Inspanningsfysiologie
Hoofdstuk 2: Energie voor de spieren
Inleiding
Energieopname:
• Zonlicht → fotosynthese → substraten
o KH
o V
o E
Energieproductie en verbruik: metabolisme
• Substraten → chemische reactie → energie
• Opslag energie: ATP (adenosinetriphosphaat)
→ Verbreken ATP-binding (hydrolyse) = warmte + energie
Eenheid
• 1000 cal = 1 C = 1Kcal = 4184 J
Functie
• Groei & herstel lichaam
• Actief transport substanties door celmembraan
• Spiercontractie + krachtproductie
Energiebronnen
Atomen
• C – H – O2
→ Eiwitten enkel hebben ook N
• Enzymen: bevorderen chemische reacties
• Bouwstenen van ons lichaam
Verhouding energieverbruik?
• Rust: 50% KH + 50% Vetten
• Langdurige, rustige inspanning
o Meer vetten, minder KH
• Intense korte inspanning
o Meer KH, minder vetten
Koolhydraten
= verbinding van H-, C- en O- atomen
Fotosynthese: CO2 + H2O → KH
KH in ons voedsel: suikers + zetmeel
• Glucose: eenvoudigste koolhydraat met 6 C-atomen
• Zetmeel: complex kh (polymeer)
Voedsel Glucose Via bloed naar weefsels
Voorraad
• Gloedglucose Bloedgluco
Opgeslagen in lever en spieren
o Nuchter: 4-7 mmol/l Rust se als glycogeen
aanwezig
o 2u na maaltijd: 11mmol/l
Bloedglucose
• Reserves spier- en leverglycogeen = beperkt -> actieve Leverglycogeen -> glucose ->
Inspannin Spierglycog
o ~2500kcal g een -> ATP
weefsels actieve weefsels -> glycogeen -
-> Glycogeen > ATP
o ~40km hardlopen -> ATP
, • Uitputting tegengaan door voedselopname
KH gebruik tijdens inspanning
• Hoeveelheid beschikbare KH
• Systeem voor metabolisme KH
Vetten
= organische verbinding bestaande uit triglyceriden
= glycerol + 3 vrije vetzuren
Verzadigde + onverzadigde vetzuren
Via lipoproteïnen (niet water-oplosbaar) in
Voedsel Triglyceriden
bloed naar vetweefsel
Opgeslagen in de vorm van
Rust
druppels
Triglyceriden = Glycerol + Vrije vetzuren -> actieve
Inspanning
vrije vetzuren weefsels
Functie (fosfolipiden):
• Energieproductie minder intensieve inspanning
• Onderdeel celmembraan
• Bescherming grote zenuwen
• Isolatie tegen warmteverlies
• Bescherming tere organen
• Transport vitamines
Voorraad:
• Grote voorraad (~70000 Kcal), grote variatie
• Grotere potentiële energie
• Minder toegankelijk voor cellulair metabolisme
o Moet eerst worden afgebroken uit complexe vorm van triglyceriden want
enkel de vrije vetzuren zijn bruikbaar ter vorming ATP
o Lang proces!
KH vs Vetten:
• Vetten: 9,4 kcal/g
• KH: 4,1 kcal/g
• Snelheid: KH > Vetten
• Voorraad: Vetten > KH
Eiwitten of Proteïnen
= keten van aminozuren
Hoofdfunctie
• Niet inspanning gerelateerd
o Structuur & vorm cellen
o Transport stoffen door celmembraan/binnen cel
o Communicatie tussen cellen op afstand (hormonen)
• Inspanning gerelateerd
o Kleine energiebron (5-10%): gluco-neo-genese
o Katalysator van chemische reacties
, ▪ = enzymen
Snelheid van de energievrijmaking
Controlemechanismen voor energievrijmaking
• Beschikbaarheid van primaire
energiebron
• Activiteit enzymen
o Katabolisme
o Werking (-ase)
▪ Activatie-energie verlagen
▪ Geen deel van chemische
reactie!
▪ Geen invloed op hoeveelheid
energie
o Meerdere reacties → meerdere
enzymen
▪ Specifiek enzym per reactie
▪ 1 snelheidsbeperkend enzym
Opslag van energie
Bron van energie voor lichaamsfuncties (incl. spiercontractie)
• ATP (adenosinetriphosphaat)
o Adenosine + 3 fosfaatgroepen (Pi)
o Zeer beperkte voorraad
o ATP → ADP + Pi + E + Warmte
▪ = Hydrolyse
▪ Enzym: ATP-ase
, ▪ Energieopbrengst: ~7,3 kcal/mol ATP
o ADP + Pi + E → ATP
▪ = Fosforylering
▪ Door afbraak brandstoffen
▪ ≠ metabole paden
• Onafhankelijk van O2 (substraatniveau)
• Met (oxidatieve fosforylering)/zonder O2
→ Basisenergiesystemen
Basisenergiesystemen
Metabole paden die ATP vormen
• Anaeroob systeem
o ATP-CP systeem
o Glycolyse
• Aeroob systeem
o Oxidatieve systeem
→ Afhankelijk van intensiteit + duur van de inspanning
ATP-CP systeem
In spiercellen: ATP én CP (creatinefosfaat)
Bij inspanning:
• Afbraak ATP (enzym ATP-ase)
→ ATP = ADP + Pi + E
• Afbraak CP (enzym creatine kinase)
→ ADP + Pi + E
• Vorming ATP
→ ADP + Pi + E = ATP
Snelheidsbeperkend enzym: creatine kinase
Metabolisme op substraatniveau
→ Onafhankelijk van O2
Snel proces, hoog vermogen
Beperkte capaciteit
• 1 CP → 1 ATP (3-15)
Hoofdstuk 2: Energie voor de spieren
Inleiding
Energieopname:
• Zonlicht → fotosynthese → substraten
o KH
o V
o E
Energieproductie en verbruik: metabolisme
• Substraten → chemische reactie → energie
• Opslag energie: ATP (adenosinetriphosphaat)
→ Verbreken ATP-binding (hydrolyse) = warmte + energie
Eenheid
• 1000 cal = 1 C = 1Kcal = 4184 J
Functie
• Groei & herstel lichaam
• Actief transport substanties door celmembraan
• Spiercontractie + krachtproductie
Energiebronnen
Atomen
• C – H – O2
→ Eiwitten enkel hebben ook N
• Enzymen: bevorderen chemische reacties
• Bouwstenen van ons lichaam
Verhouding energieverbruik?
