EGZERSİZ FİZYOLOJİSİ
fizyoloji Hayvan fiz. İnsan fiz. Bitki fiz. Spor fizyolojisi Fizyoloji; Vücut fonksiyonlarını inceleyen ve bir canlının canlı olma özelliğini devam ettirmede rol oynayan bütün yaşamsal fonksiyonların ne olduğunu ve nasıl işlediğini açıklayan bilim dalıdır.
Egzersiz ve Spor Fizyolojisi Egzersiz Fizyolojisi; Akut veya kronik egzersizlerde, vücut yapıları ve fonksiyonlarının nasıl değişikliğe uğradığını inceler, Spor Fizyolojisi ise; Egzersiz fizyolojisinden elde edilen bilgilerin sporcu antrenmanına nasıl uygulanacağını ve performansın nasıl geliştirilebileceğini inceler.
Vücutta bulunan moleküllerin sınıflandırılması VÜCUT AĞIRLIĞINA GÖRE YÜZDESİ SU 60 PROTEİN 17 LİPİD 15 MİNERAL (Na+, K+, Cl+, Mg+, v.b.) 5 Diğer bileşik ve nükleik asitler 2 Karbonhidratlar 1
BAĞ VE DESTEK DOKULAR Gevşek bağ doku Yağ doku Fibroz bağ doku Elastik bağ doku Retiküler bağ doku Kıkırdak doku Kemik dokusu Kas doku Sinir doku
Biyolojik Enerji Devri Yediğimiz besinler, solunum dediğimiz metabolik işlem sırasında O2 tarafından parçalanarak CO2, H2O ve kimyasal enerjiye dönüşürler. Büyüme ve kasların mekanik çalışması gibi biyolojik etkinliğin oluşması için gerekli enerji bu metabolik solunum aracılığı ile elde edilir. Bütün bu işlemlere BİYOLOJİK ENERJİ DEVRİ denir. GÜNEŞ YEŞİL BİTKİLER CO2 H2O O2 Kullanılan enerji YİYECEKLER İNSANLAR VE HAYVANLAR
Adenozin Trifosfat ATP Kas kasılması enerji gerektiren bir olaydır ve kas kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye çeviren bir mekanizmadır. Besin maddelerinin parçalanması ile oluşan enerji iş yapımında kullanılmaz, yani direkt olarak mekanik enerjiye dönüştürülemez. Besin maddelerinden elde edilen enerji kasta depo edilebilen bir madde olan ATP nin yapımında görev alır.
O2 (AEROBİK) SİSTEMİNİN BİR ÖZETİ GLİKOJEN ANAEROBİK GLİKOZ GLİKOZ ADP + Pİ ATP PİRÜVİK ASİT PROTEİN CO2 O2 KREPS DEVRİ CO2 CO2 YAĞLAR H+e H+e H+e H+e ADP+Pİ ATP ELEKTRON TAŞIMA SİSTEMİ O2 (AEROBİK) SİSTEMİNİN BİR ÖZETİ H2O
Dinlenme ve antrenman koşullarında anaerobik ve aerobik sistemlerin belirlenmesi aşağıdaki üç önemli faktörle ilişkilidir; Parçalanan besinlerin türü Bunların her iki sistemde oynadığı rol Kandaki laktik asit oranı
ANTRENMAN (Egzersiz) Antrenman sırasında hem aerobik hem de anaerobik sistemle ATP resentezlenir. Ama hangi sistemin daha ağırlıklı olarak kullanıldığı Egzersizin tipine Sporcunun antrenman durumuna Sporcunun beslenmesine (besin türüne bağlıdır)
Kısa Süreli Egzersizler Bu tür egzersizler; 100-200, 400m sürat ve 800m koşuları ile 2-3 dk sürer Bu tip egzersizlerde ağırlıklı olarak CHO’lar enerji kaynağı olarak besindir. Anaerobik metabolizma ağırlıklı olarak kullanılılır.
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 O2 sıkıntısı olmaz - Laktik asit az birikir ve egzersiz sonuna kadar aynı seviyede kalır.
Koşu Ekonomisi Submaksimal hızda daha az O2 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 O2 tüketir.
