EGZERSİZ ve BESLENME Doç. Dr. Çetin YAMAN 2016
EGZERSİZ, ENERJİ SİSTEMLERİ Fiziksel Aktivite Ve Beslenme İle İlgili Tanımlar Egzersiz: Hollman egzersizi "morfolojik değişikliklere yol açmayan ve performans artışı hedefine yönelik hareket süreçlerinin sistematik olarak tekrarlanması" şeklinde tanımlamıştır. Sağlık için egzersizin temel amacı; hareketsiz bir yaşantının neden olduğu organik ve fiziki bozuklukları önlemek veya yavaşlatmak, beden sağlığının temeli olan fizyolojik kapasitesini yükseltmek, fiziksel uygunluğu ve sağlığı uzun yıllar muhafaza etmektir. Gelişmiş ülkelerde egzersize olan ilginin artışındaki nedeni biyolojik bir dengeleme ihtiyacı şeklinde açıklamak mümkündür. Yapılan araştırmalara göre düzenli spor yapmanın kişilerde fizyolojik, motorik, psikolojik ve sosyolojik yararları olduğu görülmüştür. Egzersiz; planlı, yapılandırılmış, istemli, fiziksel zindeliğin (fitness) bir ya da birkaç unsurunu geliştirmeyi amaçlayan fiziksel aktivite tipidir. Fiziksel zindeliğin sağlıkla ilgili bileşenleri; kardiyovasküler (aerobik) fitness, kas gücü ve dayanıklılığı, esneklik ve vücut kompozisyonudur. Bir egzersiz seansı ısınma, germe, kondisyon (aerobik egzersiz ve/veya, dirençli egzersiz) ve soğuma aşamalarını içerir. Fiziksel Aktivite Tipleri: Fiziksel aktiviteler; aerobik, kuvvet ve germe aktiviteleri olarak 3 e ayrılır. Bu aktiviteler enerji sistemlerinde ise Aerobik ve Anaerobik başlıkları altında incelenirler. 1.Aerobik Aktiviteler: Kol ve bacaklar gibi büyük kas gruplarını içeren, düzenli ritmik yapılan aktiviteler (Koşmak, yürümek, yüzmek, bisiklete binmek vb.) Aerobik aktiviteler dayanıklılık aktiviteleri olarak da bilinmektedir. Şiddetine Göre Aerobik Aktivite Çeşitleri; Hafif Şiddet: Nefes almanın ve kalp atım sayısının dinlenme değerinin biraz üzerine olduğu, düşük efor (çaba) gerektiren günlük aktivitelerdir.
Dakikada 3.5 kaloriden az enerji harcamasına neden olan; gezinti, yavaş yürüme, hafif ev işleri gibi aktiviteleri içeren, maksimum kalp atım hızının %50 sinin altında şiddeti olan egzersizlerdir. Orta Şiddet: Nefes almanın ve kalp atım sayısının normalden daha fazla olduğu, kasların zorlanmaya başladığı, orta dereceli efor gerektiren aktivitelerdir. Aktivite sırasında kişi konuşabilir, fakat şarkı söyleyemez. Hızlı yürümek, düşük tempoda koşmak, dans etmek, ip atlamak, yüzmek, masa tenisi oynamak, yavaş tempoda bisiklet sürmek vb. Dakikada 3.5-7 kkalori enerji harcamasına neden olan aktivitelerin maksimum kalp atım hızının %50-70 şiddetinde olan egzersizlerdir. Yüksek Şiddet: Nefes almanın ve kalp sayısının normalden çok daha fazla olduğu, kasların daha fazla zorlandığı, güçlü efor gerektiren aktivitelerdir. Nefes kesilmeden birkaç kelimeden fazlası konuşulamaz. Tempolu koşmak, basketbol, futbol, voleybol, hentbol ve tenis oynamak, stepaerobik derslerine katılmak, tempolu dans etmek vb. Dakikada 7 kkalori den fazla enerji harcamasına neden olan aktivitelerin maksimum kalp atım hızının %70 i şiddetinde olan egzersizlerdir. Egzersize ilk başlandığında en düşük kalp atım hızı belirlenmelidir. Kişinin fiziksel uygunluk düzeyi arttıkça, egzersiz şiddeti arttırılabilir ve hedef kalp atım hızı maksimum %85 e çıkarılabilir. 2. Kuvvet Aktiviteleri: Kuvvet, güç ve kas dayanıklılığını artıran aktivitelerdir (Tırmanmak, merdiven çıkmak, bahçe işleri yapmak, ağırlık kaldırmak vb.). 3. Germe Aktiviteleri: Eklemleri tam olarak hareket ettiren, esnekliği arttıran aktivitelerdir. Beslenme: Kişinin sağlığını korumak ve geliştirmek, yüksek yaşam kalitesi içerisinde yaşaması ve zihinsel olarak da kendini iyi hissetmesi için vücudunun gereksin duyduğu besin materyallerini tüketmesidir.
Yeterli ve Dengeli Beslenme: Vücudun büyümesi, gelişmesi, yenilenmesi ve sistemlerin rutin olarak çalışması için gerekli olan enerji, besin öğelerinin her birinin yeterli miktarlarda alınması ve vücutta uygun şekilde kullanılması ise olarak ifade edilir. Yetersiz Beslenme: Vücut gelişimini tamamlayamamasına, hücrelerin, dokuların, organların kendilerini sağlıklı yenileyememelerine, vücudun hastalıklara vb diğer zararlı etkenlere karşı direncinin zayıflamasına neden olan beslenme türüdür.
EGZERSİZ ve ENERJİ SİSTEMLERİ Yaşamın sürdürülebilmesi ve gelişebilmesi için vücuda alınan besinler kimyasal olarak gereken enerjiyi içerirler. Buna rağmen, bu moleküllerin bağları rölatif olarak dayanıksızdırlar ve sadece düşük enerji kaynağı sağlarlar. Kas kasılması için direk olarak kullanılmazlar. Dahası, bu besin moleküllerin bağlarındaki enerji kimyasal olarak salınmalıdır ve yüksek enerji içeren bir fosfat olan adenozin trifosfat (ATP) şeklinde depo edilmelidir. Adonezin Trifosfat kas kasılması için önemli olduğu gibi, tükenmez bir kaynak değildir. Kas hücresinde atp depoları çok kısıtlı oranda bulunmaktadır. Atp nin kullanımında bir dizi mekanizma vardır. Bunlar oxidatif fosforilasyon ve substrat oksidasyon (enzimler yardımıyla) dur. Subtrat fosforilasyon oksijen olmadan adenozin difosfatın (ADP) adenozin trifosfata (ATP) dönüşmesidir, yani başka bir değişle anaerobik bir işlemdir. Oksidatif fosfolasyon da ise bu işlem sırasında oksijene ihtiyaç vardır. Enerji oluşumunda bu iki temel fosforilasyon mekanizması 4 altbölüme ayrılır. Bunlar; 1- Fosfojen sistemi 2- Glikoliz 3- Krebs veya tricarboxilic asit siklüsü 4- Elektron taşıma sistemi Bu iki işlemde hücre kasındaki sakroplazmada yeraldığı önemli bir noktadır, diğeri ise mitokondridir. 1941 yılında amerikan bilim adamı Fritz Lipmann tarafından keşfedilen fosfojen sistemi kas kasılması için acil enerji kaynağıdır. Adonezin trifosfat, adenozin difosfat ve kreatin fosfat olmak üzere üç temel fosfojen vardır. Kas kasılması için adenozin trifosfat bir fosfat bağını kaybederek enerji açığa çıkarır. Kas hücrelerinde bulunan fosfokreatin depoları acil adenozin trifosfat resentezine imkân verir. Fosfokreatinin fosfat bağı parçalanır, adenozin difosfat fosforilasyonu ile kas kasılması gerçekleşir. Adenozin trifosfat ve fosfokreatin kaynaklarının kısıtlı olmasından dolayı fosfojen sistemi sadec kısa süreli adenozin trifosfat resentezine imkan tanır, daha uzun süren aktiviteler ise diğer sistemlere ihtiyaç duyar. Diğer bir süreç ise karbonhidratın, glikoz yada glikojen formuna yıkımı ile ilgilidir. Glikozun her molekülü, glikoliz denen reaksiyon serisinde iki piruvat molekülüne parçalanmasıdır yada Alman Bilimadamlarının konuyla ilgili keşiflerinden sonra Embden-Meyerhof yolu olarak tanımlanmaktadır. Glukozun aerobik veya anaerobik ayrışması sırasında, temel bir ürün olan pirüvik asit oluşur. Bu nedenle de ayrışmalar, orijinini buradan alırlar ve ileri devrelere kadar devam ederler. Ancak, glukozun da pirüvata kadar ayrışması bir tek basamakta olmayıp bir seri biyokimyasal reaksiyonları
