Gereç ve Yöntem: On üç erkek denek (21.0±0.4 yıl) elektro manyetik bisiklet ergometre ile protokolleri 15 (W15) W/dk ve 30 W/dk (W30) olarak artan yüke karşı yapılan egzersiz testlerine katıldılar. Egzersiz sırasında, kalp atım hızları polar kalp saati ile, solunum parametreleri ise spirometre ile ölçülüp değerlendirildi. Aerobik-anaerobik metabolizma değişim bölgesi, solunum-iş gücü ilişkisi ile hesaplandı ve kalp atım hızı-iş gücü ile karşılaştırırldı.

Bulgular: Egzersiz sırasında kalp atım hızı-iş gücü arasında ilişki 3 farklı şekilde gözlendi. Kalp atım hızı artan iş gücü ile lineer olarak 6 (W15) ve 7 (W30) artma gösterdi. Kalp atım hızında sola kırılma 2 (W15) ve 4 (W30) denekte, sağa kırılma ise 5 (W15) ve 2 (W30) denekte gözlendi. Aerobikanaerobik metabolizma değişim bölgesi ile kalp atım hızı kırılma noktası deneklerin hiçbirinde gözlenmedi.

Sonuç: Kalp atım hızı kırılma noktası aerobik-anaerobik metabolizma değişim bölgesi hesaplanmasında etkin bir sonuç vermemektedir. Uygulanan egzersiz protokolü ise kalp atım kırılım yönlerinde kısmi değişikliklere neden olmaktadır. Bu nedenle kalp atım hızı iş gücü ilişkisi ileri çalışmalara ihtiyaç duymakta ve klinik alanda antrenman veya egzersiz programlarının hazırlanmasında uygulanırken dikkat edilmelidir.

Anaerobik eşik, spor ve klinik bilimlerinde; egzersiz tiplerinin sınıflandırılmasında ^2, farklı sağlık durumundaki bireylere uygun egzersiz ve rehabilitasyon programları hazırlanmasında ^{3, 4,} hastaların fonksiyonel kapasitelerinin sınıflandırılarak rehabilitasyon sırasında hastaların egzersiz performanslarının takibinde ⁵ ve ameliyat sonucu artacak olan metabolik strese karşı cevabı önceden ölçerek ağır batın ameliyatları sonrası ölüm riskinin azaltılması ⁶ gibi durumlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Anaerobik eşiğin belirlenmesinde en etkin yöntem olarak egzersiz sırasında belirli aralıklarla arteriyal kandaki laktat konsantrasyonu ölçümüdür ⁷. Egzersiz sırasında kan örnekleri almadan solunum ve akciğer gaz değişim parametrelerinden anaerobik eşiğin hesaplanabileceği de gösterilmiştir ^{1, 8}. Conconi ve ark. ⁹ egzersiz sırasında kalp atım hızı-iş gücü arasındaki ilişki kullanılarak anaerobik eşik hesaplanabileceğini ileri sürmüştür. Bu yöntem akciğer gaz değişim parametrelerine dayanan yöntemlerden daha ucuz olup (pahalı ve hassas laboratuar aletlerine ihtiyaç duyulmadan) laboratuar dışında (özellikle de spor sahalarında) aerobikanaerobik ölçümleri yapabilen yöntem olarak kullanılmaktadır.

Metabolik stresin düzenli olarak artırıldığı egzersizlerde kalp atım hızı artan enerji ihtiyacına göre paralel artmaktadır. Belirli bir noktanın üzerinde ise kalp atım hızında paralellik bozulmakta ve kalp atımı metabolizmaya göre farklılıklar göstermektedir. Conconi ve ark. egzersiz sırasında kalp hızı-iş gücü arası kırılma noktası ile anaerobik eşik arasında yakın ilişki bulmuşlardır ⁹. Egzersiz sırasında kalp atım hızı ile iş gücü arasındaki kırılma noktasının anaerobik eşik ile olan uygunluğu gösterilmekle birlikte ^10-12 bazı çalışmalar çelişkili sonuçlar göstermiş ve olayın fizyolojik olmayıp uygulanan test protokolünün bir sonucu olduğu ileri sürülmüştür ^{13, 14}.

