Vücudun enerjisi

Bir an

Salı sabahı, saat yediyi on geçiyor. Üniversitenin spor salonu neredeyse boş; Berk ilk dersinden önce koşu bandında. Akşam yemeğinden beri bir şey yememiş, yalnız bir bardak su içmiş. Antrenör Okan yanına gelip bandın ekranını gösteriyor: nabız 128, ekranın köşesinde turuncu bir yazı, "yağ yakım bölgesi".

"Bak, işte böyle," diyor Okan. "Gece boyunca açtın, şekerin bitti. Vücudun şimdi doğrudan yağa gidiyor. Kahvaltı edip gelseydin önce o kahvaltıyı yakacaktın. Aç karnına sabah kardiyosu yağ yakar, ben on yıldır böyle çalışıyorum."

Okan bunu uydurmuyor; spor bilimi kitaplarında okumuş, yıllarca kendi bedeninde denemiş. Söylediğinin bir kısmı ölçülebilir bir gerçeğe dayanıyor. Berk bandın hızını biraz düşürüyor ve kendi kendine soruyor: Gece aç kalmak "şekerin bitmesi" mi demek? Yağ yakmak, yağ kaybetmek ile aynı şey mi? Bir de, kırk dakika koştuktan sonra kantinde yiyeceği poğaça bu hesabın neresinde duruyor?

Soru

Vücut enerjisini ATP, glikoz, glikojen ve yağdan nasıl sağlar ve bir antrenman sırasında daha çok yağ yakmak, haftalar içinde daha çok yağ kaybetmek anlamına gelir mi?

Nasıl işler

Homeostaz dersinde vücudun pek çok değeri bir ayar noktası çevresinde tuttuğunu konuştuk. Enerji de böyle bir değerdir, ama bir farkla: vücut enerjiyi tutmaz, durmadan harcar ve durmadan yeniden üretir. Üç katmanlı basit bir model kuralım: harcanan para, cüzdan ve banka hesabı.

Modelde ATP, elden ele geçen paradır. Önemli olan, vücudun bu parayı büyük bir yığın hâlinde biriktirmemesidir. Kullanılan her ATP parçalanır ve geride kalan parça yeniden fosfat eklenerek doldurulur. NCBI'ın StatPearls bölümüne göre insan vücudundaki hücreler düzgün çalışmak için günde 100 ile 150 mol ATP'nin parçalanmasına ihtiyaç duyar. Kimyadaki mol, akıl almayacak kadar çok sayıda molekülü anlatan bir paket ölçüsüdür; bu miktar bir depodan değil, gün boyu süren bir yeniden üretim döngüsünden gelir. Asıl soru "ATP'yi hangi yakıtla yeniden dolduruyorum?" sorusudur.

Yakıtın ilk adayı glikozdur, yani kandaki şeker. Hücre glikozu önce parçalar, sonra mitokondri denen yapılarda oksijenle sonuna kadar yakar. Aynı kaynağa göre tamamen yakılan bir glikoz molekülünden yaklaşık 32 ATP elde edilir. Kandaki glikoz düzeyi de vücudun dar bir aralıkta tuttuğu değerlerden biridir; beyin bu yakıta özellikle bağımlıdır.

Glikojen modeldeki cüzdandır: el altında, çabuk açılır ama sınırlıdır. StatPearls'ün glikojen bölümüne göre karaciğer glikojeni, özellikle açlıkta, kandaki glikozu yerinde tutmakta merkezi bir rol oynar; gece uyurken beynin şekeri buradan gelir. Kas glikojeni toplamda daha büyüktür, ama kas onu kendi kasılması için kullanır. Okan'ın "şekerin bitti" cümlesinin gerçek karşılığı budur: bir gecelik açlık karaciğerin cüzdanını inceltir, kasın cüzdanı ise büyük ölçüde yerinde durur. Kandaki şeker bitmez; vücut onu korur.

Yağ, modelin banka hesabıdır. Yağ dokusunda trigliserit olarak saklanır; vücudun en büyük enerji deposu odur. Gerektiğinde yağ asitleri kana bırakılır, kaslara taşınır ve mitokondride oksijenle yakılır. Yağdan ATP üretmek glikozdan daha yavaş işler ve daha çok oksijen ister. Bu yüzden düşük ve orta şiddette, uzun süren işlerde yağın payı büyüktür; şiddet arttıkça kas hızlı yakıta, yani glikoza ve glikojene daha çok yaslanır.

Okan'ın sezgisindeki doğru parça burada. Yemekten sonra kanda glikoz ve onu hücreye sokan hormon olan insülin yükselir; insülin yağ dokusunun yağ asidi bırakmasını frenler. Aç karnında insülin düşüktür, karaciğer glikojeni azalmıştır ve kas yakıt karışımında yağa biraz daha fazla yer açar. Ekrandaki "yağ yakım bölgesi" bu karışımın kabaca bir tahminidir.

