Anasayfa ---> Personel --> Prof. Dr. Hakan GÜR
Personel

EGZERSİZ FİZYOLOJİSİ
Prof.Dr.Hakan Gür

EGZERSİZ VE KAS
Kaslarda güç oluşumu üzerinde etkili olan diğer faktörler
Antrenmana yanıt

EGZERSİZ VE ENERJİ

Egzersiz Sonrası Artmış Oksijen Tüketiminin Nedenleri
Antrenmana yanıt

YORGUNLUK

EGZERSİZE ENDOKRİN YANIT 

Egzersiz sırasında glikoz metabolizmasının düzenlenmesi
Egzersiz sırasında yağ metabolizmasının düzenlenmesi
Ezersizde sıvı ve elektrolit dengesi

EGZERSİZ KALP-DOLAŞIM VE SOLUNUM SİSTEMİ

Antrenmana kalp-dolaşım sistemi yanıtı

EGZERSİZ VE SOLUNUM SİSTEMİ

EGZERSİZ VE KAS
İskelet kasları yavaş ve hızlı kasılan kas lifleri içerir. Farklı kas lif tipleri farklı düzeyde miyofibrillar ATPaz enzimi içerir ve bu özellikleri ile histokimyasal olarak sınıflandırılırlar. Genellikle hızlı kasılan kas lifleri (tip II) yavaş kasılan kas lifleri (tip I) ile karşılaştırldığında çabukluk gerektiren kasılmalarda daha hızlı bir şekilde enerji sağlayabilme yeteneğine sahiptirler. Fakat yavaş kasılan liflerden daha çabuk yorulurlar. Hızlı kasılan liflerde sarkoplazmik retikulum daha iyi geliştiğinden kasılma için  kalsiyum daha iyi taşırınır, motor nöronları da daha daha büyüktür. Böylece hızlı kasılan tip II lifleri daha çok kas lifini uyarma ve daha büyük güç oluşturma yeteneğine sahiptirler. Hızlı kasılan liflerden daha yavaş kasılmalarına ve daha düşük güç üretebilmelerine karşın yavaş kasılan lifler aerobik özelliklerindeki gelişmişlikten dolayı uzun süre güç oluşturabilme yani dayanıklılık yeteneğine sahiptirler. Hızlı kasılan lifler yukarıda saydığımız özelliklere ne oranda sahip oldukları göz önüne alınarak alt gruplara ayrılmışlardır. Yavaştan hızlı kasılma özelliğine doğru sınıfladığımızda hızlı kasılan lifler tip IIC, IIA ve IIB sırası izlerler. Bu sınıflama da yer alan tip IIC lifleri kas içinde düşük oranda bulunduklarından genellikle göz ardı edilirler. Kas liflerinin değişik özellikleri aşağıda sıralanmıştır.

 
YAVAŞ KASILAN TİP I
HIZLI KASILAN-A
TİP IIA
HIZLI KASILAN-B
TİP IIB

OKSİDATİF
KAPASİTE

YÜKSEK

ORTA

DÜŞÜK

GLİKOLOTİK
KAPASİTE

DÜŞÜK

YÜKSEK

EN YÜKSEK

KASILMA
HIZI

YAVAŞ

HIZLI

HIZLI

MOTOR UNİT
GÜCÜ

DÜŞÜK

YÜKSEK

YÜKSEK

MYOZİN ATPaz

YAVAŞ

HIZLI

HIZLI

SARKOPLAZMİK
RETİKLUM

DÜŞÜK

YÜKSEK

YÜKSEK

YORGUNLUĞA
DİRENÇ

YÜKSEK

ORTA

DÜŞÜK

Vücudumuzdaki kasların yaptıkları görev ve fonksiyonlar göz önüne alındığında bu farklılıklar net olarak ortaya çıkar. Hızlı kasılan kaslara büyük oranda hızlı kasılan kas lifi içeren göz kaslarını, yavaş kasılan kaslara postürümüzü sağlayan bel kaslarını örnek verebiliriz. Egzersiz sırasında egzersizin şiddeti ile orantılı olarak kas lifleri devreye girer. Hafif şiddetliden yüksek şiddetli aktiviteye doğru incelediğimizde harekete kas grubu içindeki sırası ile yavaş kasılan tip I lifleri takiben tip IIA ve tip IIB kas lifleri katılırlar.

