Inspanningsfysiologie – samenvatting
Inhoud
Thema 1: Meten is weten .........................................................................................................3
Hoofdstuk 8 Meten van energieverbruik ................................................................................3
Hoofdstuk 9: Energieverbruik tijdens rust en inspanning ........................................................5
Deel 1: Energieverbruik in rust ...........................................................................................5
Deel 2: Energieverbruik tijdens lichamelijke activiteit .........................................................6
Thema 2 O2 van atmosfeer naar bloed .....................................................................................8
Hoofdstuk 12 Pulmonaire structuur en functie ......................................................................8
Hoofdstuk 13 Gaswisseling en transport ............................................................................. 12
Deel 1: Partiële gasdruk, beweging en uitwisseling ........................................................... 12
Deel 2: Zuurstoftransport in het bloed ............................................................................. 14
Deel 3: Koolstofdioxidetransport in het bloed (BLZ 305) ................................................... 16
Hoofdstuk 14 Dynamiek van de pulmonaire ventilatie ......................................................... 16
Deel 1: Pulmonaire ventilatie .......................................................................................... 16
Deel 2: Pulmonaire ventilatie tijdens inspanning .............................................................. 17
Deel 3: Zuur-base regulatie ............................................................................................. 19
Thema 3 O2 circulatie in het lichaam...................................................................................... 20
Hoofdstuk 15 Het Cardiovasculair systeem ........................................................................ 20
Hoofdstuk 16 Cardiovasculaire regulatie en integratie ......................................................... 23
Hoofdstuk 17 Functionele capaciteit van het Cardiovasculair Systeem ................................ 27
Thema 4 O2 gebruik in de spier .............................................................................................. 30
Hoofdstuk 5 Introductie tot energieoverdracht .................................................................... 30
Hoofdstuk 6 Energietransport in het lichaam ....................................................................... 32
Deel 1: Fosfaat bindingsenergie ...................................................................................... 32
Deel 2: Energie vrijmaken uit macronutriënten................................................................. 34
Hoofdstuk 7: Energieoverdracht tijdens inspanning ............................................................. 37
Hoofdstuk 18 Skeletspieren structuur en functie ................................................................. 40
Thema 5 Energie voor spieren ................................................................................................ 45
Hoofdstuk 1 Koolhydraten, vetten en eiwitten ..................................................................... 45
Deel 1: Koolhydraten ...................................................................................................... 45
Deel 2: Vetten................................................................................................................. 48
Deel 3: eiwitten .............................................................................................................. 50
Hoofdstuk 2 Vitaminen, mineralen en water ........................................................................ 52
Deel 1: Vitaminen ........................................................................................................... 52
, Deel 2: Mineralen ........................................................................................................... 53
Deel 3: water .................................................................................................................. 56
Hoofdstuk 3 Optimale voeding voor inspanning................................................................... 57
Hoofdstuk 4 energetische waarde van voedsel .................................................................... 60
Hoofdstuk 20: Endocrien Systeem ...................................................................................... 60
Thema 6 Capaciteit van het systeem, training en limitatie ....................................................... 65
Hoofdstuk 10 Energieverbruik tijdens lopen, rennen en zwemmen ....................................... 65
Hoofdstuk 11 Individuele verschillen en meten van energiecapaciteit .................................. 67
Hoofdstuk 15 Het cardiovasculaire systeem ....................................................................... 69
,Thema 1: Meten is weten
Hoofdstuk 8 Meten van energieverbruik
Intern vermogen = Wat je in je lichaam vrij moet maken qua energie
Alle metabole processen resulteren in warmteproductie
• Rust metabolisme
• basaal metabolisme
Bij energie meten via zuurstof mag de inspanning niet te zwaar zijn, want mag alleen aerobe
verbranding zijn
Calorimetrie = meten van de warmteproductie van het lichaam
- Directe calorimetrie:
• De wet van energiebehoud (1e wet van thermodynamica)
• Thermisch geïsoleerde kamer waar iemand eet, slaapt en fiets
• duurt uren tot dagen
• Bekende watervolume bij specifieke temperatuur dat loopt door de kamer
➢ Door het water kan de warmteafgifte door het lichaam worden bepaald
• Zuurstof wordt toegevoegd en koolstofdioxide gaat eruit
• Beperkte praktische relevantie
- Indirecte calorimetrie:
• Alle energie producerende reacties hangen af van zuurstofverbruik
• 1 L zuurstof = 4,82 kcal energie verbruikt
• 2 types:
➢ Gesloten circuit spirometrie:
De persoon ademt 100% O2 in uit de spirometer.