gerektirmektedir. Oluşan pirüvik asit de, enzimler aracılığı ile, başlıca iki tarzda ayrışmaya tabi tutulur. Bu durum mikroorganizmaların aerobik veya anaerobik oluşlarına göre değiştiğinden, pirüvik asitin ayrışması da ya aerobik veya anaerobik olabilir. Kısaca hidrojen atomlarının bir elektron taşıma sistemine girmesi ilk kez ingiliz kimyacı Peter Mitchell tarafından ortaya konmuştur. ATP nin yapısı karmaşık bir yapı olan adenozin ve üç fosfat grubundan oluşmaktadır. Uçtaki iki fosfat grubunun arasında yüksek enerji bağı vardır ve ATPaz enziminin bu bağı kırması sonucunda 7 ile 12 kilokalorilik enerji salınır. Bu enerji kas kasılması veya herhangi bir metabolik iş için kullanılabilir. Organizma, çoğunlukla besin maddelerinden kazandığı kimyasal enerjiyi depolar. Kimyasal enerjiyi diğer enerji formlarına dönüştürerek yaşamını devam ettirir. Bu süreçte kimyasal enerji, örneğin, kaslarda mekanik enerjiye, sinir hücrelerinde ise elektrik enerjisine dönüştürülür. Enerji açısından zengin besin maddeleri (karbonhidratlar, yağlar, protein) dönüşüm esnasında üre ve karbondioksit gibi az enerjili bileşimlere indirgenerek idrar veya solunumla dışarı atılır. Şekil. Günlük Enerji Tüketimi(7). Enerji Üretim Metabolizması Organizma için gerekli olan enerjinin oksijensiz ortamda bir dizi kimyasal reaksiyonlar ile elde edilmesine anaerobik, oksijensiz bir ortamda elde edilmesine aerobik metabolizma denir. ATP'nin yeniden sentezlenmesi için gerekli enerji aerobik ve anaerobik
metabolizma yolu ile sağlanmaktadır. Bu kimyasal reaksiyonlarda daha önce sindirim sistemi ile alınan besin maddeleri aerobik ve anaerobik yollarla metabolize olmaktadır. Hücre içerisindeki ATP sınırlı olup, bu madde kişinin günlük aktivitelerinin şiddetine ve süresine bağlı olarak devamlı yenilenmektedir. Şekil. Hücrenin enerji üretebilmersi için gerekli olan ATP nin üretim şekilleri. Spor Dalı Enerji Harcaması (kj dk-1) Badminton 26.8 Basketbol 41.0 Bisiklet 50.2 Hokey 39.8 Cimnastik 19.7 Koşu-jog 62.0 8dk.mil-1 75.0 Futbol 41.4 Squash 63.2 Yüzme 48.1 Voleybol 10.5-40.6 * 1 kcal = 4.18kj(33). Tablo. Çeşitli spor dallarının enerji harcaması (70 kg).
Şeki l. Enerji Sistemlerinin Yüzdelik Kullanım Değerleri. Anaerobik enerji sistemi Anaerobik enerji sistemi, çalışma için gereken enerjinin tamamen oksijensiz ortamda sağlanmasını temin eden sistemdir. Anaerobik enerji sistemi kendi içinde iki bölüme ayrılır: a- Alaktik anaerobik enerji sistemi (ATP-CP fosfojen sistemi) b- Laktik anaerobik enerji sistemi (laktik asit sistemi). Maximum efor sırasında enerji ihtiyacı büyük kısmı Tip II fibrillerindeki kreatin fosfattan sağlanır. Bununla beraber en az 3-4 saniye süren kas kasılması sırasında ATP resentesinin %50 si glikoliz den sağlanır. a- Alaktik anaerobik enerji sistemi (ATP-CP fosfojen sistemi): ATP'nın resentez olması için ana kaynak C'nin (kreatin) anorganik P (fosfat) ayrılması gerekir. Burada serbest kalan enerji ATP'den daha fazla olmasına rağmen yine de sınırlıdır. Maksimal kasılmalarda 6-8 saniye süre ile yaklaşık 20 kas kasılması uygulanabilir. Bu olayda oksijen harcanmaz ve laktik asit meydana gelmez. Enerji karbonhidrat ve lipid metabolizması yoluyla meydana gelmektedir. Organik fosfat bileşikleri, bütün hücrelerde bulunan bir kimyasal bileşiktir. ATP'den bir fosfat kökünün
ayrılmasıyla bileşik Adenozin difosfat (ADP)'a çevrilir. İkinci fosfat kökünün ayrılması ile Adenozin monofosfot (AMP) a dönüşür. İyi antrenman yapan sporcuların kaslarında, 5-6 saniye süresince maksimal egzersize cevap verebilecek ATP bulunabilir. Kasta ATP'den başka yüksek enerjili bir fosfat bileşiği daha vardır ki, bu da kreatin fosfattır. CP kasta depolu olan, yüksek enerji bağı içeren kimyasal bir bileşiktir. ATP gibi parçalandığında önemli miktarda enerji açığa çıkarır. CP enerji kaynağı olarak kas tarafından doğrudan doğruya ATP gibi kullanılmaz. Fakat CP fosfatını kolayca ADP'ye aktarır. Aktivite sırasında CP hidrolize uğrar, fosfatını ADP'ye vererek ATP yapar ve kasın acil enerji ihtiyacını kısa yoldan karşılar. İstirahat halinde glikoz, glikojen ve serbest yağ asidi oksidasyonu sonucu meydana getirilen ATP bir fosfatını kreatine vererek, CP yapar ve aktivite esnasında kullanılarak üzere depo eder. Görüldüğü gibi acil enerji kaynağı ATP'dir. Kullanılan CP deposu da kasın toparlanması sırasında oksijenli ortamda doldurulur. Gerek ATP gerekse CP kaslarda sınırlı bulunur. ATP 4-5 mmol/kg yaş kas, CP 17-20 mmol/kg yaş kas miktarında bulunur. ATP ve CP'nin temin ettiği enerji 3-8 sn'lik eforlara dayanabilir. Şu halde kas aktivitesi esnasında tükenen ATP yerine süratle yeni ATP'ler yapılmalıdır. Teorik olarak, fosfojen sistemi tamamen boşaldıktan sonra, diğer enerji sistemlerinin onu 15-30 saniye içinde tamamen yenileyebilecekleri kabul edilir. Ancak uygulamada olay böyle gelişmez. Çünkü öteki sistemlerin bütün güçleri ile fosfojen sistemeni yenilemek için görev yapmaları ancak fosfojen sistemi tamamen boşaldığında mümükündür. Yenilenme yarızamanı normalde 30 saniye civarındadır.
