İş, Güç Kavramları. İş = kuvvet x kuvvet yönünde uygulanan mesafe =kgm veya kalori olarak belirlenir.

Transkript

1 ENERJİ

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

3 ENERJİ KAYNAKLARI 3

4 İş, Güç Kavramları İş; bir kg ağırlığındaki yükün yer çekimine karşı 1 m. Yükseğe kaldırılması olarak tanımlanır. İş = kuvvet x kuvvet yönünde uygulanan mesafe =kgm veya kalori olarak belirlenir. 1 kalori; 1 gram ağırlığındaki suyun sıcaklığını bir santigrad derece yükseltmek İçin gerekli ısı miktarıdır. 4

5 İş, Güç Kavramları Güç; birim zamanda ortaya konan bir iş olarak tanımlanır. Güç= İş zaman = Kuvvet x mesafe zaman = kgm/sn Güç = Kuvvet x Hız, formülü ile de belirlenebilir. 5

6 Enerji (iş) ve güç tanımları ve birimleri Terim Tanım Birim Enerji İş yapabilme kapasitesi Joule/kalori İş Bir mesafe boyunca uygulanan kgm veya kalori kuvvetin ürünü Güç Birim zamanda yapılan iş kgm/sn veya watt 6

7 Enerji, İş ve Güç Birimlerinin Birbirine Çevrilmesi 1 kilojoule = 1000 joule 1 kcal = 1000 cal 1 kal = kgm, joule 1 k joule = kcal 1 watt = kgm.dk 1 kgm.dk = watt Problem: 10 kg lık bir halteri, 2 sn de 3 m yükseğe kaldıran bir sporcunun yapmış olduğu iş ve gücü bulunuz? İş = kuvvet x mesafe = 10 x 3 = 10 kgm Güç= İş / zaman = 30/2 = 15 kgm/sn dir. 7

8 Enzimler Enzimler bir kimyasal reaksiyonu hızlandıran katalizörlerdir. Özellikleri; - Proteindirler, - Katalizörlerdir, - Enzimler yüksek ısıda (40ºC)etkisizleşirler, - Enzim için ideal PH 7.0 dır, - Özgüldürler, sadece bir maddeye etkilidirler. 8

9 Enerji Sistemleri Fiziksel aktiviteler için 3 metabolik sistem önemlidir. Fosfojen Glikojen-laktik asit Aerobik sistem 9

10 ATP, adenozin adı verilen kompleks bir elemandan ve bu maddeye bağlı üç fosfat grubundan oluşur. Enerji ise, bu fosfat gruplarını birbirine bağlayan kimyasal bağlar arasında depolanır. 10

11 11

12 ATP-CP veya Fosfojen Sistemi a. Kreatin yüksek enerji bağı P b. CP Kreatin + Pi + Enerji Enerji + ADP + Pi ATP 12

13 Kas Glikojeni Glukoz Kan Glukozu Anaerobik glikoliz: Glikojen kimyasal bir seri reaksiyon sonucunda laktik asite parçalanır. Bu parçalanma sırasında enerji (ATP) açığa çıkar. Glikolitik Reaksiyonlar Zinciri ATP ADP+Pi Pirüvik Asit Laktik Asit 13

14 Anaerobik Glikoliziz sonucu Laktik asit oluşur 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 + Enerji (Glukoz) (Laktik asit) ENERJİ + 3 ADP + 3 Pi 3 ATP 14

15 15

16 Anaerobik kimyasal olaylar hücrenin sitoplazmasında, Aerobik kimyasal reaksiyonlar ise, mitokondrilerin içinde gerçekleşir. 16

17 Aerobik sistemde genel olarak 3 aşama vardır; 1. a) Aerobik glikoliz (glukozun oksijenli ortama giriş için parçalanması) b) Beta-oksidasyon (Yağ asitlerinin oksijenli ortama giriş için parçalanması) 2. Krebs çemberi 3. Elektron transport sistemi 17

18 18

19 Aerobik glikoliz 19

20 Beta-oksidasyon Bir mol trigliseritin parçalanması sonucu oluşan 3 mol yağ asitinin krebs çemberine (oksijen sisteminin başlangıcı) girebilmesi için, çembere giriş maddesi olan Asetil-CoA ya dönüşmesi gerekir. Bu dönüşüm olaylarını içeren kimyasal reaksiyonlar dizisine Betaoksidasyon adı verilir. 20

