FABIO COMANA | NASM VE ATHLETIC HOUSE ACADEMY İLE GÜNCEL KAL!
Nordik stil —kayakla atlama ve kros kayağının birleşiminden oluşan bir branş— 1924 yılında Fransa’da düzenlenen ilk Kış Olimpiyatları’ndaki orijinal beş spor dalından biriydi. Günümüzde de biatlon, kros kayağı ve nordik stil gibi dayanıklılık sporları, dört yılda bir düzenlenen bu organizasyonun en köklü branşları arasında yer almaya devam etmektedir. Nitekim, Kış Olimpiyatları tarihinin en fazla madalya kazanan altı sporcusunun tamamı, bu zorlu dayanıklılık yarışlarında mücadele eden aerobik sporculardır.
Ancak Kış Olimpiyatları’nın genellikle oksijen basıncının deniz seviyesine göre daha düşük olduğu yüksek rakımlı bölgelerde düzenlendiği düşünüldüğünde, bu ortamların VO₂ üzerinde nasıl bir etki yarattığı sorusu önem kazanmaktadır. Buna bağlı olarak, bu koşulların aerobik antrenman ve performansı nasıl etkilediği ve yüksek rakımda yaşayan ya da antrenman yapan bu sporcuların, genellikle daha düşük rakımlarda yaşayan ve çalışan yaz sporcularından fizyolojik açıdan farklı olup olmadığı da merak konusudur.
Bu soruları ve daha fazlasını anlayabilmek için, öncelikle oksijen tüketiminin —yani VO₂’nin— ölçülmesinin ardındaki bilimsel temeli ve önemini biraz daha yakından incelememiz gerekir.
Bu makale; VO₂’nin fizyolojisini, uygulama alanlarını ve ölçümünün neden değerli olduğunu ele alacaktır. Çünkü bu parametre çoğu zaman atletik performansla eş anlamlı kabul edilmektedir.
- Eğer bir personal trainer iseniz ve mutlak VO₂ ile relatif VO₂ arasındaki farkın tam olarak ne anlama geldiğinden emin değilseniz, bu makale konuyu netleştirmenize yardımcı olacaktır.
- Eğer bir atletik performans antrenörü ya da kuvvet ve kondisyon koçuysanız, bu içerik tam size göre. Ayrıca performansı değerlendirirken hangi ölçümlere odaklanmanız gerektiği konusunda da size yol gösterebilir.
MUTLAK VE RELATİF VO₂
En basit tanımıyla VO₂, belirli bir zaman diliminde (örneğin bir dakikada) alınan oksijen ile verilen oksijen arasındaki farktır. VO₂max ise, vücudun kullanabildiği en yüksek oksijen miktarını ifade eder. Adından da anlaşılacağı gibi mutlak VO₂, yaş, cinsiyet veya vücut büyüklüğünden bağımsız olarak vücudun tükettiği toplam oksijen miktarını gösterir. Relatif VO₂ ise bu değerin belirli bir referansa göre düzeltilmiş halidir; bu referans genellikle kilogram cinsinden vücut ağırlığıdır.
Kullanılan ölçüm birimleri metrik sisteme göre şu şekildedir:
- Mutlak VO₂ = Dakikada litre (L/dk)
- Relatif VO₂ = Göreceli VO₂, dakika başına kilogram başına mililitre cinsinden ifade edilir (mL/kg/dk). Bu değer, oksijen tüketiminin vücut ağırlığına göre düzeltilmiş hâlidir (1.000 mL = 1,0 L). Örneğin, Peter’ın ağırlığı 220 lb (100 kg) ve VO₂max değeri 4,0 L/dk ise, göreceli VO₂max değeri 40 mL/kg/dk olacaktır (aşağıdaki Tablo 1-1’e bakınız).
KALORİ HARCAMASINI ÖLÇMEDE MUTLAK VE RELATİF VO₂’NİN KULLANIMI
Hem mutlak hem de relatif VO₂ değerleri önemli bilgiler sağlar. Oksijenin metabolizmadaki rolü düşünüldüğünde —yani enerji üretimi için yakıtların kullanılmasındaki işlevi— tüketilen toplam oksijen miktarını ölçmek, harcanan kalori miktarı hakkında tahmini bir değer elde edilmesini sağlar.
