Blood flow restriction (BFR) yani kan akışı kısıtlama antrenmanları hafif yüklerle antrenman yaparken elastik turnike kullanarak venöz dönüşün (kalbe giden kan akışı) kısıtlanmasını ve bu sayede kasılma sırasında kastaki iskeminin (kan ve oksijenin azalması) yükselmesini içerir. Daha basit bir tabirle bu yöntemde kol veya bacakların proksimal (üst) kısmına sarılan elastik bir turnike ile kan akışı kısıtlanır ve ilgili set veya setler bu şekilde gerçekleştirilir. Genel olarak bilimsel literatür, BFR antrenmanlarının anabolik sinyalizasyonu ve kas protein sentezini uyardığını, yanı sıra hipertrofi için gereken şiddetin altında yükler kullanılmasına rağmen normal direnç antrenmanlarıyla benzer hipertrofik yanıtlar ortaya koyduğunu göstermektedir.

Kan akışı kısıtlama antrenmanları, genellikle metabolik stresin önemli bir hipertrofi mekanizması olduğu inancına kanıt olarak sunulur. Metabolik stres basitçe laktat, inorganik fosfat ve hidrojen iyonu gibi tekrarlı kas kasılmalarına bağlı yan ürün (metabolit) üretimidir. Nitekim bu tür antrenmanlar sırasında, metabolit birikimine bağlı olarak metabolik stres ve kas büyümesi arasında ilişki olduğuna işaret eden çalışmalarla karşılaşmak mümkün. Ancak yakın tarihte gerçekleştirilen çalışmalar, BFR uygulaması ile metabolitlerin birikmesine neden olmanın kas kasılması yokluğunda hipertrofiye neden olmadığını göstermiştir. Bu da BFR antrenmanları ile ilişkili kas büyümesi sürecinde aslında başka mekanizmaların rol oynayabileceğini göstermektedir. Şimdi bu süreci daha detaylı ele alalım.

BFR Antrenmanlarının Yorgunluk Üzerindeki Etkileri

Daha önceki yazılarımızda yorgunluğu periferik ve merkezi sinir sistemi yorgunluğu olarak iki ayrı şekilde ele almıştık. Basitçe ifade etmek gerekirse periferik yorgunluk, merkezi sinir sisteminden gelen sinyale bakılmaksızın kasın kendisinin kuvvet üretme yeteneğindeki azalmayı ifade eder ve periferik yorgunluğun artması genel anlamda kas gelişimi için faydalı etkiler ortaya koyar. Merkezi yorgunluk ise kasa giden elektrik sinyallerinin azalması durumunu ifade eder ve merkezi sinir sistemi yorgunluğunun artması hipertrofi açısından olumsuz sonuçlar ortaya koyar.

BFR Uygulamalarının Egzersiz Sırasında Periferik Yorgunluğa Olan Etkileri

Hafif yüklerin kullanıldığı direnç antrenmanları sırasında BFR uygulamalarının bilinen en iyi etkisi, tükenişe dek gerçekleştirilen sette elde edilebilecek tekrar sayısındaki azalmalardır. Bu durum, BFR'nin bu gibi durumlarda uygulanmasının yorgunluk oranını hızlandırdığını göstermektedir. Peki bu durum nasıl gerçekleşir?

Bir direnç antrenmanı seti sırasında BFR kullanımının birincil etkisi kastan çıkan kan akışını azaltmaktır, bu da metabolitlerin egzersiz sırasında kastan ayrılma kabiliyetini azaltır. Çok yüksek basınçların kullanıldığı durumlar dışında, kan akışının kasa girmesini engellemek tam anlamıyla mümkün değildir. Bu nedenle, BFR'nin temel etkisinin metabolitle ilişkili yorgunluk mekanizmalarının gelişme hızını artırması muhtemel görünmektedir. Daha da önemlisi, BFR'nin kullanılmadığı normal direnç antrenmanlarında kas içi basınç, orta-hafif veya çok hafif yük kullanımında farklılık göstermektedir. Orta düzeyde yüklerde, kas içi basınç kanın kastan çıkamayacağı kadar yüksektir (BFR olsa da olmasa da). Buna karşılık, hafif yük kullanımında kas içi basınç, egzersizin konsantrik (kaldırma) fazında kanın (ve dolayısıyla metabolitlerin) kastan dışarı akmasını önleyecek kadar yüksek değildir (1). Bu nedenle, hafif yüklerle BFR antrenmanlarının, orta düzeyde yüklerle BFR antrenmanlarına kıyasla yorgunluğun gelişme hızını çok daha fazla değiştirmesini beklemek mantıklıdır.