21 Krebs Siklusu veya Sitrik Asit Döngüsü 21

22 Krebs çemberinde oluşan bu oksidasyon olayları sırasında : 1. CO 2 üretimi gerçekleşir. 2. Elektronlar Hidrojen atomları yolu ile uzaklaştırılır. H H + - e - 3. Az miktarda da ( 2 mol ) ATP üretilir. 22

23 1 mol ATP üretmek için enerji kaynağı olarak glukoz kullanıldığında 3.5 litre O 2 yağlar kullanıldığında ise 4 litre O 2 harcanması gerekir. 23

24 Elektron Taşıma Sistemi ( ETS ) hidrojen iyonları (H + ) ve elektronlar (e - ) elektron taşıma sisteminde, yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine doğru taşınırlar. H 2 O nun yanısıra ATP de üretilir. Taşınan her bir çift elektrondan ortalama 3 mol ATP üretilir. 24

25 Enerji Sistemi ATP-CP (Fosfojen) Sistemi Laktik Asit (Anaerobik Glikoliz) Sistemi Oksijen (Aerobik) Sistemi Enerji sistemlerinin genel özellikleri Oksijen gereksinimi Anaerobik Anaerobik Aerobik ATP üretim hızı Çok hızlı Hızlı Yavaş Enerji Üretimi Kaynağı ATP üretme kapasitesi Depolanmış ATP ve CP Karbonhidrat (glikojen veya glukoz) Çok sınırlı Sınırlı Sınırsız Karbonhidrat (glikojen ve glukoz) ve yağlar (trigliseritler) Kullanıldığı Çok şiddetli, kısa süreli ve 1-3 dakika kadar süren Dayanıklılık gerektiren egzersiz türleri patlayıcı kuvvet gerektiren şiddetli aktiviteler egzersizler hareketler (örneğin; sürat koşuları, atlamalar ve atmalar) Diğer özellikler Kaslarda depolanmış olan ATP ve CP kaynakları çok sınırlıdır ve bu nedenle çok kısa süreli enerji sağlayabilir. Sonuçta laktik asit birikimi olur ve bu da yorgunluğa neden olur. Yağları enerji kaynağı olarak kullanabilmek için O 2 kullanım kapasitesinin oldukça gelişmiş olması gerekir. 25

26 Dinlenme ve Egzersiz Sırasında Aerobik ve Anaerobik Enerji Sistemleri Dinlenme şartlarında enerjinin, 2/3 Ü yağlardan, 1/3 ise glikozdan elde edilir. 26

27 Egzersizde enerji metabolizması Egzersizde kullanılan enerji kaynağı egzersizin türü, şiddeti, süresi ve sporcunun beslenme düzeyi ile ilgilidir. egzersizin türü ve şiddeti bakımından iki farklı egzersiz türünü içerir. 27

28 Kısa süreli Egzersizde Enerji Metabolizması Aerobik yolla, egzersiz sırasında yeterli miktarda ATP sağlayamamasının nedenleri; 1.Herkesin aerobik kapasite veya O2 kullanımının bir sınırı vardır. 2.O2 kullanımının daha yüksek ve yeni seviyeye erişmesi ancak 2-3 dk.sonunda gerçekleşmektedir. 28

29 29

30 30

31 31

32 Kısa süreli Egzersizde Enerji Metabolizması A) Acil enerji sistemi B) La asit sistemi 32

33 Laktik asit birikiminin nedenleri 1.Glikoliz süresince NADH üretimi solunum zincirine taşınan hidrojen ve elektronların taşınma kapasitesini aşaması nedeniyle hidrojen salınım ile oksidasyon arasındaki dengenin bozulası ve piruvatın bu fazla hidrojenleri kabul etmesi ile La asidin oluşumudur. 2. FT kaslarda LDH (laktat dehidrogenaz) enziminin pirüvik asiti laktik asite dönüştürmasidir. 3. LDH nin ST kaslarda La asiti pirüvik asite dönüştürmesinin yetersiz kalmasıdır. 33

