فیزیولوژی شنا و نیازهای جسمانی آن

با افزایش سرعت شن مصرف انرژی به‌صورت نمائی (توانی) افزایش پیدا می‌کند و این امر به‌علت افزایش نمائی مقاومت (دراگ) است. در هر سرعت معین شنا به‌نظر می‌رسد که تفاوت زیادی بین افراد از نظر مقدار نیروی مقاومت وارد شده بر آنها و بین چهار حرکت شنای استفاده شده در رقابت (سبک آزاد یا کرال سینه، کرال پشت، قورباغه و پروانه) وجود دارد. به‌نظر می‌رسد که تفاوت در مقاومت ایجاد شده به‌واسطهٔ آب در بین افراد، تحت تأثیر بدن و درجهٔ مهارت شناگر قابل محاسبه می‌باشد.
هلمر با استفاده از اندازه‌گیری اکسیژن جذب شده در حالی که شنا در سرعت‌های استاندارد در حال انجام است نشان داد که مصرف انرژی شنای پروانه و شنای قورباغه به‌طور کلی دو برابر بیشتر از کرال پشت یا سبک آزاد است.
این تفاوت‌ها می‌تواند به افزایش نیروی مقاومت وارد بر بدن در هنگام شنای پروانه و قورباغه نسبت داده شود که به‌وسیلهٔ تجزیه و تحلیل مکانیکی این حرکات نشان داده شده است، بنابراین پاسخ‌های فیزیولوژیکی به شنا عموماً با مقدار نیروی یک شناگر آزمایشی درهر سرعت معین مرتبط است و این پاسخ‌های فیزیولوژیک شبیه پاسخ به دویدن با دوچرخه‌سواری در همان سرعت‌ها نیست.
هلمر در مقایسهٔ انرژی مصرفی میان شناگران با سطوح مختلف توانائی و مهارت دریافت که هنگامی که شنا در سرعت مشابه و با استفاده از حرکت مشابه انجام می‌شود بیشتر شناگران تربیت‌شده رقابتی، به‌طور عمده انرژی مصرفی پائین‌تر از شناگران غیرمسابقه‌ای دارند.
ون هندل در مطالعهٔ مشابهی انرژی مصرف شده را در سرعت ۲/۱ m/s برای شناگران مرد و زن ردهٔ جهانی که از سبک آزاد استفاده می‌کردند، زنان متوسط اکسیژن جذب شده ۲۸ml/kg/min را داشتند. در حالی که متوسط اکسیژن مصرفی ۳۶min/Kg بود.
با توجه به اینکه این شناگران همگی قهرمانان نخبه بودند و احتمالاً از نظر اجراء بسیار مشابه عمل می‌کردند وجود ارتباطی نسبتاً قوی بین مصرف بهینهٔ اکسیژن و اجراء شنا قابل توجه است اگرچه حداکثر اکسیژن مصرفی به‌طور عمده با زمان شنای ۴۰۰ متر آنان ارتباط داشت اما هنگامی که برای زنان و مردان بررسی جداگانه‌ای صورت گرفت هیچ رابطه با بین حداکثر اکسیژن زائد مصرفی و اجراء نداشت.
چند مطالعهٔ دیگر نیز ارتباط بین مصرف بهینهٔ اکسیژن و اجراء شنا را بررسی کرده‌اند و به‌طور کلی نشان داده شده است که مصرف بهینهٔ اکسیژن با توانائی اجراء بهتر به‌خصوص در نیمهٔ مسافت شنا، ارتباط دارد.
در مطالعه‌ای که توسط کلنتر و مونت‌پتیت Montpeit, Klentrou انجام شد ۲۵ شناگر مرد کانادائی با سن ۸/۱۶ در حالی که در یک استخر ۲۵متری شنا می‌کردند. از نظر حداکثر اکسیژن مصرفی و بهترین اجراء شنا تحت آزمایش قرار می‌گرفتند. مقادیر اکسیژن مصرفی در ۲۰ ثانیهٔ اول بازگشت به حالت اولیه (ریکاوری) به دنبال هر شنا به‌دست آمد.
محققان با استفاده از یک تجزیهٔ مضاعف برگشتی گام به گام و به سمت جلو به‌منظور تعیین چندین متغیر فیزیولوژیکی و فیزیکی که به‌طور عمده در شنا نقش دارند نشان دادند که ترکیبی از بیشترین سرعت دست‌ها و (حرکت)، توان، اندازه بازو و بلندی قد بهترین پیش‌بینی را از شنای ۱۰۰ متر فراهم می‌سازد.
