Universiteit Utrecht
Departement Farmaceutische
Wetenschappen
Fa-380 Bachelorwerkstuk
Het effect van
eiwitsupplementen op
krachttraining
A.E.Suwandi
April 2012
, Het effect van eiwittensupplementen op krachttraining
INHOUD
pag.
INLEIDING 4
1. SKELETSPIEREN: ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
1.2. Spier structuur en functie 5
1.3. Spier contractie 7
1.4. Soorten contracties 9
Samenvatting 10
2. DE ENERGIEBRONNEN VOOR SPIERCONTRACTIE
2.1. Energiebronnen 11
2.2. Spiervermoeidheid 14
Samenvatting 16
3. DE INVLOED VAN KRACHTTRAINING:FYSIOLOGISCHE AANPASSINGEN
3.1. Typen spiervezels 17
3.2. Hypertrofie 20
3.3. Spiervezels en hypertrofie 23
3.4. Hyperplasie 25
3.5. Neurologische aanpassingen 26
Samenvatting 28
4. KRACHTTRAINING
4.1. De één repetitie maximum 29
4.2. Kracht training en snelheid 29
4.3. Periodisatie 30
4.4. Rust periodes 30
Samenvatting 32
5. HORMONALE RESPONSEN
5.1. Testosteron 33
5.2. Human Growth Hormone (hGH) 34
5.3. Insuline like growth factor-1 (IGF-1) 35
5.4. Insuline 35
5.5. Hormonale regulatie bij voeding 36
Samenvatting 37
2
April 2012
, Het effect van eiwittensupplementen op krachttraining
pag.
6. EIWITTEN
6.1. De inductie van krachttraining op het eiwit metabolisme 38
6.2. De dagelijkse eiwitbehoefte 39
6.3. Eiwitten in voeding 40
6.4. Gecombineerde inname van aminozuren en koolhydraten 42
Samenvatting 44
7. EIWITSUPPLEMENTEN
7.1. AIS Sports Supplement Program 45
7.2. Whey, caseïne en soja 47
7.3. β-alanine 54
7.4. β-hydroxy- β-methylbutyraat (HMB) 55
Samenvatting 59
Discussie 62
Samenvatting 64
Conclusie 67
Lijst met begrippen 68
Literatuur 70
3
April 2012
, Het effect van eiwittensupplementen op krachttraining
Inleiding
Skeletspieren bestaan voornamelijk uit eiwitten, het lijkt dus logisch dat een hoge inname van eiwitten nodig is
voor de opbouw van spieren. Dat dit geen nieuwe opvatting is, blijkt uit verschillende aanwijzingen die
gevonden zijn, waaruit naar voren kwam dat sporters in de Griekse oudheid grote hoeveelheden vlees
consumeren voor een maximale krachtprestatie. Tegenwoordig worden eiwitsupplementen door
krachtsporters gebruikt ter aanvulling van de eiwit inname uit de dagelijkse voeding. Door de vaak
motiverende claims over eiwitsupplementen in veel sportscholen, tijdschriften, winkels en op internet zijn
eiwitsupplementen zeer populair geworden onder krachtsporters.
Zelf sta ik vrij sceptisch tegenover eiwitsupplementen, omdat ik geen duidelijk effect merkte bij het gebruik
ervan. Het doel van deze scriptie is dan ook om met behulp van wetenschappelijke studies antwoord te geven
op de hoofdvraag: Wat is het effect van eiwitsupplementen op krachttraining en spiergroei?
Deze vraag wordt door middel van deelvragen ondersteund:
Welke eiwitsupplementen worden wel door wetenschappelijke studies ondersteund en welke niet?
Zijn ze veilig?
Welke factoren zijn belangrijk voor een optimale eiwitopname bij krachttraining?
Zijn er alternatieven voor eiwitsupplementen?
Daarnaast zal ik de anatomie van de skeletspieren behandelen en tevens de fysiologische veranderingen die
optreden als gevolg van krachttraining, zoals hypertrofie, neurale en hormonale veranderingen. Dit is
belangrijk om de potentiële werking van verschillende eiwitsupplementen beter te begrijpen.