Yapılan egzersizin tipine göre kas liflerinde değişimler olur. Dayanıklılık antrenmanı yapanlarda tip I lifler yoğunlukta iken sprint türür aktivite yapanlarda tip II lifleri yoğunluktadır. Dünya şampiyonu maratoncuların gastroknemius  kasları % 93- 99 yavaş kasılan kas lifine sahipken dünya şampiyonu olan sprinterler için bu oran %25 dir. Elit sporcularda tespit edilen bu oranların yaptıkları antrenmanın bir sonucu mu olduğu yoksa kas yapı özelliklerinden dolayı daha başarılı oldukları için bu alanlara yöneldikleri tartışmalıdır. Kas lif tip dağılımı atletik başarı için önemli bir parametre olmakla birlikte tek başına belirleyici değildir. Kalp-dolaşım, solunum, hormonal sistem gibi birçok sistem başarı için önemli bir etkiye sahiptir. Kaslarda güç oluşumu üzerine kas lif dağılımı dışında etkili olan diğer faktörler ise;
KASLARDA GÜÇ OLUŞUMU ÜZERİNDE ETKİLİ OLAN DİĞER FAKTÖRLER

·        Aktive olan motor unit sayısı

·        Aktive olan motor unit tipi

·        Kasın büyüklüğü

·        Kasılmadan önce kasın başlangıç uzunluğu

·        Eklem açısı

·        Oluşan aktomyozin köprü sayısı (cross-bridge sayısı)

              Üç tip kasılma vardır: 1) Konsentrik (kasın boyunun kısaldığı) 2) Statik veya İzometrik (kasın boyunun sabit olduğu, eklem hareketinin olmadığı) 3) Eksentrik (kasın boyunun uzadığı). 

Harekete katılan motor unit sayısı artıkça güç oluşumu artar. Kasılmaya katılan motor unitlerin tipine (tip I veya II) göre kasılma özellikleri değişir. Kasılma öncesi kasın boyunu gererek uzatmak kasılma gücüne pozitif katkı sağlar. Fakat germe derecesi (% 20 en ideali) ve germeyi takiben kasılmaya kadar geçen süre önemlidir. Süre uzarsa elde edilecek potansiyel enerji ısı enerjisine dönüşür. Eklem açısı aktomyozin köprü oluşumu açısından önemlidir. Kasın boyunda yapılacak değişiklikler de bu açıdan önemlidir. Açı ve boy değişikliği oluşacak optimal aktomyozin köprü sayısı açısından önem kazanmaktadır ki optimal sayı yakalandığında en büyük güç, altında ve üstündeki değerlerde ise daha düşük güç değerleri elde edilir. Açı  olarak diz ekstansörleri için optimal açı değer 50-55 derecedir (diz tam ekstansiyon = 0 derece). Kasılma hızındaki artış konsentrik kasılmalarda gücün düşmesine neden olurken eksentrik kasılmalarda gücün artmasına neden olur.

Antrenmana yanıt
Antrenmanla kas kitlesinde artış (hipertrofi) sağlanırken kas hücre sayısındaki artış (hiperplazi) tartışmalıdır. Güç gerektiren aktivitelerde (ağırlık çalışması gibi) hipertrofi belirgindir. Hipertrofiye kas kuvvet artışı eşlik eder. Fakat paralel bir görüntü çizmez (örneğin; kitle olarak daha büyük kas kitlesine sahip olan vücut geliştirme sporunu yapanlar daha az kitleye sahip haltercilerden daha az kuvvet ortaya çıkarır).  Antrenmanın ilk birkaç ayında kuvvette sağlanacak artış nöromotor sistemdeki gelişmenin bir sonucudur. Kas kitlesinde ve yapısındaki değişikliklerin kuvvete yansıması birkaç ayı takiben kendini gösterir. Antrenmanla kas lif tip değişimi tip II liflerinin alt grupları için olasıdır ki bu da % 20’nin üstüne çıkmaz. Yani aerobik (dayanıklılık antrenmanı ile tip IIB’ler tip IIA’ya özellikleri itibari ile değişirken, sürat antrenmanı yapanlarda tersi olasıdır). Antrenmanla ayrıca kas grupları arasında senkronizasyonun gelişmesi, antagonist inhibisyonun azalması kuvvete pozitif etki eder.

EGZERSİZ VE ENERJİ

Hücrede ATP 3 yolla elde edilir: 1) ATP-PCr sistemi 2) Glikolitik sistem ve 3) Oksidatif sistem.

Eğer oksijensiz ortamda enerji elde ediliyorsa ANAEROBİK, süreçte oksijen kullanılıyorsa AEROBİK olarak isimlendirilir.