بهترین پیش‌گوئی در شنای ۴۰۰ متر آزاد با استفاده از ترکیبی از مصرف بهینهٔ اکسیژن، بلندی قد و بیشترین سرت دست‌ها انجام گرفت. باید توجه داشت که در هر دو مدل برگشتی سرعت بیشترین دست‌ها به‌صورت منفی با اجراء شنا ارتباط داشت، به این معنی که سرعت آهسته‌تر دست‌ها با اجراء بهتر مرتبط بود. با این استدلال و مطابق با چند مطالعهٔ دیگر به‌نظر می‌رسد که توانائی اجراء بهتر با پیمودن مسافت طولانی‌تر طی هر جفت حرکت دست ارتباط دارد. این مطالعات دلایلی را ارائه می‌دهد مبنی بر اینکه اجراء شنا نیاز به مهارتی دارد که با وجود آن ورزشکار قادر است دریک روش بهینهٔ ممکن، نیروی محرکهٔ موردنیاز را به‌کار گیرد. این یافته بر این نظریه تأکید دارد که فیزیلوژی شنا عموماً یک عملکرد مکانیکی از نیروی محرکه و کاهش نیروی مقاومتی است.
بنابراین نتیجهٔ کوشش‌هائی که شناگر به‌منظور کاهش مقدار نیروی مقاومت اجراء حرکت انجام می‌دهد. کاهش کار فیزیولوژیکی در سرعت معین است. مدارک بیشتری در این مورد در مطالعه‌ای به‌دست آمد که تأثیرات فیزیولوژیکی تراشیدن موهای زائد در معرض دید بدن را که کاری رایج و مشترک بین شناگران مستعد قهرمانی بیشترین در سرعت‌های استاندارد شنا قبل و بلافاصله بعد از تراشیدن موهای در معرض دید بدن آنها آزمایش شدند.
۴ شناگر به‌عنوان گروه شاهد به‌کار گرفته شدند و آزمونی مشابه با گروه‌های آزمایشی انجام دادند. اما آنها موهای زائد را نتراشیده بودند. قبل و بعد از تراشیدن موها، هر شناگر، ۳۶۶ متر شنای قورباغه با شدت ۹۰ درصد بهترین رکورد خود را انجام داد. سرعت‌ها با استفاده از لامپ‌های مخصوصی تعبیه شده در کف استخر کنترل می‌شد جریان قلب در سرتاسر شنا توسط کنترل از راه دور اندازه‌گیری شد. همچنین طبق پژوهش کلنترو و مونت‌پتیت در طول ۲۰ ثانیه اول بازگشت به حالت اولیه اکسیژن مصرفی اندازه‌گیری شد. همچنین برای اجراء شنای ۳۶۶ متری زیر آب بیشترین هر هر شناگر از نظر مصرف اکسیژن و پاسخ‌های ضربان قلب در سه فشار بیشترین طی شنای آموزش داده شده آزمایش شده بود. سرانجام همهٔ شناگران، آزمون شروع کردن و سرخوردن را در وضعیتی انجام دادند که شناگر در زیر آب شروع می‌کرد. از یک طرف استخر سر می‌خورد در این وضعیت سرعت‌ها با استفاده از اتصال یک سیستم غیرالاستیک به شناگر و یک قرقره به‌منظور تولید و ولتاژ نسبی مطابق با سرعت شناگر اندازه‌گیری می‌شد.
تراشیدن موهای بدن منجر به ۱۲ درصد افزایش در مسافت طی شده به‌ازاء هر جفت حرکت دست، ۹ درصد کاهش در اکسیژن مصرفی و ۲ درصد کاهش در مجموع لاکتات خون شد. در مقابل گروه شاهد تغییرات مهمی در هیچ‌یک از این متغیرها نداشت. همچنین صرف‌نظر از این امکان که تراشیدن مو ممکن است به طریقی منجر به بهبود توانائی تولید نیروی محرکه شود شناگران در شنای آموزش داده شده‌ای که در آن نیروی مقاومتی بدن عاملی تعیین‌کننده برای مقدار انرژی مصرفی در یک سرعت معین نبود، آزمایش شدند. در شنای آموزش داده شده هیچ تفاوتی قبل و یا بعد از هر یک از پاسخ‌های فیزیولوژیکی در گروه‌های آزمایش‌شونده و شاهد وجود نداشت. در آزمون شروع کردن و سرخوردن، به‌طور کلی تراشیدن مو، مقدار کندی سرعت بعد از شروع را در افراد آزمایش‌شونده، حدود ۱۲ درصد کاهش داد.