TOEGEPASTE INSPANNINGSFYSIOLOGIE
DEEL 3
HOORCOLLEGE 1 IF IN 60 MINUTEN
Het systeem:
- Spieren
- Circulatie
- Ventilatie
We genereren vermogen in mitochondriën via ATP. Daar hebben we
zuurstof voor nodig, die we van buiten het lijf halen. Moet
getransporteerd worden door het lijf en naar spieren komen.
Het gaat om een energieoverdracht in het lijf. Alle lichaamsprocessen kosten energie. En daarbij komt vooral
veel ATP bij kijken. Het batterijtje door het lijf, die opgeladen en ontladen wordt op de plek waar je energie
nodig hebt. Het opladen van ATP is heel specifiek proces.
ATP + H2O ATPase ADP + Pi – DeltaG: hier komt dus energie bij vrij. In de binding van de drie fosfaten aan
adenosine, bij loslaten komt de energie vrij. Er is dus een shuttle tussen ADP + P en ATP.
ATP-voorziening:
- Cellen bevatten maar een hele kleine hoeveelheid ATP
- ATP moet continue worden aangemaakt
- Alleen in extreme condities daalt de hoeveelheid ATP in de
skeletspieren
o ATP op als je overleden bent
- Gebouwd om snelle veranderingen van de relatieve
concentratie te kunnen waarborgen
- Ons lichaam slaat slechts 80 tot 100 g ATP tot onze
beschikking in rust condities
Voor regeneratie van ATP hebben we een aantal systemen:
- Aerobische systeem:
o Koolhydraten
o FFA
- Anearobische systeem
o CrP
o Lactaat
De ATP is dan weer beschikbaar voor spiercontractie en daar wordt
ADP gemaakt.
Alles vindt plaats in mitochondriën, de hoeveelheid kan je
aanpassen via aerobe training.
- Binnenmembraan: aerobe gedeelte
o Zuurstof moet erin
- Cytosol: anearobe gedeelte
,Glycolyse:
- 0 tot 90 seconde
- Glycose of glycogeen wordt afgebroken tot moleculen die gebruikt kunnen worden voor de CZC.
- Glucose katabolisme tot twee pyruvaten of lactaat.
o Fosfofructokinase (PFK) bepaalt de maximale snelheid van glycolyse
- Glycogenolyse is het omzetten van glycogeen tot glucose-6-fosfaat.
o Glycogeen fosforylase bepaalt de maximale snelheid van glycogenolyse
- Het kost je 1 (glycogeen) /2 (glucose) ATP, maar je produceert 4 ATP
- Twee soorten:
o Snelle glycolyse – anearoob: produceert lactaat
o Langzame glycolyse – aeroob: produceert pyruvaat
- Snelheid van proces hangt van enzymen af:
o [Glycolytische enzymen]
o Aanwezigheid van substraat fructose 1,6-difosfaat
o Aanwezigheid van zuurstof
Lactaat
- Bij lichte tot matige inspanning wordt alle H+ gebruikt en vindt er weinig
lactaat productie plaats.
- Als je bij glycolyse maak je pyruvaat, maar als die niet wordt gebruikt, stopt
het proces. Want zonder NAD+ kan glycolyse niet verlopen. Je kan dit
alsnog doen door pyruvaat om te vormen tot lactaat via lactaat
dehydrogenase.
- Ophoping van lactaat, bij zware inspanning, neemt de H+ productie toe
vergeleken het gebruik ervan. Die H+ zorgen ervoor dan pH naar beneden
gaat, wat gevaarlijk kan zijn en leidt tot vermoeidheid. Van lactaat afkomen!
- Overmatig lactaat diffundeert naar de interstitiele ruimte en bloedbaan:
o Bufferen met bicarbonaat (HCO3) tot CO2
o Oxidatie in andere spiervezels
o Substraat voor glycogeen synthese door lactaat om te zetten tot glycogeen
Citroenzuurcyclus
- Pyruvaat omzetten tot Acetyl-CoA
- Acetyl-CoA gaat CZC in, waar het ATP maakt en H+ aflevert aan elektronen transportketen
- In mitochondriën
- 3 componenten van het aeroob metabolisme:
o CZC
o Elektronentransportketen
o Oxidatieve fosforylering
- Dus zuurstof en pyruvaat (of FFA) voor nodig
Met ATP kunnen we spiercontractie genereren. ATP splitst naar ADP + P op het moment dat calcium gekoppeld
worden, waardoor de spieren contraheren. Want je koppelt myosine en actine los, waardoor de spier niet
verder kan contraheren.
