INLEIDING INSPANNINGSFYSIOLOGIE
beoordeling: schriftelijk examen (85%) en portfolio adhv. video’s, opdrachten en werkboek (15%)
→ groepjes per 10 personen
- 9 hoorcolleges
- 4 practica in alternatieve vorm
inhoud portfolio:
1. uitvoeren van cardiopulmonale inspanningstest op de fiets (ergospirometrie)
- wat verandert er in de samenstelling van de ademhalingsgassen?
- wanneer wordt er overgeschakeld van de ene energiesysteem naar de andere?
- wanneer kan er niet meer gebufferd worden?
- wanneer moet de inspanning gestopt worden?
- wat kunnen we hieruit afleiden? → hoe is het gesteld met mijn conditie? tussen welke
zone moet in trainen als ik mijn aerobe conditie wil verbeteren?
2. meten van lactaat (inspanningstest op loopband, bruce protocol)
- hartslag en druppel prikken in oor en vinger om de zoveel tijd → lactaat?
- curve vormen door punten te verbinden met best passende lijn (geen rechte)
- adhv. deze curve kunnen dezelfde vragen als bij puntje 1 beantwoord worden
3. submaximale testen
- meestal deze manier hanteren als kinesitherapeut (in praktijk)
- voordelen en nadelen interpreteren vanuit een rapport → kritisch interpreteren
- soorten: 6 minuten wandeltest, aerobic power index, harvard step test
- zelf eens ervaren of al deze testen effectief submaximaal zijn
4. energie expenditure during rest
- grote hoeveelheid van energie wordt verbruikt in rust → nagaan hoeveel dit is
- rustmetabolisme ⇔ basaal metabolisme
- hoe kan ik dit meten? direct of indirect? hoe kan ik dit berekenen voor algemene
populatie? → wat levert het gemiddelde op? hoe kan je het verschil verklaren? in
grafiek plaatsen in staafdiagram en error bar?
, ENERGIE: bio-energetics (1a)
waar halen we de energie vandaan om ons lichaam te laten werken (spieren gebruiken)?
→ energie komt van de zon
- planten hebben chlorophyll nodig om te kunnen groeien → mensen gaan planten eten of
dieren eten die de planten hebben gegeten → stoffen gebruiken en omzetten in energie
- stoffen zijn macronutriënten: koolhydraten (CHO), eiwitten (proteïnen) en vetten
vb. auto heeft brandstof nodig
vb. mens heeft energie (ADP) nodig: voorraad kan voortdurend verminderen en vernieuwen (voeding)
- energierijke verbindingen maken
- bij beweging gaan we energie verbruiken → nieuwe ATP bijmaken (resynthese)
- werk van mitochondriën: strategisch plaatsen in spiercellen + efficiënt werken
- energie uit voeding halen:
- energie wordt niet direct verbrand, maar wordt gebruikt om energierijke verbindingen
te maken zoals adenosine trifosfaat (gekoppelde reactie)
- ATP (adenosine trifosfaat)
voeding bestaat uit drie macronutriënten:
1. lipiden (E-source)
2. carbohydraten (E-source)
3. proteïnen (building blocks)
gekoppelde reacties: uit voeding haal je macronutriënten → energie vastleggen in de vorm van ATP
→ als een cel energie nodig heeft, dan gaat ATP splitsen → energie komt vrij → energie kan cel
gebruiken om een proces in gang te zetten → contractie van sarcomeren
- zeer snelle manier om energie te leveren: ATP zit in beperkte voorraad klaar in de cel en kan
onmiddelijk aangewend worden → onmiddelijk op, dus snel bijgemaakt worden → bij lange
inspanning moet je een systeem vinden dat langdurig ATP kan maken zonder dat het stilvalt
energierijke fosfaatverbindingen in ATP of creatine-fosfaat (PCr)
- beide zijn in beperkte hoeveelheid aanwezig in de cel
- fosfaatverbinding breken gaat energie vrijgeven
- creatine-fosfaat wordt gesplitst, geeft energie, energie gebruiken om ATP te maken
vb. in de aula gebruik je het aerobe systeem
energetische waarde van vet is hoger (9) dan deze van koolhydraten (4) bij verbranding
→ vetten voor lange inspanning, koolhydraten voor korte inspanning
!! systemen kunnen op hetzelfde moment werken, maar een bepaald systeem zal domineren
macronutriënten: eiwitten (bouwstenen of brandstof), vetten (brandstof), koolhydraten (brandstof)
→ vb. spiercel laten bewegen door ATP: kleine voorraad en creatinefosfaat aanwezig, dus
onmiddellijk starten met nieuwe ATP te maken → op lange termijn energie leveren
1. systeem zonder zuurstof = anaerobe glycolyse → glucose (koolhydraten)
2. systeem met zuurstof = aeroob systeem → lipiden (vetten) en proteïnen (eiwitten)
- wanneer we veel zuurstof hebben (intensiteit matig): vetten
- wanneer we minder zuurstof hebben (intensiteit neemt toe): koolhydraten
- !! calorische waarde: vetten > koolhydraten
vetten gebruiken?
