Oxygen saturation at the anterior muscle side of the lower limb during the 6-minute walk test in healthy people

تعتمد كل خطوة نخطوها على تبادل صامت ومعقد للطاقة. فالعضلات تحتاج إلى الأكسجين لتنقبض، ويجب على الجسم إيصاله بدقة إلى حيث تشتد الحاجة إليه، تماماً كما يجب على المدينة توجيه الطاقة إلى الأضواء التي يتم تشغيلها. لقد عرف العلماء منذ زمن طويل أن قياس كمية الأكسجين الموجودة في العضلة أثناء حركة الشخص يمكن أن يكشف عن مدى جهد هذا النسيج. هذا القياس، المعروف باسم تشبع أكسجين العضلات، يعمل مثل مقياس على لوحة القيادة، حيث يوضح التوازن بين الأكسجين الواصل عبر الدم والأكسجين الذي تحرقه خلايا العضلات للحصول على الوقود. وبينما استُخدمت هذه التقنية على نطاق واسع لدراسة الرياضيين النخبة الذين يدفعون حدود قدراتهم، إلا أن المعرفة لا تزال محدودة حول كيفية سلوك هذه العضلات لدى الأشخاص الأصحاء في حياتهم اليومية العادية. إن فهم هذا الخط المرجعي أمر بالغ الأهمية لأنه يوفر نقطة مرجعية لرصد المشكلات، مثل كيفية تعافي العضلات بعد الإصابة أو الجراحة، ويساعد الأطباء في تصميم إعادة التأهيل بما يتناسب مع الاحتياجات المحددة للمريض.

قرر فريق من الباحثين في جامعة كرايوفا في رومانيا سد هذه الفجوة من خلال مراقبة كيفية تغير مستويات الأكسجين في أرجل البالغين الشباب الأصحاء أثناء المشي. استعانوا بستة وعشرين طالباً، معظمهم في أوائل العشرينيات من عمرهم، وكانوا يتمتعون بصحة جيدة ولم يتعرضوا لإصابات حديثة. مشى المشاركون لمدة ست دقائق في ممر داخلي مستقيم بطول ثلاثين متراً، وهو اختبار قياسي يُستخدم لقياس القدرة على التحمل البدني. وأثناء مشيهم، قام الباحثون بتثبيت أجهزة استشعار صغيرة غير جراحية على الجلد في مقدمة أفخاذ المشاركين ومقدمة أسفل أرجلهم. استخدمت هذه المستشعرات الضوء للنظر تحت الجلد وقياس النسبة المئوية للدم الحامل للأكسجين في العضلات. وفي الوقت نفسه، تتبع الفريق معدلات ضربات قلب المشاركين لمعرفة مدى ارتباط جهد القلب باستخدام العضلات للأكسجين. كان الهدف هو معرفة ما إذا كانت عضلات الفخذ الكبيرة وعضلات الساق الأصغر تسلك سلوكاً مختلفاً، وما إذا كان الساق الأيسر والأيمن يعملان بتناغم تام.

كشفت النتائج عن تميز واضح بين مجموعتي العضلات. فعضلة الفخذ الرباعية الكبيرة في الفخذ، والتي تساعد على دفع الجسم للأمام ودعم الوزن، حافظت على مستوى عالٍ من تشبع الأكسجين، بمتوسط بلغ حوالي 66 بالمائة طوال فترة المشي. وفي المقابل، أظهرت عضلة "الظنبوب الأمامية" في الساق مستويات أكسجين أقل بكثير، بمتوسط بلغ حوالي 46 بالمائة. هذا الفرق الذي يقارب 20 بالمائ المائة يشير إلى أن عضلة الساق تستخلص وتستخدم الأكسجين بكثافة أكبر بكثير من عضلة الفخذ أثناء المشي المنتظم. ووجد الباحثون أن هذا النمط ظل ثابتاً لكلا الساقين، مما يشير إلى أن الجسم يعامل هاتين العضلتين بشكل مختلف حتى أثناء نشاط بسيط ومعتدل. فتبدو عضلة الفخذ وكأنها تمتلك إمداداً دموياً قوياً يحافظ على تشبعها بالأكسجين بشكل جيد، بينما تعمل عضلة الساق بجهد أكبر لاستخلاص ما تحتاجه، مما يؤدي إلى قراءة تشبع إجمالية أقل.

وعندما نظر الفريق في ما إذا كانت الساق اليمنى واليسرى تعملان بالتساوي، وجدوا قصة من التماثل والاختلاف الطفيف في آن واحد. بشكل عام، كانت الساقان متشابهتين بشكل ملحوظ، حيث أظهرت الساق اليمنى تفوقاً ضئيلاً وغير مؤثر إحصائياً في مستويات الأكسجين بنسبة 3.35% عن الساق اليسرى. ومع ذلك، عندما فحصوا عضلات محددة، ظهر اختلاف طفيف ولكنه ملحوظ في عضلات الساق؛ حيث أظهرت عضلة الساق اليمنى تشبعاً بالأكسجين أعلى بكثير من الساق اليسرى، في حين لم تظهر عضلات الفخذ أي عدم تماثل كبير بين الجانبين. وبالرغم من هذا الاختلاف الطفيف في الساق، خلص الباحثون إلى أن النمط العام لكيفية عمل الساقين معاً هو نمط متماثل. فقد أظهرت البيانات وجود صلة قوية بين مستويات الأكسجين في عضلات الساق اليمنى واليسرى، مما يشير إلى أن الدماغ يتحكم فيهما كزوج منسق. وانطبق الأمر نفسه على عضلات الفخذ، وإن كانت الصلة أضعف قليلاً، ويرجع ذلك على الأرجح إلى أن عضلات الفخذ أكبر ولديها طرق أكثر تعقيداً في التوظيف أثناء الحركة.

كما بحثت الدراسة في كيفية ارتباط معدل ضربات القلب، الذي بلغ متوسطه 106 نبضة في الدقيقة أثناء المشي، بمستويات الأكسجين في العضلات. ووجد الباحثون أنه بينما ارتفع معدل ضربات القلب مع استمرار المشي، فإن العلاقة مع أكسجين العضلات لم تكن رابطاً مباشراً وبسيطاً. وهذا يشير إلى أن الاحتياجات المحلية لأنسجة العضلات معقدة ولا يمكن التنبؤ بها بمجرد النظر إلى معدل ضربات القلب. وتؤكد هذه النتائج أنه حتى لدى الأشخاص الأصحاء، تمتلك العضلات المختلفة متطلبات أيضية متميزة. فتبدو عضلات الفخذ، التي تتحمل العبء الأكبر من وزن الجسم، ذات إمداد أكسجين أكثر استقراراً، بينما تعمل عضلات الساق، التي تتحكم في حركة القدم، بهامش أكسجين أضيق. إن هذه الخريطة التفصيلية لسلوك العضلات توفر طريقة جديدة ودقيقة لمراقبة كيفية عمل الجسم. ومن خلال فهم هذه الأنماط الطبيعية، يمكن للأطباء تحديد متى تعاني عضلات المريض في التعافي بعد فترات طويلة من عدم الحركة أو بعد الجراحة بشكل أفضل، مما يسمح باستراتيجيات إعادة تأهيل أكثر استهدافاً وفعالية.