Energie
- Kleine hoeveelheid ATP dus continue resynthese van ATP via ADP + P
- Relatie tussen O2 en het systeem voor ATP productie
- Die O2 in de mitochondriën, dan noemen we het QO2
- We meten aan de mond als VO2, ze hebben wij een puntje bovenop: dat betekent een flow van
zuurstof, een volume van tijdseenheid
Creatinefosfaat
- Kan P afkopellen van Creatine, die het kan uitlenen aan ADP om ATP
van te maken.
, - Vindt plaats in cytosol, het kan fosfaat overnemen en doorgeven aan myofibril
- Dit is handig, want kleiner molecuul dan ATP, dus kan het sneller door moleculen heen
- Bovendien heb je meer, dus je kan het gebruiken als soort buffer voor ATP
- Het is een doorgeefluik en een extra voorraad aan gebonden fosfaat die aan ATP gegeven kan worden.
- Bij zwaardere belasting daalt ATP nauwelijks, maar CP daalt meer. Dit geeft aan dat ATP niet naar
beneden gaat, omdat CP beschermt de hoeveelheid ATP.
- Hoeveelheid CP kan gemanipuleerd worden door voeding
Wat hebben we nodig voor het systeem?
1. Ventilatie van longen
2. Circulatie langs longen
3. Transport door bloedvaten
4. Perifere circulatie, overdracht naar spieren
5. In spieren processen die plaatsvinden
Systemen zijn aan elkaar gekoppeld. Als een ervan niet op orde is, dan draait het hele systeem minder.
Bij inspanning gaat QO2 omhoog, als gevolg daarvan produceert je QCO2. Als we meten aan de mond, zien we
hetzelfde proces, dus optelsom van alle mitochondriën in je lijf.
Als dat onder aerobe drempel is, dan zal de CO2 lager zijn dan O2 opnamen. Als we erboven zitten, produceren
we extra VCO2, die groter is dan VO2 dus aerobe productie.
Wat hebben we nodig voor het systeem?
- Intracellulaire structuren, energie substraat, enzym
concentraties
- Hart dat voldoende bloed kan pompen
- Effectieve en selectieve levering van bloed naar actief
vasculair bed
- Bloed met genoeg hemoglobine
- Effectieve pulmonaire circulatie
- Goede longmechanica (ventilatie)
- Goede ventilator controle (pO2, pCO2, pH)
Of je een anaerobe bijdrage hebt of niet:
- Bij FFA is RER 0.7. RER is ratio van O2 / CO2.
Verhouding hangt van substraat, bij glycolyse is RER 1.
- Is er een tekort aan O2, dan zullen we een anaerobe
bijdrage hebben, die zorgt voor zichzelf voor extra
CO2 productie. Die komt uit het bufferen van H+ en
Lactaat, want we willen die H+ kwijt. Dit gebeurt naast
het verbranden van aerobe systeem. Alleen het meest
bij begin van inspanning, omdat aeroob nog even
aangezet moet worden.
- Bufferen met bicarbonaat leidt tot extra CO2, die het
lijf uit moet. We hebben dus een extra output van
CO2, die verraad dus wanneer anaeroob erbij komt.
Als we belasting toe laten nemen, dan zien we dat VO2 omhoog gaat. De hoeveelheid die geproduceerd wordt
heeft een max, waardoor proefpersoon eerder moet stoppen, de mogelijkheid om door te gaan komt doordat
anaeroob opgaat, niet meer kan buffereren.
Als we gaan kijken hoeveel VO2 je gebruikt bij bepaalde belastingen:
- Als belasting omhoog gaat, gaat VO2 omhoog
- Helling zegt iets over efficiëntie: hoe steiler, hoe meer zuurstof je nodig
hebt voor vermogen, des te minder efficiënt het systeem is.
- Omzetting van zuurstof naar hoeveelheid bruikbare W (mechanisch
vermogen) vanuit metabool vermogen.
