ENERJİ

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

ENERJİ KAYNAKLARI

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.

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

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

Enerji, İş ve Güç Birimlerinin Birbirine Çevrilmesi 1 kilojoule = 1000 joule 1 kcal = 1000 cal 1 kal = 426.4 kgm, 5.1855 joule 1 k joule = 0.23892 kcal 1 watt = 6.118 kgm.dk 1 kgm.dk =0.1635 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.

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.

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

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 .

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

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

Anaerobik Glikoliziz sonucu Laktik asit oluşur Sadece CHO enerji kaynağı olarak kullanılır O2 kullanılmaz Yalnızca birkaç mol ATP üretilir (2-3 mol) C6H12O6 2C3H6O3 + Enerji (Glukoz) (Laktik asit) ENERJİ + 3 ADP + 3 Pi 3 ATP

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

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

Aerobik glikoliz

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 ”Beta-oksidasyon” adı verilir.

Krebs Siklusu veya Sitrik Asit Döngüsü

Krebs çemberinde oluşan bu oksidasyon olayları sırasında : CO2 üretimi gerçekleşir. Elektronlar Hidrojen atomları yolu ile uzaklaştırılır. H H+ - e- 3. Az miktarda’ da ( 2 mol ) ATP üretilir.

1 mol ATP üretmek için enerji kaynağı olarak glukoz kullanıldığında 3 1 mol ATP üretmek için enerji kaynağı olarak glukoz kullanıldığında 3.5 litre O2 yağlar kullanıldığında ise 4 litre O2 harcanması gerekir.

Elektron Taşıma Sistemi ( ETS ) hidrojen iyonları (H+) ve elektronlar (e-) elektron taşıma sisteminde, yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine doğru taşınırlar. H2O’nun yanısıra ATP de üretilir. Taşınan her bir çift elektrondan ortalama 3 mol ATP üretilir.

Laktik Asit (Anaerobik Glikoliz) Sistemi Oksijen (Aerobik) Sistemi Enerji Sistemi ATP-CP (Fosfojen) Sistemi Laktik Asit (Anaerobik Glikoliz) Sistemi Oksijen (Aerobik) Sistemi Oksijen gereksinimi Anaerobik Aerobik ATP üretim hızı Çok hızlı Hızlı Yavaş Enerji Üretimi Kaynağı Depolanmış ATP ve CP Karbonhidrat (glikojen veya glukoz) Karbonhidrat (glikojen ve glukoz) ve yağlar (trigliseritler) ATP üretme kapasitesi Çok sınırlı Sınırlı Sınırsız Kullanıldığı egzersiz türleri Çok şiddetli, kısa süreli ve patlayıcı kuvvet gerektiren hareketler (örneğin; sürat koşuları, atlamalar ve atmalar) 1-3 dakika kadar süren şiddetli aktiviteler Dayanıklılık gerektiren egzersizler 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 O2 kullanım kapasitesinin oldukça gelişmiş olması gerekir. Enerji sistemlerinin genel özellikleri

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

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.

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.

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

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.

Uzun süreli egzersizlerde enerji metabolizması

Uzun süreli egzersizlerde enerji metabolizması

Uzun süreli egzersizlerde enerji metabolizması

Egzersizde enerji transferi kapasitesi

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.

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.

ATP-PC ve Laktik Asit Sistemi Alan Performans süresi Temel Enerji Sistemi Aktivite Örneği 1 30 saniyeden az ATP-PC Gülle atma, 100 m koşu, 50 m yüzme 2 30-90 saniye ATP-PC ve Laktik Asit Sistemi 200-400 m koşu, 100 m yüzme, buz pateni 3 90-180 saniye Laktik Asit- O2 Sistemi 800 m koşu, cimnastik, boks, 200 m yüzme 4 180 saniyeden uzun O2 Sistemi Takım oyunları, mukavemet kayağı, maraton, uzun mesafe koşuları ve yüzme

Katılan Enerji Sisteminin Yüzdesi 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. Katılan Enerji Sisteminin Yüzdesi Spor Branşları ATP-PC LA O2 Beyzbol 80 15 5 Basketbol 10 Eskrim 90 ---- Çim Hokeyi 60 20 Amerikan Futbolu Golf (vuruş) 100 --- Cimnastik Buzhokeyi Hücum, savunma Kaleci 95 Hokey a.Kaleci, savunma, hucüm b.Orta saha, blok Kürek 30 50 Kayak Slalom, atlama Mukavemet Rekreatif amaçlı kayak 34 33

ENERJİ ÜRETİMİ İÇİN GEREKLİ BESİN MADDELERİ

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 ?

