Bewegen en Presteren
Hoofdstuk 2 Brandstof voor de spieren: bio-energetica en metabolisme
College 1 H2: 74 t/m 81:
• Chemische reactie = in planten (fotosynthese) zetten licht van de zon om in
opgeslagen chemische energie. Oftewel een stof wordt omgezet en opgeslagen in
energie.
Energie voor celstofwisseling wordt verkregen uit drie substraten in de voeding:
koolhydraten, vetten en eiwitten → basisbrandstoffen of energierijke substraten.
• Bio-energetica = proces waarbij elke lichaamscel chemische reactieketens bevat die
de (energierijke) substraten omzetten in energie, deze energie kan worden gebruikt
door de cel zelf of door andere cellen in het lichaam.
• Metabolisme (stofwisseling) = alle chemische reacties in het lichaam samen.
Energie wordt gemeten in calorieën (Cal) of Joules (J).
→ Bij mens uitgedrukt in kilocalorieën (Kcal of Cal).
1 kilocalorie = 1000 calorieën
Gedeelte van vrijgekomen energie wordt gebruik voor groei en herstel → opbouwen
spiermassa en herstel spierschade. Daarnaast is er energie nodig voor actief transport van
substanties over celmembranen heen, myofibrillen gebruiken energie voor spiercontractie.
Energiebronnen:
Energie komt vrij als chemische verbindingen verbroken worden. Voedsel bestaat
voornamelijk uit koolstof, waterstof, zuurstof en bij eiwitten; stikstof.
Voedingstoffen:
- Koolhydraten
- Vetten bevatten energie
- Eiwitten
- Vitaminen
- Mineralen
- Water
De moleculaire bindingen in voedingstoffen zijn relatief zwak en leveren daardoor weinig
energie als ze worden verbroken. De energie uit de bindingen van voedselmoleculen wordt
chemisch losgelaten in onze cellen en opgeslagen als ATP (adenosinetrifosfaat).
, • Brandstoffen = koolhydraten en vetten
• Bouwstoffen = vetten en eiwitten
Koolhydraten:
Alle koolhydraten worden omgezet naar glucose (=monosacharide; enkelvoudige suiker).
Glucose wordt via het bloed naar alle lichaamsweefsels getransporteerd.
In rust worden geconsumeerde koolhydraten opgeslagen in spieren en lever als glycogeen
(= polysacharide; meervoudige verbonden suikermoleculen). Glycogeen wordt opgeslagen in
het cytoplasma van spiercellen totdat cellen het gebruiken om ATP te vormen. Ook wordt het
in de lever opgeslagen, waarna het wordt terug gevormd naar glucose en via het bloed naar
actieve weefsels gaat.
De glycogeenreserves in spieren en lever zijn beperkt waardoor ze uitgeput raken tijdens
intensieve inspanning. Zonder adequate inname van koolhydraten worden spieren en leven
beroofd van hun primaire energiebron.
- Koolstof (C), waterstof (H) en zuurstof (O).
- Enkelvoudige en meervoudige koolhydraten
- In voeding:
o Enkelvoudige koolhydraten (zoet)
o Meervoudige koolhydraten (minder zoet, denk aan brood, pasta)
- In lichaam:
o Glucose (enkelvoudige koolhydraat in bloed).
o Glycogeen (meervoudige koolhydraat in spier of lever).
Meervoudige koolhydraten worden in je maag tot enkelvoudige koolhydraten, en gaan 1 voor
1 je lichaam/bloed in. Enkelvoudige koolhydraten worden heel snel verwerkt en zitten binnen
een paar seconde in je bloed → schommelingen bloedsuikerspiegel.
Enkelvoudige koolhydraten zijn alleen goed om heel snel je energie aan te vullen.
Vetten:
→ Leveren groot deel van energie tijdens langdurige, minder intensieve inspanning.
De hoeveelheid potentiële energie in de vorm van vetten is veel groter dan
koolhydraatreserves. Vet is minder toegankelijk voor cellulair metabolisme omdat vet
eerst moet worden afgebroken van zijn complexe vorm triglyceride → naar zijn basis-
componenten; glycerol en vrije vetzuren (FFA; keten van C-H-O).
Alleen vrije vetzuren worden gebruikt om ATP te vormen.
Let op:
- Vet is moeilijker af te breken dan koolhydraten en bij afbraak wordt meer zuurstof
gebruikt.