4
April 2012
, Het effect van eiwittensupplementen op krachttraining
1. SKELETSPIEREN: ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
In dit hoofdstuk zal ik 2 onderwerpen bespreken die ten grondslag liggen aan de fysiologie van krachttraining
namelijk: de anatomie van de skeletspieren en het werkingsmechanisme achter spiercontracties.
1.1. Spieranatomie en functie
Opbouw skeletspier
Skeletspieren bestaan uit spiervezelcellen omringd door bindweefsel, bloedvaten en zenuwen. Een spiervezel
is een lange cilinder vormige cel, die meerdere cel kernen bevat gelegen rondom de periferieën van de vezels.
Spiervezels ontstaan uit myoblast cellen. Deze cellen bevatten meerdere celkernen, door fusie van
verschillende myoblast precursor cellen. Daarnaast zijn myoblast cellen in staat om d.m.v. fusie beschadigde
spiercellen te herstellen. 1-2
Het sarcolemma is het plasma membraan van een spiervezel, dat is omringd door 2 lagen bindweefsel. De
external lamina is de eerste laag, die vooral bestaat uit collageen vezels. Deze laag is zo dun dat het onder een
microscoop niet te onderscheiden is van de sarcolemma. De dikkere 2e laag wordt het endomysium genoemd.1-
2
Een bundel spiervezels vormt samen een spier fasciculus, die is omringd door het perimysium, een stevige
bindweefsel laag. Een spier bestaat uit een groep fasciculi omringd door een 3e bindweefsel laag, het
epimysium. Dit bindweefsel is opgebouwd uit een compacte collageen structuur, die de hele buitenzijde van de
spier bedekt.1-2
1
Fig.1 Opbouw skeletspier.
5
April 2012
, Het effect van eiwittensupplementen op krachttraining
Actine en myosine filamenten
De celkernen van een spiervezel bevinden zich in de sarcolemma, terwijl organellen zoals de mitochondriën
zich tussen de myofibrillen bevinden. Een myofibril heeft de structuur van een draad en heeft een diameter
van 1-3μm. De belangrijkste componenten van een myofibril zijn de 2 type myofilamenten: actine en myosine.
Actine myofilamenten hebben een diameter van 8nm en een lengte van 1000 nm. Bij de myosine
myofilamenten is dit 12 nm en 1800 nm. 1-2
Een actine filament bestaat uit, tropomyosine en troponine moleculen en 2 fibrous actin (F actine) strengen,
die samen een dubbele helix vormen. Elke F actine streng bestaat uit ongeveer 200 globular actin (G actin)
monomeren, die elk een actieve site hebben, waar een myosine molecuul aan kan binden. De tropomyosine
moleculen zitten rondom de F actinen en kunnen elk 7 G actine sites bedekken. Troponine moleculen bestaan
uit 3 subunits, waar een actine, een tropomyosine en een Ca2+ aan kan binden. Myosine filamenten bestaan uit
2 heavy myosine ketens, die samen de rod portion vormen met als uiteinde 2 myosinekoppen.1-2
Actine en myosine filamenten vormen samen een sarcomeer. Een keten van sarcomeren vormen een
myofibril. Een sarcomeer wordt begrensd door 2 Z-lijnen aan elk uiteinde, het verbindt 2 actine filamenten met
elkaar. Een Z-lijn bestaat uit een netwerk eiwitten in een zigzag vorm.
De I band is het gedeelte tussen het einde van 2 myosine moleculen aan elke kant van de Z-lijn. De A-band
wordt gevormd door de myosine filamenten binnen een sarcomeer. De H-zone is het gedeelte tussen het einde
van de actine filamenten binnen een sarcomeer. De M-lijn is in het midden van de H zone en houdt de actine
filamenten op zijn plaats.1-2
Fig.1.2
a. Elektronen microscoop foto van een spiervezel met de verschillende sarcomeren.
b. Ordening van een sarcomeer in verschillende banden.
1
c. Dwars doorsnede van de sarcomeren.