Hatta metabolik eşdeğerler (MET) aracılığıyla VO₂ değerleri kullanılarak kilo kaybı hakkında da oldukça anlamlı bir değerlendirme yapılabilir.
Tamamen kesin olmasa da, bilim insanları tüketilen her 1 litre oksijen için ortalama 5 kalori harcandığını kabul eder. Örneğin Mary’nin koşu bandında koşarken dakikada 2,0 L oksijen tükettiğini düşünelim. Bu durumda Mary dakikada yaklaşık 10 kcal enerji harcar; yani 20 dakikalık bir egzersiz süresince toplam yaklaşık 200 kcal tüketmiş olur.
RELATİF VE MUTLAK VO₂ DEĞERLERİNİN HESAPLANMASI
Ne yazık ki mutlak VO₂ değerleri, bireyleri birbirleriyle ya da standart normlarla (örneğin mesleki gerekliliklerle) karşılaştırmak için tek başına kullanılamaz. Bunun nedeni, özellikle vücut ağırlığı başta olmak üzere bireyler arasında önemli farklılıkların bulunmasıdır. Örneğin daha ağır bireyler, dinlenme hâlinde bile daha fazla oksijen tüketir.
Bu nedenle, karşılaştırma yapabilmek amacıyla mutlak VO₂ değerleri relatif değerlere dönüştürülür. Örneğin; 220 libre (100 kg) ağırlığında ve VO₂max değeri 4,0 L/dk olan Peter mı daha fit kabul edilmelidir, yoksa 125 libre (56,8 kg) ağırlığında ve VO₂max değeri 2,5 L/dk olan Jane mi? (Bkz. Tablo 1-1)
Tablo 1-1: Relatif VO₂ Değerlerinin Hesaplanması
| Peter | Jane | |
| Vücut Ağırlığı | 220 lb (100 kg) | 125 lb (56,8 kg) |
| Mutlak VO₂max | 4,0 L/dk | 2,5 L/dk |
| Relatif VO₂max | 40 mL/kg/dk* | 44 mL/kg/dk* |
* Hesaplama örneği:
2,5 L/dk = 2.500 mL/dk
2.500 ÷ 56,8 kg = 44 mL/kg/dk
VO₂MAX DEĞERİ NEDEN ATLETİK PERFORMANSI ÖLÇMEDE YETERLİ BİR GÖSTERGE DEĞİLDİR?
VO₂max uzun yıllardır maksimal egzersiz performansının bir göstergesi olarak kabul edilmiştir; yani VO₂max değeri ne kadar yüksekse, atletik performansın da o kadar yüksek olacağı düşünülür. Ancak gerçekte VO₂max, performansı değerlendirmede tek başına yeterince etkili bir ölçüm değildir. Çünkü zirve VO₂ ya da VO₂max değeri, laboratuvar ortamında aşamalı yüklenme testi sırasında elde edilen “tek seferlik en yüksek değer”dir. Bu değer, sürdürülebilir bir egzersiz şiddetini temsil etmez. Oysa dayanıklılık sporlarının temel gereksinimi, kısa süreli zirve performanstan çok sürdürülebilir yoğunluk kapasitesidir.
Şekil 1.1’deki VO₂-iş yükü eğrisine baktığımızda, VO₂ ile artan iş yükü arasında belirli bir noktaya kadar (A-B) yaklaşık doğrusal bir ilişki olduğu görülür. Ancak submaksimal eşik noktasına ulaşıldığında (B), VO₂ artışı plato yapar; yani oksijen tüketimi sabitlenmeye başlar. Buna rağmen egzersiz yoğunluğu artırılabilir ve kişi daha yüksek iş yüklerinde çalışmaya devam edebilir (B-C).
Bu plato noktası, genellikle iki olasılıkla açıklanır: Mitokondrilerin oksidatif kapasitesinin maksimum düzeye ulaşması veya kan yoluyla mitokondrilere daha fazla oksijen taşınamaması. (4)
Şekil 1-1: VO₂ ile İş Yükü Şiddeti Arasındaki İlişki
Daha ayrıntılı bir açıklama için aşağıdaki bölüme devam edebilirsiniz. Ayrıca, henüz NASM Kuvvet ve Kondisyon Koçluğu Eğitimi almadıysanız, kurs içeriğinde bunun gibi çok daha fazla değerli bilgi bulunduğunu da belirtmek gerekir.