- Dus bij zuurstofgebrek = zware inspanning: meer KH-verbranding dan vetverbranding
- 2 vetten die niet met energieproductie te makken hebben fosfolipiden (bescherming
zenuwen) & steroïden (bouwstenen hormonen).
Brandstofgebruik:
- Rust → verbrand je ongeveer 40% koolhydraten en 60% vet.
- Hartslag 100 – 130 → verbrand je 50% koolhydraten en 50% vet.
- Hartslag vanaf 170 → verbrand je 100% koolhydraten.
Bij zuurstoftekort (dus bij intensieve inspanning) verbrand je alleen koolhydraten. Dus bij
afvallen is het belangrijk dat de inspanning niet te hoog is zodat je geen vetten meer
verband.
Eiwitten:
→ Hoofdzakelijke bouwstenen; bestaan uit aminozuren.
- 21 verschillende aminozuren → basis voor honderden verschillende eiwitten.
,Indien nodig kunnen aminozuren als brandstof gebruikt worden → dan eerst omzetting naar
glucose.
- Omzetting eiwit naar glucose voor brandstof = gluconeogenese.
Aanvulling van vetvoorraad uit FFA of glucose.
- Lipogenese (= proces van omzetting van eiwit in vetzuren).
In je maag zitten dus vetten, koolhydraten en eiwitten.
In je bloed zitten vrije vetzuren, glucose en aminozuren.
Als je eiwitten verbrand is er iets goed mis. Als eiwitten worden afgebroken wordt je
spiermassa afgebroken en ben je je lichaam aan het afbreken (mensen met anorexia hebben
dit door ernstig voedseltekort).
Energie:
- Koolhydraten, vetten en eiwitten bevatten energie
- Gemeten in kilojoules (kJ) of kilocalorieën (kcal)
o 1 kcal is gelijk aan 4,2 kJ
- Voorraden in het lichaam:
o Koolhydraten 500-800 gram (ongetraind-getraind)
Koolhydraat 1gram = C6H12O6 → 4,1 kCal energie
Vet 1gram (= C16H18O2) → 9,4 kCal energie
Het sturen van de snelheid van energievrijmaking
De snelheid van energievrijmaking wordt grotendeels bepaald door 2 zaken:
1. De beschikbaarheid van primaire energiebron
2. De enzymactiviteit
De beschikbaarheid van grote hoeveelheden van één bepaalde brandstof verhoogt de
activiteit van die metabole route. Een overvloed van één bepaalde brandstof (bijvoorbeeld
koolhydraten) kan zorgen dat cellen afhankelijker worden van deze bron dan van alternatieve
brandstoffen → mass action effect.
Enzymen controleren ook de snelheid van de vrijkomen van vrije energie.
Enzymen zijn te herkennen aan de toevoeging –ase (bijvoorbeeld ATP-ase).
- Hulpstof voor afbraak (=katabolisme) van een stof
- Bij katabolisme van een stof komt energie vrij
Chemische reacties treden alleen op als de reagerende moleculen voldoende beginenergie
hebben om de reactie (-keten) te starten.
Enzymen doen niet mee aan de reactie maar versnellen reacties wel doordat ze de
activatie-energie, die nodig is om de reactie te starten, verlagen.
De meeste metabole paden hebben één enzym dat belangrijk is voor het sturen van de
algehele reactiesnelheid. Dit enzym bevindt zich meestal in een van de 1e stappen in de
reactieketen en wordt het snelheidsbeperkend enzym genoemd.
De activiteit van een snelheidsbeperkend enzym wordt bepaald door ophoping van stoffen
verderop in de reactieketen, die de enzymactiviteit verlagen door negatieve feedback.
Opslag van energie: hoogenergetische fosfaten
ATP:
! Alles wat je doet gaat met het gebruik van ATP!
- ATP is de energiebron voor alle lichaamsfuncties
- ATP: Adenosine-tri-fosfaat
- ATP wordt continue gerecycled:
, ATP-resynthese:
- De vrije voorraad ATP is heel beperkt
- Daarom wordt ATP continue en snel gerecycled, daarvoor is energie nodig
- Het vrijmaken van de energie voor de opbouw van ATP kan vanuit 3
energiesystemen en verloopt door de afbraak van brandstoffen met behulp van
enzymen.
Na afbraak van ATP in ADP + P, moet ADP weer (snel!) worden ‘opgeladen’ tot ATP =
fosforylering.
