माध्यमिक जीवविज्ञान · Grades 10–12

10शारीरिक क्रिया और स्वास्थ्य

दो विद्यार्थी सोलह साल के हैं। एक पैदल स्कूल जाता है, हफ़्ते में दो बार बास्केटबॉल खेलता है और आठ घंटे सोता है; दूसरा गाड़ी से जाता है, शाम पर्दे के सामने बैठकर बिताता है, और छह घंटे सोता है। सोलह पर वे एक जैसे दिखते हैं। पचास पर उनके डॉक्टर दो अलग-अलग लोग देखेंगे: पहले में बीस साल छोटे किसी व्यक्ति जैसा हृदय, हड्डियाँ, पेशियाँ और रक्त-शर्करा, और दूसरे में बीमारियों की एक सूची जो “दीर्घकालिक” शब्द से शुरू होती है। पिछले तीन अध्यायों ने दिखाया कि काम करता शरीर क्या करता है; यह अध्याय इस बारे में है कि नियमित काम उस शरीर के साथ क्या करता है — और अति-प्रशिक्षण या दवाओं के रूप में दुरुपयोग उसे कैसे उलट देता है।

10.1 प्रशिक्षण क्या बदलता है

परिभाषा 10.1 (शारीरिक क्रिया और प्रशिक्षण)

शारीरिक क्रिया पेशियों से बनी शरीर की कोई भी ऐसी हलचल है जो ऊर्जा व्यय को विश्राम से ऊपर ले जाए: चलना, सीढ़ियाँ चढ़ना, घर का काम, खेल। प्रशिक्षण वह शारीरिक क्रिया है जो किसी क्षमता को सुधारने की मंशा से दोहराई जाए। शरीर किसी दोहराई गई माँग का जवाब अनुकूलन से देता है: जिन रचनाओं पर वह माँग भार डालती है उन्हें बड़ा, मज़बूत या नए साज़-सामान से लैस करके — बशर्ते उस माँग के बाद वह विश्राम मिले जिसमें अनुकूलन बनता है।

प्रतिज्ञप्ति 10.2 (सहनशक्ति के प्रशिक्षण से अनुकूलन)

महीनों तक दोहराया गया लंबी अवधि और मध्यम तीव्रता का व्यायाम ये बदलाव लाता है:

बड़ा और मज़बूत हृदय: प्रघात आयतन बढ़ता है, विश्राम की दर गिरती है (70 से 50 या उससे भी नीचे), और अधिकतम निर्गम तथा अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ 10% से 30% तक बढ़ जाते हैं;
पेशी तंतुओं में अधिक केशिकाएँ और अधिक सूत्रकणिकाएँ, जिससे वे किसी दी हुई शक्ति पर चर्बी का बड़ा हिस्सा जलाते हैं और कम लैक्टिक अम्ल बनाते हैं;
अधिक लाल रक्त कोशिकाएँ, और इसलिए प्रति लीटर अधिक ढोई गई ऑक्सीजन;
बड़े ग्लाइकोजन भंडार, और ऐसा शरीर जो अपनी रक्त-शर्करा तथा रक्तचाप अधिक आसानी से नियंत्रित करता है।

उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎

छह महीने की दौड़ में शुरुआत करने वालों के दो समूहों की विश्राम की हृदय दर। यह गिरावट बढ़ते प्रघात आयतन को दर्शाती है: विश्राम में वही 5\, L/ min, पर कम धड़कनों में। अनुकूलन माँग के अनुपात में होता है, और शरीर अपनी नई अवस्था के पास पहुँचते-पहुँचते धीमा पड़ जाता है। — छह महीने की दौड़ में शुरुआत करने वालों के दो समूहों की विश्राम की हृदय दर। यह गिरावट बढ़ते प्रघात आयतन को दर्शाती है: विश्राम में वही $5\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ , पर कम धड़कनों में। अनुकूलन माँग के अनुपात में होता है, और शरीर अपनी नई अवस्था के पास पहुँचते-पहुँचते धीमा पड़ जाता है।

उदाहरण 10.3 (अनुकूलन के अंक)

प्रति किलोग्राम $40\,\mathrm{mL}/\mathrm{min}$ की अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ वाला कोई 17 साल का गतिहीन व्यक्ति छह महीने तक हफ़्ते में तीन बार दौड़ता है: अब $48$ , और विश्राम की हृदय दर 72 से गिरकर 58। उसकी पेशी की बायोप्सी प्रति तंतु 40% अधिक सूत्रकणिकाएँ और 30% अधिक केशिकाएँ दिखाती है। उसके तंतु संख्या में भी वही हैं और प्रकार में भी; उन्हें नए सिरे से लैस किया गया है।

प्रतिज्ञप्ति 10.4 (ताक़त के प्रशिक्षण से अनुकूलन)