34 34

35 Uzun süreli egzersizlerde enerji metabolizması 35

36 Uzun süreli egzersizlerde enerji metabolizması 36

37 Uzun süreli egzersizlerde enerji metabolizması 37

38 Egzersizde enerji transferi kapasitesi 38

39 Egzersiz ve enerji dengesi 4 tür enerji kullanılır. -kas-karaciğer glikojeni -kandaki glikoz ve yağlar -Kısa süreli yüksek egzersizlerde,kas içi glikojen, -uzun süreli-orta şiddete egzersizlerde, daha çok trigliserid(yağlar), -hafif egzersizlerde ve istirahat halinde,kas daha çok serbest yağ asitleri şeklindeki yağları kullanır. -egzersiz sırasında ATP-PC nin tekrar sentez edilmesi için gerekli enerji karbonhidrat ve yağların oksidasyonu ile sağlanır. 39

40 Enerji üretimi ve spor aktiviteleri Kapasite: bir fiziksel aktivite için gerekli olan toplam ATP miktarını ifade etmektedir ve bu miktar aktivitelerin süre ve şiddeti ile yakın ilişkidedir. Güç: bir fiziksel aktivite sırasında ATP nin yenilenme oranının ifade etmekledir ve bu dakika da yenilenebilen ATP miktarı olarak ifade edilmektedir. 40

41 Alan Performans süresi Temel Enerji Sistemi Aktivite Örneği 1 30 saniyeden az ATP-PC Gülle atma, 100 m koşu, 50 m yüzme saniye ATP-PC ve Laktik Asit Sistemi saniye Laktik Asit- O 2 Sistemi saniyeden uzun O 2 Sistemi m koşu, 100 m yüzme, buz pateni 800 m koşu, cimnastik, boks, 200 m yüzme Takım oyunları, mukavemet kayağı, maraton, uzun mesafe koşuları ve yüzme 41

42 Spor Branşları ATP- PC Katılan Enerji Sisteminin Yüzdesi LA O 2 Beyzbol Basketbol Eskrim Çim Hokeyi Amerikan Futbolu Golf (vuruş) Cimnastik Buzhokeyi a. Hücum, savunma b. Kaleci Hokey a.kaleci, savunma, hucüm b.orta saha, blok Kürek Kayak a. Slalom, atlama b. Mukavemet c. Rekreatif amaçlı kayak Aerobik ve anaerobik sistemler (ATP-PC ve laktik asit sistemleri), bütün aktivitelerin en azından bir kısmı için gerekli enerjinin üretimine birlikte katkıda bulunurlar. Dikkat edilmesi gereken bir diğer konu, belirli bir egzersiz için gerekli ATP üretiminde bir sistemin diğer bir sistemden daha fazla çalışmasıdır. Bu durum sportif performans açısından oldukça önemlidir. 42

43 ENERJİ ÜRETİMİ İÇİN GEREKLİ BESİN MADDELERİ

44 Enerji kavramının en önemli konularından biri egzersiz sırasında kullanılacak yakıtın sağlanmasıdır. Üç çeşit gıda maddesi vardır; proteinler, karbonhidratlar (örneğin, glukoz ve onun depolanmış hali olan glikojen) ve yağlar. Bunlar yakıt olarak nasıl kullanılırlar? 44

45 Yakıt olarak proteinlerin kullanımı Ancak çok uzun süren dayanıklılık aktivitelerinde kullanılan proteinler, toplam enerji ihtiyacına yaklaşık % 5-10 oranında katkıda bulunabilirler. Yakıt olarak karbonhidratlar ve yağların kullanımı: Egzersiz sırasında karbonhidratların ve yağların yakıt olarak kullanımını ve katkılarını etkileyen iki önemli faktör vardır; 1. Egzersizin şiddeti ve süresi, 2. Tüketilen diyetin çeşididir. 45

46 Egzersizin Şiddetinin ve Süresinin Etkileri Şekil 3-1 de gösterildiği gibi egzersizin yoğunluğu artıp süresi kısaldığında, karbonhidratlar öncelikli besin yakıtlarıdır. Fakat 100 m sürat koşusu gibi şiddetli ve çok kısa süreli egzersizlerde, ATP nin yeniden sentezlenmesi için gereken en önemli yakıt kreatin fosfat (CP) tır. 46

