2023-2024 inspanningsfysiologie Silke Putzeys
Les 27/09
Hoofdstuk 1: energierijke fosfaten
Alle energiesubstraten staan hiernaast op de figuur.
ATP/ADP
= ribose molecule + 3 energierijke fosfaten
= sleutelmolecule in het energiemetabolisme
Bij korte, explosieve inspanningen komt dit energiesubstraat van pas.
Usain Bolt = 9.58
Florence Griffith-Joyner = 10.49
Zeer eenvoudige RV, hydrolyse met water die gekatalyseert wordt in de spier met het enzyme
myosine ATP-ase. Als je 1 mol ATP afbreekt levert u dit 31 kJ op. Deze kan je niet allemaal gebruiken
voor de inspanning, want je zit met een mechanisch rendement (voor de meeste inspanningen
< 25%). Dit is sterk afhankelijk van de sportactiviteit, hoe gemakkelijker je een activiteit langer kan
uitvoeren hoe beter het mechanisch rendement.
Fietsen = 23% mechanisch rendement
Lopen = 18% mechanisch rendement
Bijna 80% van de energie wordt dus omgezet in warmte. Je kan geen inspanningen leveren zonder dat
uw lichaamstemperatuur stijgt.
Verzuring?
Van glycogeen 2 moleculen pyruvaat 2 moleculen melkzuur, deze melkzuur
dissocieert dan in 2 molecules lactaat negatief geladen en 2 H+. Deze H+ moleculen doen u
verzuren, tenminste als je ze niet buffert. In dit proces produceer je 3 molecules ATP, dan
produceer je ook 3 moleculen H+. De belangrijkste bron van verzuring is de afbraak van ATP
zelf.
1
,2023-2024 inspanningsfysiologie Silke Putzeys
Energiereserve?
ATP is geen energiereserve dat zit te wachten om af te breken te worden. Spiercontracties = ATP
nodig maar ook veel andere spieren in de cel hebben ATP nodig. Om uw membraanpotentialen
tijdens inspanningen in stand te houden heb je NaK-ATPase nodig. Om spieren te laten ontspannen
heb je Ca-ATPase nodig. Je kan u niet permitteren om tijdens de inspanning ATP af te breken.
Wanneer je ATP afbreekt tot ADP, kan je dit onmiddellijk recycleren tot ATP door RECYCLAGE. De
andere energiesubstraten dienen voor recycleren van ATP tijdens inspanning om te beletten dat je die
concentratie gaat laten zakken.
DUS = ATP is een energiecarrier. Deze carrier staat in voor de directe omzetting van chemische
energie in mechanische energie (contractie) of andere vormen van energie (warmte).
Wat kun je met de concentratie ATP doen?
[ A T P ]spier = 5-6 mmol per kg spier (bij iedereen hetzelfde, mannen = vrouwen, training = sedentair!
100m spurt = 3 mmol ATP afbreken per kg spier/seconde
Al die processen die nog komen gaan er continue voor zorgen dat als er een ATP wordt afgebroken er
direct terug wordt aangemaakt. Je kunt u het niet permitteren dat ATP gaat dalen tijdens
inspanning/rust.
Hoeveel ATP breek je af tijdens inspanning?
Hoe hoger de intensiteit van een inspanning, hoe meer ATP/sec je moet
produceren en recycleren (belangrijk identiek zelfde snelheid als
produceren).
Met deze as hiernaast kan je dan berekenen hoeveel ATP je afbreekt bij een
andere afstand als 100m spurt.
1 mol ATP = 505 gram
Bv 10000m op 30min = 1,7mmol per seconde (1800sec = 30min)
1,7 x 30 x 60 = 23,2 kg ATP
Bij marathon zit je bij 50kg
Dus je merkt dat ATP heel zwaar is, dit kan je niet dragen tijdens een inspanning. Je wilt dit niet in
grote mate opstapelen in spieren omdat dit alleen maar negatief zou zijn voor leveren van
inspanning.