Bu çalışmanın amacı, farklı egzersiz protokollerinin kalp atım hızı-iş gücü arasındaki ilişki üzerine etkileri normal sağlıklı sedanter erkeklerde araştırılarak önemli bir sağlık kriteri olarak kullanılmakta olan anaerobik eşik’in tespit edilmesinde geçerliliği araştırmaktır.

Her denek elektromanyetik bisiklet ergometre (Examiner LODE) ile şiddeti düzenli olarak artan yüke karşı egzersiz testlerine tabi tutuldular ¹⁵. Test, polar kalp atım hızı ölçüm aletini göğüs duvarında uygun olan yere yerleştirildikten sonra her denek 20 W’ ta (ortalama 60 rpm) dört dakikalık pedal çevirmeleri ile başladı (ısınma dönemi). Bu dönemi takiben, bisiklet ergometrenin pedal direnci bilgisayar tarafından düzenli olarak dakikada 15 W/dk (W15) ve diğer çalışmada 30 W/dk (W30) artırıldılar. Bu pedal gücündeki artış deneklerin pedal çevirmeye devam edemeyecekleri maksimal seviyelerine ulaşmalarına kadar devam ettirildi. Bu noktada pedal gücü bilgisayar tarafından tekrar 20 W’ a indirildi ve denekler minimum dört dakika süre ile pedal çevirmeye devam ettirildi.

Deneklerin solunumları (V_E lt/dk, BTPS) istirahat ve egzersiz süresince spirometre (Pony Cosmed) ile ölçüldü. Anaerobik eşik non-invazif olarak egzersiz sırasındaki solunum ve metabolizma arasındaki ilişki kullanılarak hesaplandı ⁸. Elde edilen bulguların istatistiki olarak anlamlı olup olmadığının değerlendirilmesi eşleştirilmiş-t testi ile yapıldı ve p<0.05 önemli olarak kabul edildi. Kalp atım hızı ile iş gücü arasındaki ilişkinin lineerliği için ise Pearson Korelasyon Analizi kullanıldı.

Büyütmek İçin Tıklayın

Tablo 1: Deneklerin ortalama (±SH) maksimal egzersiz performansları (Vmax), anaerobik eşik (WAE) ve anaerobik eşik ile maksimal egzersiz performansı arasındaki oran (%WAE).

Kalp atım hızının W15 ve W30 egzersiz protokolleri için verdiği cevaplar Şekil 1’ de gösterilmektedir. İstirahat halinde kalp atım hızı 76±1 atım/dk (W15) ve 72±1 atım/dk (W30) olup ısınma döneminin sonunda ise 100±2 atım/dk (W15) ve 96±2 atım/dk (W30) ulaştılar (Şekil 1). Anerobik eşikte, kalp atım hızı 149±3 atım/dk (w15) ve 139±4 atım/dk (W30) olup maksimal egzersiz performanslarında 186±2 atım/dk (W15) ve 180±3 atım/dk’ya (W30) ulaştılar (Şekil 1).

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 1: Şiddeti düzenli olarak artan yüke karşı yapılan egzersiz sırasında deneklerin ortalama (± SH) kalp atım hızının istirahatte, ısınma döneminde, anaerobik eşikte ve maksimal egzersiz performansında verdigi cevaplar. (o) W15 protokolünü, (•) ise W30 protokolü yansıtmaktadır. *(P<0.05).

Egzersiz sırasında kalp atım hızı ve iş gücü arasındaki lineer ilişkinin maksimal egzersiz performansına kadar devam etmesi W15 protokolünde 6 (%46) ve W30 protokolünde 7 (%54) denekte gözlendi (Şekil 2). Kalp atım hızı ile iş gücü arasındaki paralelliğin sol tarafa doğru kırılma göstermesi W15 protokolünde 2 (%15) ve W30 protokolünde 4 (%31) denekte (Şekil 3), sağ tarafa kırılması ise W15 protokolünde 5 (%39) ve W30 protokolünde 2 (%15) denekte (Şekil 4) gözlendiler.

