INSPANNINGSFYSIOLOGIE
De Smet
CROSS-BRIDGE CYCLING
Spierbundels bestaan uit spiervezels
Spiervezels is 1 cel met myofibrillen
(aaneenschakeling van contractiele
elementen => sarcomeer:
myosinefilamenten en dunnere
actinefilamenten)
Myosinehoofdjes zorgen ervoor dat ATP kan gehydrolyseerd
worden → chemische E wordt vrijgezet, moet worden omgezet
tot mechanische E.
Myosine gaat de actinefilamenten richting M-lijn trekken, M-lijn
is een aanhechtingsplaats voor actinefilamenten.
Cytoplasma => vocht binnen cel
SR: 2 functies
- Gestructureerde stabiliteit
- Opslagplaats voor Ca2+
T-tubuli (geel) => verderzetting van
plasmamembraan, staan in contact
met het SR. Verantwoordelijk voor het
prikkelen van SR voor Ca2+ vrijzetting
Neuromusculaire junctie:
▪ Zenuw maakt contact met het membraan van de
spiercel
▪ Vrijzetting Ach
▪ Er zijn receptoren op de spiervezel, ze gaan binden en
van vorm veranderen → transporter: Ca2+ uit, Na+ in
▪ Actiepotentiaal
,Actiepotentiaal wordt verdergezet over het sarcolemma, T-tubuli naar SR
- Ca2+ vrijzetting uit SR
- Ca2+ bindt met troponine → myosinehoofdje bindt aan actine → cross-bridge cycling
SLIDING FILAMENT THEORY
- Cross bridge formatie
o Ca2+ vrijzetting uit SR
o Binding met troponine
o Troponine verandert van vorm
o Myosinehoofdje bindt aan actine
- Activatie van het myosinehoofdje
o ATP bind met myosine
o ATP hydrolysatie → ‘cocked’ positie
- Cross-bridge cycling
o Myosine bind aan actine (Pi vrijzetting)
o Power stroke (ADP vrijzetting + beweging)
o Losmaking myosinehoofd van actine (ATP binding)
o Reactivatie myosinehoofdje
Belangrijke E-vragende processen:
1.Heropname Ca2+ vanuit cytoplasma naar
SR
2. Na+/K+ pomp: gradiënt in de cel terug
normaliseren (actieve pomp: 3Na+ uit, 2K+ in)
Tussen de fosfaatgroepen zit de E opgeslagen, wanneer er een fosfaatgroep wordt afgesplitst komt er E
vrij, deze reactie wordt gekatalyseerd door myosine ATPase (zie reactie), dit geeft 31 kJ.
Hydrolisatie van ATP en ADP opzich gaat al protonen vrijzetten in cel → verzuring
ATP SYSTEMEN
➔ ATP voorraad
1) gelijkend voor vrouwen en mannen, athleten en gewone individuen
2) Niet zo groot (4-6mmol ATP/kg spier) -> goede resynthese nodig
3) Hoe hoger de intensiteit, hoe hoger de E nood, hoe hoger de ATP-
breakdown (resynthese)
➔ ATP = energy carrier
,RESYNTHESE VAN ATP
➔ Energiesystemen en substraten voor resynthese van ATP
1) Phosphocreatine systeem in cytoplasma
2) Glycolyse in cytoplasma
▪ Anaerobe glycolyse
• Glucose → pyruvaat → lactaatzuur
▪ Aerobe glycolyse
• Glucose → pyruvaat → Acetyl-CoA → oxidatieve fosforylatie
▪ Substraat: spier glycogeen, lever glycogeen, bloed glucose
3) Krebs cyclus en oxidatieve fosforylatie in de mitochondriën
▪ Substraat: vetten (intramusculair, perifeer, bloed)
- Elk systeem heeft zijn maximale power: hoeveel E kan vrijgezet worden over een tijd
- Capaciteit => hoeveel E er opgeslagen zit in het lichaam
- Tijd om het E-systeem te activeren → max. flux van het systeem genereren
POWER
- Hoge max. voor creatinefosfaat
systeem
- Anaerobe glycolyse 2de sterkste power
systeem
- Vetoxidatie systeem kan het minste E
per tijdseenheid vrijzetten
CAPACITEIT
- Van vetten hebben we genoeg voorraad
- Groot verschil tussen opslag aerobe en anaerobe glycolyse
o Opslag in spieren en lever van koolhydraten, we kunnen deze leeg maken → klop van de
hamer
o Anaerobe glycolyse is niet alleen afhankelijk van voorraad koolhydraten, maar ook van de
mate waarin we met protonen kunnen omgaan: pH regeling in het bloed
→ tijd nodig om maximale activatie te bereiken
o PCr → praktisch meteen
o Anaerobe glycolyse → 3-4s
o Aerobe glycolyse → 2-3 min
o Vetoxidatie → 20-30 min
, PHOSHOCREATINE SYSTEEM
In de binding E opgelsagen, als de binding
verbroken wordt komt E vrij.
