|
|||||||
|
|
|
|||||
|
|
|||||||
FİZYOLOJİ
Temel
Fizyolojik Kavramlar
Maksimal
Oksijen Tüketimi (max.VO2):
Giderek artan aerobik bir kas egzersizi esnasında, kullanılan maksimal oksijen
miktarıdır. Maksimal aerobik güç ya da maksimal aerobik metabolizma olarak
da tanımlanır. Ölçüm genellikle; L / dak (dakikada kullanılan oksijenin
litre olarak miktarı) ya da ml / dak / kg (vücut ağırlığının kilogramı
başına dakikadaki mililitre olarak miktarı) olarak değerlendirilir.
Üst düzey bir max.VO2;
- yüksek şiddet ve uzun süreli egzersizleri desteklemeye,
- yoğun bir egzersizden sonra çabuk toparlanmaya
-aşırı yorgunluk göstermeksizin daha aktif olmaya,
- önemli antrenman yüklerini desteklemeye,
- uzun süreli yarışmalarda daha başarılı olmaya olanak
sağlar.
Max.VO2, ortalama olarak erkek çocuklarda kızlara oranla
daha yüksektir, yetişkin yaştan itibaren yaş ile azalır. Sedanterlerde
(Durağan yaşayanlarda) bu azalış hızlı olur.
AEROBİK:
Serbest oksijenin varlığında oluşan organik süreçleri
tanımlar. Bu süreçte, oksijen, su oluşturmak için canlı hücrede
okside edilen ve besinlerde bulunan organik moleküllerin hidrojeni ile birleşir.
Bu, suyun oluşumu ile sentezlenen enerjinin bir miktarı ısıya dönüşür,
diğer kısmı hücrelerde birikir. Bu süreç esnasında serbestlenen oksijen
miktarı kişinin aerobik kapasitesine göredir.
Aerobik
Güç:
Maksimal aerobik güç, Max.VO2’ nin %100’ ündeki bir efora denk gelen güçtür.
Watts olarak ölçülür. Enerji aerobik anaerobik süreçlerden kaynaklanır.
Bu durumda egzersizin süresi, asidoz ve glikojen oranının düşmesi sonucu, sınırlıdır.
Maksimal
Aerobik Hız (MAH):
Sporcunun maksimal aerobik güçte ya da max.VO2’ nin %100’ ünde ürettiği
hareket süratidir. Ölçüm km/saniye olarak yapılır. Max. VO2 yi bilmekten
çok fizyolojik gelişimi daha fazla kolaylaştıran koşu hızlarının dozajını
ayarlamak için zorunlu olan, maksimal aerobik hızı bilmek daha önemlidir.
Aerobik
Kapasite: Bireyin
soluduğu havadan alabildiği ve dokulara doğru taşıyabildiği maksimal
oksijen miktarıdır. Aerobik kapasite ya L/dakika (birim zamandaki oksijen
hacmi) ya da ml/kg/dak (birim zamanda, birim vücut ağırlığına oksijen
hacmi) olarak açıklanır.
Aerobik
dayanıklılık:
Max.VO2’ nin olası en yüksek bir yüzdesini uyaran bir eforun
desteklenebildiği “süre” dir. Diğer bir deyişle, maksimal aerobik gücün
yüksek bir yüzdesini uzun süre sürdürebilme kapasitesidir.
Örnek; maksimal aerobik hızın % 90’ nına denk gelen
bir hızı sabit olarak sürdürmek ve bu hızda koşulan mesafeyi ya da süreyi
ölçmek.
ANAEROBİK:
Serbest oksijenin ya da solunum ile alınan oksijenin yokluğunda
cereyan eden organik süreçleri tanımlar. Bu tür çalışma şiddetinde
organizma, oksijen alımı ve enerji ihtiyaçları arasındaki metabolik dengeyi
sağlayamaz. Bu süreçte enerji;
- ya adenozin trifosfatın (ATP) ve kreatin fosfatın (CP)
parçalanması ile,
- ya da karbonhidratların (glikoz-glikojen) laktik aside
parçalanması ile elde edilir.
Anaerobik süreçlerde organizma, çalışma esnasında oluşan
toplam laktik asitin eleminasyonuna eşit bir oksijen borcu oluşturur.
Anaerobik
dayanıklılık:
Anaerobik ortamda gerçekleştirilen fiziki çalışma dayanıklılığıdır;
bireyin olası en büyük oksijen borcunu oluşturma yeteneğine bağlıdır.
Laktik
Asit (LA):
Laktik asit nedir? Her insanın vücudunda oluşan tabii bir organik bileşiktir,
kas, kan ve vücudun değişik organlarında bulunur.
Laktik asit nereden gelir? Laktik asitin temel kaynağı,
glikojen olarak adlandırılan, karbonhidratın yıkımı sonucu oluşan bir yan
üründür. Anaerobik glikoliz sonucu pirüvat üretildiği zaman kas hücresi
onu aerobik olarak enerji üretimine katmayı dener. Şayet, kas hücresi üretilen
tüm pirüvatı kullanma kapasitesine (aerobik olarak) sahip değilse, pirüvat
laktata dönüşür. Laktat, laktik asitin Na, K tuzudur, laktik asit ile
aynı anlamda kullanılır.