47 Önemli bir nokta; performansın son anlarında bir vuruş (yüklenme) gerektiren uzun süreli dayanıklılık müsabakalarında karbonhidratların oynadığı roldür. Şekil 3.2 Egzersizin şiddeti azalıp süresi arttığında, temel yakıt kaynağı yağlar olmaya başlar. 47

48 Diyetin Etkileri Egzersiz sırasında hangi yakıtın (karbonhidrat, yağ veya karışık diyet) daha çok kullanılacağını, tüketilen yiyeceklerin tipi belirler ve yüksek karbonhidrat içerikli diyet de yorgunluk daha geç, yüksek yağ içerikli diyet de ise yorgunluk daha erken ortaya çıkar. 48

49 Burada 3 önemli özellik ortaya çıkmaktadır ; 1. Karbonhidratlar özellikle egzersizin başında çok büyük miktarda kullanılmaktadır. 2. Karbonhidratlar bol miktarda olmasına rağmen, egzersiz devam ettikçe yağ metabolizmasına yönelen bir tercih söz konusudur. 3. Kişiler yüksek karbonhidrat içeren diyeti uygularken, yorgunluk oluşmadan dört saat süresince koşabilmişlerdir. 49

50 Karbonhidrat Yakıtlarının Biçimleri Karbonhidratların çok farklı çeşit ve biçimleri vardır ; Glukoz (Kan Şekeri) Glikojen (Kas Glikojeni) 50

51 Kan Şekeri : İstirahat sırasında iskelet kaslarının kandan aldıkları glukoz miktarı azdır. Egzersizin süresi uzadıkça kasların kandan aldıkları glukoz miktarı oksijen sistemi tarafından kullanılan toplam yakıtın % 30 - % 40 ına kadar yükselir. oldukça artar. 51

52 Kas Glikojeni : Kas içindeki glikojen depolarının tükenmesi, kasın yorulmasında önemli rol oynamaktadır. Kas glikojeninin egzersiz sırasındaki kullanımı; egzersizin şiddeti, süresi, koşulları ve sporcunun kondisyon durumunu içeren bazı faktörlere bağlıdır. 52

53 Egzersizin hem şiddeti hem de sürati arttığında, kullanılan kas glikojen miktarı da artar. Sabit şiddette pedal çevirme Farklı şiddet düzeyinde 2 saat süren bisiklet egzersizi 53

54 Sürat egzersizleri arasında en önemli enerji kaynağı glikojen olmasına rağmen, bu tip egzersizlerin sonunda glikojen depoları tamamen boşalmaz. Her 1 dakikalık pedal çevirme egzersizinden sonra 10 dakikalık dinlenme verilmiştir. 54

55 Egzersizin tipi de (örn; koşu, yüzme ve pedal çevirme) kaslarda kullanılan glikojen miktarını etkileyebilir. 55

56 Egzersizin tipi ile ilgili olan ve kastaki glikojen kullanımına etki eden diğer bir faktör de egzersiz sırasında çalıştırılan kas lifinin veya motor ünitenin (birim) tipidir. Kas glikojen miktarı 56

57 Kan glukozu, karaciğer ve kas glikojeni arasındaki ilişki ; 57

58 Yağların Yakıt Olarak Kullanılabilirliği Diyet yoluyla alınan yağlar parçalanarak yağ asiti ve gliserole dönüştürülürler. Trigliseritler (TG) YA nin depolanmış halidir. Egzersiz sırasında kasların yakıt olarak kullanabileceği başlıca iki çeşit yağ formu vardır ; 1- Kan yoluyla yağ dokularından alınıp taşınan YA 2- Đskelet kaslarının içinde bulunan TG 58

59 Kandaki Yağ Asitleri Orta şiddetteki uzun süreli egzersizlerde, kandaki yağ asitleri oksijen sistemi ile ATP üretimi için gerekli başlıca yakıt kaynaklarıdır. Toplam Metabolizma Oranı (%) 1 saatlik submaksimal bir pedal çevirme egzersizi sırasında YA oksidasyonu 59

60 Kas Trigliserit Depoları Kas Trigliserit Miktarı Kas TG tüketiminin egzersizin süresi ile ilişkisi yoktur. Trigliserit kullanımını etkileyen faktörlerden biri egzersizden önce kasta bulunan TG miktarıdır. 60

