Inspanningsfysiologie

• Fysiologie
• Beroepsopleiding

Inspanningsfysiologie

"Never say never because limits, like fears, are often just illusions"

- Michael Jordan

Inspanningsfysiologie gaat alleen maar over sporten.

1. Waar
2. Niet waar

=

!De formule!

ATP  --> ADP + P + Energie

De formule

• Energierijke fosfaat verbindingen
  

+

+

Zet de formule in de juiste volgorde

ATP

ADP

P

Energie

ATP

• ATP voorraad mitochondrien op na 3 seconden!
  

• Resynthese

• Creatinefosfaat systeem
  

ATP-CP  Systeem

• ATP & ATP-CP systeem --> fosfaataccu (batterij)
• ADP omzetten naar ATP (resynthese)
• Levert 8 - 20 seconden energie --> daarna nieuw systeem aanspreken
  

Hoeveel seconden energie kan de fosfaataccu maximaal leveren?

1. 3 seconden
2. 13 seconden
3. 23 seconden
4. 43 seconden

Lactaat systeem

• Snelle glycolyse: Resynthese met Glucose, maar zonder zuurstof
• Glucose + 2 ADP + 2 P ---> 2 ATP + Lactaat
• Levert 20 tot maximaal 120 seconden energie!
  

Zuurstof systeem

• Langzame glycolyse: Resynthese met Glucose (of vet) en met zuurstof
• Hierdoor ontstaat een (gezonde) klopende formule
• Glucose + O2 +  ADP +  P ---> 36 ATP + CO2 + H2O
  
• Vet + O2 + ADP + P ---> 130 ATP + CO2 + H2O
• Levert voor onbepaalde tijd energie
  

00:59

Welk energie systeem was tot aan de opening actief?

1. Snelle glycolyse
2. Langzame glycolyse
3. Fosfaataccu
4. Aerobe systeem

01:54

Welk probleem ontstaat er nu binnen het huidige energiesysteem?

1. De voorraad glucose is op
2. Voorraad CP is op
3. Ophoping van lactaat
4. Ophoping van ADP

02:36

Welk systeem was tijdens deze race grotendeels actief?

1. ATP
2. ATP - CP
3. Langzame glycolyse
4. Snelle glycolyse

Zuurstofschuld

• EPOC
• Activiteit begint altijd anaeroob!
• Hierdoor ontstaat er een zuurstof tekort --> inlossen na activiteit
• Afhankelijk van meest belaste systeem 2 verschillen
• EPOC A-lactisch & EPOC lactische
  

Second wind & steady state

Welke activiteit zorgt voor een "lang" durende EPOC?

1. Rust
2. Joggen
3. Wandelen
4. Hardlopen

https:

De activiteit van de mitochondrien is bij het begin van een inspanning nog laag en bij een zware belasting ontoereikend. Dan vindt er geen of te weinig terugvorming van NAD+ plaats in de mitochondrien. Om toch NAD+ te verkrijgen wordt pyryvaat omgezet in lactaat, zodat de glycolyse niet stil valt en 2ATP kan blijven leveren. Het optreden van lactaatvorming is daarom verbonden aan de relatieve mitochondriale activiteit en niet aan het wel of niet aanwezig zijn van zuurstof. Daarom is de term snelle glycolyse beter dan anaerobe glycolyse. Het lactaat gaat de verzuring tegen omdat het lactaat H+ bindt, waardoor NAD+ ontstaat.

De citroenzuurcyclus en de oxidatieve fosforylering kunnen niet plaatsvinden in het mitochondrion. Omdat de glycolyse alleen in het cytoplasma en niet van zuurstof afhankelijk is, kan deze wel doorgaan en 2ATP leveren voor maximaal arbeid tot 2 minuten. Er zal echter opnieuw NADH gevormd moeten worden om 2ATP te krijgen. Daarvoor wordt pyruvaat in de anaerobe dissimilatie omgezet in een negatie geladen lactaation (zuurrest van melkzuur) en een H+ ion. Tijdens deze omzetting wordt NADH omgezet in NAD+ , waardoor de glycolyse (2NAD+ wordt weer omgezet in 2NADH en 2 ATP komt vrij) door kan gaan
Het doel van de melkzuurgisting of anaerobe dissimilatie is het terugwinnen van NAD+, zdoordat lactaat H+ bindt waardoor NAD+ ontstaat odat de glycolyse 2ATP kan leveren voor maximaal 2 minuten bij maximale inspanning. De H+ ionen gaan zich namelijk stapelen en kunnen niet gebufferd worden. H+ zorgt voor de verzuring van de spieren.
Het lactaat wordt in de lever weer omgezet in glucose, dat als brandstof in de circulatie beschikbaar komt voor o.a. hersenen, de hartspier en de aeroob werkende skeletspieren. Lactaat is dus een brandstof.

Opslag van glycogeen

Glucose kan niet direct in cellen in je lichaam opgenomen worden. Het heeft namelijk een hoge osmotische waarde, wat betekent dat het zo veel water
de cel in zou ‘trekken’ dat de cel erdoor zou kunnen knappen. Het lichaam zet glucose daarom om in glycogeen, dat wél goed in spiercellen opgenomen kan worden en slaat de energie op die manier in het lichaam op.
Een groot deel van het beschikbare glycogeen wordt in de spieren bewaard, waar je het direct kunt gebruiken. Daarnaast wordt er een klein deel in je lever opgeslagen, zo'n 100 gram. In totaal levert die voorraad genoeg energie om zo'n 90 tot 120 minuten zware inspanning te leveren.

