Energie
1 Bio-energetica
• Chlorophyl laat planten toe om zonlicht, CO2 en water te gebruiken om te groeien en O2 te
produceren
• Dieren en mensen eten planten om energie op te nemen → indirect is dit van de zon!
1.1 Energie
• Zonne-energie → planten en groenten
• Voeding → energiebron
• Energieopslag: ATP
Voeding geeft energie en deze wordt onmiddellijk gebruikt om ADP om te vormen in ATP.
DUS: zonne-energie doet planten groeien, wij eten die planten en halen daar energie uit die
onmiddellijk wordt gebruikt om ATP te vormen. ATP is de basis brandstof
Voeding geeft ons macronutriënten = koolhydraten (CHO), eiwitten (proteïnen) en vet. Proteïnen
dienen als bouwstenen, de andere 2 voor energie.
Als een cel energie nodig heeft (bv. een spiercel om samen te trekken), gebruikt die ATP en splitst dit.
We hebben hier een voorraad van die onmiddellijk beschikbaar is in de cel maar deze is snel op →
snel nieuwe ATP maken.
De snelle afgifte van energie van ATP komt snel van anaerobe hydrolyse van de ATP molecule om
energie vrij te geven.
1.2 Snelle resynthese van ATP door PCr
Phosphocreatine (PCr) is een snel en hoog energetisch reservoir in de cel. Een grote hoeveelheid
vrije energie komt vrij wanneer de binding tussen phosphocreatine en de fosfaatmolecule verbroken
wordt door creatine kinase → deze energie kan opgeslagen worden door ATP.
1
,1.3 Resynthese van ATP door phosphorylatie of oxidatie van macronutriënten
De resynthese van ATP kan aeroob of anaeroob bij glucose metabolisme. Bij lipide en proteïne
metabolisme is enkel aeroob mogelijk.
De meeste energie voor ATP komt van de aerobe phosphorylatie/oxidatie pathway door de oxidatie
van koolhydraten, lipiden en proteïnen macronutriënten terwijl O2 wordt gereduceerd.
Synthese van ATP gebeurt in de mitochondriën. Deze liggen in cellen als de spiercellen. Bij cellen die
veel energie nodig hebben, zitten er veel mitochondriën en deze zijn ook zeer efficiënt.
De mitochondriën hebben een geplooide structuur (=cristae) voor veel oppervlakte → hoe groter de
opp. van het binnenste membraan, hoe meer ATP kan gevormd worden.
Structuur:
• Dubbel membraan
• Tussen membranen zit intermembranaire ruimte
• Matrix = ruimte binnen het binnenste membraan
• Er zitten er 1-1000 per cel
1.4 Productie van ATP
• STAP 1: H+ gradiënt opbouwen. Protonen worden verplaatst van de matrix naar de
intermembranaire ruimte
• STAP 2: ATP synthase is een proteïne complex met een kanaal dat
protonen toelaat om terug naar binnen te gaan
• STAP 3: de influx van protonen geeft de synthese van ATP:
ADP + Pi → ATP
→ Mitochondriën zijn ATP-fabriekjes!
1.5 Spiercontractie
Sarcomeren zijn de kleinste eenheden van de spier → deze gaan verkorten bij contractie
2
,1.5.1 Motor unit
• Een motor unit bestaat uit een motor neuron en de skeletale
spiervezels geïnnerveerd door deze motor neuron zijn axonale
uiteindes
• Aantal spiervezels in 1 motor unit varieert van 5 (oogspier) tot 700
(biceps). Hoe meer, hoe genuanceerder je kan samentrekken en dus
hoe meer variatie in de beweging mogelijk en hoe subtieler
• De kracht die een spier genereert kan gecontroleerd worden door het aantal motor units die
geactiveerd worden.
1.5.2 Spiercontractie
• Zenuwimpuls van het centraal zenuwstelsel zorgt ervoor dat spieren contraheren
• Beide de neuron en het spierweefsel geleiden elektrische stroom door ionen door de
cellulaire membranen te bewegen
• Een motorneuron eindigt in een synaps met een spiervezel
• De neuron geeft acetylcholine vrij en transfereert de actiepotentiaal naar het spierweefsel
De prikkel die van de zenuw komt moet hoog
genoeg zijn om te leiden tot een contractie. In
geval 1 is de prikkel niet hoog genoeg. In geval 2
en 3 wel. Prikkel 3 geeft geen sterkere contractie
omdat het een hogere prikkel is, het is een
ja/nee verhaal: het geeft wel of geen contractie.