Aerobik
Eşik:
Nispeten zor bir aerobik çalışma esnasında kanda yaklaşık 2 mmol/L laktatın
üretildiği düzeydir. Antrenmanın tekrarı olduğu durumlar hariç, bu eşiğin
altındaki uyarılar yetersizdir. Max.VO2’ nin yaklaşık % 70’ ine, yaklaşık
140 nabız/dakikaya denk gelir.
Anaerobik
Eşik: Kas
çalışmasının artık oksijen ihtiyacının karşılanamadığı, aerobik süreçlerin
ötesindeki fizik çalışma şiddeti ya da sürekli bir anaerobik çalışmadaki
kabul edilir asidoz sınırıdır (4 mmol/L). Bu eşikten öteye interval çalışmalar
gerekir. Max.VO2’ nin % 80’ ine, yaklaşık 170/175 nabız/dakikaya denk
gelir.
Çalışma
yükü: Antrenman
çerçevesinde organizmaya dayatılan iş miktarıdır.
Yük;
- ya çalışma birimi (kgm ya da watt)
- ya da çalışmaya bağlı direkt fizyolojik parametrelere
göre (kalp atım hızı, solunum debisi, oksijen tüketimi vb.) açıklanır.
Yük çalışma kapasitesini artırır. Onun antrenman değerlerini
korumak, "alışma" fenomenini önlemek için, düzenli olarak yüklenmenin
hacmini ve şiddetini artırmak gerekir. Antrenmanın etkinliği, temel olarak,
onun uygulama biçimlerine, dengesine ve yükün mantıki hesaplanmasına dayanır.
Optimal
yük: Antrenman
programının belirli bir anında beklenilen etkiye uyumlu çalışma yüküdür.
Optimal yük alışkanlık düzeyini aşmak ve sürantrenman riski olmadan
kişinin performans düzeyini iyileştirmek için gerekli olan çalışma miktarıdır.
Kas
kuvveti
Bir kasın kuvvetini, kasın büyüklüğü belirler.
Maksimum kasılma kuvveti kasın enine kesitinin cm2’ si başına
3-4 kg kadardır. Egzersizle belirli bir antrenman programı uygulayarak kas
hipertrofisi sağlayan sporcular kas gücünü de artırırlar. Kasları gergin
tutan kuvvet, kontraksiyon kuvvetinden yaklaşık %40 daha büyüktür. Yani eğer
kas kontraksiyon durumunda iken, kas dışında bir güç onu germeye çalışırsa,
atlamadan sonra ayağın toprağa çarpması gibi, bu durumda kontraksiyon
kuvvetinden %40 daha fazla kuvvet uygulanır. Böylece patella tendonuna 800 kg
civarında bir kuvvet uygulanır. Bu kuvvet doğal olarak tendon, eklem ve
ligamentlerde karmaşık problemler oluşturur. Kasın kendisinde de iç yırtılmalara
neden olur. Gerçektende maksimal kısalmış bir kasın gerilmesi kasta ileri
derecede ağrılı bir durum yaratmak için en uygun bir yoldur.
Kas
Gücü
Güç, hareket hızının ve kuvvetin işlevsel uygulaması,
diğer bir anlatımla kuvvetin patlayıcı görüntüsüdür. Güç=(kuvvet x
yol)/zaman
Örneğin; iki sporcu penç-press de aynı ağırlığı
biri 5 saniyede, diğeri 8 saniyede iki kere kaldırmış olsun. 5 saniyede 2
kere kaldıran sporcu diğerine göre daha güçlüdür.
Kas
Hipertrofisi ve Atrofisi
Kasın total kitlesinin büyümesine kas hipertrofisi,
azalmasına ise kas atrofisi denir. Hemen hemen bütün kas hipertrofileri kas
liflerindeki aktin ve miyozin flamentlerinin sayısındaki artıştan kaynaklanır,
buna bağlı olarak kas lifi genişler ki buna lif hipertrofisi denir. Bu olay
genellikle kasın maksimal veya maksimale yakın kasılmasına yanıt olarak
meydana gelir. Kasılma işlemi esnasında kasın eşzamanlı olarak gerilmesi
de hipertrofi oluşturur. Maksimal hipertrofi olabilmesi için 6-10 hafta her gün
sadece birkaç tane maksimal kasılma yeterlidir.
Güçlü kasılmaların hangi yolla hipertrofiye neden olduğu
bilinmemektedir. Ancak hipertrofi gelişirken kasın kontraktil proteinlerinin
sentez hızının yıkılma hızlarından daha fazla olduğu bilinmektedir. Böylece
miyofibrillerde hem aktin hem de miyozin flamentlerinin sayısı giderek artar.
