Te kennen inspanningsfysiologie
Deel I: Inleiding
1. Inspanningsfysiologie = studie naar hoe het lichaam zich fysiologisch aanpast aan de acute
stress van inspanning of lichamelijke activiteit en de chronische stress van fysieke training.
We kijken naar de gevolgen ervan op niveau van pieren, hart- en bloedvaten en longen.
2. * Sportfysio -> prestatiegericht
voorbeeld: verschillende trainingsmethoden om specifiek bepaalde soort vezels te trainen
- Uithoudingstraining: type I (veel aanmaak mitochondriën en oxidatieve enzymen)
- Anaërobe intervaltraining: type I en IIa (ook vergroting aantal mitochondriën)
- Sprinttraining: type IIa en IIb
- Hoge weerstand training = krachttraining (spiervolume vergroot, maar aantal
mitochondriën blijft ongewijzigd)
Aanmaak mitochondria en oxidatieve enzymen: I > IIa > IIb
* Klinische inspanningsfysio -> staat van p. verbeteren dmv beweging
voorbeeld: fysieke activiteit positief effect op verschillende chronische ziektes, invloed op
pathogenese, symptomen, fysieke fitheid, levenskwaliteit
voorbeelden: coronaire hartziekten, hart- en vaatziekten, diabetes type I en II, obesitas,
COPD, osteoporose, chronisch vermoeidheidssyndroom, kanker
3. Homeostase = lichaam streeft naar evenwicht
Bij verstoring (bv. temperatuursverandering, uitdroging, bloeddrukverandering) 3 systemen:
1) buffering: impact van de verstoring verminderen en balans herstellen via de
buffersystemen, deze werken slechts tijdelijk, bv. bicarbonaat, ademhaling, renaal…
2) anticipatoire regulatie: anticiperen op de behoeftes van het lichaam en fysiologische
reacties activeren om homeostase te behouden
3) negatieve feedback: de huidige veranderingen in het lichaam tegenwerken en terugkeren
naar een evenwichtige toestand bv. temperatuursstijging: lichaam zal zweten en
vasodilateren om zo een lichaamsdaling te induceren (omgekeerd aan de verandering)
4. Acute aanpassingen = snelle aanpassingen, direct na elke inspanning, blijven tijdelijk
Voorbeelden: HF wijzigt = acute aanpassing
- Omgevingsfactoren: temperatuur (↑, HF ↑), luchtvochtigheid (↑, HF ↑), geluidsniveau
(↑, HF ↑)
- Gedragsfactoren: voedselinname (↑, HF ↑), slaap (↓, HF ↑)
- Tijdstip: rust, inspanning, herstel (hoogste hartslag tussen 15-18u)
Voorbeeld:
Verstoorde homeostase door acute training (↑ verzuring in bloed)
-> receptoren vangen signaal op (carotislichaampjes in nek)
-> respons pathway (signaal naar hersencellen die ademhaling controleren)
-> doelwitorgaan (longen)
-> respons (ademhaling ↑, CO2-uitstoot ↑)
-> resultaat (↓ verzuring in bloed)
,5. Chronische aanpassingen = langzame aanpassingen, na paar weken training resultaat, hierop
berusten de basisprincipes van de trainingsmethodiek
Voorbeelden:
- Getrainden hebben minder snel lactaatvorming dan ongetrainden = chronische
aanpassing
Voorbeeld:
Verstoorde homeostase door chronische training (↓ chemische energie in spieren)
-> receptoren vangen signaal op (enzymen van glycogeenafbraak in spieren)
-> respons pathway (activatie glycogeenafbraak enzymen)
-> doelwitorgaan (werkende spieren)
-> respons (meer glycogeen voor meer energie)
-> resultaat (stijging van energie)
-> adaptatie pathway = chronische aanpassing (DNA/RNA voor produceren van actieve
enzymen voor glycogeensynthese)
,Deel II: Cellulaire inspanningsfysiologie
Hoofdstuk 1: Energielevering en substraatverbruik
1. ATP is de belangrijkste biochemische energiedrager (ATP = ADP + Pi + E), nodig voor actief
transport en spiercontractie in het menselijke lichaam. Vorming van ATP vereist energie,
gebruik levert energie. Ons lichaam heeft een voorraad ATP op reserve maar deze voorraad
moet constant worden aangevuld. Dit gebeurt door de 3 verschillende energiebronnen:
● fosfageen systeem (PCr + ADP + H+ = Cr- + ATP): grootste bron ATP-resynthese bij
