EGZERSİZ FİZYOLOJİSİNDE TEMEL KAVRAMLAR Öğr. Gör. Dr. Tahir Hazır HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ SPOR BİLİMLERİ ve TEKNOLOJİSİ YÜKSEKOKULU FİZYOLOJİ İNSAN VÜCUDUNU OLUŞTURAN SİSTEMLER NASIL ÇALIŞIYOR ? ANATOMİ MOLEKÜLER BİYOLOJİ BİYOFİZİK BİYOKİMYA EGZERSİZ FİZYOLOJİSİ EGZERSİZ ESNASINDA SİSTEMLER NASIL ÇALIŞIYOR ? UYARI-CEVAP-UYUM Fizyolojik stres (UYARI) fizyolojik değişiklik (CEVAP) aerobik antrenman (UYARI) KAH artış Oksijen tüketiminde taşınımında artış Aerobik enerji yolundan enerji üretiminde artış (CEVAP) kuvvet antrenmanı (UYARI) kas kasılmasında artış (CEVAP) fizyolojik kapasitede artış (UYUM) Yorgunluk zamanında uzama (UYUM) kas kitlede artış (UYUM) UYARI-CEVAP-UYUM UYUM Yeni seviye Temel seviye YETERSİZ UYARI (ANTRENMAN) DEĞİŞİM YOK Temel seviye YETERLİ UYARI (ANTRENMAN) SIKLIK, SÜRE, ŞİDDET (ANTRENMAN BİLİMİ) Temel seviye AŞIRI UYARI (ANTRENMAN) Temel seviye YORGUNLUK OYUNUN ADI : ENERJİ TANIM BİYOLOJİK YADA MEKANİK BİR SİSTEMİN İŞ YAPABİLME KAPASİTESİ ISI IŞIK ELEKTRİK MEKANİK NÜKLEER KİMYASAL ENERJİ GÜNEŞ ENERJİSİ ISI IŞIK BİTKİLER SU + KARBONDİOKSİT BESİN MADDESİ(KİMYASAL ENERJİ) KARBONHİDRAT (GLİKOZ) YAĞ PROTEİN (YAKIT) HAYVANLAR YAKIT (GLİKOZ,YAĞ,PROTEİN) SU + KARBONDİOKSİT + KİMYASAL E. ENERJİ YAKIT (GLİKOZ,YAĞ,PROTEİN) SU + KARBONDİOKSİT + KİMYASAL E. BİYOLOJİK OLAYLAR KAS KASILMASI UYARI İLETİMİ MADDE SENTEZİ MADDE TAŞIMA MADDE SALGILAMA ENERJİ ATP ATP ADP + ENERJİ BİYOLOJİK OLAYLAR KAS KASILMASI UYARI İLETİMİ MADDE SENTEZİ MADDE TAŞIMA MADDE SALGILAMA ENERJİNİN KULLANIMI YAKIT (BESİN MADDESİ) (GLİKOZ,YAĞ,PROTEİN) ATP (KİMYASAL ENERJİ) ADP ENERJİ BİYOLOJİK OLAYLAR KAS KASILMASI UYARI İLETİMİ MADDE SENTEZİ MADDE TAŞIMA DEPO YAKITLAR (ENERJİ) YAKIT KARBONHİDRAT DEPO FORMU DOKU GLİKOJEN BÜYÜK KAS YAĞ TRİGLİSERİT GÜNLÜK DEĞİŞİM EGZERSİZ KARACİĞER AÇLIK YAĞ DOKU KÜÇÜK DERİ ALTI PROTEİN PROTEİN YAĞSIZ KAS KİTLESİ KÜÇÜK ENERJİ DÖNGÜSÜ ATP ENERJİ BİYOLOJİK OLAYLAR KAS KASILMASI ADP ENERJİ YAKITLAR (GLİKOZ/GLİKOJEN, YAĞ, PROTEİN) ENERJİ SİSTEMLERİ OKSİJENLİ SİSTEM YAĞLAR LA SİSTEM GLİKOJEN (OKSİJENSİZ) OKSİJENLİ SİSTEM GLİKOJEN