Yüksek şiddetli sprint tarzı aktivitelerde ATP ve PCr depolarından kasların enerji elde edebilmeleri 3-15 saniyelik bir süreç ile sınırlıdır (laktik asit oluşmaz dolayısiyle ALAKTİK enerji elde edinimi olarak isimlendirilir). Eğer egzersiz devam ediyorsa ATP gereksinimi glikolitik ve oksidatif sistemler tarafından karşılanır. 1-2 dakikalık sprint tarzı aktivitelerde ATP-PCr sistemi glikolitik sistemle takviye edilir. Fakat takiben kan laktik asit düzeyi dinlenim düzeyinin 20-25 katı bir düzeye ulaşır. Laktik asit in artması ve pH ın düşmesi glikolitik enzimlerin aktivasyonunu azaltır. Bu da glikojen yıkımının inhibe olmasına neden olur. Ayrıca asidite liflerde Ca- bağlama kapasitesini dolayısiyle kasılmayı da zayıflatır. Egzersiz süresinin bir kaç dakikanın üzerine çıkmasına paralel göreceli olarak devreye oksidatif sistemler girer ki bu maraton tarzı bir aktivitede % 95-98 düzeylerindedir. Proteinlerin (amino asitlerin) total enerjiye katkısı % 5-10 civarıdır ve egzersizin şiddet ve süresi ile ilişkilidir. Yağlar gram başına karbonhidratlardan daha fazla kalori sağlamasına karşın daha fazla oksijen tüketimine neden olurlar. Oksidatif yolla enerji elde ediniminde kasın içerdiği mitokondri sayısı, oksidatif enzim miktarı, kapiller sayısı, myoglobulin miktarı önemli faktörlerdir. Antrenmanla (dayanıklılık antrenmanı ile) mitokondri sayısı, kapiller sayısı, myoglobulin miktarı, oksidatif enzim miktarı, yavaş kasılan lif alanı artar. Bu da  maksimal oksijen tüketebilme (VO2 max) kapasitesini artırır. En önemli, artış enzim miktarında gözlemlenir. Maksimal oksijen tüketimi; kısaca vücudumuzun tüketebileceği en yüksek oksijen miktarıdır ve dayanıklılığın bir göstergesidir. Sedanter erkekelerde 30-35 ml/kg/dak, kadınlarda 25-30 ml/kg/dak dır. Bu değer mesafe koşucularında 65-70, futbol, basketbol gibi takım oyuncularında 60-65 civarıdır. Dayanıklılık başarısı; 1) VO2 max, 2) Koşu ekenomisi (aynı tempodaki aktivitede daha düşük enerji harcamak), 3) Yüksek oranda yavaş kasılan kas lifine sahip olmak, 4) Yüksek laktat eşiği ile yakından ilişkilidir.

Laktat eşiği: laktik asitin dinlenim değerinin üstünden birikmeye başladığı nokta, 4 mmol/L kan laktat düzeyine ulaştıran egzersiz şiddeti, aerobik ve anaerobik enerji sistemlerinin kesiştikleri nokta ve/veya enerji elde ediniminde anaerobik glikolitik enerji sistemine dönüş olarak tarif edilir. Benzer VO2 max değerine sahip olan iki bireyden eşik değeri VO2 max’ın daha büyük bir yüzdesinde olan yüksek tempoya daha dirençlidir. Laktik asit birikimi dolayısiyle yorgunluk daha geç oluşacaktır.

Egzersizin başında alınan oksijenin kas hücresine ulaşması ve oksidatif yolla enerji elde edinimi için yeterli zaman yoktur. Bundan dolayı bu bölümde enerji ATP-PCr ve glikolitik sistemler yolu ile elde edilir. Fakat bu süreçte yeterli oksijenin sağlanmaması oksijen açığı  kavramını gündeme getirir ki bu açık egzersiz sonrası artmış oksijen tüketiminin önemli nedenlerinden biridir. Egzersizin başından itibaren progresif bir artış gösteren oksijen tüketim değerleri egzersizin ilerleyen dönemlerinde duragan bir düzeye (steady state) ulaşır. Egzersizin bitimi ile oksijen tüketimi düşmekle birlikte uzunca bir süre dinlenimle karşılaştırıldığında yüksek düzeyini korur. Bu egzersiz sonrası artmış oksijen tüketimi (EPOC, Excess Post-exercise Oxygen Consumption) olarak isimlendirilir. Egzersizin şiddetinin artması  oksijen açığı ve egzersiz sonrası artmış oksijen tüketimini artırır.  

Egzersiz Sonrası Artmış Oksijen Tüketiminin Nedenleri
·        Egzersiz sırasında tüketilen Hb ve myoglobuline bağlı oksijeni yerine koymak
·        Artmış vücut ısısı
·        Artmış katakolamin düzeyi
·        Egzersizin başında ortaya çıkan oksijen açığı
·        ATP ve PCr depolarının doldurmak olarak özetlenebilir.  

