व्यायाम शरीरक्रिया विज्ञान I: व्यायाम शरीरक्रिया विज्ञान का क्षेत्र और महत्त्व, अल्पकालिक और दीर्घकालिक शारीरिक गतिविधि के प्रति हृद्-श्वसन अनुकूलन, पेशियों के प्रकार, विशेषताएँ और कार्य, पेशी तंतु की सूक्ष्म संरचना, सर्पी तंतु सिद्धांत, पेशी तंतु के प्रकार और खेल प्रदर्शन, और व्यायाम के प्रति पेशीय अनुकूलन

इकाई II व्यायाम शरीरक्रिया विज्ञान है: शरीर व्यायाम के एक सत्र पर कैसे प्रतिक्रिया करता है और प्रशिक्षण के प्रति कैसे अनुकूलित होता है। यह अध्याय हृदय, फेफड़े और पेशियाँ लेता है। पेशी संरचना और सर्पी तंतु सिद्धांत इस मंच के जीवविज्ञान पाठ्यक्रम में मानव जीवविज्ञान के रूप में पढ़ाए जाते हैं; यहाँ उन्हें प्रदर्शन की शरीरक्रिया के रूप में पढ़ाया गया है: स्प्रिंट और मैराथन में हृद् निर्गम और संवातन का क्या होता है, सहनशक्ति खिलाड़ी की विश्राम हृदय गति क्यों घटती है, तंतु प्रकार यह कैसे तय करते हैं कि कौन स्प्रिंटर बनेगा और कौन लंबी दूरी का धावक, और प्रशिक्षण पेशी के साथ क्या करता है। हृद् निर्गम और फ़िक समीकरण जाँची गई संख्याओं के साथ हल किए गए हैं।

1. व्यायाम शरीरक्रिया विज्ञान का क्षेत्र और महत्त्व

व्यायाम शरीरक्रिया विज्ञान यह अध्ययन करता है कि शरीर की संरचनाएँ और कार्य शारीरिक गतिविधि पर तात्कालिक प्रतिक्रिया कैसे करते हैं और बार-बार की गतिविधि, अर्थात् प्रशिक्षण, के प्रति दीर्घकालिक अनुकूलन कैसे करते हैं। इसके क्षेत्र में व्यायाम के दौरान हृदवाहिका, श्वसन, पेशीय, तंत्रिका, अंतःस्रावी और उपापचयी तंत्र; ऊर्जा उपापचय और उसका मापन; पर्यावरण (गर्मी, ठंड, ऊँचाई, प्रदूषण) के प्रभाव; वृद्धि, लिंग-भेद और वृद्धावस्था की शरीरक्रिया; थकान और पुनर्प्राप्ति; पोषण और श्रमवर्धक साधन; और स्वस्थता परीक्षण, प्रशिक्षण अभिकल्प तथा पुनर्वास का शरीरक्रियात्मक आधार आते हैं। प्रतिक्रिया और अनुकूलन का भेद मूलभूत है: दौड़ के दौरान हृदय गति का बढ़ना प्रतिक्रिया है; महीनों की दौड़ के बाद विश्राम हृदय गति का कम होना अनुकूलन है।

शारीरिक शिक्षा और खेल हेतु इसका महत्त्व व्यावहारिक है। यह शिक्षक और प्रशिक्षक को बताता है कि कितनी तीव्रता से, कितनी देर और कितनी बार प्रशिक्षण करना है (इकाई VII के प्रशिक्षण सिद्धांत इसी पर टिके हैं); कोई खेल किस ऊर्जा तंत्र पर निर्भर है; स्वस्थता का वैध परीक्षण कैसे करना है (इकाई IX); ताप-रोग और अति-प्रशिक्षण से कैसे बचना है; बच्चों, महिलाओं और वृद्धजनों को सुरक्षित रूप से कैसे प्रशिक्षित करना है; पुनर्प्राप्ति कैसे करनी है; क्या खाना है; और कौन-से श्रमवर्धक साधन काम करते हैं और कौन-से प्रतिबंधित हैं। यह स्वास्थ्य संवर्धन का भी आधार है, क्योंकि जीवनशैली रोगों के विरुद्ध व्यायाम के लाभ शरीरक्रियात्मक हैं।

