Leerdoelen Inleiding Inspanningsfysiologie – DT2
1. Beschrijf de eerste wet van de thermodynamica.
Ook wel de wet van behoud van energie. Energie kan niet gecreëerd
of vernietigd worden, maar alleen worden overgedragen of omgezet
van de ene vorm naar de andere.
2. Beschrijf de tweede wet van de thermodynamica.
Deze wet stelt dat de entropie van een geïsoleerd systeem altijd
toeneemt. Hiermee wordt bedoeld dat de energieoverdracht en
omzetting nooit 100% efficiënt zal zijn. Een deel van de energie gaat
altijd verloren in de vorm van warmte.
3. Beschrijf de rol van vrije energie tijdens biologische arbeid.
Met vrije energie wordt de energie bedoeld die beschikbaar is om
arbeid te verrichten. Wanneer er sprake is van spiercontractie wordt
chemische energie uit moleculen zoals ATP omgezet in mechanische
energie (contractie).
4. Beschrijf de drie vormen van biologische arbeid.
1. Mechanische arbeid Bijvoorbeeld spiercontractie, de
omzetting van chemische energie naar kinetische energie
2. Chemische arbeid onderhoud en groei van cellen
3. Transport arbeid het actief transporteren van moleculen of
ionen tegen hun concentratiegraden in, bijvoorbeeld natrium-
kaliumpompen
5. Beschrijf hoe enzymen en co-enzymen het
energiemetabolisme beïnvloeden.
enzymen versnellen chemische reacties en zorgen ervoor dat er
minder energie nodig is om een reactie te laten plaatsvinden. Een
co-enzymen ondersteunen de enzymen en koppelen bijvoorbeeld
een substraat aan het enzym.
6. Definieer hydrolyse en condensatie en beschrijf hun belang
voor fysiologisch functioneren.
Hydrolyse: hierbij wordt er een watermolecuul gebruikt om een
verbinding te verbreken bijvoorbeeld de omzetting van ATP naar
ADP.
Condensatie: Dit is het tegenovergestelde van hydrolyse. Hierbij
wordt er een verbinding gevormd met H2O als bijproduct.
7. Beschrijf de rol van redoxreacties in energiemetabolisme.
Redoxreacties zijn chemische processen waarbij elektronen worden
uitwisselt.
Oxidatie: Bij oxidatie verliest een molecuul een elektron of
waterstofatoom
Reductie: hierbij wint een molecuul een elektron of waterstofatoom
Bij inspanning is de reductie hoger waardoor er sprake is van lactaat
, in je bloed, tijdens herstel oxideer je lactaat in pyruvaat.
8. Beschrijf de rol van high-energy fosfaten in biologische
arbeid.
Dit zijn fosfaten waar een hoge energieverbinding zit zoals bij ATP.
Deze dienen als een soort batterij van een cel. De energie komt vrij
door hydrolyse van de fosfaatbindingen waardoor er energie
vrijkomt.
9. Beschrijf de elektronen transportketen en de oxidatieve
fosforylering.
De elektronentransportketen is een reeks van eiwitcomplexen in de
mitochondriën waarbij elektronen (uiteindelijk worden deze
overdragen naar zuurstof om H2O te vormen) van NADH en FADH2
ervoor zorgen dat er H+ in de intermembraanruimte komen
waardoor er ATP gevormd kan worden
10. Beschrijf de rol van zuurstof in het metabolisme.
Zoals hierboven genoemd neemt zuurstof de elektronen vanuit de
elektronentransportketen op. Zonder zuurstof kunnen elektronen
niet effectief door de keten worden overgedragen, hierdoor zal
NADH en FADH2 ophopen en stopt de aerobe ATP productie. Er
wordt dan lactaat geproduceerd, dan kan de fosforylering doorgaan.
11. Benoem de belangrijkste functies van koolhydraten in
het metabolisme.
1. De enige macronutriënt die zonder zuurstof ATP kan
genereren voor anaerobe activiteiten
2. Tijdens lichte tot middelmatige inspanning wordt 1/3 van de
energie door koolhydraten geleverd
3. Het verwerken van vet heeft een kleine hoeveelheid
koolhydraten nodig
4. Snellere afbraak dan vetten
5. Centrale zenuwstelsel heeft onafgebroken koolhydraten nodig
om te functioneren.
12. Beschrijf hoe anaerobe energie wordt vrijgemaakt op
cellulair niveau.
Dit gebeurt bij glycolyse. Glucose wordt afgebroken tot
pyrodruivenzuur, bij gebrek aan zuurstof wordt pyrodruvenzuur
omgezet in lactaat, hierbij komen 2 ATP-moleculen vrij per glucose
, molecuul.