Antrenmana yanıt

Antrenmanla bütün enerji sistemlerinde gelişim sağlamak olasıdır. Bu gelilşimde kas lif değişiklikleri, enzimatik değişiklikler önemli bir yer tutar. Ayrıca antrenmanla vücudun enerji elde ediniminde karbonhidratların yerine yağları tercih etmesi sağlanabilir ki bu da kısıtlı olan glikojen depolarını korumak veya egzersizin sonuna taşımak ve egzersizin sonunda daha diri kalmak açısından önemlidir. Bununla birlikte antrenman öncesi ile karşılaştırıldığında benzer şiddetteki egzersize laktik asit yanıtı da azalır ki bu da daha az artık ürün ve daha geç yorulma veya daha yüksek tempoda egzersizi sürdürebilme anlamına gelir. 

 

YORGUNLUK

Yorgunluğun nedenleri arasında enerji depolarının zayıflaması, metabolik artık ürünlerin birikmesi önemli bir yer işgal eder. Bu nöral iletinin ve kontraktilitenin zayıflamasına neden olur. Enerji depolarının boşalması egzersiz şiddeti, egzersize katılan kas lif tipleri, egzersizin tipi ve kas grupları arasında farklılıklar gösterir. Düşük şiddetli egzersizde yavaş kasılan yüksek şiddetli egzersizde öncelikli olarak hızlı kasılan liflerdeki depolar boşalır. Kas grubunun içerdiği kas lif dağılımına göre de farklılık ortaya çıkar. Ayrıca tepe çıkma ve inme tipindeki egzersizde depolar, sıfır düzlemde yapılan egzersizden daha çabuk ve fazla tüketilir.

Artık ürün birikmesi pH’ı düşürür. Bu da fosfofrukttokinaz enzim aktivasyonunu zayıflatarak glikolizis yolu ile ATP elde edinim oranının düşmesine neden olur. Ayrıca biriken H+ iyonları kalsiyumun yerini alır ki bu da aktomyozin köprü oluşumunu zayıflatarak kasın kasılma kuvvetini düşürür. Sonuç olarak kısa süreli yüksek şiddetli aktivitelerde düşük pH, aktivitenin en büyük sınırlayıcısıdır ve pH ın eski haline gelmesi için 30-35 dakikalık süreye gereksinim vardır. Pasif yerine aktif dinlenim (yürümek gibi) pH’ın dinlenim düzeyine dönme sürecini kısaltır.

Merkezi yorgunlukta nöromüsküler olarak asetil kolin (Ach) sentez ve salınımı zayıflar, kolinesteraz aktivasyonu artar veya azalır. Bu da aksiyon potansiyel oluşumunu zorlaştırır. Kas lif mebran uyarılma eşiği yükselir. Potasyum hücre dışına çıkar, mebran potansiyeli istirahat değerinin yarısına düşer. Bütün bunlar nöromüsküler iletinin zayıflaması dolayısiyle kasılma ve sonucunda güç oluşumunun düşmesine neden olur.

EGZERSİZE ENDOKRİN YANIT 

Egzersiz hormonal yanıtlar ve bunların etki ve önemi farklılıklar gösterir. Bu hormonlar ve  önemi aşağıda sıralanmıştır. Bu hormonlar  içinde egzersiz açısından en önemli olan katakolaminler olarak isimledirilen adrenalin (epinefrin) ve noradrenalin (norepinefrin) dir

HORMON
EGZ YANIT
             ÖNEMİ
KATAKOLAMİNLER
ARTAR
KAN GLİKOZU­
GH
ARTAR
KAN GLİKOZU­
ACTH-KORTİZOL
ARTAR
GLİKONEOGENEZİS­
TSH-TROKSİN
ARTAR
KAN GLİKOZU­
LH
DEĞİŞMEZ
BİLİNMİYOR
TESTESTERON
ARTAR
BİLİNMİYOR
ESTRADİOL-PROGESTERON
ARTAR
BİLİNMİYOR
GLUKAGON
ARTAR
KAN GLİKOZU­
RENİN-ANGİOTENSİN-ALDESTERON
ARTAR
Na TUTUMU
PLAZMA VOLUM KORUNMASI
ADH
ARTAR
SU TUTUMU
PTH-KALSİTONİN
BİLİNMİYOR
KEMİK GELİŞİMİ
ERİTROPOETİN
BİLİNMİYOR
ERİTROPOEZİS ­
PROSTAGLANDİN
ARTAR
LOKAL VAZODİLATASYON
Karaciğer ve kaslar vücudun glikojen depolarıdır ve egzersiz sırasında bu depoların glikoza dönüşmesi yani glikojenolizin artması gerekmektedir. Plazma glikoz düzeyi ayrıca glikoneogenezis ile de düzenlenir. Plazma glikoz düzeyi üzerine etkili 4 hormon vardır. Bunlar; 1) Glukagon 2)Adrenalin (epinefrin) 3) Noradrenalin (norepinefrin) 4) Kortizol dur. Bu hormonların egzersiz süresi ile ilgili yüzdesel değişimleri şekilde gösterilmiştir.