• Rust: 50% KH + 50% Vetten
• Langdurige, rustige inspanning
o Meer vetten, minder KH
• Intense korte inspanning
o Meer KH, minder vetten
Koolhydraten
= verbinding van H-, C- en O- atomen
Fotosynthese: CO2 + H2O → KH
KH in ons voedsel: suikers + zetmeel
• Glucose: eenvoudigste koolhydraat met 6 C-atomen
• Zetmeel: complex kh (polymeer)
Voedsel Glucose Via bloed naar weefsels
Voorraad
• Gloedglucose Bloedgluco
Opgeslagen in lever en spieren
o Nuchter: 4-7 mmol/l Rust se als glycogeen
aanwezig
o 2u na maaltijd: 11mmol/l
Bloedglucose
• Reserves spier- en leverglycogeen = beperkt -> actieve Leverglycogeen -> glucose ->
Inspannin Spierglycog
o ~2500kcal g een -> ATP
weefsels actieve weefsels -> glycogeen -
-> Glycogeen > ATP
o ~40km hardlopen -> ATP
, • Uitputting tegengaan door voedselopname
KH gebruik tijdens inspanning
• Hoeveelheid beschikbare KH
• Systeem voor metabolisme KH
Vetten
= organische verbinding bestaande uit triglyceriden
= glycerol + 3 vrije vetzuren
Verzadigde + onverzadigde vetzuren
Via lipoproteïnen (niet water-oplosbaar) in
Voedsel Triglyceriden
bloed naar vetweefsel
Opgeslagen in de vorm van
Rust
druppels
Triglyceriden = Glycerol + Vrije vetzuren -> actieve
Inspanning
vrije vetzuren weefsels
Functie (fosfolipiden):
• Energieproductie minder intensieve inspanning
• Onderdeel celmembraan
• Bescherming grote zenuwen
• Isolatie tegen warmteverlies
• Bescherming tere organen
• Transport vitamines
Voorraad:
• Grote voorraad (~70000 Kcal), grote variatie
• Grotere potentiële energie
• Minder toegankelijk voor cellulair metabolisme
o Moet eerst worden afgebroken uit complexe vorm van triglyceriden want
enkel de vrije vetzuren zijn bruikbaar ter vorming ATP
o Lang proces!
KH vs Vetten:
• Vetten: 9,4 kcal/g
• KH: 4,1 kcal/g
• Snelheid: KH > Vetten
• Voorraad: Vetten > KH
Eiwitten of Proteïnen
= keten van aminozuren
Hoofdfunctie
• Niet inspanning gerelateerd
o Structuur & vorm cellen
o Transport stoffen door celmembraan/binnen cel
o Communicatie tussen cellen op afstand (hormonen)
• Inspanning gerelateerd
o Kleine energiebron (5-10%): gluco-neo-genese
o Katalysator van chemische reacties
, ▪ = enzymen
Snelheid van de energievrijmaking
Controlemechanismen voor energievrijmaking
• Beschikbaarheid van primaire
energiebron
• Activiteit enzymen
o Katabolisme
o Werking (-ase)
▪ Activatie-energie verlagen
▪ Geen deel van chemische
reactie!
▪ Geen invloed op hoeveelheid
energie
o Meerdere reacties → meerdere
enzymen
▪ Specifiek enzym per reactie
▪ 1 snelheidsbeperkend enzym
Opslag van energie
Bron van energie voor lichaamsfuncties (incl. spiercontractie)
• ATP (adenosinetriphosphaat)
o Adenosine + 3 fosfaatgroepen (Pi)
o Zeer beperkte voorraad
o ATP → ADP + Pi + E + Warmte
▪ = Hydrolyse
▪ Enzym: ATP-ase
, ▪ Energieopbrengst: ~7,3 kcal/mol ATP
o ADP + Pi + E → ATP
▪ = Fosforylering
▪ Door afbraak brandstoffen
▪ ≠ metabole paden
• Onafhankelijk van O2 (substraatniveau)
• Met (oxidatieve fosforylering)/zonder O2
→ Basisenergiesystemen
Basisenergiesystemen
Metabole paden die ATP vormen
• Anaeroob systeem
o ATP-CP systeem
o Glycolyse
• Aeroob systeem
o Oxidatieve systeem
→ Afhankelijk van intensiteit + duur van de inspanning
ATP-CP systeem
In spiercellen: ATP én CP (creatinefosfaat)
Bij inspanning:
• Afbraak ATP (enzym ATP-ase)
→ ATP = ADP + Pi + E
• Afbraak CP (enzym creatine kinase)
→ ADP + Pi + E
• Vorming ATP
→ ADP + Pi + E = ATP
Snelheidsbeperkend enzym: creatine kinase
Metabolisme op substraatniveau
→ Onafhankelijk van O2
Snel proces, hoog vermogen
Beperkte capaciteit
• 1 CP → 1 ATP (3-15)
