I ENERJİ SİSTEMLERİ VE SÜRAT
Yarışma ve antrenman boyunca fiziksel ve zihinsel faaliyetlerin sürdürülebilmesi için enerji bir zorunluluktur. Her türlü hareket bir enerji kaynağına gereksinim duyar ve enerjisiz hareket meydana gelemez. Ne enerjisiz hareket ne de hareketsiz enerji söz konusu olabilir.
Enerji besinlerin parçalanıp sindirilmesiyle elde edilir. Yüksek enerji meydana getiren ATP (Adonezintrifosfat) kas hücrelerinde depo edilirler. ATP’ siz kas kasılmaları meydana gelemez. Besin maddelerinin parçalanarak enerji meydana çıkarması her zaman ATP’nin tekrardan sentezine yardımcı olur. ATP, 1 molekül adonezin 3 molekül fosfat içermektedir.
İlk olarak kas kasılması için gerekli olan enerji ATP’nin ADP + P’ye çevrilerek enerji açığa çıkarmasıyla elde edilir. ADP, adonezindifosfat anlamına gelmektedir. Üç fosfatlı ATP’den bir fosfat ayrışarak ADP meydana gelir. ATP depolan kaslarda sınırlıdır. Fiziksel aktivitenin devam ettirilebilmesi için ATP’nin tekrardan sentezine gereksinim vardır. Egzersiz ve fiziksel aktivitenin çeşidine göre ATP’nin 3 değişik enerji yollarından yeniden sentezi yapılır. Genel olarak bu üç büyük enerji sistemi şunlardır.
A) ANAEROBİK ALAKTİK SİSTEM (ATP-CP SİSTEMİ)
B) ANAEROBİK LAKTİK SİSTEM (LAKTİK ASİT SİSTEMİ)
C) AEROBİK SİSTEM (OKSİJENLİ SİSTEM)
Anaerobik alaktik ve anaerobik laktik sistem de (ilk iki sistem) ATP’nin yenilenmesi oksijenin yokluğunda gerçekleşir. Bu yüzden bu iki sisteme ANAEROBİK SİSTEM diyebiliriz. Üçüncü sisteme de Oksijenin varlığında gerçekleştiği için AEROBİK SİSTEM denmektedir.
A) ANAEROBİK ALAKTİK SİSTEM (ATP-CP SİSTEMİ):
ATP kaslarda sınırlı olarak depo edildiği için sürat çalışmaları gibi şiddetli egzersiz sırasında çabuk tükenir. ATP’nin şiddetli egzersiz sırasında tükenmemesi için ilk yardıma koşan CP (kreatinfosfat) olur. CP, C + P’ ye bölünerek enerjinin devamına ve ATP’nin tekrardan sentezi olanak sağlar. CP’nin, C + P (kreatin + fosfat) şeklinde parçalanması bir fosfatın (P) ADP (Adenozinikifosfat) ile birleşerek terardan ATP (adenozinüçfosfatın) oluşumu gerçekleşir (ADP + P —> ATP).
CP’nin C + P’ye bölünmesiyle kas kasılmaları için kullanılabilir enerji doğrudan açığa çıkmaz. Bu enerji ADP + P’ den tekrar ATP elde etmek için kullanılır. CP kaslarda sınırlı olduğu için ATP – CP SİSTEMİYLE enerji elde etme 8-10 sn. kadar sürmektedir. Bunun ilk üç saniyesinde ATP, üç saniyeden sonra da CP’nin parçalanarak ATP meydana getirmesiyle gerçekleşir.
ATP — CP SİSTEMİ, ani çıkış ve ivmelenmelerde, dalma, halter, atlama, fırlatma ve ani sıçramalarda enerji kaynağı olarak temel rol oynamaktadır. Futbolda kalecilerin ani reaksiyonlarında, futbolcuların ani olarak topa vurma ve kafaya yükselme girişimlerinde, birden bire patlayıcı yıkışlar yaparak savunma ve hucum girişimlerinde bulunmalarda ATP – 3P SİSTEMİ önemli rol oynamaktadır. Bu örnekler diğer takım sporlarından voleybol, basketbol ve hentbol için de geçerlidir. Ani olarak
yapılan smaçlar, bloklar, devrilmeler, sıçramalar, topu fırlatmalarda ATP – CP SİSTEMİNİN önemi büyüktür.