Bij plotse inspanning waarbij ineens meer ATP
wordt verbruikt, gaat deze reactie kunnen
onmiddellijk bufferen en we krijgen dus niet
onmiddellijk verzuring.
Kenmerken:
- Hoge power (7-8 ATP/s)
- 1 chemische reactie → onmiddelijke energie vrijzetting
- Energiebuffer: houdt de conc. ATP constant bij wisselende intensiteit
- Er wordt geen lactaat/melkzuur geproduceerd, er is geen O2 nodig om deze reactie te laten
plaatsvinden (anaerobic, alactic)
- Kleine chemische buffer: H+ van ATP hydrolyse
- Lage energieopslag
- Voor korte intense inspanningen
PCr opslag
➔ 1-2% creatine (spier) wordt afgebroken per dag → urine creatinine
➔ Creatine aanmaak door lever en nier (1-2 g/dag), niet genoeg → inname via voeding: vlees en vis
(probleem bij vegetariërs en veganisten)(1-2g/dag)
➔ Mensen met meer type 2 spiervezels dan type 1 hebben meer creatine
➔ Bij een omnivorous dieet is 60-80% van het spiercreatine gesatureerd
➔ Creatine supplement: load en maintenance fase
→ getrainde atleten zullen langen op PCr kunnen gaan, maar zelfs bij hun geraakt dit systeem op en
schakelt men over naar anaerobe glycolyse
De Smet
CROSS-BRIDGE CYCLING
Spierbundels bestaan uit spiervezels
Spiervezels is 1 cel met myofibrillen
(aaneenschakeling van contractiele
elementen => sarcomeer:
myosinefilamenten en dunnere
actinefilamenten)
Myosinehoofdjes zorgen ervoor dat ATP kan gehydrolyseerd
worden → chemische E wordt vrijgezet, moet worden omgezet
tot mechanische E.
Myosine gaat de actinefilamenten richting M-lijn trekken, M-lijn
is een aanhechtingsplaats voor actinefilamenten.
Cytoplasma => vocht binnen cel
SR: 2 functies
- Gestructureerde stabiliteit
- Opslagplaats voor Ca2+
T-tubuli (geel) => verderzetting van
plasmamembraan, staan in contact
met het SR. Verantwoordelijk voor het
prikkelen van SR voor Ca2+ vrijzetting
Neuromusculaire junctie:
▪ Zenuw maakt contact met het membraan van de
spiercel
▪ Vrijzetting Ach
▪ Er zijn receptoren op de spiervezel, ze gaan binden en
van vorm veranderen → transporter: Ca2+ uit, Na+ in
▪ Actiepotentiaal
,Actiepotentiaal wordt verdergezet over het sarcolemma, T-tubuli naar SR
- Ca2+ vrijzetting uit SR
- Ca2+ bindt met troponine → myosinehoofdje bindt aan actine → cross-bridge cycling
SLIDING FILAMENT THEORY
- Cross bridge formatie
o Ca2+ vrijzetting uit SR
o Binding met troponine
o Troponine verandert van vorm
o Myosinehoofdje bindt aan actine
- Activatie van het myosinehoofdje
o ATP bind met myosine
o ATP hydrolysatie → ‘cocked’ positie
- Cross-bridge cycling
o Myosine bind aan actine (Pi vrijzetting)
o Power stroke (ADP vrijzetting + beweging)
o Losmaking myosinehoofd van actine (ATP binding)
o Reactivatie myosinehoofdje
Belangrijke E-vragende processen:
1.Heropname Ca2+ vanuit cytoplasma naar
SR
2. Na+/K+ pomp: gradiënt in de cel terug
normaliseren (actieve pomp: 3Na+ uit, 2K+ in)
Tussen de fosfaatgroepen zit de E opgeslagen, wanneer er een fosfaatgroep wordt afgesplitst komt er E
vrij, deze reactie wordt gekatalyseerd door myosine ATPase (zie reactie), dit geeft 31 kJ.
