Bir derste 1000 kalori yakabilmek aslında ne demek ve nasıl bir efor gerektiriyor ? Gerçekten ulaşılabilir bir hedef mi ?
Sporun hem beden hem ruh sağlımızı korumak için günlük hayatımızın vazgeçilmez bir parçası olmaya başladığı bu dönemde yazılı ve görsel basında, sosyal medyada ve çevremizdeki konuşmalarda sıklıkla duymaya başladığımız bazı terimler aslında birbirine tercüme edilebiliyor. Ancak ne yazık ki bu konuda bilgi eksikliği olduğu da göze çarpıyor. İşte tam da bu sebeple kulağa sanki farklı dillerde konuşuluyormuş gibi gelen ama birbirinin yerine konulabilen bazı kavramlardan bahsetmek için bir fırsat olduğunu düşünerek bu yazıyı derlemek istedim.
Yaklaşık 25 yıl önce spor endüstrisine giriş yapan ve her geçen gün yerini sağlamlaştıran indoor cycling; yol, dağ ve parkur bisikleti alanlarında yaşanan bilimsel gelişmeler ışığında ve ICG® önderliğinde Wattrate® gibi güç odaklı antrenman protokollerinin uygulanmaya başladığı bir spor dalı olarak öne çıkıyor. Biz indoor cycling meraklılarının elinde, diğer birçok sporla uğraşan kişinin takip edemediği ve antrenmanlarında kullanamadığı bilgilere ulaşım gibi bulunmaz bir avantaj yer alıyor. Hele ki ICG® bisikletlerini kullanıyor ve ICG® Training App uygulaması ile antrenmanlarınızı takip ediyorsanız, indoor cycling yapanlar arasında teknolojinin nimetlerini kullananların en önünde yer aldığınızı zaten biliyorsunuzdur.
Peki, rekabetçi veya eğlenceye yönelik bisiklet antrenmanlarında katılımcıların daha verimli antrenmanlar yapmalarını sağlayan güç odaklı protokoller ile ölçülen veriler nelerdir ? Öncelikle sizleri ortaokul-lise yıllarınıza geri götürüp bazı terimleri hatırlatmak istiyorum: Kuvvet, Enerji, İş ve Güç
Kuvvet : Kuvvet, duran bir cismi hareket ettiren, hareket halindeki cismi durdurabilen veya cisimlerin yönünü, hızını, şeklini değiştirebilen her türlü etkidir. Kuvvetin hem büyüklüğü hem de yönü olduğu için vektörel bir büyüklüktür. Uluslararası birimler sisteminde kuvvetin birimi Newton olarak tanımlanmıştır. Kuvvetin bir yönü olduğu için uygulama şekline göre itme, çekme ve döndürme olarak gözlenebilir veya cisimlerin şeklini değiştiren basınç, stres olarak etkileri olabilir.
Enerji : Enerji, bir kuvvetin yapabileceği iş olarak tanımlanmaktadır ve yapılan işe göre yerçekimi, elektrik, ısı, elektromanyetik gibi çeşitli formlarda olabilir. Enerjinin uzayda herhangi bir yönü yoktur ve bu sebeple sayısal bir büyüklüktür. Uluslararası birimler sisteminde enerjinin birimi Joule veya Newton-metre olarak tanımlanmıştır. Enerji formuna göre cal, kcal, BTU, kW-h, eV gibi farklı birimler ile de ifade edilebilmektedir. Enerji, form değiştirebilir fakat yoktan var edilemez veya yok edilemez.
İş : İş, bir cisme uygulanan kuvvet ile cismin yer değiştirmesini sırasında gözlenen enerji değişimidir. Örneğin bir sporcunun ağırlık plakalarını yatay düzlemde itmesi durumunda, plakaların ağırlığı ile başlangıç ve bitiş noktası arasındaki mesafenin çarpımı bize yapılan işi vermektedir.. İş, enerjideki değişim olarak ifade edilebildiği için enerji ile aynı birime sahiptir ve Uluslararası birimler sisteminde işin birimi Joule veya Newton-metre olarak tanımlanmıştır.