Dinlenme Süresi ATP Yenilenmesi (%) 10 sn'den az Çok az 30 sn 50 60 sn 75 90 sn 87 120 sn 93 150 sn 97 180 sn 98 b- Laktik anaerobik enerji sistemi (Laktik asit sistemi): Karbonhidratlar, oksijensiz bir ortamda glikolitik enzimlerin etkisi ile glikolize uğrarlar(14). Genel anlamda anaerobik glikoliz glikojenin anaerobik yolla parçalanmasıdır. Bu yolla enerji üretilirken sadece glikoz kullanılır. Kasta depo edilen glikojen glikoza parçalanabilir, glikozdan daha sonra enerji açığa çıkabilir. Glikoz parçalanması ile iki pirüvik asit molekülü oluşur. Ortamda oksijen olmadığı için sitrik asit döngüsüne giremeyen pirüvik asit laktik asite dönüşür. Bu arada 3 mol ATP oluşur. Bu yolla ATP oluşturulurken son ürün olarak laktik asit çıkmasından dolayı bu sisteme laktik asit sistemi adı verilir. Laktik anaerobik sistemin önemli özelliklerinden birisi de ATP molekülleri mitokondrideki oksidatif mekanizmadan 2,5 kat daha hızlı oluşturmasıdır. Yaklaşık 40 saniye kadar olan daha uzun süreli spor olayları, doğaları bakımından çok yeğindirler (200 m ve 400 m sprint koşusu, 500 m hız pateni ve bazı jimnastik dallarında). Enerji, ilk olarak ATP CP sistemince ve bundan sonraki 8-10 saniye boyunca laktik asit sistemince karşılanır. Laktik asit sistemi, kas hücreleri ve karaciğerdeki glikojeni parçalara ayırarak, ADP+P den ATP oluşturmak üzere enerjiyi serbest bırakır. Glikojenin parçalara ayrılması sırasında O 2 nin olmaması nedeniyle, yan ürün adı verilen laktik asit oluşur. Çok uzun süre, yüksek yoğunluklu bir etkinlik sürerse, kasta kasta büyük miktarlarda laktik asit toplanıp yorgunluğa neden olur. Bu ise, fiziksel etkinliğin kesilmesine yol açar. Bu sistemin kullanımını kısıtlayan etken yorgunluğa neden olan laktik asit birikimidir.sistemin yenilenmesi için gerekli zamanı, bireyin laktik asidi vücuttan uzaklaştırma hızı belirler. Genellikle 20-30 dakikalık bir yarı zamanda başarılır. Laktik anaerosik sisitemin kullanıldığı maksimum bir yüklenmeden bir saat sonra bile bu sistemde tam bir yenilenme beklenmez.
Aerobik Enerji Metabolizması Kas hücrelerinde oksijenin yeteri kadar sağlandığı koşullarda ATP, aerobik enerji yolundan (oksidatif fosforilasyon) yenilenir. Bu yenilenme sırasında oksidasyona uğrayan maddeler (glukojen, serbest yağ asitleri), ya kasın kendisinde depolanmıştır ya da kan yolu ile dışardan sağlanır. Oksijen atmosferden solunum ve dolaşım sisteminin yardımı ile kas hücresindeki mitokondrilere ulaştırılır. Aerobik enerji üretimi anında ortaya çıkan son ürünler su ve karbondioksittir. Su, büyük oranda vücutta tutulurken karbondioksit solunum sistemi tarafından elimine edilir. Egzersiz sırasında bu enerji sistemlerinden hangisinin büyük oranda katkıda bulunacağını egzersizin süresi ve şiddeti belirler. Karbonhidrat ve yağlar dayanıklılık egzersizlerinde ana enerji kaynağı olarak kullanılırlar. Yağlar düşük yoğunluktaki egzersizlerde ve dinlenik durumda etkin enerji kaynaklarıdır. Dayanıklılık sporları ve antrenmanlarının enerji gereksinimlerinde yağın oranı fazla olmasına rağmen karbonhidratlar bu tip sportif aktivitelerde daha üstün enerji kaynağıdır. Karbonhidratlar ayrıca tekrarlar içeren, yüksek yoğunluktaki egzersizlerde anaerobik glikolitik enerji sisteminin ana enerji kaynağıdırlar. Glikojen depoları tükendiğinde yağlar temel enerji kaynağı olarak devreye girer. Elit bir dayanıklılık sporcusunda, maximal egzersiz sırasında miyoglobin ve hemoglobin molekülleri 6 litre civarında oksijen kullandıktan sonra atp düzeylerini koruyabilmek için karbonhidrat ve yağlar da oksidasyona katılır. Aerobik sistem 2 dakika ila 2-3 saat süren olaylar için ana enerji kaynağıdır. 2-3 saati aşan çalışmalar ATP depolarının yenilenmesi için yağları ve proteinleri parçalamasına sebep olabilir. Bu durumların herhangi birisinde, glikojen, yağlar ve proteinlerin parçalanması, vücuttan solunum ve terleme yoluyla atılan karbondioksit (CO 2 ) ve su (H 2 O) yan ürünlerini üretir. Bir sporcunun ATP yi yenileme hızı, kişinin aerobik kapasitesiyle ya da maksimum oksijen tüketim hızıyla sınırlıdır.
Kas hücrelerinde yer alan mitokondriler içerisinde gelişen bu reaksiyon sırasında yorgunluğa yol açan ürünler oluşmaz. Aerobik glikolisiz, oksijen varlığında glikojen ve glikozun parçalanması demektir. Glikojen yıkıldığında iki mol pirüvik asit ve enerji oluşur. Glikoliz sarkoptazmada gerçekleşir. Pirüvik asit sarkoplazmadan mitokondriye difüze olur. Orada oksijenli ortamda koenzima (KOA) yolu ile kreps siklüsüne girer. Kreps siklüsünde CO2 üretimi ve oksidasyon olmak üzere iki ana reaksiyon vardır. Oluşan CO2 atılmak üzere kan yolu ile akciğerlere taşınır. Oksidasyon ise, bir kimyasal karışımdan elektronların çekilmesi olarak tanımlanır. Burada elektronlar hidrojen formunda çekilirler ve kreps siklüsüne giren pirüvik asitten bir taraftan CO2 meydana gelirken, diğer taraftan açığa çıkan hidrojen oksijen ile okside olarak suyu oluşturup enerjiyi açığa çıkarır. Dayanıklılık çalışmaları kasın oksidatif kapasitesini geliştirir ve yağın kullanılabilirliğini arttırır, özellikle de triacylglycerol. Bu da yağ kullanımının artışı ve laktak formasyonda piruvat oksidasyonunun göreli artışı ile submaximal egzersizde kas glikojeninin kullanılmasını azaltacaktır. Dayanıklılık antrenmanı sırasında oksijen sağlayan organlar ve özellikle de solunum kapasitesi iyi bir düzeye gelir. Belirli organlar, kullanılan antrenman yöntemine göre geliştirilir. Bu nedenle interval antrenman kalbi güçlendirirken yükseklik antrenmanı ya da uzun süreli antrenman yüklenmeleri O2 kullanımı katsayısını artırır. Buna karşın yine de aerobik kapasite solunum dizgesinin gelişimine ve doğru bir biçimde soluk alıp verme niteliğine bağlıdır. Aerobik ve anaerobik dayanıklılığın birbirinden farkı, enerji oluşumundaki kimyasal süreçtir. Aerobik dayanıklılıkta egzersiz esnasında ihtiyaç duyulan oksijenle, alınan oksijen arasındaki dengeli durumdan söz edilir (steady state). Antrenmanlarda yapılan alıştırmaların oksijenli ortamlarda ve herhangi bir oksijen borçlanmasına girilmeden uygulanmasıdır. A.V. Hill (İngiliz Fizyologu) e göre bir ünite zamanda alınan oksijen, dolaşım ve solunum sistemlerinin sınırı olması nedeni ile maksimum düzeye erişince yapılan iş artsa bile VO2 kep aynı düzeyde kalır. Yukarıda da belirttiğimiz gibi, buna STEADY STATE diyoruz. Steady State uyarı eğişi, prograsive loading artan yüklenme prensiplerine göre yükseldikçe VO2/Lt.dk sınırı da yükselir. Hettinger (1976), spora yeni başlayanlarda % 30, yüksek verim sporcularında % 70 in altındaki uyarı yoğunluğunun verimin artmasında bir yararı yoktur der. 7-8 haftalık hazırlık dönümün ilk 8-10 günlük bölümü aerobik kapasitenin geliştirilmesine ayrılır. Verimin artmasına orantılı olarak sezon sonuna kadar devam eder.