, - in anaerobe glycolyse, want je vertrekt van glucose of glycogeen (tijdens inspanning)
- in aerobe systeem kan je vertrekken vanuit koolhydraten of vetten (tijdens inspanning worden
geen vetten gebruikt, maar na de inspanning wel want zuurstofschuld ontstaat bij recuperatie,
voorraden aanvullen door vetten te gebruiken)
1. energie wordt in eerste instantie geleverd door het fosfaatsysteem (groen): energie ligt klaar (snel
op)
2. onmiddellijk nieuwe ATP maken, want PC gaat snel op: anaerobe glycolyse systeem (oranje)
3. aerobe systeem (rood) gebruiken waarbij er zuurstof via bloed getransporteerd moet worden tot cel
- dus: hart slaat sneller, ademen neemt toe, transport +++ (op lange termijn)
groen → snelle systeem = ATP-PC systeem
oranje → tussenliggend systeem zonder zuurstof = anaerobe glycolyse systeem
rood → langdurend systeem = oxidatieve, zuurstofsysteem (aërobe systeem)
vb. wedstrijd lopen 150 meter:
1. onmiddellijk energie door ATP creatine fosfaat, want ligt klaar bij het begin (snel op)
2. anaerobe glycolyse (sneller ademen, hartslag neemt toe), genoeg energie leveren
3. onderscheiden van andere deelnemers: harder lopen en meer energie verbruiken dan dat het
zuurstofsysteem de loper kan geven → meer energie dan mogelijk, dus op dat moment zal
anaerobe glycolyse extra energie moeten geven “want harder lopen dan de rest” →
zuurstofsysteem zal blijven werken, maar meer energie nodig dan het kan geven (niet nog
harder ademen, hart niet nog sneller laten ademen) → anaerobe glycolyse gaat lactaat
vormen → lactaat of H+ ionen kunnen niet gebufferd worden → gaat opstapelen in de
spieren → verzuring, waardoor inspanning moet worden stopgezet
zie practica: wanneer kan ik H+ ionen niet meer bufferen? wanneer begin ik te verzuren? wanneer
begint anaerobe glycolyse meer energie te leveren? wanneer begin ik hiervan last te krijgen?
- monitoren → nagaan wanneer dit fenomeen voorkomt
- inplannen bij atleten: gericht trainen op hartslag of weerstand
- drempels terugvinden door te kijken naar lactaatwaarden in het bloed en naar ademhaling
basissen van bio-energetica
- het gaat niet enkel alleen over koolhydraten, eiwitten en vetten
- synthese van ATP vindt plaats in mitochondriën
- mitochondriën zijn gepositioneerd in cellen zoals spiercellen met bepaalde structuur:
- binnenste membraan is gekronkeld → meer oppervlakte, meer kans om ATP te
vormen
- intermembraanruimte
vorming van ATP
, 1. alle positief geladen deeltjes of protonen verplaatsen zich van de matrix naar de
intermembraanruimte (H+ gradiënt opbouwen)
2. influx van positief geladen deeltjes gaat zorgen voor ATP synthase (vorming ATP), dus
vorming binnen mitochondriën (fabriekjes voor ATP)
3. ATP = ADP + Pi
!! belangrijk dat mitochondriën dichtbij de spiercellen aanwezig zijn zodat ATP niet ver moet reizen om
zijn energie te moeten afgeven
spier bestaat uit spiervezels < myofibrillen < sarcomeer < actine en myosine (binding aangaan)
→ myosinekop kan een knik maken waarbij het actine over zich wordt getrokken en sarcomeer over
elkaar gaat schuiven (spier gaat verkorten en zorgen voor beweging in gewricht)
- “knik” wordt gemaakt door ATP → in mitochondriën, dus talrijk aanwezig op strategische
plaatsen om efficiënt hun werk te doen
motor unit = verschillende spiervezels worden bezenuwd door eenzelfde motorische zenuw
- indien signaal in die bepaalde motorische zenuw sterk genoeg is, zullen al die spiervezels die