Güç : Güç, birim zamanda yapılan iş veya birim zamanda transfer edilen enerji olarak tanımlanmaktadır. Uluslararası birimler sisteminde güç birimi Joule/saniye (J/s) veya Newton-metre/saniye (N.m/s) olarak tanımlanmıştır. Basitçe ifade etmek gerekirse, yukarıdaki örnekte plakaları iten iki farklı sporcu düşünelim. Aynı plakaları aynı mesafede bir sporcu 10 saniyede diğer sporcu 20 saniyede itebiliyorsa, iki sporcu da aynı işi yaptığı halde mesafeyi daha kısa sürede tamamlayan sporcunun uyguladığı güç daha fazladır.
Biraz da kişisel antrenörlerinizden, diyetisyenlerinizden ya da sosyal medyadan, market raflarından, paketli gıdaların ambalajlarından görüp duyduğunuz kalorinin ne olduğuna ve sporla (özellikle de indoor cycling ile) ilişkisine değineceğim.
Kalori (İng. calorie), bir enerji birimidir ve iki ana tanıma sahiptir. Küçük kalori (cal) ve büyük kalori yani kilokalori (kcal). Küçük kalori (cal), 1 gram suyun sıcaklığını 1 Santigrat derece artırmak için gereken ısı enerjisini ifade ederken büyük kalori yani kilokalori (kcal), yiyecek kalorisi olarak da ifade edilir ve 1 kilogram suyun sıcaklığını 1 Santigrat derece artırmak için gereken ısı enerjisini ifade eder. Yani 1 kilokalori aslında 1000 kaloridir ve 1000 cal olarak yazılabilir.
Yavaş yavaş, fizikten biyolojiye doğru geçmeye başlıyoruz. Beslenme açısından değerlendirildiğinde uluslararası birimler sisteminde gıdalardan elde edilen enerjinin birimi kilojoule (kJ veya 1000 Joule) olarak tanımlanmaktadır. Ancak genel kullanımda joule yerine kalori daha yaygın olarak tercih edilmekte, hatta gıdaların içerdiği enerjinin doğru birimi olan kilokalori yerine de kalori terimi kullanılmakta ve iki terim arasındaki ayrımı korumak için de doğru birim olan “kcal” yerine bazen “Cal” yazılmaktadır. Gıdaların içerdikleri enerji miktarlarını belirtmek için “bir porsiyondaki kalori” veya “100gr’daki kilokalori” gibi tanımlar hayatımızın içinde sıkça yer almaktadır. Kısa bir hatırlatma olması açısından 1gr karbonhidrat ve 1 gr protein 4’er kcal içerirken 1 gr yağ 9 kcal ve 1 gr alkol ortalama olarak 7 kcal içermektedir1.
1 gıda kalorisi (1 kcal) yani 1000 cal bir enerji birimidir ve yazının başında tanımlarını paylaştığım enerji tanımında yer diğer birimler cinsinden de ifade edilebilir. Burada fizik bilimine daha fazla girmeden, doğrudan karşılık değerleri vererek devam etmek istiyorum. 1kcal, 4186 Joule olarak ifade edilebilmektedir1.
Araştırmalara göre ortalama bir insanın günlük kalori ihtiyacı, 1600-2500 kcal arasında değişmektedir2. Bu seviyeler cinsiyetten ve günlük aktivite seviyesinden bağımsız olarak ifade edilmekte (o yüzden geniş bir aralık şeklinde ifade edilmektedir) ve gıdalardan alınan enerjinin vücutta ek kilo kazanımı yaratmadan sadece günlük işlevlerin yerine getirildiği varsayılmaktadır.
Geldik yazının en güzel bölümüne…Şu ana kadar yazılan tanımların ürettiğimiz güç bakımından incelemesini yapmaya başlayabiliriz. Günlük enerji tüketimi 2000 kcal olan 30 yaşında 1.75m boyunda ve 75kg olarak bir erkek için bazı hesaplamalar yapalım.
Bu ne demek oluyor ? Günlük 2000 kcal enerji ihtiyacı olan 30 yaşında 1.75m boyunda ve 75kg olan bir erkeğin vücudunu çalışır durumda tutması için 97 watt’lık bir ampul kadar güce ihtiyaç vardır; ancak bu değer sadece vücudunun işlevlerini yerine getirebilmesini sağlamaktadır, bir ampulü 24 saat çalıştırabilir anlamına gelmemektedir.
1 saatlik bir indoor cycling antrenmanı boyunca 100 watt’lık ortalama gücü korumanız, evinizdeki 100 watt gücünde bir ampulün 1 saat yanması veya A+ enerji verimliliğine sahip bir LCD televizyonu (şu anda piyasada bulunan 55” ölçüsünde bir lcd tv’nin güç tüketimi ortalama 200 watt seviyesindedir) 30 dakika çalıştırabilecek kadar enerji üretebildiğinizi göstermektedir.