2. हृद्-श्वसन प्रतिक्रियाएँ और अनुकूलन

हृद् निर्गम (Q) वह रक्त आयतन है जो हृदय प्रति मिनट पंप करता है: Q = हृदय गति × प्रहार आयतन। विश्राम में 70 धड़कन प्रति मिनट × 70 mL प्रति धड़कन ≈ 4.9 L/मिनट, लगभग 5 L। व्यायाम के दौरान दोनों बढ़ते हैं: हृदय गति तीव्रता के साथ अपने अधिकतम तक लगभग रैखिक रूप से बढ़ती है, और अधिकांश लोगों में प्रहार आयतन VO2max के लगभग 40–60 प्रतिशत पर स्थिर हो जाता है, अतः हृद् निर्गम अप्रशिक्षित वयस्कों में लगभग 20 L/मिनट और उत्कृष्ट सहनशक्ति खिलाड़ियों में 35–40 L/मिनट तक पहुँच सकता है। रक्त आँत और गुर्दों से कार्यरत पेशियों की ओर पुनर्वितरित होता है; गतिशील व्यायाम में संकुचन रक्तचाप तीव्रता के साथ बढ़ता है जबकि अनुशिथिलन रक्तचाप में थोड़ा परिवर्तन होता है; और पेशियाँ अधिक ऑक्सीजन निकालती हैं, जिससे धमनी-शिरा ऑक्सीजन अंतर (a–vO2 अंतर) बढ़ता है। फ़िक समीकरण इन्हें जोड़ता है: VO2 = Q × a–vO2 अंतर।

संवातन भी बढ़ता है। मिनट संवातन (VE) = ज्वारीय आयतन × श्वसन आवृत्ति: विश्राम में लगभग 0.5 L × 12 श्वास = 6 L/मिनट, और भारी व्यायाम में 100 L/मिनट से कहीं अधिक, पहले गहरी और फिर तेज़ श्वास से। व्यायाम के आरंभ में संवातन लगभग तुरंत उछलता है (तंत्रिका प्रतिक्रिया), फिर धीरे बढ़ता है (कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन आयनों के प्रति रासायनिक प्रतिक्रिया); संवातन देहली के ऊपर यह ऑक्सीजन ग्रहण के अनुपात से अधिक बढ़ता है। 400 मीटर दौड़ जैसी अल्पकालिक, तीव्र गतिविधि में हृदय गति और संवातन तेज़ी से चढ़ते हैं और अवायवीय तंत्र ऊर्जा का बड़ा भाग देते हैं; मैराथन जैसी दीर्घकालिक गतिविधि में स्थिर गति पर भी हृदय गति ऊपर खिसकती है (हृदवाहिका विचलन, क्योंकि पसीने में प्लाज़्मा निकलता है और प्रहार आयतन घटता है) और ऑक्सीजन ग्रहण स्थिर अवस्था में रहता है।