13. Vergelijk de efficiëntie van aeroob en anaeroob
metabolisme.
Aeroob Anaeroob
Langzame energieproductie Snelle energieproductie
36-38 ATP per glucosemolecuul 2 ATP per glucosemolecuul
Langdurige inspanning Korte inspanning
Gebruikt koolhydraten, vetten en Lactaatophoping
eiwitten
14. Beschrijf de vorming en ophoping van lactaat tijdens
zware inspanning.
Gedurende steady-state wordt er evenveel waterstof geoxideerd als
dat vrijkomt. Wanneer de gevraagde energie hoger is dan de
beschikbare zuurstof vindt er lactaat ophoping plaats.
15. Beschrijf de Cory cycle.
In de Cory cycle wordt lactaat omgezet naar glucose en/of
glycogeen, dit gebeurt in de lever. De Cory cycle haalt het lactaat
weg uit de spieren en zorgt ervoor dat de glycogeenvoorraad weer
wordt bijgevuld na intense inspanning.
16. Beschrijf de rol van de citroenzuurcyclus in het
energiemetabolisme.
Pyrodruivenzuur vanuit glycolyse wordt omgezet in Acetyl-CoA en
gaat de citroenzuurcyclus in. Vanuit de citroenzuurcyclus komen 2
ATP, 6 NADH en 2 FADH en losse H+. Die H+ zijn het grootste doel
van de citroenzuurcyclus, deze gaan vervolgens de
elektronentransportketen in en zorgen voor de vorming van ATP.
17. Beschrijf hoe energie wordt vrijgemaakt uit
koolhydraten, vetten en eiwitten.
Koolhydraten:
- Kan zonder zuurstof ATP genereren (anaeroob)
- gedurende lichte en gematigde inspanning zorgen
koolhydraten voor de levering van 1/3 van de energie
die het lichaam nodig heeft.
- Aerobe verbranding van koolhydraten gaat sneller dan
de energie vrijmaking van vetten wat ervoor zorgt dat
de uitputting van je glycogeenvoorraad (door afbraak
koolhydraten) ervoor zorgt dat je minder energie kan
leveren. Bij langdurige aerobe inspanningen, zoals het
lopen van een marathon, ervaren atleten vaak
voedingsgerelateerde vermoeidheid—een toestand die
1. Beschrijf de eerste wet van de thermodynamica.
Ook wel de wet van behoud van energie. Energie kan niet gecreëerd
of vernietigd worden, maar alleen worden overgedragen of omgezet
van de ene vorm naar de andere.
2. Beschrijf de tweede wet van de thermodynamica.
Deze wet stelt dat de entropie van een geïsoleerd systeem altijd
toeneemt. Hiermee wordt bedoeld dat de energieoverdracht en
omzetting nooit 100% efficiënt zal zijn. Een deel van de energie gaat
altijd verloren in de vorm van warmte.
3. Beschrijf de rol van vrije energie tijdens biologische arbeid.
Met vrije energie wordt de energie bedoeld die beschikbaar is om
arbeid te verrichten. Wanneer er sprake is van spiercontractie wordt
chemische energie uit moleculen zoals ATP omgezet in mechanische
energie (contractie).
4. Beschrijf de drie vormen van biologische arbeid.
1. Mechanische arbeid Bijvoorbeeld spiercontractie, de
omzetting van chemische energie naar kinetische energie
2. Chemische arbeid onderhoud en groei van cellen
3. Transport arbeid het actief transporteren van moleculen of
ionen tegen hun concentratiegraden in, bijvoorbeeld natrium-
kaliumpompen
5. Beschrijf hoe enzymen en co-enzymen het
energiemetabolisme beïnvloeden.
enzymen versnellen chemische reacties en zorgen ervoor dat er
minder energie nodig is om een reactie te laten plaatsvinden. Een
co-enzymen ondersteunen de enzymen en koppelen bijvoorbeeld
een substraat aan het enzym.
6. Definieer hydrolyse en condensatie en beschrijf hun belang
voor fysiologisch functioneren.
Hydrolyse: hierbij wordt er een watermolecuul gebruikt om een
verbinding te verbreken bijvoorbeeld de omzetting van ATP naar
ADP.
Condensatie: Dit is het tegenovergestelde van hydrolyse. Hierbij
wordt er een verbinding gevormd met H2O als bijproduct.
7. Beschrijf de rol van redoxreacties in energiemetabolisme.
Redoxreacties zijn chemische processen waarbij elektronen worden
uitwisselt.
