Enerji Kaynakları – Adaptasyon

Evet, koşucu haftalık koşu hacmini artırarak ve yaptığı uzun antrenmanları uzatarak daha yüksek oranda yağ yakmaya başlar, ancak Neden? Neden yüksek oranda yağ yakar?

Koşu gibi yüksek düzeyde aerobik, yani oksijen kullanımına dayalı egzersizler hücre düzeyinde adaptasyonlara yol açarlar. Adaptasyon genetik düzeyde gerçekleşir. Genetik tepkinin gerçekleşmesi için bir uyarıcının olması gerekir. Egzersiz şiddetinin bir adaptasyona yol açabilmesi için homeostaziyi, vücut içdengesini krize sokmak gerekir. Bu da mesela, egzersizin çok yüksek yoğunlukta yapılarak glikojen depolarını ciddi oranda tüketmekle gerçeleşebilir. Amaç, vücudu bir krize sokmak ve yeni düzeyde bir adaptasyonu sağlamak.

Yüksek rakımda yaşamaya başlamak oksijen saturasyonunu azaltacak, vücut yeni durum için strese girecektir. Bir süre sonra kandaki oksijen seviyesi ortam koşullarına uyum sağlar ve iç denge farklı bir düzeyden sağlanır. Uzun süreli egzersizler de kısıtlı olan glikojen depolarını tüketeceği için vücut strese girecektir. İnsan bu durumdan, farklı düzeyde bir denge oluşturarak çıkar, glikojen depolarını artırarak ve egzersizde kullanılan glikojen miktarını değiştirerek.

Alışık olmadık egzersiz yükü ile uyarılan ve enerji üretiminde rol oynayan enzimler, ilk etapta oldukça yüksek miktarda aktive olurlar. Egzersiz aynı şiddette tekrarlandıkça enzimlerin uyarı şiddeti azalır, aktivasyonu da düşer. Vücut artık ilgili egzersiz yüküne adaptasyon geliştirmiş durumdadır ve ileri gidebilmek için daha yüksek şiddette bir egzersiz gerekmektedir. Koşu adaptasyonu da bu şekildedir. Daha uzun mesefa koşabilmek için her geçen gün koşu mesafemizi artırmamız gerekir.

Örnek vermek gerekirse;

AMPK, yani AMP-aktive edici protein kinaz, kas hücresinde enerji regülatörü olarak görev yapmaktadır. Enerji seviyesi az iken aktive olur ve serbest yağ asitleri ile glukozun hücreye alınarak yakıt olarak kullanılmasını sağlar. İşte bu protein, yaptıkları ilk egzersizin ardından, idmansız kişilerde idmanlı, aktif kişilere göre neredeyse 9 kat daha aktif ölçülmüştür. Bu düzey kişiler egzersiz yapıp antrene oldukça düşer, yeterli egzersiz tekrarından sonra aktivasyon farkı neredeyse sıfırlanır. Çünkü kişiler artık antrene olmuştur ve homeöstazi bu yeni adaptasyon düzeyinde sağlanmıştır.

Adaptasyonların gelişimi seçilen yola göre değişiklik gösterir. Vücudu nasıl ve ne tip bir strese sokacağınız önemlidir. Örneğin uzun mesafe koşu esnasında ortaya çıkacak adaptasyon, aynı mesafeyi karbohidrat takviyesiz ve karbohidrat takviyeli şekilde tamamladığınızda farklı olacaktır. AMPK, düşük glikojen seviyesiyle ilişkili bir aktivasyona sahiptir. Egzersiz boyunca aktiftir, zira glikojen kullanımıyla birlikte depo karbohidrat miktarı azalmaktadır. Öte yandan egzersizin bitimiyle birlikte aktivasyonu sona erer. Çünkü, uzun ve yıpratıcı koşunun ardından karbohidrat içeren bir içecek alınmıştır. AMPK aktivasyonu dışarıdan alınan takviye ile azalır. Bu da demek oluyor ki aç karnına gerçekleştirilecek koşularda, koşu esnasında takviye de alınmadığı durumda homeöstazi ciddi bir krize sokulmuş oluyor. Kriz yeterince ciddi ise genetik tepki gerçekleşiyor, enzim ve proteinlerin gen ekspresyonlarında, yani ifadelerinde değişim gerçekleşiyor.