- Fosforylering = ADP = Pi (dit proces kost energie).
O2 heeft een regulerende rol. Het lichaam zal zo veel mogelijk energie (ATP) aeroob
vrijmaken. Wordt er wel zuurstof gebruikt → oxidatieve fosforylering. De hoeveelheid O2
die beschikbaar is en ook daadwerkelijk gebruikt kan worden bepaald welke
energiesystemen in welke mate actief zijn.
Drie energiesystemen (gebruiken de volgende brandstoffen):
- Fosfaat-systeem: creatine en fosfaat (bij super hoge intensiteit)
- Melkzuur-systeem: glycogeen (bij hogere intensiteit)
- Zuurstof-systeem: glycogeen en FFA (bij lage(re) intensiteit)
College 2: H2 81 t/m 87
Aerobe energie is onze primaire energiebron.
- Aeroob = met zuurstof
Waar nodig springen anaerobe systemen bij:
- Als het aerobe systeem nog onvoldoende op gang is gekomen
- Als het aerobe systeem onvoldoende energie kan leveren.
Als het anaerobe systeem bij springt krijg je verzuring. De meeste verzuring treedt op bij een
duur van 1,5 tot 2 minuten. Bij verzuring verbrandt je alleen koolhydraten.
De basisenergiesystemen:
Cellen maken ATP door het gebruik van drie systemen:
1. Het fosfaat-systeem (= het ATP-CP-systeem)
2. Het melkzuursysteem (= het glycolytische systeem)
3. Het aerobe systeem (= het oxidatieve systeem)
De eerste twee systemen kunnen werken zonder aanwezigheid van zuurstof en worden
samen het anaerobe systeem genoemd. Het derde systeem heeft zuurstof nodig en heet
daarom het aerobe systeem.
Het fosfaat-systeem:
= ATP-CP-systeem (officiële naamgeving).
- Snelste energiesysteem voor ATP-resynthese
- Werkt zonder zuurstof: anaëroob
Naast een kleine hoeveelheid ATP bevatten je cellen de stof, creatinefosfaat (CrP).
Creatinefosfaat is de brandstof voor het fosfaatsysteem. Creatinefosfaat (CrP), bestaat uit 1
Hoofdstuk 2 Brandstof voor de spieren: bio-energetica en metabolisme
College 1 H2: 74 t/m 81:
• Chemische reactie = in planten (fotosynthese) zetten licht van de zon om in
opgeslagen chemische energie. Oftewel een stof wordt omgezet en opgeslagen in
energie.
Energie voor celstofwisseling wordt verkregen uit drie substraten in de voeding:
koolhydraten, vetten en eiwitten → basisbrandstoffen of energierijke substraten.
• Bio-energetica = proces waarbij elke lichaamscel chemische reactieketens bevat die
de (energierijke) substraten omzetten in energie, deze energie kan worden gebruikt
door de cel zelf of door andere cellen in het lichaam.
• Metabolisme (stofwisseling) = alle chemische reacties in het lichaam samen.
Energie wordt gemeten in calorieën (Cal) of Joules (J).
→ Bij mens uitgedrukt in kilocalorieën (Kcal of Cal).
1 kilocalorie = 1000 calorieën
Gedeelte van vrijgekomen energie wordt gebruik voor groei en herstel → opbouwen
spiermassa en herstel spierschade. Daarnaast is er energie nodig voor actief transport van
substanties over celmembranen heen, myofibrillen gebruiken energie voor spiercontractie.
Energiebronnen:
Energie komt vrij als chemische verbindingen verbroken worden. Voedsel bestaat
voornamelijk uit koolstof, waterstof, zuurstof en bij eiwitten; stikstof.
Voedingstoffen:
- Koolhydraten
- Vetten bevatten energie
- Eiwitten
- Vitaminen
- Mineralen
- Water
De moleculaire bindingen in voedingstoffen zijn relatief zwak en leveren daardoor weinig
energie als ze worden verbroken. De energie uit de bindingen van voedselmoleculen wordt
chemisch losgelaten in onze cellen en opgeslagen als ATP (adenosinetrifosfaat).
, • Brandstoffen = koolhydraten en vetten
• Bouwstoffen = vetten en eiwitten
Koolhydraten:
Alle koolhydraten worden omgezet naar glucose (=monosacharide; enkelvoudige suiker).
Glucose wordt via het bloed naar alle lichaamsweefsels getransporteerd.
