Inspanningsfysiologie
Vakinformatie
ð Lesopnames 2 weken ter beschikking na les
ð Moeilijke theorievragen op examen!
ð Kennen: slides + mondelinge bespreking van les
ð Buisvak
ð Meerkeuzevragen
ð Slides kennen à Vragen letterlijk uit slides!
,Les 1: Biochemie van energieleverende processen en substraten deel 1
Kernpunten
Energiemetabolisme en substraatselectie tijdens inspanning
- Basis van spierstructuur, depolarisatie en crossbridge cycling
- ATP: energie-opslag vs. energiecarrier
- Energiesystemen voor resynthese van ATP:
o PCr, anaërobe glycolyse, aërobe glycolyse, Krebscyclus en oxidatieve fosforylering
- Verschillende energiesystemen: vermogen, capaciteit en energiebijdrage
- PCr systeem: opslag, depletie/repletie, PCr-shuttle
- Koolhydraten: opslag en uitputting + verband met trainingsprestaties
Termen:
- Sarcomeer, T-tubuli, sarcoplasmatisch reticulum, sliding filament theory
- ATP, Cr, PCr, PCr shuttle - Anaerobe en aerobe glycolyse, pyruvaat, melkzuur, AcetylCoA
- Glycogeen, glycogenese, glycogenolyse, gluconeogenese
- Enzymes: myosine ATPase, myoadenylate deaminase, creatine kinase, fosforylase, hexokinase,
fosfofructokinase, lactaat dehydrogenase, pyruvaat dehydrogenase
Structuur van een spier
Spier → Bundel → Vezel → Myofibril → Sarcomeer
- Spierbundel bevat 20-80 spiervezels
- Sarcomeer bevat myosine (dikke filamenten) actine (dunne filamenten)
Epimysium → Perimysium → Endomysium → Sarcolemma
- Epimysium = bindweefsel rondom spier
- Perimysium = bindweefsel rondom spierbundels
- Endomysium = bindweefsel rondom spiervezels
- Sarcolemma = membraan van spiercel (fosfolipiden dubbellaag)
Sarcomeer: Spiervezel:
SR: gewikkeld rondom elke myofibril
T-tubuli: komt vanuit sarcolemma
,T-tubuli:
- Tunnel van het sarcolemma om dieper in spiervezel te geraken naar alle myofibrillen
- Verwikkeld rond elke myofibril, in contact met het SR
- Voortzetting van de elektrochemische depolarisatiegolf van het sarcolemma naar het SR à Ca2+
vrijgave in de cel zet sarcomeercontractie in gang
Sarcoplasmatisch reticulum (SR):
- Verwikkeld rond elke myofibril à biedt structurele integriteit aan de cel (stabiliteit voor myofibril)
- Ca2+ opslagplaats à tijdens spierrelaxatie wordt Ca2+ terug gepompt in het SR, hiervoor is ATP nodig
(actief transport)
- Rest: [Ca2+] is hoger in het SR dan in het sarcoplasma (= cytoplasma)
Depolarisatie van motorische eindplaat → Sarcolemma → T-tubuli → SR
Neuromusculaire junctie: tussen motorische zenuw en spiervezel (motorneuron prikkelt spiervezel met Ach)
1 Zenuwimpuls bereikt axon terminal
2 Afgifte acetylcholine, Ach bindt aan motorische eindplaat
3 Activering acetylcholine receptoren → Ach-receptoren worden ionenkanalen
4 K+ uit spiercel, maar nog meer Na+ in en ook Na+ komt naar buiten en Ca2+ gaat beetje naar buiten
5 Verandering in membraanpotentiaal: binnenkant van de spiercel wordt tijdelijk positief geladen
6 Ontstaan actiepotentiaal
7 Voortdurende voortplanting van de actiepotentiaal langs sarcolemma en langs de T-Tubuli
8 Ca2+ afgifte uit SR
9 Ca2+ bindt aan troponine → blootleggen myosine-bindingsplaats op actine → cross-bridge cycling
Sliding filament theory
Cross bridge vorming:
1 Ca2+ instroom in sarcoplasma (vanuit SR)
2 Ca2+ bindt aan troponine
3 Troponine verandert van vorm
4 Geactiveerde myosinekop bindt aan actine
Activering van myosinekop:
1 ATP bindt myosine
2 ATP-hydrolyse → 'cocked' (hangende) positie
Crossbridge cycle:
1 Myosine bindt aan actine (vrijkomen van Pi)
2 Power stroke (afgifte ADP) --> krachtslag
3 Myosine maakt zich los van actine (ATP-binding)
4 Reactivering van myosinekop
Energie voor spiercontracties: ATP hydrolyse
Hier alle plaatsen waar E/ATP nodig is in de spiervezel
SERCA en Natrium-kaliumpomp vragen ATP!!!