Creatinefosfaat
Deze reactie wordt gekatalyseert door het enzyme creatine-kinase. Deze RV is
een evenwichtsvergelijking. ATP en CP zitten vlak bij elkaar in het cytoplasma in
de spiercel compartimentatie. Zo recycleren ze ATP. Je gaat hierbij ook de H+ terug gebruiken, hier
ga je niet verzuren omdat je deze onmiddellijk gebruikt in de Creatine-kinase reactie. Dit gebeurt bij
spurt. Zodanig dat de concentratie van ATP niet laat zakken.
Alle energiesubstraten zitten in de zones waar je ATP afbreekt = in de overlappingsgebieden van
ACTINE en MYOSINE dit is de compartimentatie. Die zitten allemaal samen georganiseerd waar je ze
tijdens inspanning nodig hebt.
2
,2023-2024 inspanningsfysiologie Silke Putzeys
Hoe ver geraak je met de concentratie creatinefosfaat?
[ C P ]spier = 16 – 25 mmol/ kg spier (varieert meer dan bij ATP)
- Type I vezels = 16
- Type IIx vezels = 25
Verdeling van type I en II vezels verschilt van mens tot mens daarom de variatie.
We nemen het gemiddelde = 20 mmol, hier neem je er 3 mmol van af die dienen als restconcentratie
voor CP in de spier (zonder CP kan je geen recyclage ATP doen) dan heb je 17 mmol/kg die je kan
gebruiken in recyclage
Als je 1 molecule ADP wilt recycleren naar ATP heb je 1 molecule CP nodig.
17 mmol/kg 5-6 seconden
Voorbeeldje:
Usain bolt loopt 9.58 seconden op 100m met een CP concentratie van 25
mmol/kg, ook -3 dus effectief maar 22 gebruiken. Hij gaat dus 7
seconden kunnen recycleren obv CP. Dan zit hij ongeveer op 60m.
Ik loop 14 seconden op 100m met een CP concentratie van 16 mmol/kg,
ook -3 dus effectief maar 13 gebruiken. Hij gaat dus 4 seconden kunnen
recycleren obv CP. Dan zit ik ongeveer op 30m.
Dan schakel je over op afbraak van glycogeen pyruvaat, dit kan ook super snel ATP recycleren nl op
3 mmol ATP/seconden. Spijtig verhaal is dat de H+ ook niet meer worden gerecycleerd waardoor je
begint de verzuren. Dus Bolt zal vanaf de 60m beginnen verzuren, maar hij heeft buffercapaciteit
waardoor hij niet gaat verzuren. Ik zal wel verzuren spiervermoeidheid.
In de fysiologie is het wel nooit dat het proces van CP stilvalt en dan glycogeen afbreken. Die 2 gaan
niet abrubt overnemen maar in elkaar overgaan. In begin 100% CP maar daarna ga je dalen en
glycolyse stijgt. Uw reserve is wel belangrijke parameter die bepaalt op welke moment je
spiervermoeidheid gaat krijgen.
Functies van creatine-kinase
1. Energiebuffer = recyclage-functie die hierboven is besproken (ADP ATP)
2. H+ buffer = beletten dat je gaat verzuren, zolang uw CP-voorraad strekt
3. Vrijwaren van de gibbsvrije energieproductie van ATP-afbraak
Vrije energieproductie bij afbraak van ATP is 31 kJ, maar hier zijn voorwaarden aan verbonden = ATP
concentratie moet maximaal zijn en dat de verhouding tussen ATP/ADP zo hoog mogelijk, ADP niet
opstapelen. Want als deze zakt de verhouding gaat de energie zakken. Belangrijke oorzaak van
spiervermoeidheid. De beste/maximale ATP/ADP verhouding is op het einde van de 400m.
Eerste 3 functies vooral belangrijk bij sprinters met veel type II vezels.