geïnnerveerd zijn door die bepaalde gaan samentrekken
- hoe sterker het signaal in die bepaalde motorische zenuw, hoe sterker de spiervezels die
bezenuwd zijn door die bepaalde zenuw gaan samentrekken (vb. 5 oog, 700 in biceps)
- hoe meer motorische eenheden, hoe genuanceerder samentrekken (vb. 1500 oog, 700
biceps)
- hoe meer motorische units, hoe grote range of groot spectrum
- hoe minder motorische units, hoe minder variatie
contractie in motorische eenheid hangt af van “is de prikkel die van de motorische zenuw komt, sterk
genoeg?” → eenmaal dat die sterk genoeg is om tot een contractie te lijden, zal de contractie niet nog
sterker worden bij een nog sterkere prikkel
1. prikkel is niet sterk genoeg, geen contractie
2. prikkel wel sterk genoeg, dus contractie
3. prikkel is nog sterker, maar geeft gelijke contractie zoals bij puntje 2
dus de kracht hangt niet af van de sterkte van de prikkel, maar wel
“hoeveel prikkels zijn er sterk genoeg om een motorische eenheid te laten werken?”
“hoeveel motorische eenheden worden er tegelijkertijd geactiveerd?”
neuromusculaire junctie:
- elektrisch signaal in motorische zenuw met myelineschede → komt aan op eindplaat →
elektrisch signaal wordt omgezet in chemisch signaal (vesicles geven neurotransmitter
acetylcholine vrij en komt vrij in de ruimte tussen zenuw en spier) → neurotransmitter bindt op
spiermembraan → door binding gaat ionenpomp activeren → depolarisatie of
spanningsverschil in naburige gebied waardoor Na naar binnen/Ca naar buiten (prikkel
doorgeven) → repolarisatie
- spanningsverschil ontstaat
- elektrische → chemische → elektrische
beoordeling: schriftelijk examen (85%) en portfolio adhv. video’s, opdrachten en werkboek (15%)
→ groepjes per 10 personen
- 9 hoorcolleges
- 4 practica in alternatieve vorm
inhoud portfolio:
1. uitvoeren van cardiopulmonale inspanningstest op de fiets (ergospirometrie)
- wat verandert er in de samenstelling van de ademhalingsgassen?
- wanneer wordt er overgeschakeld van de ene energiesysteem naar de andere?
- wanneer kan er niet meer gebufferd worden?
- wanneer moet de inspanning gestopt worden?
- wat kunnen we hieruit afleiden? → hoe is het gesteld met mijn conditie? tussen welke
zone moet in trainen als ik mijn aerobe conditie wil verbeteren?
2. meten van lactaat (inspanningstest op loopband, bruce protocol)
- hartslag en druppel prikken in oor en vinger om de zoveel tijd → lactaat?
- curve vormen door punten te verbinden met best passende lijn (geen rechte)
- adhv. deze curve kunnen dezelfde vragen als bij puntje 1 beantwoord worden
3. submaximale testen
- meestal deze manier hanteren als kinesitherapeut (in praktijk)
- voordelen en nadelen interpreteren vanuit een rapport → kritisch interpreteren
- soorten: 6 minuten wandeltest, aerobic power index, harvard step test
- zelf eens ervaren of al deze testen effectief submaximaal zijn
4. energie expenditure during rest
- grote hoeveelheid van energie wordt verbruikt in rust → nagaan hoeveel dit is
- rustmetabolisme ⇔ basaal metabolisme
- hoe kan ik dit meten? direct of indirect? hoe kan ik dit berekenen voor algemene
populatie? → wat levert het gemiddelde op? hoe kan je het verschil verklaren? in
grafiek plaatsen in staafdiagram en error bar?
, ENERGIE: bio-energetics (1a)
waar halen we de energie vandaan om ons lichaam te laten werken (spieren gebruiken)?
