Kaslar kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye çevirirler. Kas enerjisinin kaynağı organik fosfat (PO4) bileşikleri olan ATP (Adenozin tri fosfat) ve CP'dir (Kreatin fosfat) . 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: Vücutta depo oksijen; 0.5 litre akciğerlerdeki havada, 0.25 litre vücut sıvılarında erimiş olarak, 1 litre hemoglobinde ile birleşmiş olarak, 0.3 litre miyoglobinde 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 kullanır. Aerobik glikolizde pirüvik asit su ve CO2 ye indirgenir, Anaerobik glikoliz sonucu laktik asit 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). Kaynak; Hilmi Karatosun. Futbol-Fizyolojik Temeller. Kolka Matbaası Ankara. 1991 Hilmi Karatosun. Antrenmanın Fizyolojik Temelleri. Tuğra Matbaası Isparta. 2003 Guyton AC, Hall JH. Tıbbi Fizyoloji. Nobel Yayınevi. 1996
