Inspanningsfysiologie
1. Brandstof voor inspanning
1.1 Inleiding
Terminologie
Substraat: ATP (direct te verkrijgen in spiercel), koolhydraten, vetten, proteïnen
- Sprint: veel ATP nodig per seconde → Pcr nodig want direct verkrijgbaar
- Marathon: eerder vetoxidatie → levert veel ATP op maar duurt langer
Bio-energetica: proces waarbij substraten worden omgezet in energie
Metabolisme: Chemische reacties in lichaam
Energie
Energie die vrijkomt kan bepaald worden via de warmteproductie
1 cal = warmte energie nodig om 1g water van 14,5°C te laten stijgen tot 15,5°C.
1000 cal = 1 kcal = 1 Calorie
1.2 Substraten
= koolhydraten, vetten, proteïnen
Tijdens rust: 50% CHO, 50% vetten
Korte inspanning: meer koolhydraten
Langere inspanning: koolhydraten & vetten
Koolhydraten (CHO)
Alle koolhydraten worden omgezet tot glucose
- 4,1 kcal/g; ongeveer 2.500 kcal opgeslagen in het lichaam
- Primaire ATP-substraat voor spieren, hersenen
- Extra glucose opgeslagen als glycogeen in lever, spieren
Glycogeen wordt indien nodig weer omgezet in glucose om meer ATP te maken → glycogenolyse
Glycogeenvoorraad beperkt (2.500 kcal), afhankelijk van koolhydraten in de voeding om aan te vullen.
1
,Vetten
Efficiënte substraat, efficiënte opslag
- 9,4 kcal/g
- +70.000 kcal opgeslagen in lichaam
Energiesubstraat voor langdurige, minder intensieve training
- Hoge netto ATP-opbrengst maar langzame ATP-productie
- Moet worden afgebroken tot vrije vetzuren (FFA's) en glycerol
- Alleen FFA's worden gebruikt om ATP te maken
Eiwitten
Energiesubstraat tijdens hongersnood
- 4,1 kcal/g
- Moet worden omgezet in glucose (gluconeogenese)
Kan ook omzetten in FFA's (lipogenese)
- Voor energieopslag
- Voor cellulair energiesubstraat
Cellulair metabolisme
= Examenvraag
Controle van de energieproductie door de beschikbaarheid van het substraat
Energie die met een gecontroleerde snelheid vrijkomt op basis van beschikbaarheid van primair substraat
Massa-actie-effect
- Substraat beschikbaarheid beïnvloedt stofwisseling
- Meer beschikbaar substraat = hogere activiteit
- Overtollig substraat = cellen vertrouwen meer op dat energiesubstraat dan andere
Keuze van gebruikte energiesysteem hangt van beschikbaarheid van substraten → beschikbaarheid heeft effect
op metabolisme.
2
,Energie die vrijkomt met een gecontroleerde snelheid op basis van enzymactiviteit in de metabole route
Enzymen
- Start geen chemische reacties en brengt geen ATP-opbrengst in
- Vergemakkelijkt de afbraak (katabolisme) van substraten
- Verlaagt de activeringsenergie voor een chemische reactie
- Eindig met het achtervoegsel -ase
ATP opgesplitst door ATPase
= examenvraag
Hoe meer enzymen dat je hebt, hoe meer producten
je kan afgeven.
Elke stap in een biochemische route vereist specifieke enzym(en)
Meer enzymactiviteit = meer product
Snelheidslimiterend enzym
- Kan in een vroeg stadium bottleneck (knelpunt) creëren
- Activiteit beïnvloedt door negatieve feedback
- Vertraagt de gehele reactie, voorkomt een op hol geslagen reactie
1.3 Opgeslagen energie
Hoog-energetische fosfaten
ATP opgeslagen in kleine hoeveelheden totdat het nodig is (in cytoplasma van cellen dus direct beschikbaar)
Afbraak van ATP om energie vrij te maken
- ATP + water + ATPase (ADP + Pi+ energie)
- ADP: verbinding met lagere energie, minder nuttig
Synthese van ATP uit bijproducten
- ADP + Pi + energie → ATP (via fosforylering)
3
, - Kan optreden bij afwezigheid of aanwezigheid van O2
Structuur van ATP
1.4 Bio-energetica : basis energiesystemen
ATP-opslag beperkt
Lichaam moet constant nieuwe ATP synthetiseren
Drie ATP-syntheseroutes
- ATP-PCr system (anaëroob metabolisme)
- Glycolytisch systeem (anaëroob metabolisme)
- Oxidatief systeem (aërobe metabolisme)
ATP-PCR systeem
Anaëroob metabolisme op substraatniveau
ATP opbrengst: 1 mol ATP/1 mol PCr
Duur: 3 tot 15 sec
Omdat ATP opslag zeer beperkt is, wordt dit pad gebruikt om ATP opnieuw samen te stellen.