6
April 2012
Departement Farmaceutische
Wetenschappen
Fa-380 Bachelorwerkstuk
Het effect van
eiwitsupplementen op
krachttraining
A.E.Suwandi
April 2012
, Het effect van eiwittensupplementen op krachttraining
INHOUD
pag.
INLEIDING 4
1. SKELETSPIEREN: ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
1.2. Spier structuur en functie 5
1.3. Spier contractie 7
1.4. Soorten contracties 9
Samenvatting 10
2. DE ENERGIEBRONNEN VOOR SPIERCONTRACTIE
2.1. Energiebronnen 11
2.2. Spiervermoeidheid 14
Samenvatting 16
3. DE INVLOED VAN KRACHTTRAINING:FYSIOLOGISCHE AANPASSINGEN
3.1. Typen spiervezels 17
3.2. Hypertrofie 20
3.3. Spiervezels en hypertrofie 23
3.4. Hyperplasie 25
3.5. Neurologische aanpassingen 26
Samenvatting 28
4. KRACHTTRAINING
4.1. De één repetitie maximum 29
4.2. Kracht training en snelheid 29
4.3. Periodisatie 30
4.4. Rust periodes 30
Samenvatting 32
5. HORMONALE RESPONSEN
5.1. Testosteron 33
5.2. Human Growth Hormone (hGH) 34
5.3. Insuline like growth factor-1 (IGF-1) 35
5.4. Insuline 35
5.5. Hormonale regulatie bij voeding 36
Samenvatting 37
2
April 2012
, Het effect van eiwittensupplementen op krachttraining
pag.
6. EIWITTEN
6.1. De inductie van krachttraining op het eiwit metabolisme 38
6.2. De dagelijkse eiwitbehoefte 39
6.3. Eiwitten in voeding 40
6.4. Gecombineerde inname van aminozuren en koolhydraten 42
Samenvatting 44
7. EIWITSUPPLEMENTEN
7.1. AIS Sports Supplement Program 45
7.2. Whey, caseïne en soja 47
7.3. β-alanine 54
7.4. β-hydroxy- β-methylbutyraat (HMB) 55
Samenvatting 59
Discussie 62
Samenvatting 64
Conclusie 67
Lijst met begrippen 68
Literatuur 70
3
April 2012
, Het effect van eiwittensupplementen op krachttraining
Inleiding
Skeletspieren bestaan voornamelijk uit eiwitten, het lijkt dus logisch dat een hoge inname van eiwitten nodig is
voor de opbouw van spieren. Dat dit geen nieuwe opvatting is, blijkt uit verschillende aanwijzingen die
gevonden zijn, waaruit naar voren kwam dat sporters in de Griekse oudheid grote hoeveelheden vlees
consumeren voor een maximale krachtprestatie. Tegenwoordig worden eiwitsupplementen door
krachtsporters gebruikt ter aanvulling van de eiwit inname uit de dagelijkse voeding. Door de vaak
motiverende claims over eiwitsupplementen in veel sportscholen, tijdschriften, winkels en op internet zijn
eiwitsupplementen zeer populair geworden onder krachtsporters.
Zelf sta ik vrij sceptisch tegenover eiwitsupplementen, omdat ik geen duidelijk effect merkte bij het gebruik
ervan. Het doel van deze scriptie is dan ook om met behulp van wetenschappelijke studies antwoord te geven
op de hoofdvraag: Wat is het effect van eiwitsupplementen op krachttraining en spiergroei?
Deze vraag wordt door middel van deelvragen ondersteund:
Welke eiwitsupplementen worden wel door wetenschappelijke studies ondersteund en welke niet?
Zijn ze veilig?
Welke factoren zijn belangrijk voor een optimale eiwitopname bij krachttraining?
Zijn er alternatieven voor eiwitsupplementen?
Daarnaast zal ik de anatomie van de skeletspieren behandelen en tevens de fysiologische veranderingen die
optreden als gevolg van krachttraining, zoals hypertrofie, neurale en hormonale veranderingen. Dit is
belangrijk om de potentiële werking van verschillende eiwitsupplementen beter te begrijpen.