दीर्घकालिक सहनशक्ति प्रशिक्षण अनुकूलन उत्पन्न करता है। हृदय बड़ा होता है (खिलाड़ी का हृदय): सहनशक्ति प्रशिक्षण मुख्यतः बाएँ निलय की गुहा को बड़ा करता है, जबकि भारी प्रतिरोध प्रशिक्षण मुख्यतः उसकी भित्ति को मोटा करता है। विश्राम और अधिकतम पर प्रहार आयतन बढ़ता है, अतः विश्राम और उप-अधिकतम हृदय गति घटती है (विश्राम मंदहृदयता; उत्कृष्ट सहनशक्ति खिलाड़ियों की विश्राम गति 40 के दशक में हो सकती है), जबकि अधिकतम हृदय गति में थोड़ा परिवर्तन होता है। रक्त आयतन और प्लाज़्मा आयतन बढ़ते हैं, पेशी में केशिका घनत्व बढ़ता है, माइटोकॉन्ड्रिया बढ़ते हैं, और VO2max बढ़ता है, पहले निष्क्रिय रहे लोगों में सामान्यतः 15–20 प्रतिशत, आनुवंशिकता द्वारा बड़े पैमाने पर निर्धारित सीमा के भीतर। श्वसन अनुकूलनों में अधिक अधिकतम संवातन और अधिक सहनशील श्वसन पेशियाँ शामिल हैं, यद्यपि विश्राम फुफ्फुस आयतन थोड़े बदलते हैं। पुनर्प्राप्ति हृदय गति तेज़ी से घटती है, जो इकाई IX के हार्वर्ड परीक्षण जैसे स्टेप परीक्षणों का आधार है।

चरव्यायाम पर तात्कालिक प्रतिक्रियासहनशक्ति प्रशिक्षण से दीर्घकालिक अनुकूलन
हृदय गतितीव्रता के साथ अधिकतम तक बढ़ती हैविश्राम और उप-अधिकतम कार्य पर कम; अधिकतम में थोड़ा परिवर्तन
प्रहार आयतनबढ़कर स्थिर होता हैविश्राम और अधिकतम पर अधिक
हृद् निर्गमलगभग चार गुना या अधिक बढ़ता हैअधिकतम अधिक; विश्राम लगभग समान
a–vO2 अंतरबढ़ता हैअधिकतम पर अधिक (अधिक केशिकाएँ और माइटोकॉन्ड्रिया)
VO2maxथका देने वाली तीव्रता पर प्राप्तबढ़ता है, सामान्यतः 15–20 प्रतिशत
⚠️ प्रशिक्षण विश्राम हृदय गति घटाता है, अधिकतम हृदय गति नहीं
अधिकतम हृदय गति मुख्यतः आयु और आनुवंशिकता से निर्धारित होती है और प्रशिक्षण से थोड़ा बदलती है। प्रशिक्षण जिसे बढ़ाता है वह प्रहार आयतन है, अतः उसी हृद् निर्गम के लिए कम धड़कनें चाहिए। "प्रशिक्षण अधिकतम हृदय गति को बहुत बढ़ा देता है" कहने वाला विकल्प ग़लत है।

3. पेशी: प्रकार, विशेषताएँ, कार्य और सूक्ष्म संरचना

शरीर में तीन प्रकार की पेशियाँ हैं: कंकाल पेशी (रेखित, ऐच्छिक, हड्डियों से जुड़ी, शरीर को गति देने वाली), हृद् पेशी (रेखित पर अनैच्छिक, शाखित और अंतर्वेशित डिस्कों से जुड़ी, केवल हृदय में पाई जाने वाली) और चिकनी पेशी (अरेखित, अनैच्छिक, आँत, रक्त वाहिकाओं और अन्य खोखले अंगों की भित्तियों में)। पेशी ऊतक की चार विशेषताएँ हैं: उत्तेजनशीलता (यह उद्दीपनों पर प्रतिक्रिया करता है), संकुचनशीलता (यह बल के साथ छोटा होता है), विस्तार्यता (इसे खींचा जा सकता है) और प्रत्यास्थता (यह अपनी विश्राम लंबाई पर लौट आता है)। कंकाल पेशी गति उत्पन्न करती है, मुद्रा बनाए रखती है, संधियों को स्थिर करती है, ऊष्मा उत्पन्न करती है और आंतरिक अंगों की रक्षा करती है; गति में पेशियाँ प्रमुख गतिकारक (एगोनिस्ट), प्रतिपक्षी (जो विपरीत क्रिया में शिथिल होती या उसे नियंत्रित करती हैं), सहक्रियक (जो सहायता करती हैं) और स्थिरकारक के रूप में कार्य करती हैं।