Kas liflerinde miyofibriller bölünerek yeni miyofibriller oluştururlar. Dolayısıyla
kas liflerinde hipertrofiye neden olan başlıca etken miyofibril sayısındaki
bu artıştır.
Miyofibrillerin sayısındaki artışla birlikte enerji sağlayan
enzim sistemleri de artar. Bu artış özellikle glikoliz enzimleri için geçerlidir.
Kas uzun süre kullanılmadığı zaman kontraktil
proteinlerin ve miyofibrillerin yıkılma hızı, yenilenme hızından daha
fazladır. Dolayısıyla kas atrofisi meydana gelir.
Kas
Kasılmaları
Kaslar izometrik ve dinamik olarak kasılırlar. İzometrik
kasılmalarda kasın boyu değişmez fakat tonusu artar, kemik bölümde hareket
yoktur.
Dinamik kasılma iki şekilde olur;
- Konsantrik (izotonik) kasılma; kasın
tonusu, gerimi aynı kalırken boyu kısalır ( bir ağırlığın yerden kaldırılması).
Bu tür kasılmada pozitif mekanik bir iş yapılır.
- Eksantrik kasılma; kasın tonusu,
gerimi artarken boyu uzar; merdiven inme, bir ağırlığı kol ile indirme..
İzokinetik
kasılma;
hareket hızının sabit tutulduğu maksimal bir kasılma şeklidir. İzokinetik
kasılmalar için sürati konrol eden özel bir aparey gereklidir. Kas kuvvetini
ve dayaniklılığını geliştirmede yararlı bir yöntemdir.
Kas
fibrilleri:
Kasların farklı fibrilleri içerdiğini bilmekteyiz; yavaş fibriller (ST) ya
da tip I, aerobik olarak işlev görürler; zayıf ATP kullanma yeteneğine, düşük
kasılma hızına, yüksek dayanıklılk yeteneğine sahiptirler.
Hızlı fibriller (FT) ya da tip II; yüksek düzeyde ATP
kullanma yeteneğine, yüksek kasılma hızına, düşük dayanıklılık yeteneğine
sahiptirler.
Hızlı fibriller iki kategoriye ayrılır;
- tip II A; aerobik - anaerobik olarak işlev görürler;
- tip II B; yalnızca anaerobik olarak işlev görürler;
Metabolizma:
Metabolizma kavramı genel olarak şu üç farklı olayı
kapsar;
- Vücut içi ve vücut dışı kaynaklardan enerji üretimi,
- Fonksiyonel ve yapısal doku komponentlerinin sentezi,
- Oluşan metabolik artık maddenin uzaklaştırılması.
Bu durumda organizmadaki madde ve enerji dönüşümlerinin
tümünün metabolizma kapsamına girdiğini söyleyebiliriz. Metabolizma iki
alt birimden meydana gelir : Anabolizma ve katabolizma.
Anabolizma:
Küçük moleküllerden büyük moleküllerin sentezi ve enerji depolanması
(protein, yağ, karbonhidrat şeklinde).
Katabolizma:Büyük
moleküllerin (karbonhidrat, yağ, protein) küçük moleküllere dönüşmesi
ve bu esnada enerji üretimi.
Organizmanın en önemli enerji kaynağı ATP şeklinde
depolanan yüksek enerjili fosfat (PO4) bağlarından oluşan kimyasal bileşiktir.
Adenozin – PO3 ~ PO3 ~ PO3 “ ~ “ yüksek enerjili
fosfat bağlarının sembolüdür. Bu iki yüksek enerjili bağlarını her
birinin ayrılmasıyla fizyolojik koşullarda 12.000 kal/mol (= 12 k.kal)
Kalori:Birim
zamanda organizmadan ısı şeklinde serbestlenen enerji birimidir.
1 cal: 1 gr. suyun sıcaklığını bir derece yükseltmek için
gereken ısı
1 Cal: 1000 cal (Cal= Kal=kilo kalori) = bir kg. suyun ısısını
bir derece yükseltmek için gereken ısı miktarıdır.
1 kilo kalori = 4184 joule
Tüm besinlerin enerji değeri eşit değildir. Bir gram için;
-karbonhidratlar 4 kalori,
-proteinler
4 kalori
-yağlar
9
kalori enerji verirler.
Yağlı maddeleri tüketmek en iyi seçim görünse de hiç
bir şey gerçekten daha farklı olamaz. Gerçektende profesyonel sporcular özellikle
yarışma öncesi yağlı besinlerin tüketimini en aza indirirler.
Enerji
üretimi
Kaslar kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye çevirirler. Kas
enerjisinin kaynağı organik fosfat (PO4) bileşikleri olan ATP (Adenozin tri
fosfat) ve CP (Kreatin fosfat) dir.
Kas aktivitesi veya genel vücut dokularının aktivitesi için
gereken enerji 2 ana metabolik yol ile temin edilir.
- Anaerobik sistem (yol)
- Aerobik sistem (yol)
1.
