Fotosentez. Fotosentez: CO 2 + H 2. O Glikoz+O 2 O C6H12O6+O 2. Fotosentez: 6CO 2 + 6H 2. Güneş Işığı Klorofil. Güneş Işığı Klorofil

Transkript

1 ENERJİ

2 ENERJİ Enerji, iģ yapabilme kapasitesidir. Doğada mevcut olan enerji Ģekilleri; 1.Kimyasal Enerji 2.Mekanik Enerji 3.Isı Enerjisi 4.IĢık Enerjisi 5.Elektrik enerjisi 6.Nükleer Enerji

3 ENERJİ KAYNAKLARI

4 Fotosentez Fotosentez: CO 2 + H 2 O Glikoz+O 2 Güneş Işığı Klorofil Fotosentez: 6CO 2 + 6H 2 O C6H12O6+O 2 Güneş Işığı Klorofil

5 Biyolojik Enerji Devri Yediğimiz besinler, solunum dediğimiz metabolik iģlem sırasında O2 tarafından parçalanarak CO2, H2O ve kimyasal enerjiye dönüģürler. Büyüme ve kasların mekanik çalıģması gibi biyolojik etkinliğin oluģması için gerekli enerji bu metabolik solunum aracılığı ile elde edilir. Bütün bu iģlemlere BĠYOLOJĠK ENERJĠ DEVRĠ denir. YEġĠL BĠTKĠLER GÜNEġ Kullanılan enerji CO 2 H 2 O YĠYECEKLER O 2 ĠNSANLAR VE HAYVANLAR

6 Enerji, ĠĢ ve Güç Enerji= ĠĢ yapabilme kapasitesidir (Joule/kalori) ĠĢ= kuvvet X kuvvet yönünde kat edilen mesafe (kgm, kalori, joule) Güç= Birim zamanda ortaya konan iģ. Güç=ĠĢ/zaman=kgm/sn veya watt

7 ENERJĠ, Ġġ VE GÜÇ BĠRĠMLERĠ 1 kilojoule = 1000 joule 1 kcal = 1000 cal Not= 1 cal, 1 gr suyun ısısının 1C yükseltilmesi için gereken enerji miktarı 1 cal = 426,4 kgm = 5,1855 joule 1 kjoule = 0,23892 kcal 1 watt = 6,118 kgm.dk 1 kgm.dk = 0,1635 watt Problem = 170,56 kg ağırlığındaki bir halteri 2.5 m yüksekliğe 1,5 sn de kaldıran haltercinin yapmıģ olduğu iģ ve güç nedir? ĠĢ = 170,56 kg X 2.5 m = 426,4 kgm = 1 cal Güç = ĠĢ/zaman = 426,4/1,5 = 284,26 kgm/sn = 0,774 watt

8 Enerji ve Enzimatik Aktivite Enzimler bir kimyasal reaksiyonu hızlandıran katalizörlerdir. Özellikleri Proteindirler Katolizörlerdir Yüksek ısıda etkisizleģirler (40 C) Enzimler için ideal ph 7.0 dır. Özgüldürler; sadece bir maddeye etkilidirler HİDROLİZ: Kompleks organik moleküllerin basit formlarına katabolizma edilmesine (indirgenmesine) yarayan temel süreçtir. Enerji, kimyasal bağlardan suya indirgeme sırasında ortaya çıkmaktadır.

9 ENERJİ SİSTEMLERİ

10 Adenozin Trifosfat ATP Kas kasılması enerji gerektiren bir olaydır ve kas kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye çeviren bir mekanizmadır. Besin maddelerinin parçalanması ile oluģan enerji iģ yapımında kullanılmaz, yani direkt olarak mekanik enerjiye dönüģtürülemez. Besin maddelerinden elde edilen enerji kasta depo edilebilen bir madde olan ATP nin yapımında görev alır.

11 YÜKSEK ENERJĠ ĠÇEREN FOSFAT BAĞI KULLANILAN ENERJĠ A ADENO ZĠN P P P A T P ADENO ZĠN B A T P P P P P Ġ ATP nin basit yapısı B:ATP nin parçalanarak ADP (adenozindi fosfata) dönüģerek enerji açığa çıkması, 1 mol ATP parçalanması ise 7-12 kcal arasında enerji açığa çıkar.

