انتشار یافته در شماره 41 فصل نامه طب در ورزش

ورزش برای افراد دارای ناتوانی جسمی ، به ویژه استفاده کنندگان از ویلچر ، نه تنها ابزاری برای بهبود عملکرد ورزشی بلکه عاملی کلیدی در ارتقای سلامت عمومی و کیفیت زندگی محسوب می شود. .در دهه های اخیر، رشد ورزش های پارالمپیکی توجه پژوهشگران را به ویژگی های فیزیولوژیکی خاص این جمعیت جلب کرده است. یکی از شاخص های محوری در فیزیولوژی ورزش ، ظرفیت هوازی یا مصرف اکسیژن است که با عملکرد قلبی – عروقی ، توان عضلانی و پیش آگهی سلامت ارتباط تنگاتنگ دارد.

با این حال،انتقال مستقیم مفاهیم کلاسیک حداکثر اکسیژن مصرفیVO2max و اصول تمرینی تدوین شده برای ورزشکاران سالم  نسبت به ورزشکاران ویلچری با چالش های جدی همراه است.در بسیاری از افراد دارای ضایعه نخاعی،محدودیت های عصبی-عضلانی و اختلال در سیستم عصبی خودکار باعث می شود که فرد پیش از رسیدن به میزان واقعی مصرف اکسیژن دچار خستگی موضعی می شود.از این رو،اصطلاح VO2peakاکسیژن مصرفی اوج به عنوان بالاترین میزان مصرف اکسیژن جایگزین مناسب تری برای توصیف ظرفیت هوازی این جمعیت است.

هدف این مقاله،ارایه یک چارچوب جامع برای درک تفاوت های فیزیولوژیک ورزشکاران ویلچری و سالم و بررسی نظام مند اثر انواع تمرینات ورزشی بر اکسیژن مصرفی اوج در ورزشکاران ویلچری است.این مقاله تلاش می کند پیوندی بین مکانیسم های فیزیولوژیک،یافته های تجربی و کاربردهای عملی در طراحی تمرین برقرار کند.

تفاوت های فیزیولوژیک کلی بین ورزشکاران ویلچری و سالم

بدن ورزشکار ویلچری،به ویژه در حضور ضایعه نخاعی ،از نظر سازماندهی عصبی-عضلانی،توزیع توده عضلانی و پاسخ های قلبی-عروقی تفاوت های اساسی با ورزشکاران سالم دارد.در این افراد،کنترل ارادی اندام های تحتانی به طور کامل یا نسبی از بین می رود و محور اصلی حرکت و تولید نیرو به اندام های فوقانی منتقل می شود.این انتقال عملکردی،پیامدهای متعددی برای ظرفیت هوازی و سازگاری های تمرینی به همراه دارد.

از منظر سیستم عصبی،قطع مسیرهای نزولی نخاعی باعث کاهش یا فقدان حس عمقی،تغییر الگوهای رفلکسی و محدود شدن تعادل تنه می شود. علاوه بر این،در ضایعات نخاعی بالاتر از سطح T6 ،سیستم عصبی خودکار نیز درگیر شده و تنظیم ضربان قلب،فشارخون و توزیع جریان خون باعث اختلال می گردد.چنین تغییراتی مستقیماْ پاسخ های قلبی-عروقی و تنفسی را محدود می کند.

از نظر عضلانی-اسکلتی عدم استفاده از اندام های تحتانی منجر به آتروفی شدید عضلات پا،کاهش تراکم استخوان لگن و اندام تحتانی و افزایش خطر پوکی استخوان می شود.در مقابل،استفاده مداوم از عضلات شانه و بازو برای جابه جایی ویلچر و فعالیت ورزشی موجب هایپرتروفی بالاتنه می گردد،اما هم زمان عدم تعادل عضلانی و آسیب های شانه را افزایش می دهد.ورزشکار سالم،از توزیع متعادل تری از توده عضلانی و بار مکانیکی برخوردار است.