FOSFOJEN SİSTEM ATP-CP (OKSİJENSİZ) ATP KAS KASILMASI ENERJİ HARCAMASI FOSFOJEN SİSTEM ADP KREATİN FOSFAT KREATİN (ENERJİCE ZENGİN) ATP ADP ENERJİ (KAS) LAKTİK ASİT SİSTEMİ 3 ADP GLİKOZ 2 LAKTİK ASİT (GLİKOJEN) 3 ATP ADP ENERJİ (KAS) OKSİJENLİ SİSTEM ADP YAĞ GLİKOZ (GLİKOJEN) PROTEİN SU + KARBONDİOKSİT OKS İJEN ATP ADP ENERJİ (KAS) GLİKOZ 39 ATP YAĞ 130-147 ATP ENERJİ SİSTEMLERİNİN GÜÇ VE KAPASİTELERİ ENERJİ SİSTEMİ FOSFOJEN SİSTEM GÜÇ KAPASİTE (ATP/dk) (TOPLAM ATP) 4 (ÇOK YÜKSEK) 1.0 (ÇOK DÜŞÜK) LAKTİK ASİT SİSTEMİ 2 (YÜKSEK) 3 AEROBİK SİSTEM TEORİK OLARAK 1 (ÇOK DÜŞÜK) (DÜŞÜK) SINIRSIZ Enerji Sistemlerinin Kapasitesi ENERJİ SİSTEMLERİNİN KAPASİTESİ Uzun Süreli enerji – Aerobik Sistem % 100 Kısa Süreli – LA sistem (ANAEROBİK) Acil Enerji Çok Kısa Süreli – ATP-PC 10 sn 30 sn 2 dk Egzersiz Süresi 5 dk ENERJİ SİSTEMLERİ VE FİZİKSEK AKTİVİTELER 0 sn 4 sn A T P 10 sn ZAMAN 1.5 dk 2 dk 3 dk + Güç – Kuvvet Sporları Halter, Gülle atma, Şut Çekme Fosfojen sistem Güç-Kuvvet Sporları 100 – 200 m Sprint, Futbolda kısa spritler, sıçramalar Fosfojen & Laktik Asit Sistemi Laktik asit & Oksijenli sistem Anaerobik Dayanıklılık Gerektiren Sporlar 100 m yüzme, 400-800 m koşu Futbolda yüksek tempolu paslaşmalar, ver-kaç’lar Anaerobik / Aerobik Dayanıklılık Gerektiren Sporlar 200 m yüzme, 1500 m koşu, Güreş, Futbolda yüksek tempolu paslaşmalar, verkaç’lar Aerobik Dayanıklılık Gerektiren Sporlar Oksijenli sistem Uzun mesafe koşuları Futbolda oyunun temeli Kısa Süreli Oksijensiz sistem Uzun Süre Oksijenli sistem ENERJİ SİSTEMLERİNİN GENEL ÖZELLİKLERİ ÖZELLİK OKSİJEN İHTİYACI FOSFOJEN SİS. YOK LAKTİK ASİT SİS. YOK AEROBİK SİS VAR YAKIT KREATİN FOSFAT GLİKOJEN GLİKOJEN YAĞ PROTEİN SON ÜRÜN KREATİN LAKTİK ASİT SU + CO2 YAKIT BAŞINA SENTEZLENEN ATP 1 ATP 3 ATP 39 ATP (G) 130-147 ATP (Y) GÜÇ ÇOK YÜKSEK YÜKSEK DÜŞÜK KAPASİTE ÇOK DÜŞÜK DÜŞÜK SINIRSIZ SPOR DALI GÜÇ/KUVVET TAKIM S. ANAEROBİK D. TAKIM S. AEROBİK D. TAKIM S. KAS FİBRİL TİPLERİ • Tip I / Yavaş Kasılan Fibriller (AEROBİK KAPASİTESİ YÜKSEK) • Tip II / Hızlı Kasılan Fibriller Tip IIa (AEROBİK / ANAEROBİK) Tip IIx (ANAEROBİK) MOTOR ÜNİTE