Şimdi iki kelimeyi ayırabiliriz. "Yağ yakımı" bir anda ve bir seansta olan şeydir: kırk dakikalık koşuda kaslarda kaç gram yağ asidinin oksijenle yakıldığı. "Yağ kaybı" ise haftalar boyunca banka hesabında kalan bakiyedir. Vücut gün boyunca bir yandan yağ yakar, bir yandan yemekten gelen fazlayı yağ olarak depolar. Sabah daha az glikojen harcarsan, gün içinde yediğin karbonhidrat inceltilmiş cüzdanı doldurur ve karışım sonraki saatlerde tersine dönebilir. Hesabı kapatan şey tek seansın karışımı değil, günler ve haftalar boyunca alınan ve harcanan enerjinin dengesidir.

Kanıt

Bu derlemeye giren denemelerden biri, Schoenfeld ve arkadaşlarının Body composition changes associated with fasted versus non-fasted aerobic exercise (Journal of the International Society of Sports Nutrition, 2014) başlıklı çalışmasıdır. Kalori açığı sağlayan bir beslenme planındaki 20 genç kadın rastgele ikiye ayrıldı; dört hafta, haftada üç gün birer saat koştular, bir grup sabah açlığında, öbürü bir öğün içeceğinden sonra. İki grup da kilo ve yağ kaybetti, ama gruplar arasında hiçbir ölçümde anlamlı fark çıkmadı.

Yaygın yanılgılar

Sayılarla

Önce hücre ölçeği: StatPearls'e göre vücudun hücreleri günde 100 ile 150 mol ATP'yi parçalayıp yeniden kurar ve tamamen yakılan bir glikoz molekülü yaklaşık 32 ATP kazandırır.

Şimdi Okan'ın iddiasının iki yarısına bakalım. Vieira ve arkadaşlarının meta-analizi 10.405 makaleyi taramış ve 273 katılımcılı 27 çalışmayı almış. Aç karnına aerobik egzersizde seans boyunca yakılan yağ tok egzersize göre ortalama 3,08 gram fazla. Okan'ın sezgisi seans düzeyinde gerçek; ama büyüklüğüne de bak: bir seansta birkaç gram.

Hackett ve Hagstrom'un derlemesi doğrudan asıl soruyu, haftalar sonundaki kilo ve vücut bileşimini sordu ve yalnız beş çalışma, toplam 96 katılımcı bulabildi. Gruplar arası fark önemsiz düzeydeydi. Schoenfeld'in 20 kadınla yaptığı dört haftalık denemede iki grup da yağ kaybetti, aralarında fark yoktu. Sayılar küçük; soru kapanmadı, ama aç karnına egzersizin bir üstünlüğünü gösteren kanıt yok.

Herkes için aynı mı?

Değil. Aç karnına egzersiz denemelerinin çoğu sağlıklı, genç yetişkinlerle yapıldı; Hackett ve Hagstrom'un derlemesindeki bazı bulgular yalnız kadınlardan geliyor, Schoenfeld'in denemesi yalnız genç kadınlarla yapıldı. Yaşlılar, çocuklar, gebeler ve kronik hastalığı olanlar için bu sonuçları aynen taşımak doğru olmaz. İnsülin ya da kan şekerini düşüren başka ilaç grupları kullanan diyabetli birinde, örneğin daha önce şekeri düşüp titreme nöbeti geçiren Erol'da, aç karnına uzun bir egzersiz şekerin tehlikeli biçimde düşmesine yol açabilir; böyle biri egzersiz ile öğün zamanlamasını hekimiyle birlikte planlamalıdır. Gebelikte enerji ihtiyacı değişir. Yeme bozukluğu öyküsü olan biri için "aç kalarak daha çok yak" fikri başlı başına bir risktir. Bazal metabolizma da kişiye göre değişir: büyük ve kaslı bir beden dinlenirken daha çok harcar, kas kütlesi azaldıkça bu harcama düşer. Bir de günlük hayat var: sabah yedide boş bir salon bir öğrencinin seçeneğidir; vardiyalı çalışan ya da çocuk büyüten biri için en iyi saat, sürdürebildiği saattir.

Ne zaman hekime?

Yakıt karışımı tartışması sağlıklı biri için zararsızdır, ama bazı belirtiler egzersizin değil başka bir sorunun işaretidir. Koşarken göğsünde baskı ya da sıkışma, sol kola veya çeneye vuran bir ağrı, olağandışı bir nefes darlığı ya da bayılma hissi yaşarsan egzersizi hemen bırak; belirti dinlenmeyle geçmiyorsa ya da biri bayılmışsa 112 aranmalıdır. Diyabeti olan biri egzersiz sırasında titreme, soğuk terleme, kafa karışıklığı ya da konuşmada bulanıklık yaşıyorsa bu düşük şekerin işareti olabilir; çevrendekiler bunu bilmeli. Ağır bir antrenmandan sonraki günlerde geçmeyen şiddetli kas ağrısıyla birlikte koyu, çay rengi idrar görürsen bunu bekletmeden bir hekime göstermen gerekir. Egzersizden bağımsız olarak, çaba göstermeden kilo kaybediyorsan, sürekli susuyor ve sık idrara çıkıyorsan ya da haftalardır geçmeyen bir yorgunluk varsa, bu değişikliği aile hekimine anlat.