भारी बोझ के ख़िलाफ़ दोहराए गए संकुचन पेशी तंतुओं को मोटा करते हैं (हर एक में अधिक पेशीतंतुक) और उन्हें भर्ती करने वाले तंत्रिका आदेश को बेहतर बनाते हैं; ताक़त साल भर में दोगुनी हो सकती है, जबकि तंतुओं की संख्या बदलती नहीं। प्रशिक्षण से भार पाने वाली कंडराएँ और हड्डियाँ भी मोटी होती हैं, पर धीरे। ख़ासकर हड्डी अपने ढोए हुए भार के जवाब में ही बनती और बनी रहती है: सक्रिय किशोरावस्था वह अस्थि-द्रव्यमान तय कर देती है जिसे बुढ़ापे में ख़र्च किया जाएगा, और प्लास्टर में जकड़ा कोई उपांग हफ़्तों में ही हड्डी खो देता है।

उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎

10.2 क्रिया और स्वास्थ्य

प्रतिज्ञप्ति 10.5 (नियमित क्रिया का स्वास्थ्य पर असर)

नियमित शारीरिक क्रिया — किशोरों के लिए दिन भर में एक घंटे की मध्यम क्रिया के बराबर, वयस्कों के लिए आधे घंटे की — सबसे आम दीर्घकालिक बीमारियों का ख़तरा घटाती है: हृदय और धमनी के रोग, टाइप 2 मधुमेह, कई कैंसर, अस्थिसुषिरता, अवसाद। वह यह ऊपर बताए अनुकूलनों से करती है: कम दाब पर काम करते हृदय और वाहिकाओं से, रक्त से आसानी से ग्लूकोज़ खींचती पेशियों से, अपना द्रव्यमान बनाए रखती हड्डियों से, और स्वस्थ परास में टिके शरीर-द्रव्यमान से। यह असर बड़ा है — धूम्रपान न करने के असर जितना — और इसके लिए खेल नहीं, केवल हलचल चाहिए।

साक्ष्य. दसियों हज़ार लोगों का दशकों तक पीछा करने वाले अध्ययन पाते हैं कि आबादी के सबसे सक्रिय पाँचवें हिस्से के लोग, किसी दी हुई उम्र पर, सबसे कम सक्रिय पाँचवें हिस्से के मुक़ाबले लगभग आधी दर से मरते हैं, और इस फ़र्क़ का अधिकांश हृदय रोग से आता है; यह संबंध आहार, धूम्रपान और सामाजिक परिस्थितियों का हिसाब लगा लेने के बाद भी बना रहता है, और यह क्रमिक है — क्रिया में हर क़दम ऊपर ख़तरे में एक क़दम नीचे लाता है। जिन परीक्षणों में गतिहीन लोगों को चलने का कार्यक्रम दिया जाता है, वे महीनों के भीतर रक्तचाप और रक्त-शर्करा में गिरावट दिखाते हैं। ∎

बीस साल के अनुवर्तन में मृत्यु का ख़तरा, सबसे कम सक्रिय पाँचवें हिस्से के सापेक्ष, किसी बड़ी वयस्क आबादी में (कई अध्ययनों से गोल किए हुए अंक)। क्रिया का हर क़दम ख़तरा घटाता है; और सबसे बड़ा लाभ पहला ही क़दम है, कुछ न करने से कुछ करने तक।

उदाहरण 10.6 (रक्त-शर्करा और पेशी)

काम करती पेशी रक्त से ग्लूकोज़ बिना इंसुलिन हॉर्मोन की ज़रूरत के ले लेती है, और प्रशिक्षित पेशी सत्रों के बीच भी इंसुलिन के प्रति अधिक संवेदनशील बनी रहती है। भोजन के बाद तेज़ चाल की सैर उसके बाद आने वाले रक्त-ग्लूकोज़ के शिखर को नीचे ले आती है; और जिस गतिहीन शरीर से बिना हिले वही शर्करा संचित करने को कहा जाए, उसे हर साल अधिक इंसुलिन चाहिए — यही टाइप 2 मधुमेह का रास्ता है, जिसकी क्रियाविधि आख़िरी वर्ष का विषय है।

10.3 बहुत ज़्यादा, बहुत जल्दी, बहुत ग़लत

प्रतिज्ञप्ति 10.7 (अति-प्रशिक्षण और चोट)

अनुकूलन विश्राम के दौरान बनता है। जो माँग पर्याप्त उबरने के बिना दोहराई जाए — यानी उतने सत्र या उतने भारी सत्र जितनों की मरम्मत ऊतक बीच में कर ही न सकें — वह अनुकूलन का उल्टा पैदा करती है: टिकी हुई थकान, चढ़ती हुई विश्राम की हृदय दर, गिरता प्रदर्शन, बिगड़ी हुई नींद, बार-बार संक्रमण, और सबसे धीरे मरम्मत होने वाले ऊतकों में (अध्याय 9) कंडराशोथ तथा तनाव-भंग। किशोरों में चोट का सबसे आम कारण खेल नहीं, बल्कि वह दर है जिससे उसका भार बढ़ाया जाता है।

उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎

उदाहरण 10.8 (दस प्रतिशत का नियम)

जो धाविका अपनी साप्ताहिक दूरी हर हफ़्ते 10% से अधिक नहीं बढ़ाती वह शायद ही चोटिल होती है; और जो उसे पखवाड़े भर में दोगुना कर देती है वह अक्सर हो जाती है। हड्डी और कंडरा महीनों में ढलते हैं, पेशी और हृदय हफ़्तों में: यानी धीमे ऊतक ही तय करते हैं कि भार किस रफ़्तार से बढ़ाया जा सकता है।

प्रतिज्ञप्ति 10.9 (डोपिंग)

डोपिंग उन पदार्थों या तरीक़ों का इस्तेमाल है जो शरीर के अपने नियंत्रण पर असर डालकर प्रदर्शन बढ़ाते हैं, उस अनुकूलन की जगह जो प्रशिक्षण बनाता। इनमें से हर एक किसी अनुकूलन की नक़ल करता है और उसे लाँघने का दाम अपने साथ लाता है:

इरिथ्रोपोइटिन (EPO) हॉर्मोन, या अपने ही संचित रक्त का आधान, लाल रक्त कोशिकाओं की संख्या बढ़ा देता है — और रक्त को इतना गाढ़ा कर देता है कि वह हृदय या मस्तिष्क की वाहिकाओं में जम सकता है;
टेस्टोस्टेरोन से बने उपचयी स्टेरॉइड पेशी तंतुओं को मोटा करते हैं — और शरीर के अपने हॉर्मोनों, यकृत, हृदय तथा मनोदशा को बिगाड़ देते हैं;
उत्तेजक थकान को ढँक देते हैं — और उस चेतावनी को हटा देते हैं जो हृदय को अति-गर्मी तथा निढाल हो जाने से बचाती है;
वृद्धि हॉर्मोन, और बाक़ी को छिपाने वाली दवाएँ, इस सूची को पूरा कर देती हैं।

प्रतियोगिता में डोपिंग इसलिए मना है कि वह अन्यायपूर्ण है; और वह इसलिए ख़तरनाक है कि इनमें से हर पदार्थ किसी ऐसे नियंत्रण को दरकिनार करता है जो किसी वजह से मौजूद है।

उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎

उदाहरण 10.10 (अंकों में EPO)

लाल रक्त कोशिकाएँ सामान्य रक्त के आयतन का लगभग 45% बनाती हैं। EPO के दुरुपयोग ने खिलाड़ियों को 55% और उससे भी आगे धकेला है, यानी इतना गाढ़ा रक्त कि नींद से धीमा पड़ा हृदय उसे हिला ही न सके: परीक्षण मौजूद होने से पहले के सालों में कई नौजवान साइकिल-सवार नींद में ही मर गए। ऊँचाई पर प्रशिक्षण वही आँकड़ा हफ़्तों में, शरीर के अपने नियंत्रण में, दो-तीन अंक बढ़ाता है।

10.4 रोज़मर्रा के नियम

विधि 10.11 (सुरक्षित प्रशिक्षण)

धीरे-धीरे बढ़िए: भार हफ़्ते में लगभग दसवें हिस्से भर बढ़ाइए, और रफ़्तार हड्डी तथा कंडरा को तय करने दीजिए।
गरमाइए और ठंडा होइए: अध्याय 9 वाले कारणों से, दस-दस मिनट।
पीजिए: कड़ी मेहनत के एक घंटे में एक से दो लीटर पसीना जाता है; उसे थोड़े नमक के साथ, प्यास लगने से पहले ही लौटाइए — शरीर-द्रव्यमान का 2% खोना ही प्रदर्शन गिरा देता है।
मेहनत के हिसाब से खाइए: लंबी कोशिशों से पहले और उनके दौरान कार्बोहाइड्रेट, और बाद में मरम्मत के लिए प्रोटीन (अध्याय 7); और कोई भी पूरक विविध आहार की जगह नहीं लेता।
विश्राम कीजिए: नींद ही वह समय है जब अनुकूलन बनता है; और विश्राम की चढ़ती हृदय दर उसकी कमी का सबसे पहला निशान है।
दर्द सुनिए: किसी संधि या कंडरा में तीखा दर्द एक संकेत है, कोई अड़चन नहीं।

किसी मैराथन के रास्ते पर एक सहायता केंद्र। घंटे भर में एक लीटर से ऊपर पसीने की दर पर खोया हुआ जल मेहनत के दौरान ही लौटाना पड़ता है; और प्यास का इंतज़ार करने का मतलब है पहले से निर्जलित होकर दौड़ना।