Egzersiz sırasında glikoz metabolizmasının düzenlenmesi
Dinlenimde glikoz glukagonun yardımı ile karaciğerden glikojenin yıkımı ve amino asitlerden oluşur. Egzersizde ise glikojenolizis glukagonla birlikte adrenal medulladan salınımı artan katakolaminlerin yardımı ile artar. Kortizolün de bu sürece katkısı vardır. Kortizol özellikle protein katabolizmasını artırıp amino asitlerin karaciğerde glikoneogenezis yolu ile kullanımını sağlar. Sonuç olarak bu 4 hormon kan glikoz düzeyini artırır. Oluşturulacak glikoz düzeyi egzersiz şiddet ve süresine bağlıdır ki şekilde de görüldüğü gibi egzersiz süresinin veya şiddetinin artması özellikle katekolaminlerin artışına neden olarak glikojenolizisin (karaciğer ve kasta) artması ile glikoz düzeyinin korunmasını sağlar. Kısa süreli egzersizlerde kaslar, dolaşımdaki glikozdan çok kendi depolarındaki glikojeni kullanmayı tercih eder. Egzersizin bitmesi ile depoları takviye etmek için glikoz kasa geçer ve dolayısiyle plazma glikoz düzeyi düşer.

Kaslar tarafından glikozun alınımı: Plazma glikoz düzeyinin yükselmesi kasların glikozu bire bir kullanabileceği anlamına gelmez. Glikozun hücreye taşınması gerekmektedir. Bu da insulin tarafından sağlanır ki egzersizde insulin reseptör sayısı artar. Bu da vücudun insuline duyarlılığını artırır.  Bununla birlikte yüksek insulin düzeyi hücreye glikoz girmesini sağlayan bu etkisinin tersi yönünde bir sonuç doğuracağını da unutmamak gerekir.



Egzersiz sırasında yağ metabolizmasının düzenlenmesi:

Dayanıklılık aktivitelerinde serbest yağ asitlerinin (FFA) oksidasyonu performans için önemlidir. Karbonhidrat rezevleri  düştüğünde (düşük plazma glikoz ve kas glikojen düzeyi nedeni ile) endokrin sistem yağların oksidasyonunu (lipolizis) hızlandırır. Epinefrin ve norepinefrin lipolizise katkı sağlar. FFA, yağ dokuda ve kas liflerinde trigliserid olarak bulunur. Bu trigliseritler lipaz enzimi yardımı ile FFA ve gliserole dönşür ki bu süreç 4 hormon tarafından aktive edilir. 1) Kortizol 2) Epinefrin 3)Norepinefrin 4) Büyüme hormonu (GH). Dolaşımda FFA’nın artması oksidasyonun artmasına neden olur. Plazma kortizol düzeyi şekilde de görüldüğü gibi 30-35. dakikalarda pik yapıp düşer. Fakat plazma FFA düzeyi yükselmeye devam eder. Bunun anlamı lipazın başka hormonlar tarafından aktive edildiğidir ki bu hormonlar GH ve katakolaminlerdir.

Sonuç olarak endokrin sistem egzersizde ATP oluşumunda karbonhidrat ve yağ metabolizması arasında kritik bir rol oynar diyebiliriz.

 


Ezersizde sıvı ve elektrolit dengesi
Egzersizde diğer önemli bir hormonal düzenleme de sıvı-elektrolit dengesidir. Aktivitenin artması ile oluşan vücut iç ısı artışının düzenlenmesinde terleme önemli bir faktördür. Terlemenin artması vücudun sıvı kaybetmesine neden olur. Sıvı kaybı plazma volumünün azalmasına dolayısı ile böbrek kan akımının azalmasına neden olur. Bu da böbrekten renin salınımına dolayısiyle Angiotensin I, Angitensin II oluşumu  sonucunda adrenal korteksten aldesteron salınımına neden olur. Aldesteronda renal tübullerden su ve sodyum tutulumunu sağlayarak plazma volumunün artmasını sağlar. Ayrıca plazma volumunün azalması sonucunda osmolaritenin artması hipofiz arka lobundan anti diüretik hormon (ADH) salınımına neden olur ki bu da renal tübüllerden su tutulumunu sağlayarak plazma volumünün artmasına neden olur.

