غالبا ما نذكر حمض اللبنيك أثناء التمرين ، ونعلم جميعا أن إنتاج حمض اللبنيك ضار بالجسم. إذن ما هي العلاقة بين التمرين وحمض اللبنيك؟
حمض اللاكتيك (مركب موجود في العرق) هو علامة حيوية مهمة يتم تحديدها كميا أثناء التمرين. يحتل موقعا مهما جدا في الأنظمة الوظيفية وهو منتج ثانوي طبيعي في جسم الإنسان. بعد ممارسة التمارين الرياضية الشاقة ، ينتج الناس المزيد في الدم. حمض اللاكتيك.
على سبيل المثال: اللاكتات ، التي يتم إنتاجها أثناء انهيار الجلوكوز في غياب الأكسجين في الأنسجة ، هي علامة حيوية مهمة موجودة في كل من الدم والعرق ، مما يعكس شدة النشاط البدني وحالة الأوكسجين للعضلات.
أثناء التمرين ، تنفد العضلات التي تتطلب الطاقة بسرعة من الأكسجين وتعود إلى مسار استقلابي بديل لتوفير الطاقة "على حساب" تراكم اللاكتات ، والتي يمكن أن تسبب الألم والتعب.
ثم يتم إطلاق اللاكتات في مجرى الدم والتخلص منها جزئيا من خلال العرق ، مما يعني أن أجهزة الاستشعار الكيميائية القابلة للارتداء يمكنها قياس تركيز اللاكتات في العرق لإظهار شدة التمرين أو حالة العضلات في الوقت الفعلي.
أثناء التدريب ، لا يحدث الإحساس بالحرقة غير المريح في العضلات بسبب حمض اللبنيك ، ولكن بسبب أيونات الهيدروجين الناتجة عن انخفاض الرقم الهيدروجيني في الجسم. يرتبط تعب قوة العضلات بحمض اللبنيك ، ولكن سبب عدم الراحة والألم المتبقي اللاحق إنه أكثر ارتباطا بالحمض في الدم ، عندما يعني التعب العضلي عادة الحماض أو زيادة تراكم حمض اللبنيك في الدم.
حمض اللاكتيك ليس سبب التعب ، لكنه يرتبط بانخفاض التدريب ، لذلك يمكن اعتباره جزءا من إعادة التدوير الكيميائي الحيوي للمساعدة في التعب.
في الآونة الأخيرة ، كان العديد من الباحثين يبحثون باستمرار في العلاقة بين التمرين وحمض اللبنيك وتطبيق حمض اللبنيك في التدريب الرياضي ، وحققوا نتائج رائعة. الحالة الوظيفية ، إلخ.
مع زيادة تطوير أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء ، فإن إمكانية تنفيذ قياس اللاكتات العرقية بشكل غير جراحي وتتبع تطورها باستمرار أثناء التمرين ، بالإضافة إلى قياس الألوان الكيميائي التقليدي ، تبدو قريبة منا من حيث اكتشاف محتوى اللاكتات.
في الآونة الأخيرة ، نشرت ACS (الجمعية الكيميائية الأمريكية) مقالا - هل يمكن لأجهزة استشعار اللاكتات العرق القابلة للارتداء المساهمة في علم وظائف الأعضاء الرياضية؟ إنه غير مكتمل ، لكن علماء فسيولوجيا التمرين يحققون فيما إذا كانت التكنولوجيا يمكن أن تحسن الأداء الرياضي مع منع الإصابات.
وقال الباحثون إن الهدف من تقنية استشعار اللاكتات هو مراقبة محتوى حمض اللاكتيك في جسم الإنسان في الوقت الفعلي وربطه بحالة التمرين البشري، وذلك للتأكد في الوقت الفعلي مما إذا كانت القوة التي يمارسها الرياضي كبيرة جدا أو صغيرة جدا، وتحسين كفاءة التدريب. في الوقت الحاضر ، لا يزال الهدف بعيدا. هناك أيضا نقص في فهم العلاقة بين العرق واللاكتات في الدم والمؤشرات الحيوية الأخرى ، حيث لا توجد أدلة كافية على العلاقة بين الأداء الرياضي وتركيزات اللاكتات.
حمض اللاكتيك هو منتج ثانوي يقيسه عالم رياضي أو مدرب لتقييم مستوى الأداء الرياضي للرياضي أثناء اختبار اللياقة البدنية ، ويسمح قياس لاكتات العرق في الوقت الفعلي ، إلى جانب المؤشرات الحيوية الأخرى ، بمراقبة جلسات التدريب وتعديلها بدقة ، مما يضمن عدم تدريب الرياضيين بجد أو أقل من اللازم ، وبالتالي توفير نظام التدريب المناسب الذي يمكن الرياضي من الأداء بشكل أفضل على المدى الطويل.
