INSPANNINGSFYSIOLOGIE – DE SMET
ENERGIE METABOLISME EN SUBSTRAAT SELECTIE TIJDENS INSPANNING
Spier → spierbundel → spiervezel (1 lange cel met meerdere celkernen) → myofibrillen
(=aaneenschakeling van sarcomeren)
Myosine hoofdje hydrolyseert ATP → chemische energie vrijgegeven en omgezet naar mechanische
energie → binden aan actine en trekken het richting M-lijn
Functies sarcoplasmatisch reticulum (SR):
- Rondom myofibrillen gestructureerd → geeft structurele stabiliteit
- Opslagplaats voor Ca2+ → nodig voor spiercontracties
T-tubuli = verderzetting van plasmamembraan die als tunnels in de cel gaan en rondom elk myofibril zich
nestelen. Staan in contact met SR
➔ Geleiden het AP van sarcolemma tot het SR → Ca2+ wordt vrijgezet
Alfa-motor neuron en motorische eindplaat vormen neuromusculaire junctie
- Achc vrijgezet → bind aan receptoren van sarcolemma → receptoren
veranderen van vorm en worden kanalen die K uit de spier en Na in
spier vervoeren → verandering membraanpotentiaal = actie potentiaal
Sarcolemma, T-tubuli, SR, cross-bridge cycling
- AP wordt verdergezet over heel sarcolemma en T-tubuli → Ca uit SR →
Ca bindt aan troponine → myosine kan binden op actine → cross-
bridge cycling
,Sliding filament theory:
1) cross bridge formation
o Ca instroom uit SR
o Ca bindt aan troponine
o Tropinine verandert van vorm
o Myosine hoofdjes binden aan actine
2) Activation of myosin head
o ATP bindt aan myosine
o ATP hydrolyseert → cocked positie
3) Crossbrdige cycling
o Myosine bindt aan actine
o Power stroke (ADP komt los)
o Myosine komt weer los (ATP bindt)
o Reactivatie myosine hoofdje
ENERGIE VOOR SPIERCONTRACTIE: ATP HYDROLYSE
Welke processen vragen ATP in de cel?
➔ Sliding filaments
➔ Heropname van calcium uit cytoplasma terug naar SR
➔ Na/K pomp normaliseert de gradiënt weer na AP
ATP = adenosine + 3 fosfaatgroepen
ADP = adenosine + 2 fosfaatgroepen
AMP = adenosine + 1 fosfaatgroep
➔ Tussen de fosfaatgroepen zitten hoogenergetische bindingen
➔ Energie komt vrij wanneer een fosfaatgroep afgesplitst wordt
Verzuring in cel door lactaat + protonen
vrijgezet bij ATP hydrolyse
ATP opslag = 4-6 mmol ATP/kg spieren
- Gelijk tussen mannen vrouwen
- Gelijk tussen atleten en sedentaire individuen
Voorraad ATP zou snel op geraken, maar ADP wordt heel snel
heromgezet tot ATP
ATP afbraak evenredig met intensiteit
Continue resynthese van gebruikt ATP noodzakelijk!