B) ANAEROBİK LAKTİK SİSTEM (LAKTİKASİT SİSTEMİ):
7- 10 sn. sonrası şiddetle devam eden aktivite gerekli enerjiyi kaslarda ve karaciğerde depo olarak bulunan glikojenin parçalanmasıyla elde etmektedir.
Oksijenin enerji açığa çıkarmadaki yokluğu laktik asidin artık ürün olarak oluşmasına neden olmaktadır. Laktik asit kaslarda yorgunluğun oluşmasına neden olan bir artık üründür. Laktik asitin artık ürün olarak oluşması sporcunun fiziksel aktivitesinde yavaşlamasına, teknik ve taktik kalitesinin zarar görmesine neden olmaktadır.
Glikojenin anerobik yoldan parçalanmasıyla 3 ATP elde edilmektedir. Bu kısaca şu şekilde formüle edilebilir.
Glikojen —> laktik asit + enerji (ATP oluşumu için)
Enerji + 3P (fosfat) + 3 ADP —> 3 ATP
C) AEROBİK SİSTEM :
Maksimal eforda aerobik yoldan ATP elde edilmesi 2 dakikayı bulmaktadır (12). Glikojen hem AEROBİK hem de ANAEROBİK ortamlarda yıkıma uğrayarak ATP’nin tekrar sentezinde önemli rol oynamaktadır. Oksijenli ortamda yıkıma uğrayan glikojen daha az laktik asit meydana getirmektedir. Daha az laktik asit sporcunun daha uzun süre fiziksel aktivitesini sürdürmesine olanak sağlar.
2 dakikadan 2-3 saate kadar olan aktivitelerde baş enerji kaynağı AEROBİK SİSTEMDİR. 1500 m., 3000 m., 5000 m., 10000 m., maraton ve kros buna birer örnektir. Futbol, oynanılan ritme bağlı olmakla beraber araştımalar % 50 aerobik ve % 50 anaerobik kapasitenin önemli rol oynadığını göstermektedir (12). Girilen anaerobik ortamdan vucudun tekrardan toparlanması büyük ölçüde sporcuların aerobik kapasitelerine bağlı olmaktadır. Aerobik kapasiteleri güçlü olan futbolcular, laktik asiti kaslarından daha çabuk uzaklaştırarak daha erken toparlanma olanağına sahip olurlar ki bu futbolcuların aerobik kapasiteleri daha az gelişmiş rakiplerine karşı maç boyunca daha çok üstünlük kurmalarına daha canlı ve çabuk görünmelerine yardımcı olur. Sharkey’e göre aşağıdaki şekil 8’de
futbol da dahil olmak üzere değişik sporlara göre aerobik ve anaerobik enerji istemleri gösterilmektedir (12).
|
|
||||||
|
|||||||
|
|||||||
|
|||||||
|
|||||||
|
|||||||
|
|||||||
|
|||||||
Şekil 8. Farklı Spor Dallarına Göre Aerobik ve Anaerobik Enerji istemleri
Matthaws ve Fox (1971)’e göre, glikojen depoları aerobik ortamda uzun süren aktiviteler sonucunda tükenme noktasına gelmektedir. Bu noktada organizma yağların ve proteinlerin enerji maddesi olarak kullanımına geçmektedir. Yağların ve proteinlerin enerji maddesi olarak kullanılması sonucu C02 (Karbondioksit) ve H20 (su) meydana gelmekte ve bunlarda solunum ve terleme yoluyla dışarıya atılmaktadırlar. ATP’nin tekrardan sentezi sporcunun aerobik kapasitesi veya maksiumum oksijen kullanma kapasitesiyle sınırlı olmaktadır (13).
Aerobik ortamda glikojenin parçalanmasıyla meydana gelen ATP kısaca şu şekilde formüle edilebilir.
Glikojen + C02 —> laktik asit + enerji (ATP oluşumu için)
Enerji + 39 ADP + 39 P —> 39 ATP
Aerobik ortamda yağların parçalanması ile elde edilen ATP sentezi de şu şekilde formüle edilebilir (14).