Fosfocreatine (PCr): ATP-recycling
- PCr + creatinekinase (Cr + Pi+ energie)
- PCr energie kan niet worden gebruikt voor cellulair werk
- PCr energie kan worden gebruikt om ATP weer in elkaar te zetten
Vult ATP-voorraden aan tijdens rust
Afbraak van PCr → ATP productie
4
1. Brandstof voor inspanning
1.1 Inleiding
Terminologie
Substraat: ATP (direct te verkrijgen in spiercel), koolhydraten, vetten, proteïnen
- Sprint: veel ATP nodig per seconde → Pcr nodig want direct verkrijgbaar
- Marathon: eerder vetoxidatie → levert veel ATP op maar duurt langer
Bio-energetica: proces waarbij substraten worden omgezet in energie
Metabolisme: Chemische reacties in lichaam
Energie
Energie die vrijkomt kan bepaald worden via de warmteproductie
1 cal = warmte energie nodig om 1g water van 14,5°C te laten stijgen tot 15,5°C.
1000 cal = 1 kcal = 1 Calorie
1.2 Substraten
= koolhydraten, vetten, proteïnen
Tijdens rust: 50% CHO, 50% vetten
Korte inspanning: meer koolhydraten
Langere inspanning: koolhydraten & vetten
Koolhydraten (CHO)
Alle koolhydraten worden omgezet tot glucose
- 4,1 kcal/g; ongeveer 2.500 kcal opgeslagen in het lichaam
- Primaire ATP-substraat voor spieren, hersenen
- Extra glucose opgeslagen als glycogeen in lever, spieren
Glycogeen wordt indien nodig weer omgezet in glucose om meer ATP te maken → glycogenolyse
Glycogeenvoorraad beperkt (2.500 kcal), afhankelijk van koolhydraten in de voeding om aan te vullen.
1
,Vetten
Efficiënte substraat, efficiënte opslag
- 9,4 kcal/g
- +70.000 kcal opgeslagen in lichaam
Energiesubstraat voor langdurige, minder intensieve training
- Hoge netto ATP-opbrengst maar langzame ATP-productie
- Moet worden afgebroken tot vrije vetzuren (FFA's) en glycerol
- Alleen FFA's worden gebruikt om ATP te maken
Eiwitten
Energiesubstraat tijdens hongersnood
- 4,1 kcal/g
- Moet worden omgezet in glucose (gluconeogenese)
Kan ook omzetten in FFA's (lipogenese)
- Voor energieopslag
- Voor cellulair energiesubstraat
Cellulair metabolisme
= Examenvraag
Controle van de energieproductie door de beschikbaarheid van het substraat
Energie die met een gecontroleerde snelheid vrijkomt op basis van beschikbaarheid van primair substraat
Massa-actie-effect
- Substraat beschikbaarheid beïnvloedt stofwisseling
- Meer beschikbaar substraat = hogere activiteit
- Overtollig substraat = cellen vertrouwen meer op dat energiesubstraat dan andere
Keuze van gebruikte energiesysteem hangt van beschikbaarheid van substraten → beschikbaarheid heeft effect
op metabolisme.
2
,Energie die vrijkomt met een gecontroleerde snelheid op basis van enzymactiviteit in de metabole route
Enzymen
- Start geen chemische reacties en brengt geen ATP-opbrengst in
- Vergemakkelijkt de afbraak (katabolisme) van substraten
- Verlaagt de activeringsenergie voor een chemische reactie
- Eindig met het achtervoegsel -ase
ATP opgesplitst door ATPase
= examenvraag
Hoe meer enzymen dat je hebt, hoe meer producten
je kan afgeven.
Elke stap in een biochemische route vereist specifieke enzym(en)
Meer enzymactiviteit = meer product
Snelheidslimiterend enzym
- Kan in een vroeg stadium bottleneck (knelpunt) creëren
- Activiteit beïnvloedt door negatieve feedback
- Vertraagt de gehele reactie, voorkomt een op hol geslagen reactie
1.3 Opgeslagen energie
Hoog-energetische fosfaten
ATP opgeslagen in kleine hoeveelheden totdat het nodig is (in cytoplasma van cellen dus direct beschikbaar)
Afbraak van ATP om energie vrij te maken
- ATP + water + ATPase (ADP + Pi+ energie)
- ADP: verbinding met lagere energie, minder nuttig
Synthese van ATP uit bijproducten
- ADP + Pi + energie → ATP (via fosforylering)
3
, - Kan optreden bij afwezigheid of aanwezigheid van O2
Structuur van ATP
1.4 Bio-energetica : basis energiesystemen
ATP-opslag beperkt
Lichaam moet constant nieuwe ATP synthetiseren
Drie ATP-syntheseroutes
- ATP-PCr system (anaëroob metabolisme)
- Glycolytisch systeem (anaëroob metabolisme)
- Oxidatief systeem (aërobe metabolisme)
ATP-PCR systeem
Anaëroob metabolisme op substraatniveau
ATP opbrengst: 1 mol ATP/1 mol PCr
Duur: 3 tot 15 sec
Omdat ATP opslag zeer beperkt is, wordt dit pad gebruikt om ATP opnieuw samen te stellen.
Fosfocreatine (PCr): ATP-recycling
- PCr + creatinekinase (Cr + Pi+ energie)
- PCr energie kan niet worden gebruikt voor cellulair werk
- PCr energie kan worden gebruikt om ATP weer in elkaar te zetten
Vult ATP-voorraden aan tijdens rust
Afbraak van PCr → ATP productie
4