Het gas uit de spirometer wordt opnieuw ingeademd.
Uitademingslucht bevat CO2 wat geabsorbeerd wordt door
natronkalk
Zuurstofopname o.b.v. volume verandering.
➢ Open circuit spirometrie:
persoon ademt omgevingslucht in (20,93% O2, 0,03% CO2,
79,04% N2).
Door volume en percentage (O2 en CO2) van de ingeademde
en uitgeademde lucht te bepalen, kan het gebruikte zuurstof
berekend worden.
Standaardiseren van gasvolumes
- gasvolumes in eerste instantie ATPS
• Ambient Temperature, ambient Pressure and Saturated with water vapor:
gegevens die je meet horen bij een bepaald temperatuur, luchtdruk en
luchtvochtigheidsgraad
➢ Hoger temperatuur -> groter volume
➢ Toenemende druk -> kleiner volume
➢ Meer waterdamp -> groter volume
• Gasvolumes omgezet in STPD
➢ Standard Temperature, Pressure and Dry
➢ Temperatuur: 273 K
➢ Druk: 760 mm Hg
➢ Waterdamp: geen
o Maakt vergelijkingen tussen testen onder verschillende omgevingscondities
mogelijk
, .VO2 -> liters O2 die je verbruikt per tijdseenheid (puntje boven V)
Energie equivalent -> Hoeveel energie je kan vrijmaken per liter O2
De Haldane transformatie
- vermenigvuldigen van de ingeademde zuurstofconcentratie met de ratio stikstof
tussen uit- en ingeademde lucht
VI,STPD= VE,STPD × (%N2,E ÷ %N2,I)
• VE,STPD = het uitgeademde lucht volume
• V,STPD = het ingeademde lucht volume
- Stikstof maken wij niet zelf: verandering in stikstofconcentratie tussen ingeademde en
uitgeademde lucht ontstaat als gevolg van volume verandering
• Inademingslucht: O2 = 20,93%, CO2 = 0,03% en N2 = 79,04%
• Uitademingslucht: O2 ≈ 15,0-18,5%, CO2 ≈ 2,5-5,0% en N2 ≈ 79,04-79,60%
- %O2,E, %CO2,E, %N2,E en VE bekend
- VO2 – de hoeveelheid O2 opgenomen uit ingeademde lucht (mL of L) per minuut
- VCO2 – de hoeveelheid CO2 uitgestoten uit ingeademde lucht (mL of L) per minuut
Dubbel gelabeld water methode
- bepaling gemiddelde totaal energieverbruik
• beperkt de dagelijkse bezigheden niet
• kan over lange periode meten
• dure methode
- persoon drinkt water met bekende concentratie van stabiele isotopen 2H en 18O
• 2H verlaat lichaam als water
• 18O verlaat lichaam als H2O en CO2
- urine of speeksel samples
- Isotoop-ratio 18O en 2H bepaald CO2 in uitgeademde lucht
• hoe sneller de daling in 18O relatief tot 2H hoe hoger het energieverbruik
- Geconsumeerde O2 schatten m.b.v. RQ = 0,85
Ademhalingsquotiënt (RQ) = verhouding tussen de geproduceerde kooldioxide en de
zuurstofopname voor volledige oxidatie van macronutriënten
- RQ =CO2 productie / O2 consumptie
- RQ verschilt per substraat:
• Koolhydraten: RQ = 1,00
• Vet: RQ = 0,70
• Eiwit: RQ = 0,82
• Gemend: RQ = 0,82
- Niet eiwit RQ: het ademhalingsuitwisseling gedeelte dat wordt toegeschreven aan de
verbranding van alleen koolhydraten en lipide met uitgesloten eiwit
- Benadert het voedingsstof mengsel dat is verbrand
• In rust en tijdens aerobe inspanning
Respiratoire gaswisseling verhouding (RER)
- verhouding tussen geproduceerde kooldioxide en zuurstofopname onder
omstandigheden van niet-stabiele fysieke activiteit.