Yağ asiti (palmitik asit) + 23 Oksijen —> 16 C02 + H20 + Enerji (ATP oluşumu için)
Enerji + 130 ADP + 130 P —> 130 ATP
D) AEROBİK VE ANAEROBİK SİSTEMLERİN İÇİÇE GEÇMESİ
Aktivitenin süresi ve yoğunluğuna bağlı olarak enerji kullanılmaktadır. Çok kısa süren aktivitelerin dışında bir çok sporlar her iki enerji kaynağının da geliştirilmesine gereksinim duymaktadır. Bu anlamda aerobik ve anerobik enerji kaynaklarının birlikte kullanılımı ve içiçe geçmesinden söz etmek yanlış olmaz.
Aerobik ortamdan anaerobik ortama geçişle ilgili olarak en önemli ölçütlerden bir tanesi kandaki laktik asit düzeyidir. Kan örnekleri alınarak kandaki laktik asit düzeyi tespit edilebilmektedir. Kandaki 4 milimoles laktik asit eşik düzeyi aerobik ve anaerobik enerji sistemlerinin aşağı yukarı eşi’ oranlarda ATP’nin tekrardan sentezine katkıda bulunduğum göstermektedir. Bu eşik noktasından daha yukarıda bulunan laktik asi’ düzeyi anaerobik sistemin baskınlığını daha aşağı düzeyde bulunan laktik asit ise aerobik sistemin baskınlığını göstermektedir.
168-170 civarında olan dakikalık kalp atım sayısının anaerobik eşik noktasını göstermekte olduğu araştırmalarla kanıtlanmıştır. Dakikadaki 168-170 kalp atım sayısının altında olan değerler aerobik sistemin Daskınlığını üzerindeki değerler ise anaerobik sistemin baskınlığını göstermektedir (Hawalt, 1977). Ancak bu 168-170 değerinin sporcuların <ondisyon düzeylerine bağlı bir özellik göstereceği de gözden uzak tutulmamalıdır (13). Bu bilgiler hangi enerji sisteminin geliştirileceği ve çalışmaların hangi yoğunluk, sıklık, kapsam ve sürelerde düzenleneceği ile ilgili olarak antrenörlere ışık tutmaktadır.
Oksijenin 2 dakika civarında kaslara ulaşması ve enerji olarak kullanılması nedeniyle bir çok antrenör enerjinin 2 dakika civarında aerobik ve anaerobik yollardan eşit olarak geldiğini kabul etmişlerdir. Mathews ve Fox (1971), % 50 – % 50 katkının 3 dakika 45 sn. civarında meydana geldiğini ileri sürmüşlerdir. Bu tür buluşlar antrenman yöntemlerinin enerji kaynaklarına göre düzenlenmesinde çok önemli rol oynamaktadır. Örneğin yüklenmelerde kullanılan yöntemlerden, tekrar yüklenme yöntemi, interval yüklenme yöntemleri ve devamlı yüklenme yöntemi. % 50 – %50 civarındaki katkı Keul ve arkadaşlarına (1969) göre 60-70 sn. de Mader ve Hollman (1977)’ a görel dakikadan sonra aerobik yoldan enerji katkısı % 47 civarında olmaktadır. Mac Dougall (1974)’a göre büyük ölçüde anaerobik olan aktivitelerde bile gelişmiş aerobik kapasiteye sahip olmak toplam enerji mevcudiyetinin attırılmasına olanak sağlamaktadır. Bu nedenle anaerobik olan sporlarda bile aerobik kapasitenin geliştirilmesi çok önemli olmaktadır (13).
Egzersizin yoğunluğuna bağlı olarak vucudumuz enerji kaynaklarını kullanmaktadır. Egzersizin yoğunluğu ST ve FT fibrillerinin ne oranlarda harekete katılacaklarını da belirlemektedir. Bu fibril çeşitlerinden yukarıda detaylı olarak bahsedilmektedir. Farklı kas fibrilleri farklı enerji sistemlerine gereksinim duymaktadır ve bunlar her bir hareketin belrli türleri için özel bir şekilde uyum gösterirler.
