Inspanningsfysiologie
College 1 - introcollege
Inspanningsfysiologie = aanslag op het interne milieu.
Een motor unit is een zenuwvezel met al zijn geïnnerveerde
spiervezels. Spieren die vaak ineens veel kracht moeten
leveren bevatten veel en grote motor units. De motor cortex
geeft de primaire aansturing voor de motor units. Andere
delen van de hersenen hebben wel invloed op de output van
de motor cortex. De alpha motorneuronen geven de
spierkracht aan en de gamma neuronen sturen de
intrafusale spiervezels aan, hier liggen de spierspoeltjes
omheen om informatie terug te geven.
Zodra we gaan inspannen en zuurstof uit ons bloed
halen, krijgen we een verstoring van ons interne milieu.
Hierdoor is er een verstoring van de homeostase dus ga
je meer ademhalen etc. Er zijn dus regelsystemen om de
homeostase in balans te houden, deze bestaan uit 3
componenten:
➔ Sensor, geeft informatie aan het controle
centrum (hypothalamus).
➔ Effector, respons op de stimulus.
➔ Stimulus
Negatieve feedback = terug naar setpoint
Positieve feedback = destabilisatie. Er wordt geanticipeerd op de stimulus.
Feed forward systeem = anticipatie op verandering, deze komen niet vaak voor.
Het centrale zenuwstelsel bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg. Alle andere
onderdelen, zoals de zenuwen en de ganglia behoren tot het perifere zenuwstelsel.
Het sensorische zenuwstelsel detecteert stimuli en transporteert het signaal naar het
CZS. Het sensorisch zenuwstelsel bestaat uit:
➔ Somatisch sensorisch
o Sensorische input dat komt van receptoren zoals ogen, oren en huid
➔ Visceraal sensorisch
o Sensorische input dat komt van interne organen, zoals bloedbanen of
organen
Het motorische zenuwstelsel zorgt dat informatie van het CZS naar de effectoren
komen. Deze bestaat uit:
➔ Somatisch motorisch
o Motor output dat constant wordt gecontroleerd, zoals het aanspannen van
skelet spieren
➔ Autonomic motorisch
o Motor output dat niet vrijwillig wordt aangestuurd, zoals glad spierweefsel
of het hart spier weefsel
1
,Inspanningsfysiologie
Bij de autonoom motorisch horen de parasympaticus en sympaticus bij.
1 kcal = 4186 Joule
Het lichaam gebruikt veel meer energie voor het metabolisme dan nodig is voor de enkel
geleverde arbeid. ATP wordt omgezet in mechanische energie en warmte. Je lichaam
verbruikt 5 kcal voor 1 liter O2 opname (VO2).
College 2 – Bioenergetica
Metabolisme = stofwisseling, alle chemische reacties in het lichaam
Tijdens metabolisme in de cel, word er energie (ATP) vrijgemaakt uit koolhydraten, vetten
en eiwitten. Enzymen kunnen dit proces versnellen.
Bij anaeroob vermogen is er sprake van veel snelle spiervezels. Deze spiervezels kunnen
snel veel kracht leveren, maar raken ook sneller vermoeid.
Bij aeroob vermogen zijn er vooral veel langzame spiervezels, deze zijn rood doordat er
myoglobine in zit.
Trage spiervezels zijn dun en snelle spiervezels zijn dikker.
Spiercontractie
Een myosine kopje wordt op spanning gezet door een ATP molecuul. Als ATP splitst in
ADP en p, dan wordt het myosine kopje omgeslagen en kan deze binden aan actine. Als
ADP dan weer loslaat, dan slaat het kopje weer om en kan een nieuw ATP molecuul
binden.
Metabole reacties kunnen energie kosten of energie leveren. Als ze energie kosten
noemen we ze endergonisch, als ze energie leveren worden ze exergonisch genoemd.
• Anabolisme = aanmaak, kleinere moleculen worden gevormd tot grotere
moleculen → endergonisch
• Katabolisme = afbraak, grotere moleculen worden afgebroken tot kleinere
moleculen → exergonisch
Brandstoffen
3 brandstoffen zijn vetten, koolhydraten en eiwitten. Brandstoffen liggen opgeslagen als
triglyceriden, glycogeen en eiwitten.