एक कंकाल पेशी एपिमाइसियम में लिपटी होती है और पेरिमाइसियम में लिपटे बंडलों (फ़ैसिकल) में बँटी होती है; हर फ़ैसिकल में पेशी तंतु (कोशिकाएँ) होते हैं, हर एक एंडोमाइसियम में लिपटा। तंतु एक लंबी, बहुकेंद्रकी कोशिका है जिसकी झिल्ली सार्कोलेमा और कोशिकाद्रव्य सार्कोप्लाज़्म है; इसमें कैल्शियम संग्रह करने वाली पेशीद्रव्यी जालिका और आवेग को भीतर ले जाने वाली अनुप्रस्थ (T) नलिकाएँ होती हैं। तंतु दोहराए जाने वाले सार्कोमियरों से बनी पेशी-तंतुकों (मायोफ़ाइब्रिल) से भरा होता है, जो संकुचन की कार्यात्मक इकाइयाँ हैं, हर एक एक Z रेखा (Z डिस्क) से अगली तक। मोटे तंतु मायोसिन हैं, जिनके सिर क्रॉस-ब्रिज बनाते हैं; पतले तंतु एक्टिन हैं, जो नियामक प्रोटीन ट्रोपोमायोसिन और ट्रोपोनिन वहन करते हैं। गहरी A पट्टी मायोसिन तंतुओं की लंबाई है; हल्की I पट्टी में केवल एक्टिन है और Z रेखा उसे दो भागों में बाँटती है; A पट्टी के केंद्र में H क्षेत्र में केवल मायोसिन है, जिसके केंद्र में M रेखा है।

4. सर्पी तंतु सिद्धांत

सर्पी तंतु सिद्धांत, जिसे 1954 में एंड्रयू हक्सले और रॉल्फ़ नीडरगर्के ने तथा स्वतंत्र रूप से ह्यू हक्सले और जीन हैनसन ने प्रस्तावित किया, संकुचन को पतले एक्टिन तंतुओं के मोटे मायोसिन तंतुओं पर सार्कोमियर के केंद्र की ओर सरकने के रूप में समझाता है; कोई भी तंतु छोटा नहीं होता। क्रम इस प्रकार है: गामक तंत्रिका आवेग तंत्रिका-पेशी संधि तक पहुँचकर पेशी क्रिया विभव उत्पन्न करता है; आवेग सार्कोलेमा पर और T नलिकाओं में नीचे फैलता है; पेशीद्रव्यी जालिका कैल्शियम आयन मुक्त करती है; कैल्शियम ट्रोपोनिन से बँधता है, जो ट्रोपोमायोसिन को एक्टिन के बंधन स्थलों से हटा देता है; ऊर्जित मायोसिन सिर एक्टिन से जुड़कर क्रॉस-ब्रिज बनाते हैं; ADP और फ़ॉस्फ़ेट के मुक्त होते ही शक्ति-आघात एक्टिन को M रेखा की ओर खींचता है; नया ATP मायोसिन सिर से बँधकर उसे अलग करता है; उस ATP का जल-अपघटन अगले चक्र हेतु सिर को फिर तैयार करता है। उद्दीपन रुकने पर शिथिलन होता है, कैल्शियम वापस पेशीद्रव्यी जालिका में पंप किया जाता है (जिसमें भी ATP लगता है) और ट्रोपोमायोसिन फिर स्थलों को ढक देता है।