12 Yiyecek PC ENERJĠ +Yan ürünler ENERJĠ +ADP+Pi ATP ÇĠFTE REAKSĠYONLAR

13 Enerji Sistemleri 1. Anaerobik Metabolizma ATP-PC (fosfojen) Sistemi Anaerobik Glikoliz (laktik asit) Sistemi 2. Aerobik Metabolizma

14 ATP-CP veya Fosfojen Sistemi a. Kreatin yüksek enerji bağı P b. CP Kreatin + Pi + Enerji Enerji + ADP + Pi ATP

15 Yüksek enerjili fosfat Bağı Kullanılan Enerji KREATĠN P KREATĠN P PC C P Ġ Fosfokreatin yapısı B: Fosfakreatin parçalanarak (Kreatin, Ġnorganik fosfatın ayrıģması ile ) ATP yi resentezleme için kullanılacak enerji açığa çıkar. PC ORTAM: Kas hücresi Pi + C + Enerji Enerji+ADP+PĠ

16 Kas Glikojeni Glukoz Glikolitik Reaksiyonlar Zinciri Kan Glukozu ATP ADP+Pi Anaerobik glikoliz: Glikojen kimyasal bir seri reaksiyon sonucunda laktik asite parçalanır. Bu parçalanma sırasında enerji (ATP) açığa çıkar. Pirüvik Asit Laktik Asit

17 Anaerobik Glikoliziz sonucu Laktik asit oluģur Sadece CHO enerji kaynağı olarak kullanılır O 2 kullanılmaz Yalnızca birkaç mol ATP üretilir (2-3 mol) C 6 H 12 O 6 2C 3 H 6 O 3 + Ener ji (Glukoz) (Laktik asit) ENERJĠ + 3 ADP + 3 Pi 3 ATP

18 Aerobik sistemde genel olarak 3 aģama vardır, bunlar : 1. a) Aerobik glikoliz (glukozun oksijenli ortama giriģ için parçalanması) b) Beta-oksidasyon (Yağ asitlerinin oksijenli ortama giriģ için parçalanması) 2. Krebs çemberi 3. Elektron transport sistemi

19 glikojen Glikoz 2mo l ATP Kazanç 3mol ATP Piruvat Lakta t Karaciğere O 2 O2 CO 2 H2 O Citrik acid siklusu GLĠKOZUN AEROBĠK VE ANAEROBĠK METABOLĠZMASI Ġlave kazanç 38mol ATP

20 C6 H12 O6 (Glikojen) 2C3 H6 O3 + ENERJĠ (Laktik asit) ENERJĠ + 3 ADP + 3 PĠ 3 ATP Anaerobik glikolizde elde edilen tahmini enerji değerleri / kg Kas toplam kas kütlesi 1. Maksimal laktik asit toleransı ATP formasyonu (milimol) Kullanılabilir enerji (kcal) 0,33-0,38 10,0-12,0

21 AEROBĠK SĠSTEM YAĞ K.HĠDRAT PROTEĠN Hidrolosiz liserol serbest yağ asitleri Beta oksidasyonu Asetil koenzim A Glikoz Glikoz Prüvik asit Asetil koenzim A Polypeptitler Aminoasitler Deominasyon Keto asit Kreps çemberi EROBĠK ENERJĠ ÜRETĠMĠ Oksidatif fosfarilizasyon H2O CO2 ENERJĠ

22 KREPS DEVRĠ Kreps devrinde iki önemli kimyasal süreç vardır; *Karbondioksit üretimi (CO2) *Elektronların taģınması (oksidasyon) H H+ + e (Hidrojen atomu) (Hidrojen (Elektron) iyonu) C6 H12 O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + ENJ (glikojen) Enj + 39ADP + 130pi 39ATP C6 H32 O6 + 23O2 16CO2 + 16H2O + ENJ (palmitik asit) Enj + 130ADP + 130PĠ 130ATP