inspanningen van < 10sec
● glycolytisch systeem door glycogenolyse (glycogeen in de spier) en glucose opname uit de
bloedbanen gevolgd door glycolyse of lactaatproductie (afhankelijk of O2 aanwezig is)
● oxidatief metabolisme van koolhydraten, eiwitten en vetten
=> Tussen deze energiesystemen is er interactie
2. Fosfocreatine:
1) “tijdelijk” temporele buffer: vult ATP aan, zie grafiek: eerst daling ATP door omzetting naar
ADP (homeostase), dan constant door splitsing CP (gebeurt heel efficiënt met weinig
tussenstappen), daarna daalt ook aandeel CP dus opnieuw daling ATP (na 7-8 sec)
2) chemische buffer: garandeert normale pH tegen verzuring, door met waterstofionen te
binden (PCr + ADP + H+ = Cr- + ATP)
3) hoge ADP/ATP verhouding in cytoplasma spiercel
4) beletten ADP accumulatie zodat er geen ammoniak ontstaat (ADP -> AMP -> IMP)
5) CP-shuttle mitochondria <-> cytoplasma: efficiënt transport van energierijke fosfaten
tussen mitochondria en cytoplasma spiercel, fosfaten van de mitochondria komen vrij in de
vorm van creatinefosfaat, en gaan naar de spier waar dan contractie plaatsvindt
In trage spiervezels zijn veel meer mitochondria aanwezig
3. Myokinase reactie = noodreactie bij depletie ATP en CP, vorming 1 ATP uit 2 ADP’s
gekatalyseerd door myokinase: ADP + ADP => ATP + AMP + ADP
Enkel bij inspanningen van zeer hoge intensiteit, belang = vorming AMP, deze activeert
enzymen voor energie metabolisme = aerobe en anaerobe afbraak van KH
4. Verschillende bronnen en metabole pathways van KH voor energielevering:
*Vanuit spier:
- glycogeen glucose-1-fosfaat door fosforylase
- glucose-1-fosfaat + glucose uit darm glucose-6-fosfaat door hexokinase
- glucose-6-fosfaat pyruvaat door fosfofructokinase
- pyruvaat CO2 + H2O (aëroob) en melkzuur (anaëroob)
- melkzuur lactaat en waterstofionen
*Vanuit darm: glucose naar bloedbaan, en via GLUT4-transporters naar spier
*Vanuit lever: glycogeen <-> glucose
5. Glycolyse = afbraak van glucose of glycogeen tot pyruvaat mbv glycolytische enzymen.
Zonder zuurstof (anaeroob) -> afbraak bloedglucose levert 2 mol ATP (verlies doordat dit nog
uit de spier gehaald moet worden = energievereisend proces), afbraak glycogeen levert 3 ATP
(efficiënter)
Met zuurstof (aeroob) -> afbraak glucose levert 38 moleculen ATP, afbraak glycogeen 39
moleculen ATP (efficiënter)
, 6. Pers van 70kg, 15% vetmassa:
Leverglycogeen 100 g 400 kcal
Spierglycogeen 500 g 2000 kcal
Bloedglucose 10 g 40 kcal
Vet (vetweefsel) 11.000 g 100.000 kcal
Vet (intramusculair) 250 g 2.200 kcal
KH kun je verhogen door voeding tijdens inspanning
7. Glucose wordt opgenomen in spiercellen door GLUT4-transporters, stimuli voor translocatie
transporters van kern naar membraan (= actief transport die ATP vereist):
1) insuline (bindt op receptor)
2) spiercontracties
Fysieke activiteit dus belangrijk bij diabetes type II omdat spiercontracties enige bron van
glucoseopname zijn, want er wordt geen insuline afgescheiden
8. Stimulatie glycogenolyse (glycogeen -> glucose) tijdens inspanning door:
1) fosforylase (stimulatie door calcium, (nor)adrenaline, AMP, IMP, Pi)
2) fosfofructokinase (stimulatie door ADP, AMP, Pi en pH ↑, inhibitie door ATP, CP en pH ↓
=> dan dus stimulatie van de glycogenese)
9. Glycogeenverbruik afh van… (aerobe afbraak van glycogeen)
- Inspanningsint: hoe lager de intensiteit (obv VO2max), hoe trager glycogeen w
afgebroken
- Spiervezeltype: type I hoog verbruik bij lage intensiteit, type IIa gemiddeld verbruik bij
alle intensiteiten en type IIb hoog verbruik bij hoge intensiteit
- Glycogeenvoorraad: wordt bepaald door inspanning en dieet: hoe koolhydraatrijker het
dieet -> langere inspanning, hoe meer beschikbaar, hoe meer verbruik bij matige insp.
