Giriş
Egzersiz kapasitesi, kardiyak hastalığı olan veya sağlıklı bireylerde beklenen yaşam süresini öngörmedeki en güçlü faktörlerden biridir. Kardiyak rahatsızlıkları önleyici ve gelişimini engelleyen stratejiler, fiziksel aktiviteye teşvik etmeyi ve egzersiz performansının geliştirilmesini amaçlar. Bu amaçlara ulaşmak için özellikle kardiyovasküler rahatsızlığa sahip kimselere verilen egzersizler optimal faydayı ve maksimum güvenliği sağlamalıdır.
Kritik seviyenin üzerindeki egzersiz şiddetleri zarar verici potansiyele sahip olabilir. Kardiyak rehabilitasyona dayalı egzersiz programlarının ölüm riskini ve hastalık oranını azalttığı gösterilmiştir. Verilen doğru egzersiz şiddeti, maksimal egzersiz kapasitesinin yüzdesinde, maksimal kalp atım sayısında ya da laktat eşiğinde (LE) belirleyici bir rol oynar.
Egzersiz esnasında laktak eşiğinin belirlenmesi için temel olarak iki farklı metot kullanılır. Girişimsel direkt metot (invasive) ile (örn; parmaktan ya da kulak memesinden) laktat eşiğinin ölçülmesi ya da girişimsel olmayan dolaylı yolla (non-invasive) solunum ve gaz değişim (oksijen-karbondioksit) yanıtlarının ölçülmesiyle belirlenir. Metodolojik yaklaşımdaki bu farklılıklar fizyolojik temelde neyin laktat eşiği olarak tanımlanması üzerine çelişkili terminolojik karışıklığa ve uyumsuzluğa yol açmakla birlikte egzersiz sırasında solunum ve gaz değişim parametreleriyle laktat eşiğinin dolaylı yolla belirlenmesi ile ilgili yanlış anlaşılmalara sebep olur. Bu nedenle derlemenin amacı, üç aşamalı bir model kullanarak terimleri, eşik kavramlarını ve yöntemleri sıralamaktır.
Kademeli Egzersiz Sırasında Enerji Temini ve Laktik Asit Üretimi
İş yükünün kademeli artışı sırasında kan laktatının yükselmesi, tek kırılma noktası ya da devamlı seyreden eğri kullanılan model yerine en iyi şekilde iki kırılma noktası olan model ile tanımlanmıştır. Bir dizi çalışma, tükenmekle sonlanan egzersiz esnasında iki solunumsal eşiğin ya da laktak eşiğinin varlığını tanımlamışlardır. Fizyolojik bakış açısına göre, enerji temininin üç fazı ve iki kırılma noktası artan egzersiz şiddeti ile tanımlanabilir. Erken (ilk) eşik ve geç (ikinci) eşik için sayısız terimler tanımlanmıştır (tüm tanımlamalar için kaynak-tablo 1’e bakınız). Skinner ve McLellan’a göre, ilk eşik “aerobik eşik” ve ikinci eşik “anaerobik eşik” olarak önerilmiştir.
Faz-1
Enerji temininin ilk fazında, dokularda hali hazırda bulunan oksijen kullanılırken bu da solunan havadaki oksijenin (O2) düşük fraksiyonu (PETO2) ile sonuçlanır. Diğer taraftan daha fazla karbondioksit (CO2) üretimi solunum ile atılır. Bu sebeple, O2 kullanımında (VO2), CO2 atılımında ve ventilasyonda (VE) doğrusal bir artış söz konusudur. Enerji temininin ilk fazındaki artan iş yükü, kan laktat konsantrasyonunda (KLK) anlamlı bir artışa yol açmaz.
Faz-2
İlk laktat eşiğinin üzerindeki egzersizde yük artışı ile laktat üretim oranı, kas hücresinde metabolize edilen kapasitenin üzerindedir. Kan içerisinde yer almaya başlayan laktat, KLK’da artışa yol açar. Bu duruma eşlik eden Hidrojen iyonlarının artışı (H+) bikarbonat (HCO3) tarafından tamponlanmasıyla artan CO2 üretimine ve solunan havadaki CO2’nin düşük fraksiyonunun (PETCO2) devamlı artışına yol açar.
Periferik kasta merkezi olarak uyarılan reseptörler ve buradan iletiyi merkeze getiren kemoreseptörler aracılığı ile VE’deki ani artışa karşın VO2’deki ve iş yükündeki artış doğrusal olarak devam eder. Organizmanın (Çalışmayan kaslar, karaciğer, ventriküler kas kütlesi) oksidatif kapasitesi birikmekte olan laktat ile baş etme konusunda verimliliği yeterince yüksektir.