4
April 2012
, Het effect van eiwittensupplementen op krachttraining
1. SKELETSPIEREN: ANATOMIE EN FYSIOLOGIE
In dit hoofdstuk zal ik 2 onderwerpen bespreken die ten grondslag liggen aan de fysiologie van krachttraining
namelijk: de anatomie van de skeletspieren en het werkingsmechanisme achter spiercontracties.
1.1. Spieranatomie en functie
Opbouw skeletspier
Skeletspieren bestaan uit spiervezelcellen omringd door bindweefsel, bloedvaten en zenuwen. Een spiervezel
is een lange cilinder vormige cel, die meerdere cel kernen bevat gelegen rondom de periferieën van de vezels.
Spiervezels ontstaan uit myoblast cellen. Deze cellen bevatten meerdere celkernen, door fusie van
verschillende myoblast precursor cellen. Daarnaast zijn myoblast cellen in staat om d.m.v. fusie beschadigde
spiercellen te herstellen. 1-2
Het sarcolemma is het plasma membraan van een spiervezel, dat is omringd door 2 lagen bindweefsel. De
external lamina is de eerste laag, die vooral bestaat uit collageen vezels. Deze laag is zo dun dat het onder een
microscoop niet te onderscheiden is van de sarcolemma. De dikkere 2e laag wordt het endomysium genoemd.1-
2
Een bundel spiervezels vormt samen een spier fasciculus, die is omringd door het perimysium, een stevige
bindweefsel laag. Een spier bestaat uit een groep fasciculi omringd door een 3e bindweefsel laag, het
epimysium. Dit bindweefsel is opgebouwd uit een compacte collageen structuur, die de hele buitenzijde van de
spier bedekt.1-2
1
Fig.1 Opbouw skeletspier.
5
April 2012
, Het effect van eiwittensupplementen op krachttraining
Actine en myosine filamenten
De celkernen van een spiervezel bevinden zich in de sarcolemma, terwijl organellen zoals de mitochondriën
zich tussen de myofibrillen bevinden. Een myofibril heeft de structuur van een draad en heeft een diameter
van 1-3μm. De belangrijkste componenten van een myofibril zijn de 2 type myofilamenten: actine en myosine.
Actine myofilamenten hebben een diameter van 8nm en een lengte van 1000 nm. Bij de myosine
myofilamenten is dit 12 nm en 1800 nm. 1-2
Een actine filament bestaat uit, tropomyosine en troponine moleculen en 2 fibrous actin (F actine) strengen,
die samen een dubbele helix vormen. Elke F actine streng bestaat uit ongeveer 200 globular actin (G actin)
monomeren, die elk een actieve site hebben, waar een myosine molecuul aan kan binden. De tropomyosine
moleculen zitten rondom de F actinen en kunnen elk 7 G actine sites bedekken. Troponine moleculen bestaan
uit 3 subunits, waar een actine, een tropomyosine en een Ca2+ aan kan binden. Myosine filamenten bestaan uit
2 heavy myosine ketens, die samen de rod portion vormen met als uiteinde 2 myosinekoppen.1-2
Actine en myosine filamenten vormen samen een sarcomeer. Een keten van sarcomeren vormen een
myofibril. Een sarcomeer wordt begrensd door 2 Z-lijnen aan elk uiteinde, het verbindt 2 actine filamenten met
elkaar. Een Z-lijn bestaat uit een netwerk eiwitten in een zigzag vorm.
De I band is het gedeelte tussen het einde van 2 myosine moleculen aan elke kant van de Z-lijn. De A-band
wordt gevormd door de myosine filamenten binnen een sarcomeer. De H-zone is het gedeelte tussen het einde
van de actine filamenten binnen een sarcomeer. De M-lijn is in het midden van de H zone en houdt de actine
filamenten op zijn plaats.1-2
Fig.1.2
a. Elektronen microscoop foto van een spiervezel met de verschillende sarcomeren.
b. Ordening van een sarcomeer in verschillende banden.
1
c. Dwars doorsnede van de sarcomeren.
6
April 2012