In sarcomeer: chemische energie wordt omgezet tot
mechanische energie
, ATP-hydrolyse: 3 fosfaatgroepen met hoogenergetische bindingen, als
deze gesplitst worden (hydrolyse) komt er heel wat energie vrij à
hydrolyse oiv myosine ATPase
Opbouw: ribose + adenine = adenosine => + 3 fosfaatgroepen = APT
ð Fosfaatgroep wordt afgesplitst (Pi = inorganische fosfaat op zijn eigen)
ð Vrijzetting van energie + vrijzetten van proton
ð Dus hydrolyse zorgt voor verzuring van binnenkant van spiercellen
ð ADP kan indien nodig nog een Pi groep afsplitsen, zo ontstaat vorming tot AMP
ð Opnieuw proton + energie hierbij vrijzetten
ATP-systeem: energieopslag of energiecarrier?
Is ATP een geschikt molecule om te dienen als reserve van energie in ons lichaam? Nee
ð Voorraad van ATP in lichaam is niet trainbaar (gelijke ATP-voorraad bij atleten en sedentairen)
ð Voorraad van ATP is gelijk bij mannen en vrouwen
ð 5-6 mmol ATP/kg spier (= niet zo’n grote voorraad)
ð Bij sprinten zouden we nooit puur ATP verbruiken als energie, anders zou deze op zijn binnen # sec
Stijging intensiteit = stijging verbruik van ATP
ATP is meer een energiecarrier dan een energievoorraad: want veel te
zwaar anders à ATP voorraad moet dus continu heropgebouwd worden
Continue en onmiddellijke ATP hersynthese vereist
OEF:
In dit vb. Zou er 16kg ATP zijn afgebroken en
opgebouwd doorheen de wedstrijd
Energiesystemen en substraten voor resynthese/hersynthese van ATP
Verschillende energiesystemen:
1 Creatinefosfaatsysteem
Vakinformatie
ð Lesopnames 2 weken ter beschikking na les
ð Moeilijke theorievragen op examen!
ð Kennen: slides + mondelinge bespreking van les
ð Buisvak
ð Meerkeuzevragen
ð Slides kennen à Vragen letterlijk uit slides!
,Les 1: Biochemie van energieleverende processen en substraten deel 1
Kernpunten
Energiemetabolisme en substraatselectie tijdens inspanning
- Basis van spierstructuur, depolarisatie en crossbridge cycling
- ATP: energie-opslag vs. energiecarrier
- Energiesystemen voor resynthese van ATP:
o PCr, anaërobe glycolyse, aërobe glycolyse, Krebscyclus en oxidatieve fosforylering
- Verschillende energiesystemen: vermogen, capaciteit en energiebijdrage
- PCr systeem: opslag, depletie/repletie, PCr-shuttle
- Koolhydraten: opslag en uitputting + verband met trainingsprestaties
Termen:
- Sarcomeer, T-tubuli, sarcoplasmatisch reticulum, sliding filament theory
- ATP, Cr, PCr, PCr shuttle - Anaerobe en aerobe glycolyse, pyruvaat, melkzuur, AcetylCoA
- Glycogeen, glycogenese, glycogenolyse, gluconeogenese
- Enzymes: myosine ATPase, myoadenylate deaminase, creatine kinase, fosforylase, hexokinase,
fosfofructokinase, lactaat dehydrogenase, pyruvaat dehydrogenase
Structuur van een spier
Spier → Bundel → Vezel → Myofibril → Sarcomeer
- Spierbundel bevat 20-80 spiervezels
- Sarcomeer bevat myosine (dikke filamenten) actine (dunne filamenten)
Epimysium → Perimysium → Endomysium → Sarcolemma
- Epimysium = bindweefsel rondom spier
- Perimysium = bindweefsel rondom spierbundels
- Endomysium = bindweefsel rondom spiervezels
- Sarcolemma = membraan van spiercel (fosfolipiden dubbellaag)
Sarcomeer: Spiervezel:
SR: gewikkeld rondom elke myofibril
T-tubuli: komt vanuit sarcolemma
,T-tubuli:
- Tunnel van het sarcolemma om dieper in spiervezel te geraken naar alle myofibrillen
- Verwikkeld rond elke myofibril, in contact met het SR