Vetten bestaan uit triglyceriden, hier hebben we ongeveer 7800 gram van in ons lichaam.
Van koolhydraten hebben we 500-1000 gram glycogeen in ons lichaam.
Verbranding van eiwitten gebeurt bijna niet, behalve als je heel weinig eet en wel
inspant.
Bij de verbranding van:
• koolhydraten: 1 gram → 4 kcal
• Eiwitten: 1 gram → 4 kcal
• Vetten: 1 gram → 9 kcal
2
,Inspanningsfysiologie
Bij het afbreken van meer C-moleculen, heb je meer energie nodig om het molecuul uit
elkaar te halen. Daarom krijg je meer energie als er een vetmolecuul wordt afgebroken.
Als je koolhydraatreserve op is, ga je over op energie halen vanuit je vet reserve. Maar
energie halen uit je vet kost meer tijd. Je brein werkt alleen op energie die voorkomt uit
glucose, dus uit koolhydraten.
Metabolisme van eiwitten heet proteolyse, van glycogeen heet glycolyse en van vetten
heet lipolyse.
In de eerste paar seconde van maximale inspanning, gebruik je je ATP opslag. Na
meerdere seconde gebruik je het ATP/PC systeem. Vervolgens wordt het lactose
systeem geactiveerd. Als je dan nog langer vol wilt houden moet je terug nemen in je
vermogen en ga je over op je aerobe systeem.
➔ ATP-PC is een snel proces waarvoor creatine kinase nodig is. ADP +
creatinefosfaat wordt omgezet in ATP + creatinine. Dit proces is dus super snel,
maar wel uitgeput na 10 seconde. Tijdens dit proces wordt er geen CO2
geproduceerd.
➔ Glycolyse: glycogeen wordt omgezet in glucose. Het is voordelig om een grote
glycogeen voorraad te hebben omdat de omzetting van glycogeen naar glucose
geen ATP kost. Als er sprake is van pure anaerobe glycolyse wordt er pyruvaat
gevormd. Daarnaast wordt er ook altijd lactaat gevormd, zowel bij anaeroob als
aeroob.
Glycolyse
Glycolyse fase 1:
Glucose wordt met ATP omgezet in glucose-6-fosfaat, dit vormt tot fructose-6-fosfaat.
Vervolgens is er weer een ATP nodig om dit om te zetten in glyceraldehyde-3-fosfaat.
Glycolyse vindt plaats in het cytosol.
Glycolyse fase 2:
NAD+ wordt omgezet in NADH, dit is belangrijk voor energie. In dit proces worden 4 ATP
moleculen gevormd. Netto heb je dan 2 ATP en 2 NADH geproduceerd in het glycolyse
proces, uit 1 glucose molecuul.
Pyruvaat kan aeroob of anaeroob worden vervolgd.
• Bij aeroob is er oxidatie van pyruvaat in mitochondriën.
• Bij anaeroob wordt pyruvaat + NADH omgezet in lactaat en H+.
Pyruvaat gaat de mitochondria in en wordt hier geoxideerd, hierbij ontstaat acetyl-CoA
en CO2 (want er is zuurstof geïnvesteerd). Uit 1 pyruvaat wordt er 1 NADH gemaakt.
Citroenzuurcyclus/Krebs cyclus:
Pyruvaat dat is gevormd uit glycolyse wordt met NADH omgezet in acetyl-CoA. Acetyl-
CoA vormt met oxaalacetaat uiteindelijk citroenzuur. Citroenzuur wordt in een aantal
stappen omgezet, hierbij wordt er NADH en CO2 gevormd. 1 acetyl-CoA geeft 1 ATP, 3
3
, Inspanningsfysiologie
NADH en 1 FADH2. Er komt 2,5 ATP vrij van 1 NADH molecuul, en 2,5 ATP van 1 FADH2
molecuul.
Uiteindelijk komt er dus uit 1 glucose molecuul: 2 ATP, 6 NADH en 2 FADH2.