→ energie komt van de zon
- planten hebben chlorophyll nodig om te kunnen groeien → mensen gaan planten eten of
dieren eten die de planten hebben gegeten → stoffen gebruiken en omzetten in energie
- stoffen zijn macronutriënten: koolhydraten (CHO), eiwitten (proteïnen) en vetten
vb. auto heeft brandstof nodig
vb. mens heeft energie (ADP) nodig: voorraad kan voortdurend verminderen en vernieuwen (voeding)
- energierijke verbindingen maken
- bij beweging gaan we energie verbruiken → nieuwe ATP bijmaken (resynthese)
- werk van mitochondriën: strategisch plaatsen in spiercellen + efficiënt werken
- energie uit voeding halen:
- energie wordt niet direct verbrand, maar wordt gebruikt om energierijke verbindingen
te maken zoals adenosine trifosfaat (gekoppelde reactie)
- ATP (adenosine trifosfaat)
voeding bestaat uit drie macronutriënten:
1. lipiden (E-source)
2. carbohydraten (E-source)
3. proteïnen (building blocks)
gekoppelde reacties: uit voeding haal je macronutriënten → energie vastleggen in de vorm van ATP
→ als een cel energie nodig heeft, dan gaat ATP splitsen → energie komt vrij → energie kan cel
gebruiken om een proces in gang te zetten → contractie van sarcomeren
- zeer snelle manier om energie te leveren: ATP zit in beperkte voorraad klaar in de cel en kan
onmiddelijk aangewend worden → onmiddelijk op, dus snel bijgemaakt worden → bij lange
inspanning moet je een systeem vinden dat langdurig ATP kan maken zonder dat het stilvalt
energierijke fosfaatverbindingen in ATP of creatine-fosfaat (PCr)
- beide zijn in beperkte hoeveelheid aanwezig in de cel
- fosfaatverbinding breken gaat energie vrijgeven
- creatine-fosfaat wordt gesplitst, geeft energie, energie gebruiken om ATP te maken
vb. in de aula gebruik je het aerobe systeem
energetische waarde van vet is hoger (9) dan deze van koolhydraten (4) bij verbranding
→ vetten voor lange inspanning, koolhydraten voor korte inspanning
!! systemen kunnen op hetzelfde moment werken, maar een bepaald systeem zal domineren
macronutriënten: eiwitten (bouwstenen of brandstof), vetten (brandstof), koolhydraten (brandstof)
→ vb. spiercel laten bewegen door ATP: kleine voorraad en creatinefosfaat aanwezig, dus
onmiddellijk starten met nieuwe ATP te maken → op lange termijn energie leveren
1. systeem zonder zuurstof = anaerobe glycolyse → glucose (koolhydraten)
2. systeem met zuurstof = aeroob systeem → lipiden (vetten) en proteïnen (eiwitten)
- wanneer we veel zuurstof hebben (intensiteit matig): vetten
- wanneer we minder zuurstof hebben (intensiteit neemt toe): koolhydraten
- !! calorische waarde: vetten > koolhydraten
vetten gebruiken?
, - in anaerobe glycolyse, want je vertrekt van glucose of glycogeen (tijdens inspanning)
- in aerobe systeem kan je vertrekken vanuit koolhydraten of vetten (tijdens inspanning worden
geen vetten gebruikt, maar na de inspanning wel want zuurstofschuld ontstaat bij recuperatie,
voorraden aanvullen door vetten te gebruiken)
1. energie wordt in eerste instantie geleverd door het fosfaatsysteem (groen): energie ligt klaar (snel
op)
2. onmiddellijk nieuwe ATP maken, want PC gaat snel op: anaerobe glycolyse systeem (oranje)
3. aerobe systeem (rood) gebruiken waarbij er zuurstof via bloed getransporteerd moet worden tot cel
- dus: hart slaat sneller, ademen neemt toe, transport +++ (op lange termijn)
groen → snelle systeem = ATP-PC systeem
oranje → tussenliggend systeem zonder zuurstof = anaerobe glycolyse systeem
rood → langdurend systeem = oxidatieve, zuurstofsysteem (aërobe systeem)
vb. wedstrijd lopen 150 meter:
1. onmiddellijk energie door ATP creatine fosfaat, want ligt klaar bij het begin (snel op)
2. anaerobe glycolyse (sneller ademen, hartslag neemt toe), genoeg energie leveren
3. onderscheiden van andere deelnemers: harder lopen en meer energie verbruiken dan dat het
zuurstofsysteem de loper kan geven → meer energie dan mogelijk, dus op dat moment zal
anaerobe glycolyse extra energie moeten geven “want harder lopen dan de rest” →
zuurstofsysteem zal blijven werken, maar meer energie nodig dan het kan geven (niet nog
harder ademen, hart niet nog sneller laten ademen) → anaerobe glycolyse gaat lactaat
vormen → lactaat of H+ ionen kunnen niet gebufferd worden → gaat opstapelen in de
spieren → verzuring, waardoor inspanning moet worden stopgezet
zie practica: wanneer kan ik H+ ionen niet meer bufferen? wanneer begin ik te verzuren? wanneer
begint anaerobe glycolyse meer energie te leveren? wanneer begin ik hiervan last te krijgen?