उदाहरण 10.12 (अंकों में जलयोजन)

$60\,\mathrm{kg}$ की कोई धाविका गरम मौसम में प्रति घंटा $1.2\,\mathrm{L}$ पसीना बहाती है। दो घंटे की दौड़ में वह $2.4\,\mathrm{kg}$ खो देती है, यानी अपने द्रव्यमान का 4%: उसका रक्त-आयतन गिरता है, निर्गम बनाए रखने के लिए उसकी हृदय दर दस धड़कन चढ़ जाती है, उसके शरीर का ताप बढ़ता है, और उसकी रफ़्तार दसवें हिस्से भर गिर जाती है। प्रति घंटा आधा लीटर पीने से यह हानि आधी हो गई होती।

टिप्पणी 10.13 (शरीर हिसाब रखता है)

इस अध्याय का हर अनुकूलन कोई ऐसी रचना है जिसे शरीर इस्तेमाल के जवाब में बनाता है, और उनमें से हर एक इस्तेमाल रुकते ही दोबारा खोल भी दी जाती है: बिस्तर पर एक महीना पेशी का पाँचवाँ हिस्सा ले जाता है, और निष्क्रियता का एक साल सहनशक्ति की अधिकांश कमाई। हिसाब लगातार रखा जाता है, और पचास पर बचत वही है जो सोलह, छब्बीस और छत्तीस पर जमा की गई थी।

10.5 अभ्यास

अभ्यास 10.1 ★

सहनशक्ति के प्रशिक्षण से शरीर के चार अनुकूलन गिनाइए।

हल

हल — अभ्यास 10.1.

बड़ा हृदय, बड़े प्रघात आयतन और कम विश्राम दर के साथ; पेशी तंतुओं में अधिक केशिकाएँ और सूत्रकणिकाएँ; अधिक लाल रक्त कोशिकाएँ; बड़े ग्लाइकोजन भंडार (और रक्त-शर्करा तथा रक्तचाप का बेहतर नियंत्रण)।

अभ्यास 10.2 ★

प्रशिक्षण के साथ विश्राम की हृदय दर क्यों गिरती है, जबकि विश्राम का हृदय-निर्गम बदलता नहीं?

हल

हल — अभ्यास 10.2.

प्रघात आयतन बढ़ चुका है, इसलिए वही $5\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ कम धड़कनों में पहुँच जाता है: $Q = f \times V_s$ में बड़े $V_s$ के लिए छोटा $f$ ही काफ़ी है।

अभ्यास 10.3 ★

किसी किशोर के लिए हर दिन कितनी शारीरिक क्रिया की सलाह है? क्या उसका खेल होना ज़रूरी है?

हल

हल — अभ्यास 10.3.

दिन में लगभग एक घंटा मध्यम क्रिया। नहीं: चलना, स्कूल तक साइकिल, सीढ़ियाँ और घर का काम, सब गिने जाते हैं — मायने वह हलचल रखती है जो ऊर्जा व्यय बढ़ा दे।

अभ्यास 10.4 ★

डोपिंग की परिभाषा दीजिए और दो उदाहरण भी, तथा हर एक जिस नियंत्रण को दरकिनार करता है वह भी।

हल

हल — अभ्यास 10.4.

उन पदार्थों या तरीक़ों का इस्तेमाल जो अनुकूलन बनाने के बजाय शरीर के नियंत्रण को दरकिनार करके प्रदर्शन बढ़ाते हैं। EPO लाल कोशिकाओं की संख्या के नियंत्रण को दरकिनार करता है; और उत्तेजक थकान को, यानी उस चेतावनी को जो हृदय की रक्षा करती है।

अभ्यास 10.5 ★

अति-प्रशिक्षण के तीन निशान बताइए।

हल

हल — अभ्यास 10.5.

टिकी हुई थकान, चढ़ती हुई विश्राम की हृदय दर, गिरता प्रदर्शन (और साथ ही बिगड़ी नींद, बार-बार संक्रमण, कंडरा या हड्डी में दर्द)।

अभ्यास 10.6 ★★

हृदय दर वाले चित्र से 12 हफ़्तों के बाद दोनों समूहों की गिरावट की तुलना कीजिए, और बताइए कि यह माँग तथा अनुकूलन के संबंध के बारे में क्या दिखाती है।

हल

हल — अभ्यास 10.6.

12 हफ़्तों के बाद: चार सत्रों के लिए $72 - 60 = 12$ धड़कनें, और दो के लिए $72 - 64 = 8$ । अनुकूलन माँग के अनुपात में होता है — अधिक सत्र, अधिक बदलाव — और दोनों समूहों में वह नई अवस्था के पास पहुँचते-पहुँचते धीमा पड़ जाता है।

अभ्यास 10.7 ★★

किसी धाविका का विश्राम का निर्गम $5.0\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ है। छह महीने में उसकी विश्राम की हृदय दर 72 से गिरकर 54 हो जाती है। उसका प्रघात आयतन कितने गुना बदला?