Anaerobik sistem:
anaerobik deyimi enerji eldesinde oksijenin olaya karışmadığını ya da çok
az karıştığını belirtir. Bu sistemde enerji iki şekilde elde edilir.
A.
Alaktik Anaerobik Sistem (Fosfatojen Sistem = ATP-CP): Terim, anaerobik ortamda
elde edilen enerji esnasında
yan ürün olarak laktik asitin oluşmadığını açıklar.Enerji, kaslarda
hazır olarak bulunan ATP'
den elde edilir. Tükenen ATP' yi CP bir fosfatını vererek yeniler.
- Hücrede fazla ATP sentezlenince bunun büyük kısmı CP’
ye dönüştürülerek depolanır. ATP tükendiği anda bu depo kullanılır.
- Fosfokreatin + ADP
ATP +
kreatin şeklinde reversible ilişki; konsantrasyona göre sürekli iki yönlü
çalışır.
- CP’den enerji transferinin önemli tarafı, bu olayın
saniyenin küçük bir bölümünde gerçekleşmesidir. Bu olay özellikle ani
bir kas kasılması sağlar. ATP ile beraber bu sisteme fosfatojen sistem denir
ve her ikisi toplam 8 – 10 saniye maksimal kas gücü sağlar.
B.
Laktik Anaerobik Sistem:
Terim, anaerobik ortamda elde edilen enerji esnasında yan ürün olarak laktik
asitin oluşduğunu açıklar. Karbonhidratların bir özelliği O2
siz ortamda da enerji için kullanılabilmeleridir. Bu sistemde glikoz veya
glikojenin glikolitik yol ile yıkımı olur. (hızı:2,5mol/dk)
- Glikoz + 2ATP (önce pürivat, sonra laktat oluşur) = 2
Laktik Asit + 4ATP, net kazanç 2 ATP
- Glikojen + 1ATP 2 Laktik Asit + 4ATP, (net kazanç 3ATP)
- Glikozdan ATP üretiminin farkı; hücreye giren serbest
glikozun parçalanmadan önce 1 mol ATP ile fosforilasyonudur. (+ 1 ATP’ de yıkım
için kullanılır, tüketim=2 ATP).
- Oysa glikojendeki glikoz zaten fosforiledir. Bu durumda hücredeki
anaerobik koşullar için en önemli kaynak depo glikojendir.
Depo
Oksijen: 0.5
litre akciğerlerdeki hava, 0.25 litre vücut sıvılarında erimiş olarak, 1
litre Hb ile birleşmiş olarak, 0.3 litre myoglobinde bulunur (toplam; 2
litre).
Özellikle akut hipoksilerde hemoglobindeki mevcut
depo oksijen ancak 1-2 dakika yeter, bu süre dışında ek enerji kaynağı
gerekir. Anaerobik glikoliz ile de birkaç dakikalık ek enerji sağlanır. Bu sırada
glikoz pirüvat (O2 varlığında kas glikojeni fazla laktata çevrilmiyor, bir
kısmı Krebs siklusuna girer; aerobik glikoliz) , sonra laktata çevrilir;
laktat hücre dışına difüze olur.Bu durum yani hipoksi maksimal kas kasılmasının
ilk dakikalarında ortaya çıkar. Kasta depo glikojen (ilk 10 saniyede fosfojen
sistem yeterli ) 10.saniye sonunda bu sistem devreye girer; 1-2 dakikalık kısa
süreli ağır aktiviteler için depolar kullanılır. Glikojen tükenince ağır
aktivite sonlanır ve artık aerobik sistem (ki bu sistem anaerobikten yavaş
enerji üretiyor; glikojen laktik anaerobik sistem (anaerobik glikoliz), aerobik
glikolizden 2,.5-3 kat daha hızlı çalışır (mitokondriyal oksidatif sistem
=aerobik sistem, daha yavaş ama kalıcıdır.)
- Fosfatojen sistemin enerji üretim hızı ise anaerobik
sistemin yaklaşık 2 katıdır.
Ağır egzersizde glikojen deposu azalırken laktik asit
konsantrasyonu artar. Egzersiz sonrası normal oksijen sağlanarak biriken
laktik asit, tekrar glikoza çevrilir (çoğu karaciğerde). Bir kısmı da
(1/5) pirüvik aside çevrilerek siklik asit siklusunda kullanılır.
2.
Aerobik Sistem:
Besin maddelerinin mitokondrilerde oksidasyonu ile ATP sentezidir. Glikoz, yağ
asitleri, aminoasitler, O2 ile birleşerek AMP (Adenozin mono fosfat)
ve ADP (adenozin di fosfat)’ nin ATP’ ye çevrilmesinde tüketilecek büyük
miktarlardaki enerjiyi serbestleştirirler.
Örneğin: Depo glikojen tükenince yerine plazmadan glikoz
alımı ile enerji sağlanır.
Glikoz önce pirüvik aside dönüşür. Ortamda yeterli O2
varlığında pirüvik asit Krebs siklusuna girerek bir glikozdan 40 mol ATP
elde edilir ( 2 ATP kullanılır net kazanç 38 ATP’ dir).
