5م / ث ) فوق السير المتحرك ولمدة 5 دقائق, ثم يقاس النبض مباشرة بعد الإنتهاء من العمل , وتسجل المسافة المقطوعة أيضاً .
5) تطبق المعادلة الخاصة لإستخراج الكفاءة البدنية PWC170 التالية :
PWC = V1 + ( V2 – V1 ) . ( 170 – F1 / F2 – F1 )
حيث أن :
V1 = سرعة السير بالحمل الأول ( المسافة المقطوعة ÷ الزمن )
V2 = سرعة السير بالحمل الثاني ( المسافة المقطوعة ÷ الزمن )
F1 = النبض بعد الحمل الأول
F2 = النبض بعد الحمل الثاني

6) تتراوح الكفاءة البدنية لدى الرياضيين في فعاليات المسافات الطويلة بين 2,5 – 5 (متر/ ثانية). وللمسافات المتوسطة 4 – 5 (متر/ ثانية) . وللمسافات القصيرة وبقية الألعاب الرياضية 2,5 – 3,5 ( متر / ثانية ) . وتقل الكفاءة البدنية لدى الرياضيات بنسبة 20 % أقل عن الرياضيين .

العلاقة بين حجم القلب والحد الأقصى لإستهلاك الأوكسجين :
لقد وجد كاربمان 1978 علاقة معنوية بين حجم قلب الرياضي والحد الأقصى لإستهلاك الأوكسجين ( VO2max). كما ذكر بأن الكفاءة البدنية تساوي النبض الأوكسجيني للرياضي . إذاً الكفاءة البدنية = النبض الأوكسجيني = النبض × الحد الأقصى لإستهلاك الأوكسجين …. ( كاربمان : 1980 )
PWC170 = Oxygen Pulse = Pulse . VO2max


إختبار الخطوة لهارفرد Harvard Step-Test :
يعد إختبار الخطوة لهارفرد شكلاً من إختبارات الإجهاد القلبي (Heart stress test ) وذلك لأجل متابعة وتشخيص أمراض جهاز القلب والدوران . كما ويعد إختباراً مهماً لقياس وتقويم اللياقة البدنية وقدرة الفرد على إستعادة فترة الشفاء بعد الجهد أو التمرين الصعب والشديد , أي سرعة عودة النبض أي ( معدل القلب ) إلى حالة الراحة ما قبل الجهد , فهذا دليل على الحالة والوضع الأفضل للجسم .
كذلك يعد هذا الإختبار من أنواع إختبارات تحمل الجهازين الدوري والقلبي على السواء (Cardiovascular Endurance) , يقوم الإختبار بحساب وقياس القدرة على أداء التمرين بإستمرار لفترات طويلة من الزمن دون حصول التعب , حيث يقوم المختبر بالصعود والهبوط فوق صندوق إرتفاعه ( 45 سم ) وبمعدل 30 خطوة صعود وهبوط بالدقيقة الواحدة , ولمدة 5 دقائق , او الإستمرار حتى التعب , والتعب يعني عدم قدرة الفرد على الصعود لفترة تبلغ 15 ثانية . حينها يجلس المختبر حالاً ويجري حساب عدد ضربات قلبه بساعة إيقاف , حيث تشغل الساعة لحظة جلوسه بعد إنتهاء العمل لمدة 5 دقائق , أو عدم قدرته على تكملة الصعود نتيجة التعب . ويتم حساب ضربات القلب من 1 – 1,5 دقيقة , ثم من 2 – 2,5 دقيقة , ثم من 3 – 3,5 دقيقة . ثم نجمع عدد صربات القلب بالمرات الثلاثة .
حساب ضربات القلب للمدة القصيرة هو عدد الضربات من 1 – 1,5 دقيقة فقط .
حساب ضربات القلب للمدة الطويلة تجمع 3 أزمان نصف الدقيقة أي ( 1 – 1,5 + 2 – 2,5 + 3 – 3,5 ) .
التسجيل : يتم حساب الدليل بواسطة المعادلة التالية في المثال التالي :
إذا كان مجموع الأزمان الثلاثة لضربات القلب هي : 1 – 1,5 = 90 , ثم 2 – 2,5 = 80 , ثم 3 – 3,5 = 70 ضربة , أي مجموعها = 240 ضربة , بينما زمن الإختبار هو 5 دقائق = 300 ثانية , ثم تطبيق المعادلة التالية للحصول على درجة اللياقة البدنية : 100 × 300
درجة اللياقة البدنية = ــــــــــــــــــــــــــــ = 62,5 درجة ثم الجدول
240 × 2
هذا إذا تم قياس ضربات القلب 3 مرات في 30 ثانية لكل مرة ثم جمعها معاً .
المستوى دليل اللياقة
ممتاز = 90 فأكثر
جيد = 80 – 89
مقبول = 65 – 79
تحت المعدل = 55 – 64
ضعيف = أقل من 55
إرتبط هذا الإختبار معنوياً مع العديد من إختبارات القابلية الهوائية القصوى لإستهلاك الأوكسجين Vo2max بدرجة ( 0,60 – 0,80 ) .

المراجع والمصادر المستخدمة References :
1.كاربمان ت, وآخرون : الطب الرياضي . دار الثقافة الرياضية . موسكو 1980 .
2.محمد حسن علاوي , أبو العلا أحمد : فسيولوجيا التدريب الرياضي . دار الفكر العربي . القاهرة 1984 .
3.عمار عبد الرحمن قبع : الطب الرياضي . دار الكتب للطباعة والنشر . جامعة الموصل 1989 .
4.ويكيبيديا الموسوعة الحرة العربية : WikiDocster
5.Fox , E. : Sport Physiology, 2 ed. , Saunders College Publishing , U.S.A. 1984 .

_________________
الدكتور أثير محمد صبري الجميلي
المشرف العلمي العام
عضو الاكاديمية الرياضية العراقية

يعطيك العافية