DEEL 3
HOORCOLLEGE 1 IF IN 60 MINUTEN
Het systeem:
- Spieren
- Circulatie
- Ventilatie
We genereren vermogen in mitochondriën via ATP. Daar hebben we
zuurstof voor nodig, die we van buiten het lijf halen. Moet
getransporteerd worden door het lijf en naar spieren komen.
Het gaat om een energieoverdracht in het lijf. Alle lichaamsprocessen kosten energie. En daarbij komt vooral
veel ATP bij kijken. Het batterijtje door het lijf, die opgeladen en ontladen wordt op de plek waar je energie
nodig hebt. Het opladen van ATP is heel specifiek proces.
ATP + H2O ATPase ADP + Pi – DeltaG: hier komt dus energie bij vrij. In de binding van de drie fosfaten aan
adenosine, bij loslaten komt de energie vrij. Er is dus een shuttle tussen ADP + P en ATP.
ATP-voorziening:
- Cellen bevatten maar een hele kleine hoeveelheid ATP
- ATP moet continue worden aangemaakt
- Alleen in extreme condities daalt de hoeveelheid ATP in de
skeletspieren
o ATP op als je overleden bent
- Gebouwd om snelle veranderingen van de relatieve
concentratie te kunnen waarborgen
- Ons lichaam slaat slechts 80 tot 100 g ATP tot onze
beschikking in rust condities
Voor regeneratie van ATP hebben we een aantal systemen:
- Aerobische systeem:
o Koolhydraten
o FFA
- Anearobische systeem
o CrP
o Lactaat
De ATP is dan weer beschikbaar voor spiercontractie en daar wordt
ADP gemaakt.
Alles vindt plaats in mitochondriën, de hoeveelheid kan je
aanpassen via aerobe training.
- Binnenmembraan: aerobe gedeelte
o Zuurstof moet erin
- Cytosol: anearobe gedeelte
,Glycolyse:
- 0 tot 90 seconde
- Glycose of glycogeen wordt afgebroken tot moleculen die gebruikt kunnen worden voor de CZC.
- Glucose katabolisme tot twee pyruvaten of lactaat.
o Fosfofructokinase (PFK) bepaalt de maximale snelheid van glycolyse
- Glycogenolyse is het omzetten van glycogeen tot glucose-6-fosfaat.
o Glycogeen fosforylase bepaalt de maximale snelheid van glycogenolyse
- Het kost je 1 (glycogeen) /2 (glucose) ATP, maar je produceert 4 ATP
- Twee soorten:
o Snelle glycolyse – anearoob: produceert lactaat
o Langzame glycolyse – aeroob: produceert pyruvaat
- Snelheid van proces hangt van enzymen af:
o [Glycolytische enzymen]
o Aanwezigheid van substraat fructose 1,6-difosfaat
o Aanwezigheid van zuurstof
Lactaat
- Bij lichte tot matige inspanning wordt alle H+ gebruikt en vindt er weinig
lactaat productie plaats.
- Als je bij glycolyse maak je pyruvaat, maar als die niet wordt gebruikt, stopt
het proces. Want zonder NAD+ kan glycolyse niet verlopen. Je kan dit
alsnog doen door pyruvaat om te vormen tot lactaat via lactaat
dehydrogenase.
- Ophoping van lactaat, bij zware inspanning, neemt de H+ productie toe
vergeleken het gebruik ervan. Die H+ zorgen ervoor dan pH naar beneden
gaat, wat gevaarlijk kan zijn en leidt tot vermoeidheid. Van lactaat afkomen!
- Overmatig lactaat diffundeert naar de interstitiele ruimte en bloedbaan:
o Bufferen met bicarbonaat (HCO3) tot CO2
o Oxidatie in andere spiervezels
o Substraat voor glycogeen synthese door lactaat om te zetten tot glycogeen
Citroenzuurcyclus
- Pyruvaat omzetten tot Acetyl-CoA
- Acetyl-CoA gaat CZC in, waar het ATP maakt en H+ aflevert aan elektronen transportketen
- In mitochondriën
- 3 componenten van het aeroob metabolisme:
o CZC
o Elektronentransportketen
o Oxidatieve fosforylering
- Dus zuurstof en pyruvaat (of FFA) voor nodig
Met ATP kunnen we spiercontractie genereren. ATP splitst naar ADP + P op het moment dat calcium gekoppeld
worden, waardoor de spieren contraheren. Want je koppelt myosine en actine los, waardoor de spier niet
verder kan contraheren.
