Inspanningsfysiologie
Inleiding
Historische mijlpalen
Claudius Galenus – 2de eeuw na Christus
- Arts – Fysioloog – Anatomie
- Nog niet veel inzicht over hoe fysiologie eruit zag, wist wel dat bewegen gezond was (wetten van gezondheid)
- Beschreef consequenties van sedentair gedrag en belang van beweging voor gezondheid
Wetten van gezondheid:
- Adem frisse lucht in
- Eet de juiste voeding
- Drink de juiste dranken
- Beweeg
- Zorg voor voldoende slaap
- Heb een dagelijkse stoelgang
- Beheers je emoties
Andreas Vesalius – 16de eeuw na Christus
- Grondlegger anatomie → beschrijven wat hij zag, nog niet inschatten wat zaken deden
- Beperkte fysiologie
- Beweging in de spieren werd bvb gedacht afhankelijk te zijn van de pezen en niet plaats te vinden in de spieren zelf
→ dacht ook dat spier 1 iets was (verandert door Antoni)
Antoni van Leeuwenhoek – 17de eeuw na Christus (lakenhandelaar → naar kwaliteit van lakens kijken)
- Microscoop – individuele vezels in spieren (nog geen idee van actine en myosine)
1793: Geschrift van A. Séguin en A.L. Lavoisier
→ Spieractiviteit en zuurstofopname in rust (24 L O2/uur) en herhaaldelijk tillen van een gewicht van 7.3 kg voor 15 minuten (63
L O2/uur)
→ dacht dat zuurstof allemaal gebruikt werd thv longen (nog geen idee dat het naar spieren gaat)
1920: A. Krogh’s Nobelprijs geneeskunde
→ Over regeling van de zuurstoftoevoer in spieren via capillairen
→ Bloedvaten in spieren gaan uitzetten en zorgt ervoor dat meer zuurstof naar spieren gaat
→ Zuurstof werd in zak gemeten
1921: A.V. Hill
→ Nobelprijs geneeskunde voor zijn bevindingen over productie van warmte in de spier en energiemetabolisme
1931: F.A. Bainbridge
→ Eerste wetenschappelijke tekst over Inspanningsfysiologie
1927: “Amerikaanse invloed”
→ Harvard Fatigue Laboratorium (HFL)
→ Werd onderzocht wat er met mens gebeurde in warmte en koude (omgeving)
→ Opgericht door biochemicus L.J. Henderson en tot aan de sluiting in 1947 geleid door D.B. Dill.
→ Het HFL leidde bijna alle prominente inspanningsfysiologen van de jaren vijftig en zestig op.
→ Contact tussen D.B. Dill en A. Krogh: uitwisseling van fysiologen die leidde tot de Scandinavische invloed
1
,Na 1950: “Scandinavische invloed”
→ Belangrijk onderzoek van de laatste 35 jaar kwam tot stand door samenwerkingsverbanden tussen Amerikaanse en
Scandinavische inspanningsfysiologen.