Şimdi devam edelim.
SOLUNUMSAL KOMPANSASYON NOKTASI (RCP) VE KANDA LAKTAT BİRİKİMİNİN BAŞLANGICI (OBLA)
Yukarıda bahsedilen bulgular, performans değerlendirmesinde bakış açısının değişmesine yol açmıştır. Günümüzde sürdürülebilir performansın göstergesi olarak yalnızca VO₂max yerine; Solunumsal Kompansasyon Noktası (Respiratory Compensation Point – RCP) ve Kanda Laktat Birikiminin Başlangıcı (Onset of Blood Lactate Accumulation – OBLA) gibi belirteçler daha fazla önem kazanmaktadır. Bu belirteçler, kişinin zaman içinde sürdürebileceği en yüksek egzersiz yoğunluğunu temsil eder. Ancak bu kavramlar sıklıkla yanlış şekilde “laktat eşiği” (lactate threshold – LT) ile eş anlamlı kullanılır. (1)
Oysa laktat eşiği; kandaki laktat seviyesinin, dinlenim değerlerinin üzerine orantısız biçimde yükselmeye başladığı egzersiz yoğunluğunu ifade eder. Bu durum genellikle orta-yüksek şiddetteki egzersizlerde erken dönemde ortaya çıkar. (3)
VO₂’Yİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
VO₂ değeri; bireyin içinde bulunduğu fizyolojik koşullardan çevresel etkenlere kadar çok sayıda faktörden etkilenir. Bunlar: (5)
- Yaş: VO₂ değerleri genellikle geç ergenlik ve erken yetişkinlik döneminden sonra kademeli olarak düşmeye başlar. Bununla birlikte, birçok dünya çapındaki elit sporcu performans zirvesine yirmili yaşların sonu ile otuzlu yaşların başında ulaşır.
- Cinsiyet: Erkekler genellikle oksijen taşımayı sağlayan hemoglobin miktarının daha yüksek olması ve mitokondriyal oksidasyon için daha fazla kas kütlesine sahip olmaları nedeniyle daha yüksek VO₂ değerlerine sahiptir.
- Genetik: Belki de en belirleyici faktördür. Aerobik kapasitenin önemli bir bölümü genetik altyapıyla ilişkilidir.
- Kondisyon Seviyesi: Düzenli antrenmanla birlikte VO₂max değerleri genellikle artış gösterir.
- Rakım ve Sıcaklık: Yüksek rakım ve çevresel sıcaklık gibi faktörler de VO₂ üzerinde etkilidir. Bu konu ilerleyen bölümlerde daha ayrıntılı ele alınacaktır.
- Bireysel Fizyolojik Farklılıklar: Solunum kaslarının kapasitesi, kas lifi tipleri, oksidatif enzim düzeyleri gibi bireyler arası fizyolojik farklılıklar VO₂ değerlerini etkileyebilir.
- Hareket Ekonomisi: Deneyimli koşucular, yeni başlayan koşuculara göre daha ekonomik hareket eder. Ayrıca koşu, bisiklete kıyasla daha fazla kas aktivasyonu gerektirir; çünkü üst ekstremiteler de harekete daha fazla dahil olur.
VO₂MAX, PERFORMANSTAN ZİYADE GENEL SAĞLIĞIN DAHA İYİ BİR GÖSTERGESİDİR
VO₂max, sportif performansı tahmin etmede sınırlı bir değere sahip olsa da, genel sağlık durumunun değerlendirilmesinde oldukça önemli bir parametredir. Ayrıca çeşitli meslek gruplarında iş kapasitesini belirlemek için de yaygın şekilde kullanılmaktadır. Fiziksel olarak aktif bireyler genellikle daha yüksek VO₂max değerlerine sahiptir ve bu kişilerde hastalık (morbidite) ve ölüm (mortalite) riski daha düşüktür.
Benzer şekilde, VO₂ çalışma kapasitesini yansıttığı için; itfaiyecilik, askeri hizmetler ve benzeri fiziksel olarak zorlayıcı mesleklerde bireyin görevlerini güvenli ve yeterli şekilde yerine getirip getiremeyeceğini değerlendirmek amacıyla bu ölçümlerden yararlanılır.
