Samenvatting Examenvragen Exercise and performance in health and disease

Examenvragen Excercise and Performance in health and disease

H1: Centrale vermoeidheid

1. Wat is het verschil tussen centrale, perifere en mentale vermoeidheid? Leg elke vorm volledig uit.
 Perifere vermoeidheid
Ontstaat in de spier zelf en is het gevolg van:
o uitputting van energievoorraden (ATP, glycogeen)
o opstapeling van metabolieten (H⁺, Pi)
o verstoring van contractiemechanismen
→ De spier kan fysiek minder kracht leveren

 Centrale vermoeidheid
Ontstaat in het centrale zenuwstelsel (hersenen en ruggenmerg).
Het brein vermindert bewust of onbewust de motorische aansturing van de spieren om de
homeostase te beschermen.
Kenmerken:
o verminderde motivatie
o mentale uitputting
o lagere neurale drive naar de spieren
→ De spier kan nog, maar het brein stuurt minder aan

 Mentale vermoeidheid
Ontstaat door langdurige cognitieve belasting of stress  mentale en fysieke prestatie daalt
Kenmerken:
o verminderde concentratie
o verhoogde RPE
o tragere besluitvorming
Mentale vermoeidheid kan bijdragen aan centrale vermoeidheid


2. Wat zijn de brandstoffen van het brein?
De belangrijkste brandstof van het brein is glucose, omdat hersenen geen glycogeen kunnen opslaan en geen
vetzuren rechtstreeks kunnen oxideren. Een constante bloedglucoseconcentratie is daarom essentieel voor een
normale hersenfunctie en prestatie.

Tijdens langdurige inspanning, vasten of koolhydraattekort kunnen ketonlichamen gedeeltelijk worden
gebruikt als alternatieve energiebron voor het brein.

Daarnaast kan lactaat tijdens inspanning eveneens dienen als aanvullende brandstof. Lactaat kan de bloed-
hersenbarrière passeren en in neuronen en astrocyten worden omgezet tot pyruvaat voor ATP-productie.
Lactaat is echter geen primaire brandstof, maar ondersteunt de energievoorziening van het brein vooral tijdens
fysieke inspanning.


3. Welke neurotransmitters komen voor in het brein en wat is hun rol tijdens inspanning?
Tijdens inspanning zijn verschillende neurotransmitters actief in het brein, die samen de motorische aansturing,
motivatie, vermoeidheid en homeostase reguleren:
 Dopamine
Speelt een centrale rol in motivatie, beloning en motorische controle. Een hoge dopamineactiviteit kan
centrale vermoeidheid uitstellen en de prestatie verbeteren.
 Noradrenaline
Verhoogt alertheid, aandacht en activatie van het sympathisch zenuwstelsel. Tijdens inspanning draagt
noradrenaline bij aan verhoogde hartslag, bloeddruk en energievoorziening, maar overactivatie kan
vermoeidheid bevorderen.

,  Serotonine
Reguleert stemming, slaap-waakritme en vermoeidheid. Een verhoogde serotonineactiviteit tijdens
langdurige inspanning wordt geassocieerd met een verhoogde vermoeidheidsperceptie en centrale
vermoeidheid.
 Acetylcholine
Essentieel voor de overdracht van zenuwimpulsen naar de skeletspieren en dus voor spiercontractie.
Verminderde acetylcholine-afgifte kan bijdragen aan spiervermoeidheid.
 GABA (gamma-aminoboterzuur)
De belangrijkste inhiberende neurotransmitter in het centrale zenuwstelsel. GABA verlaagt neuronale
activiteit en draagt bij aan centrale remming en vermoeidheid bij langdurige of intensieve inspanning.
 Glutamaat
De belangrijkste exciterende neurotransmitter in het brein. Glutamaat is cruciaal voor neuronale
activatie, motorische aansturing en synaptische plasticiteit tijdens inspanning.


4. Geef en leg de drie neurotransmittersystemen uit die betrokken zijn bij centrale vermoeidheid.
1. Noradrenerge systeem
 Oorsprong: Locus coeruleus (in de hersenstam)
 Neurotransmitter: Noradrenaline
Functie:
 Reguleert alertheid, waakzaamheid en aandacht
 Activeert het sympathisch zenuwstelsel
 Speelt een rol in stressrespons en thermoregulatie
Bij inspanning:
 Matige activatie → verhoogde focus en prestatie
 Overmatige of langdurige activatie → mentale vermoeidheid en prestatievermindering