23 GLĠKOJEN ANAEROBĠK GLĠKOZ GLĠKOZ ADP + PĠ PĠRÜVĠK ASĠT ATP PROTEĠN CO2 O2 YAĞLAR KREPS DEVRĠ CO2 H+e H+e H+e H+e CO2 2 (AEROBĠK) SĠSTEMĠNĠN ĠR ÖZETĠ ELEKTRON TAġIMA SĠSTEMĠ H2O ADP+PĠ ATP ADP+PĠ ATP ADP+PĠ ATP

24 Beta-oksidasyon Bir mol trigliseritin parçalanması sonucu oluģan 3 mol yağ asitinin krebs çemberine (oksijen sisteminin baģlangıcı) girebilmesi için, çembere giriģ maddesi olan Asetil-CoA ya dönüģmesi gerekir. Bu dönüģüm olaylarını içeren kimyasal reaksiyonlar dizisine Betaoksidasyon adı verilir.

25 Krebs Siklusu veya Sitrik Asit Döngüsü

26 Krebs çemberinde oluģan bu oksidasyon olayları sırasında : 1. CO 2 üretimi gerçekleģir. 2. Elektronlar Hidrojen atomları yolu ile uzaklaģtırılır. H H + - e - 3. Az miktarda da ( 2 mol ) ATP üretilir.

27 1 mol ATP üretmek için enerji kaynağı olarak glukoz kullanıldığında 3.5 litre O 2 Yağlar kullanıldığında ise 4 litre O 2 harcanması gerekir.

28 Elektron Taşıma Sistemi ( ETS ) hidrojen iyonları (H + ) ve elektronlar (e - ) elektron taģıma sisteminde, yüksek enerji seviyesinden düģük enerji seviyesine doğru taģınırlar. H 2 O nun yanısıra ATP de üretilir. TaĢınan her bir çift elektrondan ortalama 3 mol ATP üretilir.

29 Enerji sistemlerinin genel karakteristiği ATP-PC LA O2 ANAEROBĠK ANAEROBĠK AEROBĠK ÇOK SÜRATLĠ SÜRATLĠ YAVAġ KĠMYASAL YAKIT PC BESĠN YAKITI K. HĠDRAT BESĠN Y. K.HĠDRAT, YAĞ, PROTEĠN ÇOK SINIRLI ATP ÜRETĠLĠR SINIRLI ATP ÜRETĠLĠR SINIRSIZ ATP ÜRETĠLĠR KASTA BULUNUġU SINIRLI YÜKSEK GÜÇ ĠSTEYEN KISA SÜRELĠ, PATLAYICI EFORLARDA KULLANILIR KAS YORGUNLUĞUNA SEBEP OLUR 1-3 dk ARASINDAKĠ AKTĠVĠTELERDE KULLANILIR YORGUNLUĞA SEBEP OLAN ÜRÜNLER ÜRETĠLMEZ UZUN SÜRELĠ DÜġÜK ġġddettekġ AKTĠVĠTELERDE KULLANILIR

30 Oksijen Tüketimi ve Enerji Üretimi Aerobik yolla ATP üretimi sırasında 1 mol ATP üretimi için (glikoz) 3,5 lt O 2 ye 1 mol ATP üretimi için (yağ) 4,0 lt O 2 ye 1 mol glikojen yıkımı için 134,4 lt O 2 ye 1 mol palmik asit (yağ) yıkımı için 512 lt O 2 ye ihtiyaç duyulur Glikojen Yağ Yıkımı Enerji % 50 ISI PC %50 ATP sentezi BESİN MADDELERİNİN YANMASI SIRASINDA; Karbonhidratlar 1 lt O 2 kullanarak 5 kcal Yağlar 1 lt O 2 kullanarak 4,7 kcal ısı enerjisi açığa çıkarırlar