Energie
- Kleine hoeveelheid ATP dus continue resynthese van ATP via ADP + P
- Relatie tussen O2 en het systeem voor ATP productie
- Die O2 in de mitochondriën, dan noemen we het QO2
- We meten aan de mond als VO2, ze hebben wij een puntje bovenop: dat betekent een flow van
zuurstof, een volume van tijdseenheid
Creatinefosfaat
- Kan P afkopellen van Creatine, die het kan uitlenen aan ADP om ATP
van te maken.
, - Vindt plaats in cytosol, het kan fosfaat overnemen en doorgeven aan myofibril
- Dit is handig, want kleiner molecuul dan ATP, dus kan het sneller door moleculen heen
- Bovendien heb je meer, dus je kan het gebruiken als soort buffer voor ATP
- Het is een doorgeefluik en een extra voorraad aan gebonden fosfaat die aan ATP gegeven kan worden.
- Bij zwaardere belasting daalt ATP nauwelijks, maar CP daalt meer. Dit geeft aan dat ATP niet naar
beneden gaat, omdat CP beschermt de hoeveelheid ATP.
- Hoeveelheid CP kan gemanipuleerd worden door voeding
Wat hebben we nodig voor het systeem?
1. Ventilatie van longen
2. Circulatie langs longen
3. Transport door bloedvaten
4. Perifere circulatie, overdracht naar spieren
5. In spieren processen die plaatsvinden
Systemen zijn aan elkaar gekoppeld. Als een ervan niet op orde is, dan draait het hele systeem minder.
Bij inspanning gaat QO2 omhoog, als gevolg daarvan produceert je QCO2. Als we meten aan de mond, zien we
hetzelfde proces, dus optelsom van alle mitochondriën in je lijf.
Als dat onder aerobe drempel is, dan zal de CO2 lager zijn dan O2 opnamen. Als we erboven zitten, produceren
we extra VCO2, die groter is dan VO2 dus aerobe productie.
Wat hebben we nodig voor het systeem?
- Intracellulaire structuren, energie substraat, enzym
concentraties
- Hart dat voldoende bloed kan pompen
- Effectieve en selectieve levering van bloed naar actief
vasculair bed
- Bloed met genoeg hemoglobine
- Effectieve pulmonaire circulatie
- Goede longmechanica (ventilatie)
- Goede ventilator controle (pO2, pCO2, pH)
Of je een anaerobe bijdrage hebt of niet:
- Bij FFA is RER 0.7. RER is ratio van O2 / CO2.
Verhouding hangt van substraat, bij glycolyse is RER 1.
- Is er een tekort aan O2, dan zullen we een anaerobe
bijdrage hebben, die zorgt voor zichzelf voor extra
CO2 productie. Die komt uit het bufferen van H+ en
Lactaat, want we willen die H+ kwijt. Dit gebeurt naast
het verbranden van aerobe systeem. Alleen het meest
bij begin van inspanning, omdat aeroob nog even
aangezet moet worden.
- Bufferen met bicarbonaat leidt tot extra CO2, die het
lijf uit moet. We hebben dus een extra output van
CO2, die verraad dus wanneer anaeroob erbij komt.
Als we belasting toe laten nemen, dan zien we dat VO2 omhoog gaat. De hoeveelheid die geproduceerd wordt
heeft een max, waardoor proefpersoon eerder moet stoppen, de mogelijkheid om door te gaan komt doordat
anaeroob opgaat, niet meer kan buffereren.
Als we gaan kijken hoeveel VO2 je gebruikt bij bepaalde belastingen:
- Als belasting omhoog gaat, gaat VO2 omhoog
- Helling zegt iets over efficiëntie: hoe steiler, hoe meer zuurstof je nodig
hebt voor vermogen, des te minder efficiënt het systeem is.
- Omzetting van zuurstof naar hoeveelheid bruikbare W (mechanisch
vermogen) vanuit metabool vermogen.