Bronnen om informatie te krijgen:
1930: Cardiovasculaire en respiratoire inspanningsfysiologie
- Hartslag meten
- Zuurstof meten → adhv Douglas zakken: 1 min inademen → wordt geanalyseerd welke stoffen daarin aanwezig zijn
→ Toen veel inzicht in concrete waarden (meer inzichten toen)
→ Nu ook belangrijk om te kunnen inschatten of waarden correct zijn
1960: Bergstrom: biopsytechniek → inzicht in de spier
→ Biochemische inspanningsfysiologie
→ Naald om stuk spier weg te nemen
→ Zien welke enzymen, pathways, afvalproducten, … er in een spier zijn
~ 600.000 fibers in a human vastus lateralis
→ Klein biopt kan niet representatief zijn
1995: Moleculaire inspanningsfysiologie (F. Booth en K. Baldwin)
Inspanningsfysiologie in de 21ste eeuw
Personalised exercise prescription
- Mechanismen hoe inspanning effecten teweeg brengt op cellulair niveau
- Optimale dosis voor verschillende klinische populaties
- Toevoegen van beweging aan behandelplan
→ Moeten we zwemmen tegen osteoporose?: beter krachttraining want prikkel aan botten geven
De ‘Omics’ revolutie
- Genomics – hoe beïnvloeden genen de impact van inspanning op prestatie/gezondheid
- Transcriptomics – begrijpen van veranderingen in expressie van genen door inspanning
- Proteomics – Adapaties na inspanning op niveau van proteïnes
- Metabolomics – Aanpassingen op het niveau van metabolieten
- Epigenetica – verandering in expressie van genen, zonder aanpassingen in de genetische code
Homeostase = vermogen van ons lichaam om een stabiele omgeving te maken
→ Trainen: die stabiele omgeving doorbreken! (alleen chronische aanpassingen)
→ Verklaart waarom sommige mensen meer moeten trainen
2
,Conditioned stimulus: door stress in de startblokken nog extra stijging van hartfrequentie
Reactie bij vaccin: Infectie inspuiten → alarmreactie → resistance fase → exhaustion
Reactie bij training: Trainen → vermoeidheid → trainingsadaptaties → sterker worden → nieuwe training (hoger gaan)
Punt van boven = supercompensatie (nieuwe prikkel op punt van adaptatie)
3
, Acute fysiologische aanpassing
Onmiddellijke reactie op één enkele inspanning
- Beïnvloedende factoren: omgevingsfactoren, gedragsfactoren, tijdstip van de dag,….
- Kan in kaart gebracht worden via inspanningstesten:
- Om prestatiecapaciteit te bepalen van atleet/patient
- Om trainingseffecten te meten
- Gebruik van ergometers (lopen vs fietsen)
Gemiddelde VO2max: 30-25
Meer zuur in bloed → homeostase van zuur uit
balans → in nek sensoren die dat voelen
→ signaal sturen → bufferen door meer te
ademenen = negatieve feedback
Effect van omgevingsfactoren
Variaties in hartfrequentie tijdens…
- Rust en lopen (14 km/uur) op de loopband
- Warmte (hogere hartslag)
- Hoge humiditeit
- Luider (op rusthartslag, niet tijdens inspanning)
- Wat je eet voor het sporten
- Kwaliteit van slapen
4
Inleiding
Historische mijlpalen
Claudius Galenus – 2de eeuw na Christus
- Arts – Fysioloog – Anatomie
- Nog niet veel inzicht over hoe fysiologie eruit zag, wist wel dat bewegen gezond was (wetten van gezondheid)
- Beschreef consequenties van sedentair gedrag en belang van beweging voor gezondheid
Wetten van gezondheid:
- Adem frisse lucht in
- Eet de juiste voeding
- Drink de juiste dranken
- Beweeg
- Zorg voor voldoende slaap
- Heb een dagelijkse stoelgang
- Beheers je emoties
Andreas Vesalius – 16de eeuw na Christus
- Grondlegger anatomie → beschrijven wat hij zag, nog niet inschatten wat zaken deden
- Beperkte fysiologie
- Beweging in de spieren werd bvb gedacht afhankelijk te zijn van de pezen en niet plaats te vinden in de spieren zelf
→ dacht ook dat spier 1 iets was (verandert door Antoni)
Antoni van Leeuwenhoek – 17de eeuw na Christus (lakenhandelaar → naar kwaliteit van lakens kijken)
- Microscoop – individuele vezels in spieren (nog geen idee van actine en myosine)
1793: Geschrift van A. Séguin en A.L. Lavoisier
→ Spieractiviteit en zuurstofopname in rust (24 L O2/uur) en herhaaldelijk tillen van een gewicht van 7.3 kg voor 15 minuten (63
L O2/uur)
→ dacht dat zuurstof allemaal gebruikt werd thv longen (nog geen idee dat het naar spieren gaat)
1920: A. Krogh’s Nobelprijs geneeskunde
→ Over regeling van de zuurstoftoevoer in spieren via capillairen
→ Bloedvaten in spieren gaan uitzetten en zorgt ervoor dat meer zuurstof naar spieren gaat
→ Zuurstof werd in zak gemeten
1921: A.V. Hill
→ Nobelprijs geneeskunde voor zijn bevindingen over productie van warmte in de spier en energiemetabolisme
1931: F.A. Bainbridge
→ Eerste wetenschappelijke tekst over Inspanningsfysiologie
1927: “Amerikaanse invloed”
→ Harvard Fatigue Laboratorium (HFL)
→ Werd onderzocht wat er met mens gebeurde in warmte en koude (omgeving)
→ Opgericht door biochemicus L.J. Henderson en tot aan de sluiting in 1947 geleid door D.B. Dill.