31 DİNLENME VE EGZERSİZ SIRASINDA AEROBİK VE ANAEROBİK ENERJİ KAYNAKLARI

32 Dinlenme ve antrenman koģullarında anaerobik ve aerobik sistemlerin belirlenmesi aģağıdaki üç önemli faktörle iliģkilidir; Parçalanan besinlerin türü Bunların her iki sistemde oynadığı rol Kandaki laktik asit oranı

33 Dinlenme (istirahat) ATP+LAKTĠK ASĠT + 02 AEROBİK ATP+CO2+H2O

34 ANTRENMAN (Egzersiz) Antrenman sırasında hem aerobik hem de anaerobik sistemle ATP resentezlenir. Ama hangi sistemin daha ağırlıklı olarak kullanıldığı 1. Egzersizin tipine 2. Sporcunun antrenman durumuna 3. Sporcunun beslenmesine (besin türüne bağlıdır)

35 Egzersiz Tipi Kısa süreli maksimal yüklenmeli (yoğun) egzersizler Uzun süreli düşük şiddetteki egzersizler

36 Kısa Süreli Egzersizler Bu tür egzersizler; , 400m sürat ve 800m koģuları ile 2-3 dk sürer Bu tip egzersizlerde ağırlıklı olarak CHO lar enerji kaynağı olarak besindir. Anaerobik metabolizma ağırlıklı olarak kullanılılır.

37 Kısa Süreli Maksimal Yüklenmeli Egzersizler ATP+CO2+H2O ATP KARBONHĠDRAT ANAEROBĠK + LAKTĠK ASĠT

38 Bu tür egzersizlerde anaerobik metabolizmanın kullanılmasının temel iki nedeni vardır. - Herkesin maksimum oksijen tüketimi yada aerobik kapasite sinin (MaksVO 2 ) birbir üst sınırı vardır ve bu herkes için farklıdır. - Organizmaya alınan oksijeni ve bunun tüketimini bir üsr düzeye çıkarmak için en az 2-3 dk gereklidir.

39 Örneğin; - Elit sporcuların MaksVO 2 değeri; - Erkeklerde 5 lt/dk O 2 - Bayanlarda 3 lt/dk O 2 dir. Spor yapmayan (sedanter) larda MaksVO 2 değeri ; - Erkeklerde 3.2 lt/dk - Bayanlarda 2.2 lt/dk dır.

40 100m sürat koģusu için eğer enerjimizi O 2 tüketerek elde etmek gerekirse dakikada en az 45lt O 2 gereklidir sn lik bir 100m koģusu için ise 8 H o2 gereklidir. - Organizma bunu 10 sn de karģılayamaz ve anaerobik metabolizma devreye girer. Bu durum Ģu Ģekilde tanımlanır. - Yüksek Ģiddetli egzersizlerde O 2 tüketiminin ihtiyacın altında olduğu ve gerekli enerjinin anaerobik metabolizmanın Anaerobik metabolizmadan sağlandığı bu evreye Oksijen Eksikliği veya Oksijen Açığı denir. - Bu durum yüksek Ģiddetli egzersizlerde ve diğer egzersizlerinde Ģiddetine göre egzersizin baģında meydana gelir.

41 O2 Eksikliği O2 Tüketimi O2 Gereksinimi O2 Eksikliği O2 Tüketimi Sprintler sn 800 m koşu 2 dk

42 150 Tükeninceye kadar olan egzersizlerde 30 sn den 2 dk ya kadar olan süre aralığındaki, kandaki laktik asit birikimi Egzersiz Süresi (dk)

43 Uzun Süreli Egzersizler Uzun sayılabilecek yani 10 dk ve daha üzerindeki bütün egzersizler bu sınıfa girer. - Ana besin kaynağı CHO ve yağlardır. - Belli bir evreden sonra O 2 sıkıntısı olmaz - Laktik asit az birikir ve egzersiz sonuna kadar aynı seviyede kalır.

44 En güzel örnek maratondur saat sürer. - LA istirahatin 3-4 kat üzerne çıkar. - Atletlerin yorgunluğunun sebebi LA değildir. Bu aktivitelerde yorgunluğun nedenleri; - Kas ve karaciğerdeki glikojen depoları boģalır. - Vücut ısısı yükselir. - Sıvı ve elektrolit kaybı - Psikolojik yorgunluk - Fiziksel sarsıntılardab dolayı kassal ağrılar.