Aerobik ve anaerobik dayanıklılık iç içedir. Her ikisi de antrenmanlar yoluyla geliştirilebilir. Ancak anaerobik kapasitenin düzeyi aerobik kapasitenin iyi geliştirilmiş olmasına bağlıdır. Anaerobik egzersizlerde kaslar, kasılmayı oluşturacak enerjiyi ATP denilen enerji kaynaklarından karşılarlar. Aerobik sistemde yenilenme iki şekilde olur; a) Kısa Süreli Yenilenme ve Oksijen Açığı: Bu yolla yenilenme yaklaşık bir saat içerisinde tamamlanır. Oksijen açığı, sporsal bir etkinlikten sonra, bütün metabolik sisitemleri normal duruma döndürmek için, fazladan alınması gereken oksijen miktarı ( veya sporsal etkinlik sırasında alınan oksijen ile alınması gereken oksijen miktarı arasındaki fark ) olarak tanımlanır. Oksijen açığı iki nedenle ortaya çıkar. Birincisi, vücutta önceden depolanmış olan oksijenin kullanılması sonucudur. Kaslarda, hemoglobine benzer bir madde olan miyoglobinde 0.3 l., kanda, hemoglobine bağlı olarak 1 l., akciğerlerdeki havada, 0.5 l., bütün vücut sıvılarında erimiş halde, 0.25 l. oksijen mevcuttur. Bu oksijenin çoğu eksersiz sırasında tüketildiği için eksersiz bittikten sonra yenilenmelidir. İkinci olarak, boşalan fosfojen ve laktik anaerobik sistemlerin yenilenmesi için de oksijen gereklidir. Fosfojen sistemin yenilenmesi 2 l. oksijen tüketir ve bu 2-3 dakika içinde tamamlanır. Laktik sistem içinse 8 l. oksijen gereklidir ve bu enerji yoluyla oluşan açığın kapanması bir saat ya da daha fazla sürer. b) Uzun Süreli Yenilenme: Aeorobik etkinliklerde kullanılan kas glikojeninin yenilenmesi için saatler hatta günler gerekir.yenilenme hızı doğrudan beslenmeye bağlıdır.yüksek yağ ve protein içeren bir diyetle 5 gün sürerken karbonhidrat ağırlıklı beslenmede 2 gün yeterli olmaktadır. Bu bilgiler ileride antrenman programlarının hazırlanmasında yardımı olacak. Tablo. Enerji Sistemlerinin Karşılaştırılması
Spor Branşları veya Spor Aktiviteleri ATP-CP ve LA LA-02 O2 1- Beyzbol 80 20-2- Basketbol 85 35-3- Eskrim 90 10-4- Çim Hokeyi 60 20 20 5- Amerikan Futbolu 90 10-6- Golf 95 5-7- Cimnastik 90 10-8- Kürek 20 30 50 9- Futbol a- Kaleci - Forvet 80 20 - b- Orta Saha Oyuncusu, Bek 60 20 20 10- Tenis 70 20 10 11- Atletizm a- 100-200 mt 98 2 - b- Atma ve Atmalar 90 10 - c-400 mt 80 15 5 d-800 mt 30 65 5 e-1500 mt 20 55 25 f-3000 mt 20 40 40 g-5000 mt 10 20 70 h-10000 mt/kros 5 15 80 ı- Maraton - 5 95 12- Voleybol 90 10-13- Güreş 90 10 - Tablo. Çeşitli spor dalları ve kullandıkları enerji sistemleri
Egzersizin şiddeti ve süresi Egzersiz, yüklenme şiddeti ve süresi bir fonksiyon bütünlüğü oluşturur. Egzersizin şiddeti ve süresi kullanılacak kas fibril tipini belirler. Egzersizde yoğunluk artar ve kapsam daralırsa metaborik değişikliklerde farklılaşır. Egzersiz şiddetinden (uyarının yüksekliği, uyarının kuvveti) her bir uyarının veya bir uyarı serisinin kuvvetliliği anlaşılır. Bu kuvvetin derecesiyle özdeştir. Şöyle ki, maksimal bir kuvvetle yapılan koşu aynı zamanda maksimal uyarının şiddetidir, örneğin; bench pres hareketinde eğer en yüksek ağırlık kaldırılmış ise, uyarının şiddeti de maksimal demektir. Koşu antrenmanlarında uyarının şiddeti koşunun hızı olarak tanımlanır. Bu durum yüzmede, kayakta, mukavemet yarışında, kürekte, kanoda ve bisiklet de böyledir. Kısa süreli, şiddetli kassal eforlar esnasında ATP, CP ve glikoliz gibi anaerobik enerji kaynaklan kullanılır(14). Uzun süreli düşük şiddetteki eforlarda ise, karbonhidrat ve yağların oksidasyonu söz konusudur(8). Bu tür çalışmalarda ise aerobik enerji kaynakları kullanılır. Egzersizler, kullanılan enerjinin kaynağına göre de sınıflandırılabilir. Fox, Robinson ve Weigman'm maksimal çalışmalardaki sınıflaması şöyledir. a- <30 saniye: ATP-CP sistemi, b- 30-90 saniye: ATP-CP ve laktat sistemi, c- 90-180 saniye: Laktat ve oksijen sistemi, d- >180 saniye: Oksijen sistemi. Yüksek şiddetteki egzersizler için gerekli enerji 20 ile 25 saniye içinde biter ve enerji anaerobik glikoliz ile sağlanır. Bu reaksiyonun sonucunda laktik asit üretimi ve birikimi vardır. Egzersiz süresinin artmasıyla birlikte maksimal güç verimi de düşer. Çünkü enerji üretimi daha çok aerobik sisteme dayanmaya başlar. Egzersiz tiplerini; özelliklerine, kapasite ve güçlerine göre karşılaştırırsak, 100,200, 400 ve 800 metre koşuları ve iki ile üç dakika arasında sonlandırılabilecek aktiviteler kısa süreli aktivite sınıfına girerler. Üç ile on dakika arasında devam eden egzersizler vardır ki, bunlar gerekli enerjiyi aerobik ve anaerobik enerji sistemlerini kullanarak sağlarlar. Bunun yanında on dakika ve daha uzun süren egzersizler ise uzun süreli egzersiz sınıfına girerler. Egzersizde enerji metabolizması Egzersizde kullanılan enerji kaynağı yapılan egzersizin türü, şiddeti, süresi ve bireyin beslenmesi ile yakından ilişkilidir. Enerji sistemlerinin, yapılan egzersize enerji üretimi açısından katkıları egzersizin türü ve şiddeti bakımından ayrılabilir. 10 sn kısa süren yoğun egzersiz sırasında ATP üretimi için primer olarak anaerobik metabolik yollar kullanılır.
Maraton gibi uzun süreli fiziksel aktivitelerde ise aerobik ATP üretimi söz konusudur. 10-20 sn den daha uzun ve 10 dk dan daha kısa egzersiz programlarında ATP aerobik-anaerobik kombinasyon ile sentezlenir. Aslında birçok spor dalında kas fonksiyonu için aerobikanaerobik enerji sistemlerinin kombinasyonu kullanılır. Enerji sistemlerinin yapılan egzersize (enerji üretimi açısından) katkıları, egzersizin türü ve şiddeti açısından farklılık göstermektedir. Bunlar a- Uzun süre devam eden ve daha az güç gerektiren egzersizler, b- Aerobik ve anaerobik enerjinin birlikte kullanıldığı egzersizler, c- Kısa süre devam eden ve maksimal yüklenme şiddetiyle yapılan egzersizlerdir. Uzun süreli egzersizlerde enerji metabolizması Uzun süreli egzersizlerde enerjinin büyük çoğunluğu karbonhidrat ve yağlardan sağlanır. Bu tür egzersizlerde oksijen kullanımı egzersizde ihtiyacı duyulan enerjiyi sağlamak için yeterlidir. Bu nedenle laktik asit çok üst düzeyde birikmez. Oksijen gereksinimi ile tüketilen oksijen miktarı kararlı denge olarak adlandırılan düzeyde eşitlendiği zaman enerji üretimi tamamen aerobik yol ile devam eder. Aerobik metabolizma devamlı egzersizlerde on dakikadan sonra temel enerji kaynağıdır. Kısa süreli egzersizde enerji metabolizması Bu gruba 100, 200, 400 metre gibi sürat koşuları ile 800 metre koşu, şınav ve bunlara benzer sadece 2-3 dakika yüksek şiddette devam eden egzersizler girer. Bu tip egzersizde glikoz, yağlar az önemli, proteinlerin ise önemsiz katkıları olmaktadır. Anaerobik sistem daha baskın olmaktadır. Bütün bunlar, çatışan sistemin yalnız anaerobik sistem olduğunu ortaya koymaz. Sadece egzersiz için gerekli enerji ya da ATP aerobik yoldan sağlanamaz. 3000 metre koşularında aerobik ve anaerobik yollarla sağlanan enerji yüzdesi yaklaşık olarak birbirine eşittir. 1500 metre yarışında anaerobik yoldan sağlanan enerji biraz daha fazladır 1500 metre koşu zamanı üç dakika kırkbeş saniye, 3000 metre koşu zamanı dokuz dakika civarındadır. Bu kadar farklı zamanlar içinde koşulan her iki mesafe içinde aerobikanaerobik enerji kaynaklan eşit derecede önemlidir. Üç dakika kırkbeş saniye ile dokuz dakika süren egzersizler dışında kalan tüm egzersizler anında enerji kaynaklan birbirlerine tamamen zıtlık gösterirler. Üç dakika kırkbeş saniyeden daha kısa sürede yapılan spor dallarındaki egzersizlerde anaerobik yol, dokuz dakikadan uzun süredeki egzersizlerde ise aerobik yol baskındır.