Na intensief sporten is glycogeenspiegel volledig leeg -> min 2u na insp KH eten om
glycogeenvoorraad aan te vullen (tijdens de spiercontractie verplaatsen de GLUT4-
transporters naar de celwand om glucose op te nemen, en blijven daar een tijdje zitten)
(= herstel na belasting)
10. *Pyruvaat naar lactaat: hoge intensiteit, anaeroob, weinig NAD (w gevormd), lactaat
dehydrogenase (LDH)
Lactaat wordt opgenomen in inactieve spieren en lever (accumulatie en opname)
*Pyruvaat naar krebs: lage intensiteit, aeroob, genoeg NAD (w gebruikt), pyruvaat
dehydrogenase (PDH)
11. Snelheid krebs-cyclus (= oxidatieve capaciteit van een spier, oxidatie van bloedglucose en
glycogeen, aërobe energielevering) w bepaald door:
1) instroom acetyl-CoA
2) concentratie intermediairen (hoe meer enzymen, hoe sneller cyclus, hoe sneller aerobe
energielevering) => Anaplerose = aanvulling van de intermediairen (aminozuren en eiwitten)
van de krebs-cyclus
12. Tijdens inspanning verhoogt de PDH activiteit, flux doorheen krebs-cyclus en pool van
intermediairen (want verbruik stijgt bij toename intensiteit)
13. Zie 5.
Deel I: Inleiding
1. Inspanningsfysiologie = studie naar hoe het lichaam zich fysiologisch aanpast aan de acute
stress van inspanning of lichamelijke activiteit en de chronische stress van fysieke training.
We kijken naar de gevolgen ervan op niveau van pieren, hart- en bloedvaten en longen.
2. * Sportfysio -> prestatiegericht
voorbeeld: verschillende trainingsmethoden om specifiek bepaalde soort vezels te trainen
- Uithoudingstraining: type I (veel aanmaak mitochondriën en oxidatieve enzymen)
- Anaërobe intervaltraining: type I en IIa (ook vergroting aantal mitochondriën)
- Sprinttraining: type IIa en IIb
- Hoge weerstand training = krachttraining (spiervolume vergroot, maar aantal
mitochondriën blijft ongewijzigd)
Aanmaak mitochondria en oxidatieve enzymen: I > IIa > IIb
* Klinische inspanningsfysio -> staat van p. verbeteren dmv beweging
voorbeeld: fysieke activiteit positief effect op verschillende chronische ziektes, invloed op
pathogenese, symptomen, fysieke fitheid, levenskwaliteit
voorbeelden: coronaire hartziekten, hart- en vaatziekten, diabetes type I en II, obesitas,
COPD, osteoporose, chronisch vermoeidheidssyndroom, kanker
3. Homeostase = lichaam streeft naar evenwicht
Bij verstoring (bv. temperatuursverandering, uitdroging, bloeddrukverandering) 3 systemen:
1) buffering: impact van de verstoring verminderen en balans herstellen via de
buffersystemen, deze werken slechts tijdelijk, bv. bicarbonaat, ademhaling, renaal…
2) anticipatoire regulatie: anticiperen op de behoeftes van het lichaam en fysiologische
reacties activeren om homeostase te behouden
3) negatieve feedback: de huidige veranderingen in het lichaam tegenwerken en terugkeren
naar een evenwichtige toestand bv. temperatuursstijging: lichaam zal zweten en
vasodilateren om zo een lichaamsdaling te induceren (omgekeerd aan de verandering)
4. Acute aanpassingen = snelle aanpassingen, direct na elke inspanning, blijven tijdelijk
Voorbeelden: HF wijzigt = acute aanpassing
- Omgevingsfactoren: temperatuur (↑, HF ↑), luchtvochtigheid (↑, HF ↑), geluidsniveau
(↑, HF ↑)
- Gedragsfactoren: voedselinname (↑, HF ↑), slaap (↓, HF ↑)
- Tijdstip: rust, inspanning, herstel (hoogste hartslag tussen 15-18u)
Voorbeeld:
Verstoorde homeostase door acute training (↑ verzuring in bloed)
-> receptoren vangen signaal op (carotislichaampjes in nek)
-> respons pathway (signaal naar hersencellen die ademhaling controleren)
-> doelwitorgaan (longen)
-> respons (ademhaling ↑, CO2-uitstoot ↑)
-> resultaat (↓ verzuring in bloed)
,5. Chronische aanpassingen = langzame aanpassingen, na paar weken training resultaat, hierop
berusten de basisprincipes van de trainingsmethodiek
Voorbeelden:
- Getrainden hebben minder snel lactaatvorming dan ongetrainden = chronische
aanpassing
Voorbeeld:
Verstoorde homeostase door chronische training (↓ chemische energie in spieren)
-> receptoren vangen signaal op (enzymen van glycogeenafbraak in spieren)
-> respons pathway (activatie glycogeenafbraak enzymen)
-> doelwitorgaan (werkende spieren)
-> respons (meer glycogeen voor meer energie)
-> resultaat (stijging van energie)
-> adaptatie pathway = chronische aanpassing (DNA/RNA voor produceren van actieve
enzymen voor glycogeensynthese)
,Deel II: Cellulaire inspanningsfysiologie
Hoofdstuk 1: Energielevering en substraatverbruik
1. ATP is de belangrijkste biochemische energiedrager (ATP = ADP + Pi + E), nodig voor actief
transport en spiercontractie in het menselijke lichaam. Vorming van ATP vereist energie,
gebruik levert energie. Ons lichaam heeft een voorraad ATP op reserve maar deze voorraad
moet constant worden aangevuld. Dit gebeurt door de 3 verschillende energiebronnen:
● fosfageen systeem (PCr + ADP + H+ = Cr- + ATP): grootste bron ATP-resynthese bij
inspanningen van < 10sec
● glycolytisch systeem door glycogenolyse (glycogeen in de spier) en glucose opname uit de
bloedbanen gevolgd door glycolyse of lactaatproductie (afhankelijk of O2 aanwezig is)
● oxidatief metabolisme van koolhydraten, eiwitten en vetten
=> Tussen deze energiesystemen is er interactie
2. Fosfocreatine:
1) “tijdelijk” temporele buffer: vult ATP aan, zie grafiek: eerst daling ATP door omzetting naar
ADP (homeostase), dan constant door splitsing CP (gebeurt heel efficiënt met weinig
tussenstappen), daarna daalt ook aandeel CP dus opnieuw daling ATP (na 7-8 sec)
2) chemische buffer: garandeert normale pH tegen verzuring, door met waterstofionen te
binden (PCr + ADP + H+ = Cr- + ATP)
3) hoge ADP/ATP verhouding in cytoplasma spiercel
4) beletten ADP accumulatie zodat er geen ammoniak ontstaat (ADP -> AMP -> IMP)
5) CP-shuttle mitochondria <-> cytoplasma: efficiënt transport van energierijke fosfaten
tussen mitochondria en cytoplasma spiercel, fosfaten van de mitochondria komen vrij in de
vorm van creatinefosfaat, en gaan naar de spier waar dan contractie plaatsvindt
In trage spiervezels zijn veel meer mitochondria aanwezig
3. Myokinase reactie = noodreactie bij depletie ATP en CP, vorming 1 ATP uit 2 ADP’s
gekatalyseerd door myokinase: ADP + ADP => ATP + AMP + ADP
Enkel bij inspanningen van zeer hoge intensiteit, belang = vorming AMP, deze activeert
enzymen voor energie metabolisme = aerobe en anaerobe afbraak van KH
4. Verschillende bronnen en metabole pathways van KH voor energielevering:
*Vanuit spier:
- glycogeen glucose-1-fosfaat door fosforylase
- glucose-1-fosfaat + glucose uit darm glucose-6-fosfaat door hexokinase
- glucose-6-fosfaat pyruvaat door fosfofructokinase
- pyruvaat CO2 + H2O (aëroob) en melkzuur (anaëroob)