Hydrolisatie van ATP en ADP opzich gaat al protonen vrijzetten in cel → verzuring
ATP SYSTEMEN
➔ ATP voorraad
1) gelijkend voor vrouwen en mannen, athleten en gewone individuen
2) Niet zo groot (4-6mmol ATP/kg spier) -> goede resynthese nodig
3) Hoe hoger de intensiteit, hoe hoger de E nood, hoe hoger de ATP-
breakdown (resynthese)
➔ ATP = energy carrier
,RESYNTHESE VAN ATP
➔ Energiesystemen en substraten voor resynthese van ATP
1) Phosphocreatine systeem in cytoplasma
2) Glycolyse in cytoplasma
▪ Anaerobe glycolyse
• Glucose → pyruvaat → lactaatzuur
▪ Aerobe glycolyse
• Glucose → pyruvaat → Acetyl-CoA → oxidatieve fosforylatie
▪ Substraat: spier glycogeen, lever glycogeen, bloed glucose
3) Krebs cyclus en oxidatieve fosforylatie in de mitochondriën
▪ Substraat: vetten (intramusculair, perifeer, bloed)
- Elk systeem heeft zijn maximale power: hoeveel E kan vrijgezet worden over een tijd
- Capaciteit => hoeveel E er opgeslagen zit in het lichaam
- Tijd om het E-systeem te activeren → max. flux van het systeem genereren
POWER
- Hoge max. voor creatinefosfaat
systeem
- Anaerobe glycolyse 2de sterkste power
systeem
- Vetoxidatie systeem kan het minste E
per tijdseenheid vrijzetten
CAPACITEIT
- Van vetten hebben we genoeg voorraad
- Groot verschil tussen opslag aerobe en anaerobe glycolyse
o Opslag in spieren en lever van koolhydraten, we kunnen deze leeg maken → klop van de
hamer
o Anaerobe glycolyse is niet alleen afhankelijk van voorraad koolhydraten, maar ook van de
mate waarin we met protonen kunnen omgaan: pH regeling in het bloed
→ tijd nodig om maximale activatie te bereiken
o PCr → praktisch meteen
o Anaerobe glycolyse → 3-4s
o Aerobe glycolyse → 2-3 min
o Vetoxidatie → 20-30 min
, PHOSHOCREATINE SYSTEEM
In de binding E opgelsagen, als de binding
verbroken wordt komt E vrij.
Bij plotse inspanning waarbij ineens meer ATP
wordt verbruikt, gaat deze reactie kunnen
onmiddellijk bufferen en we krijgen dus niet
onmiddellijk verzuring.
Kenmerken:
- Hoge power (7-8 ATP/s)
- 1 chemische reactie → onmiddelijke energie vrijzetting
- Energiebuffer: houdt de conc. ATP constant bij wisselende intensiteit
- Er wordt geen lactaat/melkzuur geproduceerd, er is geen O2 nodig om deze reactie te laten
plaatsvinden (anaerobic, alactic)
- Kleine chemische buffer: H+ van ATP hydrolyse
- Lage energieopslag
- Voor korte intense inspanningen
PCr opslag
➔ 1-2% creatine (spier) wordt afgebroken per dag → urine creatinine
➔ Creatine aanmaak door lever en nier (1-2 g/dag), niet genoeg → inname via voeding: vlees en vis
(probleem bij vegetariërs en veganisten)(1-2g/dag)
➔ Mensen met meer type 2 spiervezels dan type 1 hebben meer creatine
➔ Bij een omnivorous dieet is 60-80% van het spiercreatine gesatureerd
➔ Creatine supplement: load en maintenance fase
→ getrainde atleten zullen langen op PCr kunnen gaan, maar zelfs bij hun geraakt dit systeem op en
schakelt men over naar anaerobe glycolyse