Egzersizde Laktik Asit Metabolizması Egzersiz esnasında, vücutta glikojenolitik, glukolitik, laktik dehitrogenaz (1.0H) enzimlerinin bir sonucu olarak, metabolizma hızlandırıldığında, laktik asit üretimi kaçınılmaz bir şekilde aktivite ile ilişkili olmaktadır. Kreatin fosfatın tüketilmesinden sonra hızlı ve şiddetli kasılmalar yapma imkanı sağlayan glikojen ve glukozun parçalanması önemli bir enerji mekanizmasıdır. Karbonhidratlardan anaerobik olarak çok az ATP meydana gelmekte ve karbonhidratlardan anaerobik yıkım ürünü olarak kas yorgunluğunda ve metabolik asidozun meydana gelmesinde önemli bir rol oynayan laktik asit oluşmaktadır(14). Aerobik eşikte kan laktik asit konsantrasyonu 2 mmol civarındadır ve nabız 130-150 atım/dk arasındadır. VO2max'ın %50-75'ine karşılık gelir. Anaerobik eşikte ise, kan laktat konsantrasyonu 4 mmol civarına VO2max'ın % 65-75'ne yükselir ve anaerobik glikolizis başlar. Bu şiddette bir egzersizi 40 dakika ile 1 saat sürdürmek mümkündür. Nabız 150-170 atım/dk arasındadır. Anaerobik Eşik, laktik asidin kanda birikmeye başladığı, bir başka deyimle anaerobik metabolizmanın hızlandığı yani lüzumlu total enerjide anaerobik proseslerin payının belirgin bir şekilde artmaya başladığı efor düzeyidir. İstirahatte kan laktat konsantrasyonu 1 mmol civarındadır. VO2max'ın %40'ından daha düşük şiddetteki egzersizlerde laktat konsantrasyonu çok az değişir veya hiç değişmez. Ancak bu yoğunluğun üstüne çıktıkça laktat konsantrasyonu kas ve kanda değişmeye başlar. Şiddetli egzersiz esnasında kan laktik asit düzeyi 5 dakikada en üst düzeye ulaşır. Şiddetli egzersiz yapan kasta laktik asit konsantrasyonu 30 mmol iken, kan laktik asit konsantrasyonu 20 mmol civarındadır. Sonuç olarak, VO2max ın % 75'den yüksek şiddetlerde yapılan egzersizlerde laktik asit açık bir şekilde yükselir. Örneğin %95 VO şiddetinde 14-15 mmol, %100 VO2max şiddetinde ise 18 mmol'e ulaşır. Egzersiz süresi bu yükselme yüzünden aniden düşer. Normal bir kimsenin egzersizi bu yüzden 4 ile 6 dakika arası sürebilir. Şekil 2. Egzersiz şiddeti ile kandaki laktik asit konsantrasyon ilişkisi.
Maksimum Oksijen Tüketimi (Max VO2) VO2max terimi, yoğun egzersiz sırasında vücudun soluyabildiği ve kullanabildiği en yuksek oksijen kapasitesi olarak tanımlamabilir. Dayanıklılık sporcuları ve genel sağlık için kardiovespiratuvar kapasite oldukça önem taşır. Maksimum oksijen alımı (VO2) egzersiz kapasitesinin belirlenmesinde ve vücut kitlesine (litre/dakika) göre ölçülmesinde en etkili ve en genel kavramdır. Bu değer bireyin yaş, cinsiyet, boy ve kilo suna göre değişiklik gösterebilir. En üst düzey elit atletlerde bu değer 80 ml/kg/dk yi bulur, normal değer ise 20 ml/kg/dk dır. Bu değer antrenmanla artabildiği gibi yaşla beraber düşmektedir. Kişinin bir ünite zamanında kullanabildiği O2 miktarı ne kadar fazla ise o kişinin aerobik kapasitesi o oranda yüksek demektir. Hill e göre bir ünite zamanda alınan O2 dolaşım ve solunum sistemlerinin sınırlanması nedeniyle muayyen bir maksimum düzeye erişir ve yapılan iş artsa da o düzeyde kalır. Nitekim kişiye giderek artan iş yaptırıldığında kullandığı O2 miktar da linear bir şekilde artar. Nihayet öyle bir noktaya gelinir ki bu noktadan itibaren iş artsa bile O2 kullanımı artık daha fazla bir artış göstermez, aynı düzeyde kalır. İşte bu noktada kişinin kullandığı O2 maksimaldir ve Max VO2, veya maksimal aerobik kapasite adını alır ve bireyin kardiyorespiratuvar dayanıklılık kapasitesini veya kondisyonun en iyi kriteri olarak kabul edilir. Max VO2 nin gelişimi büyük oranda kalıtsal faktörlere bağlıdır (% 80-85). Antrenmanlarla %20-15 lik kısım geliştirilebilmektedir. Yüksek Max VO2, müsabaka anında gerekli olan enerjinin daha büyük oranda aerobik sistemden elde edilmesini sağlamaktadır. Şekil. Çeşitli durumlarda MaxVO2 tüketimi
Voleybolda Kullanılan Enerji Sistemleri Bir voleybol antrenörü ve sporcusu bir maçın süresini önceden kestiremez. Bir voleybol maçı beş set halinde oynanabilir, bu demek oluyor ki maç yaklaşık 90 dakika sürebilir, bu süre içinde bir oyuncu, özellikle bacak kaslarını etkileyen 250-300 hareket yapar. Hareketlerin oranları, sıçramalar %50-60, hızlı hareketler ve yer değişiklikleri yaklaşık %30 ve düşmeler yaklaşık %15 olarak tespit edilmiştir. Fox ve Mathews, voleybolu %90 anaerobik, %10 aerobik bir spor olarak tanımlamışlardır. Fakat bazı yeni araştırmacılar bunun %50 aerobik %50 anaerobik (%10 laktik, %40 alaktik) olarak belirtmektedirler. Yazar Durnin ve Passmore (1967) Rodionova ve Plakhtienko (1977) Fleck ve Case(1981) Reilly(1981) Brooks ve Fahey (1984) Enerji Harcaması (kj dk-1) 10.5-21.0 30,5 40.6 24.0-27.0 15.1 Tablo. Çeşitli kaynaklarda bir voleybol maçında ölçülen enerji harcamaları. 10 sn 1 dk 2dk 4dk 10dk 30 dk Anaerobik k.kal. 25 40 45 45 35 30 % 85 65-70 50 30 10-15 5 Aerobik k.kal. 5 20 45 100 250 700 % 15 30-35 50 70 85-90 95 Toplam k.kal. 30 60 90 145 285 730 Tablo. Egzersiz anındaki enerji sarfı Voleybol yüksek şiddetli egzersizleri gerektiren ve dinlenme periyotlarını içeren bir "İnterval sporu" olarak tanımlanabilir. Dinlenme periyotlarıyla birlikte smaç ve blok sıçramalarının patlayıcılık özelliğini Fox ve Mathews voleybol sporunun % 95 ATP- CP sisteminden ve diğer % 5'inin ise laktik asit sisteminden sağladığı şeklinde sınıflandırmışlardır. Aerobik sistemin bu dönemde etkisi hiç