61 Kas Trigliserit Miktarı Yağ depolarının düzeyi egzersizden önce yüksek ise, egzersiz sırasında kullanılacak olan trigliserit miktarı da yüksek olacaktır. 61

62 Egzersiz Şekline Bağlı Olarak Gereken Yakıtın Sağlanması Bir saatlik submak. düzeyde pedal çevirme gibi egzersizde, kaslardaki glikojen ve TG, gerekli enerjinin % 76 sını, kandan gelen yağ asitleri ve glukoz ise % 26 sını oluşturmaktadır. Kısa süreli-yüksek şiddetteki egzersizler için en önde gelen yakıt kas glikojeni, birkaç saniye süren aktiviteler için ise CP dir. 62

63 SPOR AKTİVİTELERİ SIRASINDA ENERJİ KULLANIMI

64 Enerjinin Sürekliliği ATP kaslar için gerekli acil enerji formudur ve bu 3 şekilde sağlanır. Her sistemin, belirli bir egzersiz için gerekli enerjinin önemli bir kısmını sağlayabilmesi, yapılan egzersizin özelliğine bağlıdır. 64

65 Değişik sürelerdeki maksimal fiziksel aktiviteler sırasında aerobik ve anaerobik enerji sistemlerinden elde edilen enerji oranları. Toplam enerjinin yüzdesi (%) 65

66 Enerji sistemlerinde baskın olan sistem ve enerji sistemlerinin birbirleri ile olan yardımlaşması, yapılan egzersizin süresi ve şiddeti (temposu) ile yakından ilişkilidir. Üç enerji sisteminin maksimal gücü ve kapasitesi Sistemler Maksimal güç (mol) (1 dakikada üretilebilen ATP miktarı) Maksimal Kapasite (mol) (Üretilebilen toplam ATP miktarı) Fosfojen (ATP-PC) sistemi Anaerobik glikoliz (laktik asit) sistemi Aerobik veya oksijen sistemi (sadece glikojenden)

67 Örneğin; 100 m koşusu için gerekli olan ATP üretim hızı (dakikada 2.7 mol ATP), ATP-PC sisteminin ATP üretim hızının (dakikada 3.6 mol ATP) altındadır. Bu nedenle 100 m koşusu için gerekli başlıca enerji sistemi, depolanmış fosfojenlerden (ATP- PC lerden) enerji sağlayan sistemdir. ATP nin 200 m koşusu için üretim hızı, 100 m koşusundakine benzerdir. Bir başka deyişle, 200 m koşusu için dakikada üretilmesi gereken ATP miktarı da (dakikada 2.7 mol ATP) yalnızca ATP-PC PC sistemi tarafından üretilebilir (dakikada 3.6 mol ATP). Fakat 200 m koşusu için gerekli toplam ATP miktarı (1 mol ATP), ATP-PC PC sisteminin ATP üretme kapasitesinin (0.7 mol ATP) üzerindedir. Çünkü bu sistem bir dakika boyunca ATP üretemez. Bu nedenle, 200 m koşusu için gerekli ATP nin bir kısmı laktik asit sistemi tarafından sağlanır ve böylelikle her iki anaerobik sistem, 200 m için gerekli ATP nin üretilmesine katkıda bulunur. 67

68 Egzersizin temposu (şiddeti) düşmeye başladıkça, süresi artar ve kullanılan başlıca enerji sistemi ATP-PC sisteminden laktik asit sistemine ve daha sonrada aerobik (oksijen) sistemine doğru değişmeye başlar. Bu nedenle 400 m koşusu veya 100 m yüzme sırasında ATP-PC PC sistemi, laktik asit sistemi ve de oksijen sistemi birlikte çalışırlar ve enerji üretimine birlikte yardımcı olurlar. Bir çok yüzme branşında ve m koşusunda başlıca enerji sistemi, laktik asit sistemi ve aerobik sistemdir. Maraton koşusu veya 1500 m yüzme sporlarında ise, aerobik (oksijen) sistem başlıca enerji sistemi olarak görev yapar. 68