KAS FİBRİL TİPLERİ TİPLERİ ÖZELLİK TİP I TİP II FİBRİL ÇAPI UYARI EŞİĞİ UYARI YAYILMA HIZI KASILMA HIZI KUVVET ÜRETİMİ ANA ENERJİ SİSTEMİ GLİKOJEN DEPOLARI YAĞ DEPOLARI KREATİN FOSFAT DEP. YORULMA HIZI KÜÇÜK DÜŞÜK YAVAŞ YAVAŞ DÜŞÜK OKSİJENLİ BÜYÜK BÜYÜK DÜŞÜK YAVAŞ BÜYÜK YÜKSEK ÇOK HIZLI ÇOK HIZLI ÇOK YÜKSEK OKSİJENSİZ BÜYÜK DÜŞÜK BÜYÜK ÇOK HIZLI DAYANIKLILIK SPORLARI KUVVET/SPRİNT SPORLARI EGZERSİZDE KAS METABOLİZMASI DİNLENİK TÜKENME DEĞİŞİM (%) ATP 26 22.0 - 15 ADP 3.2 3.8 + 18 KREATİN FOSFAT 79 11 - 86 GLİKOJEN 284 141 - 50 LAKTİK ASİT 4.2 104 + 25 KAT TOPARLANMA EGZERSİZ SONRASINDA DİNLENİK SEVİYEYE DÖNENE KADAR GEÇEN SÜREÇ-METABOLİK/FİZYOLOJİK OLAYLAR ALAKTASİT FAZ (HIZLI TOPARLANMA OKSİJEN FAZI) OKSİJEN TÜKETİMİ DİNLENİK SEVİYENİN ÜSTÜNDE KAH DİNLENİK SEVİYENİN ÜSTÜNDE SOLUNUM SİSTEMİ DİNLENİK SEVİYENİN ÜZERİNDE LAKTASİT FAZ (YAVAŞ TOPARLANMA OKSİJEN FAZI) OKSİJEN TÜKETİMİ DİNLENİK SEVİYEDE KAH DİNLENİK SEVİYEDE SOLUNUM SİSTEMİ DİNLENİK SEVİYEDE TOPARLANMA ALAKTASİT FAZ (HIZLI TOPARLANMA OKSİJEN FAZI) FOSFOJEN SİSTEM YENİLENİR ATP + KREATİN FOSFAT DEPOLARI DOLDURULUR ADP EGZERSİZDE KREATİN FOSFAT KREATİN ATP ATP TOPARLANMADA KREATİN OKSİJENLİ SİSTEM KREATİN FOSFAT ADP KREATİN FOSFATIN YENİLENME HIZI Toparlanma süresi 10 sn’den az 30 sn 60 sn 90 sn 120 sn 150 sn 180 sn Yenilenen CP miktarı (%) çok az % 50 % 75 % 87 % 93 % 97 % 98-99 TOPARLANMA KAH 185 BR DR 175 AR 165 155 HIZLI TOPARLANMA OKSİJEN FAZI KAH 145 135 125 115 YAVAŞ TOPARLANMA OKSİJEN FAZI 105 95 85 75 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 ZAMAN (dk) 22 24 26 28 30 32 34 TOPARLANMA LAKTASİT FAZ (YAVAŞ TOPARLANMA OKSİJEN FAZI) LAKTİK ASİT KANDAN UZAKLAŞTIRILIR GLİKOJEN DEPOLARI DOLDURULUR DOKULAR YENİLENİR LAKTİK ASİT GLİKOJEN (% 20) (KAS / KARACİĞER) AEROBİK SİSTEM LAKTİK ASİT (YAKIT) SU + KARBONDİOKSİT + ATP İSKELET KASI KALP KASI BÖBREKLER PASİF TOPARLANMA LAKTİK ASİTİN UZAKLAŞTIRILMASI YAVAŞ AKTİF TOPARLANMA LAKTİK ASİTİN UZAKLAŞTIRILMASI HIZLI TOPARLANMA LAKTİK ASİT BR 15,0 DR 14,0 AR 13,0 laktik asit(mmol/L) 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 rest peak 6 9 12 