KAYAN FLAMENTLER TEORİSİ
Kas lifi sınıflandırılması ve özellikleri : A. Sınıflandırma Sistemi 1. Dubutwitz ve Brooke Tip I Tip II a Tip II b 2. Peter ve arkadaşları Yavaş, oksidatif (SO) Hızlı, oksidatif glikolitik (FOG) Hızlı Glikolitik (FG) 3. Eski sistemler Kırmızı Yavaş kasılan (ST) Beyaz Hızlı kasılan (FT) B. Özellikleri 1. Kasılma hızı Yavaş Hızlı 2. Kasılma kuvveti Düşük Yüksek 3. Yorulma hızı Geç yorulur Yorulur Çabuk Yorulur 4. Aerobik kapasite Orta 5. Anaerobik kapasite 6. Lif büyüklüğü Küçük Büyük Çok büyük 7. Kılcal damar yoğunluğu
Lif tipleri ve performans Tip I liflerin oranının artması oksijen kullanım kapasitesini diğer bir deyişle aerobik güç ve dayanıklılığı artırır. Tip II liflerinin oranının artması ile anaerobik güç ve dayanıklılığı artırır. Güç ve sürat gerektiren sporlarda Tip II liflerin fazlalığı, dayanıklılık gerektiren sporlarda ise Tip I liflerinin fazlalığı avantajdır.
Bir motor sinirin bir veya birden fazla kas lifini uyardığı yapıya MOTOR ÜNİTE denir. Bir motor ünite, aynı metabolik ve fonksiyonel özelliklere sahip liflerden oluşmuştur. Aynı motor sinir tarafından uyarılan ve aynı motor ünite içindeki lifler aynı zamanda kasılır ve gevşerler. Motor sinir tarafından getirilen uyarının şiddeti eşik değerin üzerinde ise motor ünite içerisindeki lifler hep birlikte kasılır eğer uyaran eşik değerin altında ise hiçbir lif kasılmaz buna HEP veya HİÇ KANUNU adı verilir.
KAS HİPERTROFİSİ Bir organa duyulan ihtiyaç arttığında dokular buna hipertrofi veya hiperplazi ile cevap verir. Kas lifleri boyuna uzayarak veya kesitine (enine) büyüyerek gelişirler. - Kasın boyu kemik boyundaki artışa göre uzar. Hipertrofi ise kasın kesitine (enine) büyümesidir kalınlaşması). - Liflerin sayısı artmaz. - Lifler kalınlaşır. - Lifin kalınlaşması içerdiği miyofibrillerin sayısının artışı ile olur. - Antrenman kaslarda %30-60 arası hipertrofiye rastlanır.
Hipertrofi ile liflerde; Miyofibrillerin sayısı artar. Mitakondriler sayı ve hacim olarak gelişir. Kuvvet antrenmanları ile kastaki ATP ve CP %35-40 artar. Glikolitik kapasite ve anaerobik enzim kapasiteleri artar. Dayanıklılık antrenmanları sonucunda ATP ve CP, aerobik enzim aktiviteleri, glikojen trigliserid depoları, oksidatif enzim aktiviteleri artar, maksimum oksidasyon hızında %45 artma olur.
KAS ATROFİSİ Herhangi bir nedenle kasın kullanılmaması sonucunda kas lifleri Atrofiye uğrar. - Kasın hacmi küçülür. - Kas incelenir. Değişik atrofi nedenleri vardır: - Yaşlılığa bağlı - Sinir gücünün kaybı - Fonksiyonel hareketsizlilik - Basınç - Hormonal eksiklikler
Sinir sisteminin temel fonksiyonları 1. Vücut içi koşulların kontrol edilmesi (endokrin sistem ile birlikte), 2. İstemli hareketlerin kontrolü, 3. Omurilik (spinal kord) reflekslerinin programlanması, 4. Hafıza ve öğrenme için gerekli olan deneyimlerin özümsenmesi.