- monitoren → nagaan wanneer dit fenomeen voorkomt
- inplannen bij atleten: gericht trainen op hartslag of weerstand
- drempels terugvinden door te kijken naar lactaatwaarden in het bloed en naar ademhaling
basissen van bio-energetica
- het gaat niet enkel alleen over koolhydraten, eiwitten en vetten
- synthese van ATP vindt plaats in mitochondriën
- mitochondriën zijn gepositioneerd in cellen zoals spiercellen met bepaalde structuur:
- binnenste membraan is gekronkeld → meer oppervlakte, meer kans om ATP te
vormen
- intermembraanruimte
vorming van ATP
, 1. alle positief geladen deeltjes of protonen verplaatsen zich van de matrix naar de
intermembraanruimte (H+ gradiënt opbouwen)
2. influx van positief geladen deeltjes gaat zorgen voor ATP synthase (vorming ATP), dus
vorming binnen mitochondriën (fabriekjes voor ATP)
3. ATP = ADP + Pi
!! belangrijk dat mitochondriën dichtbij de spiercellen aanwezig zijn zodat ATP niet ver moet reizen om
zijn energie te moeten afgeven
spier bestaat uit spiervezels < myofibrillen < sarcomeer < actine en myosine (binding aangaan)
→ myosinekop kan een knik maken waarbij het actine over zich wordt getrokken en sarcomeer over
elkaar gaat schuiven (spier gaat verkorten en zorgen voor beweging in gewricht)
- “knik” wordt gemaakt door ATP → in mitochondriën, dus talrijk aanwezig op strategische
plaatsen om efficiënt hun werk te doen
motor unit = verschillende spiervezels worden bezenuwd door eenzelfde motorische zenuw
- indien signaal in die bepaalde motorische zenuw sterk genoeg is, zullen al die spiervezels die
geïnnerveerd zijn door die bepaalde gaan samentrekken
- hoe sterker het signaal in die bepaalde motorische zenuw, hoe sterker de spiervezels die
bezenuwd zijn door die bepaalde zenuw gaan samentrekken (vb. 5 oog, 700 in biceps)
- hoe meer motorische eenheden, hoe genuanceerder samentrekken (vb. 1500 oog, 700
biceps)
- hoe meer motorische units, hoe grote range of groot spectrum
- hoe minder motorische units, hoe minder variatie
contractie in motorische eenheid hangt af van “is de prikkel die van de motorische zenuw komt, sterk
genoeg?” → eenmaal dat die sterk genoeg is om tot een contractie te lijden, zal de contractie niet nog
sterker worden bij een nog sterkere prikkel
1. prikkel is niet sterk genoeg, geen contractie
2. prikkel wel sterk genoeg, dus contractie
3. prikkel is nog sterker, maar geeft gelijke contractie zoals bij puntje 2
dus de kracht hangt niet af van de sterkte van de prikkel, maar wel
“hoeveel prikkels zijn er sterk genoeg om een motorische eenheid te laten werken?”
“hoeveel motorische eenheden worden er tegelijkertijd geactiveerd?”
neuromusculaire junctie:
- elektrisch signaal in motorische zenuw met myelineschede → komt aan op eindplaat →
elektrisch signaal wordt omgezet in chemisch signaal (vesicles geven neurotransmitter
acetylcholine vrij en komt vrij in de ruimte tussen zenuw en spier) → neurotransmitter bindt op
spiermembraan → door binding gaat ionenpomp activeren → depolarisatie of
spanningsverschil in naburige gebied waardoor Na naar binnen/Ca naar buiten (prikkel
doorgeven) → repolarisatie
- spanningsverschil ontstaat
- elektrische → chemische → elektrische