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 2: Kalp atımının ve dakika solunum (VE) şiddeti düzenli olarak artan yüke karşı yapılan egzersiz sırasında verdigi cevap. Kalp atım hızı ve iş gücü arasındaki lineer ilişki (R = 0.996 P< 0.0001) için örnek bir denek. Dikey kesik çizgi anaerobik eşigi, yatay kesik çizgiler metabolizmanın uygulanan iş gücüne göre artma durumunu göstermektedir.

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 3: Kalp atımının ve dakika solunum (VE) şiddeti düzenli olarak artan yüke karşı yapılan egzersiz sırasında verdigi cevap. Kalp atım hızı ve iş gücü arasındaki ilişkinin sol tarafa kırılması ile anaerobik eşik arasındaki ilişki. Dikey solid çizgi anaerobik eşigi, dikey kesik çizgi kalp atım hızı kırılma noktasını göstermektedir.

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 4: Kalp atımının ve dakika solunum (VE) şiddeti düzenli olarak artan yüke karşı yapılan egzersiz sırasında verdigi cevap. Kalp atım hızı ve iş gücü arasındaki ilişkinin sag tarafa kırılması ile anaerobik eşik arasındaki ilişki. Dikey solid çizgi anaerobik eşigi, yatay kesik çizgi metabolizmanın uygulanan iş gücüne göre artma durumunu göstermektedir.

Anerobik eşik ile kalp atım hızı-iş gücü arasındaki kırılma noktası arasındaki tüm deneklerde ve her iki egzersiz protokolünde anlamlı bir ilişki tespit edilememiştir. Kalp atım hızında görülen kırılma noktası %31.4 (W15) ve %23.6 (W30) oranlarında anaerobik eşik üstü bölgede gözlenmiştir.

Ağır şiddetteki egzersiz sırasında metabolizmadaki değişiklik kardiovasküler sistemde değişikliklere ve özelliklede kalp atımında artışlara neden olmaktadır. Artan egzersiz yoğunluğuna bağlı olarak kan laktat seviyesinde ve katekolamin üretiminde artmalar gözlenmekte, bu ise sempatik sistem uyarılmasına ve kalp atımında artmaya neden olmaktadır. Egzersiz sırasında kalp atım hızının iş gücüne göre değişmeye başladığı nokta ile anaerobik eşik tespiti yapılabileceğini öne sürülmüştür ⁹. Yapılan çalışmalarda, kalp atım hızı ile iş gücü arasındaki ilişkisinin değişik spor dallarında ve fiziksel aktivitelerde başarı ile uygulanabileceği gösterilmiştir ^10-12.

Bu çalışmada ise önceki çalışmaların sonuçları ile uyum içinde olarak egzersiz sırasında kalp atım hızı ile iş gücü arasında ilişkinin metabolizma değişim bölgesinin tespitindeki etkinliği bulunamadı ^{13, 14}. Çalışma gurubundaki deneklerin büyük oranında her iki egzersiz protokolü için kalp atım hızı uygulanan iş gücüne lineer artış gösterdi ve maksimal egzersize kadar devam etti ²⁴. Bununla birlikte, kalp atım hızı-iş gücü arasında kırılım gösteren deneklerde W15 protokolünde sağ tarafa olan kayma W30 protokolünde sol tarafa kayma şekline dönmüştür. Kalp atım hızı ile iş gücü arasındaki kırılma noktası tüm deneklerde anaerobik eşik üstündeki bölgede meydana gelmiştir ²⁵. Anaerobik eşik üstündeki egzersiz bölgesinde aktif hale gelen anaerobik metabolizma yan ürünlerinden olan katekolaminlerin bu kalp atım hızı üzerine etkileri olabileceği ileri sürülmüştür ²⁶. Periferal dolaşımdaki kan laktat seviyesi direkt olarak kardiovasküler sistemi etkileyerek kalp atım hızını etkileyebilir ²⁷. Buna karşılık olarak egzersiz testinde aktifleşen anaerobik metabolizmaya rağmen tüm deneklerde kalp atım hızında lineerliğin değişmemesi bu nedenleri desteklememektedir. Diğer bir çalışmada ise katekolamin ve laktat seviyesinde önemli artışlara neden olan akut hipoksik egzersizde kalp atım hızı iş gücü ilişkisi değişmemiştir ²⁸. Kalp atım hızı ile iş gücü arasındaki ilişkinin şiddeti düzenli olarak artan egzersiz test protokolüne verdiği cevabın farklı olması denekler arasındaki fiziksel kondisyon durumlarındaki farklılıktan dolayı olabilir ²⁹. Bununla birlikte kalp atım hızındaki kırılma noktasının anaerobik eşik üstü bölgede solunumun artan metabolik asidozisi uzaklaştırmak için aşırı hızlandığı respiratory konpansasyon noktasına denk geldiği bildirilmiştir ³⁰.