Nöronların Sınıflandırılması Yapısal bakımdan daha doğrusu hücre gövdesinden çıkan uzantılara göre nöronlar 3 gruba ayrılır. Unipolar Nöronlar Bipolar Nöronlar Mültipolar Nöronlar Fonksiyonel bakımdan 3 kısma ayrılırlar: Afferent Nöronlar Efferent Nöronlar İnter (ara) Nöronlar
Kasın Duyu Reseptörleri Hareketlerle ve vücut kompozisyonu ile ilgili duyuşşsal bilgi akışı feed-back (geri besleme) mekanizması ile gelişir. - "Propriosepsiyon“ olarak adlandırılır. - İki tür propriosepsiyon vardır. *Vestibular *Kinestetik
VESTİBULAR ORGAN (iç Kulak Denge Organı) Vestibular organdan çıkan uyaranlar denge, vücut ve baş hareketlerine rağmen çevreyi tanıma ile ilgilidir. Vestibular organ vücudun mu yada başın mı hareket ettiğini ayırt edemez. Gözler kapalı dahi olsa pozisyon; - yarım devre kanalları - otokit organ (pozisyon düzenlenmesinde rol oynar) tarafından algılanarak vücut pozisyonu algılanır.
KİNESTETİK DUYU Vücut duruşu ve el ayak pozisyonunun algılanması Kinestetik duyu kasın duyu organları tarafından sağlanır.
Kasın Duyu Organları Kasta çeşitli duyu organları vardır. Bunlar uzama, gerilme ve basınca karşı duyarlıdırlar. Proprioseptör olarak bilinen bu duyu organları kas dinamiği ve ekstremite hareketleri hakkındaki bilgileri hızlı bir şekilde MSS’ne gönderir. kas duyu organları kas iğciği, golgi tendon organı ve eklem reseptörleri
Solunum canlı varlık ile onun dış ortamı arasındaki gaz değişimidir Solunum canlı varlık ile onun dış ortamı arasındaki gaz değişimidir. Genel olarak solunum iki olayı kapsar. - Dış (eksternal) solunum - Pulmoner ventilasyon ‘ da denir - Atmosferden oksijen alınması - CO2 ’nın vücuttan atılması - İç (İnternal) solunum - Alveoler ventilasyon’ da denir - Hücreler ve hücreler arası sıvı düzeyinde O2 ve CO2 değişimi
Solunum sisteminin en önemli görevleri ise; Gaz değişimi (O2’nin alınması, CO2’nin verilmesi) PH ve vücut ısısının düzenlenmesi Su ve ısı kaybının dengelenmesi
Egzersiz ventilasyonu : Egzersiz sırasında maksimum dakika ventilasyonu artar. Bunun en önemli nedeni, kasların kullandığı O2 ve ürettiği CO2 miktarının artmasıdır. Yapılan egzersizin şiddetine bağlı olarak maksimal dakika ventilasyonu, erkeklerde 180 L/dak, bayanlarda ise 130 L/dak gibi değerlere ulaşabilir. Solunum frekansı ise, özellikle de şiddetli egzersizler sırasında 12 soluk/dak'dan 35-45 soluk/dak’ya kadar çıkmaktadır.
Sabit bir yük altında egzersize solunumsal cevap üç safhada oluşur: 1 ) Egzersiz başlangıcında solunumdaki ani artış (hızlı komponent), -Bu komponent nörojeniktir, -10-20sn içinde meydana gelir, -Soluk sayısındaki artış ; kişiye ve yapılan işe göre değişir, -Egz’in şiddetine bağlı olarak hızlı komponentte meydana gelen artış 3.safhanın yarısı kadar olabilir, -MSS’den kemoreseptörlerden ve mekanoreseptörlerden gelen uyaranlarla bu komponent meydana gelir.