Bir yarışmadan önce koşucuların kaslarını ısıtmış, gerdirmiş ve başlamak için tabanca sesini beklediklerini düşünelim. Tabanca patlamasıyla sporcular koşmaya başlarlar. Kas fibrilleri şiddetli bir şekilde
n r>
kasılır ve gevşerler. Enerji kaslarda hazır olan iki kaynaktan gelir. Bunlar yukarıda da açıklandığı gibi ATP ve CP’dir. Bu enerji sistemleri sınırlı verime sahiptirler. Bu nedenle eğer yapılan aktivite hemen bitmeyecekse
7- 10 sn. den fazla sürecekse kaslar gerekli enerjiyi karbonhidratların depolanmış şekli olan glikojenden almaya başlar. Bununda parçalanarak kullanılması artık ürün olarak laktik asit’in kas hücrelerinde ortaya çıkmasına neden olur. Bu durum enerji üretimini engellemeye başlar. Kasın faaliyetlerini verimli bir şekilde devam ettirebilmesi için buna bir çözüm getirilmesi gerekir. Bir kaç dakika sonra kasların oldukça güç durumda iken, oksijeni enerji kaynağı olarak kullanarak hem karbonhidratları hem de yağlan enerji maddesi olarak kullanıldıkları görülür (12).
Oksijenin başlangıçta enerji olarak kullanılmamasının nedeni egzersizin başlamasıyla solunum ve dolaşım sistemi yükselerek gerekli kasları oksijen ile doldurmaya, karbondioksit ve laktik asiti de alarak uzaklaştırmaya programlanmalarıdır. Kalp ve ciğerler verimliliklerini derece, derece yükseltmelerine rağmen çalışan kaslara oksijenin varması hemen, hemen 2 dakikayı bulmaktadır. İşte bu andan sonra kas fibrilleri daha verimli bir şekilde enerji üretimlerini sürdürebilirler (12).
Yarış devam ederken eforun yoğunluğuna göre karbonhidratlardan ve yağlardan yararlanma oranları değişik olacaktır. Yarışmacı süratlendiğinde, yokuş yukarıya çıktığında ve rakiplerini geçme girişimleinde bulunduğunda daha büyük bir oranda karbonhidrat kullanılacaktır. Yokuş aşağıya gidildiğinde ve daha düşük ritmlerle koşulduğunda enerji yağlara kayacaktır. Örneğin futbolda maç süresince ritm değişmektedir. Oyunun süratlendiği anlarda glikoz çok önemli olmaktadır. Futbolda maç süresince değişen ritmler dolayısıyla kandaki laktik asit oranları da dalgalanma göstermektedir.
Yarış devam ederken glikozdan enerji sağlanması azalmaya başlar ve aniden başka bir karbonhidrat olan kan glikozu (kan şekeri) kaslara girer ve bu enerji maddesi olarak kullanılmaya başlanılır. Kan glikozu da ancak bir süre kas kasılması için enerji sağlayabilir. Çünkü kan glikozu sinir sistemi için de gerekli olmaktadır. Bu durumda yarış kaslardaki ve
karaciğerdeki glikojen depoları tükenmiş olarak sürmek zorundadır. Koşucu bu durumda sadece enerji kaynağı olarak yağları kullanarak yarışı devam ettirebilir. Çünkü sadece enerji kaynağı olarak yağlar kalmıştır. Yağlar çok büyük enerji kaynaklarını oluşturmaktadır. Kişilerde yağ oldukça fazla miktarlarda bulunmaktadır. Yağların üretimi yarışın temposunu yüksek bir şekilde sürdürmek için elverişli değildir. Yağların enerji maddesi olarak kullanılması ve üretilmesi daha yavaş olmaktadır. Yarışmacı yağları kullanarak ya hafif tempoyla koşusunu sürdürmeye ya da yürümeye başlar (12). Futbolda genellikle oyuncuların 70. dakikadan sonra yoruldukları eski canlılıklarını koruyamadıkları görülür. Çünkü kaslarda kullanılacak gilikoz azalmış veya tükenmiş ve laktik asit birikimi meydana gelmiştir. Eğer futbolcu glikoz depolarını maçtan 2-3 gün önce yeterince doldurmamış ise bu yorgunluk maç içersinde çok daha erken gelebilir. Bu da futbolcunun performansını olumsuz yönde etkiler. Yorgun olan sporcularda daha çok saldırganlık ve kural dışı davranışlara yönelim görülebilir. Bu durum da sakatlıkların daha da fazla ortaya çıkmasında önemli bir neden olabilir. Futbolcular glikoz eksikliğinden psikolojik ve fizyolojik olarak çok olumsuz yönde etkilenirler. Bu nedenle son zamanlarda maçlarda ara zamanlarda glikoz içeren bazı aparatların içildiğini görmekteyiz.