Besinler ve O2 olduğu sürece bu üretim sınırsızdır
(O2 yetersiz ise pirüvat laktata dönüşür; anaerobik sistem).
Karbonhidratların enerji için yetersiz olduğu veya kullanılmadığı
koşullarda yağ asitleri, mitokondrilerde CO2 ve H2O’
ya kadar yıkılır. Yağ asitleri oksidasyonu, serbest yağ asitlerinin kandan
hücrelere alınmasıyla başlar. Mitokondride beta oksidasyon ile yağ asitleri
asetil Co-A’ ya yıkılır. Asetil CoA Krebss siklusuna girerek okside edilir.
Oluşan ATP miktarı yağ asit zincirinin uzunluğuna bağlıdır (ör: palmitik
asit; 129 ATP elde edilir).
Yağ asitleri biter veya yetersiz olursa artık vücudun
depo proteinleri yıkılır ve enerji elde edilir. Sonuçta üre meydana gelir,
normal şartlar altında günlük fizyolojik bir protein yıkımı ve üre oluşumu
vardır.
Glikoliz:
Glikozun pirüvik
aside dönüşüm sürecidir. Bu süreç, hücrede bir çok safhada
tamamlanır, yüksek enerji (ATP) oluşumu için her reaksiyon özel bir enzim
tarafından katalizlenir. Bu süreç ya glikojenin parçalanması ile oluşan
glikozu ya da kanda normal olarak bulunan glikozu (glisemi) kullanır. Aerobik
glikolizde pirüvik asid su ve CO2 ye indirgenir, Aneerobik glikoliz sonucu
laktik asid oluşur.
Oksijen
açığı:
Egzersizin başlangıcında (egzersiz şiddetine göre) organizmaya giren
oksijen, ihtiyacın altındadır. Bu anda geçici bir O2 açığı vardır. Bu
geçiş döneminde kaslar aerobik metabolizma tarafından üretilenin üzerinde
bir enerji miktarını harcar. Bu O2 açığı kas seviyesinde gaz değişim
sisteminin uyumunun durgunluğundan doğar. Daha sonra, belli bir düzeyde
organizma oksijen alımı ihtiyacını karşılar ve denge kurulur (steady-state).
Egzersizin başlangıcındaki bu O2 eksikliğine “oksijen açığı” denir.
Oksijen borcu, toparlanma döneminde normal dinlenme dönemine
göre tüketilen aşırı oksijen miktarı olarak tanımlanır.
Aerobik çalışmalarda oksijen açığı yoktur ya da çok
azdır (% 5).
DOLAŞIM
SİSTEMİ
Tanımlar:
-
sistol; kalp
odacıklarının kasılma dönemidir. Atriyumların (kulakçık) kasılması ile
kan karıcıklara, ventriküllerin (karıncık) kasılması ile kan akciğerlere
ve tüm vücuda gönderilir.
- diyastol; atriyum ve venriküllerin gevşeme dönemidir, bu sürede kan ile
dolarlar.
- kardiyak frekans; kalp atım hızı/nabız, bir dakika olarak değerlendirilir.
Bir yaşında 120/130, normal bireylerde 70-75 arasındadır.
- atım hacmi; bir sistolde aorta ve akciğerlere gönderilen kan miktarıdır.
Sporcu olmayanlarda 70 ml kadardır.
-
kardiyak debi (kardiyak çıktı);
bir dakikada kalpten çıkan kan miktarıdır, 5-6 litredir. Kardiyak frekans
ile atım hacminin çarpımıma eşittir.
- taşikardi; kalp hızının artışını anlamına gelir, genellikle
dakikada 100 atımdan daha büyük hızları tanımlar.
-
bradikardi;
kalp hızının yavaşlaması anlamına gelir, genellikle dakikada 60 atımdan
daha düşük hızları tanımlar.
Organizma, yaşamını sürdürebilmek için, hücrelerinin
her biri sürekli olarak besin maddeleri ve oksijen desteği almak, aynı
zamanda hücreler tarafından üretilen karbondioksid ve diğer metabolizma artıklarnı
toplamak ve uzaklaştırmak zorundadır. Bu çifte görev dolaşım apareyi
(kalp-damarlar) tarafından gerçekleştirilir.
Dolaşım sistemi, kalp ve içerisinde kanın dolaştığı
çok geniş bir damar ağından oluşur. Kan daima aynı yönü takip eder;
kalptan arterler ile ayrılır, kılcal damarlardan geçer, venler ile tekrar
kalbe döner. İki tür dolaşım vardır;
- Küçük dolaşım (akciğer dolaşımı);
kan sağ kalpten akciğer atar damarı ile çıkar, akciğerlerde yenilenir
(oksijen tutar) ve 4 akciğer veni ile sol kalbe döner.