2. Dopaminerge systeem
 Oorsprong:
o Substantia nigra → motorische controle
o Ventral tegmental area (VTA) → motivatie en beloning
 Neurotransmitter: Dopamine
Functie:
 Motivatie en beloningsgedrag
 Motorische aansturing
 Volgehouden inspanning
Bij inspanning:
 Verhoogde dopamineactiviteit → uitstel van centrale vermoeidheid
 Daling in dopamine → verminderde motivatie en prestatie

3. Serotonerge systeem
 Oorsprong: Raphe nuclei (in de hersenstam)
 Neurotransmitter: Serotonine
Functie:
 Reguleert stemming, slaap-waakritme en vermoeidheid
 Werkt vaak inhiberend op motorische output
Bij inspanning:
 Stijgende serotonineactiviteit bij langdurige inspanning
 Hoge serotonine/dopamine-ratio → verhoogde vermoeidheidsperceptie en centrale vermoeidheid

Link met centrale vermoeidheid
Centrale vermoeidheid ontstaat door een verstoorde balans tussen deze systemen, waarbij:
 dopamine-activiteit daalt
 serotonine-activiteit relatief stijgt
 noradrenerge overactivatie leidt tot stress en uitputting

,  Het brein vermindert hierdoor bewust of onbewust de motorische aansturing om de homeostase te
beschermen


5. Leg de centrale vermoeidheidshypothese uit.
De centrale vermoeidheidshypothese stelt dat vermoeidheid tijdens minstens matig-intensieve, langdurige
inspanning wordt veroorzaakt door veranderingen in de neurotransmissie in het brein, met name door een
verhoogde serotonineproductie:

Tijdens langdurige inspanning neemt de lipolyse toe, waardoor de concentratie vrije vetzuren (FFA) in
het bloed stijgt. Deze vrije vetzuren binden zich aan albumine, waardoor tryptofaan (TRP) van
albumine wordt verdrongen. Dit leidt tot een toename van de hoeveelheid vrij tryptofaan in het
plasma.

Vrij tryptofaan moet concurreren met de vertakte aminozuren (BCAA) om via dezelfde transporter
de bloed-hersenbarrière (BBB) te passeren. Tijdens minstens matig-intensieve, langdurige inspanning
worden BCAA echter in de skeletspieren geoxideerd als energiebron, waardoor hun
plasmaconcentratie daalt. Hierdoor stijgt de TRP/BCAA-ratio, waardoor tryptofaan de competitie met
BCAA wint en in grotere mate de hersenen kan binnentreden.

In de hersenen wordt tryptofaan omgezet in serotonine. Het sleutelenzym tryptofaan-hydroxylase is niet
verzadigd, wat betekent dat er geen snelheidsbeperkende stap is in dit proces. Zolang er voldoende tryptofaan
beschikbaar is, kan de serotoninesynthese blijven toenemen.

De verhoogde serotonineactiviteit in het brein leidt tot:
 verhoogde perceptie van vermoeidheid
 verminderde motivatie
 verminderde centrale motorische aansturing
 lethargie

Dit resulteert in centrale vermoeidheid, waarbij de prestatie afneemt terwijl de perifere spiercapaciteit nog niet
volledig uitgeput is. De hersenen sturen dus minder goede signalen naar de spieren.


6. Wat is de rol van serotonine bij centrale vermoeidheid?
Tijdens langdurige inspanning stijgt de serotonineconcentratie in het brein, wat leidt tot:
 verhoogde slaperigheid
 verminderde motivatie
 verhoogde vermoeidheidsperceptie
Serotonine draagt bij aan centrale vermoeidheid, maar is niet de enige bepalende factor.


7. Wat is TYR (tyrosine) en hoe beïnvloedt het centrale vermoeidheid?
Tyrosine (TYR) is een aminozuur en de voorloper van de catecholamines dopamine en noradrenaline, twee
neurotransmitters die een belangrijke rol spelen in motivatie, alertheid en centrale motorische aansturing.
Tyrosine kan de bloed-hersenbarrière (BBB) passeren via een transporter voor grote neutrale aminozuren. Een
verhoogde beschikbaarheid van tyrosine in het plasma kan leiden tot een verhoogde opname in het brein.

In de hersenen verloopt de synthese van catecholamines via volgende enzymatische stappen:
 Tyrosine → L-DOPA via tyrosine-hydroxylase
 L-DOPA → dopamine via DOPA-decarboxylase
 Dopamine → noradrenaline via dopamine-β-hydroxylase

Door een verhoogde tyrosinebeschikbaarheid kan de synthese van dopamine en noradrenaline worden
ondersteund, vooral wanneer deze neurotransmitters tijdens langdurige inspanning of stress verhoogd worden
verbruikt.