Eğer yarışmanın finalinden önce karbonhidratlar tükenmiş ise sporcu kazanma şansını da büyük ölçüde kaybeder. Hatta bir çok durumlarda sporcu yarışı tamamladığı için şanslı sayılabilir.
Proteinlere gelince, eğer sporcular kendilerine çok düşük bir diet uygulamıyorlarsa proteinler enerji kaynağı olarak pek kullanılmaz. Vucut diğer enerji kaynaklarını öncelikle kullanarak proteinleri doku, enzim ve diğer önemli bileşenlerin yapımı için kullanmaktadır. Sporcular yarışmaya çok düşük bir enerji kaynağı ve diyetle girmemelidirler. Böyle durumlarda enerji sağlama eksikliği dolayısıyla dayanıklılık ve kuvvet kaybı meydana gelmektedir. Kişilerin süratle hareket etmeleri de beklenilemez. Sınırlı ve tükenmiş glikoz depoları ile sürat çalışmaları yapılamaz ve sürat geliştirilemez. Aşağıdaki şekil ’ de Sharkey ’e göre enerji kaynaklarının zamanın ilerleyişi içindeki kullanımları gösterilmektedir (12).
Karbonhidratlar, patates, prinç, fasulye, şeker v.b. ürünler, sindirilmek İçin basit şekerlere parçalanırlar. Daha sonra şeker karaciğer ve kaslarda gilikojen olarak depolanırlar. Karaciğerde hemen, hemen 80 gr. olarak kasları tekrardan depolamak için glikojen bulunur. Kaslardaki glikojen oranı ise, antrenmansız sporcu kasında kg başına 15 gr. kadardır. Eğer sporcular gereksinmelerinden daha çok şeker alırlarsa bu karaciğer ve kaslarda depolandıktan sonra yağa çevrilerek etin yağlı kısmında depolanmaktadır (edipoz-adipoze).
| Anaerobik Aerobik yağ
10sn. 20 sn. 2 dk. 5 dk. 60 dk. ZAMAN |
Şekil 9. Egzersiz Süresince Enerji Üretimi. Kas Glikojeni Tükendiğinde Kar Glikozu Geçici Olarak Karbonhidrat istemini Karşılar.
Vucut enerjisi için kan şekerinin bir kısmıda yukarıda açıklandığı gibi z\\ olarak kullanılmaktadır. Enerji olarak beyin ve sinir sistemi kan likozuna bağlı olmaktadır. Kanda şeker eksikliği olursa Hipoglisemi ıypoglycemia) meydana gelmektedir. Bu durumda da beynin ve sinir isteminin fonksiyonları etkilenmektedir. Aşağıdaki tablo 2’ de kaslarda, araciğerde ve kanda olan karbonhidrat düzeyleri gösterilmektedir. Bunlar
O millik (16-17 km.) bir koşu için yeterlidir (12).
ablo 2. Yetişkinler İçin Toplam Karbonhidrat Enerjisi
|
(b) Karaciğerde ve kanda olan karbonhidratların çoğu beyin ve sinir listemi için gereklidir.
(a) 5 kalori / dakika, yürümek için, 10 kalori / dakika yavaş koşu jogging) için, 20 kalori / dakika, koşmak için, 110 kalori, 1 mil. (1609.33 netre) koşmak için gerekmektedir.