- berekend op dezelfde manier als RQ
- hoge RER (>1,00): Hyperventilatie, buffering
- lage RER: na inspanning
Inhoud
Thema 1: Meten is weten .........................................................................................................3
Hoofdstuk 8 Meten van energieverbruik ................................................................................3
Hoofdstuk 9: Energieverbruik tijdens rust en inspanning ........................................................5
Deel 1: Energieverbruik in rust ...........................................................................................5
Deel 2: Energieverbruik tijdens lichamelijke activiteit .........................................................6
Thema 2 O2 van atmosfeer naar bloed .....................................................................................8
Hoofdstuk 12 Pulmonaire structuur en functie ......................................................................8
Hoofdstuk 13 Gaswisseling en transport ............................................................................. 12
Deel 1: Partiële gasdruk, beweging en uitwisseling ........................................................... 12
Deel 2: Zuurstoftransport in het bloed ............................................................................. 14
Deel 3: Koolstofdioxidetransport in het bloed (BLZ 305) ................................................... 16
Hoofdstuk 14 Dynamiek van de pulmonaire ventilatie ......................................................... 16
Deel 1: Pulmonaire ventilatie .......................................................................................... 16
Deel 2: Pulmonaire ventilatie tijdens inspanning .............................................................. 17
Deel 3: Zuur-base regulatie ............................................................................................. 19
Thema 3 O2 circulatie in het lichaam...................................................................................... 20
Hoofdstuk 15 Het Cardiovasculair systeem ........................................................................ 20
Hoofdstuk 16 Cardiovasculaire regulatie en integratie ......................................................... 23
Hoofdstuk 17 Functionele capaciteit van het Cardiovasculair Systeem ................................ 27
Thema 4 O2 gebruik in de spier .............................................................................................. 30
Hoofdstuk 5 Introductie tot energieoverdracht .................................................................... 30
Hoofdstuk 6 Energietransport in het lichaam ....................................................................... 32
Deel 1: Fosfaat bindingsenergie ...................................................................................... 32
Deel 2: Energie vrijmaken uit macronutriënten................................................................. 34
Hoofdstuk 7: Energieoverdracht tijdens inspanning ............................................................. 37
Hoofdstuk 18 Skeletspieren structuur en functie ................................................................. 40
Thema 5 Energie voor spieren ................................................................................................ 45
Hoofdstuk 1 Koolhydraten, vetten en eiwitten ..................................................................... 45
Deel 1: Koolhydraten ...................................................................................................... 45
Deel 2: Vetten................................................................................................................. 48
Deel 3: eiwitten .............................................................................................................. 50
Hoofdstuk 2 Vitaminen, mineralen en water ........................................................................ 52
Deel 1: Vitaminen ........................................................................................................... 52
, Deel 2: Mineralen ........................................................................................................... 53
Deel 3: water .................................................................................................................. 56
Hoofdstuk 3 Optimale voeding voor inspanning................................................................... 57
Hoofdstuk 4 energetische waarde van voedsel .................................................................... 60
Hoofdstuk 20: Endocrien Systeem ...................................................................................... 60
Thema 6 Capaciteit van het systeem, training en limitatie ....................................................... 65
Hoofdstuk 10 Energieverbruik tijdens lopen, rennen en zwemmen ....................................... 65
Hoofdstuk 11 Individuele verschillen en meten van energiecapaciteit .................................. 67
Hoofdstuk 15 Het cardiovasculaire systeem ....................................................................... 69
,Thema 1: Meten is weten
Hoofdstuk 8 Meten van energieverbruik
Intern vermogen = Wat je in je lichaam vrij moet maken qua energie
Alle metabole processen resulteren in warmteproductie
• Rust metabolisme
• basaal metabolisme
Bij energie meten via zuurstof mag de inspanning niet te zwaar zijn, want mag alleen aerobe
verbranding zijn
Calorimetrie = meten van de warmteproductie van het lichaam
- Directe calorimetrie:
• De wet van energiebehoud (1e wet van thermodynamica)
• Thermisch geïsoleerde kamer waar iemand eet, slaapt en fiets
• duurt uren tot dagen
• Bekende watervolume bij specifieke temperatuur dat loopt door de kamer
➢ Door het water kan de warmteafgifte door het lichaam worden bepaald
• Zuurstof wordt toegevoegd en koolstofdioxide gaat eruit
• Beperkte praktische relevantie
- Indirecte calorimetrie:
• Alle energie producerende reacties hangen af van zuurstofverbruik
• 1 L zuurstof = 4,82 kcal energie verbruikt
• 2 types:
➢ Gesloten circuit spirometrie:
De persoon ademt 100% O2 in uit de spirometer.