4. CP-shuttle
OX = oxidatieve metabolisme met de oxidatieve fosforylering = ADP ATP
Het is niet zo gemakkelijk gelijk de pijlen er staan, want er bestaat een wet van
FICK. Die slaat op de snelheid van diffusie van molecules. Diffusiesnelheid is OE
met het moleculair gewicht. ATP is heel zwaar die dus volgens de wet van FICK
heel traag diffunderen zeker door waterig milieu.
3
, 2023-2024 inspanningsfysiologie Silke Putzeys
Oplossing = diffusie van energierijke fosfaten gebeurt onder de vorm van CP. In het membraan van de
mitochondriën (MI-CK), dit zijn kanaaltjes en dit is mitochondriaal creatine-kinase. Deze staat in om
het omgekeerde wat Creatine-kinase doet in het cytoplasma doet. Hier ga je ADP recycleren tot ATP.
Dus in de mitochondriën gaat ATP + creatine ADP + CP. Deze CP heeft een veel lager moleculair
gewicht om lokaal de creatinefosfaat-reserves te gaan aanvullen.
Shuttle = efficiënt transport van energierijke fosfaten tussen de mitochondria en het cytoplasma van
de spiercel via de werking van de cyotplasmatische en mitochondriale creatine-kinase isoenzymes
Die compartimentatie geldt ook bij een NAK-pomp, hier vind je dus ook creatine-kinase. In het
Sarcoplasmatisch Reticulum heb je calcium-ATP-ase die Ca naar binnen moet pompen. Deze zijn altijd
gekoppeld aan creatine-kinase. Door de shuttle!!
Functie 4 = vooral van belang bij type I vezels
Les 04/10
Kwaliteit substraat (positief)
++ = recyclageproces (creatine-kinase) heeft het grootste vermogen, dit kan
rond 7-8 mmol ATP/seconde
++ = standby substraat, je kan dit gebruiken van de ene op de andere
seconde. Dit is een evenwichtsreactie tussen ADP + CP ATP + creatine
- GLYC melkzuur (duurt 3-4 seconden) – rond de 3 mmol/sec
- GLYC CO2 + H2O (duurt 2-3 minuten) – rond de 2 mmol/sec
- VVZ CO2 + H2O ( duurt 30 minuten) – rond de 1,5 mmol/sec
++ = geen zuurstof nodig, anaeroob proces
Als je deze 3 pluspunten/mechanismen bekijkt, laten deze toe om de type II spiervezels te
gebruiken (explosiviteit)
Voorbeelden van creatinekinase
Energiebufferfunctie: vis gebruikt type I spiervezels (rood) om hun hele leven lang te
kunnen zwemmen als energiebuffer, ze gebruiken enkel de trage spiervezels. Heel de
binnenkant van een vis is gevuld met type II of B vezels (blauw) en deze worden enkel
gebruikt in alarmsituaties. Deze zijn beperkt in de tijd, ze vechten tegen het feit dat
ze aan de haak hangt. Witte spiervezels werken met creatinefosfaat = type B.
Plots schiet er een fazant op uit de bos. Gedurende 4-5 seconden gigantisch veel energie ontwikkelen
via de vleugels om weg van u te zijn. In een vluchtreactie gaan de fazanten heel explosief de
pectoralis-spieren gebruiken. Maar de CP-reserve snel uitgeput snel landen, totdat dit herstelt is.
En dan kunnen ze weer wegvliegen.
Sprint =
- Van 30 60m: puur op CP werken, 2 tot 5 min rust nemen zodat je geen verzuring krijgt en
CP-reserve weer opgebouwd is. Specifiek trainen op explosiviteit, vermogen van Cr-K reactie
- Van 60 150m: eerst met creatinefosfaat maar daarna melkzuur produceren, dan 2-5min
rusten, de kwaliteit van de volgende sprint is meteen minder. Melkzuur blijft gewoon door
stijgen. Niet veel herhalingen van hoge kwaliteit, voldoende rust nodig. Soms 20min rust om
melkzuur af te breken.