Elektronentransportketen:
NADH is de batterij van de elektronentransportketen. Bij oxidatie wordt er een elektron
verwijderd, bij reductie wordt er een elektron toegevoegd. Als er een H bijkomt, wordt er
ook een elektron toegevoegd. Bij onvoldoende vitamine B3 is het lastig om NADH te
produceren, omdat vitamine B3 een derivaat is hiervan. Vitamine B2 is een derivaat van
FADH2.
Elektronen gaan in de membranen zitten en drijven de pompen in het membraan aan. H+
wordt in de intermembraanruimte gepompt, waardoor deze ruimte heel zuur wordt.
Elektronen worden getransporteerd waardoor er veel energie ontstaan en er dus veel
ATP kan worden gevormd.
Waar in de cel vindt omzetting van glucose naar pyruvaat plaats?
A) Cristae
B) Cytosol
C) Sarcoplasmatisch reticulum
D) Matrix b
Proteolyse
Deaminering = afsplitsing van een aminozuur, dit wordt omgezet in NH3 + ketonzuur
Ketonzuren worden omgezet in glucose of ‘intermediates’ citroenzuurcyclus.
Vetmetabolisme
Triglyceriden worden omgezet in glycerol en 3 vetzuren. De vrije vetzuren kunnen worden
omgezet in acetyl-CoA. Glycerol kan worden omgezet in glucose.
-oxidatie = omzetting van Acetyl-CoA naar vetzuren.
Bij weinig koolhydraten wordt er relatief veel acetyl-CoA gevormd, dit gaat niet allemaal
de citroenzuurcyclus is maar er kunnen ook ketonen worden gevormd.
Enzymen functioneren goed bij 37 graden. Als het iets warmer wordt gaan de enzymen
sneller en beter werken, dus het metabolisme gaat dan omhoog. Als de pH te hoog of te
laag worden, gaan de enzymen trager werken. Bij een klein beetje een hogere pH, dus
zuurder, werken de enzymen beter.
Een aceton geur in de adem komt voor bij te veel oxaalacetaat.
4
College 1 - introcollege
Inspanningsfysiologie = aanslag op het interne milieu.
Een motor unit is een zenuwvezel met al zijn geïnnerveerde
spiervezels. Spieren die vaak ineens veel kracht moeten
leveren bevatten veel en grote motor units. De motor cortex
geeft de primaire aansturing voor de motor units. Andere
delen van de hersenen hebben wel invloed op de output van
de motor cortex. De alpha motorneuronen geven de
spierkracht aan en de gamma neuronen sturen de
intrafusale spiervezels aan, hier liggen de spierspoeltjes
omheen om informatie terug te geven.
Zodra we gaan inspannen en zuurstof uit ons bloed
halen, krijgen we een verstoring van ons interne milieu.
Hierdoor is er een verstoring van de homeostase dus ga
je meer ademhalen etc. Er zijn dus regelsystemen om de
homeostase in balans te houden, deze bestaan uit 3
componenten:
➔ Sensor, geeft informatie aan het controle
centrum (hypothalamus).
➔ Effector, respons op de stimulus.
➔ Stimulus
Negatieve feedback = terug naar setpoint
Positieve feedback = destabilisatie. Er wordt geanticipeerd op de stimulus.
Feed forward systeem = anticipatie op verandering, deze komen niet vaak voor.
Het centrale zenuwstelsel bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg. Alle andere
onderdelen, zoals de zenuwen en de ganglia behoren tot het perifere zenuwstelsel.
Het sensorische zenuwstelsel detecteert stimuli en transporteert het signaal naar het
CZS. Het sensorisch zenuwstelsel bestaat uit:
➔ Somatisch sensorisch
o Sensorische input dat komt van receptoren zoals ogen, oren en huid
➔ Visceraal sensorisch
o Sensorische input dat komt van interne organen, zoals bloedbanen of
organen
Het motorische zenuwstelsel zorgt dat informatie van het CZS naar de effectoren
komen. Deze bestaat uit:
➔ Somatisch motorisch
o Motor output dat constant wordt gecontroleerd, zoals het aanspannen van
skelet spieren
➔ Autonomic motorisch
o Motor output dat niet vrijwillig wordt aangestuurd, zoals glad spierweefsel
of het hart spier weefsel
1
,Inspanningsfysiologie
Bij de autonoom motorisch horen de parasympaticus en sympaticus bij.
