بهترین راه برای ماهیچه‌سازی چیست؟
بهترین راه برای ماهیچه‌سازی چیست؟
مجله علمی ایلیاد - محققین دانشگاه کمبریج یک مدل ریاضیاتی توسعه داده‌اند که می‌تواند بهترین رژیم ورزشی را برای ماهیچه‌سازی پیش‌بینی کند. آن‌ها از روش‌های تئوری بیوفیزیک برای ساختن مدل خود استفاده کرده‌اند. این مدل می‌تواند بگوید که هر شخص باید چه نوع ورزشی را به چه مدت انجام انجام دهد تا ماهیچه‌سازی بهتری داشته باشد.
از این مدل توسعه داده شده می‌توان به عنوان پایه‌ی یک نرم‌افزار استفاده کرد تا کاربران با دادن جزئیات کمی از فیزیولوژی بدن خود به نرم‌افزار، بهترین رژیم ورزشی خود را دریافت کنند.
محققین در گذشته دریافته بودند که جزئی از ماهیچه که «تیتین» نامیده می‌شود، مسئول تولید سیگنال‌های شیمیایی موثر بر رشد ماهیچه‌ها است و بر همین اساس مدل ریاضیاتی خود را توسعه داده‌اند. نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Biophysical Journal منتشر شده است.
مدل توسعه داده شده می‌تواند نشان دهد که وزن بهینه برای هر فرد چقدر است و فرد برای حفظ این وزن باید چه تمریناتی انجام دهد و در نتیجه‌ی این تمرینات چه ماهیچه‌هایی رشد می‌کنند.
ماهیچه‌ها فقط برای مدت خیلی کوتاهی می‌توانند در حدود حداکثر توان خود بار را تحمل کنند و فشار وارد کردن به ماهیچه‌ها در مدت زمان طولانی است که می‌تواند سیگنال رشد ماهیچه‌های جدید را تولید کند. اگر فشاری که به ماهیچه وارد می‌شود از یک حد خاص کمتر باشد، امکان سیگنال‌دهی فراهم نمی‌شود و برای جبران آن باید مدت زمان ورزش خیلی طولانی شود. مقدار فشار بهینه‌ای که باید به ماهیچه وارد شود، بستگی به فیزیولوژی بدن هر فرد دارد.
در حقیقت همه می‌دانند که ورزش کردن باعث ماهیچه‌سازی می‌شود، ولی اینکه ورزش چگونه و چرا باعث ماهیچه‌سازی می‌شود چیزی نیست که اکثریت از آن اطلاع داشته باشند. در زمان ورزش، هر چقدر بیشتر به ماهیچه فشار وارد شود و تکرارهای این عمل نیز بیشتر باشد و یا تناوب انجام این عملیات بیشتر شود، افزایش بیشتری در ماهیچه‌سازی مشاهده می‌شود. با این حال، اگر به کلیت ماهیچه‌ها توجه شود، نادانسته‌ها در این زمینه بیشتر می‌شود. اگر بخواهید بر روی یک ماهیچه‌ی خاص تمرکز کنید نیز کار بسیار مشکل می‌شود.
ماهیچه‌ها از رشته‌هایی منفرد ساخته شده‌اند که تنها دو میکرومتر طول دارند و عرض آن‌ها کمتر از یک میکرومتر است. به همین خاطر بخشی از توضیحات برای رشد ماهیچه‌ها را باید در مقیاس مولکولی دنبال کرد. از آنجا که فیزیولوژی انسان‌های مختلف با یکدیگر متفاوت است، نمی‌توان آزمایش خاصی برای بررسی تغییرات اندازه‌ی ماهیچه‌ها برای انسان‌ها در نظر گرفت. تنها می‌توان سلول‌های ماهیچه‌ای یک فرد خاص را استخراج کرد و با صرف نظر از مسائل دیگری مانند سطح اکسیژن و گلوکز، آن‌را بررسی کرد.
محققین دانشگاه کمبریج در سال ۲۰۱۸ پروژه‌ای را شروع کردند تا بفهمند چگونه پروتئین‌های موجود در رشته‌های ماهیچه‌ای تحت نیروی وارده تغییر می‌کنند. آن‌ها دریافتند که تیتین به عنوان سومین تشکیل دهنده‌ی ماهیچه‌ها بیشترین نقش را در این موضوع دارد.
زمانی که بخشی از یک مولکول برای مدت نسبتاً طولانی تحت تنش باشد، مولکول تلاش می‌کند به حالت دیگری برود و ناحیه‌ای که قبلاً مخفی بوده را در معرض نیرو قرار دهد. این کار می‌تواند منجر به تولید زنجیره‌ای از سیگنال‌های شیمیایی شود.
تیتین مولکول بزرگی است و زمانی که تحت اثر نیروی مداوم و یا تحت نیرویی زیاد و لحظه‌ای قرار می‌گیرد فعال شده و سیگنال‌هایی را باعث می‌شود. مولکول‌هایی که در اثر این سیگنال‌ها فعال می‌شوند باعث ایجاد پروتئین‌های ماهیچه‌ای جدید می‌شوند و در ادامه، تولید سلول‌های ماهیچه‌ای را افزایش می‌دهند.
دانشمندان اکنون با انجام آزمایش‌های متعدد توانسته‌اند یک مدل ریاضیاتی توسعه دهند که می‌تواند به صورت کمی، پیش‌بینی‌های دقیقی از رشد ماهیچه‌ها ارائه کند.
مدل توسعه داده شده نشان داده است که رشد ماهیچه‌ها در بهترین حالت معمولاً زمانی اتفاق می‌افتد که ماهیچه تحت نیرویی برابر با ۷۰ درصد توان خود قرار می‌گیرد. اگر نیروی وارد شده به ماهیچه‌ها کمتر از این مقدار باشد، سیگنال‌دهی برای تولید ماهیچه انجام نمی‌شود و اگر نیروی وارد شده بیش از این مقدار باشد نیز خستگی ناشی از فعالیت ورزشی باعث می‌شود نتیجه‌ی خوبی حاصل نشود.
با استفاده از داده‌های این مطالعه، می‌توان به ورزشکاران حرفه‌ای کمک کرد تا در بهترین وضعیت خود پا به میدان‌های مسابقه بگذارند. مدل توسعه داده شده می‌تواند به فضانوردان که برای مدت‌های طولانی در حالت بی‌وزنی هستند نیز کمک کند تا بدانند چه مدت می‌توانند بدون ورزش بمانند و ماهیچه‌های آن‌ها آسیب نبیند و حالت بهینه برای ریکاوری آن‌ها به چه صورت است.