Kendi hayatında

Bir antrenör, bir uygulama ya da bir koşu bandı ekranı sana "yağ yakım bölgesi" dediğinde, iki ayrı soruyu ayırmayı dene. Birincisi: bu seansta yakıt karışımım ne? Bu soruya ekran kabaca bir tahminle cevap verebilir. İkincisi: haftalar içinde bedenimde ne değişiyor? Bu sorunun cevabı ekranda değil, günlerin toplamında. Sabah koşusu Berk için iyi bir alışkanlık olabilir: ders öncesi zihnini açıyorsa ve aç karnına kendini iyi hissediyorsa bu yeterli gerekçedir. Sadece bunu yağ kaybı için zorunlu bir koşul gibi görmemek gerekir. Aç karnına başı dönen ya da ardından gün boyu acıkan biri için kahvaltıdan sonraki koşu aynı işi görür.

Kapanış

1. ATP hücrenin doğrudan harcadığı enerji taşıyıcısıdır ve sürekli yeniden üretilir; glikoz, glikojen ve yağ, bu yeniden üretimin yakıtlarıdır ve vücut onları şiddete, açlığa ve son öğüne göre değişen bir karışımla kullanır.
2. Aç karnına yapılan aerobik egzersizde seans boyunca biraz daha fazla yağ yakılır; bu bulgu tutarlıdır ve Okan'ın sezgisinin kaynağıdır, ama farkın büyüklüğü bir seansta birkaç gramdır.
3. Yağ yakımı bir seansın karışımı, yağ kaybı ise haftaların enerji dengesidir; doğrudan kilo ve vücut bileşimini ölçen az sayıdaki çalışmada aç ve tok egzersiz arasında fark bulunmadı.

Beş soru

1. Vücut neden ATP'yi büyük bir depoda biriktirmek yerine sürekli yeniden üretir ve StatPearls günlük ATP kullanımı için hangi miktarı veriyor?
2. Karaciğer glikojeni ile kas glikojeninin görevleri nasıl ayrılır ve bir gecelik açlık hangisini daha çok etkiler?
3. Vieira ve arkadaşlarının meta-analizi aç karnına egzersiz hakkında neyi gösterdi, neyi ölçmedi?
4. Hackett ve Hagstrom'un derlemesine neden "Tartışmalı" etiketi konuyor?
5. Bazal metabolizma hızını büyük ölçüde ne belirler ve neden sabit bir sayı değildir?

Yanıtlar

ATP bir enerji deposu değil, bir taşıyıcıdır: parçalanınca açığa çıkan enerji işe harcanır ve geride kalan parça yeniden doldurulur. StatPearls'e göre hücreler günde 100 ile 150 mol ATP parçalanmasına dayanır; bu miktar hazırda tutulmaz, gün boyu yakıtlardan yeniden üretilir.

Karaciğer glikojeni, özellikle açlıkta kandaki glikozu korumak için kullanılır; beynin gece boyunca ihtiyaç duyduğu şeker buradan gelir. Kas glikojeni toplamda daha büyüktür ama kas onu kendi kasılması için harcar. Bir gecelik açlık daha çok karaciğerin deposunu inceltir.

Aç karnına aerobik egzersizde seans boyunca yakılan yağın tok egzersize göre ortalama 3,08 gram fazla olduğunu, tok egzersizde ise kandaki glikoz ve insülinin daha yüksek olduğunu gösterdi. Seans sonrasındaki saatleri ve haftalar içinde vücut yağının nasıl değiştiğini ölçmedi.

Çünkü yalnız beş çalışmaya ve toplam 96 katılımcıya dayanıyor ve yazarlar verinin yetersiz olduğunu kendileri belirtiyor. Bulduğu sonuç, yani aç ve tok egzersiz arasında kilo ve vücut bileşimi bakımından önemsiz fark, daha büyük ve uzun denemelerle sınanmaya muhtaç.

Dinlenme harcamasını asıl belirleyen vücudun büyüklüğü ve bileşimidir. Kilo, kas kütlesi ve yaş değiştikçe bu harcama da değişir; Westerterp'in derlemesine göre enerji kısıtlaması da dokuların harcamasını düşüren uyarlayıcı bir azalmaya yol açar.

Sonraki derse köprü

Berk kırk dakikanın sonunda bandın kenarına tutunduğunda tişörtü sırılsıklamdı. Bu derste yalnız yakıtı konuştuk, ama yakıtın yandığı makine suyun içinde çalışır ve terle kaybedilen şey yalnız su değildir. Sıradaki derste kanın ve hücrelerin içindeki suyu, onunla birlikte taşınan elektrolitler ailesini ve sodyumla potasyumun hücre zarının iki yanında neden bu kadar titizlikle dengede tutulduğunu ele alacağız.