سیستم عصبی-عضلانی و کنترل حرکت

در ورزشکاران ویلچری،حذف مشارکت اندام های تحتانی باعث می شود که بخش عمده توان تولیدی و مصرف اکسیژن به عضلات بالاتنه وابسته باشد.این عضلات از نظر فیزیولوژیک برای فعالیت های استقامتی طولانی مدت با عضلات پا یکسان نیستند و تراکم میتوکندری و مویرگ کمتری دارند.در نتیجه،خستگی موضعی زودتر بروز می کند و عامل محدود کننده اصلی توان هوازی می شود.

در مقابل،ورزشکاران سالم از یکپارچگی کامل سیستم عصبی-عضلانی بهره مندند و می توانند از مشارکت هم زمان عضلات بزرگ بالا و پایین تنه برای افزایش برون ده قلبی و مصرف اکسیژن استفاده کنند. این تفاوت بنیادی،یکی از دلایل اصلی اختلاف چشمگیرVO2max یا VO2peak بین دو گروه است.

تفاوت های قلبی-عروقی و تنفسی

ظرفیت هوازی و برون ده قلبی

در ورزشکاران سالم،فعال سازی گسترده عضلات باعث افزایش بازگشت وریدی،حجم ضربه ای و برون ده قلبی می شود و VO2max می تواند و به مقادیر بسیار بالا 60-85ml/kg/min در ورزشکاران استقامتی نخبه برسد.در ورزشکاران ویلچری،به دلیل فعالیت محدود در عضلات بالاتنه،VO2peak معمولا در محدوده 50-30ml/kg/min قرار دارد،حتی در سطوح نخبه.

این تفاوت نه تنها به کمتر بودن توده عضلانی فعال مربوط است،بلکه به کاهش پیش بار و پس بار قلبی در تمرینات اندام فوقانی نیز ارتباط دارد. تمرین با بازوها نسبت به تمرین با پاها فشار همودینامیک کمتری بر قلب وارد می کند و در نتیجه افزایش حجم ضربه ای محدودتر است.

ضربان قلب و سیستم عصبی خودکار

در افراد سالم،سیستم عصبی سمپاتیک و پاراسمپاتیک بدون محدودیت نخاعی،افزایش مناسب ضربان قلب تا مقادیر بالای ۱۸۰ ضربه در دقیقه را ممکن می سازد.در ضایعات نخاعی بالاتر از T6 ،انتقال پیام های سمپاتیک مختل شده و حداکثر ضربان قلب اغلب به کمتر از ۱۶۰ تا ۱۷۰ ضربه در دقیقه محدود می شود.این پدیده که به ناتوانی کرونوتروپیک معروف است، یکی از عوامل محدود کننده VO2peak در این جمعیت به شمار می رود.

فشارخون و توزیع فشارخون

تنظیم فشار خون در ورزشکاران ویلچری نیز با چالش هایی همراه است. اختلال در انقباض و گشاد شدن عروق زیر سطح ضایعه می تواند به افت فشار خون وضعیتی،نوسانات شدید فشار حین فعالیت و حتی سنکوپ منجر می شود.این عوامل ضرورت پایش دقیق همودینامیک در حین تمرین را برجسته می کند.

VO2peak در برابر VO2max:ملاحظات مفهومی و روش شناختی

در بسیاری از آزمون های فیزیولوژیک انجام شده روی ورزشکاران ویلچری،رسیدن به سطح واقعی مصرف اکسیژن پیش از بروز خستگی محیطی مشاهده نمی شود.به همین دلیل،استفاده از اصطلاح VO2peak به جای VO2max از نظر مفهومی و روش شناختی دقیق تر است. این تمایز نشان می دهد که محدودیت اصلی ظرفیت هوازی در این جمعیت اغلب محیطی و عصبی-عضلانی است،نه صرفاً قلبی-تنفسی.

اثر انواع تمرینات ورزشی بر VO2peak

تمرینات هوازی مداوم با شدت متوسط تا نسبتاً شدید ، مانند تمرین بر روی بازو بر روی دوچرخه کارسنج یا پاراشنا،یکی از رایج ترین روش های بهبود ظرفیت هوازی در ورزشکاران ویلچری هستند.این تمرینات با افزایش تدریجی حجم ضربه ای،بهبود آنزیم های اکسیداتیو عضلات بالاتنه و ارتقای کارایی قلبی- عروقی همراهند.با این حال،سرعت پیشرفت VO2peak در این روش معمولا آهسته تر از تمرینات اینتروال است.