संकुचन के दौरान I पट्टी और H क्षेत्र छोटे होते हैं और Z रेखाएँ निकट आती हैं, पर A पट्टी अपनी लंबाई बनाए रखती है, क्योंकि वह मायोसिन तंतुओं की लंबाई है, जो नहीं बदलती। यही वह प्रेक्षण है जिसने सिद्धांत को सिद्ध किया। कोई तंतु कितना बल विकसित कर सकता है यह एक्टिन और मायोसिन के अतिव्यापन पर निर्भर है: बहुत छोटी या बहुत लंबी सार्कोमियर लंबाई पर कम क्रॉस-ब्रिज बन पाते हैं (लंबाई-तनाव संबंध), जो एक कारण है कि पेशी अपनी गति-सीमा के मध्य में सबसे सशक्त होती है और फेंकने तथा कूदने में पूर्व-खिंचाव क्यों महत्त्वपूर्ण है।

⚠️ A पट्टी कभी छोटी नहीं होती
यदि प्रश्न पूछे कि संकुचन के दौरान कौन-सी पट्टी या क्षेत्र समान लंबाई का रहता है, तो उत्तर A पट्टी है। I पट्टी और H क्षेत्र छोटे होते हैं; सार्कोमियर छोटा होता है; तंतु स्वयं नहीं।

5. पेशी तंतु के प्रकार, खेल प्रदर्शन और पेशीय अनुकूलन

कंकाल पेशी तंतुओं का वर्गीकरण संकुचन गति और उपापचय के आधार पर होता है। टाइप I (धीमे-संकुचन, धीमे ऑक्सीकारी) तंतु लाल होते हैं, माइटोकॉन्ड्रिया, मायोग्लोबिन और केशिकाओं से समृद्ध, मध्यम बल से धीरे संकुचित होते हैं और थकान का प्रतिरोध करते हैं। टाइप IIa (तेज़ ऑक्सीकारी-ग्लाइकोलाइटिक) तंतु मध्यवर्ती हैं: तेज़ और काफ़ी थकान-प्रतिरोधी। टाइप IIx (तेज़ ग्लाइकोलाइटिक; पुराने ग्रंथों में IIb, जो छोटे पशुओं में अधिक प्रमुख प्रकार है) तंतु सफ़ेद होते हैं, अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस पर निर्भर करते हैं, तेज़ी और बल से संकुचित होते हैं और जल्दी थकते हैं। अधिकांश पेशियाँ मिश्रित होती हैं, और अनुपात बड़े पैमाने पर वंशानुगत है: उत्कृष्ट मैराथन धावकों की टाँगों की पेशियों में सामान्यतः टाइप I तंतुओं का उच्च प्रतिशत होता है और उत्कृष्ट स्प्रिंटरों में टाइप II का। हर प्रकार की गामक इकाइयाँ आकार के क्रम में भर्ती होती हैं (हेनमैन का आकार सिद्धांत): हल्के प्रयास हेतु पहले छोटी, धीमी इकाइयाँ, और बड़ी, तेज़ इकाइयाँ केवल तब जब बल की माँग बढ़े।

विशेषताटाइप Iटाइप IIaटाइप IIx
संकुचन गतिधीमीतेज़सबसे तेज़
थकान प्रतिरोधउच्चमध्यमनिम्न
माइटोकॉन्ड्रिया, मायोग्लोबिन, केशिकाएँअनेकमध्यवर्तीकम
मुख्य ऊर्जा मार्गवायवीय (ऑक्सीकारी)वायवीय और अवायवीयअवायवीय ग्लाइकोलाइसिस
विशिष्ट खेलमैराथन, सड़क साइकिलिंग800–1500 मीटर, टीम खेलस्प्रिंट, कूद, फेंक