Yakıt olarak karbonhidratlar ve yağların kullanımı: 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.

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.

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.

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.

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

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

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.

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.

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

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.

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

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

Kan glukozu, karaciğer ve kas glikojeni arasındaki ilişki ;

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- İskelet kaslarının içinde bulunan TG

Toplam Metabolizma Oranı (%) 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

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

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

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.

SPOR AKTİVİTELERİ SIRASINDA ENERJİ KULLANIMI

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.

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

Üç enerji sisteminin maksimal gücü ve kapasitesi 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 3.6 0.7 Anaerobik glikoliz (laktik asit) sistemi 1.6 1.2 Aerobik veya oksijen sistemi (sadece glikojenden) 1.0 90.0

Örneğin; 100 m koşusu için gerekli olan ATP üretim hızı (dakikada 2 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 sistemi tarafından üretilebilir (dakikada 3.6 mol ATP). Fakat 200 m koşusu için gerekli toplam ATP miktarı (1 mol ATP), ATP-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 .

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 sistemi, laktik asit sistemi ve de oksijen sistemi birlikte çalışırlar ve enerji üretimine birlikte yardımcı olurlar. Bir çok yüzme branşında ve 800-1500 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.

ATP-PC ve Laktik Asit Sistemi 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 Aktivite Örneği 1 30 saniyeden az ATP-PC Gülle atma, 100 m koşu, 50 m yüzme 2 30-90 saniye ATP-PC ve Laktik Asit Sistemi 200-400 m koşu, 100 m yüzme, buz pateni 3 90-180 saniye Laktik Asit- O2 Sistemi 800 m koşu, cimnastik, boks, 200 m yüzme 4 180 saniyeden uzun O2 Sistemi Takım oyunları, mukavemet kayağı, maraton, uzun mesafe koşuları ve yüzme

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

İŞ, GÜÇ VE ENERJİ HARCAMASININ ÖLÇÜLMESİ

İş ve Gücün Tanımı: ÖLÇÜ BİRİMLERİ Metrik sistem ÖLÇÜ BİRİMLERİ SI birimi (system international) İş ve Gücün Tanımı: İş: Kuvvet ve mesafenin çarpımının bir ürünü olarak ifade edilir. 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 İş = Kuvvet x Mesafe

Güç: Güç, belirli bir zaman biriminde ortaya konan işi ifade eder 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 = 33. 33 kgm/s veya 326.8 W

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 = 10500 kpm veya 103 kJ

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 52.97 kJ Güç = 5400 kgm  10 dak = 540 kgm/dak veya 88.2 W

Koşu bandı : Dikey Yer Değiştirme = % eğim x D 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 (7.5 100 = 0. 075 eğim) Egzersiz süresi = 10 dak Toplam katedilen yatay uzaklık=200 m/dak x 0.075 x10 dak =150 m Toplam iş harcanımı = 70 kg x 150 m = 10500 kpm veya 103 kJ. % Eğim = Sinüs  = Yükseklik ÷ Hipotenüs

Enerji Harcamasının Ölçülmesi Genel olarak insan enerji harcanımını ölçmek için iki yol bulunmaktadır. Direkt kalorimetri İndirekt kalorimetri

Direkt kalorimetri : İndirekt kalorimetri: Besin + O2 ATP + Isı Besin + O2 Isı + CO2 + H2O (İndirekt kalorimetri) (Direkt kalorimetri) Hücre çalışması Isı Kullanılan O2 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 O2 için

Oksijen tüketiminin ölçülmesinde kullanılmakta olan en yaygın tekniklerden birisi, açık dairesel spirometredir. Tüketilen O2 (VO2) miktarı şu şekilde hesaplanır. VO2 = İçeriye solunan O2 miktarı - Dışarıya solunan O2 miktarı

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 O2 miktarı ölçülerek hesaplanır (genelde;160-290ml/dk). Bu ölçüm yemek yedikten 3-4 saat sonra da yapılabilir ve ölçümden elde edilen O2 miktarına da Dinlenme Metabolik Hızı (DMH)