,ENERGIE SYSTEMEN EN SUBSTRATEN VOOR RESYNTHESE VAN ATP
ATP resynthese door:
1) Fosfocreatine systeem in cytoplasma
2) Glycolyse in cytoplasma
o Anaerobe glycolyse: glucose → pyruvaat → lactaat + H+
o Aerobe glycolyse: glucose → pyruvaat → acetylcholine (naar oxidatieve fosforylering)
o Substraat opslag: spier en lever glycogeen
3) Kreb cyclus en oxidatieve fosforylatie in mitochondriën
o Substraat opslag: vetten
Elk systeem heeft maximale power = hoeveelheid energie vrijgezet / tijd
Elk systeem heeft capaciteit = hoeveelheid energie opgeslagen in lichaam (voorraad)
Elk systeem heeft bepaalde tijd nodig om zich volledig te activeren en aan piek te komen
Power en capaciteit zijn omgekeerd evenredig
Power:
- Hoogste power in creatine fosfaat systeem
- Dan anaerobe glycolyse
- Aerobe glycolyse
- Vet oxidatie heeft laagste power
Capaciteit:
- Vetten hebben hoogste capaciteit → onuitputtelijke voorraad
- Aerobe glycolyse ook hoge capaciteit, maar is uitputtelijk
- Anaerobe glycolyse en creatine fosfaat systeem hebben lage capaciteit
Tijd nodig van energiesysteem om op volle toeren te draaien
- Creatine fosfaat systeem zit onmiddellijk op piek
- Anaerobe glycolyse: 3-4 seconde
- Aerobe glycolyse: 2-3 minuten
- Vet oxidatie: 20-30 minuten
, Relatieve bijdrage van energiesystemen voor verschillende sport events:
Bij heel korte events: vooral fosfocreatine en anaerobe glycolyse
Naarmate de events langer worden zie je shift weg van fosfocreatine en wordt aerobe glycolyse meer
Uiteindelijk wordt anaerobe glycolyse ook minder en is vooral aerobe glycolyse dominant
Bij marathon: 20% vet oxidatie , 5% lever glycogeen en 75% aerobe glycolyse
Bij 24 uur race: voornamelijk vet oxidatie
FOSFOCREATINE SYSTEEM (PCR)
In fosfaatbinding zit energie
opgeslagen
Bij kort durende inspanningen buffert deze reactie:
➔ Zorgt dat ATP voorraad niet volledig daalt
➔ Zorgt voor niet onmiddellijke verzuring omdat het H+ opneemt in de reactie
PCr opslag:
- 1-2% creatine afbraak per dag → afbraakproduct = creatinine
- 1-2 g/dag endogene aanmaak door lever en nier → is NIET GENOEG
- 1-2 g/dag exogene inname via voedsel (vlees/vis)
- Bij normaal dieet: 60-80% saturatie van spiercreatine
ENERGIE METABOLISME EN SUBSTRAAT SELECTIE TIJDENS INSPANNING
Spier → spierbundel → spiervezel (1 lange cel met meerdere celkernen) → myofibrillen
(=aaneenschakeling van sarcomeren)
Myosine hoofdje hydrolyseert ATP → chemische energie vrijgegeven en omgezet naar mechanische
energie → binden aan actine en trekken het richting M-lijn
Functies sarcoplasmatisch reticulum (SR):
- Rondom myofibrillen gestructureerd → geeft structurele stabiliteit
- Opslagplaats voor Ca2+ → nodig voor spiercontracties
T-tubuli = verderzetting van plasmamembraan die als tunnels in de cel gaan en rondom elk myofibril zich
nestelen. Staan in contact met SR
➔ Geleiden het AP van sarcolemma tot het SR → Ca2+ wordt vrijgezet
Alfa-motor neuron en motorische eindplaat vormen neuromusculaire junctie
- Achc vrijgezet → bind aan receptoren van sarcolemma → receptoren
veranderen van vorm en worden kanalen die K uit de spier en Na in
spier vervoeren → verandering membraanpotentiaal = actie potentiaal
Sarcolemma, T-tubuli, SR, cross-bridge cycling
- AP wordt verdergezet over heel sarcolemma en T-tubuli → Ca uit SR →
Ca bindt aan troponine → myosine kan binden op actine → cross-
bridge cycling
,Sliding filament theory:
1) cross bridge formation
o Ca instroom uit SR
o Ca bindt aan troponine
o Tropinine verandert van vorm
o Myosine hoofdjes binden aan actine
2) Activation of myosin head
o ATP bindt aan myosine
o ATP hydrolyseert → cocked positie
3) Crossbrdige cycling
o Myosine bindt aan actine
o Power stroke (ADP komt los)
o Myosine komt weer los (ATP bindt)
o Reactivatie myosine hoofdje
ENERGIE VOOR SPIERCONTRACTIE: ATP HYDROLYSE
Welke processen vragen ATP in de cel?