Oxidatie: Bij oxidatie verliest een molecuul een elektron of
waterstofatoom
Reductie: hierbij wint een molecuul een elektron of waterstofatoom
Bij inspanning is de reductie hoger waardoor er sprake is van lactaat
, in je bloed, tijdens herstel oxideer je lactaat in pyruvaat.
8. Beschrijf de rol van high-energy fosfaten in biologische
arbeid.
Dit zijn fosfaten waar een hoge energieverbinding zit zoals bij ATP.
Deze dienen als een soort batterij van een cel. De energie komt vrij
door hydrolyse van de fosfaatbindingen waardoor er energie
vrijkomt.
9. Beschrijf de elektronen transportketen en de oxidatieve
fosforylering.
De elektronentransportketen is een reeks van eiwitcomplexen in de
mitochondriën waarbij elektronen (uiteindelijk worden deze
overdragen naar zuurstof om H2O te vormen) van NADH en FADH2
ervoor zorgen dat er H+ in de intermembraanruimte komen
waardoor er ATP gevormd kan worden
10. Beschrijf de rol van zuurstof in het metabolisme.
Zoals hierboven genoemd neemt zuurstof de elektronen vanuit de
elektronentransportketen op. Zonder zuurstof kunnen elektronen
niet effectief door de keten worden overgedragen, hierdoor zal
NADH en FADH2 ophopen en stopt de aerobe ATP productie. Er
wordt dan lactaat geproduceerd, dan kan de fosforylering doorgaan.
11. Benoem de belangrijkste functies van koolhydraten in
het metabolisme.
1. De enige macronutriënt die zonder zuurstof ATP kan
genereren voor anaerobe activiteiten
2. Tijdens lichte tot middelmatige inspanning wordt 1/3 van de
energie door koolhydraten geleverd
3. Het verwerken van vet heeft een kleine hoeveelheid
koolhydraten nodig
4. Snellere afbraak dan vetten
5. Centrale zenuwstelsel heeft onafgebroken koolhydraten nodig
om te functioneren.
12. Beschrijf hoe anaerobe energie wordt vrijgemaakt op
cellulair niveau.
Dit gebeurt bij glycolyse. Glucose wordt afgebroken tot
pyrodruivenzuur, bij gebrek aan zuurstof wordt pyrodruvenzuur
omgezet in lactaat, hierbij komen 2 ATP-moleculen vrij per glucose
, molecuul.
13. Vergelijk de efficiëntie van aeroob en anaeroob
metabolisme.
Aeroob Anaeroob
Langzame energieproductie Snelle energieproductie
36-38 ATP per glucosemolecuul 2 ATP per glucosemolecuul
Langdurige inspanning Korte inspanning
Gebruikt koolhydraten, vetten en Lactaatophoping
eiwitten
14. Beschrijf de vorming en ophoping van lactaat tijdens
zware inspanning.
Gedurende steady-state wordt er evenveel waterstof geoxideerd als
dat vrijkomt. Wanneer de gevraagde energie hoger is dan de
beschikbare zuurstof vindt er lactaat ophoping plaats.
15. Beschrijf de Cory cycle.
In de Cory cycle wordt lactaat omgezet naar glucose en/of
glycogeen, dit gebeurt in de lever. De Cory cycle haalt het lactaat
weg uit de spieren en zorgt ervoor dat de glycogeenvoorraad weer
wordt bijgevuld na intense inspanning.
16. Beschrijf de rol van de citroenzuurcyclus in het
energiemetabolisme.
Pyrodruivenzuur vanuit glycolyse wordt omgezet in Acetyl-CoA en
gaat de citroenzuurcyclus in. Vanuit de citroenzuurcyclus komen 2
ATP, 6 NADH en 2 FADH en losse H+. Die H+ zijn het grootste doel
van de citroenzuurcyclus, deze gaan vervolgens de
elektronentransportketen in en zorgen voor de vorming van ATP.
17. Beschrijf hoe energie wordt vrijgemaakt uit
koolhydraten, vetten en eiwitten.
Koolhydraten:
- Kan zonder zuurstof ATP genereren (anaeroob)
- gedurende lichte en gematigde inspanning zorgen
koolhydraten voor de levering van 1/3 van de energie
die het lichaam nodig heeft.
- Aerobe verbranding van koolhydraten gaat sneller dan
de energie vrijmaking van vetten wat ervoor zorgt dat
de uitputting van je glycogeenvoorraad (door afbraak
koolhydraten) ervoor zorgt dat je minder energie kan
leveren. Bij langdurige aerobe inspanningen, zoals het
lopen van een marathon, ervaren atleten vaak
voedingsgerelateerde vermoeidheid—een toestand die
