Ünite 4: Spor Fizyolojisi ve Mekaniği

Giriş

Spor fizyolojisi, insan organizmasının kassal çalışmalarına uyumunu ve tepkilerini dikkate alan, sportif performansın arttırılmasını amaçlayan, antrenmanların fizyolojik temellerini içeren, hareketsizliğin bireyler üzerindeki akut ve kronik etkilerini inceleyen bilim dalıdır.

Spor biyomekaniği ise insan hareketinin arkasında yatan mekanik temelleri tanımlaya çalışır. Spor Biyomekaniği, ölçülebilen deneylere dayanır. Biyomekaniğin metodolojisi de, hem ölçme yöntemleri hem de ölçme sonuçlarının teorik mekanik analizini kapsama alır. Bu ölçümlerin, hareketin oluşumu sırasında yapılması gerekir ve antrenman yada müsabaka özel şartları içerisinde gerçekleştirilmesine dikkat edilmelidir.

İnsan Organizmasında Enerji Üretimi

Kimyasal enerjinin mekanik enerjiye çevrilmesi sırasında kaslar organik fosfat (PO4) bileşikleri olan ATP (Adenozin tri fosfat) ve CP'yi (Kreatin fosfat) enerji kaynağı olarak kullanırlar. Genel vücut dokularının veya kas aktivitesi için gerek duyulan enerji iki ana metabolik yol ile temin edilir:

1. Anaerobik sistem,
2. Aerobik sistem.

Anaerobik sistem; insan organizmasında enerjinin elde edilişi sırasında oksijenin olaya karışmadığını ya da çok az karıştığını ifade eden kavram "Anaerobik kavramıdır". Bu sistemde enerji iki şekilde elde edilir.

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.

Vücudumuzda farklı şekillerde enerji elde edildiğini ve kullanıldığını biliyorsunuz. Bu durumu anlatmak için aşağıdaki örneği inceleyelim:

Evinizden çıktınız ve belediye otobüsüne binerek okula gideceğinizi farz edin. Bina kapısından çıktığınızda otobüs durağını görebiliyorsunuz ve durağa olan mesafeniz ise yaklaşık 200 metre olsun. Binadan çıktınız ve durağa doğru yavaş yavaş yürümeye başladınız. Bu durumda “aerobik enerji yolunu” kullanarak enerji elde etmektesiniz. Binadan çıktığınızda otobüsün sizin durağınızdan bir önce ki duraktan hareketlendiğini gördünüz ve hemen koşmaya başladınız. Ancak çok hızlı koşmadan otobüsten önce durağınıza geldiniz. Bu durumda ise “laktik anaerobik enerji yolunu” kullanarak enerji sağlamaktasınız. Binadan çıktığınızda baktınız ki otobüs durağa gelmek üzere. Bu nedenle, sizde var gücünüzle koşmaya ve otobüsü durakta yakalamaya çalışmaktasınız. Kalbinizin çok yüksek hızla attığını ve nefes nefese kaldığınızı hissettiniz. Bu durumda ise “alaktik anaerobik enerji yolunu” kullandığınız ortaya çıkmaktadır.

İskelet Kası Fizyolojisi

Kas dokusu insan vücut ağırlığının %40-50’sini oluşturan özel bir dokudur. İnsan vücudunda İskelet Kası, Kalp Kası ve Düz Kas olmak üzere üç farklı kas tipi vardır:

İskelet Kası; hareketi sağlayan bu kaslar, iskeletin etrafında bulundukları için iskelet kasları olarak adlandırırlar.

Kalp Kası; sadece kalpte bulunan bir kas türüdür. Miyofibrillerin düzenlenişi yönünden iskelet kasına ve istemsiz kasılması yönünden düz kasa benzer.

Düz Kas; mikroskopta incelendiğinde diğer kas türlerine göre çizgili görünmedikleri için bu adı alır. Çalışmaları otonom sinir sistemi tarafından kontrol edilir. Bu da bu kasların istemsiz kasılmalarını sağlar.