पेशी उसे मिलने वाले प्रशिक्षण के प्रति विशिष्ट रूप से अनुकूलित होती है। प्रतिरोध प्रशिक्षण पहले तंत्रिका अनुकूलनों से शक्ति बढ़ाता है, अर्थात् गामक इकाइयों की बेहतर भर्ती, अधिक प्रज्वलन दर, बेहतर समकालिकता और प्रतिपक्षियों का कम सह-संकुचन, जो पहले कुछ सप्ताहों की अधिकांश शक्ति-वृद्धि को समझाता है; अतिवृद्धि, अर्थात् संकुचनशील प्रोटीन जुड़ने से तंतु के अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल की वृद्धि, महीनों में आती है, और टाइप II तंतु सबसे अधिक बढ़ते हैं। सहनशक्ति प्रशिक्षण माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या और आकार, ऑक्सीकारी एंज़ाइम, केशिका घनत्व, मायोग्लोबिन और संचित ग्लाइकोजन तथा वसा बढ़ाता है, जिससे पेशी की ऑक्सीजन उपयोग करने और थकान टालने की क्षमता बढ़ती है। प्रशिक्षण टाइप II समूह के भीतर तंतुओं को IIx से IIa की ओर खिसका सकता है, पर मनुष्यों में टाइप II का टाइप I में रूपांतरण अधिक से अधिक सीमित है। अनुपयोग और स्थिरीकरण इन लाभों को उलट देते हैं (क्षीणता), जो प्रतिवर्त्यता का सिद्धांत है।

मुख्य बिंदु

  • व्यायाम शरीरक्रिया विज्ञान व्यायाम पर तात्कालिक प्रतिक्रियाओं और दीर्घकालिक अनुकूलनों का अध्ययन करता है और प्रशिक्षण, परीक्षण, सुरक्षा तथा पुनर्वास का आधार है।
  • हृद् निर्गम = हृदय गति × प्रहार आयतन (विश्राम में लगभग 5 L/मिनट); फ़िक समीकरण VO2 = Q × a–vO2 अंतर है; मिनट संवातन = ज्वारीय आयतन × आवृत्ति।
  • सहनशक्ति प्रशिक्षण प्रहार आयतन, रक्त आयतन, केशिकाएँ, माइटोकॉन्ड्रिया और VO2max बढ़ाता है और विश्राम हृदय गति घटाता है; अधिकतम हृदय गति में थोड़ा परिवर्तन होता है।
  • सर्पी तंतु सिद्धांत में कैल्शियम ट्रोपोनिन से बँधता है, क्रॉस-ब्रिज एक्टिन को मायोसिन पर खींचते हैं और ATP सिरों को अलग करता है; I पट्टी और H क्षेत्र छोटे होते हैं जबकि A पट्टी नहीं।
  • टाइप I तंतु सहनशक्ति के और टाइप IIx स्प्रिंट के अनुकूल हैं; आरंभिक शक्ति-वृद्धि तंत्रिकीय है और अतिवृद्धि बाद में आती है; सहनशक्ति प्रशिक्षण पेशी की ऑक्सीकारी क्षमता बनाता है।

अभ्यास प्रश्न (10)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. कठोर व्यायाम के दौरान एक खिलाड़ी की हृदय गति 180 धड़कन प्रति मिनट और प्रहार आयतन 110 mL प्रति धड़कन है। हृद् निर्गम लीटर प्रति मिनट में कितना है? संख्या लिखिए।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 19.8

    हृद् निर्गम = हृदय गति × प्रहार आयतन = 180 × 110 mL = 19,800 mL/मिनट = 19.8 L/मिनट। मिलीलीटर को लीटर में न बदलने पर 19,800 आता है, और गुणा के बजाय जोड़ने पर निरर्थक उत्तर।

  2. फ़िक समीकरण का प्रयोग करते हुए उस खिलाड़ी का ऑक्सीजन ग्रहण लीटर प्रति मिनट में ज्ञात कीजिए जिसका हृद् निर्गम 20 L/मिनट और धमनी-शिरा ऑक्सीजन अंतर प्रति लीटर रक्त 150 mL ऑक्सीजन है। संख्या लिखिए।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 3

    VO2 = Q × a–vO2 अंतर = 20 L/मिनट × 150 mL O2 प्रति L = 3,000 mL/मिनट = 3 L/मिनट। a–vO2 अंतर प्रायः प्रति 100 mL रक्त 15 mL के रूप में बताया जाता है, जो वही 150 mL प्रति लीटर है।

  3. पेशी संकुचन के दौरान सार्कोमियर का कौन-सा भाग अपनी लंबाई बनाए रखता है?