69 Performans Süresi Spor branşlarının enerji sistemleri incelenirken spor branşının kendisi değil, bu sporun süresi göz önüne alınmalıdır. Performans süresi bir hareketi uygulama süresi olduğu kadar, bir oyunu, maçı tamamlama süresi olarak da tanımlanır. Örn; futbol oyunu, sadece aerobik aynı zamanda anaerobik özellikler gösteren bir aktivitedir. Alan Performans süresi Temel Enerji Sistemi 1 30 saniyeden az ATP-PC saniye ATP-PC ve Laktik Asit Sistemi saniye Laktik Asit- O 2 Sistemi saniyeden uzun O 2 Sistemi Aktivite Örneği Gülle atma, 100 m koşu, 50 m yüzme m koşu, 100 m yüzme, buz pateni 800 m koşu, cimnastik, boks, 200 m yüzme Takım oyunları, mukavemet kayağı, maraton, uzun mesafe koşuları ve yüzme 69

70 Performans zamanı ne kadar kısa olursa, egzersizin gerektirdiği kuvvet ve ATP üretim hızı gereksinimi de o kadar fazla olacaktır. Bunun tam tersi de düşünülebilinir. Laktik asit sistemi tarafından sağlanan enerji ve performans zamanı arasında bir ilişki bulunmaktadır. ATP nin elde edilebilme oranı 70

71 İŞ, GÜÇ VE ENERJİ HARCAMASININ ÖLÇÜLMESİ

72 ÖLÇÜ BİRİMLERİ Metrik sistem SI birimi (system international) İş: Kuvvet ve mesafenin çarpımının bir ürünü olarak ifade edilir. İş = Kuvvet x Mesafe Örn: 5 kg lık bir ağırlık dikey olarak 2 m yukarıya kaldırılırsa, 10 kgm lik bir iş yapılmış olunur. iş = 5 kg x 2 m = 10 kgm 72

73 Güç: Güç, belirli bir zaman biriminde ortaya konan işi ifade eder. Güç için SI birimi watt tır (W) ve 1 watt 6.12 kgm/dak şeklinde tanımlanır. Güç = İş Zaman Egzersizin şiddetini belirleyen, yapılan işin hızı ya da üretilen güç miktarıdır. Yeterli zaman verildiğinde hemen hemen her sağlıklı yetişkin 2000 kgm (19.6 kilo Joule) lik iş yapabilir. Fakat sadece çok başarılı sporcular bu işi 60 saniyede yapabilirler. Güç = 2000 kgm 60 sn = kgm/s veya W 73

74 İş ve Gücün Hesaplanması Ergometre özel bir işi ölçmek için kullanılan herhangi bir aleti ifade eder. Bench-step : Belirli bir yükseklikteki basamak üzerinde aşağıya ve yukarıya doğru, belli bir hızda adım almayı içerir. Örn : 70 kg lık bir kişi 50 cm lik (0.5 m) bir basamakta, dakikada 30 adım hızında, 10 dakika süresince bench step testini uyguladığında; Kuvvet = 70 kp (yani vücut ağırlığı = 70 kg) Mesafe = 0.5 m/adım x 30 adım/dak x 10 dak = 150 m Toplam iş = 70 kp x 150 m = kpm veya 103 kj 74

75 Güç harcanımı ise şu şekilde hesaplanır : Güç =10500 kpm 10 dak =1050 kpm/dak veya171.6 W Bisiklet ergometresi ; Sabit bir bisiklet egzersizidir. Katedilen toplam mesafe, her tekerleğin bir tam dönüşünde katettiği mesafe (Monark bisikletinde her dönüş 6 m), toplam dönüş sayısı ile çarpılarak hesaplanır. Egzersizin süresi = 10 dakika Tekerleğe karşı direnç = 1.5 kp veya kg Egzersizin hızı = 60 dönüş/dak Her dönüşteki mesafe = 6 m/dönüş Toplam dönüş = 600 dönüş (10 dak x 60 dönüş/dak ) Toplam iş = 1.5 kp x (6 m/dönüş x 600 dönüş) = 5400 kpm veya kj Güç = 5400 kgm 10 dak = 540 kgm/dak veya 88.2 W 75