Sonuç olarak, Conconi testi olarak da adlandırılan, egzersiz sırasında kalp atım hızı ile iş gücü arasındaki her zaman bir kırılma noktası tespit edilememekte, elde edilen kırılım noktası ise anaerobik eşik ile alakalı olmayıp yaklaşık olarak %30 anaerobik eşik üstü bölgede meydana gelmektedir ve egzersiz şiddetinin artırılması bu durumu değiştirmemektedir. Bu nedenle kalp atım hızı iş gücü ilişkisi ileri çalışmalara ihtiyaç duymakta ve klinik alanda antrenman veya egzersiz programlarının hazırlanmasında uygulanırken dikkat edilmelidir.

1) Wasserman K, Hansen JE, Sue DY, Whipp BJ. Principles of Exercise Testing and Interpretation 2. Edition, Edited by HARRIS JM, Lea & Febiger Publishing Company: Philadelphia. 1994: 18-72.

2) Whipp BJ. Domains of aerobic function and their limiting parameters. In: The Physiology and Pathophysiology of Exercise Tolerance. Edited by Ward SA, Part 3, Chapter 12, Plennum Press, New York. 1996: 83-89.

3) Casaburi R, Wasserman K, Patessio A, Ioli F, Zanaboni S, Donner CF. A new perspective in pulmonary rehabilitation: anaerobic threshold as a discriminant in training. Eur Respir J 1989; 2 (Suppl): 618-623.

4) Sullivan MJ, Cobb FR. The anaerobic threshold in chronic heart failure. Relation to blood lactate, ventilatory basis, reproducibility and response to exercise training. Circulation. 1990; 81(Suppl): 47-58.

5) Matsumura N, Nishijima H, Koima S, Hashimoto F, Minami M, Yasuda H. Determination of anaerobic threshold for assessment of functional state in patients with chronic heart failure. Circulation. 1983; 68: 360-367.

6) Older P, Hall A. The role of cardiopulmonary exercise testing for preoperative evaluation of elderly. From Exercise Gas Exchange in Heart Disease. Edited by Wasserman K: Armonk, NY: Futura Publishing Company. Chapter 20, 1996; 287-291.

7) Yoshida T, Nagata A, Muro M, Takeuchi N, Suda Y. The validity of anaerobic threshold determination by a Douglas bag method compared with arterial blood lactate concentration. Eur J Appl Physiol. 1981; 46: 423-430.

8) Hollmann W. Historical remarks on the development of the aerobic-anaerobic threshold up to 1966. Int J Sports Med 1985; 6: 109-116.

9) Conconi F, Ferrari M, Ziglio PG, Droghetti P, Codeca L. Determination of the anaerobic threshold by a noninvasive field test in runners. J Appl Physiol 1982; 52: 869-873.

10) Ballarin E, Borsetto C, Cellini M, Patracchini M, Vitiello P, Ziglio PG, Conconi F. Adaptation of the “conconi test” to children and adolescents. Int J.Sports Med 1989; 10:334-338.