2 ) Birinci safhayı takiben yavaş bir artış (yavaş komponent), İki dk süre içerisinde oluşur, Bu safhayı da; irade, istemli olaylar kondisyonel refleksler, oluşturarak soluk sayısının artmasını sağlarlar. 3 ) Bir süre sonra solunum dengeye (steady state) ulaşır, Submaksimal egzersizlerde oksijen tüketiminin ventilasyonla eşitlendiği noktada oluşur Egzersizin karakteri değişmedikçe soluk sayısı sabit kalır,
Egzersizde solunumun yanıtı ve ventilasyonda değişme
Egzersizden Sonra Ventilasyon Soluk sayısında ani bir düşüş meydana gelir, Hafif şiddetteki egz. metabolik asidoz oluşturmaz, Metabolik asidoz meydana getiren egz’in solunum sayısı çok fazladır, Solunum frekansının artması metabolik asidozun önemli bir bulgusudur, Soluk frekansının istirahat düzeyine dönüşü tidal volüme oranla daha yavaştır, Ağır bir egz’den sonra ventilasyonun normale dönüşü uzayabilir. Efordan sonra ventilasyonun istirahat düzeylerine dönüşü şu faktörlere bağlıdır; -Egzersizin şiddeti, süresi, -Egzersiz şekli(izometrik, izotonik egz), -Bireyin kondisyon düzeyi,
Anaerobik Eşik Egzersizin şiddeti artıkça kaslara taşınan O2 miktarı artarken, gerekli enerjide aerobik sistemle sağlanır. Egzersiz şiddeti belirli noktayı aştığında ise aerobik sistem yetersiz kalmakta ve enerji üretimine anaerobik metabolizmalarda katılmaktadır. ATP yenilenmesine anaerobik metabolizmalarının katıldığı bu egzersiz şiddetine ANAEROBİK EŞİK adı verilir.
Anaerobik eşik anaerobik enerji yolunun daha belirgin kullanımı sonucunda kasta oluşan laktatın (laktik asit) kana geçişinin hızlanması ve kanda laktatın uzaklaştırılmasının aynı oranda hızlı olmadığından birikmeye başlamasıdır. Laktat eşik değerinde büyük kişisel farklılıklar görülse de 2.5-4 mmol/lt arasındadır.
Anaerobik eşiğe ulaşma iş yükü; - Antrenmanlı kişilerde MaxVO2 ‘nin %80-85 egzersiz şiddetine - Sağlıklı antrenmansız kişilerde MaxV02’nin %55-65’i egzersiz şiddetine tekamül eder. - Anaerobik eşik sporcunun uygulayacağı optimal antrenman şiddetinin belirlenmesinde kullanılır. - Maksimal oksijen tüketiminin (MaxV02 %80’i yapılan çalışmalarda anaerobik eşik yükseltilmekte - Bu çalışmalarla anerobik eşik MaxV02’nin %90’ına tekamül eden iş yüküne çıkabilir.
KALP ATIM HIZI ve EGZERSİZ Kalp atım hızına kısaca nabız diyebiliriz.Kalp atım hızı kalbin, bir dakikada vuruş sayısını ifade etmektedir. Kalp atım hızı egzersiz sırasında artan enerji ihtiyacını karşılamak için vücudun ne kadar çalışması gerektiğinin bir göstergesidir.
Dinlenmede sağlıklı bir kişinin ortalama kalp atım sayısı 60-80 atım/dak.dır. Orta yaşta antrenmansız ve sedanter(hareketsiz) kişinin kalp atım sayısı 100 atım/dak.dır. İyi dayanıklılık antrenmanı yapmış bir kişinin kalp atım sayısı 30-40 atım/dak ya düşebilir.
EGZERSİZDEN SONRA NABZIN NORMALE DÖNÜŞÜ Efordan sonra nabzın normale dönmesi iki faktöre bağlıdır. a)Egzersiz sırasındaki iş yükü b)Şahsın kondisyon derecesi Kondisyonu yüksek olan kimselerde egzersizden sonra nabzın normale dönüşü daha süratli olur. Çok yorucu ağır egzersizlerden sonra nabız normale çok geç bazen 1-2 saatte dönebilir.
EGZERSİZ SIRASINDA KALP ATIM HIZININ KONTROLÜ Egzersiz sırasında kalpten pompalanan kan miktarı, iskelet kaslarının artan O2 ihtiyacına göre değişir. Kalp atım hızı kalbin sağ atriumunda bulunan SA düğüm tarafından kontrol edilir. Bu nedenle kalp atım hızındaki değişimler SA düğümü etkileyen faktörlerden(sinirsel ve hormonal faktörler) etkilenir
Kalp sempatik ve parasempatik otonom sinir sistemine ait sinirlerle çevrelenmiştir. Sempatik sinirler noradrenalin ve adrenalin salgılayarak kalp atım sayısının artmasına neden olurlar. Parasempatik sinirler ise asetilkolin salgılar ve SA düğümü etkileyerek kalp atım hızını düşürürler.