- Büyük dolaşım (sistemik dolaşım);
kan sol kalpten aort atar damarı ile ayrılır, tüm vücuttaki görevlerini
gerçekleştirdikten sonra, alt ve üst ana toplar damarlar ile sağ kalbe geri
döner. Büyük dolaşımın 3 önemli görevi vardır;
-sindirim sistemine gider, kalbe döner;
beslenme görevi,
-böbrekleri besler, kalbe döner; boşaltım
görevi,
-gövde ve bacakları besler
Dolaşım Apareyi
Kalp
İçi oyuk bir kas yapıya sahiptir, çizgili kas özelliğindeki
bu kas yapı miyokard olarak adlandırılır. İki akciğerin arasında, hemen
hemen göğüs boşluğunun ortasında yer alır. Bir armut şeklinde, tepesi aşağıda
tabanı yukarıda, yaklaşık 13 cm boyunda 8 cm genişliğindedir. Yetişkin
insanda ortalama ağırlığı 250-300 gram kadardır.
Kalp birbiriyle kan alışverişi olmayan iki bölmeye ayrılır;
sağ kalp, sol kalp. Sağ ve sol kalp bir üst bir alt olmak üzere ikişer boşluğa
ayrılır. Üst boşluklar “atriyum-kulakçık” alt boşluklar “ventrikül-karıncık”
olarak adlandırılırlar. Kulakçık ve karıncıklar kalp kapakları ile
birbirlerinden ayrılır. Sağ atriyuma alt ve üst ana toplar damarlar, sol
atriyuma 4 akciğer veni açılır.
Kalbin
İşlevi
Kalp işlevini kasılma "sistol" gevşeme
"diyastol" dönemleri ile gerçekleştirir. Atriyumlar ve ventriküller
aynı anda kasılır ve gevşerler. Ventriküller, atriyumlardan 1/10 saniye
sonra kasılırlar, bu sürede ventriküller atriyumlardan gelen kan ile dolar.
Bu olay sürekli olarak tekrarlanır.
Egzersiz
ve Dolaşım Sistemi
Egzersiz esnasında, dolaşım sisteminin görevi, aktif
dokulara gerekli kanı temin etmektir. Bu sayede doku ve kas ihtiyacı olan
oksijen ve diğer besin maddelerini aldığı gibi, metabolik faaliyetler sonucu
ortaya çıkan artık maddelerinin de atılmasını sağlar. Uzun süren
egzersizlerde ise dolaşım sisteminin ikinci bir görevi de, vücut ısısını
normalde tutmaktır.
Dolaşım sisteminin kontrolü, otonom sinir sisteminin bölümü
olan sempatik sinir sistemi tarafından yapılır.
Egzersizde, akciğerler ile hücreler arasında gazların taşınması
yoğunlaşır. Kan ve dolaşım apareyi (kalp-damarlar) bu adaptasyona katılırlar.
Egzersiz esnasında, dolaşım sisteminin uyumu, yaş, cins,
vücut postürü, şahsın kondisyon düzeyi gibi faktörlere bağlıdır.
Normal koşullarda, istirahat halinde kalbin dakikada
perifere gönderdiği kan 5-6 litredir (kardiyak çıktı). Kassal egzersize geçildiğinde,
kalbin dakika volümü, ihtiyaca cevap verecek şekilde artar ve dokulara dağılım,
çalışan dokulara daha fazla, çalışmayan dokulara daha az olmak üzere
orantılı olarak değişir. Yani, kalbin tüm organizmaya bir dakikada gönderdiği
total kan miktarı ve bunun dokulara dağılımı dokuların ihtiyaçlarına göre
fizyolojik bir uyum gösterir. İstirahatte iskelet kaslarına giden kan, kalbin
dakika volümünün % 15-20 sini oluşturduğu halde, egzersizde bu oran % 85-90
civarına kadar yükselir. Karın içi organlara giden kan miktarında azalma
olur, fakat beyine giden kan miktarı değişmez. Antrenmansız kişilerde uyum,
kalp atım hızının artışı ile, antrenmanlı kişilerde ise debinin artması
ile gerçekleşir.
Görünen değişiklikler; kalp atım hızının artışıi
ile atım volümü artar. Maksimal yüklenmede kalp atım hızı dengelenmez.
Kas kan akımı
İstirahatte, iskelet kasında kas kan akımı düşüktür
(3-6 ml/100 g/dak). Kas maksimumu geriminin % 10’ undan daha fazla kasılır
ise içinde yer alan damarları baskılar. Maksimum geriminin % 70 den fazlası
oluşursa kan akımı tamamen durur. Bununla beraber kasılmalar arasında kan
akımı o kadar büyük miktarda akar ki, ritmik olarak kasılan bir kasta,
birim zaman içinde kan akımı 30 kat kadar yükselir. Bazen kan akımı
egzersiz başlarken ve hatta egzersiz başlamadan önce artar, ilk artış
muhtemelen sinirsel bir yanıttır. Sempatik vazodilatör sistemdeki impulslar
olaya katılıyor olabilir.