In rust worden geconsumeerde koolhydraten opgeslagen in spieren en lever als glycogeen
(= polysacharide; meervoudige verbonden suikermoleculen). Glycogeen wordt opgeslagen in
het cytoplasma van spiercellen totdat cellen het gebruiken om ATP te vormen. Ook wordt het
in de lever opgeslagen, waarna het wordt terug gevormd naar glucose en via het bloed naar
actieve weefsels gaat.
De glycogeenreserves in spieren en lever zijn beperkt waardoor ze uitgeput raken tijdens
intensieve inspanning. Zonder adequate inname van koolhydraten worden spieren en leven
beroofd van hun primaire energiebron.
- Koolstof (C), waterstof (H) en zuurstof (O).
- Enkelvoudige en meervoudige koolhydraten
- In voeding:
o Enkelvoudige koolhydraten (zoet)
o Meervoudige koolhydraten (minder zoet, denk aan brood, pasta)
- In lichaam:
o Glucose (enkelvoudige koolhydraat in bloed).
o Glycogeen (meervoudige koolhydraat in spier of lever).
Meervoudige koolhydraten worden in je maag tot enkelvoudige koolhydraten, en gaan 1 voor
1 je lichaam/bloed in. Enkelvoudige koolhydraten worden heel snel verwerkt en zitten binnen
een paar seconde in je bloed → schommelingen bloedsuikerspiegel.
Enkelvoudige koolhydraten zijn alleen goed om heel snel je energie aan te vullen.
Vetten:
→ Leveren groot deel van energie tijdens langdurige, minder intensieve inspanning.
De hoeveelheid potentiële energie in de vorm van vetten is veel groter dan
koolhydraatreserves. Vet is minder toegankelijk voor cellulair metabolisme omdat vet
eerst moet worden afgebroken van zijn complexe vorm triglyceride → naar zijn basis-
componenten; glycerol en vrije vetzuren (FFA; keten van C-H-O).
Alleen vrije vetzuren worden gebruikt om ATP te vormen.
Let op:
- Vet is moeilijker af te breken dan koolhydraten en bij afbraak wordt meer zuurstof
gebruikt.
- Dus bij zuurstofgebrek = zware inspanning: meer KH-verbranding dan vetverbranding
- 2 vetten die niet met energieproductie te makken hebben fosfolipiden (bescherming
zenuwen) & steroïden (bouwstenen hormonen).
Brandstofgebruik:
- Rust → verbrand je ongeveer 40% koolhydraten en 60% vet.
- Hartslag 100 – 130 → verbrand je 50% koolhydraten en 50% vet.
- Hartslag vanaf 170 → verbrand je 100% koolhydraten.
Bij zuurstoftekort (dus bij intensieve inspanning) verbrand je alleen koolhydraten. Dus bij
afvallen is het belangrijk dat de inspanning niet te hoog is zodat je geen vetten meer
verband.
Eiwitten:
→ Hoofdzakelijke bouwstenen; bestaan uit aminozuren.
- 21 verschillende aminozuren → basis voor honderden verschillende eiwitten.
,Indien nodig kunnen aminozuren als brandstof gebruikt worden → dan eerst omzetting naar
glucose.
- Omzetting eiwit naar glucose voor brandstof = gluconeogenese.
Aanvulling van vetvoorraad uit FFA of glucose.
- Lipogenese (= proces van omzetting van eiwit in vetzuren).
In je maag zitten dus vetten, koolhydraten en eiwitten.
In je bloed zitten vrije vetzuren, glucose en aminozuren.
Als je eiwitten verbrand is er iets goed mis. Als eiwitten worden afgebroken wordt je
spiermassa afgebroken en ben je je lichaam aan het afbreken (mensen met anorexia hebben
dit door ernstig voedseltekort).
Energie:
- Koolhydraten, vetten en eiwitten bevatten energie
- Gemeten in kilojoules (kJ) of kilocalorieën (kcal)
o 1 kcal is gelijk aan 4,2 kJ
- Voorraden in het lichaam:
o Koolhydraten 500-800 gram (ongetraind-getraind)
Koolhydraat 1gram = C6H12O6 → 4,1 kCal energie
Vet 1gram (= C16H18O2) → 9,4 kCal energie
Het sturen van de snelheid van energievrijmaking
De snelheid van energievrijmaking wordt grotendeels bepaald door 2 zaken:
1. De beschikbaarheid van primaire energiebron
2. De enzymactiviteit
De beschikbaarheid van grote hoeveelheden van één bepaalde brandstof verhoogt de
activiteit van die metabole route. Een overvloed van één bepaalde brandstof (bijvoorbeeld
koolhydraten) kan zorgen dat cellen afhankelijker worden van deze bron dan van alternatieve
brandstoffen → mass action effect.