हल

हल — अभ्यास 10.7.

$V_s = Q/f$ : $5000/72 \approx 69\,\mathrm{mL}$ से $5000/54 \approx 93\,\mathrm{mL}$ , यानी $72/54 \approx 1.33$ का गुणक।

अभ्यास 10.8 ★★

सापेक्ष ख़तरे वाले चित्र से बताइए कि सबसे सक्रिय पाँचवें हिस्से में मृत्यु का ख़तरा सबसे कम सक्रिय हिस्से से कितने अंश कम है। कौन-सा अकेला क़दम सबसे बड़ा लाभ देता है?

हल

हल — अभ्यास 10.8.

$1 - 0.55 = 45\%$ कम। सबसे बड़ा लाभ पहला ही क़दम देता है, सबसे कम सक्रिय से कम तक (1.00 से 0.80)।

अभ्यास 10.9 ★★

$55\,\mathrm{kg}$ की कोई विद्यार्थिनी गर्मियों में दो घंटे का टेनिस मैच खेलती है, प्रति घंटा $1.0\,\mathrm{L}$ पसीना बहाती है और कुछ नहीं पीती। उसने अपने द्रव्यमान का कितना अंश खोया, और उसके तीन नतीजे क्या हैं?

हल

हल — अभ्यास 10.9.

$2.0\,\mathrm{kg}$ , यानी उसके द्रव्यमान का $2.0/55 \approx 3.6\%$ । उसका रक्त-आयतन गिरता है, निर्गम बनाए रखने के लिए हृदय दर चढ़ती है, शरीर का ताप बढ़ता है, प्रदर्शन गिरता है; और ऐंठन की संभावना बन जाती है।

अभ्यास 10.10 ★★

कोई शुरुआती हफ़्ते में $10\,\mathrm{km}$ दौड़ता है। दस प्रतिशत के नियम पर चलते हुए हफ़्ते में $20\,\mathrm{km}$ तक पहुँचने में कितने हफ़्ते लगेंगे? (हफ़्ता-दर-हफ़्ता निकालिए, या ध्यान दीजिए कि $1.1^7 \approx 1.95$ ।)

हल

हल — अभ्यास 10.10.

$10 \times 1.1^7 \approx 19.5\,\mathrm{km}$ , इसलिए $20\,\mathrm{km}$ आठवें हफ़्ते में पहुँचता है: यानी लगभग दो महीने।

अभ्यास 10.11 ★★

समझाइए कि साल भर के प्रशिक्षण में पेशी की ताक़त दोगुनी कैसे हो सकती है, जबकि पेशी तंतुओं की संख्या वही रहती है।

हल

हल — अभ्यास 10.11.

हर तंतु पेशीतंतुक जोड़कर मोटा होता है, और तंत्रिका तंत्र एक साथ तथा बेहतर तालमेल से अधिक तंतु भर्ती करना सीख लेता है; दोनों बल बढ़ाते हैं। तंतुओं की संख्या वयस्कावस्था में तय रहती है।

अभ्यास 10.12 ★★★

किसी खिलाड़ी के रक्त में 45% लाल कोशिकाएँ हैं; EPO के दुरुपयोग के बाद 56%। अध्याय 8 की मदद से प्रति लीटर ढोई गई ऑक्सीजन में और इसलिए अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ में लाभ आँकिए, और समझाइए कि यह लाभ किसी जानलेवा थक्के के ख़तरे के दाम पर क्यों ख़रीदा जाता है।

हल

हल — अभ्यास 10.12.

प्रति लीटर ऑक्सीजन $56/45 \approx 1.24$ गुना, यानी लगभग 24% बढ़ती है; वही हृदय-निर्गम और वही निष्कर्षण मानें तो अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ भी उतने ही अंश तक बढ़ सकती है। पर 56% कोशिकाओं वाला रक्त कहीं गाढ़ा है; और सोते हृदय से धीमा पड़ा वह हृदय या मस्तिष्क की किसी वाहिका में जम सकता है।

अभ्यास 10.13 ★★★

तीन हफ़्ते ऊँचाई पर प्रशिक्षण लाल कोशिकाएँ 45% से 48% कर देता है; EPO उतने ही समय में उन्हें 56% कर देता है। किस अर्थ में पहला एक अनुकूलन है और दूसरा नहीं, जबकि इसमें शामिल अणु वही है?

हल

हल — अभ्यास 10.13.