Egzersiz yapan kaslarda yüksek kan akımını sürdüren
yerel mekanizmalar arasında doku PO2 (parsiyel oksijen basıncı)’
sinde bir düşme, doku PCO2 (parsiyel karbondioksit basıncı)’
sinde bir artış, K+ ve diğer vazodilatör metabolitlerin birikimi bulunmaktadır.
Aktif kasta sıcaklık yükselir ve bu olay damarları daha
da genişletir. Arteriyollerin ve prekapiller sfinkterlerin gevşemesi açık
kapiller sayısında 10 – 100 kat bir artış yapar. Kan ve aktif hücreler
arasındaki ortalama mesafe (O2 ve metabolik ürünlerin difüze olma
zorunda oldukları mesafe) böylece büyük ölçüde azalır. Damarların
dilatasyonu vasküler yatağın enine kesit yüzünü arttırır ve dolayısıyla
akış hızı azalır. Kapiller basınç kapillerin tüm uzunluğu boyunca
onkotik basıncı aşıncaya kadar yükselir. Dokular arası alana sıvı geçişi
son derece artar.
Kan akımında görülen büyük bir artış yanında, her
kasılma işlemi bu akımı azaltmaktadır. Bundan iki sonuç çıkar: (1) kasılmal
olayı kasın bizzat kendisinde kan akımının azalmasına neden olur, çünkü
kasılmış kas, kas içi kan damarlarına basınç yapar. Böylece kuvvetli
tonik kasılmalar kasta yorgunluğun hızla gelişmesine neden olur. Zira sürekli
kasılmalar esnasında O2 ve besin maddelerinin sağlanması yetersiz
kalmaktadır. (2) egzersiz sırasında kaslara kan akımı belirgin şekilde
artabilir. Aşağıdaki karşılaştırma antrenmanlı bir sporcu da maksimum
artışı göstermektedir.
Dinlenme esnasında kan akımı
3.6 ml/100 gr kas/dakika
Maksimal egzersiz esnasında kan akımı
90.0 "
"
Kan basıncı: Egzersiz esnasında arteriyel kan basıncı ne durumdadır? Her
zamanki gibi, ortalama arteriyel basınç; kalp debisi ve total periferik
direncin çarpımına eşittir. Kalp debisi total periferik direnç azalışından
biraz daha fazla artmaya meyillidir. Böylece ortalama arteriyel basınç
genellikle hafifçe artar.
Egzersiz sırasındaki kalp debisi artışına, kalbin daha
fazla olan sempatik aktivitesi ve azalan parasempatik aktivitesine neden olur
(bu iki otonomik değişmelerin biri, egzersizin farklı tiplerinde daha önemli
değişmeler gösterir).
Kalp hızındaki artış genellikle atım hacminden daha
fazladır. Diyastol sonu ventriküler hacim değişmeksizin, atım hacmi
artmaktadır. Buna göre, bu durumda artan atım hacmi Starling kanununa bağlanamaz,
fakat tamamen, kalbin sempatik sinirlere uyarılan kontraktilite artışına bağlıdır.
Egzersizde ortaya çıkan kalp debisi artışından, kalbin
güçlenmiş sempatik aktivitesinin sorunlu olduğu düşünülmektedir. Gerçekte
kalp debisi, eğer venöz dönüş aynı anda aynı derecede kolaylaştırılırsa,
yüksek düzeye çıkabilmektedir. Diğer bir deyişle, yüksek kalp hızı
nedeniyle kısalan dolma zamanı, diyastol sonu hacmi ve atım hacmi azaltacaktır
(Starling kanunu). Buna dayanarak, egzersiz sırasında venöz dönüşü güçlendiren
faktörler oldukça önemlidir. Bunlar;
- iskelet kası pompa aktivitesinin artması
- inspirasyonun derinliğinde ve sıklığında artış
- venöz tonusta sempatiklerin aracılık ettiği artış
- genişlemiş iskelet kası arteriyollerinden kanın
arterlerden venlere doğru daha kolay akması
Ağır egzersiz sırasında, hafif egzersizin aksine bu 4
faktör o kadar güçlü olabilir ki, venöz dönüş ventrikül diyastol sonu
hacminde bir artışa neden olmaya yetecek kadar artar. Bu şartlar altında, atım
hacmi, kontraktilite artışının neden olduğundan daha da yüksek bir
dereceye ulaşır.
Egzersize verilen sistemik kardiovasküler yanıt kas kasılmalarının
temel olarak izometrik mi yoksa bir dış iş gerçekleştirecek şekilde
izotonik mi olduğuna bağımlıdır. İzometrik kas kasılmasının başlamasıyla
kalp hızı artar. Artmış kardiyak sempatik sinir deşarjının da bir kısım
rolünün bulunmasına karşın kalp hızındaki bu artış büyük ölçüde
azalmış vagal tonusa bağlıdır. İzometrik bir kas kasılmasının başlamasını
izleyen birkaç saniye içinde sistolik ve diastolik kan basınçları keskin
bir şekilde yükselir. Atım hacmi nispeten daha az değişir ve sürekli kasılmakta
olan kaslara giden kan akışı bunların kan damarları üzerine bası yapıyor
olmasından dolayı azalır.