yoktur. Bu sonuçlar voleybol sporunun enerji kaynaklarının % 63.2 - % 79.3 şeklinde anaerobik olduğunu ileri süren Rodionova ve Plakhtienko'yu desteklemektedir. Fizyolojik çalışmalar da yüksek anaerobik enerji gerektiren, doğal olarak aerobik bir spor dalı olduğunu göstermiştir. Aerobik komponentin bir kanıtı olarak, fast-twitch lifleriyle (FT) karşılaştırıldığında slow-twitch liflerinde (ST) daha fazla glikojen boşalımı olduğu belirlenmiştir ve iyi antrenmanlı voleybolcularda lipolsis (yağların parçalanması) artmaktadır. Ayrıca, ortalama 90 dakikalık bir süre içerisinde kombine olarak sıçrama ve yere düşme nedeniyle dayanıklılık da gerektirir. Karşıt olarak, oyunun patlayıcı özelliği yüksek şiddetli saha hareketleri, smaç ve bloklarla sağlanmaktadır. Elektrolit ve katekolamin konsantrasyonlardaki değişiklikler anaerobik patway yardımıyla enerji elde edilmesinin büyük olduğunu göstermektedir. Hücum ve savunma alanlarında yüksek şiddetli performanslar arasında ortalama interval süresi sırasıyla 25.1 sn ve 44.4sn'dir. Bu nedenle, oksijen depolarının aerobik olarak yerine konulması ve fosfojenlerin resentezi için yeterli zaman oluşabilmektedir. Bir voleybol maçı; 10.000m koşu ve hokey ile enerji harcaması açısından karşılaştırıldığında, voleybol maçında saatte 6.26kcal/kg 10.000 m yarışında saatte 5.88 kcal/ kg ve hokey maçında da 8.93 kcal/kg enerji harcaması olduğu belirlenmiştir. Tablo 6'da bir voleybol maçında uygulanan çeşitli aktiviteler için saatte harcanan enerji miktarlarını ve bu aktiviteler sırasındaki kalp atımlarını göstermektedir. Voleybol Hareketi Enerji Değeri (kcal) Kalp Atımı (atımdk-1) Smaç 2503 138 Servis 1223 104 Blok 1169 - Pas 1164 126 Top karşılama 1088 131 Saha deplase hareketi 472 - Tablo. Voleybol maçında çeşitli hareketlerin enerji ve ortalama kalp atım hızları. Sporcuların enerji gereksinimi; harcama ile enerji tüketimi arasında denge içerisinde olmalıdır. Enerji gereksinimi; devamlı olarak vücuttaki depolardan fazla olursa, sporcu yorulmaya başlayacaktır ve depolar tamamen tükeninceye kadar böylece sürecektir. Sporcular arasında enerji gereksinimi çok büyük farklılıklar göstermektedir. Vücut yüzey alanı, yaş, cinsiyet ve çevre gibi faktörler günlük enerji harcamasını etkilemektedir. Ayrıca, egzersizde
harcanan enerji; egzersizin tipi, süresi, şiddeti, kondisyon seviyelerine bağlı olarak değişebilmektedir. Sporcular her gün yeterli kalori, özellikle karbonhidratları tüketmezlerse, kas karbonhidrat depolan (glikojen) boşalmaya başlar. Araştırmalar; depolarda azalma olduğunda, dayanıklılık ve performansında azaldığını ortaya çıkarmıştır. Diğer bir deyişle, yorgunluğun temel nedeni glikojenin boşalmasıyla ilgilidir. Artan enerji alımı gereksinimi, uzun süreli antrenman sezonunda oluşacak büyük harcamalardan dolayı dayanıklılık sporcuları için kolayca anlaşılır. Buna rağmen, birkaç araştırmada kuvvet antrenmanı yapan sporcuların enerji gereksinimi benzer bir yüksekliğe çıkabilir. Dayanıklılık sporcularından farklı olarak, kuvvet sporcularının artan enerji gereksinimi antrenman süresince aşırı harcamayla belki ilgili değildir. Çünkü bu sporcular için kas kasılması süresi relatif olarak daha kısadır. Ayrıca, artan enerji gereksinimi; bu sporcuların kas kitlesinin genişlemesine bağlı olarak bazal metabolik hızın artmasıyla oluşabilir. Kaybolan kas kitlesindeki değişiklikleri azaltmak için sporculara günde 5-6 öğün yemek yemeleri önerilmektedir. Ayrıca, harcama çok yüksek olduğunda, aşırı hacimlerinden dolayı katı besinlerin büyük miktarları tüketmeleri mümkün olmayabilir. Bu nedenle, bir çok sporcuya katı besinlere ilave olarak yüksek enerjili konsantre içeceklerin kullanılması yararlı olacaktır. EGZERSİZİN YARARLARI Dünya Sağlık Örgütü ne (WHO) göre sağlık; vücut, ruh, sosyal ve mental bakımdan tam bir iyilik halinde olmaktır. Sporun, insanın kas ve sinir sistemini, zihinsel ve fiziksel reaksiyonlarını, vücudun fizyolojik ve metabolik gelişimini destekleyen bir araç olduğu bilinmektedir. Fiziksel aktivitelerin bir çeşit rehabilitasyon özelliği olduğu vurgulanmaktadır. Sportif aktivitelere katılım bireye kasların güçlenmesi, koordinasyon gelişimi, denge gelişimi, duruş kontrol gelişimi, esneklik gelişimi, solunum-dolaşım sisteminin gelişimi gibi geniş alanlarda büyük yararlar sağlayabilmektedir. (33-34). Günümüzde egzersiz, sosyal bir olay haline gelmiştir. Bu gelişim, sağlık açısından önemli olan düzenli egzersiz yapma alışkanlığını kazanma şeklinde de değerlendirilebilir. Egzersiz yaparken kaslar daha fazla O2 alma ihtiyacı duyar ve kalp daha hızlı kan pompalar. Böylece egzersiz, dolaşım sistemini olumlu etkiler. Damarların sağlığını olumlu etkileyen egzersiz, kalbin kanı vücudun her tarafına daha kolay pompalamasına katkıda bulunur.