Nitekim gerçekleşen şey de tam olarak budur. Orta düzeyde yüklerle direnç antrenmanları sırasında BFR uygulaması, tükenişe dek gerçekleştirilen tekrar sayısında azalmaya neden olmaz (2). Bunun nedeni, kastan çıkan kan akışının, orta düzeyde yüklerle kasılma sırasında zaten engellenmiş olmasıdır. Burada BFR'nin herhangi bir etkisi oldukça küçüktür çünkü mevcut durum yalnızca kas gevşediğinde çok kısa bir süreliğine değişiklik göstermektedir. Öte yandan yine orta düzeyde yüklerle birlikte BFR uygulaması her tekrarda elde edilebilecek maksimum bar hızını düşürmeye devam eder. Bu mantıklıdır çünkü metabolitler kas lifi kısalma hızı üzerinde kas lifi kuvvetinden çok daha büyük bir etki yaratır (3). Bu da, metabolit birikimine bağlı yorgunluğun, BFR ile gerçekleştirilen bir direnç antrenmanı seti sırasında genel yorgunluğa önemli düzeyde katkıda bulunduğunu göstermektedir.

Berkay Türkkan Fitness mobil uygulamasıyla antrenman ve beslenme adına ihtiyaç duyacağınız her şey cebinizde!

iPhone için App Store'dan ücretsiz indir!

Google Play'den ücretsiz indir!

BFR Uygulamalarının Egzersiz Sırasında Merkezi Sinir Sistemi Yorgunluğuna Olan Etkileri

Kasların kuvvet üretebilmeleri için merkezi sinir sisteminden gelen sinyalleri almaları gerekir. Merkezi sinir sistemi beyin ve omurilikten oluşur. Burada üst motor nöron ve alt motor nöron olmak üzere iki nöron yer alır. Üst motor nöronlar, serebrumun dış tabakası olan serebral korteksten çıkar ve çoğunlukla omurilikte bir bölgede son bulur. Alt motor nöronlar ise çoğunlukla omurilikte başlar ve bir kasta son bulur. Üst motor nöronlar gelen sinyali kasa ileterek kas kasılmasına neden olan alt motor nöronlara elektrik sinyalleri yollar. Merkezi sinir sistemi yorgunluğu, kasa giden bu elektrik sinyallerinin azalması durumunu ifade eder. Bilgileri organlardan merkezi sinir sistemine ileten nöronlar olan ve kas kasılmalarıyla metabolit birikimine duyarlı olan afferentler merkezi sisnir sistem yorgunluğu ile ilişkilendirilen yapılardır.

BFR uygulamalarındaki zorlanma derecesi yüksektir dolayısıyla kastan beyne giden afferent geri bildirimlerin de yüksek olması gerekir, bu nedenle BFR antrenmanlarının daha fazla MSS yorgunluğuna neden olması gerektiği makul bir çıkarımdır. Bu durumda mevcut MSS yorgunluğu daha sonra kasın, hipertrofiyi uyarma konusunda temel bir gereklilik olan yüksek düzeyde motor ünite katılımına ulaşmasını engelleyebilir. Buna rağmen, araştırmacılar aynı yük ve aynı sayıda tekrar ile BFR antrenmanları ve normal direnç antrenmanlarını karşılaştırdıklarında, BFR ile ortaya çıkan yorgunluğun daha çok periferik yorgunlukla (muhtemelen metabolitle ilgili mekanizmalar aracılığıyla), çok az da MSS yorgunluğuyla ilişkili olduğunu bulmuşlardır (4). Ayrıca, her ikisi de tükenişe dek giden BFR antrenmanları ile normal antrenmanları karşılaştıran diğer araştırmalar, BFR antrenmanlarında MSS yorgunluğunun aslında daha az olduğunu göstermiştir. Bunun nedeni, BFR antrenmanlarında tükenişe ulaşmak için daha az tekrar sayısının gerekmesi olabilir, çünkü MSS yorgunluğu genellikle bir setteki tekrar sayısı arttıkça artış gösterir.

Bu Durum, Motor Ünite Katılımını Nasıl Etkiler?

Denekler önceden belirlenmiş bir kuvvet düzeyinde submaksimal izometrik kasılmalar gerçekleştirirken bir kasa BFR uygulandığında, motor ünite katılım düzeyi artar (5). BFR'nin ve dolayısıyla metabolitlerin varlığı, deneklerin daha çabuk yorulmasına neden olur. Gerekli kuvvet seviyesini korumak için, daha sonra efor seviyelerini artırmaları gerekir, ki bu da motor ünite katılım seviyesini artıran şeydir. Metabolit birikiminin artan motor ünite katılımına neden olduğu sıklıkla öne sürülse de, bu aslında doğru değildir. Motor ünite katılım seviyeleri tamamen istemli kontrol altındadır.