76 Koşu bandı : Koşu bandı egzersizinde, işin ölçülmesi için bireyin ağırlığının ve dikey uzaklığın bilinmesi gerekir. Dikey Yer Değiştirme = % eğim x D Koşu bandı egzersizi sırasında ölçülen iş örn : Bireyin vücut ağırlığı = 70 kg (kuvvet = 70 kp) Koşubandı hızı = 200 m / dak Koşubandı açıs = % 7.5 ( = eğim) Egzersiz süresi = 10 dak Toplam katedilen yatay uzaklık=200 m/dak x x10 dak =150 m Toplam iş harcanımı = 70 kg x 150 m = kpm veya 103 kj. % Eğim = Sinüs θ = Yükseklik Hipotenüs 76

77 Genel olarak insan enerji harcanımını ölçmek için iki yol bulunmaktadır. Direkt kalorimetri İndirekt kalorimetri 77

78 Direkt kalorimetri : İndirekt kalorimetri: Besin + O 2 ATP + Isı Isı Hücre çalışması Besin + O 2 Isı + CO 2 + H 2 O (İndirekt kalorimetri) (Direkt kalorimetri) Kullanılan O 2 miktarının ölçülmesi metabolik hızın tahmin edilmesini sağlar. Yağ 4.7 kcal (19.7 kj) CHO 5.05 kcal (21.13 kj) Protein 4.4 kcal Her bir litre O 2 için 78

79 Oksijen tüketiminin ölçülmesinde kullanılmakta olan en yaygın tekniklerden birisi, açık dairesel spirometredir. Tüketilen O 2 (VO 2 ) miktarı şu şekilde hesaplanır. VO 2 = İçeriye solunan O 2 miktarı - Dışarıya solunan O 2 miktarı 79

80 ENERJİ HARCAMASININ TAHMİNİ HESAPLANMASI Dinlenme Durumunda Enerji Hesaplanması : Uyanık ve dinlenme durumundayken vücudun yaşamsal aktivitelerini (dolaşım, solunum, sindirim gibi) yapması için gereken enerji gereksinimine Bazal Metabolik Hız (BMH) adı verilir. Bu enerji harcanımı kişi yemek yedikten 12 saat sonra, yatar pozisyonda en az 30 dakika bekledikten sonra, 10 dakika süresince harcadığı O 2 miktarı ölçülerek hesaplanır (genelde; ml/dk). Bu ölçüm yemek yedikten 3-4 saat sonra da yapılabilir ve ölçümden elde edilen O 2 miktarına da Dinlenme Metabolik Hızı (DMH) 80

81 81 Saat başına 1 m 2 vücut yüzeyi için harcanan kcal Boy ve vücut ağırlığına bağlı olarak vücut yüzey alanını tahmin cetveli

82 Egzersiz Sırasında Enerji Harcaması: Egzersiz sırasında harcanan enerji miktarı daha fazla olduğu için tüketilen O 2 miktarı da artacaktır. Bu doğrusal ilişki, değişik hızlarda yapılan aktiviteler sırasında harcanan O 2 miktarının daha kolaylıkla hesaplanmasını sağlar. VO 2 (ml/kg/dk) 82

83 Aktivite Vücut Ağırlığı (kcal/saat/kg) Ayakta durmak 1.23 Ev boyamak 3.08 Odun kırmak 6.60 Spor Aktiviteleri Badminton Basketbol, oyun Boks 13.3 Kano, kürek, kayak Rekreasyon amaçlı bisiklet km/saat hızında bisiklet 7.0 Dans (aerobik) Saha hokeyi 8.0 Sandalda balık tutmak 5.50 Amerikan futbolu Golf-yürüme ile 5.10 Hentbol Đp atlama, dakikada defa dakikada 1500 m dakikada 1500 m dakikada 1500 m

84 Koşu bandı üzerindeki yürüyüş sırasında O 2 ihtiyacının ölçümü: Koşubandı üzerinde düz zeminde yaklaşık 50 ile 100 m/dak hızında yapılan yürüme egzersizi sırasında ihtiyaç duyulan O 2 aşağıdaki formülle hesaplanır. Düz zeminde ; VO 2 (ml/kg/dk) = 0.1 ml/kg/dk x hız (m/dk) ml/kg/dk (istirahat VO 2 ) Eğimli zeminde ; VO 2 (ml/kg/dak) = 1.8 ml/kg/dak x [hız (m/dak) x % eğim] 84