ICG®’nin son teknoloji ile donatılmış IC5, IC6, IC7 veya IC8 bisikletleri ile antrenman yaparken konsollarda görebileceğiniz watt değerleri umarım biraz daha anlam kazanmaya başlamıştır.
Ampül belli bir süre yandıktan sonra dikkat ettiyseniz ısınmaya başlar. Benzer şekilde bir arabayı çalıştırdığınızda, ilk çalışma anından itibaren motorun sesini duymaya başlar ve bir süre sonra sıcaklık göstergesinde motor sıcaklığının artığını görürsünüz. Bu olguya, yani üretilen gücün birden fazla türde iş çıktısı gözlenmesine enerji üretimindeki verimlilik denir. Aynı fiziksel aktiviteyi belirli bir süre yapmanız, örneğin merdiven çıkarken bir süre sonra terlemeye başlamanız, kaslarınızda üretilen enerjinin bir kısmının ısı enerjisi olarak kaybolduğunun bir göstergesidir. İnsan vücudu da kullandığımız makinelerde olduğu gibi hücrelerinde üretilen enerjinin tamamını kullanamamakta ve düşük bir enerji verimliliği ile çalışmaktadır. Literatürde insan vücudunun enerji verimliliği ortalama olarak %18-30 aralığında kabul edilmektedir3. Peki 1 saatlik bir indoor cycling dersinde 1000 kalori yaktım diyen bir sporcu için bu rakama ulaşmak aslında neyi ifade ediyor ?
1 kcal = 4186 Joule ise 1 Joule = 0,238 kcal ya da kabaca 0,24 kcal olarak yazılabilir.
Vücut yapısına göre enerji verimliliği değişkenlik gösterebilmektedir. Hesaplamamızda insan vücudunun enerji verimliliği %23,8 olarak kabul edelim (biraz işlem kolaylığına sahip olmak için bu şekilde kabul ettiğimizi birazdan göreceksiniz.).
Şimdi elimizdeki rakamları kullanarak bildiklerimizi denklemlerde kullanabiliriz. 1 saatte 1000 kcal yakan bir sporcumuz vardı.
Güç = İş(Enerji Değişimi) ÷ Zaman olduğuna göre:
Yukarıdaki eşitlik bize ne diyor ? Cinsiyet, form durumu, kilo, vücut kompozisyonu gibi etkenlerden bağımsız olarak 60 dakikalık bir indoor cycling dersinde 1000 kalori yakan bir sporcunun, ders süresince ortalamada 277.7 Watt güç üretmesi gerekiyor. Elimizdeki veriyi daha karşılaştırılabilir bir hale getirmek amacı ile bisikletçilerin form durumlarını ölçen kg başı maksimal güç çıktısı (Watt/kg) tablosunu kullanabiliriz. Bu tablo bisiklet sporcularının, cinsiyetlerine göre vücut ağırlıklarının 1 kg’ına karşılık kaç watt güç üretebildiklerini listelemektedir. Yazıda kullandığımız örnekteki kişi için bakarsak, 30 yaşında 75 kg olan bir kişi için bu, 3.70 Watt/kg ( 277.7/75 = 3.70 watt/kg) bir güç çıktısına karşılık gelmektedir.
Aşağıda yer alan listede 3.70 watt/kg güç çıktısı değeri Cat 3 kategorisinde “iyi” form durumuna sahip bir bisikletçiyi ifade etmektedir. 2015 Tour de France şampiyonu Chris Froome için 60 dakika güç çıktısının 2015 yılındaki yarışlarda yaklaşık 5.42 watt/kg olduğu tahmin edilmektedir4. Biraz daha anlaşılması açısından kendimi de örneklere ekleyebilirim; 5-6 yılı kapsayan süreçte düzenli şekilde haftada 4-5 indoor cycling antrenmanı sonucu şu anda yaklaşık olarak 3.0 watt/kg güç çıktısına (60 dakika için) sahip olduğumu söyleyebilirim ki bu değer ile halen “vasat” kategorisine zorlukla girebiliyorum.
