همگام با رشد علم فیزیولوژی در ورزش و تاکیدی که روی فوائد فعالیت بدنی در کودکان و نوجوانان می شود ، فهم جنبه های فیزیولوژیکی فعالیت بدنی در آنها مهم می باشد. اما از طرفی فاکتورهای اخلاقی و روش شناسی در تحقیقات ، دسترسی به اطلاعات ناشی از اثر ورزش و فعالیت بدنی در کودکان و نوجوانان را محدود می کنند. ولی تاکنون محققین از روش های گوناگونی برای مطالعاتشان در کودکان بهره جستند. محققین و متخصصین کودکان تاکید می کنند کودکان را نباید به عنوان بزرگسال کوچک در نظر گرفت زیرا هر کدام از آنها منحصر به فرد بوده و دارای پاسخها و رفتارهای وابسته به سن خود هستند که در هر مرحله رشد بی نظیرند و این تفاوتها به سطح بلوغ بیولوژیکی آنها مربوط است. بطوری که کودکان قبل از بلوغ دارای برون ده قلبی کمتر وسطح فعالیت گلیکولیتیکی پایین تری هستند ولی در دوره بلوغ ترشح هورمونهایی مانند سوماتوتروپین، فاکتور رشد شبه انسولینی و استروئیدها به داخل جریان خون زیاد می شوند و موجب افزایش توده بدون چربی بدن(FFBM) ، افزایش توده چربی وابسته به جنس (FM) تغییر در ترکیب بدن و توسعه ظرفیت های فیزیولوژیکی و عملکردی می شوند. بنابراین آگاهی از تغییرات فیزیولوژیکی در دوران قبل، حین و بعد از بلوغ برای تعیین نوع ، حجم و شدت فعالیت برای کودکان بسیار ضروری و با اهمیت است. لذا هدف مطالعه حاضر بررسی سیستم های انرژی ، روشهای ارزیابی انرژی مصرفی و تمرین پذیری در کودکان و نوجوانان در شرایط استراحت و فعالیت در مقایسه با بزرگسالان است.

از نظر فیزیولوژی، حداکثر اکسیژن برداشتی(vo2 max) را آمادگی هوازی تعریف می کنند.

به نظر می رسد همه ی عوامل تعیین کننده ی آمادگی هوازی بسته به شخص، در کودکان در مقایسه با بزرگسالان تفاوتی نداشته باشد. تنها بعد اضافی هنگام کودکی، رشد آمادگی هوازی، چه به لحاظ فیزیولوژی و چه عملکردی، و عوامل تعیین کننده ی پدیدایی فردی است که ممکن است متفاوت از ابعاد دیگر و تعیین کننده ی تغییرات بین فردی باشد.

دوران کودکی با افزایش پیش رونده ی عناصر دستگاهی به منصه ی ظهور می رسد کهvo2 max ، ریه ها، قلب، عضله ی اسکلتی و نیز افزایش عملکرد استقامتی را معین می کند. در نتیجه، مقادیر مطلق حداکثر توان هوازی متناسب با رشد کودک افزایش می یابد. از 6 تا 12 سالگی، vo2 max پسربچه ها تا بیشتر از دو برابر افزایش می یابد( از 2/1 لیتر در دقیقه به 7/2 لیتر در دقیقه).

مقادیر متوسط دختران تقریبا 200 میلی لیتر در دقیقه کمتر از پسران در همان سن تقویمی است.

هنگام بلوغ و بر اثر آثار آنابولیکی تستوسترون، افزایش vo2 max در پسران شتاب می گیرد، در حالی که در دختران به فلات می رسد.

چنانچه vo2 max نسبت به وزن بدن بیان می شود، تغییراتی اساسی در سال های کودکی در پسران مشاهده نمی شود؛ هنگام آزمون نوارگردان، مقادیر نوعی vo2 max آنها 50 تا52 میلی لیتر به ازای هر کیلوگرم در دقیقه است.

با وجود این، در دختران، کاهش پیش رونده در vo2 max وابسته به وزن از 8 سالگی به بعد مشاهده می شود، و در دختران 15 ساله، vo2 max 20 درصد کمتر از پسران هم سن آنهاست(42 میلی لیتر به ازای هر کیلوگرم در دقیقه).

هنوز درک کاملی از نحوه ی افزایش آمادگی هوازی متناسب با سن و با توجه به اندازه بدن در جوانان در دست نداریم.

متابولیسم هوازی – متابولیسم هوازی که به آن متابولیسم اکسیداتیو نیز گفته می شود، مستقیما به ظرفیت میتوکندریایی بافتهای فعال (عضلات اسکلتی )،چرخه کربس(TCA)[3] و زنجیره انتقال الکترونی وابسته است بنابراین عواملی که موجب افزایش قابلیت اکسیداتیو بافتی می شوند شامل: 1) سهم بیشتر فیبرهای کند انقباض ( نوع I) در عضلات، 2) تراکم زیاد میتوکندری در سارکوپلاسم، 3) افزایش غلظت و فعالیت کاتابولیکی آنزیمهای اکسیداتیو و4) افزایش تراکم عروق خونی در بافتها می باشند (ماتسو و ریچارد[4]، 2007). نتایج تحقیقات حاکی از آن است که درصد بالایی از فیبر نوع I و آنزیمهای اکسیداتیو چرخه کربس (ایزوسیترات دهیدروژناز،فوماراز ومالات دهیدروژناز) در کودکان نسبت به بزرگسالان بیشتر است (نوتین[5]،2002). نتایج مطالعات زانکوناتور[6] و همکارانش)1993( نشان داد که کودکان دارای نسبت بالایی از فسفوریلاسیون اکسیداتیو در طول فعالیتهای شدید در مقایسه با بزرگسالان هستند که این نتیجه با تراکم بالای عروق و میتوکندری در عضلات کودکان مطابقت دارد. همچنین نتایج تحقیق [7]رولند و همکاران(2000 ) نشان داد که کودکان قبل از بلوغ در فعالیتهای زیر بیشینه مطلق ، به طور معنی داری داری نسبت تبادل تنفسی (RER)[8] پایین تری در مقایسه با بزرگسالان هستند. همچنین سرعت متابولیسم در کودکان بالا تر است که بخشی از این تفاوت مربوط به ترشح بیشتر هورمون رشد (GH)[9] دراین سن می باشد (گیلیس[10] و همکاران،2006). منبع انرژی برای فعالیتهای طولانی در کودکان نسبت به بزرگسالان به صورتی است که این گروه سنی به اکسیداسیون چربی ، رها سازی اسیدهای چرب آزاد (FFA)[11] ،گلیسرول و هورمون رشد بیشتری متکی هستند. به عنوان مثال اگر کودکان محلول غنی از گلوکز را در ابتدای فعالیت طولانی مدت مصرف کنند، سطح گلوکز پلاسمایی آنها نسبت به بزرگسالان در طول فعالیت، بالاتر است (نسبت انسولین به گلوکز در خون آنها بیشتر است) که علت آن به حساسیت پایین انسولین در دوران بلوغ مربوط می باشد.