    1. H क्षेत्र
    2. A पट्टी
    3. Z रेखाओं के बीच की दूरी
    4. I पट्टी
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — A पट्टी

    A पट्टी मायोसिन तंतुओं की लंबाई है, जो छोटे नहीं होते, अतः यह स्थिर रहती है। एक्टिन के मायोसिन पर सरकने से I पट्टी और H क्षेत्र संकरे होते हैं और Z रेखाएँ निकट आती हैं।

  4. सर्पी तंतु क्रियाविधि में पेशीद्रव्यी जालिका से मुक्त कैल्शियम किससे बँधता है?

    1. Z रेखा से, जो सार्कोमियर को छोटा खींचती है
    2. ट्रोपोनिन से, जो ट्रोपोमायोसिन को एक्टिन के बंधन स्थलों से हटाता है
    3. गामक अंत पट्टिका पर एसिटाइलकोलीन ग्राहियों से
    4. मायोसिन सिरों से, जो फिर ATP का विखंडन करते हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — ट्रोपोनिन से, जो ट्रोपोमायोसिन को एक्टिन के बंधन स्थलों से हटाता है

    कैल्शियम ट्रोपोनिन से बँधता है, जो ट्रोपोमायोसिन को खिसकाकर एक्टिन के बंधन स्थल खोलता है ताकि क्रॉस-ब्रिज बन सकें। एसिटाइलकोलीन ग्राही तंत्रिका-पेशी संधि के हैं, एक चरण पहले, और ATP का विखंडन मायोसिन करता है, उस पर कैल्शियम के बँधने से नहीं।

  5. निम्न में से कौन-से सहनशक्ति प्रशिक्षण के दीर्घकालिक अनुकूलन हैं? सभी सही विकल्प चुनिए।

    1. अधिकतम हृदय गति में बड़ी वृद्धि
    2. बढ़ा प्रहार आयतन
    3. पेशी में बढ़ा केशिका घनत्व
    4. कम विश्राम हृदय गति
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — बढ़ा प्रहार आयतन; C — पेशी में बढ़ा केशिका घनत्व; D — कम विश्राम हृदय गति

    सहनशक्ति प्रशिक्षण विश्राम हृदय गति घटाता है, प्रहार आयतन बढ़ाता है और केशिका घनत्व बढ़ाता है। अधिकतम हृदय गति मुख्यतः आयु और आनुवंशिकता से निर्धारित होती है और थोड़ा बदलती है, अतः बड़ी वृद्धि अनुकूलन नहीं है।

  6. एक उत्कृष्ट मैराथन धावक की टाँगों की पेशियों में किस तंतु प्रकार की प्रधानता की अपेक्षा करेंगे?

    1. केवल टाइप IIa
    2. टाइप I (धीमा ऑक्सीकारी)
    3. टाइप IIx (तेज़ ग्लाइकोलाइटिक)
    4. समान अनुपात, क्योंकि तंतु प्रकार प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करता
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — टाइप I (धीमा ऑक्सीकारी)

    मैराथन दौड़ को थकान-प्रतिरोधी, ऑक्सीकारी तंतु चाहिए, अतः उत्कृष्ट मैराथन धावकों में सामान्यतः टाइप I तंतुओं का उच्च अनुपात होता है। टाइप IIx तंतु स्प्रिंट के अनुकूल हैं और जल्दी थकते हैं, और तंतु प्रकार निश्चित रूप से प्रदर्शन को प्रभावित करता है।