EGZERSİZ KALP-DOLAŞIM VE SOLUNUM SİSTEMİ
Egzersiz sırasında aktif kasların oksijen ihtiyacının artması, besin maddelerinin tüketilmesi, metabolizmanın artması, vücut ısısındaki artışlar kalp dolaşım sisteminde önemli değişikliklere neden olur. Bu değişiklikler veya egzersize kardivasküler yanıt 1)Kalp atım sayısı 2) Kalbin bir kerede pompaladağı kan miktarı (stroke volume), 3) Kalbin bir dakikada pompaladığı kan miktarı (cardiac output) 4) Kan akımı 5) Kan basıncı ve 6) Kandaki değişiklikler olarak incelenebilir. Kalp atım sayısı egzersize kalp-dolaşım sisteminin yanıtını en kolay ortaya koyan parametredir. Egzersizde iş yükünün artışına paralel kalp atım sayısı artar. Egzersizin şiddetinde artış olmasına karşın kalp atım sayısı artık değişmiyorsa bu maksimal kalp atım sayısıdır ve tahmini değeri  220-yaş formülü ile basitçe hesaplanabilir. Bu değer egzersiz şiddetini belirlemek açısından da önemlidir. Örneğin 40 yaşında bir bireyin egzersiz sırasındaki kalp atım sayısı 125 civarı ise bu birey maksimalin (220-40= 180) % 70’i şiddetinde bir egzersiz yapıyor diye yorumlanabilir.

“Stroke volume” 4 faktör tarafından belirlenir ki bu faktörler;1)Kalbe venöz dönüş hacmi, 2) Ventriküler genişleyebilme kapasitesi, 3) Ventriküler kontraktilite (kasılma gücü) ve 4) Aortik veya pulmoner arter basıncı (karşı direnç). Egzersizde “stroke volume” egzersizin şiddetine paralle artar. Fakat egzersizin şiddeti maksimalin %40-60’ı civarına  ulaştığında daha fazla artmayıp bir plato çizer. Antrenmansız bireylerde dinlenimde 50-70 ml civarı olan “stroke volume” değeri maksimal egzersizde 100-120 ml’ye ulaşır. Dayanıklılık sporcularında ise dinlenimde 80-110 ml olan bu değer maksimal egzersizde 160-200 ml civarına yükselir. Yatar (supine) ve dikey poziyonda egzersiz yapmak yer çekimi etkisi ile venöz dönüşü etkileyerek “stroke volume” değiştirir.

Dinlenimde 5 litre/dak olan “cardiac output” egzersizde 20-40 litre/dakikaya ulaşabilir. Çalışan kasların oksijen ihtiyacı ile artan kalbin dakikalık kan pompalama kapasitesi beraberinde gelişen kalp atım sayısı x stroke volume’ün bir sonucudur.

Dinlenimde cardiac output’un % 15-20’si kaslara giderken bu oran tüketici bir egzersizde %80-85’lere kadar ulaşır. Egzersizden 30-120 dakika önce bir şeyler yemek gastrointestinal kan akımında %20-25 artışla birlikte alt ekstremite kaslarında egzersiz sırasında kan akımının % 15-20 azalmasına neden olur. Egzersizde sempatik aktivitenin artması iskelet kasında vazodilatasyona neden olur. Ayrıca çalışan kasta metabolizmanın artması sonucu biriken artık ürünler (asidite, carbodioksit ve ısı artışı, oksijenin azalması) da lokal olarak vazodilatasyona neden olur. Hormonal faktörlerde kan akımı üzerinde etkilidir. Egzersizde artan katakolaminler vücut geneli için vazokonstriksiyona neden olurken kalp ve iskelet kasında vazodilatsyona neden olur.

Dolaşımın egzersizde bu şekilde artması kan basıncının da artmasına neden olur. Dinlenimde 120 mmHg civarı olan sistolik kan basıncı değeri egzersizde 200 hatta elit sporcularda 240-250’ye kadar çıkabilir. Bu da kanın kas dokuya daha hızlı bir şekilde ulaşması açısından önemlidir. Buna karşın kanın periferde göllenmesinin bir sonucu olarak egzersizde diyastolik kan basıncı değişmez hatta bazen çok az düşer. Egzersizde diyastolik basıncın 15 mmHg veya daha fazla yükselmesi klinikte egzersize anormal yanıt olarak değerlendirilir ve egzersiz durdurulur. Egzersizin tipi, egzersizde kullanılan ekstremite gibi faktörler kan basıncı değeri üzerinde belirleyicidir. Örneğin; ayakla karşılaştırınca kolla yapılan egzersizde kan basıncı daha yüksektir. Yine statik egzersizde kan basıncı dinamik egzersizden daha yüksektir. Egzersizde dolaşım açısından diğer önemli bir parametrede periferik dirençtir ve egzersizde yaklaşık 5-6 kat düşer.

Arteriel kan oksijen miktarından venöz kan oksijen miktarı çıkarıldığında elde edilen değer aerterio-venöz oksijen farkı olarak isimlendirilir ve dinlenimde 100 ml kan için 6 ml’dir. Aktif kasların egzersizde daha fazla oksijene ihtiyaç duyması arterden daha fazla oksijenin kasa geçmesine neden olur ki kastaki venöz kanda oksijen miktarı sıfıra kadar düşer. Sağ atriumdaki değeri ise 100 ml kan için 2-4 ml civarıdır. Sonuçta egzersizde arterio-venöz oksijen farkı 100 ml kan için 15-16 ml ‘dir diyebiliriz.