➔ Sliding filaments
➔ Heropname van calcium uit cytoplasma terug naar SR
➔ Na/K pomp normaliseert de gradiënt weer na AP
ATP = adenosine + 3 fosfaatgroepen
ADP = adenosine + 2 fosfaatgroepen
AMP = adenosine + 1 fosfaatgroep
➔ Tussen de fosfaatgroepen zitten hoogenergetische bindingen
➔ Energie komt vrij wanneer een fosfaatgroep afgesplitst wordt
Verzuring in cel door lactaat + protonen
vrijgezet bij ATP hydrolyse
ATP opslag = 4-6 mmol ATP/kg spieren
- Gelijk tussen mannen vrouwen
- Gelijk tussen atleten en sedentaire individuen
Voorraad ATP zou snel op geraken, maar ADP wordt heel snel
heromgezet tot ATP
ATP afbraak evenredig met intensiteit
Continue resynthese van gebruikt ATP noodzakelijk!
,ENERGIE SYSTEMEN EN SUBSTRATEN VOOR RESYNTHESE VAN ATP
ATP resynthese door:
1) Fosfocreatine systeem in cytoplasma
2) Glycolyse in cytoplasma
o Anaerobe glycolyse: glucose → pyruvaat → lactaat + H+
o Aerobe glycolyse: glucose → pyruvaat → acetylcholine (naar oxidatieve fosforylering)
o Substraat opslag: spier en lever glycogeen
3) Kreb cyclus en oxidatieve fosforylatie in mitochondriën
o Substraat opslag: vetten
Elk systeem heeft maximale power = hoeveelheid energie vrijgezet / tijd
Elk systeem heeft capaciteit = hoeveelheid energie opgeslagen in lichaam (voorraad)
Elk systeem heeft bepaalde tijd nodig om zich volledig te activeren en aan piek te komen
Power en capaciteit zijn omgekeerd evenredig
Power:
- Hoogste power in creatine fosfaat systeem
- Dan anaerobe glycolyse
- Aerobe glycolyse
- Vet oxidatie heeft laagste power
Capaciteit:
- Vetten hebben hoogste capaciteit → onuitputtelijke voorraad
- Aerobe glycolyse ook hoge capaciteit, maar is uitputtelijk
- Anaerobe glycolyse en creatine fosfaat systeem hebben lage capaciteit
Tijd nodig van energiesysteem om op volle toeren te draaien
- Creatine fosfaat systeem zit onmiddellijk op piek
- Anaerobe glycolyse: 3-4 seconde
- Aerobe glycolyse: 2-3 minuten
- Vet oxidatie: 20-30 minuten
, Relatieve bijdrage van energiesystemen voor verschillende sport events:
Bij heel korte events: vooral fosfocreatine en anaerobe glycolyse
Naarmate de events langer worden zie je shift weg van fosfocreatine en wordt aerobe glycolyse meer
Uiteindelijk wordt anaerobe glycolyse ook minder en is vooral aerobe glycolyse dominant
Bij marathon: 20% vet oxidatie , 5% lever glycogeen en 75% aerobe glycolyse
Bij 24 uur race: voornamelijk vet oxidatie
FOSFOCREATINE SYSTEEM (PCR)
In fosfaatbinding zit energie
opgeslagen
Bij kort durende inspanningen buffert deze reactie:
➔ Zorgt dat ATP voorraad niet volledig daalt
➔ Zorgt voor niet onmiddellijke verzuring omdat het H+ opneemt in de reactie
PCr opslag:
- 1-2% creatine afbraak per dag → afbraakproduct = creatinine
- 1-2 g/dag endogene aanmaak door lever en nier → is NIET GENOEG
- 1-2 g/dag exogene inname via voedsel (vlees/vis)
- Bij normaal dieet: 60-80% saturatie van spiercreatine