Denge durumunda olan sabit yüklü egzersiz, kan laktatının üretiminde ve eliminasyonunda eşitlik yaratır. Kan laktatının sistematik olarak yükselmesi en yüksek iş yükü 30 dakika dolaylarında sürdürülebilir ve bu durum “Laktatın maksimal dengesi” olarak adlandırılır. İkinci veya anaerobik eşiğin metabolik olarak belirlenmesinde altın standart olarak kabul edilir.
Faz-3
İş yükünün ikinci laktat eşiği üzerindeki artışıyla, kasta üretilen laktat oranı sistemik eliminasyon oranının üzerine çıkar. Bu durum kademeli egzersizde kan laktat konsantrasyonun üstsel artışına yol açar. VCO2’de doğrusal olmayan artış ve daha belirgin VE gözlemlenir. Bu noktada hiperventilasyon H+ artışını yeterince tolere edemez. Bununla birlikte PETCO2’de düşüş söz konusudur.
Tartışmalı Terminoloji
Fiziksel fitness düzeyinin submaksimal egzersiz esnasında belirlenebilmesi için grafik üzerinde eğrilerden oluşan parametrelerin gözlenmesi, kardiyopulmoner egzersiz testi ile ilk defa eşik konsepti tanımsal olarak ortaya çıkmıştır. Bu eşik konseptinin ilklerinden olan “optimal solunum etki noktası” (faz 1- 2) Hollman tarafından non-invasive olarak kardiyopulmoner egzersiz testi ile ortaya konmuştur. Aynı noktayı Wasserman ve McIlroy “anaerobik metabolizma eşiği” olarak solunum değişim katsayısındaki oranın (RER) artışı ve HCO3 düşüşü ile tanımlamışlardır. 1973’teki bu çalışma sonrası “anaerobik eşik” terimi ilk laktat eşiğinin tanımlayıcısı olarak popüler hale gelmiştir. Bununla birlikte aynı terim Skinner ve McLellan tarafından önerildiği gibi faz 2’den faz 3’e geçişi tanımlamada kullanılmıştır.
İlk ve ikinci eşik noktaları için kullanılan eşanlamlı terimler, bilimsel dünyada dikkate değer bir karmaşaya yol açmıştır. Dahası, çalışan kaslara yeteri kadar oksijen desteğinin verilemediği iş yükünün üzerindeki yerin sınırlarını belirlemede ilk anaerobik eşik konsepti dikkate değer şekilde yetersiz kalmıştır. Mader 1970’lerde kan laktat kinetiklerine ilişkin “4mmol/L LT” terimini tanıtmış, 1979’da Farrell ve arkadaşları “onset of plasma lactate accumulation”, 1981’de Sjödin ve Jacobs “onset of blood lactate accumulation” terimini önermiştir. Sonuç olarak birinci ve ikinci eşiği tanımlamak üzere literatürde birçok eşik terimleri oluşmuştur.
Bugüne kadar, bahsi geçen eşik konseptleri üzerine, aşağıda yer alan sebeplerden dolayı yaygın olarak kabul gören bir uzlaşma mevcut değildir:
- Artan egzersiz enerji kaynağı hiçbir zaman yalnızca aerobik veya anaerobik görünmemektedir. Bu nedenle terimlerin kendileri yanlış adlandırma olarak kabul edilebilir.
- Kan laktat kinetikleri, solunumsal cevaplar ve gaz değişim paternleri, egzersiz protokolüne (yavaş ya da hızlı artan egzersiz yükü, kademeli ya da ramp protokolleri), iş yükünün karakteristik özelliklerine (koşu, yüzme, bisiklet, kürek), kan örneklerinin alındığı yere (venöz kapiller, arter) bağlıdır.
- Kardiyopulmoner egzersiz testinden alınan ‘invasive’ (laktat, prüvat, pH, HCO3, epinefrin) ve ‘non-invasive’ (Kalp atım, ventilasyon, RER) verilerin etki-sebep ilişkileri bazı durumlarda belirgin olarak ortaya çıkar ancak iyi bir istatistiksel ilişki mutlaka sağlam bir fizyolojik bağlantı anlamına gelmez.
3 faz modeli, kademeli egzersiz testinde laktik asit değişimlerinin tanımlanmasında ve solunumsal eşiklere denk gelen kinetiklerin özellikle belirlenmesinde kullanışlıdır. Ek olarak, birinci ve ikinci eşiğin belirlenmesi, egzersiz reçetesinin gereksinimlerine uymaktadır.