1.5.3 Neuromusculaire junctie
Blaasjes gevuld met Ach (=neurotransmitter) gaan
open en komen vrij in intersynaps → pomp
geactiveerd → elektrische prikkel geactiveerd in
spiercel. De elektrische prikkel geeft chemische prikkel
in de junctie → elektrische prikkel spiercel.
Er is dus voldoende Na+, K+… nodig
3
, Bij binding wordt de ionen pomp geactiveerd →
depolarisatie en daarna een repolarisatie. Als dat op 1
plaats gebeurt, heeft dit effect op het deel ernaast en
deze gaat dan hetzelfde doen → prikkel wordt
doorgegeven
Na de depolarisatie van de spier komt het bij de T-tubuli (=transverse tubuli) en dit brengt het signaal
naar binnen → naar sarcoplasmatisch reticulum → Ca2+ komt vrij.
1.5.4 Spiercontractie in 2 stappen
1) Troponine en tropomyosine inhiberen bij een spier in rust de binding van actine en myosine.
2) Ca2+ gaat binden → tropomyosine daalt → binding van actine en myosine mogelijk →
energie van ATP geeft beweging van de myosinekop → actine wordt over de myosine
getrokken. ATP wordt gesplitst, ADP en Pi blijven over
→ dit proces gebeurt over de hele spier en in 3D. De sarcomeren gaan verkorten → contractie spier
→ beweging in gewricht
EXAMEN: pad dat afgelegd wordt om tot contractie te komen en welke stoffen hiervoor nodig zijn
(ATP, Ca, K, Na…). CP kan op korte termijn ATP maken en op lange termijn kan dit met
macronutriënten adhv 2 systemen (de ene vereist O2, de andere niet)
→ er zijn verschillen tussen types vezels. Type 1 hebben veel capillairen nodig want veel stoffen
nodig, bv. zuurstof, om ATP aan te kunnen maken.
4
1 Bio-energetica
• Chlorophyl laat planten toe om zonlicht, CO2 en water te gebruiken om te groeien en O2 te
produceren
• Dieren en mensen eten planten om energie op te nemen → indirect is dit van de zon!
1.1 Energie
• Zonne-energie → planten en groenten
• Voeding → energiebron
• Energieopslag: ATP
Voeding geeft energie en deze wordt onmiddellijk gebruikt om ADP om te vormen in ATP.
DUS: zonne-energie doet planten groeien, wij eten die planten en halen daar energie uit die
onmiddellijk wordt gebruikt om ATP te vormen. ATP is de basis brandstof
Voeding geeft ons macronutriënten = koolhydraten (CHO), eiwitten (proteïnen) en vet. Proteïnen
dienen als bouwstenen, de andere 2 voor energie.
Als een cel energie nodig heeft (bv. een spiercel om samen te trekken), gebruikt die ATP en splitst dit.
We hebben hier een voorraad van die onmiddellijk beschikbaar is in de cel maar deze is snel op →
snel nieuwe ATP maken.
De snelle afgifte van energie van ATP komt snel van anaerobe hydrolyse van de ATP molecule om
energie vrij te geven.
1.2 Snelle resynthese van ATP door PCr
Phosphocreatine (PCr) is een snel en hoog energetisch reservoir in de cel. Een grote hoeveelheid
vrije energie komt vrij wanneer de binding tussen phosphocreatine en de fosfaatmolecule verbroken
wordt door creatine kinase → deze energie kan opgeslagen worden door ATP.
1
,1.3 Resynthese van ATP door phosphorylatie of oxidatie van macronutriënten
De resynthese van ATP kan aeroob of anaeroob bij glucose metabolisme. Bij lipide en proteïne
metabolisme is enkel aeroob mogelijk.
De meeste energie voor ATP komt van de aerobe phosphorylatie/oxidatie pathway door de oxidatie
van koolhydraten, lipiden en proteïnen macronutriënten terwijl O2 wordt gereduceerd.
