İlgili Döküman veya Slaytı Yüklemek İçin Tıklayınız

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
2
ENERJİ KAYNAKLARI
3
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.
4
İş, Güç Kavramları
• Güç; birim zamanda ortaya konan bir iş
olarak tanımlanır.
Güç=
İş
zaman
Kuvvet x mesafe
=
= kgm/sn
zaman
Güç = Kuvvet x Hız, formülü ile de belirlenebilir.
5
Terim
Enerji (iş) ve güç tanımları ve
birimleri
Tanım
Enerji
İş yapabilme kapasitesi
İş
Bir mesafe boyunca uygulanan
kuvvetin ürünü
Güç
Birim zamanda yapılan iş
Birim
Joule/kalori
kgm veya kalori
kgm/sn veya watt
6
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.
7
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.
8
Enerji Sistemleri
Fiziksel aktiviteler için 3 metabolik sistem
önemlidir.
• Fosfojen
• Glikojen-laktik asit
• Aerobik sistem
9
ATP, adenozin adı verilen kompleks bir elemandan
ve bu maddeye bağlı üç fosfat grubundan oluşur.
oluşur.
Enerji ise, bu fosfat gruplarını birbirine bağlayan
kimyasal bağlar arasında depolanır .
10
11
ATP-CP veya Fosfojen Sistemi
a.
Kreatin yüksek enerji bağı P
b.
CP ⇒ ⇒ Kreatin + Pi + Enerji
Enerji + ADP + Pi ⇒ ⇒ ATP
12
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
Zinciri
ADP+Pi
ATP
Pirüvik Asit
Laktik Asit
13
Anaerobik Glikoliziz sonucu
•
•
•
•
Laktik asit oluşur
Sadece CHO enerji kaynağı olarak kullanılır
O2 kullanılmaz
Yalnızca birkaç mol ATP üretilir (2-3 mol)
C6H12O6
(Glukoz)
2C3H6O3 + Enerji
(Laktik asit)
ENERJİ + 3 ADP + 3 Pi
3 ATP
14
15
• Anaerobik kimyasal olaylar
hücrenin sitoplazmasında,
Aerobik kimyasal reaksiyonlar
ise, mitokondrilerin içinde
gerçekleşir.
16
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
17
18
Aerobik glikoliz
19
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 ”Betaoksidasyon” adı verilir.
20
Krebs Siklusu veya Sitrik Asit Döngüsü
21
Krebs çemberinde oluşan bu oksidasyon
olayları sırasında :
1. CO2 üretimi gerçekleşir.
2. Elektronlar Hidrojen atomları yolu ile
uzaklaştırılır.
H
H+ - e3. Az miktarda’ da ( 2 mol ) ATP üretilir.
22
• 1 mol ATP üretmek için enerji kaynağı
olarak glukoz kullanıldığında 3.5 litre O2
• yağlar kullanıldığında ise 4 litre O2
harcanması gerekir.
23
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.
24
Enerji sistemlerinin genel özellikleri
Enerji Sistemi
ATP-CP (Fosfojen) Sistemi
Laktik Asit (Anaerobik
Glikoliz) Sistemi
Oksijen (Aerobik)
Sistemi
Oksijen
gereksinimi
Anaerobik
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
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.
gerektiren
25
Dinlenme ve Egzersiz Sırasında Aerobik ve
Anaerobik Enerji Sistemleri
Dinlenme şartlarında enerjinin, 2/3 Ü yağlardan, 1/3
ise glikozdan elde edilir.
26
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.
27
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.
28
29
30
31
Kısa süreli Egzersizde Enerji
Metabolizması
• A) Acil enerji sistemi
• B) La asit sistemi
32
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.
33
34
Uzun süreli egzersizlerde enerji
metabolizması
35
Uzun süreli egzersizlerde enerji
metabolizması
36
Uzun süreli egzersizlerde enerji
metabolizması
37
Egzersizde enerji transferi
kapasitesi
38
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.
39
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.
40
•
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
3
90-180 saniye
Laktik Asit- O2
Sistemi
4
180 saniyeden uzun
O2 Sistemi
200-400 m koşu, 100 m
yüzme, buz pateni
800 m koşu, cimnastik, boks,
200 m yüzme
Takım oyunları, mukavemet
kayağı, maraton, uzun mesafe
koşuları ve yüzme
41
Katılan Enerji
Sisteminin Yüzdesi
Spor Branşları
ATPPC
LA
O2
Beyzbol
80
15
5
Basketbol
80
10
10
Eskrim
90
10
----
Çim Hokeyi
60
20
20
Amerikan Futbolu
90
10
----
Golf (vuruş)
100
---
----
Cimnastik
90
10
----
Buzhokeyi
a. Hücum, savunma
b. Kaleci
80
95
20
5
-------
80
60
20
20
---20
Kürek
20
30
50
Kayak
a. Slalom, atlama
b. Mukavemet
c. Rekreatif amaçlı kayak
80
---34
20
5
33
---95
33
Hokey
a.Kaleci, savunma, hucüm
b.Orta saha, blok
• 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.
42
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 ?
44
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.
•
45
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.
•
46
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.
47
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.