→ Het HFL leidde bijna alle prominente inspanningsfysiologen van de jaren vijftig en zestig op.
→ Contact tussen D.B. Dill en A. Krogh: uitwisseling van fysiologen die leidde tot de Scandinavische invloed
1
,Na 1950: “Scandinavische invloed”
→ Belangrijk onderzoek van de laatste 35 jaar kwam tot stand door samenwerkingsverbanden tussen Amerikaanse en
Scandinavische inspanningsfysiologen.
Bronnen om informatie te krijgen:
1930: Cardiovasculaire en respiratoire inspanningsfysiologie
- Hartslag meten
- Zuurstof meten → adhv Douglas zakken: 1 min inademen → wordt geanalyseerd welke stoffen daarin aanwezig zijn
→ Toen veel inzicht in concrete waarden (meer inzichten toen)
→ Nu ook belangrijk om te kunnen inschatten of waarden correct zijn
1960: Bergstrom: biopsytechniek → inzicht in de spier
→ Biochemische inspanningsfysiologie
→ Naald om stuk spier weg te nemen
→ Zien welke enzymen, pathways, afvalproducten, … er in een spier zijn
~ 600.000 fibers in a human vastus lateralis
→ Klein biopt kan niet representatief zijn
1995: Moleculaire inspanningsfysiologie (F. Booth en K. Baldwin)
Inspanningsfysiologie in de 21ste eeuw
Personalised exercise prescription
- Mechanismen hoe inspanning effecten teweeg brengt op cellulair niveau
- Optimale dosis voor verschillende klinische populaties
- Toevoegen van beweging aan behandelplan
→ Moeten we zwemmen tegen osteoporose?: beter krachttraining want prikkel aan botten geven
De ‘Omics’ revolutie
- Genomics – hoe beïnvloeden genen de impact van inspanning op prestatie/gezondheid
- Transcriptomics – begrijpen van veranderingen in expressie van genen door inspanning
- Proteomics – Adapaties na inspanning op niveau van proteïnes
- Metabolomics – Aanpassingen op het niveau van metabolieten
- Epigenetica – verandering in expressie van genen, zonder aanpassingen in de genetische code
Homeostase = vermogen van ons lichaam om een stabiele omgeving te maken
→ Trainen: die stabiele omgeving doorbreken! (alleen chronische aanpassingen)
→ Verklaart waarom sommige mensen meer moeten trainen
2
,Conditioned stimulus: door stress in de startblokken nog extra stijging van hartfrequentie
Reactie bij vaccin: Infectie inspuiten → alarmreactie → resistance fase → exhaustion
Reactie bij training: Trainen → vermoeidheid → trainingsadaptaties → sterker worden → nieuwe training (hoger gaan)
Punt van boven = supercompensatie (nieuwe prikkel op punt van adaptatie)
3
, Acute fysiologische aanpassing
Onmiddellijke reactie op één enkele inspanning
- Beïnvloedende factoren: omgevingsfactoren, gedragsfactoren, tijdstip van de dag,….
- Kan in kaart gebracht worden via inspanningstesten:
- Om prestatiecapaciteit te bepalen van atleet/patient
- Om trainingseffecten te meten
- Gebruik van ergometers (lopen vs fietsen)
Gemiddelde VO2max: 30-25
Meer zuur in bloed → homeostase van zuur uit
balans → in nek sensoren die dat voelen
→ signaal sturen → bufferen door meer te
ademenen = negatieve feedback
Effect van omgevingsfactoren
Variaties in hartfrequentie tijdens…
- Rust en lopen (14 km/uur) op de loopband
- Warmte (hogere hartslag)
- Hoge humiditeit
- Luider (op rusthartslag, niet tijdens inspanning)
- Wat je eet voor het sporten
- Kwaliteit van slapen
4