SOĞUK VE YÜKSEK RAKIMLI ORTAMLARDA VO₂ VE PERFORMANS
Rakım yükseldikçe genellikle ortam sıcaklığı düşer ve bu iki faktör birlikte atletik performansı olumsuz etkileyebilir. Yaygın bir yanlış inanış, yüksek rakımda havada daha az oksijen bulunduğu ve bu nedenle nefes almanın zorlaştığıdır; bunun da egzersiz kapasitesini düşürdüğü düşünülür. Oysa temel sorun, havadaki oksijen oranının azalması değildir. Asıl problem, ortam havasının basıncının düşmesi nedeniyle oksijenin akciğerlere ve kana itilme kuvvetinin azalmasıdır.
Dalton’un parsiyel basınç yasasına göre, bir gaz karışımının toplam basıncı, içindeki gazların parsiyel basınçlarının toplamına eşittir (örneğin oksijen ve karbondioksit). (1-2) Rakım arttıkça atmosfer basıncı düşer; buna bağlı olarak oksijenin parsiyel basıncı da azalır.
Örneğin deniz seviyesinde atmosfer havasının toplam basıncı yaklaşık 760 mmHg’dir. Oksijen bu havanın %20,93’ünü oluşturduğu için, oksijenin parsiyel basıncı yaklaşık 159 mmHg olur (760 × 0,2093 = 159 mmHg). Ancak 14.000 feet (4.267 metre) yükseklikte atmosfer basıncı yaklaşık 447 mmHg’ye düşer. Oksijen oranı yine %20,93 olmasına rağmen, parsiyel oksijen basıncı yalnızca yaklaşık 94 mmHg olur (447 × 0,2093 = 94 mmHg). Basitçe ifade etmek gerekirse, bu durum akciğerlere ve kana taşınabilen oksijen miktarının azalması anlamına gelir.
ERİTROPOEZ NEDİR? VE ETKİSİ NE KADAR SÜRER?
Düşük atmosfer basıncı, oksijenin akciğerlerden kana geçip hemoglobine bağlanmasını zorlaştırır. Bunun sonucunda hücrelere taşınabilen oksijen miktarı azalır ve mitokondrilerde gerçekleşen oksidatif enerji üretimi sınırlanır. Vücut bu durumu telafi etmek için yüksek rakıma çıkıldıktan kısa süre sonra daha fazla kırmızı kan hücresi üretmeye başlar. Olgun kırmızı kan hücreleri (eritrositler) ise yaklaşık yedi günlük rakım maruziyetinden sonra dolaşımda belirgin şekilde görülmeye başlar. (6) Bu sürece eritropoez adı verilir ve eritropoietin (EPO)* hormonu tarafından düzenlenir.
Bu durum, sporcuların neden geleneksel olarak yüksek rakımda antrenman yapıp daha sonra deniz seviyesine dönerek yarıştıklarını açıklar. Çünkü artan kırmızı kan hücresi sayısı, kaslara daha fazla oksijen taşınmasına yardımcı olabilir. Ancak bu etkinin süresi genellikle birkaç haftayla sınırlıdır. Bunun nedeni, kırmızı kan hücrelerinin yaşam süresinin yaklaşık 4 hafta olmasıdır. Dahası, performans artışı yalnızca oksijen taşıma kapasitesinin yükselmesine bağlı değildir; dolayısıyla bu yöntem her zaman performans gelişimini garanti etmez.
* EPO’nun sentetik türevleri dayanıklılık sporlarında oldukça yaygındır ve bazı sporcular performans artırmak amacıyla bunları yasa dışı şekilde kullanabilmektedir.
SOĞUK HAVADA SOLUNUMUMUZ NASIL DEĞİŞİR?