Saat başına 1 m2 vücut yüzeyi için harcanan kcal Boy ve vücut ağırlığına bağlı olarak vücut yüzey alanını tahmin cetveli

Egzersiz Sırasında Enerji Harcaması: Egzersiz sırasında harcanan enerji miktarı daha fazla olduğu için tüketilen O2 miktarı da artacaktır. Bu doğrusal ilişki, değişik hızlarda yapılan aktiviteler sırasında harcanan O2 miktarının daha kolaylıkla hesaplanmasını sağlar. VO2 (ml/kg/dk)

Aktivite Vücut Ağırlığı (kcal/saat/kg) Ayakta durmak 1.23 Ev boyamak 3.08 Odun kırmak 6.60 Spor Aktiviteleri Badminton 4.0-9.0+ Basketbol, oyun 7.0-12.0+ Boks 13.3 Kano, kürek, kayak 3.0-8.0 Rekreasyon amaçlı bisiklet 4.36 10 km/saat hızında bisiklet 7.0 Dans (aerobik) 6.0-9.0 Saha hokeyi 8.0 Sandalda balık tutmak 5.50 Amerikan futbolu 6.0-10.0 Golf-yürüme ile 5.10 Hentbol 8.0-12.0+ İp atlama, dakikada 60-80 defa 9.0 12 dakikada 1500 m 8.70 9 dakikada 1500 m 11.20 6 dakikada 1500 m 16.30 Buz ve paten kayma 5.0-8.0 Mukavemet kayağı 6.0-12.0+ Futbol 5.0-12.0+ 37 m/dak hızında kurbağalama yüzme 8.44 Tenis Masa tenisi 3.0-5.0 Voleybol 3.0-6.0

Koşu bandı üzerindeki yürüyüş sırasında O2 ihtiyacının ölçümü: Koşubandı üzerinde düz zeminde yaklaşık 50 ile 100 m/dak hızında yapılan yürüme egzersizi sırasında ihtiyaç duyulan O2 aşağıdaki formülle hesaplanır. Düz zeminde ; VO2 (ml/kg/dk) = 0.1 ml/kg/dk x hız (m/dk) + 3.5 ml/kg/dk (istirahat VO2) Eğimli zeminde ; VO2 (ml/kg/dak) = 1.8 ml/kg/dak x [hız (m/dak) x % eğim]

Eğimli zeminde yapılan yürüme egzersizi sırasında gerekli olan toplam O2 miktarı düz zeminde harcanan O2 miktarı ile eğimli zeminde harcanan O2 miktarının toplamıdır. Örneğin, % 5’ lik eğimde 80 m/dak’lık bir yürüyüşte gerekli O2 miktarı ; Düz zemin O2 miktarı = 0.1 ml/kg /dak x 80 m/dak + 3.5 ml/kg/dak = 11.5 ml/kg/dak Eğimli zemin O2 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 O2 ihtiyacı = 18.7 ml/kg/dk

Koşubandı üzerindeki koşu sırasında O2 miktarının ölçümü : Koşubandı üzerinde düz zeminde yaklaşık 134 m/dak’dan daha yavaş yapılan egzersizler için gerekli olan O2 ihtiyacı; VO2 (ml/kg/dk) = 0.2 ml/kg/dk x hız (m/dak) + 3.5 ml/kg/dk (istirahat VO2) Eğimli zeminde yapılan egzersiz için gerekli O2 miktarı, eğimli zeminde yapılan her 1 m/dak koşu 0.9 ml/kg/dak O2 gerektirir ilişkisi kullanılarak hesaplanır. VO2 (ml/kg/dak) = 0.9 ml/kg her m/dak x dikey hız (m/dak )

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 VO2 ihtiyacı şu şekilde hesaplanır: VO2 (ml/dk) = 35 ml/kg/dk x 60 kg = 2100 ml/dk veya 2.1 L/dk

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, VO2 tüketiminin “denge durumu (steady state)” sırasında ölçülmesidir.

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) VO2 = 1.5 L/dak Tekerleğin her dönüşünde aldığı mesafe = 6 m/dönüş Sonuç; 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 = 31.35 kJ/dak Brüt verimlilik = (5.89 kJ/dak  31.35 kJ/dak) x 100 = % 18.8

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.

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.