Egzersiz sırasında enerjim harcamasının artması, vücut yağlarını azaltır ve kan basıncına olumlu etki ederek, kalp hastalıkları riskini önler. Yetişkin kadınlarda yapılan bir araştırmada, haftada 3 saat yapılan ya da her gün 1 saat yapılan tempolu yürüyüşün kalp hastalıkları riskini %30-40 a kadar düşürdüğü gözlenmiştir. Düzenli yapılan bir yürüyüş: Kilo kontrolü ve yönetimine, Kan basıncı kontrolüne, Kalp krizi riskinin azalmasına, HDL düzeyinin artmasına, İnme-felç riskinin azalmasına, Göğüs kanseri ve Tip2 DM riskinin azalmasına, Depresyon, kolon kanseri, konstipasyon ve osteoporoza karşı koruyucu etkiye, Yaşam süresinin uzamasına, Stres düzeylerinin azalmasına, Artrit ve sırt ağrılarının hafiflemesine, Kas, eklem ve dokuların güçlenmesine, Uyku kalitesinin artmasına, genel duygu durumunun iyileşmesine ve kişide iyi olma halinin yaratılmasına etkendir. EGZERSİZİN SİSTEMLER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ "İnsan vücudu hareket etsin diye yaratılmıştır". Gerçekten de, hareketsizlik sağlık durumunu bozar. Günümüzde asansörlerin, yürüyen merdivenlerin ve motorlu ulaşım vasıtalarının yaygın kullanımı kas gücüne ihtiyacı ve insanların kas aktivitelerini azaltmıştır. Ayrıca, çoğu kişi düzenli egzersizin sağlığı için ne kadar faydalı olacağının farkında değildir. Bunların arasında maalesef hekimler de yer almakta ve birçok hekim, hastalarına düzenli egzersiz tavsiyesinde bulunmamaktadır. Fiziksel açıdan aktif olan orta yaşlı kadınlara göre inaktif orta yaşlı kadınlarda bütün sebeplerden ölüm riskinin % 52, kalp-damar hastalıklarından ölüm riskinin % 100 ve kanserden ölüm riskinin % 29 daha fazla olduğu gösterilmiştir. Bu rölatif risk artışları hipertansiyon, hiperkolesterolemi ve obezite için geçerli olanlara benzer, orta derecede sigara içimiyle rölatif risk artışına yakındır. Düzenli egzersizin dolaşım, solunum, hareket ve bağışıklık sistemlerine, kan kompozisyonu ve metabolizma üzerine olumlu etkileri vardır. Bu
etkilerden dolayı düzenli egzersiz yapanların hayat süreleri biraz daha uzun ve daha önemlisi, hayat kaliteleri daha iyidir. Haftada 1000 KCal harcayacak şekilde düzenli egzersiz yapmak herhangi bir sebepten ölüm riskini % 20-30 azaltmaktadır. Düzenli egzersizin göstergesi olarak bazı çalışmalarda kişinin fiziksel uygunluk durumu (kondisyon), bazı çalışmalarda ise yaptığı fiziksel aktivite kullanılmaktadır. Yapılan fiziksel aktiviteye göre daha objektif olan fiziksel uygunluk durumu, kişinin sağlık haliyle daha fazla ilişkilidir. Düzenli Egzersizin Dolaşım Sistemi Üzerine Etkileri Dayanıklılık antrenmanlarıyla meydana gelen en önemli değişiklik, aerobik gücün artmasıdır. Antrenmana aerobik güç cevabı kişiden kişiye değişir. Başlangıçtaki V02max değerine bağlı olarak artış % 2-3 kadar düşük, % 30-50 kadar yüksek olabilir. Sedanter hayat süren kişilerin, V02max'larının % 50-80'i yükte haftada üç defa yarım saat egzersiz yapmaları V02max'larını % 15-20 artırır. Aerobik güç artınca, kişi yorgunluk hissetmeden daha fazla yükte veya belli bir yükte daha uzun süre egzersiz yapabilir. Ayrıca iş verimi ve kalp dakika volümü artar. Aerobik güç yirmili yaşlarda maksimum değerine ulaşır, daha sonra her yıl % 0.5 ila % 1 azalır. Saatte 5 km hızla yürüyen bir kişi, ağırlığı 65 kg ise dakikada yaklaşık 1 litre, 100 kg ise 1.5 litre oksijen kullanır. Gençler bu hızda rahat yürüyebilirken, aerobik güçlen daha az olan yaşlılar giderek daha fazla zorlanırlar. Günlük aktivitelerini zorlanmadan yapabilmek için yaşlılar düzenli egzersiz yapmalı ve vücut ağırlıklarının artmasını engellemelidirler. Antrenmanla meydana gelen aerobik güç artış oranı yaşlılarda gençlerdekine benzerdir.egzersizler bırakılınca aerobik güç azalır. Antrenman yoğunluğunun azalması bile, aerobik gücün azalmasına yol açar. Antrenmanlılarda istirahat kalp hızı düşüktür. Bu, kalbin daha ekonomik çalıştığının göstergesidir. Bazı sporcularda istirahat kalp hızı dakikada 40'a kadar düşebilir. Düzenli egzersiz yapanlarda belli bir egzersiz yükün-deki kalp hızı da daha düşüktür, bu atım volümünün fazla olmasına bağlıdır. Bu özellik bazı performans testlerinin temelidir. Antrenmanlılarda egzersizden sonra kalp hızının normale dönüşü, yani kalbin toparlanması daha çabuk olur. Dayanıklılık antrenmanı yapan kişilerde daha çok sol ventrikül diyastol sonu volümü artar, ventrikül duvar kalınlığı 15 milimetreyi geçmez. Düzenli egzersiz yapanlarda miyokard aynı iş yükünde daha az oksijene ihtiyaç duyar. Bu, miyokard iskemisi riskinin azalmasına yol açar. Düzenli egzersiz yapanlarda koroner
dolaşımda da olumlu değişiklikler olur; ana koroner arterlerin çapı artar, yeni kılcal damarlar ve arteriyoller oluşur. Dayanıklılık antrenmanlarıyla (plazma hacminin artmasına bağlı olarak) kan hacmi artar. Düzenli egzersiz yapan kişilerin plazma trigliserit ve LDL kolesterol seviyeleri daha düşük, HDL kolesterol seviyeleri daha yüksektir. Düzenli egzersiz böylece HDL/LDL oranını yükselterek damar sertliğinden korunma sağlar. HDL kolesterolü artırmak için haftada en az 13-20 km yürüme veya jogginge eşdeğer egzersiz yapılmalıdır. Egzersiz yapmayan yaşlılardan farklı olarak, düzenli egzersiz yapanlarda yaşlanmayla HDL kolesterolün azaltmadığı gösterilmiştir. Aerobik egzersizler trombosit adezyonunu azaltarak trombüs oluşumunu önleyici etki gösterir. Düzenli egzersiz endorfinleri artırarak kişinin kendini iyi hissetmesini sağlar, stresi azaltır. Depresyon, anksiyete ve bunların somatik belirtileri azalır, kişinin kendine güveni artar. Bu kendini iyi hissetme hali kalp hastalıkları, diyabetes mellitus, osteoporoz, hipertansiyon, obezite, kanser ve depresyondan korunmada ve bu hastalıkların tedavisinde önemlidir. Düzenli egzersiz ayrıca cinsiyet hormonlarının kan seviyelerinde değişikliğe yol açar. Düzenli egzersiz, tansiyonu normal olan kişilerde hipertansiyon gelişimini önler veya geciktirir, hipertansiflerde ise kan basıncını azaltır. Sistolik ve diyastolik kan basınçları genellikle eşit şekilde etkilenir. Aerobik egzersizler otonom sinir sisteminin dengesini olumlu yönde etkileyerek aritmi riskini azaltır. Düzenli egzersizler endotel fonksiyonlarında iyileşmeye yol açar. Bu yüzden, yaşlanmayla, sigara kullanımıyla ve koroner kalp hastalığı, konjestif kalp yetmezliği, diyabet, hipertansiyon, hiperkoleste-rolemi ve obezite gibi kronik hastalıklarla meydana gelen endotel disfonksiyonunun azaltılmasında egzersiz faydalıdır. Bu etkilerinden dolayı düzenli egzersiz, koroner kalp hastalığına karşı koruyucudur. Düzenli Egzersizin Solunum Sistemi Üzerine Etkileri Egzersiz sırasında çalı ihtiyaç duydukları enerji için oksijen (O2) kullanır ve karbondioksit (CO) üretir. Akciğerler, hava ile kanın karşılaştığı organlardır. O2 nin atmosferdeki hava ile kan arasındaki transferini ve büyük bir kısmı metabolik olarak üretilen CO2 in vücuttan atılmasını sağlar. İstirahatten şiddetli bir egzersize geçilmesi, akciğerlere giren ve dışarı solunan hava hacminde değişikliğe neden olur. Bu miktar, dakikada 6 litreden 160 litreye kadar çıkabilir. İstirahat sırasında, MDV, cinsiyet ve vücut büyüklüğüne göre farklılıklar gösterir. İstirahat sırasında, ortalama solunum volümü