48
Burada 3 önemli özellik ortaya çıkmaktadır ;
1. Karbonhidratlar özellikle egzersizin başında çok
büyük miktarda kullanılmaktadır.
2. Karbonhidratlar bol miktarda olmasına rağmen,
egzersiz devam ettikçe yağ metabolizmasına
yönelen bir tercih söz konusudur.
3. Kişiler yüksek karbonhidrat içeren diyeti
uygularken, yorgunluk oluşmadan dört saat
süresince koşabilmişlerdir.
49
Karbonhidrat Yakıtlarının Biçimleri
• Karbonhidratların çok farklı çeşit ve
biçimleri vardır ;
Glukoz (Kan Şekeri)
Glikojen (Kas Glikojeni)
50
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.
51
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.
52
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
53
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.
54
Egzersizin tipi de (örn; koşu, yüzme ve pedal
çevirme) kaslarda kullanılan glikojen miktarını
etkileyebilir.
55
Kas glikojen miktarı
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.
56
Kan glukozu, karaciğer ve kas glikojeni arasındaki
ilişki ;
57
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- Đskelet kaslarının içinde
bulunan TG
58
Kandaki Yağ Asitleri
Toplam Metabolizma
Oranı (%)
• Orta şiddetteki uzun süreli egzersizlerde,
kandaki yağ asitleri oksijen sistemi ile ATP
üretimi için gerekli başlıca yakıt kaynaklarıdır.
1 saatlik submaksimal bir
pedal çevirme egzersizi
sırasında YA oksidasyonu
59
Kas Trigliserit Miktarı
Kas Trigliserit Depoları
• Kas TG tüketiminin
egzersizin süresi ile
ilişkisi yoktur.
• Trigliserit kullanımını
etkileyen faktörlerden
biri egzersizden önce
kasta bulunan TG
miktarıdır.
60
Kas Trigliserit Miktarı
Yağ depolarının düzeyi
egzersizden önce yüksek
ise, egzersiz sırasında
kullanılacak olan
trigliserit miktarı da
yüksek olacaktır.
61
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.
62
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.
64
Toplam enerjinin yüzdesi (%)
Değişik sürelerdeki maksimal fiziksel aktiviteler
sırasında aerobik ve anaerobik enerji sistemlerinden
elde edilen enerji oranları.
65
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
66
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 (ATPPC’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 ATPATP-PC
sistemi tarafından üretilebilir (dakikada 3.6 mol ATP). Fakat 200 m
koşusu için gerekli toplam ATP miktarı (1 mol ATP), ATPATP-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 .
67
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 ATPATP-PC sistemi, laktik asit sistemi ve de
oksijen sistemi birlikte çalışırlar ve enerji üretimine
birlikte yardımcı olurlar.
Bir çok yüzme branşında ve 800800-1500 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.
68
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
1
30 saniyeden az
2
30-90 saniye
3
90-180 saniye
Temel Enerji Sistemi
ATP-PC
Gülle atma, 100 m koşu, 50 m
yüzme
ATP-PC ve Laktik Asit 200-400 m koşu, 100 m
Sistemi
yüzme, buz pateni
Laktik Asit- O2
Sistemi
4
180 saniyeden uzun
Aktivite Örneği
O2 Sistemi
800 m koşu, cimnastik, boks,
200 m yüzme
Takım oyunları, mukavemet
kayağı, maraton, uzun mesafe
koşuları ve yüzme
69
Laktik asit sistemi
tarafından sağlanan enerji
ve performans zamanı
arasında bir ilişki
bulunmaktadır.
ATP’ nin elde edilebilme oranı
Performans zamanı ne
kadar kısa olursa,
egzersizin gerektirdiği
kuvvet ve ATP üretim hızı
gereksinimi de o kadar
fazla olacaktır. Bunun tam
tersi de düşünülebilinir.
70
İŞ, GÜÇ VE ENERJİ
HARCAMASININ
ÖLÇÜLMESİ
ÖLÇÜ BİRİMLERİ
Metrik sistem
SI birimi
(system international)
İş: Kuvvet ve mesafenin çarpımının bir ürünü olarak
ifade edilir.
İş = Kuvvet x Mesafe
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
72
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
73
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
74
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
75
Koşu bandı :
• 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 θ = Yükseklik ÷ Hipotenüs
76
• Genel olarak insan enerji harcanımını
ölçmek için iki yol bulunmaktadır.
Direkt kalorimetri
İndirekt kalorimetri
77
Direkt kalorimetri :
Besin + O2
İndirekt kalorimetri:
ATP + Isı
H 2O
Besin + O2
Isı + CO2 +
Hücre çalışması
(İndirekt kalorimetri)
(Direkt kalorimetri)
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
78
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
79
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)
80
Saat başına 1 m2 vücut
yüzeyi için harcanan kcal
Boy ve vücut ağırlığına bağlı olarak
vücut yüzey alanını tahmin cetveli
81
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)
•
82
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
Kano, kürek, kayak
13.3
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
Golf-yürüme ile
Hentbol
6.0-10.0
5.10
8.0-12.0+
Đp 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
83
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]
84
• 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
85
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 )
86
• 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
87
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.
88
• 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
89
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.
90
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.
91
92