Kas Kasılmasının Özellikleri

Kas kasılmasının birçok özelliği tek bir kas sarsısı incelenerek anlaşılabilir. Kas kasılması izotonik ve izometrik olarak iki şekilde gerçekleşmektedir.

İzometrik Kasılma: Kasın boyunun kısalmadan kasılması ile oluşmaktadır.İzometrik kasılmada dış direnç kasın ürettiği iç gerilimden fazla olduğu için kas boyunda ve eklem açısında değişiklik olmadan kasın gerilimi artar.

İzotonik (Konsantrik) Kasılma: Kastaki gerimin sabit kalıp, kasın boyunun kısalması ile meydana gelmektedir. Bu kasılmada kas kuvvet üretirken eklem açısı küçülür.

Eksantrik Kasılma: Dinamik bir kasılmadır. Kasılma sırasında eklem açısı büyürken kasın boyu uzar.

İzokinetik Kasılma: İzokinetik kasılmada bütün hareket boyunca maksimal bir gerilim sabit (aynı açı ile) şekilde devam ettirilir. Yani tüm hareket açıklığı içinde, sabit bir hızla yapılan kasılma şeklidir.

Kas Lifi Tipleri

Kas Lif Tiplerinin Özellikleri

ST lifleri yavaş kasılma hızı ve düşük miyozin ATPaz aktivitelerine sahiptirler. Yorgunluğa dirençli ancak güç üretme yetenekleri düşük liflerdir.

FT lifleri ise ST liflerinin aksine yüksek kasılma hızı ve myozin ATP az enzim aktivitesine sahiptirler. Güç üretimleri yüksek olup yorgunlukları çabuk oluşmaktadır. Bu kas lifleri, yüksek şiddette yapılan kısa süreli egzersizlere uyum sağlamaktadırlar.

ST lifleri daha çok uzun süreli ve dayanıklılık türü yani aerobik egzersizlerle, FT lifleri ise daha çok kısa süreli ve yüksek şiddette yapılan (100-400 m gibi) anaerobik egzersizlerle antrene edilerek var olan kapasiteleri geliştirilmeye çalışılır.

Biyomekanik Nedir?

Biyomekanik, biyoloji ve mühendislik bilimlerinin yaşayan canlılar üzerinde uygulanmasıdır. Biyomekanik çalışmalarda mühendislik yöntemleri kullanılarak canlıların hareketi sonucu oluşan kuvvet sistemleri incelenir.

Biyomekanik insanın fiziksel yapısını beş ana başlıkta inceler:

Spor Biyomekaniği: Spor biyomekaniği, insan vücudunun kas iskelet sisteminde veya ilişkide olduğu diğer yapılar üzerinde (partner, rakip, top, raket, yer vb.) açığa çıkan kuvvetleri birbirleriyle etkileşimini inceleyen bilimdir.

Mesleki Biyomekanik: Çalışanların iş ortamlarında en uygun, en verimli şekilde çalışmalarını sürdürmeleri ve çalışmaya bağlı yorgunluğun önlenmesi için gerekli ergonomik düzenlemeleri konu edinen bir alandır.

Günlük yaşam aktiviteleri (GY A) Biyomekaniği: Ev ortamında kullanılan eşyaların ergonomisinden, engelli ve yaşlı bireylerin daha bağımsız daha etkin yaşam sürdürmeleri için gerekli ev eşyalarının geliştirilmesinden GYA biyomekaniği sorumludur.

Rehabilitasyon Biyomekaniği: Sinir veya kas iskelet sistemi yaralanma ve hastalıkları sonucu geçici ve kalıcı şekilde engelli olan bireylerin tedavileri ve yeniden topluma kazandırılmaları konusunda yapılan uygulamaları içerir.