Egzersizde sıvı kaybı kan plazma hacminde düşüşe neden olur. Plazma hacmindeki bu akut düşüş kan basıncındaki artış yani kapillerlerde hidrostatik basınç artışı ile kompanse edilir. Bu kayıp uzun süreli aktivitelerde %10-20 civarıdır ve egzersizin sıcak ortamlarda yapılması bu oranı artırır. Plazma hacmindeki bu düşüş performansı negatif yönde etkiler. Plazma hacmindeki bu düşüş kan vizkozitesinde bir artışa neden olur ki buda kan akımı açısından önemlidir. Özellikle hematokrit %60’ı aşması oksijen transportunu önemli oranda sınırlandırır. Dolaşımdaki kırmızı seri hücre miktarında bir değişiklik olmamasına karşın plazma hacminde egzersiz kaynaklı düşüş hematokritin yükselmesine neden olur (hemokonsantrasyon). Sonuç olarak her unit kan için kırmızı seri hücre miktarı ve dolayısiyle oksijen taşıma kapasitesi artar.

Antrenmana kalp-dolaşım sistemi yanıtı
Düzenli egzersiz veya antrenman yapan sporcularda kalbin kan pompalama gücü gelişir. Kalpte iç hacim (hiperplazi) ve kas kitlesinde artış (hipertrofi) belirgin değişikliklerdir. Dayanıklılık sporsularında hiperplazi ağırlıklı bir gelişime karşın güç geliştirme sporu yapanlarda hipertrofi ağırlıklı gelişim söz konusudur. Sedanterlerle karşılaştırıldığında belirgin olan bu değişim vücut kitlesi ile oranlandığında bu özelliğini kaybeder. Antrenmanla diyastol sonu hacmi artarken sistol sonu hacmi azalır. Bu da ejeksiyon fraksiyonun büyümesi anlamına gelir. Ayrıca buna paralel olarak stroke volume ve cardiac output da artar. Bütün bu değişimler maksimal oksijen kullanım kapasitesinin de artması anlamına gelir. Antrenmanlı kişilerde dinlenim kalp atım sayısı belirgin şekilde düşerken maksimal kalp atım sayısında göze çarpan önemli bir değişim gözlenmez. Kalp dolaşım sisteminin antrenmanla geliştiğinin en kolay göstergelerinden biri egzersiz sonrası toparlanmadır. Antrene kişilerde kalp atım sayısı bir kaç dakika içinde dinlenim düzeyine ulaşırken sedanterlerde dakikalar alır.

Antrenmanla artan iskelet kas kapilleritesi kan akımının artması anlamına gelir. Kastaki kapillerlerin daha fazla dilate olması, cardiac output’un daha büyük bir bölümünün çalışan kasa yönlenmesi  antrene kas kan akımının artmasına neden olan diğer faktörlerdir. Ayrıca ayrıca kas myoglobulin ve 2,3 difosfo gliserat enzim miktarında antrenmanla tespit edilen artışlar kasın oksijenasyonu açısından önemli bir değişimdir.

Antrene kişilerde submaksimal veya maksimal egzersizde kan basıncı değerlerinde sedanterle karşılaştırıldığında önemli bir fark gözlemlenememesine karşın dinlenim kan basıncında 10 mmHg civar bir düşüş gözlemlenir.

Dayanıklılık antrenmanı kan hacmini belirgin olarak artırır. Bu anti diüretik hormon ve aldesteronun artışının bir sonucudur ki böbrekten su tutulumunu sağlar. Ayrıca egzersiz plazma proteinlerinde belirgin bir artışa neden olur (özellikle albumin) ki bu da kanın ozmotik basıncının artaması sonucunda kana sıvı geçişini artırır. Kan hacmi ile birlikte antrenmanla kırmızı seri hücrelerde de artış olur. Fakat plazma hacmindeki belirgin artıştan dolayı hematokrit düşer.