Synthese van ATP gebeurt in de mitochondriën. Deze liggen in cellen als de spiercellen. Bij cellen die
veel energie nodig hebben, zitten er veel mitochondriën en deze zijn ook zeer efficiënt.
De mitochondriën hebben een geplooide structuur (=cristae) voor veel oppervlakte → hoe groter de
opp. van het binnenste membraan, hoe meer ATP kan gevormd worden.
Structuur:
• Dubbel membraan
• Tussen membranen zit intermembranaire ruimte
• Matrix = ruimte binnen het binnenste membraan
• Er zitten er 1-1000 per cel
1.4 Productie van ATP
• STAP 1: H+ gradiënt opbouwen. Protonen worden verplaatst van de matrix naar de
intermembranaire ruimte
• STAP 2: ATP synthase is een proteïne complex met een kanaal dat
protonen toelaat om terug naar binnen te gaan
• STAP 3: de influx van protonen geeft de synthese van ATP:
ADP + Pi → ATP
→ Mitochondriën zijn ATP-fabriekjes!
1.5 Spiercontractie
Sarcomeren zijn de kleinste eenheden van de spier → deze gaan verkorten bij contractie
2
,1.5.1 Motor unit
• Een motor unit bestaat uit een motor neuron en de skeletale
spiervezels geïnnerveerd door deze motor neuron zijn axonale
uiteindes
• Aantal spiervezels in 1 motor unit varieert van 5 (oogspier) tot 700
(biceps). Hoe meer, hoe genuanceerder je kan samentrekken en dus
hoe meer variatie in de beweging mogelijk en hoe subtieler
• De kracht die een spier genereert kan gecontroleerd worden door het aantal motor units die
geactiveerd worden.
1.5.2 Spiercontractie
• Zenuwimpuls van het centraal zenuwstelsel zorgt ervoor dat spieren contraheren
• Beide de neuron en het spierweefsel geleiden elektrische stroom door ionen door de
cellulaire membranen te bewegen
• Een motorneuron eindigt in een synaps met een spiervezel
• De neuron geeft acetylcholine vrij en transfereert de actiepotentiaal naar het spierweefsel
De prikkel die van de zenuw komt moet hoog
genoeg zijn om te leiden tot een contractie. In
geval 1 is de prikkel niet hoog genoeg. In geval 2
en 3 wel. Prikkel 3 geeft geen sterkere contractie
omdat het een hogere prikkel is, het is een
ja/nee verhaal: het geeft wel of geen contractie.
1.5.3 Neuromusculaire junctie
Blaasjes gevuld met Ach (=neurotransmitter) gaan
open en komen vrij in intersynaps → pomp
geactiveerd → elektrische prikkel geactiveerd in
spiercel. De elektrische prikkel geeft chemische prikkel
in de junctie → elektrische prikkel spiercel.
Er is dus voldoende Na+, K+… nodig
3
, Bij binding wordt de ionen pomp geactiveerd →
depolarisatie en daarna een repolarisatie. Als dat op 1
plaats gebeurt, heeft dit effect op het deel ernaast en
deze gaat dan hetzelfde doen → prikkel wordt
doorgegeven
Na de depolarisatie van de spier komt het bij de T-tubuli (=transverse tubuli) en dit brengt het signaal
naar binnen → naar sarcoplasmatisch reticulum → Ca2+ komt vrij.
1.5.4 Spiercontractie in 2 stappen
1) Troponine en tropomyosine inhiberen bij een spier in rust de binding van actine en myosine.
2) Ca2+ gaat binden → tropomyosine daalt → binding van actine en myosine mogelijk →
energie van ATP geeft beweging van de myosinekop → actine wordt over de myosine
getrokken. ATP wordt gesplitst, ADP en Pi blijven over
→ dit proces gebeurt over de hele spier en in 3D. De sarcomeren gaan verkorten → contractie spier
→ beweging in gewricht
EXAMEN: pad dat afgelegd wordt om tot contractie te komen en welke stoffen hiervoor nodig zijn
(ATP, Ca, K, Na…). CP kan op korte termijn ATP maken en op lange termijn kan dit met
macronutriënten adhv 2 systemen (de ene vereist O2, de andere niet)
→ er zijn verschillen tussen types vezels. Type 1 hebben veel capillairen nodig want veel stoffen
nodig, bv. zuurstof, om ATP aan te kunnen maken.
4