Metabolitlerin Birikmesi Hipertrofiye Neden Olur Mu?

Son araştırmalar, istirahat halindeki kaslara BFR uygulayarak kas içinde ve çevresinde metabolit birikimine neden olmanın, insanlarda veya kemirgenlerde hipertrofiyi uyarmadığını göstermiştir (6). Bu da, tek başına metabolitlerin varlığının kas liflerinin boyutunun artması için uyarıcı bir mekanizma olmadığını göstermektedir. Araştırmalar ayrıca laktat ve büyüme hormonunun da spesifik olarak hipertrofi sürecinde yer almadığını göstermektedir (7). Hidrojen iyonları ve fosfatlar gibi diğer anahtar metabolitler için de benzer sonuçlar beklemek yanlış olmayacaktır.

BFR Nasıl Hipertrofi Meydana Getirir?

Hafif yüklerin kullanıldığı direnç antrenmanlarında BFR uygulamasının, normal direnç antrenmanlarıyla benzer hipertrofiye neden olduğu açıktır (8). Dolayısıyla BFR antrenmanı sonrası kas boyutunda gerçekleşen artışın geçici bir şişmeden ibaret olduğu görüşü yanlıştır.

BFR uygulamasının hafif yüklerin kullanıldığı antrenmanlarda hipertrofiye nasıl yol açtığını anlamak için, yavaş ve hızlı kasılan kas liflerinin tükenişe dek gerçekleştirilen bir set sırasında nasıl yorulduğuna bakmak gerekir. Aslında, direnç antrenmanları sırasında ortaya çıkan periferik yorgunluk, aşamalar halinde gerçekleşir. Esas olarak fosfokreatinin parçalanmasıyla ilgili olan ilk aşamadan sonra, ana mekanizma, kas lifi kuvveti (ve dolayısıyla mekanik gerilim) etkilenmezken, asidozun bir sonucu olarak kas lifi kısalma hızında bir azalmayı içerir. Daha sonra, kas lifleri sürekli olarak uyarıldığından, kas lifi kuvvetini oldukça belirgin bir şekilde etkileyen uyarılma-kasılma eşleşmesi bozukluğu yaşarlar (9).

Hafif yüklerin kullanıldığı BFR antrenmanları sırasında, setin başlangıcında efor seviyeleri düşüktür, bu da sadece düşük eşikli motor ünitelerin kas liflerinin aktive olduğu anlamına gelir. Bu kas lifleri, set boyunca tükenişe dek aktif kalır. Uzun süre aktif kalmalarının bir sonucu olarak, periferik yorgunluğun üç fazından da geçme eğilimindedirler ve bu nedenle bireysel kas lifi kuvvetleri set bitiminden önce azalır. Ayrıca, yavaş kasılan kas lifleri, daha oksidatif doğaları nedeniyle metabolitle ilişkili yorgunluğa kıyasla daha fazla uyarılma-kasılma eşleşmesi bozukluğu yaşama eğilimindedir. Set ilerledikçe ve düşük eşikli motor ünitelere ait yavaş kasılan kas lifleri yoruldukça, meydana gelen kuvvet kayıplarını telafi etme adına bazı yüksek eşikli motor üniteleri aktive etmek için efor seviyeleri artırılmalıdır. Bu durum gerçekleştiğinde, kas lifleri kısalma hızlarında hızlı kayıplar yaşamaya başlar ve bu, kişinin istenen tempoyu korumak için ek çaba sarf etmesine (efor seviyesini artırmasına) neden olur. Buna rağmen, kas lifi kuvveti (ve dolayısıyla mekanik gerilim) üzerindeki etki, kas lifi kısalma hızı üzerindeki etkiden çok daha küçüktür. Bu nedenle, nihai sonuç, yüksek eşikli motor ünitelerin kas liflerinin setin sonunda oldukça yavaş kısalmasıdır ve bu da onların kuvvet-hız ilişkisine uygun olarak yüksek kuvvetler uygulamalarını sağlar.

BFR Antrenmanları Nasıl Uygulanır?

BFR antrenmanları için kesin bir yönerge olmasa da, genel olarak her set arasında 30 saniyelik dinlenmeler ile ilk setin 30 tekrar, sonraki setlerin ise 15 tekrar şeklinde gerçekleştirildiği toplamda 4 setlik çalışmalar yaygın şekilde kullanılmaktadır.