Een groot deel van het beschikbare glycogeen wordt in de spieren bewaard, waar je het direct kunt gebruiken. Daarnaast wordt er een klein deel in je lever opgeslagen, zo'n 100 gram. In totaal levert die voorraad genoeg energie om zo'n 90 tot 120 minuten zware inspanning te leveren.

De ruimte in je spieren is echter beperkt: al kan de opslagcapaciteit door middel van training wel vergroot worden. In totaal kan er per 100 gram spier maar zo’n 2 gram glycogeen opgeslagen worden.
Als die voorraden vol zijn en er nog steeds te veel glucose in het bloed zit, zal het lichaam de rest opslaan als vetweefsel. Het kost het lichaam wel meer moeite om energie uit vet vrij te maken, maar aan de andere kant kan er in totaal ook veel meer opgeslagen worden.

De aerobe dissimilatie bestaat uit 3 fasen
(Langzame) glycolyse (deze kan met en zonder zuurstof verlopen)
Krebs of citroenzuurcyclus
Oxidatieve fosforylering of terminale ademhalingsketen of electronentransport

Bij voldoende zuurstof is sprake van aerobe dissimilatie. Deze verloopt via glycolyse (cytoplasma), krebscyclus en oxidatieve fosforylering (mitochondrion).
Het spierglycogeen wordt afgebroken door glucagon in glucose. Glucose wordt omgezet in pyruvaat en tegelijkertijd wordt 2NAD+ (energierijke stof) omgezet in 2NADH + 2H+. Deze omzetting levert 2ATP op.
2NADH moet de mitochondrion in en dit kost 2ATP.  Bij een dreigende acidose buffert bicarbonaat (HCO3) waterstofionen. Hierbij ontstaat koolzuur (H2CO3) wat zeer snel uiteen valt in CO2 en water (H2O).

Pyruvaat wordt door het enzym Acetyl-CoA afgebroken in verschillende stappen tijdens de citroenzuurzyclus die 2x loopt. Per cyclus 1 ATP dus in totaal 2 ATP. Het electronentransport zorgt ervoor, dat H+ ionen over de celmembraan worden getransporteerd tijdens de oxidatieve fosforylering en dat levert 34 ATP op.
Bruto 2 + 2 + 34= 38 ATP. Omdat het transport van 2NADH naar de mitochondrion 2 ATP kost levert de aerobe dissimilatie 36 ATP op.

In rust of bij lage intensiteit worden vetzuren door AcetylCO-A afgebroken omdat  daarvoor meer zuurstof nodig is. Dit levert 130 ATP op.

In hoeverre mitochondriën actief zijn, hangt af van de ATP/ADP-ratio. Daarbij moet aan een aantal voorwaarden worden voldaan voordat de activiteit van de mitochondriën werkelijk gaat toenemen. De voorwaarden zijn de aanwezigheid van zuurstof, substraat en ADP. In het energieleverantieproces lopen de mitochondriën altijd achter op de energieleverantieprocessen, die direct beschikbaar zijn in het sarcoplasma. Door de direct beschikbare energie te gebruiken zal de concentratie ATP dalen, waardoor een verlaging van de ATP/ADP-ratio de mitochondriën aanzet. Als een interval-training tot doel heeft om juist de ‘langzame’ glycolyse te verbeteren, is het belangrijk niet te lang te pauzeren tussen de herhalingen. Een pauze met lage intensiteit van vijf minuten zorgt voor volledige resynthese van ATP, waardoor bij de volgende herhaling wordt gestart met een verhoogde bijdrage van de ‘snelle’ glycolyse. Worden de pauzes korter, dan herstelt zich de fosfaatpotentiaal niet volledig en blijven de mitochondriën actiever, zodat in totaliteit de energieleverantie uit de aerobe reactieketen domineert.



Bij onvoldoende zuurstof kan het pyruvaat niet in het mitochondrion opgenomen worden. Dus kunnen de citroenzuurcyclus en de oxidatieve fosforylering niet plaatsvinden. Omdat de glycolyse alleen in het cytoplasma en niet van zuurstof afhankelijk is, kan deze wel doorgaan en 2ATP leveren voor maximaal arbeid tot 2 minuten. ER zal echter opnieuw NADH gevormd moeten worden om 2ATP te krijgen. Daarvoor wordt pyruvaat in de anaerobe dissimilatie omgezet in een negatie geladen lactaation (zuurrest van melkzuur) en een H+ ion. Tijdens deze omzetting wordt NADH omgezet in NAD+ , waardoor de glycolyse (2NAD+ wordt weer omgezet in 2NADH en 2 ATP komt vrij) door kan gaan
Het doel van de melkzuurgisting of anaerobe dissimilatie is het terugwinnen van NAD+, zodat de glycolyse 2ATP kan leveren voor maximaal 2 minuten bij maximale inspanning. De H+ ionen gaan zich namelijk stapelen en kunnen niet gebufferd worden. H+ zorgt voor de verzuring van de spieren.