EGZERSİZ VE SOLUNUM SİSTEMİ

Egzersizde dolaşan kanda oksijen miktarının ve pH’ın düşmesi, karbondioksidin artması periferal ve merkezi kemoresöptörler yolu ile solunum merkezindeki inspiratuvar merkezin uyarılması sonucu solunumun artmasına neden olur. Fakat egzersiz başlamadan veya egzersizin ilk saniyelerinde dolaşan kanda bu tür değişiklikler olmamasına karşın solunum artmıştır. Bu da egzersizde solunumun düzenlenmesinde kimyasal mekanizmalar dışında da düzenlemeler olduğuna işaret etmektedir. Egzersize solunum yanıtı 3 fazda incelenebilir. Faz I’de (hızlı yükselme fazı) serebral korteksden egzersize başlamak için kaslara giden uyarıların solunum merkezlerinden geçmesi sonucu uyarması, egzersize başlama ile aktif kaslardan kalkan uyrıların yine solunum merkezine uğraması sonucunda solunum artar. Kimyasal hiç bir değişim yoktur. Faz II (yavaş yükselme fazı) egzersizden 20 saniye sonra başlar. Merkezi ve kaslardan kalkan uyarılara medulladaki solunum  sinirlerinin uyarısı eklenir. Faz III’de major düzenleme mekanizmaları stabil hale gelirken buna periferal mekanizmalar (kemoreseptörler, vücut sıcaklığındaki değişiklikler) eklenir.

Dinlenimde toplam enerji harcamasının %2’si solunum sistemi tarafından kullanılırken ağır egzersizde tüketilen oksijenin % 15’i solunum sırasında çalışan kaslar için kullanılır. Bu oran akciğer hastalığı olanlarda %40’a kadar çıkar. Pulmoner ventilasyon egzersiz performansı üzerinde sınırlayıcı değildir. Fakat astım, KOAH (kronik obstrüktif akcğ. hastalığı) olanlarda sınırlayıcı olabilir. Maraton gibi uzun süreli aktivitelerde solunum kaslarındaki glikojen depolarının boşalması performansı sınırlayıcı bir neden olabilir. Fakat diğer iskelet kasları ile karşılaştırıldığında örneğin diafram kasında oksidatif enzim, mitokondri ve kapiller yoğunluğun 2-3 kat daha büyük olması bu etkiyi azaltır. Dolayısiyle antrenamanın ventilatuar dayanıklılığa katkı sağladığı söylenebilir.

Egzersiz öncesinde sigara içmek hava yolu direncini artırır (partiküllerin vagal refleks uyarısı ve nikotinin parasempatik uyarısı ile). Bu da hiperventilasyon ve kalp atım sasyısında artışla kendini belli eder. Bir gün sigara içmeyince solunumun oksijen maliyetinde %13-79’luk, kalp atım sayısında ise % 5-7’lik düşüş gözlemlenebilir.

Antrenmanla vital kapasitede minimal artış, rezidüle hacimde minimal düşüş gözlemlenirken tidal hacimda maksimal egzersiz dışında değişiklik olmaz. Solunum sayısı antrenmanla submaksimal egzersizde ve dinlenimde düşerken maksimal egzersizde artar. Tidal hacim ve solunum sayısındaki artış sedanterle karşılaştırıldığında antrene kişilerde pulmoner ventilasyonun 2 katı bir düzeyde artmasını sağlar. Pulmoner dolaşım ve ventilasyonun artması maksimal egzersizde pulmoner difizyonunun artmasına da neden olur.

Egzersizde sık karşılaşılan solunum güçlüğü veya kısa solunum (Dispne) zayıf kondisyonlularda arteryel karbon dioksit ve H+ iyonun yükselmesinin bir sonucudur. Ventilasyon için güçlü uyarıya karşın solunum kaslarının zayıf kondisyonu yüzünden tükenmesi bu tabloyu ortaya çıkarır. Egzersiz sonrası sık rastlanan öksürüğün nedeni ise solunum yollarındaki su kaybı sonucu oluşan irritasyondur. Egzersizde oksijen ihtiyacının artması hiperventilasyonla sonuçlanır. Bilinçli yapılan  hiperventilasyonu takiben solunumun tutulması ile özellikle derine dalmak sıklıkla  sorun yaratır. Hiperventilasyonla oksijen saturasyonunda değişiklik olmamasına karşın karbon dioksitin ileri derecede atılmasının sonucunda kan karbon dioksit düzeyi düşer. Su altında aktivasyon sonucu oksijen düzeyindeki düşüşe rağmen solunum merkezini uyarmak için kan karbon dioksit düzeyinin düşük olması bilinç bulanıklığı ve sonucunda kişiyi boğulmaya kadar götürebilir.

Diğer sık rastlanan bir sorun da Valsalva Manevrası olarak isimlendirilen bir durumdur. Özellikle yük altına girildiğinde nefesin tutulması sonucu glotisin kapanması intratorasik basıncın artması soucunda kalbe venöz dönüşün zayıflaması ve arteryel kan basıncının düşmesine neden olur. Sonuç olarak beyin kan akımının azalması ile başdönmesi olur.




Uludağ Üniversitesi Tıp Fakültesi Görükle/BURSA
TEL:0(224)295 35 00
FAX:0(224)442 87 27


Bu sitedeki bilgiler kaynak gösterilerek kullanılabilir.

© 2001- 2003 Designed by Faruk Ateş and Hakan GÜR.