Mitokondiral biyogenez, yani oksijenli solunum yoluyla enerji üretiminin gerçekleştiği mitokondrilerin, sayı ve aktivasyonunun artması bu yolla gerçekleşir. Koşu antrenmanları sayesinde kılcal damar sayısı ve aktivasyonu artar, daha fazla oksijenin daha hızlı bir şekilde hücreye girişi sağlanır. Mitokondrial enzim aktivasyonu ve mitokondri sayı ve hacminde artış meydana gelir. Bu değişim daha fazla miktarda oksijenin daha kısa sürede metabolize olmasına neden olacağı için daha yüksek enerji seviyesine sahip yağların kullanımı da artacaktır. Zamanla aynı tempoda daha yüksek oranda yağ yakılmaya başlar.

Bir diğer adaptasyon olarak;

Glikojen sentaz enziminin aktivasyonu egzersiz esnasında harcanan glikojenin düzeyiyle yakından alakalıdır. Egzersizin şiddeti arttıkça ve süre uzadıkça kas glikojen seviyesi azalır, glikojen sentaz enzim aktivasyonu ise ters orantılı olarak artar çünkü kas glikojen seviyesinin düşüşü kas hücresi zarını, Sarkolemmanın gerçirgenliğini artırır. Tekrarlayan egzersizler bir adaptasyona dönüşür ve bu tip glikojen tüketici egzersizlerin ardından glikojen sentezi daha fazla miktarda yapılmaya başlar ve kas glikojen kapasitesi artar. Zamanla daha yüksek tempoda daha uzun süre koşmaya başlarsınız.

Karşılaşılan krizler, bir sonraki antrenmanda size ilave bir kaç kilometre ya da dakika olarak dönecektir. Zira, yeni bir adaptasyon gelişmiş, daha önce aynı tempoda 2 saat koşarken şimdi 2 saat 15 dakika koşar olmuşsunuzdur.

İleride adaptasyonun genetik düzeyde gerçekleşme hikayesini kapsamlı bir şekilde açıklamak istiyorum.

Umarım bu blog ve podcast kanalı o günleri görebilir, çünkü öncesinde acil çok şey var ve işin genetik safhası oldukça lüks şimdilik.

Kaynakça:

• Magness, S. (2014). The Science of Running. Chapter 9, 111-120
• Burke, E. R. (2003). Optimal Muscle Performance and Recovery. Part III, Going the Extra Mile
• Burke, E. R. (2003). Optimal Muscle Performance and Recovery. Part II, The R System for Peak Performance
• Anderson, O. (2013). Running Science. Chapter 1, Genes and Running Performance
• Anderson, O. (2013). Running Science. Chapter 30, Training Effects at the Molecular Level
• Trounce, Ian & Van Bergen, Nicole & Chakrabarti, & Crowston, Jonathan & O’Neill, Evelyn. (2011). Mitochondrial disorders and the eye. Eye and Brain. 2011. 29. 10.2147/EB.S16192. Mitochondrial disorders and the eye
• Akin S, Donmez G, Ozdemir M et al. Does whole body vibration restore immobilization-induced suppression in AMPK activation? Turk J Sports Med. 2018;53(4):174-81. Does whole body vibration restore immobilization-induced suppression in AMPK activation?
• Erik A. Richter and Mark Hargreaves. Exercise, GLUT4, and Skeletal Muscle Glucose Uptake. Physiological Reviews 2013 93:3, 993-1017 Exercise, GLUT4, and Skeletal Muscle Glucose Uptake
• Gene Expression