Het gas uit de spirometer wordt opnieuw ingeademd.
Uitademingslucht bevat CO2 wat geabsorbeerd wordt door
natronkalk
Zuurstofopname o.b.v. volume verandering.
➢ Open circuit spirometrie:
persoon ademt omgevingslucht in (20,93% O2, 0,03% CO2,
79,04% N2).
Door volume en percentage (O2 en CO2) van de ingeademde
en uitgeademde lucht te bepalen, kan het gebruikte zuurstof
berekend worden.
Standaardiseren van gasvolumes
- gasvolumes in eerste instantie ATPS
• Ambient Temperature, ambient Pressure and Saturated with water vapor:
gegevens die je meet horen bij een bepaald temperatuur, luchtdruk en
luchtvochtigheidsgraad
➢ Hoger temperatuur -> groter volume
➢ Toenemende druk -> kleiner volume
➢ Meer waterdamp -> groter volume
• Gasvolumes omgezet in STPD
➢ Standard Temperature, Pressure and Dry
➢ Temperatuur: 273 K
➢ Druk: 760 mm Hg
➢ Waterdamp: geen
o Maakt vergelijkingen tussen testen onder verschillende omgevingscondities
mogelijk
, .VO2 -> liters O2 die je verbruikt per tijdseenheid (puntje boven V)
Energie equivalent -> Hoeveel energie je kan vrijmaken per liter O2
De Haldane transformatie
- vermenigvuldigen van de ingeademde zuurstofconcentratie met de ratio stikstof
tussen uit- en ingeademde lucht
VI,STPD= VE,STPD × (%N2,E ÷ %N2,I)
• VE,STPD = het uitgeademde lucht volume
• V,STPD = het ingeademde lucht volume
- Stikstof maken wij niet zelf: verandering in stikstofconcentratie tussen ingeademde en
uitgeademde lucht ontstaat als gevolg van volume verandering
• Inademingslucht: O2 = 20,93%, CO2 = 0,03% en N2 = 79,04%
• Uitademingslucht: O2 ≈ 15,0-18,5%, CO2 ≈ 2,5-5,0% en N2 ≈ 79,04-79,60%
- %O2,E, %CO2,E, %N2,E en VE bekend
- VO2 – de hoeveelheid O2 opgenomen uit ingeademde lucht (mL of L) per minuut
- VCO2 – de hoeveelheid CO2 uitgestoten uit ingeademde lucht (mL of L) per minuut
Dubbel gelabeld water methode
- bepaling gemiddelde totaal energieverbruik
• beperkt de dagelijkse bezigheden niet
• kan over lange periode meten
• dure methode
- persoon drinkt water met bekende concentratie van stabiele isotopen 2H en 18O
• 2H verlaat lichaam als water
• 18O verlaat lichaam als H2O en CO2
- urine of speeksel samples
- Isotoop-ratio 18O en 2H bepaald CO2 in uitgeademde lucht
• hoe sneller de daling in 18O relatief tot 2H hoe hoger het energieverbruik
- Geconsumeerde O2 schatten m.b.v. RQ = 0,85
Ademhalingsquotiënt (RQ) = verhouding tussen de geproduceerde kooldioxide en de
zuurstofopname voor volledige oxidatie van macronutriënten
- RQ =CO2 productie / O2 consumptie
- RQ verschilt per substraat:
• Koolhydraten: RQ = 1,00
• Vet: RQ = 0,70
• Eiwit: RQ = 0,82
• Gemend: RQ = 0,82
- Niet eiwit RQ: het ademhalingsuitwisseling gedeelte dat wordt toegeschreven aan de
verbranding van alleen koolhydraten en lipide met uitgesloten eiwit
- Benadert het voedingsstof mengsel dat is verbrand
• In rust en tijdens aerobe inspanning
Respiratoire gaswisseling verhouding (RER)
- verhouding tussen geproduceerde kooldioxide en zuurstofopname onder
omstandigheden van niet-stabiele fysieke activiteit.
- berekend op dezelfde manier als RQ
- hoge RER (>1,00): Hyperventilatie, buffering
- lage RER: na inspanning