İzotonik kas kasılmasını içeren egzersize yanıt, kalp
hızında ani bir artış olması yönünden yukarıda anlatılan duruma benzer,
fakat bundan farklı olarak bu tabloda atım hacminde de belirgin bir artış
vardır. Buna ek olarak egzersiz yapan kaslardaki vazodilatasyona bağlı olarak
total periferik dirençte net bir düşme görülür. Sonuç olarak sistolik kan
basıncı orta derecede artarken diastolik basınç genellikle değişmez veya
azalır.
İzometrik ve izotonik egzersizlere verilen yanıtlar arasındaki
fark aktif kasların izometrik egzersiz esnasında tonik olarak kasılmaları ve
sonuç olarak total periferik direncin artmasına katkıda bulunmaları gerçeğiyle
kısmen açıklanır.
Kalp debisi izotonik egzersiz esnasında 35 l/dk aşan değerlere
yükselebilir ve bu artış miktarı O2 tüketimindeki artışla
orantılıdır. Bu artış kalp hızı ve atım hacmindeki artışa bağlı olup
kalp kası daha güçlü kasılarak ventriküllerdeki sistol sonu kan hacminin
daha büyük bir bölümünü fırlatır.
Egzersiz sırasında ulaşılabilecek kalp hızı yaşa bağlı
olarak gelişir. Çocuklarda bu hız dakikada 200 veya üzeri atıma yükselirken
erişkinlerde ender olarak dakikada 195 atımı aşar ve yaşlı kişilerde bu
artış daha da azalır.
Ani yüklenme altında sistolik kan basıncı artması
beklenen bir uyumdur, çünkü yüklenme şiddeti arttıkça kalp debisi
artacaktır ve sistolik kan basıncı artacaktır.
İstirahatte kan basıncı 120-80 mm/Hg civarındadır,
egzersizde, şiddete bağlı olarak sistolik basınç artar, diastolik basınç
ya çok az artar ya da değişmez.
Debi (Vm)=Atım volümü(V) x Atım sayısı (n),
olduğundan egzersizde kalbin dakika volümünün artması, hem atım volümünün
artması hem de kalbin bir dakikadaki vurum sayısının artması ile gerçekleşir.
Bu iki faktör kalbin dakika volümüne etki eder.
İstirahat nabzı yaş ile giderek azalır. İstirahatte bir
dakikada 5 lt. kan dolaşımda bulunur. Yoğun egzersizde 25-30 litreye kadar çıkabilir.
Kalp atım hızının neden artmadığını belirten faktörler:
- normal bir kalp atım hızında da ventriküllerin dolması
0.55” de gerçekleşir,.
- kalp atım hızının 195’ in üzerine çıkması
halinde, diyastol için süre yetersiz kalır (bu süre 0.12” nin altına düşemez,
aksi halde kalp kan ile dolamaz). Ventrikül ne kadar doluysa, ventrikül gerimi
ve kasılması o kadar fazla olur ve perifere o kadar fazla kan gönderilir.
Kalp Debisi, Atım Hacmi ve Kalp Atım Hızı (KAH)
Dayanıklılık sporcularında KAH azalır ve atım hacmi
artar, böylece kalp debisi korunur. Antrenmanla, kalp debisi artış gösterir,
KAH artmadığına göre, bu değişim atım hacminin artışıyla açıklanır.
Kalp debisinin dinlenme düzeyi olan 5,5 litre / dakikadan,
maraton koşucusundaki gibi, dakikada 30 litreye çıkması sırasında, kalp atım
hacmi ile, kalp hızındaki değişikliklerin yaklaşık değerleri aşağıdadır.
Atım sayısı / dakika Atım hacmi
Dinlenmede
Sedanter
75
70
Maratoncu
50
105
Max.Egzersizde
Sedanter
195
110
Maratoncu
180
162
Atım hacmi, 105 ml den 162 ml’ ye çıkarken % 50 artar. Kalp hızı dakikada 50 den 180’ e yükselirken ise % 250 bir artış vardır. Böylece ağır bir egzersiz esnasında kalp debisinin artmasında kalp hızındaki artışın, atım hacmindeki yükselmeden çok daha büyük oranda rol oynadığı görülmektedir. Kalp debisi, maksimumun yarısına ulaştığı zaman, vurum hacmi kendi maksimum değerini kazanır. Kalp debisinin bundan sonraki yükselmesi kalp hızındaki artışına bağlıdır.
Dolaşım sisteminin egzersize uyumu, akut ve kronik olmak üzere iki şekilde olur. Akut uyum, spor yapmayan herhangi bir kimsenin egzersiz esnasında, dolaşım sisteminin gösterdiği uyumdur. Kronik uyum ise, sportif antrenman yapan bir kimsede, istirahatte ve efor esnasında, dolaşım sisteminin gösterdiği uyum ve dolaşım sisteminin kazandığı özelliklerdir.