15 18 21 ZAM AN (dk) 24 27 30 33 36 TOPARLANMA LAKTASİT FAZ (HIZLI TOPARLANMA OKSİJEN FAZI) GLİKOJEN DEPOLARI DOLDURULUR 24 - 48 SAAT (NORMAL DİYET - CHO, YAĞ, PROTEİN) 120 SAAT (YAĞ VE PROTEİN ZENGİN DİYET) ANAEROBİK EGZERSİZLERDEN SONRA DAHA HIZLI AEROBİK EGZERSİZLERDEN SONRA DAHA YAVAŞ OKSİJEN TAŞIMA SİSTEMİ OKSİJENİN ALINMASI (SOLUNUM SİSTEMİ) OKSİJENİN TAŞINMASI (DOLAŞIM SİSTEMİ / KAN) OKSİJENİN KULLANILMASI (KAS, FİBRİL TİPİ) EGZERSİZDE SOLUNUM SİSTEMİ BİR DEFADA SOLUNAN HAVA MİKTARINA SOLUMA HACMI (TİDAL VOLUM) (TV) BİR DAKİKA İÇİNDE SOLUK ALMA SAYISINA SOLUNUM FREKANSI DENİR (F) BİR DAKİKADA SOLUNAN HAVA MİKTARINA DAKİKA VENTİLANSYONU (VE) L/dk DAKİKA VENTİLASYONU (VE) = TV x F DİNLENİK DURUM TV = 0.5 - 0.6 L F = 10 - 12 VE = 0.5 x 10 = 5 L/dk EGZERSİZDE SOLUNUM SİSTEMİ EGZERSİZ DAKİKA VENTİLASYONU (VE) = TV TV = 3.0 - 4.0 L F = 55 - 60 x F VE = 180 - 210 L/dk VE’de artışın nedeni OKSİJEN TÜKETİMİ / KARBONDİOKSİT ÜRETİMİ / LAKTİK ASİT BİRİKİMİ EGZERSİZDE SOLUNUM SİSTEMİ 1. BÖLÜM EGZERSİZ ÖNCESİ - HAFİF ARTIŞ (PSİKOLOJİK) 2. BÖLÜM EGZERSİZİN ERKEN DÖNEMİ - ANİ ARTIŞ (MEKANİK / EKLEM HAREKETLİLİĞİ) 3. BÖLÜM EGZERSİZİN GEÇ DÖNEMİ- YAVAŞ ARTIŞ (KİMYASAL / CO2, LA) EGZERSİZDE DOLAŞIM SİSTEMİ KALBİN BİR ATIMDA VÜCUDA YOLLADIĞI KAN MİKTARINA ATIM HACMI BİR DAKİKADA ATIM SAYISINA KAH KALBİN BİR DAKİKADA VÜCUDA YOLLADIĞI KAN MİKTARINA KALP DEBİSİ (Q) KALP DEBİSİ (Q) = AH x KAH L/dk EGZERSİZDE DOLAŞIM SİSTEMİ DİNLENİK DURUM ATIM HACMI 70 - 90 ml (ANTRENMANSIZ) 110 - 120 ml (ANTRENMANLI) KALP DEBİSİ (Q) = 5 - 6 L/dk (ANTRENMANLI / ANTRENMANSIZ) Q = 70 x 71 = 4.97 L/dk (ANTRENMANSIZ) Q = 110 x 50 = 5.5 L/ dk (ANTRENMANLI) EGZERSİZDE DOLAŞIM SİSTEMİ MAKSİMAL EGZERSİZ ATIM HACMI 110 - 130 ml (ANTRENMANSIZ) 170 - 180 ml (ANTRENMANLI) KALP ATIM HIZI (YAŞA BAĞLI) (220 - YAŞ) KALP DEBİSİ Q = 110 x 200 = 22 L/dk (ANTRENMANSIZ) Q = 170 x 200 = 34 L/ dk (ANTRENMANLI) EGZERSİZDE DOLAŞIM SİSTEMİ EGZERSİZDE DOLAŞIM SİSTEMİNDE İKİ TEMEL DEĞİŞİM ORTAYA ÇIKAR – KAN AKIMI (KALP DEBİSİ) ARTAR 5 - 6 L/dk DOKULARA GİDEN OKSİJEN MİKTARI ARTAR 35 - 40 L/dk – KAN AKIMI YENİDEN DÜZENLENİR