غالبا ما تؤثر درجة الحرارة ودرجة الحموضة على القراءات الكهروكيميائية لحمض اللاكتيك ، مما يؤدي إلى قياسات أقل بكثير من المتوقع ، لذلك طور الباحثون طريقة تستخدم طبقة بوليمر مصممة خصيصا خارج المستشعر لفصل حمض اللاكتيك عن العرق.
يحمي البوليمر الإنزيمات التفاعلية في المستشعر من التفاعل مع أي شيء آخر غير حمض اللبنيك ويمكن المستشعر من قراءة تركيزات أعلى من حمض اللاكتيك مما تقرأه عادة أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية.
ويستخدم الباحثون حاليا هذه التقنية لإجراء اختبارات بدنية، حيث ترتبط قياسات الدم والعرق بالأداء الرياضي لدى الرياضيين، ويتم أخذ عينات من العرق للتحقق من صحة أداء المستشعر في المختبر.
في دراسة حديثة ، طورت جامعة طوكيو للعلوم والتكنولوجيا مستشعر ميكروفلويديك ناعم وغير مزعج لقياس تركيز حمض اللبنيك في العرق في الوقت الفعلي ، وهو جهاز يمكن ارتداؤه سيساعد أثناء التمرين البدني المكثف أو مراقبة حالة جسمك أثناء العمل.
استخدم الباحثون طريقة تسمى "بلمرة الكسب غير المشروع الناجم عن حزمة الإلكترون" ، حيث ترتبط الجزيئات الوظيفية بالمواد القائمة على الكربون التي يمكنها ربط الإنزيمات تلقائيا.
قام الباحثون بتحويل المادة إلى حبر سائل يمكن استخدامه لطباعة الأقطاب الكهربائية. كان الجزء الأخير هو استخدام مستشعر قطب كهربائي مرن لجعله متوافقا مع طباعة الشاشة ، وهي عملية خفيفة الوزن يمكن توسيعها. بعد الانتهاء من آلية الاستشعار ، درس الباحثون ابتكر الموظفون نظاما مناسبا لجمع العرق ونقله إلى أجهزة الاستشعار.
يتم تحقيق ذلك من خلال نظام جمع العرق الصغير المصنوع من مادة polydimethylsiloxane (PDMS) ، والذي يتضمن مداخل صغيرة متعددة ، ومنفذ ، وغرفة بين أجهزة الاستشعار ، والتي يمكن أن تتلامس مباشرة مع الجلد.
تم تحديد الكشف عن المستشعر ونطاق تشغيله لتركيزات اللاكتات ليكون مناسبا لدراسة "عتبة اللاكتات" ، وهي النقطة الزمنية التي يتغير فيها التمثيل الغذائي الهوائي إلى التمثيل الغذائي اللاهوائي أثناء التمرين.
تعد المراقبة في الوقت الفعلي للظواهر الفيزيائية مهمة للتطبيقات ذات الصلة مثل صحة الإنسان والرعاية الطبية ، وستساعد مراقبة عتبات اللاكتات على تحسين تدريب الرياضيين وممارسة التمارين الروتينية لإعادة تأهيل المرضى وكبار السن ، والتحكم في تقدم الحركة.
يختبر الباحثون بالفعل تنفيذ المستشعر في سيناريوهات العالم الحقيقي ، وسيساعد التقدم في هذا البحث في تطوير مجال أجهزة الاستشعار الكيميائية القابلة للارتداء التي تساعدنا على تتبع العمليات الجسدية بشكل أفضل والبقاء بصحة جيدة.
أظهرت العديد من الدراسات أن اختبار اللاكتات يمكن أن يساعدنا على توضيح وفهم مبدأ التدريب وتنظيمه والتحكم في كثافة التدريب وتقييم مستوى التدريب والتنبؤ به ، لذلك غالبا ما يطلق على اللاكتات "مسطرة التدريب".
تم تأكيد مستشعر اللاكتات العرقية كحل واعد للتغلب على أوجه القصور النموذجية لمعظم اختبارات الدم.
في الوقت الحاضر ، مع التحسين المستمر لطرق اختبار حمض اللاكتيك واتجاه التطوير المهني لتدريب اللياقة البدنية الجماعي ، سيتم استخدام اختبار وتقييم حمض اللاكتيك على نطاق واسع في علوم الرياضة.
يعتمد قطبان كهربائيان مرنان بين الرقميين طورتهما شركة استشعار على PI و PET على التوالي. باستخدام PI / PET لتكون مرنة وقابلة للتمدد ، يمكن أن تناسب الأقطاب الكهربائية جلد الإنسان عن كثب وتستخدم الآن على نطاق واسع في الأجهزة القابلة للارتداء. أجهزة استشعار مثل الكشف عن استشعار اللاكتات العرقية.
القطب الرقمي المرن PI هو فيلم بوليمر عضوي ، وهو ليس فقط مقاوما للتحلل المائي ودرجة الحرارة العالية والتآكل ، ولكن لديه أيضا توافق حيوي جيد وعزل مفيد.