- Voortzetting van de elektrochemische depolarisatiegolf van het sarcolemma naar het SR à Ca2+
vrijgave in de cel zet sarcomeercontractie in gang
Sarcoplasmatisch reticulum (SR):
- Verwikkeld rond elke myofibril à biedt structurele integriteit aan de cel (stabiliteit voor myofibril)
- Ca2+ opslagplaats à tijdens spierrelaxatie wordt Ca2+ terug gepompt in het SR, hiervoor is ATP nodig
(actief transport)
- Rest: [Ca2+] is hoger in het SR dan in het sarcoplasma (= cytoplasma)
Depolarisatie van motorische eindplaat → Sarcolemma → T-tubuli → SR
Neuromusculaire junctie: tussen motorische zenuw en spiervezel (motorneuron prikkelt spiervezel met Ach)
1 Zenuwimpuls bereikt axon terminal
2 Afgifte acetylcholine, Ach bindt aan motorische eindplaat
3 Activering acetylcholine receptoren → Ach-receptoren worden ionenkanalen
4 K+ uit spiercel, maar nog meer Na+ in en ook Na+ komt naar buiten en Ca2+ gaat beetje naar buiten
5 Verandering in membraanpotentiaal: binnenkant van de spiercel wordt tijdelijk positief geladen
6 Ontstaan actiepotentiaal
7 Voortdurende voortplanting van de actiepotentiaal langs sarcolemma en langs de T-Tubuli
8 Ca2+ afgifte uit SR
9 Ca2+ bindt aan troponine → blootleggen myosine-bindingsplaats op actine → cross-bridge cycling
Sliding filament theory
Cross bridge vorming:
1 Ca2+ instroom in sarcoplasma (vanuit SR)
2 Ca2+ bindt aan troponine
3 Troponine verandert van vorm
4 Geactiveerde myosinekop bindt aan actine
Activering van myosinekop:
1 ATP bindt myosine
2 ATP-hydrolyse → 'cocked' (hangende) positie
Crossbridge cycle:
1 Myosine bindt aan actine (vrijkomen van Pi)
2 Power stroke (afgifte ADP) --> krachtslag
3 Myosine maakt zich los van actine (ATP-binding)
4 Reactivering van myosinekop
Energie voor spiercontracties: ATP hydrolyse
Hier alle plaatsen waar E/ATP nodig is in de spiervezel
SERCA en Natrium-kaliumpomp vragen ATP!!!
In sarcomeer: chemische energie wordt omgezet tot
mechanische energie
, ATP-hydrolyse: 3 fosfaatgroepen met hoogenergetische bindingen, als
deze gesplitst worden (hydrolyse) komt er heel wat energie vrij à
hydrolyse oiv myosine ATPase
Opbouw: ribose + adenine = adenosine => + 3 fosfaatgroepen = APT
ð Fosfaatgroep wordt afgesplitst (Pi = inorganische fosfaat op zijn eigen)
ð Vrijzetting van energie + vrijzetten van proton
ð Dus hydrolyse zorgt voor verzuring van binnenkant van spiercellen
ð ADP kan indien nodig nog een Pi groep afsplitsen, zo ontstaat vorming tot AMP
ð Opnieuw proton + energie hierbij vrijzetten
ATP-systeem: energieopslag of energiecarrier?
Is ATP een geschikt molecule om te dienen als reserve van energie in ons lichaam? Nee
ð Voorraad van ATP in lichaam is niet trainbaar (gelijke ATP-voorraad bij atleten en sedentairen)
ð Voorraad van ATP is gelijk bij mannen en vrouwen
ð 5-6 mmol ATP/kg spier (= niet zo’n grote voorraad)
ð Bij sprinten zouden we nooit puur ATP verbruiken als energie, anders zou deze op zijn binnen # sec
Stijging intensiteit = stijging verbruik van ATP
ATP is meer een energiecarrier dan een energievoorraad: want veel te
zwaar anders à ATP voorraad moet dus continu heropgebouwd worden
Continue en onmiddellijke ATP hersynthese vereist
OEF:
In dit vb. Zou er 16kg ATP zijn afgebroken en
opgebouwd doorheen de wedstrijd
Energiesystemen en substraten voor resynthese/hersynthese van ATP
Verschillende energiesystemen:
1 Creatinefosfaatsysteem