AKTİF DOKULARA GİDEN KAN MİKTARI ARTAR PASİF DOKULARA VE İÇ ORGANLARA GİDEN KAN MİKTARI AZALIR DİNLENİK EGZERSİZ KAS % 20 % 88-90 DİĞER DOKULAR % 80 % 10-12 EGZERSİZDE OKSİJEN TÜKETİMİ EGZERSİZDE OKSİJEN TÜKETİMİ İKİ FAKTÖRE BAĞLIDIR 1- KASLARA TAŞINAN OKSİJEN MİKTARI KALP DEBİSİ KANIN OKSİJEN TAŞIMA KAPASİTESİ (HEMOGLOBİN) 2- KASLAR TARAFINDAN ALINAN OKSİJEN MİKTARI KAS TARAFINDAN ALINAN OKSİJEN TÜKETİMİ = AH x KAH x OKSİJEN MİKTARI KALP DEBİSİ EGZERSİZDE TÜKETİMİ EGZERSİZDEOKSİJEN DOLAŞIM SİSTEMİ OKSİJEN ATIM KASIN TÜKETİMİ = HACMI x KAH x ALDIĞI O2 MAKSİMAL EGZERSİZ (ANTRENMANSIZ) 3.28 L/dk = 0.120 L x 195 x 140 MAKSİMAL EGZERSİZ (ANTRENMANLI) 4.48 L/dk = 0.156 x 185 x 155 DAYANIKLILIK ANTRENMANLARININ FİZYOLOJİK ETKİLERİ DOLAŞIM SİSTEMİ • KALBİN SOL KARINCIK ÇAPI BÜYÜR • ATIM HACMI ARTAR • AYNI KAH İÇİN KALP DEBİSİ (OKSİJEN TAŞINIMI) ARTAR • DİNLENİK KAH AZALIR DAYANIKLILIK ANTRENMANLARININ FİZYOLOJİK ETKİLERİ KAS DOKUSU TİP I FİBRİLLERİN ÇAPI BÜYÜR TİP II FİBRİLLERİN AEROBİK KAPASİTESİ ARTAR KAS HÜCRESİNİN İÇİNDE OKSİJEN TAŞINIMI ARTAR GLİKOJEN DEPOLARI ARTAR YAĞ DEPOLARI ZENGİNLEŞİR AEROBİK ENERJİ ÜRETİMİNDE ROL OYNAYAN PROTEİNLER ARTAR KILCAL DAMAR YOĞUNLUĞU ARTAR KASTA KAN AKIMI HIZI AZALIR KASTA KANIN ORTALAMA GEÇİŞ ZAMANI UZAR KASIN KANDAN OKSİJEN ALMA ZAMANI UZAR KANDA OKSİJEN TAŞIYAN PROTEİN ARTAR KAN SULANIR/AKIŞKANLIĞI ARTAR TERLEME KAPASİTESİ ARTAR LDL KOLESTEROL AZALIR/HDL KOLESTEROL ARTAR VÜCUT YAĞ YÜZDESİ AZALIR DAYANIKLILIK ANTRENMANLARI SONRASINDA EGZERSİZDE MEYDANA GELEN DEĞİŞİMLER SUBMAKSİMAL EGZERSİZ • • • • • • KALP ATIM HIZI AZALIR ATIM HACMI BÜYÜR KAS GLİKOJEN KULLANIMI AZALIR YAĞLARIN KULLANIMI ARTAR LAKTİK ASİT ÜRETİMİ AZALIR YORGUNLUK ZAMANI UZAR • OKSİJEN TÜKETİMİ DEĞİŞMEZ • KALP DEBİSİ DEĞİŞMEZ DAYANIKLILIK ANTRENMANLARI SONRASINDA EGZERSİZDE MEYDANA GELEN DEĞİŞİMLER MAKSİMAL EGZERSİZ • MAKSİMUM OKSİJEN TÜKETİMİ ARTAR • MAKSİMUM KALP DEBİSİ ARTAR • MAKSİMUM ATIM HACMI ARTAR • KAS TARAFINDAN ALINA OKSİJEN MİKTARI ARTAR • KASLARA TAŞINAN OKSİJEN MİKTARI ARTAR • YORGUNLUK ZAMANI UZAR • MAKSİMUM KALP ATIM HIZI DEĞİŞMEZ. İLGİNİZE TEŞEKKÜRLER…