تمرینات اینتروال با شدت بالا(HIIT)

HIIT بالاتنه شامل دوره های کوتاه فعالیت بسیار شدید با دوره های ریکاوری فعال یا غیر فعال است. شواهد نشان می دهداین نوع تمرین موثرترین محرک برای افزایش VO2peak در ورزشکاران ویلچری محسوب می شود و می تواند به بهبودهایی در حدود ۱۵ تا ۲۵ درصد منجر گردد.مکانیسم های پیشنهادی شامل افزایش تراکم مویرگی ،محتوای میوگلوبین و ظرفیت اکسیداتیو عضلات فعال است.

تمرینات مقاومتی

تمرینات مقاومتی به تنهایی اثر محدودی بر VO2peak دارد،اما نقش غیر مستقیم آن بسیار دارای اهمیت است.افزایش قدرت و توان عضلات بالا تنه امکان اجرای تمرینات هوازی با شدت بالاتر را فراهم می کند،اقتصاد حرکتی را بهبود می بخشد وتحمل لاکتات را افزایش می دهد.ترکیب تمرین مقاومتی با تمرین هوازی یکی از ارکان اصلی برنامه های موفق در ورزشکاران ویلچری است.

برنامه های ترکیبی و راهبردهای بهینه تمرین

شواهد موجود نشان می دهد برنامه های تمرین ترکیبی شامل HIIT ،تمرین هوازی مداوم و تمرین مقاومتی موثرترین راهبرد برای بهبود VO2peak  و عملکرد کلی در ورزشکاران ویلچری هستند.چنین برنامه هایی علاوه بر ارتقای ظرفیت هوازی،به پیشگیری از آسیب های شانه و افزایش پایداری تمرین در بلند مدت کمک می کنند.

ارزیابی،پایش شدت و ملاحظات عملی

به دلیل محدودیت پاسخ ضربان قلب،تجویز شدت تمرین بر اساس درصد حداکثر ضربان قلب در ورزشکاران ویلچری قابل اعتماد نیست. استفاده از مقیاس درک فشار(RPE)،تست صحبت کردن و در صورت امکان اندازه گیری لاکتات خون توصیه می شود.آزمون های آزمایشگاهی بازویی(arm crank) به عنوان استاندارد طلایی و آزمون های میدانی ویلچری برای پایش پیشرفت کاربرد دارند.

نتیجه گیری

ظرفیت هوازی در ورزشکاران ویلچری تحت تاثیرعوامل مرکزی ،محیطی و اقتصاد حرکتی قرار دارند.اگرچه VO2peak پایین تر با افزایش خطر بیماری های قلبی-عروقی مرتبط است،بهبود اندک این شاخص در حدودی معادل ۱مت (1 MET) با کاهش قابل توجه مرگ و میر همراه است.همچنین شاخص هایی مانند آستانه لاکتات و نسبت VE/VCO2 می توانند اطلاعات دقیق تری از وضعیت سلامت ارایه دهند.

ورزشکاران ویلچری به دلیل محدودیت های ساختاری و عملکردی با میزان VO2peak پایین تری نسبت به ورزشکاران سالم مواجه اند.با این حال ،شواهد نشان می دهد که از طریق برنامه های ترکیبی مبتنی بر HIIT بالاتنه،تمرین هوازی مداوم و تمرین مقاومتی هدفمند می توان به بهبود های معنی دار در VO2peak ،عملکرد ورزشی و سلامت عمومی دست یافت.استفاده از شاخص های مناسب پایش شدت،توجه به پیشگیری از آسیب شانه و فردی سازی برنامه تمرین ،از الزامات موفقیت در این حوزه است.

مریم عامری/ دکتری فیزیولوژی ورزشی گرایش قلب-عروق و تنفس/ مسئول کمیته آموزش هیات پزشکی ورزشی استان تهران

 منابع

1.Bofosa, T., Miagindula, B., & Nkiama, C. (2019). Effectiveness of aerobic exercise and strengthening on the cardiorespiratory endurance of Paralympic basketball players. Turkish Journal of Kinesiology, 5(2), 57–62. https://doi.org/10.31459/turkjkin.529212

2.Tafuri, F., Martinez-Roig, R., Setyawan, H., Susanto, N., Anam, K., Saraiello, E., Avino, U., & Latino, F. (2024). Circuit training improves physiological conditions among wheelchair basket players. Retos, 58, 138–146.