4
Les 27/09
Hoofdstuk 1: energierijke fosfaten
Alle energiesubstraten staan hiernaast op de figuur.
ATP/ADP
= ribose molecule + 3 energierijke fosfaten
= sleutelmolecule in het energiemetabolisme
Bij korte, explosieve inspanningen komt dit energiesubstraat van pas.
Usain Bolt = 9.58
Florence Griffith-Joyner = 10.49
Zeer eenvoudige RV, hydrolyse met water die gekatalyseert wordt in de spier met het enzyme
myosine ATP-ase. Als je 1 mol ATP afbreekt levert u dit 31 kJ op. Deze kan je niet allemaal gebruiken
voor de inspanning, want je zit met een mechanisch rendement (voor de meeste inspanningen
< 25%). Dit is sterk afhankelijk van de sportactiviteit, hoe gemakkelijker je een activiteit langer kan
uitvoeren hoe beter het mechanisch rendement.
Fietsen = 23% mechanisch rendement
Lopen = 18% mechanisch rendement
Bijna 80% van de energie wordt dus omgezet in warmte. Je kan geen inspanningen leveren zonder dat
uw lichaamstemperatuur stijgt.
Verzuring?
Van glycogeen 2 moleculen pyruvaat 2 moleculen melkzuur, deze melkzuur
dissocieert dan in 2 molecules lactaat negatief geladen en 2 H+. Deze H+ moleculen doen u
verzuren, tenminste als je ze niet buffert. In dit proces produceer je 3 molecules ATP, dan
produceer je ook 3 moleculen H+. De belangrijkste bron van verzuring is de afbraak van ATP
zelf.
1
,2023-2024 inspanningsfysiologie Silke Putzeys
Energiereserve?
ATP is geen energiereserve dat zit te wachten om af te breken te worden. Spiercontracties = ATP
nodig maar ook veel andere spieren in de cel hebben ATP nodig. Om uw membraanpotentialen
tijdens inspanningen in stand te houden heb je NaK-ATPase nodig. Om spieren te laten ontspannen
heb je Ca-ATPase nodig. Je kan u niet permitteren om tijdens de inspanning ATP af te breken.
Wanneer je ATP afbreekt tot ADP, kan je dit onmiddellijk recycleren tot ATP door RECYCLAGE. De
andere energiesubstraten dienen voor recycleren van ATP tijdens inspanning om te beletten dat je die
concentratie gaat laten zakken.
DUS = ATP is een energiecarrier. Deze carrier staat in voor de directe omzetting van chemische
energie in mechanische energie (contractie) of andere vormen van energie (warmte).
Wat kun je met de concentratie ATP doen?
[ A T P ]spier = 5-6 mmol per kg spier (bij iedereen hetzelfde, mannen = vrouwen, training = sedentair!
100m spurt = 3 mmol ATP afbreken per kg spier/seconde
Al die processen die nog komen gaan er continue voor zorgen dat als er een ATP wordt afgebroken er
direct terug wordt aangemaakt. Je kunt u het niet permitteren dat ATP gaat dalen tijdens
inspanning/rust.
Hoeveel ATP breek je af tijdens inspanning?
Hoe hoger de intensiteit van een inspanning, hoe meer ATP/sec je moet
produceren en recycleren (belangrijk identiek zelfde snelheid als
produceren).
Met deze as hiernaast kan je dan berekenen hoeveel ATP je afbreekt bij een
andere afstand als 100m spurt.
1 mol ATP = 505 gram
Bv 10000m op 30min = 1,7mmol per seconde (1800sec = 30min)
1,7 x 30 x 60 = 23,2 kg ATP
Bij marathon zit je bij 50kg
Dus je merkt dat ATP heel zwaar is, dit kan je niet dragen tijdens een inspanning. Je wilt dit niet in
grote mate opstapelen in spieren omdat dit alleen maar negatief zou zijn voor leveren van
inspanning.