1 kcal = 4186 Joule
Het lichaam gebruikt veel meer energie voor het metabolisme dan nodig is voor de enkel
geleverde arbeid. ATP wordt omgezet in mechanische energie en warmte. Je lichaam
verbruikt 5 kcal voor 1 liter O2 opname (VO2).
College 2 – Bioenergetica
Metabolisme = stofwisseling, alle chemische reacties in het lichaam
Tijdens metabolisme in de cel, word er energie (ATP) vrijgemaakt uit koolhydraten, vetten
en eiwitten. Enzymen kunnen dit proces versnellen.
Bij anaeroob vermogen is er sprake van veel snelle spiervezels. Deze spiervezels kunnen
snel veel kracht leveren, maar raken ook sneller vermoeid.
Bij aeroob vermogen zijn er vooral veel langzame spiervezels, deze zijn rood doordat er
myoglobine in zit.
Trage spiervezels zijn dun en snelle spiervezels zijn dikker.
Spiercontractie
Een myosine kopje wordt op spanning gezet door een ATP molecuul. Als ATP splitst in
ADP en p, dan wordt het myosine kopje omgeslagen en kan deze binden aan actine. Als
ADP dan weer loslaat, dan slaat het kopje weer om en kan een nieuw ATP molecuul
binden.
Metabole reacties kunnen energie kosten of energie leveren. Als ze energie kosten
noemen we ze endergonisch, als ze energie leveren worden ze exergonisch genoemd.
• Anabolisme = aanmaak, kleinere moleculen worden gevormd tot grotere
moleculen → endergonisch
• Katabolisme = afbraak, grotere moleculen worden afgebroken tot kleinere
moleculen → exergonisch
Brandstoffen
3 brandstoffen zijn vetten, koolhydraten en eiwitten. Brandstoffen liggen opgeslagen als
triglyceriden, glycogeen en eiwitten.
Vetten bestaan uit triglyceriden, hier hebben we ongeveer 7800 gram van in ons lichaam.
Van koolhydraten hebben we 500-1000 gram glycogeen in ons lichaam.
Verbranding van eiwitten gebeurt bijna niet, behalve als je heel weinig eet en wel
inspant.
Bij de verbranding van:
• koolhydraten: 1 gram → 4 kcal
• Eiwitten: 1 gram → 4 kcal
• Vetten: 1 gram → 9 kcal
2
,Inspanningsfysiologie
Bij het afbreken van meer C-moleculen, heb je meer energie nodig om het molecuul uit
elkaar te halen. Daarom krijg je meer energie als er een vetmolecuul wordt afgebroken.
Als je koolhydraatreserve op is, ga je over op energie halen vanuit je vet reserve. Maar
energie halen uit je vet kost meer tijd. Je brein werkt alleen op energie die voorkomt uit
glucose, dus uit koolhydraten.
Metabolisme van eiwitten heet proteolyse, van glycogeen heet glycolyse en van vetten
heet lipolyse.
In de eerste paar seconde van maximale inspanning, gebruik je je ATP opslag. Na
meerdere seconde gebruik je het ATP/PC systeem. Vervolgens wordt het lactose
systeem geactiveerd. Als je dan nog langer vol wilt houden moet je terug nemen in je
vermogen en ga je over op je aerobe systeem.
➔ ATP-PC is een snel proces waarvoor creatine kinase nodig is. ADP +
creatinefosfaat wordt omgezet in ATP + creatinine. Dit proces is dus super snel,
maar wel uitgeput na 10 seconde. Tijdens dit proces wordt er geen CO2
geproduceerd.
➔ Glycolyse: glycogeen wordt omgezet in glucose. Het is voordelig om een grote
glycogeen voorraad te hebben omdat de omzetting van glycogeen naar glucose
geen ATP kost. Als er sprake is van pure anaerobe glycolyse wordt er pyruvaat
gevormd. Daarnaast wordt er ook altijd lactaat gevormd, zowel bij anaeroob als
aeroob.