ÖZETLE

BFR antrenmanları kastan kan akışını azaltır ve bu da, metabolitlerin daha hızlı birikmesine ve metabolite bağlı yorgunluk mekanizmalarının daha hızlı gelişmesine neden olur. BFR ile gerçekleştirilen direnç antrenmanı setleri sırasında merkezi sinir sistemi yorgunluğu meydana gelse de, normal direnç antrenmanlarından daha düşük seviyededir. Bu nedenle, tükenişe dek gerçekleştirilen setlerde, yüksek düzeyde motor ünite katılımı elde edilir. BFR ile birlikte hafif yüklerle gerçekleştirilen direnç antrenmanlarının hipertrofiye neden olduğu açık olsa da, bu durum doğrudan metabolit birikimi ile ilişkili değildir, çünkü istirahat halindeki kaslarda BFR'nin neden olduğu metabolit birikimi kas büyümesini uyarmaz. Metabolitle ilgili yorgunluk mekanizmalarının, aynı anda eforu artırarak (katılım gösteren yüksek eşikli motor ünite sayısını artırır) ve kas lifi kısalma hızını azaltarak (kuvvet-hız ilişkisi nedeniyle kas liflerinin ürettiği mekanik gerilimi artırır), yüksek eşikli motor ünitelerin aktive edilmiş kas liflerinin yüksek düzeyde mekanik gerilim yaşamasına neden olması daha olası görünmektedir.

Hareket ve Antrenman Bilimleri Uzmanı

Ebubekir Çiftci

KAYNAKLAR

1. de Ruiter CJ, Goudsmit JF, Van Tricht JA, de Haan A. The isometric torque at which knee-extensor muscle reoxygenation stops. Med Sci Sports Exerc. 2007 Mar;39(3):443-53. doi: 10.1249/mss.0b013e31802dd3cc. PMID: 17473770.
2. Gepfert M, Jarosz J, Wojdala G, Krzysztofik M, Campos Y, Filip-Stachnik A, Kostrzewa M, Gawel D, Szkudlarek A, Godlewski P, Stastny P, Wilk M. Acute impact of blood flow restriction on strength-endurance performance during the bench press exercise. Biol Sport. 2021 Oct;38(4):653-658. doi: 10.5114/biolsport.2021.103726. Epub 2021 Feb 28. PMID: 34937975; PMCID: PMC8670800.
3. Cheng AJ, Rice CL. Fatigue-induced reductions of torque and shortening velocity are muscle dependent. Med Sci Sports Exerc. 2010 Sep;42(9):1651-9. doi: 10.1249/MSS.0b013e3181d6c5b5. PMID: 20142774.
4. Husmann F, Mittlmeier T, Bruhn S, Zschorlich V, Behrens M. Impact of Blood Flow Restriction Exercise on Muscle Fatigue Development and Recovery. Med Sci Sports Exerc. 2018 Mar;50(3):436-446. doi: 10.1249/MSS.0000000000001475. PMID: 29112627.
5. Moritani T, Sherman WM, Shibata M, Matsumoto T, Shinohara M. Oxygen availability and motor unit activity in humans. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1992;64(6):552-6. doi: 10.1007/BF00843767. PMID: 1618195.
6. Nyakayiru J, Fuchs CJ, Trommelen J, Smeets JSJ, Senden JM, Gijsen AP, Zorenc AH, VAN Loon LJC, Verdijk LB. Blood Flow Restriction Only Increases Myofibrillar Protein Synthesis with Exercise. Med Sci Sports Exerc. 2019 Jun;51(6):1137-1145. doi: 10.1249/MSS.0000000000001899. PMID: 30694972; PMCID: PMC6553970.
7. Tanaka M, Morifuji T, Yoshikawa M, Nakanishi R, Fujino H. Effects of combined treatment with blood flow restriction and low-intensity electrical stimulation on diabetes mellitus-associated muscle atrophy in rats. J Diabetes. 2019 Apr;11(4):326-334. doi: 10.1111/1753-0407.12857. Epub 2018 Oct 30. PMID: 30225988.
8. Sieljacks P, Wang J, Groennebaek T, Rindom E, Jakobsgaard JE, Herskind J, Gravholt A, Møller AB, Musci RV, de Paoli FV, Hamilton KL, Miller BF, Vissing K. Six Weeks of Low-Load Blood Flow Restricted and High-Load Resistance Exercise Training Produce Similar Increases in Cumulative Myofibrillar Protein Synthesis and Ribosomal Biogenesis in Healthy Males. Front Physiol. 2019 May 29;10:649. doi: 10.3389/fphys.2019.00649. PMID: 31191347; PMCID: PMC6548815.
9. Westerblad H, Lännergren J. Changes of the force-velocity relation, isometric tension and relaxation rate during fatigue in intact, single fibres of Xenopus skeletal muscle. J Muscle Res Cell Motil. 1994 Jun;15(3):287-98. doi: 10.1007/BF00123481. PMID: 7929794.