Creatinefosfaat
Deze reactie wordt gekatalyseert door het enzyme creatine-kinase. Deze RV is
een evenwichtsvergelijking. ATP en CP zitten vlak bij elkaar in het cytoplasma in
de spiercel compartimentatie. Zo recycleren ze ATP. Je gaat hierbij ook de H+ terug gebruiken, hier
ga je niet verzuren omdat je deze onmiddellijk gebruikt in de Creatine-kinase reactie. Dit gebeurt bij
spurt. Zodanig dat de concentratie van ATP niet laat zakken.
Alle energiesubstraten zitten in de zones waar je ATP afbreekt = in de overlappingsgebieden van
ACTINE en MYOSINE dit is de compartimentatie. Die zitten allemaal samen georganiseerd waar je ze
tijdens inspanning nodig hebt.
2
,2023-2024 inspanningsfysiologie Silke Putzeys
Hoe ver geraak je met de concentratie creatinefosfaat?
[ C P ]spier = 16 – 25 mmol/ kg spier (varieert meer dan bij ATP)
- Type I vezels = 16
- Type IIx vezels = 25
Verdeling van type I en II vezels verschilt van mens tot mens daarom de variatie.
We nemen het gemiddelde = 20 mmol, hier neem je er 3 mmol van af die dienen als restconcentratie
voor CP in de spier (zonder CP kan je geen recyclage ATP doen) dan heb je 17 mmol/kg die je kan
gebruiken in recyclage
Als je 1 molecule ADP wilt recycleren naar ATP heb je 1 molecule CP nodig.
17 mmol/kg 5-6 seconden
Voorbeeldje:
Usain bolt loopt 9.58 seconden op 100m met een CP concentratie van 25
mmol/kg, ook -3 dus effectief maar 22 gebruiken. Hij gaat dus 7
seconden kunnen recycleren obv CP. Dan zit hij ongeveer op 60m.
Ik loop 14 seconden op 100m met een CP concentratie van 16 mmol/kg,
ook -3 dus effectief maar 13 gebruiken. Hij gaat dus 4 seconden kunnen
recycleren obv CP. Dan zit ik ongeveer op 30m.
Dan schakel je over op afbraak van glycogeen pyruvaat, dit kan ook super snel ATP recycleren nl op
3 mmol ATP/seconden. Spijtig verhaal is dat de H+ ook niet meer worden gerecycleerd waardoor je
begint de verzuren. Dus Bolt zal vanaf de 60m beginnen verzuren, maar hij heeft buffercapaciteit
waardoor hij niet gaat verzuren. Ik zal wel verzuren spiervermoeidheid.
In de fysiologie is het wel nooit dat het proces van CP stilvalt en dan glycogeen afbreken. Die 2 gaan
niet abrubt overnemen maar in elkaar overgaan. In begin 100% CP maar daarna ga je dalen en
glycolyse stijgt. Uw reserve is wel belangrijke parameter die bepaalt op welke moment je
spiervermoeidheid gaat krijgen.
Functies van creatine-kinase
1. Energiebuffer = recyclage-functie die hierboven is besproken (ADP ATP)
2. H+ buffer = beletten dat je gaat verzuren, zolang uw CP-voorraad strekt
3. Vrijwaren van de gibbsvrije energieproductie van ATP-afbraak
Vrije energieproductie bij afbraak van ATP is 31 kJ, maar hier zijn voorwaarden aan verbonden = ATP
concentratie moet maximaal zijn en dat de verhouding tussen ATP/ADP zo hoog mogelijk, ADP niet
opstapelen. Want als deze zakt de verhouding gaat de energie zakken. Belangrijke oorzaak van
spiervermoeidheid. De beste/maximale ATP/ADP verhouding is op het einde van de 400m.
Eerste 3 functies vooral belangrijk bij sprinters met veel type II vezels.