Egzersiz biyomekaniği: Spor, fizyoterapi-rehabilitasyon veya genel vücut kondisyonu için verilen egzersizlerin en yararlı şekilde uygulanmasını konu edinmektedir.

Biyomekanik Terimleri

Biyomekanik kavramının anlaşılabilmesi için bu konuyla ilgili temel kavramların tanımlanması gerekmektedir.

Mekanik: Kuvvetlerin etkisi altındaki cisimlerin denge durumunu veya hareketini inceleyen bilim dalıdır. Mekanik dünyanın fiziksel yapısı ile ilgilenir ve beş dala ayrılır.

Statik, cisimlerin dengesini inceleyen fizik dalıdır. Dengedeki cisim ya duruyordur ya da sabit hızla hareket ediyordur.

Dinamik kavramı ise hareket halindeki objelerin mekaniğidir.

Dinamik kavramı kinematik ve kinetik olarak ikiye ayrılır. Kinematik, objelerin hareketlerini kat edilen yol, geçen süre, ivme ve hızlanma, hareketin şekli ve hızı açısından inceler. Kinetik ise objelerin hareketine neden olan kuvvetleri inceler.

Motor Amaç: Hareketin niçin yapıldığı ve kişiye ne sağladığıdır. Yani amaca göre farklı hareketlerden oluşmaktadır. Motor amaç dört temel faktör çerçevesinde incelenir.

1. Postür (duruş): Ayakta durma, oturma, yatma
2. Ambulasyon: Yürüme, koşma, zıplama
3. Manüplasyon: İtme, çekme, uzanma, kavrama
4. Aksiyon: Sallanma, dairesel, doğrusal, vurucuçarpıcı, hızlı, güçlü hareketlerini içerir.

Çevre: Hareketin karada, havada, suda yapılması, içinde bulunulan coğrafi koşullar vücudu farklı şekillerde etkiler. Örneğin, spor salonunda yapılan hareketler, açık havada yapıldığında vücut bundan farklı şekilde etkilenir. Yada yerçekimsiz ortam olarak tanımlanan uzayda yapılan hareketlerin özellikleri diğerlerinden tamamen farklılık gösterecektir.

Vücut Düzlemleri

Temel olarak üç düzlem tanımlanmıştır. Bu düzlemler tanımlanırken “temel anatomik duruş” esas alınmaktadır.

Sagittal Düzlem: Vücudu SAĞ ve SOL olmak üzere iki eşit parçaya böler. Mekik çekme, yürüme, koşma gibi hareketler örnek olarak verilebilir.

Frontal Düzlem: Vücudun ÖN ve ARKA olmak üzere iki eşit parçaya böler. İp atlama, çember, takla, koşma gibi hareketler örnek olarak verilebilir.

Horizontal (Transvers) Düzlem: Vücudu ALT ve ÜST olmak üzere iki eşit parçaya böler. Balerinin kendi ekseni etrafında dönmesi gibi hareketler örnek olarak verilebilir.

Vücut Eksenleri

Anteroposterior Eksen (A-P): Vücudun önünden arkasına doğru geçen eksendir. Mediolateral Eksen (M-L): Vücudun sağından soluna doğru geçen eksendir.

Longitudinal Eksen (L-D): Vücudun altından üstüne doğru geçen eksendir. Düzlem ve eksenlerle ilgili olarak şu üç temel konu dikkati çekmektedir;

• Düzlem bir vücut parçasının hareket ettiği iki boyutlu hayali alan olarak tanımlanır.
• Bir düzlem üzerinde oluşan hareket, aynı zamanda bir eksen etrafında da oluşmaktadır.
• Bir hareketin düzlemi ile ekseni arasında 90°’lik açı vardır.

“Temel Anatomik Duruş”, karşımızda ayakta duran, yüzü bize dönük, baş ve gövdesi dik, kolları yanlarda aşağıya sarkık, avuç içi öne bakan, ayakları birleşik ve öne dönük bir kişiye göre tanımlanır.