Enzymen controleren ook de snelheid van de vrijkomen van vrije energie.
Enzymen zijn te herkennen aan de toevoeging –ase (bijvoorbeeld ATP-ase).
- Hulpstof voor afbraak (=katabolisme) van een stof
- Bij katabolisme van een stof komt energie vrij
Chemische reacties treden alleen op als de reagerende moleculen voldoende beginenergie
hebben om de reactie (-keten) te starten.
Enzymen doen niet mee aan de reactie maar versnellen reacties wel doordat ze de
activatie-energie, die nodig is om de reactie te starten, verlagen.
De meeste metabole paden hebben één enzym dat belangrijk is voor het sturen van de
algehele reactiesnelheid. Dit enzym bevindt zich meestal in een van de 1e stappen in de
reactieketen en wordt het snelheidsbeperkend enzym genoemd.
De activiteit van een snelheidsbeperkend enzym wordt bepaald door ophoping van stoffen
verderop in de reactieketen, die de enzymactiviteit verlagen door negatieve feedback.
Opslag van energie: hoogenergetische fosfaten
ATP:
! Alles wat je doet gaat met het gebruik van ATP!
- ATP is de energiebron voor alle lichaamsfuncties
- ATP: Adenosine-tri-fosfaat
- ATP wordt continue gerecycled:
, ATP-resynthese:
- De vrije voorraad ATP is heel beperkt
- Daarom wordt ATP continue en snel gerecycled, daarvoor is energie nodig
- Het vrijmaken van de energie voor de opbouw van ATP kan vanuit 3
energiesystemen en verloopt door de afbraak van brandstoffen met behulp van
enzymen.
Na afbraak van ATP in ADP + P, moet ADP weer (snel!) worden ‘opgeladen’ tot ATP =
fosforylering.
- Fosforylering = ADP = Pi (dit proces kost energie).
O2 heeft een regulerende rol. Het lichaam zal zo veel mogelijk energie (ATP) aeroob
vrijmaken. Wordt er wel zuurstof gebruikt → oxidatieve fosforylering. De hoeveelheid O2
die beschikbaar is en ook daadwerkelijk gebruikt kan worden bepaald welke
energiesystemen in welke mate actief zijn.
Drie energiesystemen (gebruiken de volgende brandstoffen):
- Fosfaat-systeem: creatine en fosfaat (bij super hoge intensiteit)
- Melkzuur-systeem: glycogeen (bij hogere intensiteit)
- Zuurstof-systeem: glycogeen en FFA (bij lage(re) intensiteit)
College 2: H2 81 t/m 87
Aerobe energie is onze primaire energiebron.
- Aeroob = met zuurstof
Waar nodig springen anaerobe systemen bij:
- Als het aerobe systeem nog onvoldoende op gang is gekomen
- Als het aerobe systeem onvoldoende energie kan leveren.
Als het anaerobe systeem bij springt krijg je verzuring. De meeste verzuring treedt op bij een
duur van 1,5 tot 2 minuten. Bij verzuring verbrandt je alleen koolhydraten.
De basisenergiesystemen:
Cellen maken ATP door het gebruik van drie systemen:
1. Het fosfaat-systeem (= het ATP-CP-systeem)
2. Het melkzuursysteem (= het glycolytische systeem)
3. Het aerobe systeem (= het oxidatieve systeem)
De eerste twee systemen kunnen werken zonder aanwezigheid van zuurstof en worden
samen het anaerobe systeem genoemd. Het derde systeem heeft zuurstof nodig en heet
daarom het aerobe systeem.
Het fosfaat-systeem:
= ATP-CP-systeem (officiële naamgeving).
- Snelste energiesysteem voor ATP-resynthese
- Werkt zonder zuurstof: anaëroob
Naast een kleine hoeveelheid ATP bevatten je cellen de stof, creatinefosfaat (CrP).
Creatinefosfaat is de brandstof voor het fosfaatsysteem. Creatinefosfaat (CrP), bestaat uit 1