4. CP-shuttle
OX = oxidatieve metabolisme met de oxidatieve fosforylering = ADP ATP
Het is niet zo gemakkelijk gelijk de pijlen er staan, want er bestaat een wet van
FICK. Die slaat op de snelheid van diffusie van molecules. Diffusiesnelheid is OE
met het moleculair gewicht. ATP is heel zwaar die dus volgens de wet van FICK
heel traag diffunderen zeker door waterig milieu.
3
, 2023-2024 inspanningsfysiologie Silke Putzeys
Oplossing = diffusie van energierijke fosfaten gebeurt onder de vorm van CP. In het membraan van de
mitochondriën (MI-CK), dit zijn kanaaltjes en dit is mitochondriaal creatine-kinase. Deze staat in om
het omgekeerde wat Creatine-kinase doet in het cytoplasma doet. Hier ga je ADP recycleren tot ATP.
Dus in de mitochondriën gaat ATP + creatine ADP + CP. Deze CP heeft een veel lager moleculair
gewicht om lokaal de creatinefosfaat-reserves te gaan aanvullen.
Shuttle = efficiënt transport van energierijke fosfaten tussen de mitochondria en het cytoplasma van
de spiercel via de werking van de cyotplasmatische en mitochondriale creatine-kinase isoenzymes
Die compartimentatie geldt ook bij een NAK-pomp, hier vind je dus ook creatine-kinase. In het
Sarcoplasmatisch Reticulum heb je calcium-ATP-ase die Ca naar binnen moet pompen. Deze zijn altijd
gekoppeld aan creatine-kinase. Door de shuttle!!
Functie 4 = vooral van belang bij type I vezels
Les 04/10
Kwaliteit substraat (positief)
++ = recyclageproces (creatine-kinase) heeft het grootste vermogen, dit kan
rond 7-8 mmol ATP/seconde
++ = standby substraat, je kan dit gebruiken van de ene op de andere
seconde. Dit is een evenwichtsreactie tussen ADP + CP ATP + creatine
- GLYC melkzuur (duurt 3-4 seconden) – rond de 3 mmol/sec
- GLYC CO2 + H2O (duurt 2-3 minuten) – rond de 2 mmol/sec
- VVZ CO2 + H2O ( duurt 30 minuten) – rond de 1,5 mmol/sec
++ = geen zuurstof nodig, anaeroob proces
Als je deze 3 pluspunten/mechanismen bekijkt, laten deze toe om de type II spiervezels te
gebruiken (explosiviteit)
Voorbeelden van creatinekinase
Energiebufferfunctie: vis gebruikt type I spiervezels (rood) om hun hele leven lang te
kunnen zwemmen als energiebuffer, ze gebruiken enkel de trage spiervezels. Heel de
binnenkant van een vis is gevuld met type II of B vezels (blauw) en deze worden enkel
gebruikt in alarmsituaties. Deze zijn beperkt in de tijd, ze vechten tegen het feit dat
ze aan de haak hangt. Witte spiervezels werken met creatinefosfaat = type B.
Plots schiet er een fazant op uit de bos. Gedurende 4-5 seconden gigantisch veel energie ontwikkelen
via de vleugels om weg van u te zijn. In een vluchtreactie gaan de fazanten heel explosief de
pectoralis-spieren gebruiken. Maar de CP-reserve snel uitgeput snel landen, totdat dit herstelt is.
En dan kunnen ze weer wegvliegen.
Sprint =
- Van 30 60m: puur op CP werken, 2 tot 5 min rust nemen zodat je geen verzuring krijgt en
CP-reserve weer opgebouwd is. Specifiek trainen op explosiviteit, vermogen van Cr-K reactie
- Van 60 150m: eerst met creatinefosfaat maar daarna melkzuur produceren, dan 2-5min
rusten, de kwaliteit van de volgende sprint is meteen minder. Melkzuur blijft gewoon door
stijgen. Niet veel herhalingen van hoge kwaliteit, voldoende rust nodig. Soms 20min rust om
melkzuur af te breken.
4