ऊँचाई पर शरीर ख़ुद ऑक्सीजन की असली कमी के जवाब में, एक नपी-तुली मात्रा में, अपना EPO बढ़ाता है, और कमी ख़त्म होते ही उसे दोबारा घटा देता है: यानी नियंत्रण काम पर है। इंजेक्ट किया गया EPO वह संख्या थोप देता है जो नियंत्रण कभी चुनता ही नहीं, न उसे उचित ठहराने वाली कोई कमी होती है, न कोई ब्रेक।

अभ्यास 10.14 ★★★

उदाहरण 10.6 की मदद से समझाइए कि डॉक्टर उन रोगियों को चलने की सलाह क्यों देते हैं जिनकी रक्त-शर्करा चढ़ने लगी है, और यह सलाह उस दवा से बेहतर क्यों काम करती है जो केवल शर्करा घटाती है।

हल

हल — अभ्यास 10.14.

काम करती पेशी ग्लूकोज़ बिना इंसुलिन के ले लेती है, और प्रशिक्षित पेशी उसके प्रति अधिक संवेदनशील बनी रहती है; इसलिए चलना रक्त-शर्करा सीधे घटाता है और हर भोजन पर ज़रूरी इंसुलिन कम कर देता है। दवा शर्करा तो घटा देती है, पर कारण — यानी असंवेदनशील, बिना इस्तेमाल की पेशी — वहीं का वहीं छोड़ देती है, और हृदय, हड्डियों तथा द्रव्यमान के लिए कुछ नहीं करती, जिन्हें चलना सुधार देता है।

अभ्यास 10.15 ★★★

“परीक्षा के मौसम से पहले एक महीने का सघन प्रशिक्षण मुझे पूरे साल के लिए तैयार कर देगा।” अनुकूलन, विश्राम, और अलग-अलग ऊतकों के समय-पैमानों की धारणाओं से इस पर चर्चा कीजिए।

हल

हल — अभ्यास 10.15.

अनुकूलन दोहराई गई, धीरे-धीरे बढ़ाई गई माँगों के बीच के विश्राम में बनता है: सघन भार का एक महीना चुस्ती के बजाय अति-प्रशिक्षण और चोट देने की अधिक संभावना रखता है, क्योंकि कंडरा और हड्डी हफ़्तों में नहीं, महीनों में ढलते हैं। और रुकते ही ये कमाई हफ़्तों में खुल जाती है: किसी एक झोंके से साल भर के लिए कुछ भी “तैयार” नहीं होता। साल भर की नियमित मध्यम क्रिया वह कर देती है जो वह महीना नहीं कर सकता।

10.6 समस्या: दो विद्यार्थी, तीस साल

समस्या 10.1

सप्ताहांत समस्या — एक सक्रिय और एक गतिहीन सोलह वर्षीय का पीछा प्रशिक्षण, अति-प्रशिक्षण के एक मौसम, और अधेड़ उम्र तक उनके शरीरों के रखे हिसाब तक

एलेक्स और सैम सोलह साल के हैं, दोनों $62\,\mathrm{kg}$ के, दोनों की विश्राम की हृदय दर 72 और अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ प्रति किलोग्राम $42\,\mathrm{mL}/\mathrm{min}$ । एलेक्स हफ़्ते में तीन बार दौड़ना शुरू करता है; सैम नहीं।

भाग I — एलेक्स प्रशिक्षण लेता है। छह महीने बाद एलेक्स की विश्राम की हृदय दर 56 है और उसकी अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ प्रति किलोग्राम $50\,\mathrm{mL}/\mathrm{min}$ ; उसकी अधिकतम हृदय दर (200) नहीं बदली है।

विश्राम में उसका हृदय-निर्गम अब भी $4.8\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ है। पहले और बाद का उसका प्रघात आयतन निकालिए।
पहले और बाद की उसकी अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ लीटर प्रति मिनट में निकालिए, और प्रतिशत में लाभ भी।
यह मानते हुए कि उसका अधिकतम ऑक्सीजन-निष्कर्षण (प्रति लीटर $150\,\mathrm{mL}$ ) नहीं बदला, पहले और बाद का उसका अधिकतम हृदय-निर्गम, तथा पहले और बाद का उसका अधिकतम प्रघात आयतन निकालिए।
प्रतिज्ञप्ति 10.2 के अनुकूलनों में से कौन-सा प्रघात आयतन के लाभ को समझाता है, और कौन-सा निष्कर्षण के लाभ को समझाता?
एलेक्स की साप्ताहिक दूरी छह महीने में $6\,\mathrm{km}$ से $24\,\mathrm{km}$ हो गई। क्या दस प्रतिशत का नियम माना गया? गणना दिखाइए।

भाग II — एलेक्स अति-प्रशिक्षण करता है। वसंत में एलेक्स किसी दौड़ की तैयारी के लिए दो हफ़्तों में अपनी दूरी दोगुनी कर देता है। तीन हफ़्ते बाद: विश्राम की हृदय दर 64, ख़राब नींद, ज़ुकाम, पिंडली की हड्डी में दर्द, और धीमे दौड़-समय।