45 DüĢük Ģiddetle uzun süre devam eden egzersizlerde (yürüyüģ, golf ve bazı endüstriyel iģler) - LA dinlenme seviyesinin üzerne çıkmaz. - O2 seviyesi gerekli düzeye çıkana kadar ATP-PC sistem enerji ihtiyacını karģılar. - Bu durumda yorgunluk 6 saat yada daha uzun süre ertelenebilir.

46 Uzun Süreli Submaksimal Egzersizler ATP+LAKTĠK ASĠT KARBONHĠDRAT +O2 AEROBĠK ATP + CO2 + H2O

47 O2 Eksikliği O2 Tüketimi O2 Gereksinimi O2 Eksikliği O2 Tüketimi Steady State Dakikada O2 (Denge Durumu) 0 60 Egzersiz Süresi (dk)

48 Kandaki Laktik Asit Steady state oksijen tüketimine ulaģıldığında egzersizin sonuna değin oluģan laktik asit sabit düzeyde kalır 0 60 Egzersiz Süresi (dk)

49 BAġLICA ENERJĠ KAYNAKLARI ATP-PC VE LA SĠSTEM ATP-PC LA ASĠT VE OKSĠJENLĠ SĠSTEM OKSĠJENLĠ SĠSTEM EROBĠK NAEROBĠK T ,000 42,200 K. 0,10 0,20 0,45 1,45 3,45 9,00 14,00 29,00 150,00 *ENERJĠ METABOLĠZMASI VE EGZERSĠZ

50 Alan Performans süresi Temel Enerji Sistemi Aktivite Örneği 1 30 saniyeden az ATP-PC Gülle atma, 100 m koģu, 50 m yüzme saniye ATP-PC ve Laktik Asit Sistemi saniye Laktik Asit- O 2 Sistemi saniyeden uzun O 2 Sistemi m koģu, 100 m yüzme, buz pateni 800 m koģu, cimnastik, boks, 200 m yüzme Takım oyunları, mukavemet kayağı, maraton, uzun mesafe koģuları ve yüzme

51 SPOR BRANġLARI 1.BASEBALL 2.BASKETBOL 3.ESKRĠM 4.ÇĠM HOKEYĠ 5.AMERĠKAN FUTBOLU 6.GOLF 7.CĠMNASTĠK 8.BUZ HOKEYĠ a.forvet-defans b.kalecġ 9.KÜREK 10.KAYAK a.slalom ATLAMA ĠNĠġ b.kayak KROS c.artġstġk KAYAK 11.FUTBOL a.kalecġ b.orta SAHA, BEK 12.YÜZME VE DALMA a.50 M DALMA b.100m YÜZME c.200m YÜZME d.400m. YÜZME e.1500m YÜZME 13.TENĠS 14.ATLETĠZĠM a m b.atmalar VE ATLAMALAR. c.400 M. d.800m. e.1500m. f.3000 M. g.5000m h.10000m ı.maraton 15.VOLEYBOLL 16.GÜREġ ATP-PC VE LA LA-O O *DEĞĠġĠK SPOR BRANġLARINDAKĠ DOMĠNANT ENERJĠ SĠSTEMLERĠ

52 O 2 T Ü K E T İ M İ İ O2 Eksikliği Kararlı denge Toparlanma o2 (o2 borcu) ĠSTİRA- HAT EGZERSĠZ TOPARLANMA *HAFĠF VE ORTA ġġddetlġ EGZERSĠZLERDE O2 BORCU

53 Koşu Ekonomisi Submaksimal hızda daha az O 2 kullanımını ifade eder veya verilen hızda daha az enerji harcanmasını gösterir. Dayanıklılık sporu yapanlar için önemli bir gerekliliktir. DüĢük koģu ekonomisine sahip bir sporcu aynı hızda yapılan bir koģu sırasında yüksek koģu ekonomisine sahip bir sporcuya oranla daha fazla O 2 tüketir.