Yine aşağıdaki listeye bakacak olursak Cat 3 – İyi kategorisinin güç çıktısı değerleri 3.55 watt/kg’dan başlayarak 8 farklı seviyede 4.18 watt/kg’a kadar gitmektedir. Cat 3 – İyi kategorisinin en alt ve en üst seviyesi arasındaki değerler arasında sadece 0.6 watt/kg kadar fark etmektedir. Bu listeden, güç çıktısı değerlerindeki küçük farkların bile ne kadar büyük etki yarattığını anlayabilirsiniz.
Bir dahaki indoor cycling dersinizin sonunda ICG® bisikletlerinde olan güç ölçer sistemine sahip olmayan eski teknolojili bisikletler ile antrenman yaptıysanız ve eğitmeniniz size 1000 kalori yaktınız diyorsa, siz siz olun bu söyleme şüphe ile yaklaşın ve antrenman sonrası beslenmenize özen göstermeyi ihmal etmeyin.
Bu yazıda açıklamaya çalıştığım hesaplamalarda işlem kolaylığı olması açısından insan vücudunun enerji verimliliğini 23.8% olarak kabul ettim ancak her vücut tipinin sahip olduğu verimlilik farklı düzeydedir. Enerji verimliliğinizi tam olarak hesaplayabilmek için farklı süreler için birden fazla efor testinin, test süresince tükettiğiniz oksijen ve ürettiğiniz karbondioksit miktarının da hesaba katılarak incelikle yapılması gerekmektedir.
Bunun yanı sıra, giyilebilir spor teknolojisi kullanıyor iseniz, kullandığınız ürünün üreticisine, vücut kompozisyonunuzun nasıl olduğuna ve günlük aktivite yoğunluğunuza bağlı olarak harcadığınız enerjinin kalori karşılığı farklılık gösterebilmektedir. Vücudunuzdaki yağsız vücut kütlesi ile yağ kütlesinin oranı, gıdalardan elde edilen enerjinin ne kadarlık bir kısmının vücudu sadece hayatta tutabilmek için kullanılacağını doğrudan etkilemektedir5. Araştırmalar, obez kişilerin günlük enerji ihtiyaçlarının, obez olmayanlara göre daha fazla olduğunu ve vücut ağırlığında yaşanacak %10’luk bir kaybın günlük enerji ihtiyacını %20-25 arasında azalttığını göstermektedir6. Yani, ideal vücut kompozisyonuna sahip olmayan bir kişinin günlük enerji ihtiyacı, zaten ortalamadan fazla olacak ve dolayısıyla hiçbir fiziksel aktivitede bulunmuyorken harcadığı enerji de ortalamanın üzerinde olacaktır. Bu durumda vücudunda yağ oranı ortalamanın üzerinde olan bir kişi 1 saatlik bir derste pedal çevirmese dahi ortalama yağ oranına sahip olan bir kişiden daha yüksek kalori yakacağı için giyilebilir spor aksesuarlarında da sanki 1000 kalori yakmış gibi bir sonuç ortaya çıkacaktır. Bu gibi durumlarda yakılan kalorinin büyük bir bölümü, vücut kompozisyona bağlı olarak vücudun normal faaliyeti sırasında harcadığı enerjiyi içerecek ve ders boyunca pedallara 277,7W gücü uygulayacak enerji gerçekten harcanmamış olacaktır.
Referanslar
1 J. Hargrove, “Does the history of food energy units suggest a solution to “Calorie confusion”? “, Nutrition Journal, 2007, 6, 44, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2238749/#B2
2 Food and Agriculture Organization of the United Nation, “Human Energy Requirements”, Report of a Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation, Rome, 17–24 October 2001, http://www.fao.org/3/a-y5686e.pdf
3 A. V. Hill, “The maximum work and mechanical efficiency of human muscles, and their most economical speed”, The Journal of Physiology, 1922, vol. 56, issue 1-2, pg. 19-41, https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1113/jphysiol.1922.sp001989
4 w. Fotheringham, “Team Sky data shows Chris Froome Tour climb was exceptional but normal”, https://www.theguardian.com/sport/2015/jul/21/team-sky-data-chris-froome-tour-de-france
5 D. C. Fonseca et. al, “Body weight control and energy expenditure”, Critical Nutrition Experimental, August 2018, vol. 20, pg. 55-59,https://www.clinicalnutritionexperimental.com/article/S2352-9393(18)30008-3/fulltext
6 M. Rosenbaum, R. L. Leibel, “Adaptive thermogenesis in humans”, International Journal of Obesity, 2010, vol. 34, pg. 47-55,