EGZERSİZ SIRASINDA KALP ATIM HIZININ KONTROLÜ Hem sempatik hem de parasempatik sinir sistemleri beyindeki medulla tarafından yönetilir. Duygusal heyecanlar, kas kimyası ve kan basıncındaki değişiklikler bu bölge tarafından algılanır, sempatik hem de parasempatik sinir sistemler uyarılarak kalp atım sayısı arttırılır yada azaltılır.
Kalpten bir defada pompalanan kan miktarı arttığında kalp atım sayısı düşer. Antrenmanlı bir kalbin yüksek kalp atımı volümü, verilen iş yükündeki düşük kalp atımıyla birleştiğinde verimli bir dolaşım sistemini ifade eder.
Bir antrenör ve beden eğitimci kalp atım sayısını kullanarak; 1)Egzersizin şiddetini belirleyebilir. 2)Antrenmanın etkisini belirleyebilir. 3)İki maddenin sonuçlarına dayanarak, yükleme prensibine göre en etkili antrenman programını geliştirebilir.
EGZERSİZİN DOLAŞIM SİSTEMİNE KRONİK ETKİLERİ 1-Düzenli dinamik antrenman ile meydana gelen önemli fizyolojik değişikliklerden biri max VO2 de artmadır.Kişinin 1 dakikada kullanabildiği maksimal oksijen miktarının artması, fonksiyonel kapasitenin artması, daha büyük yüklerle daha uzun bir zaman yorgunluk duymadan efor sarf edilebilmesi demektir.
EGZERSİZİN DOLAŞIM SİSTEMİNE KRONİK ETKİLERİ Max VO2 artması birinci planda pompa olarak kalp performansındaki artmanın ikinci planda kan dağılımındaki etkinliğin ve kasın O2 kullanımındaki etkinliğin bir sonucudur.
EGZERSİZİN DOLAŞIM SİSTEMİNE KRONİK ETKİLERİ 2-Düzenli antrenmanlar sonucu kalbin maksimal dakika volümü (Vm) de artar. Bazılarında 18-20 L/dk ile 20-25 L/dk.ya kadar çıkar. Bu artmada ventriküllerin daha iyi olması, ventrikül kasının daha iyi kasılmasının önemli rolü vardır.
3-Belirli bir O2 kullanımı gerektiren submaksimal eforda Vm(maksimal dakika volümü) pek değişmez. Submaksimal eforlarda kalp atım sayısı sempatik aktivitenin ve epinefrin salınımının daha az olması sonucu antrene olanlarda olmayanlara göre daha düşüktür. Bu düşüklük atım volümündeki artma ile telafi edilir.
4-Kan basıncı da daha az yükselir 4-Kan basıncı da daha az yükselir. Submaksimal bir eforun antrenmanlar sonucu daha düşük bir nabızla ve kan basıncında daha az bir yükselmeyle yapılmış olması kalbe daha az yük binmesi, kalbin daha az yorulması demektir. Bu durum özellikle koronerlerinde herhangi bir bozukluk olan orta yaşlılarda çok faydalı bir etkidir.
5-Zamanla sinuzal bradikardi oluşur 5-Zamanla sinuzal bradikardi oluşur.Bu güne kadar tespit elden en düşük kalp atımı kondisyonu çok yüksek bir güreşçide nabız 25 olarak bulunmuştur.
6-Efordan sonra nabzın normale dönüşü yani kalbin toparlanması hızlı olur. 7-Egzersiz esnasında kanın aktif ve inaktif organlar arasındaki dağılımı, antrenmanlı olanlarda daha mükemmeldir.
8-Kişiden kişiye değişik boyutlarda ama özellikle endurans sporcularında hipertrofi görülür. Bu hipertrofi özellikle ventrikül boşluğu büyümesi şeklindedir.Bu durum patolojik olmayıp endurans antrenmanlarına kronik fizyolojik bir uyum durumudur. Antrenmanların kesilmesiyle hipertrofinin kaybolması, fizyolojik olduğunun kanıtıdır.
9-Submaksimal bir efor daha uzun süre devam ettirilebilir 9-Submaksimal bir efor daha uzun süre devam ettirilebilir.Yani dayanıklılık artar. 10-Zamanla kaslar içlerinden geçen damarlardan daha fazla miktarda O2alabilecek hale gelir.