इस स्थिति का नाम बताइए और अध्याय के वे निशान गिनाइए जो इससे मेल खाते हैं।
अध्याय 9 की शब्दावली में पिंडली के दर्द का सबसे संभावित कारण क्या है, और वही ऊतक क्यों?
विश्राम की हृदय दर क्यों चढ़ती है, जबकि प्रशिक्षण ने उसे नीचे किया था?
तीन हफ़्ते की एक योजना सुझाइए और विधि 10.11 से उसके हर हिस्से को उचित ठहराइए।
कोई साथी थकान मिटाने वाला एक “पूरक” देता है। वह प्रतिज्ञप्ति 10.9 की किस श्रेणी का है, और वह किस नियंत्रण को दरकिनार करता है?

भाग III — सैम बैठा रहता है। तीस पर सैम $80\,\mathrm{kg}$ का है, उसकी विश्राम की हृदय दर 78 और अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ प्रति किलोग्राम $32\,\mathrm{mL}/\mathrm{min}$ ; और एलेक्स, जो अब भी सक्रिय है, $64\,\mathrm{kg}$ का, 54 और $48$ ।

दोनों की अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ लीटर प्रति मिनट में निकालिए। निरपेक्ष मान किसका बड़ा है, और रोज़मर्रा के जीवन के लिए प्रति किलोग्राम वाला आँकड़ा ही क्यों मायने रखता है?
सीढ़ियों की चार मंज़िलें चढ़ने का दाम हर एक के लिए विश्राम से ऊपर प्रति किलोग्राम प्रति मिनट लगभग $12\,\mathrm{mL}$ ऑक्सीजन है। हर एक अपनी अधिकतम का कितना अंश इस्तेमाल करता है? हाँफता हुआ कौन पहुँचता है?
सैम का डॉक्टर उसकी रक्त-शर्करा सामान्य से ज़रा ऊपर पाता है। उदाहरण 10.6 से उसकी निष्क्रियता के साथ इसका नाता समझाइए।
डॉक्टर दिन में आधे घंटे की तेज़ चाल वाली सैर लिखता है। सापेक्ष ख़तरे वाले चित्र की मदद से आँकिए कि सैम के सबसे कम सक्रिय पाँचवें हिस्से से मध्यम हिस्से में जाने पर दीर्घकालिक ख़तरा कितना घटेगा।
सैम आपत्ति करता है कि उसके पास खेल के लिए समय नहीं। परिभाषा 10.1 से उसे जवाब दीजिए।

भाग IV — पचास पर हिसाब।

अस्थि-द्रव्यमान पच्चीस के आसपास चोटी पर होता है और फिर हर साल लगभग 1% घटता है। यदि एलेक्स की चोटी अपनी सक्रिय किशोरावस्था के कारण सैम से 10% ऊँची रही हो, तो वह हाशिया कितने साल की गिरावट के बराबर है?
पचास पर गिरने के बाद सैम की कलाई टूट जाती है और एलेक्स की नहीं। इसे प्रश्न 16 से और प्रतिज्ञप्ति 10.4 से जोड़िए।
चालीस पर किसी चोट के बाद एलेक्स ने साल भर प्रशिक्षण तोड़ा और अपनी सहनशक्ति की अधिकांश कमाई खो दी, फिर उसे दोबारा बनाया। यह किसी अनुकूलन की प्रकृति के बारे में क्या दिखाता है?
पचास पर सैम के लिए प्रतिज्ञप्ति 10.5 की वे तीन बीमारियाँ गिनाइए जिन्हें उसकी निष्क्रियता ने अधिक संभव बना दिया है, और उनमें से एक की क्रियाविधि भी।
परिणाम लिखिए: वे दो अंक (विश्राम की हृदय दर, प्रति किलोग्राम अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ ) जो तीस पर दोनों को अलग करते हैं, और वह एक आदत, हफ़्ते के घंटों में बताई हुई, जिसने यह फ़र्क़ बनाया।

हल

हल — समस्या 10.1.