0.50 L (500 ml) solunum frekansı ise yaklaşık 12 soluk/dak dır. Bu durumda, maksimum dakika ventilasyonu yaklaşık 6L/dk olur. Fiziksel aktivitenin başlaması ile birlikte solunumda iki aşamalı bir artış meydana gelir. Solunumda ani oluşan hissedilebilir artışı solunum derinliğinde ve frekansında oluşan daha dereceli bir artış izler. Egzersiz esnasında, aşırı nefes alıp verme halinde, solunumu sağlayan kaslar oksijeni daha çok kullanırlar. Dayanıklılık çalışmaları solunum işlerliğini geliştirir. Gelişen solunum sistemiyle istenen oksijeni sağlamak için daha az solumak yeterli olmaktadır. Azalan soluk sıklığı daha çok oksijenin kana geçmesine ortam hazırlamaktadır. Kişi her zaman vücudun ihtiyacından çok daha fazla oksijeni organizmaya sağlayabilmektedir. Bu yüzden önemli olan antrenmanlarla oksijenin kullanılabilirliğini bir başka deyişle max VO2 nin arttırılmasının sağlanmasıdır. Düzenli Egzersizin Bağışıklık Sistemi Üzerine Etkileri Düzenli egzersizin bağışıklık sistemi üzerine etkileri, kişinin sağlık durumuna, tedavi görüp görmediğine ve egzersizin yoğunluğuna bağlıdır. Orta yoğunluktaki egzersizler genellikle bağışıklık sistemi açısından faydalıdır; immun globulinler % 20 oranında artar. Bazılarına göre antrenmanla T lenfositlerin sayısı ve alt tiplerinin oranı değişmez, bazılarına göre T lenfositler artar, yardımcı T hücrelerin baskılayıcı T hücrelere oranı azalır. Aktif kişilerde istirahatteki doğal öldürücü hücre aktivitesinin daha fazla olduğu ileri sürülmektedir. Çok yoğun egzersizler ise zararlı olabilir; doğal öldürücü hücrelerin sayısı azalabilir. Düzenli Egzersizin İskelet Kası Üzerine Etkileri Dayanıklılık antrenmanlarıyla iskelet kaslarında kılcal damar, besleyici madde ve oksidatif enzim miktarı artar. Düzenli egzersizle iskelet kasının yağ asitlerini kullanma kapasitesi artar, böylece glikojen deposu daha uzun dayanır, ayrıca iskelet kası glikojen deposu da artar ve yorgunluk daha geç gelişir. Dayanıklılık antrenmanlarının bir etkisi de yoğun egzersizde laktatın daha az birikmesidir. Kuvvet antrenmanlarıyla kas kütlesi ve kas kuvveti artar. Kas kütlesinin artışı ancak antrenmanların 6. haftasından itibaren belirgin hale gelir ve daha çok her bir kas lifinin çapının artışına (hipertrofiye) bağlıdır. Kas kuvveti artışı kütle artışına eşlik eder ve erkeklerle kadınlarda oran olarak aynıdır. Kuvvet antrenmanlarıyla iskelet kasın-daki enzimlerin aktivitesi, glikojen, ATP ve kreatin fosfat miktarı da artar.
Düzenli Egzersizin Kemikler Üzerine Etkileri Egzersiz, kemikler, bağlar ve tendonların kuvvetlenmesini ve daha esnek hale gelmesini sağlar. Antrenmanla bağlar ve hiyalen kıkırdak kalınlaşır ve basıya daha dirençli hale gelir. Düzenli egzersiz, kemik mineral yoğunluğunu artırarak osteopo-rozu (kemik erimesini) geciktirir. Bu yüzden, özellikle orta yaşlı ve yaşlı kadınlara uygun egzersizler tavsiye edilmelidir. Bazı sporlar kemik yapısında lokal değişiklere yol açabilir. Meselâ, elit tenisçilerin aktif kollarında kemik yapısı daha güçlüdür. Yerçekiminin etkisinden dolayı, ayakta yapılan egzersizler yatarak yapılanlara, yürüme yüzmeye göre daha faydalıdır. Düzenli Egzersizin Metabolizma Ve Vücut Kompozisyonu Üzerine Etkileri Kişi ne kadar aktifse, obezite riski olmaksızın alabileceği enerji o kadar fazladır. Böylece esansiyel besin maddeleri de daha fazla alınabilir. Yaşlanmayla metabolizma yavaşlar ve gıda alımı azalır, fakat esansiyel besin maddesi ihtiyacı azalmaz. Bu yüzden, aktif yaşlıların esansiyel besin maddesi ihtiyaçlarını ağırlık artışı olmadan almaları mümkündür. Düzenli egzersiz obezite tedavisinde giderek daha fazla yer almaktadır. Diyete egzersiz de eklendiğinde, hem vücut ağırlığı biraz daha azalır, hem de yağsız vücut kitlesi korunmuş olur. Düzenli egzersizin başlangıcında vücut ağırlığında önemli bir azalma olmaz. Çünkü yağ dokusu azalırken, başta kas kütlesi olmak üzere, yağsız vücut kütlesi artar. Egzersiz programı 3 ayı geçince yağsız vücut kütlesi artışı yavaşlar ve vücut ağırlığındaki azalma yağdaki gerçek değişmeyi yansıtmaya başlar. Dayanıklılık antrenmanlarının vücut ağırlığını azaltıcı etkisi, diğer antrenman tiplerine göre daha belirgindir. Haftada 3-4 gün çalışıldığında önemli değişiklikler meydana gelir, haftada 2 gün egzersiz yapıldığında vücut ağırlığındaki değişme çok azdır. Düzenli egzersiz glikoz toleransını artırarak diyabet riskini azaltır, kişi diyabetli ise durumunu iyileştirir. Düzenli egzersiz, terleme kapasitesini, dolayısıyla sıcağa tahammülü artırır, terin daha az tuz içermesine yol açar. Düzenli egzersiz serbest oksijen radikallerinin oluşumunu da etkiler.
Günlük Enerji İhtiyacının Belirlenmesi Bireyin günlük enerji harcaması, alması gereken günlük enerji ihtiyacını belirlemektedir. Günlük Enerji: Bazal metabolizma hızı + günlük yaşam aktiviteleri için gerekli enerji + sportif aktivite için gerekli enerji. Dinlenik Metabolizmanın Belirlenmesinde Kullanılan Eşitlikler 1. Harris Benedict Eşitliği Kadın: Bazal Metabolizma Enerji İhtiyacı: 655+9,6(W)+1,8(h) - 4,7(a) Erkek: Bazal Metabolizma Enerji İhtiyacı: 66+13,7+(W)+5(h) - 6,8(A) W= Vücut Ağırlığı (kg), H=Boy(cm) A= Yaş (yıl) 2. Beden Yüzey Alanı Dinlenik Metabolizma (Erkek): (BSA * 38 kkal/saat * 24 saat) Dinlenik Metabolizma (Bayan): (BSA * 35 kkal/saat * 24 saat) 3. Pratik Yol Dinlenik Metabolizma = Vücut Ağırlığı (kg) * 1 kkal 24 (saat/gün) sonucun doğruya yakın olabilmesi için; Bayanlarda = V.A. * 22 / Erkeklerde = V.A. * 24,2 kullanılmaktadır. 4. Oksijen Tüketim Yolu İle RMR Dinlenik durumda oksijen tüketimi 3,5 ml.kg/dk dır. 1 Litre O2 karşılığında 5 kkal enerji verir. Örneğin: 80kg olan bir kişinin günlük oksijen kullanımı hesaplandıktan sonra tüketeceği enerji miktarı hesaplanabilir. VO2 = 80 kg. * 3,5ml.kg/dk. = 280ml O2/dk 280ml O2 /dk * 60 dk= 16800 ml/saat 16800 * 24 saat = 432000 ml /gün = 432 litre/gün 432 * 5 kkal = 2016 kkal/gün
Tablo: Bazı aktiviteler için tahmini enerji harcamaları Çalışma Durumu Enerji Harcaması (kkal/kg/gün Kadın Erkek 18-30 31-60 60 + 18-30 31-60 60 + Hafif İş (Oturarak Çalışma) Orta İş (Ev-Bahçe İşleri, yürüme) Orta Üstü İş (Ayakta Çalışma) Ağır İş (İnşaat İşleri, yük taşımak) Çok Ağır İş (Madencilik bv.) 33 33 30 36 35 29 38 38 34 42 40 34 42 42 39 47 45 38 47 47 43 52 50 42 52 52 47 57 55 46 Tablo: Spor Branşlarına ve Egzersizlere Göre Enerji Harcamaları