Glycolyse
Glycolyse fase 1:
Glucose wordt met ATP omgezet in glucose-6-fosfaat, dit vormt tot fructose-6-fosfaat.
Vervolgens is er weer een ATP nodig om dit om te zetten in glyceraldehyde-3-fosfaat.
Glycolyse vindt plaats in het cytosol.
Glycolyse fase 2:
NAD+ wordt omgezet in NADH, dit is belangrijk voor energie. In dit proces worden 4 ATP
moleculen gevormd. Netto heb je dan 2 ATP en 2 NADH geproduceerd in het glycolyse
proces, uit 1 glucose molecuul.
Pyruvaat kan aeroob of anaeroob worden vervolgd.
• Bij aeroob is er oxidatie van pyruvaat in mitochondriën.
• Bij anaeroob wordt pyruvaat + NADH omgezet in lactaat en H+.
Pyruvaat gaat de mitochondria in en wordt hier geoxideerd, hierbij ontstaat acetyl-CoA
en CO2 (want er is zuurstof geïnvesteerd). Uit 1 pyruvaat wordt er 1 NADH gemaakt.
Citroenzuurcyclus/Krebs cyclus:
Pyruvaat dat is gevormd uit glycolyse wordt met NADH omgezet in acetyl-CoA. Acetyl-
CoA vormt met oxaalacetaat uiteindelijk citroenzuur. Citroenzuur wordt in een aantal
stappen omgezet, hierbij wordt er NADH en CO2 gevormd. 1 acetyl-CoA geeft 1 ATP, 3
3
, Inspanningsfysiologie
NADH en 1 FADH2. Er komt 2,5 ATP vrij van 1 NADH molecuul, en 2,5 ATP van 1 FADH2
molecuul.
Uiteindelijk komt er dus uit 1 glucose molecuul: 2 ATP, 6 NADH en 2 FADH2.
Elektronentransportketen:
NADH is de batterij van de elektronentransportketen. Bij oxidatie wordt er een elektron
verwijderd, bij reductie wordt er een elektron toegevoegd. Als er een H bijkomt, wordt er
ook een elektron toegevoegd. Bij onvoldoende vitamine B3 is het lastig om NADH te
produceren, omdat vitamine B3 een derivaat is hiervan. Vitamine B2 is een derivaat van
FADH2.
Elektronen gaan in de membranen zitten en drijven de pompen in het membraan aan. H+
wordt in de intermembraanruimte gepompt, waardoor deze ruimte heel zuur wordt.
Elektronen worden getransporteerd waardoor er veel energie ontstaan en er dus veel
ATP kan worden gevormd.
Waar in de cel vindt omzetting van glucose naar pyruvaat plaats?
A) Cristae
B) Cytosol
C) Sarcoplasmatisch reticulum
D) Matrix b
Proteolyse
Deaminering = afsplitsing van een aminozuur, dit wordt omgezet in NH3 + ketonzuur
Ketonzuren worden omgezet in glucose of ‘intermediates’ citroenzuurcyclus.
Vetmetabolisme
Triglyceriden worden omgezet in glycerol en 3 vetzuren. De vrije vetzuren kunnen worden
omgezet in acetyl-CoA. Glycerol kan worden omgezet in glucose.
-oxidatie = omzetting van Acetyl-CoA naar vetzuren.
Bij weinig koolhydraten wordt er relatief veel acetyl-CoA gevormd, dit gaat niet allemaal
de citroenzuurcyclus is maar er kunnen ook ketonen worden gevormd.
Enzymen functioneren goed bij 37 graden. Als het iets warmer wordt gaan de enzymen
sneller en beter werken, dus het metabolisme gaat dan omhoog. Als de pH te hoog of te
laag worden, gaan de enzymen trager werken. Bij een klein beetje een hogere pH, dus
zuurder, werken de enzymen beter.
Een aceton geur in de adem komt voor bij te veel oxaalacetaat.
4