  7. अभिकथन (A): प्रतिरोध प्रशिक्षण के पहले कुछ सप्ताहों में प्राप्त अधिकांश शक्ति पेशी के आकार में अधिक वृद्धि के बिना आती है। कारण (R): आरंभिक शक्ति-वृद्धि मुख्यतः बेहतर गामक-इकाई भर्ती और समकालिकता जैसे तंत्रिका अनुकूलनों के कारण होती है। सही विकल्प चुनिए।

    1. A और R दोनों सत्य हैं, और R, A की सही व्याख्या है
    2. A और R दोनों सत्य हैं, पर R, A की सही व्याख्या नहीं है
    3. A सत्य है, पर R असत्य है
    4. A असत्य है, पर R सत्य है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — A और R दोनों सत्य हैं, और R, A की सही व्याख्या है

    दोनों सत्य हैं और R, A की व्याख्या करता है: तंत्रिका तंत्र पेशी को अधिक पूर्णता से सक्रिय करना सीख लेता है, इससे पहले कि अतिवृद्धि को संकुचनशील प्रोटीन जोड़ने का समय मिले, जिसमें महीनों लगते हैं।

  8. हेनमैन का आकार सिद्धांत कहता है कि धीरे-धीरे बढ़ते प्रयास के दौरान

    1. छोटी, धीमी गामक इकाइयाँ पहले भर्ती होती हैं और बल की माँग बढ़ने पर बड़ी, तेज़ इकाइयाँ जुड़ती हैं
    2. बड़ी, तेज़ गामक इकाइयाँ सदा पहले भर्ती होती हैं
    3. गामक इकाइयाँ यादृच्छिक क्रम में भर्ती होती हैं
    4. आवश्यक बल जो भी हो, सभी गामक इकाइयाँ एक साथ भर्ती होती हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — छोटी, धीमी गामक इकाइयाँ पहले भर्ती होती हैं और बल की माँग बढ़ने पर बड़ी, तेज़ इकाइयाँ जुड़ती हैं

    भर्ती गामक-इकाई के आकार के अनुसार होती है: पहले छोटी, कम देहली वाली टाइप I इकाइयाँ, फिर अधिक बल की आवश्यकता पर बड़ी टाइप II इकाइयाँ। इसीलिए हल्की जॉगिंग मुख्यतः धीमे तंतुओं को और भारी भारोत्तोलन तेज़ तंतुओं को प्रशिक्षित करता है।

  9. पेशी प्रकारों और गुणों के विषय में कौन-से कथन सही हैं? सभी सही विकल्प चुनिए।

    1. विस्तार्यता पेशी की खिंच सकने की क्षमता है
    2. प्रत्यास्थता पेशी की उद्दीपन पर प्रतिक्रिया करने की क्षमता है
    3. हृद् पेशी रेखित पर अनैच्छिक है
    4. चिकनी पेशी रेखित और ऐच्छिक है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — विस्तार्यता पेशी की खिंच सकने की क्षमता है; C — हृद् पेशी रेखित पर अनैच्छिक है

    हृद् पेशी रेखित और अनैच्छिक है, और विस्तार्यता खिंच सकने की क्षमता है। चिकनी पेशी अरेखित और अनैच्छिक है, और उद्दीपन पर प्रतिक्रिया उत्तेजनशीलता है; प्रत्यास्थता विश्राम लंबाई पर लौटना है।

  10. विश्राम में एक खिलाड़ी का ज्वारीय आयतन 0.5 लीटर है और वह प्रति मिनट 12 बार श्वास लेता है। मिनट संवातन लीटर प्रति मिनट में कितना है? संख्या लिखिए।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 6

    मिनट संवातन = ज्वारीय आयतन × श्वसन आवृत्ति = 0.5 L × 12 = 6 L/मिनट, एक सामान्य विश्राम मान। भारी व्यायाम में दोनों कारक बढ़ते हैं और संवातन 100 L/मिनट से अधिक हो सकता है।