3.Tafuri, F., Martinez-Roig, R., Anam, K., Susanto, N., Setyawan, H., Saraiello, E., & Latino, F. (2024). Effects of a circuit training program in improving cardiorespiratory fitness, upper extremity strength, and agility in paraplegic subjects. Retos, 58, 552–559.

4.Latino, F., Martinez-Roig, R., Setyawan, H., Susanto, N., Anam, K., Saraiello, E., & Tafuri, F. (2024). Physiological responses of wheelchair basketball athletes to a combined aerobic and anaerobic training program. Retos, 57, 800–808.

5.Tafuri, F., Tafuri, D., & Latino, F. (2025). Evaluating the physiological conditions and biomechanics of wheelchair basketball players: A comprehensive study. Molecular & Cellular Biomechanics, 22(4), 1654. https://doi.org/10.62617/mcb1654

6.Marszałek, J., Gryko, K., Prokopowicz, G., Kosmol, A., Mróz, A., Morgulec-Adamowicz, N., & Molik, B. (2019). The physiological response of athletes with impairments in wheelchair basketball game. Human Movement, 20(4), 1–7. https://doi.org/10.5114/hm.2019.84005

7.Graham, K., Yarar-Fisher, C., Li, J., McCully, K. M., Rimmer, J. H., Powell, D., Bickel, C. S., & Fisher, G. (2019). Effects of high-intensity interval training versus moderate-intensity training on cardiometabolic health markers in individuals with spinal cord injury: A pilot study. Topics in Spinal Cord Injury Rehabilitation, 25(3), 248–259. https://doi.org/10.1310/sci19-00042

8.Peters, J., Halloran, K., Focht, M., Huang, K., Kersh, M., & Rice, I. (2023). Cardiorespiratory responses to an acute bout of high intensity interval training and moderate intensity continuous training on a recumbent handcycle in people with spinal1 cord injury: A within-subject design. Topics in Spinal Cord Injury Rehabilitation, 29(4), 16–26. https://doi.org/10.46292/sci23-00026

9.Yulianto, W. D., Sumaryanti, & Yudhistira, D. (2021). Content validity of circuit training program and its effects on the aerobic endurance of wheelchair tennis athletes. International Journal of Kinesiology & Sports Science, 9(3), 60–65. http://dx.doi.org/10.7575/aiac.ijkss.v.9(3).1p.60

10.Latino, F., Martinez-Roig, R., Susanto, N., Setyawan, H., Anam, K., Saraiello, E., & Tafuri, F. (2024). High-intensity interval training and physiological demands in wheelchair tennis players: A pilot study. Retos, 58, 238–246.

11.Şanal, A., & Özen, G. (2025). Effects of 8-week Tabata training on cardiopulmonary and performance parameters in wheelchair basketball players: A controlled study. Medicine, 104(34), e44093. https://doi.org/10.1097/MD.00000000000440932

12.Peters, J., Abou, L., Rice, L3. A., Dandeneau, K., Alluri, A., Salvador, A. F., & Rice, I. (2021). The effectiveness of vigorous training on cardiorespiratory fitness in persons with spinal cord injury: A systematic review and meta-analysis. Spinal Cord. https://doi.org/10.1038/s41393-021-00669-74

13.Gavel, E. H., Macrae, H. Z., Goosey-Tolfrey, V. L., & Logan-Sprenger, H. M. (2023). Reliability of anaerobic and aerobic mobility performance tests used in wheelchair rugby, wheelchair basketball and wheelchair tennis: A systematic review. Journal of Sports Sciences, 41:12, 1146–1170. https://doi.org/10.1080/02640414.2023.2259726

14.Soylu, Çağlar, Ün Yıldırım, Necmiye, Akalan, Cengiz, Akınoğlu, Bihter, & Kocahan, Tuğba. (2020). The relationship between athletic performance and physiological characteristics in wheelchair basketball athletes. Research Quarterly for Exercise and