- melkzuur lactaat en waterstofionen
*Vanuit darm: glucose naar bloedbaan, en via GLUT4-transporters naar spier
*Vanuit lever: glycogeen <-> glucose
5. Glycolyse = afbraak van glucose of glycogeen tot pyruvaat mbv glycolytische enzymen.
Zonder zuurstof (anaeroob) -> afbraak bloedglucose levert 2 mol ATP (verlies doordat dit nog
uit de spier gehaald moet worden = energievereisend proces), afbraak glycogeen levert 3 ATP
(efficiënter)
Met zuurstof (aeroob) -> afbraak glucose levert 38 moleculen ATP, afbraak glycogeen 39
moleculen ATP (efficiënter)
, 6. Pers van 70kg, 15% vetmassa:
Leverglycogeen 100 g 400 kcal
Spierglycogeen 500 g 2000 kcal
Bloedglucose 10 g 40 kcal
Vet (vetweefsel) 11.000 g 100.000 kcal
Vet (intramusculair) 250 g 2.200 kcal
KH kun je verhogen door voeding tijdens inspanning
7. Glucose wordt opgenomen in spiercellen door GLUT4-transporters, stimuli voor translocatie
transporters van kern naar membraan (= actief transport die ATP vereist):
1) insuline (bindt op receptor)
2) spiercontracties
Fysieke activiteit dus belangrijk bij diabetes type II omdat spiercontracties enige bron van
glucoseopname zijn, want er wordt geen insuline afgescheiden
8. Stimulatie glycogenolyse (glycogeen -> glucose) tijdens inspanning door:
1) fosforylase (stimulatie door calcium, (nor)adrenaline, AMP, IMP, Pi)
2) fosfofructokinase (stimulatie door ADP, AMP, Pi en pH ↑, inhibitie door ATP, CP en pH ↓
=> dan dus stimulatie van de glycogenese)
9. Glycogeenverbruik afh van… (aerobe afbraak van glycogeen)
- Inspanningsint: hoe lager de intensiteit (obv VO2max), hoe trager glycogeen w
afgebroken
- Spiervezeltype: type I hoog verbruik bij lage intensiteit, type IIa gemiddeld verbruik bij
alle intensiteiten en type IIb hoog verbruik bij hoge intensiteit
- Glycogeenvoorraad: wordt bepaald door inspanning en dieet: hoe koolhydraatrijker het
dieet -> langere inspanning, hoe meer beschikbaar, hoe meer verbruik bij matige insp.
Na intensief sporten is glycogeenspiegel volledig leeg -> min 2u na insp KH eten om
glycogeenvoorraad aan te vullen (tijdens de spiercontractie verplaatsen de GLUT4-
transporters naar de celwand om glucose op te nemen, en blijven daar een tijdje zitten)
(= herstel na belasting)
10. *Pyruvaat naar lactaat: hoge intensiteit, anaeroob, weinig NAD (w gevormd), lactaat
dehydrogenase (LDH)
Lactaat wordt opgenomen in inactieve spieren en lever (accumulatie en opname)
*Pyruvaat naar krebs: lage intensiteit, aeroob, genoeg NAD (w gebruikt), pyruvaat
dehydrogenase (PDH)
11. Snelheid krebs-cyclus (= oxidatieve capaciteit van een spier, oxidatie van bloedglucose en
glycogeen, aërobe energielevering) w bepaald door:
1) instroom acetyl-CoA
2) concentratie intermediairen (hoe meer enzymen, hoe sneller cyclus, hoe sneller aerobe
energielevering) => Anaplerose = aanvulling van de intermediairen (aminozuren en eiwitten)
van de krebs-cyclus
12. Tijdens inspanning verhoogt de PDH activiteit, flux doorheen krebs-cyclus en pool van
intermediairen (want verbruik stijgt bij toename intensiteit)
13. Zie 5.