Yüksek rakıma çıkıldığında solunum mekanikleri belirgin şekilde değişir. Hava daha soğuk ve daha kuru olduğu için, vücuda girerken ısıtılması ve nemlendirilmesi gerekir. Bu durum; sıvı kaybının hızlanmasına, dehidrasyona ve potansiyel olarak bronkospazma yol açabilir. Bronkospazm, egzersiz sırasında epinefrin ve norepinefrin salgısıyla normalde oluşan bronkodilatasyon etkisini baskılayabilir. (1)
Sıvı kaybı kan hacmini azaltır. Bunun sonucunda stroke volume yani kalbin her kasılmada pompaladığı kan miktarı düşer. Vücut bunu telafi etmek ve kardiyak outputu (kalbin çalışma kapasitesini) koruyabilmek için kalp atım hızını artırır. Ancak kalbin daha hızlı çalışması, yüksek yoğunluklu egzersiz kapasitesini sınırlayabilir.
VENTİLASYON VE KAN LAKTAT DÜZEYLERİ
Yüksek rakımda ortaya çıkan bir diğer hızlı adaptasyon ventilasyonda görülür. Düşük oksijen parsiyel basıncını telafi edebilmek için tidal volümümüz —yani normal solunum sırasında alınan ve verilen hava miktarı— artar. Buna genellikle daha güçlü ekspirasyonlar, yani hiperventilasyon eşlik eder. Bu durum akciğerlerden ve kandan daha fazla karbondioksit (CO₂) uzaklaştırılmasına neden olur. CO₂’nin solunum düzenlenmesi ve kan pH’ının korunmasındaki önemli rolü nedeniyle, vücut CO₂ üretimini artırarak denge sağlamaya çalışır. Bunu ise değerli laktat tampon sistemini kullanarak gerçekleştirir. Sonuç olarak, yüksek yoğunluklu egzersiz sırasında kullanılabilecek tampon kapasitesi azalır.
Bu nedenle sporcular, yüksek rakımda antrenmanın ilk dönemlerinde genellikle daha yüksek kan laktat düzeyleri ve yüksek yoğunluklu egzersizlerde azalmış iş kapasitesi deneyimlerler. Azalan bu laktat tampon kapasitesi, sporcu deniz seviyesine geri döndüğünde bile maksimal ya da maksimal düzeye yakın performansı olumsuz etkileyebilir.
Bununla birlikte, yüksek rakımda birkaç hafta geçirildikten sonra kardiyopulmoner sistem çeşitli adaptasyonlar geliştirerek normale yakın bir denge kurmaya çalışır. Ancak günümüzde bilimsel görüş birliği, yüksek rakım antrenmanlarının bir dönem düşünüldüğü kadar büyük performans avantajı sağlamayabileceği yönündedir.
YÜKSEK RAKIM ANTRENMANININ FAYDALARINI DEZAVANTAJLAR OLMADAN NASIL ELDE EDEBİLİRİZ?
Gelişen teknolojilerin de katkısıyla geliştirilen yeni stratejiler, yüksek rakım antrenmanlarının birçok avantajını korurken olası olumsuz etkileri azaltmayı amaçlamaktadır. Bunlar:
- Hipoksik uyku odaları: Bireylerin, daha düşük oksijen konsantrasyonları soluyarak yüksek irtifa koşullarını simüle eden yaşam alanlarında bulunmaları, ancak antrenmanlarını daha düşük rakımlarda normal şekilde gerçekleştirmeleri.
- Aralıklı hipoksik maruziyet (ya da yüksekte yaşa–alçakta antrenman yap): Örneğin, Salt Lake City ile Park City arasında yaklaşık 800 metre (3.000 feet) rakım farkı bulunan 33 millik bir mesafede gidip gelerek yüksekte yaşayıp alçakta antrenman yapma uygulaması.
- Yüksek rakımda yaşarken destekleyici oksijen kullanımı: Yüksek rakımda yaşarken ek oksijen kullanılması, ancak antrenman sırasında ek oksijen kullanılmaması.
YÜKSEK RAKIM VE SOĞUK ORTAMLARDA ATLETİK PERFORMANSI OLUMSUZ ETKİLEYEBİLECEK DİĞER FAKTÖRLER
Yüksek rakımda ve soğuk hava koşullarında yarışan sporcular, performansı olumsuz etkileyebilecek başka fizyolojik zorluklarla da mücadele etmek zorundadır. Bunlar (1):
- Termoregülasyon: Vücut ısısının korunabilmesi için uygun kumaş ve katmanlama sistemlerinin kullanılması büyük önem taşır. Fazla ısının dışarı atılabilmesi gerekirken, aynı zamanda ıslak kumaşların ciltle temas etmeye devam etmesi hipotermi riskini artırabilir.