Dayanıklılık aktivitelerinde kas glikojen deposunu arttırmak çok ¡»nemlidir. Bunun için karbonhidrat yüklemesi denilen bir yöntem jygulanmaktadır. Bu yarışmadan bir hafta öncesinde karbonhidratii giyecekleri mümkün olduğunca almadan yağlı ve proteinli yiyecekler alarak jç gün kadar beslenmeyi daha sonrada bunu takip eden üç gün içersinde /e yarışma gününde de yüksek karbonhidratlı yiyecekler alarak boşalmış <arbonhidrat depolarını doldurmaya dayalı bir yöntemdir. Bununla ilgili ayrıntılı bilgi sporcu beslenmesi kitaplarında bulunabilir.
Yağlar emilerek dokulara taşınmaktadır.Yağların birazı yakıt olarak <ullanılır ve diğer birazı da karaciğerde diğer bileşenlere çevrilmek üzere gider. Çoğu etin yağlı kısımlarında (edipoz) depolanır ve orada kaslar tarafından kullanılıncaya kadar kalır. Yağlar yüksek enerji kaynaklarıdırlar.
a n
karbonhidratlardan en az 50 kez daha fazla enerjiye sahip olunmaktadır. Sporcular karbonhidratları çabuk enerjiye çevirme yeteneklerinin yanısıra karbonhidratları tasarruf ederek yağları kullanmayı da becerebilmelidirler. Bu sadece dayanıklılığın geliştirilmesi için değil sıhatli ve sağlıklı yaşam için de önemlidir (12).
Yağlar kalp hastalıkları için de önemli risk kaynağını oluştururlar. Çok şiddetli egzersizlerde yağlar kullanılmaz. Çünkü yağların yakılması oksijeni gerektirmektedir. Egzersizin yoğunluğu arttıkça karbonhidratların kullanımı da artar. Doğru antrenman planı izleme kas fibrillerinin oksijen kullanma ve yakma yeteneğini arttırmaktadır. Bir kaç aylık antrenman planı, daha çok yağları kullanarak daha az karbonhidratları kullanmayı ve tasarruf etmeyi geliştirebilir. Dayanıklılık çalışmalarıyla bu sağlanabilir. Başlangıçta bir mil bile koşamıyan sporcular üç-beş ay sonra 20 mil koşabilecek duruma bile getirtilebilir. Egzersizin şiddetine göre karbonhidrat ve yağların kullanımı aşağıdaki şekil 4’de gösterilmektedir (12). Futbolcuların aerobik kapasitelerinin gelişmiş olması onların glikoz’u tasarruflu kullanmalarında oldukça önemlidir. Böylelikle futbolcular glikozu karşılaşmanın sonlarına kadar kullanabilirler ve yorgun aerobik kapasiteleri gelişmemiş olan rakiplerine kolaylıkla üstünlük sağlayabilirler. Bir çok kondisyonu iyi olan takımların gollerini maçın 70. dakikasından sonra attıklarını görebilmekteyiz.
Mitekondiride bulunan aerobik veya oksijen kullanan enzimler karbonhidrat molekülünü parçalarlar ve depolanmış enerjiyi serbest hale geçirirler. Dayanıklılık antrenmanının bir önemli etkisininde mitekondrinin boyutu ve sayısını arttırması olduğu söylenebilir. Bu da aerobik enzimlerin konsantrasyonunun ve aktivitesinin arttırması demektir. Bu durum dayanıklılık antrenmanlı kasların oksijeni enerji üretmek için kullanmada daha yetenekli olduklarını göstermektedir. Sonuç olarak karbonhidrat metabolizması çok daha verimli ve kaslar yağı kullanmada çok daha elverişli olmaktadır. Böylelikle de sınırlı olan kas glikojeni korunmaktadır. Maksimal aerobik kapasite güçlenir (V02 max) ve fazla laktik asit meydana getirmeden vucudun oksijen kullanma yeteneği artar. Daha aza laktik aside sahip futbolcu kasları ve daha gelişmiş V02 max. fonksiyonu ile futbolcu rakiplerinden daha süratli hareket etmede, teknik düzgünlüğünü korumada, daha çok taktik varyasyonlara, aldatmalara girişmede, toplara
futbolcu rakiplerinden daha süratli hareket etmede, teknik düzgünlüğünü korumada, daha çok taktik varyasyonlara, aldatmalara girişmede, toplara etkili şut atmada ve hava mücadelelerine girişmede, savunma ve hücumda üstünlük kurmada olumlu etkilerini gösterecektir.