11) Conconi F, Grazzi G, Casoni I. The Conconi test: methodology after 12 years of application. Int J Sports Med 1996; 17:509-519.

12) Droghetti P, Borsetto C, Casoni I, Cellini M, Ferrari M, Paolini AR, Ziglio PG, Conconi F. Non-invasive determination of the anaerobic threshold in canoeing, cross-country skiing, cycling, roller and ice-skating, rowing and walking. Eur J Appl Physiol 1985; 53: 299-303.

13) Jones AM, Doust JH. The Conconi test in not valid for estimation of the lactate turnpoint in runners. J Sports Sci 1997; 15: 385-394.

14) Bodner ME, Rhodes EC. A review of the concept of the heart rate deflection point. Sports Med 2000; 30:31-46.

15) Whipp BJ, Davis JA, Torres F, Wasserman K. A test to determine parameters of aerobic function during exercise. J Appl Physiol 1981; 50: 217-221.

16) Zeballos JR, Weisman IM. Behind the scenes of cardiopulmonary exercise testing. Clin Exer Test 1994; 15: 193-213.

17) Whipp B J. The bioenergetic and gas exchange basis of exercise testing. Clin Chest Med 1994; 15: 173-191.

18) Karlsson J. Lactate and phosphagen concentrations in working muscle of man. Acta Physiol Scand 197; 358 (Suppl): 7-72.

19) Beaver WL, Wasserman K, Whipp BJ. Bicarbonate buffering of lactic acid generated during incremental exercise. J Appl Physiol 1986; 60: 472-478.

20) Stringer W, Casaburi R, Wasserman K. Acid-base regulation during exercise and recovery in humans. J Appl Physiol 1992; 72: 954-961.

21) Whipp BJ, Mahler M. Dynamics of pulmonary gas exchange during exercise. In: Pulmonary Gas Exchange. Vol II, edited by West JB. New York: Academic Press 1980; 33-96.

22) Rausch SM, Whipp BJ, Wasserman K, Huszczuk A. Role of the carotid bodies in the respiratory compensation for the metabolic acidosis of exercise in humans. J Physiol 1991; 444: 567-578.

23) Ward SA. Assessment of peripheral chemoreflex contributions to exercise hyperpnea in humans. Med Sci Sports Exer 1994; 26: 303-310.

24) Vachon JA, Bassett DR, Clarke S. Validity of the heart rate deflection point as a predictor of lactate threshold during running. J Appl Physiol 1999; 87: 452-459.

25) Bourgois J, Vrijens J. The Conconi test: a controversial concept for the determination of the anaerobic threshold in young rowers. Int J Sports Med. 1998 19(8):553-9.

26) Urhausen A, Weiller B, Coen B, Kindermann W. Plasma catecholamines during endurance exercise of different intensities as related to the individual anaerobic threshold. Eur J Appl Physiol 1994; 69: 16-20.

27) Gregory JE, Kenins P, Proske U. Can lactate-evoked cardivascular responses be used to identify muscle ergoreceptors. Brain Res 1987; 404: 375-378.

28) Ozcelik O, Kelestimur H. Effects of acute hypoxia on the determination of anaerobic threshold using the heart rate-work rate relationships during incremental exercise tests. Physiol Res. 2004; 53(1):45-51.

29) Schmid A, Huonker M, Aramendi JF, Kluppel E, Barturen JM, Grathwohl D, Schmidt-Trucksass A, Berg A, Keul J. Heart rate deflection compared to 4 mmol x l(-1) lactate threshold during incremental exercise and to lactate during steady-state exercise on an arm-cranking ergometer in paraplegic athletes. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1998; 78(2): 177-182.

30) Ribeiro JP, Fielding RA, Hughes V, Black A, Bochese MA, Knuttgen HG. Heart rate break point may coincide with the anaerobic and not the aerobic threshold. Int J Sports Med 1985; 6: 220-224.