- Serbest yağ asidi mobilizasyonunun azalması: Soğuk ortamda meydana gelen periferik vazokonstriksiyon (damar daralması), deri altı yağ depolarından serbest yağ asitlerinin kullanılabilirliğini azaltabilir. Bu durum kas hücreleri için yağ kullanımını düşürerek glikojen tüketiminin hızlanmasına ve enerji depolarının daha hızlı tükenmesine neden olabilir.
- Sinir ve kas fizyolojisindeki değişiklikler: Soğuk ortam; sinir iletimini, kas liflerinin devreye girme paternlerini, kas kasılma hızını ve kuvvet üretim kapasitesini olumsuz etkileyebilir. Tüm bunlar kas kuvveti ve güç üretiminde azalmaya yol açabilir.
Peki tüm bunlar, kış sporcularını yaz sporcularından nasıl farklılaştırıyor? Kesin ve tartışmasız yargılara varmak zor olsa da, açık olan bir şey vardır: Kış sporcuları antrenman ve performans açısından çok daha fazla fizyolojik engelle karşı karşıya kalmaktadır.
Bu nedenle başarıya ulaşmak isteyen kış sporcularının antrenman planlamalarını çok daha dikkatli ve stratejik şekilde yapılandırmaları gerekir. Bu yüzden 2018 Kış Olimpiyatları’na bakarken, bu dayanıklılık sporcularını yalnızca dünyanın en iyi atletlerini izleyen bir seyirci gözüyle değil, çok daha derin bir bakış açısıyla değerlendirebiliriz.
Her bir dayanıklılık sporcusunun bu oyunlara ulaşabilmek için hangi fizyolojik zorluklardan geçtiğini daha iyi anladığınızda, gösterdikleri çabaya duyduğunuz saygı ve hayranlık da çok daha anlamlı hale gelecektir.
Ayrıca, eğer siz de sporcuları soğuk hava veya yüksek rakım koşullarında performansa hazırlıyorsanız, bu bölümün VO₂’nin arkasındaki bilimi yeniden hatırlatıcı faydalı bir özet olmasını umuyorum.
REFERANSLAR
Pocari J, Bryant CX, and Comana F, (2015). Exercise Physiology. Philadelphia, PA. F.A. Davis Company.
Katch VA, McArdle Wd and Katch FI, (2011). Essentials of Exercise Physiology (4th). Baltimore, MD. Lippincott, Williams and Wilkins.
Kenny WL, Wilmore JH, and Costill DL, (2015). Physiology of Sports and Exercise (5th). Champaign, IL. Human Kinetics.
Tipton CM (Ed), (2006). ACSM’s Advanced Exercise Physiology. Baltimore, MD. Lippincott, Williams and Wilkins
Noakes T, (2003). The Lore of Running. (4th ed.). Champaign, IL. Human Kinetics.
Robergs RA, and Roberts SO (1997). Exercise Physiology – Exercise Performance and Clinical Applications. St. Louis, MO., Mosby Year Book, Inc.
FABIO COMANA
M.A., M.S., San Diego Eyalet Üniversitesi, Kaliforniya Üniversitesi San Diego Kampüsü (UCSD) ve NASM’de öğretim görevlisidir. Aynı zamanda Genesis Wellness Group’un başkanıdır. Daha önce Amerikan Egzersiz Konseyi (ACE) bünyesinde egzersiz fizyoloğu olarak görev yapmış ve ACE’nin IFT™️ modeli ile ACE’nin yüz yüze Personal Trainer eğitim atölyelerinin orijinal geliştiricisi olmuştur. Kariyerinde ayrıca üniversite düzeyinde baş antrenörlük, kuvvet ve kondisyon koçluğunun yanı sıra Club One için spor salonları açma ve yönetme gibi görevleri de bulunmaktadır. Uluslararası düzeyde birçok sağlık ve fitness etkinliğinde konuşmacı olarak yer almış, çeşitli medya kuruluşlarında sözcü olarak çalışmış ve birçok kitap ve bölümün yazarlığını yapmıştır.