1. पहले $4800/72 \approx 67\,\mathrm{mL}$ ; बाद में $4800/56 \approx 86\,\mathrm{mL}$ ।

2. $42 \times 62 \approx 2.6\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ ; $50 \times 62 = 3.1\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ : यानी 19% का लाभ।

3. अधिकतम निर्गम $\dot V\!\mathrm{O_2}/0.150$ : $17.4$ से $20.7\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ ; और 200 धड़कनों पर अधिकतम प्रघात आयतन $87$ से $103\,\mathrm{mL}$ ।

4. बड़ा, मज़बूत हृदय प्रघात आयतन को समझाता है; और तंतुओं में अधिक केशिकाएँ तथा सूत्रकणिकाएँ निष्कर्षण के लाभ को समझातीं।

5. 26 हफ़्तों में 4 का गुणक औसतन $4^{1/26} \approx 1.055$ है, यानी हफ़्ते में लगभग 5.5% — जो 10% के नियम के भीतर है ( $1.1^{26} \approx 12$ इससे कहीं अधिक की छूट देता)।

6. अति-प्रशिक्षण: चढ़ती विश्राम की हृदय दर, बिगड़ी नींद, संक्रमण, गिरता प्रदर्शन, और धीरे मरम्मत होने वाले किसी ऊतक में दर्द।

7. पिंडली की हड्डी की तनाव-चोट (कोई तनाव-भंग या उसकी सतह की सूजन): हड्डी सब ऊतकों में सबसे धीरे ढलती है, और भार पखवाड़े भर में दोगुना कर दिया गया था।

8. एक सत्र से अगले तक उबरना अधूरा रह जाता है; शरीर टिके हुए तनाव की अवस्था में है, और जिस अनुकूलन ने दर घटाई थी वह उलटा जा रहा है।

9. लगभग विश्राम और नींद का एक हफ़्ता (अनुकूलन विश्राम में बनता है); फिर पिछली दूरी की आधी पर दो हफ़्ते, कोई रफ़्तार का काम नहीं, और हफ़्ते में दसवें हिस्से भर की दोबारा बढ़त; पिंडली किसी डॉक्टर को दिखाई जाए और दर्द ख़त्म होने तक आराम दिया जाए (दर्द सुनिए); और मरम्मत के लिए पीना तथा खाना।

10. एक उत्तेजक: वह थकान को ढँक देता है, यानी उस चेतावनी को जो हृदय को निढाल होने और अति-गर्मी से बचाती है।

11. सैम $32 \times 80 \approx 2.6\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ ; एलेक्स $48 \times 64 \approx 3.1\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ । एलेक्स की निरपेक्ष रूप में भी बड़ी है; और रोज़मर्रा का जीवन — सीढ़ियाँ, चलना, ख़ुद को ढोना — शरीर का अपना ही द्रव्यमान हिलाता है, इसलिए प्रति किलोग्राम वाला आँकड़ा ही तय करता है कि कैसा महसूस होगा।

12. सैम अपनी अधिकतम का $12/32 \approx 38\%$ , और एलेक्स $12/48 = 25\%$ । सैम, जो अपनी छत के एक-तिहाई से ऊपर काम कर रहा है, हाँफता हुआ पहुँचता है।

13. बिना इस्तेमाल की पेशी रक्त से कम ग्लूकोज़ लेती है और इंसुलिन के प्रति अपनी संवेदनशीलता खो देती है; उन्हीं भोजनों के लिए हर साल अधिक इंसुलिन चाहिए और रक्त-शर्करा चढ़ने लगती है।

14. 1.00 से 0.70 तक: यानी लगभग 30% कम ख़तरा।

15. शारीरिक क्रिया वह हर हलचल है जो ऊर्जा व्यय बढ़ाए: काम तक चलकर जाना, लिफ़्ट के बजाय सीढ़ियाँ, घर का काम — दिन में उसका आधा घंटा न किसी खेल की माँग करता है, न किसी साज़-सामान की।

16. हर साल 1% की दर से 10% का हाशिया दस साल की गिरावट है।

17. सैम की चोटी नीची थी और वह पच्चीस साल से हड्डी खो रहा है; उसकी कलाई उस दहलीज़ के पार जा चुकी है जिस पर गिरने से वह टूट जाती है, जबकि एलेक्स की हड्डी, जो किशोरावस्था में भार के नीचे बनी और तब से बनी रही, दस साल आगे है।

18. अनुकूलन इस्तेमाल से बनी रहने वाली कोई रचना है, कोई स्थायी कमाई नहीं: माँग रुकते ही वह खोल दी जाती है और माँग लौटते ही दोबारा बना दी जाती है।

19. हृदय और धमनी के रोग, टाइप 2 मधुमेह, अस्थिसुषिरता (और साथ ही कुछ कैंसर तथा अवसाद)। मधुमेह: निष्क्रिय पेशी इंसुलिन के प्रति अपनी संवेदनशीलता खो देती है, रक्त-शर्करा चढ़ती है और अग्न्याशय पर बोझ पड़ता है।

20. विश्राम की हृदय दर 78 के मुक़ाबले 54; अधिकतम $\dot V\!\mathrm{O_2}$ प्रति किलोग्राम $32\,\mathrm{mL}/\mathrm{min}$ के मुक़ाबले $48$ ; और चौदह साल तक निभाई गई हफ़्ते में लगभग तीन घंटे की दौड़।

इस अध्याय में परिभाषित शब्द

शारीरिक क्रिया और प्रशिक्षण

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