85 Eğimli zeminde yapılan yürüme egzersizi sırasında gerekli olan toplam O 2 miktarı düz zeminde harcanan O 2 miktarı ile eğimli zeminde harcanan O 2 miktarının toplamıdır. Örneğin, % 5 lik eğimde 80 m/dak lık bir yürüyüşte gerekli O 2 miktarı ; Düz zemin O 2 miktarı = 0.1 ml/kg /dak x 80 m/dak ml/kg/dak = 11.5 ml/kg/dak Eğimli zemin O 2 miktarı = 1.8 ml/kg/dak x ( % 5 x 80 m/dak) = 7.2 ml/kg /dak Bu nedenle bu yürüme egzersizi sırasında gerekli olan toplam O 2 ihtiyacı = 18.7 ml/kg/dk 85

86 Koşubandı üzerindeki koşu sırasında O 2 miktarının ölçümü : Koşubandı üzerinde düz zeminde yaklaşık 134 m/dak dan daha yavaş yapılan egzersizler için gerekli olan O 2 ihtiyacı; VO 2 (ml/kg/dk) = 0.2 ml/kg/dk x hız (m/dak) ml/kg/dk (istirahat VO 2 ) Eğimli zeminde yapılan egzersiz için gerekli O 2 miktarı, eğimli zeminde yapılan her 1 m/dak koşu 0.9 ml/kg/dak O 2 gerektirir ilişkisi kullanılarak hesaplanır. VO 2 (ml/kg/dak) = 0.9 ml/kg her m/dak x dikey hız (m/dak ) 86

87 Egzersizler sırasında harcanan enerjinin açıklanması için basit birimler geliştirilmiştir ve bunlardan biri MET dir. MET dinlenme koşullarında organizmada kilogram başına 1 dakikada tüketilen oksijen miktarıdır. Bu da 3.5 ml/kg/dak dır. Örneğin, 10 MET aktivite yapan ve 60 kg olan bir birey için VO 2 ihtiyacı şu şekilde hesaplanır: VO 2 (ml/dk) = 35 ml/kg/dk x 60 kg = 2100 ml/dk veya 2.1 L/dk 87

88 Egzersizin Verimliliğinin Ölçülmesi Egzersiz verimliliğinin hesaplanması için en geçerli teknik, egzersizin ekonomik olması durumunun belirlenmesidir ve brüt veya kaba verimlilik olarak adlandırılır. Brüt verimlilik = (üretilen iş harcanan enerji ) x 100 İnsan vücudu da bir makine gibi olduğundan bir miktar enerjinin ısı olarak kaybedilmesinden dolayı % 100 verimli değildir. Bisiklet ergometresinde veya koşubandında brüt verimliliği hesaplayabilmek için, üretilen işin ve egzersiz sırasında kişinin harcadığı enerji miktarının hesaplanması gerekir. Dikkat edilmesi gereken, VO 2 tüketiminin denge durumu (steady state) sırasında ölçülmesidir. 88

89 Bisiklet ergometresindeki submaksimal bir egzersiz sırasında brüt verimliliğinin, iş yükünün ve enerji birimlerinin kj olarak hesaplanması, örn ; Bisiklete Karşı Direnç = 2 kg veya 2 kp Çevirme Hızı = 50 rpm (rpm= her dakikadaki dönüş) Ölçülen denge durumu (steady state) VO 2 = 1.5 L/dak Tekerleğin her dönüşünde aldığı mesafe Sonuç; = 6 m/dönüş İş Yükü = [2 kp x (50 rpm x 6 m/dönüş)] = 600 kpm/dak veya 5.89 kj/dak Enerji Harcanımı = 1.5 VO2 L/dak x 21 kj/l O2 = kj/dak Brüt verimlilik = (5.89 kj/dak kj/dak) x 100 = %

90 Hareket Hızı ve Verimliliği Yüksek güç harcamasında en uygun verimliliği yakalayabilmek için hareketin daha hızlı yapılması gerekir. Hareketteki herhangi bir hız değişimi verimliliği azaltır. Düşük hızda ivme Yüksek hızda kasta artan kas içi sürtünme ve bu nedenle artan iş yükü verimliliğin düşmesine neden olur. 90

91 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. Düşük koşu ekonomisine sahip bir sporcu aynı hızda yapılan bir koşu sırasında yüksek koşu ekonomisine sahip bir sporcuya oranla daha fazla O 2 tüketir. 91

92 92