Sofievm
Toegepaste inspanningsfysiologie
Thema 1: Moleculaire biologie
Hoorcollege 1: Moleculaire biologie, cellulaire energievoorziening
Doel cursus: Het toepassen van inspanningsfysiologische kennis op vraagstukken binnen de sport,
gezondheid en arbeidssituatie
Gezond (zwart): O2 verbruik stijgt ongeveer 5 liter/min
Hartfalen (rood): max 1 liter/min O2 verbruik → lagere VO2max
Spiervezels
A: gekleurd voor mitochondriële dichtheid
- Voornamelijk aan de rand van de vezels
- Sommige vezels hebben hogere mitochondriële dichtheid
B: gekleurd voor type spiervezels
- Type I = zwart
- Type IIa = wit
- Type IIx = grijs
C: capillaire dichtheid
- Type I vezels: meer bloedvaatjes dan bij Type II
D: satellietcellen en nuclei
Zuurstofopname bij constante inspanning
• Fase 1: cardiopulmonale fase
o Aanpassing in cardiovasculair systeem en pulmonaire systeem
o In begin van inspanning zal het even duren voordat de verminderde [O2] bij de
longen aankomt
o Acute toename in de hartslag
o Zuurstofopname stijgt een heel klein beetje
o Niet gerelateerd aan zuurstofverbruik in de spieren zelf!
,Sofievm
• Fase 2: spier-adaptieve fase (VO2 kinetiek)
o O2 opname stijgt continue tot een steady state in fase 3
o Energieverbruik in spier ‘aangezet’
• Fase 3: Steady-state
o Zuurstofopname constant
Energie productie
• Phosphocreatine (PCr) afbraak → snelle ATP productie
• (Anaerobe) glycolyse (lactaat productie) → snelle ATP productie
• Oxidatieve fosforylering → langzame ATP productie
o Verbranding van vet
o Verbranding van koolhydraten
Substraten voor ATP productie
- Glucose
- Glycogeen
- Vetzuren
- Ketonlichamen
- Aminozuren
- Lactaat
- Bier
- Alcohol (ethanol) niet!
- Glycerol-3-fosfaat
Oxidatie van de substraten: in mitochondriën
- Mitochondriën naast de myofibrillen
- Vetbolletjes in spier naast mitochondriën opgeslagen
- In skeletspier: mitochondriën als lange keten
o Energie verspreiden over de mitochondriën
o Snelle en effectieve energieproductie
,Sofievm
Histologische bepaling van de mitochondriële dichtheid
- Succinaat dehydrogenase (SDH)
- Veel mitochondriën → type I vezels
- Relatie tussen vezelgrootte en mitochondriële dichtheid
o Hoeveel kracht je kan produceren en hoeveel uithoudingsvermogen je hebt
o SDH concentratie is gerelateerd aan VO2max van de spiervezel
Meten van O2 verbruik van enkele samentrekkende spiervezels
- Vezels met lage [SDH] hebben lage max. O2 opname
- Enkele vezel opgehangen aan een kracht opnemer en die stimuleren om samen te trekken
- Vloeistof draait rond en daar wordt een O2 elektrode opgehangen → [O2] meten
- VO2max van 1 geïsoleerde spiervezel is proportioneel gerelateerd aan SDH activiteit
, Sofievm
Relatie tussen cross-sectional area en oxidatieve capaciteit
➢ Relatie tussen vezelgrootte en mitochondriële dichtheid zo sterk doordat:
o Door grotere diffusieafstand krijgen mitochondriën die diep in de spiervezel liggen
minder zuurstof
o Hoogtetraining: toename myoglobine concentratie in spiervezels → meer
zuurstofopname mogelijk → functionele diffusieafstand kleiner
o Meer capillaire → diffusieafstand kleiner
Mitochondriën
• Eigen mitochondrieel DNA = circulair
o Komt overeen met bacterieel DNA → Mitochondriën historisch gezien gefuseerde
bacterie met eukaryote cel
• Porines
Toegepaste inspanningsfysiologie
Thema 1: Moleculaire biologie
Hoorcollege 1: Moleculaire biologie, cellulaire energievoorziening
Doel cursus: Het toepassen van inspanningsfysiologische kennis op vraagstukken binnen de sport,
gezondheid en arbeidssituatie
Gezond (zwart): O2 verbruik stijgt ongeveer 5 liter/min
Hartfalen (rood): max 1 liter/min O2 verbruik → lagere VO2max
Spiervezels
A: gekleurd voor mitochondriële dichtheid
- Voornamelijk aan de rand van de vezels
- Sommige vezels hebben hogere mitochondriële dichtheid
B: gekleurd voor type spiervezels
- Type I = zwart
- Type IIa = wit
- Type IIx = grijs
C: capillaire dichtheid
- Type I vezels: meer bloedvaatjes dan bij Type II
D: satellietcellen en nuclei
Zuurstofopname bij constante inspanning
• Fase 1: cardiopulmonale fase
o Aanpassing in cardiovasculair systeem en pulmonaire systeem
o In begin van inspanning zal het even duren voordat de verminderde [O2] bij de
longen aankomt
o Acute toename in de hartslag
o Zuurstofopname stijgt een heel klein beetje
o Niet gerelateerd aan zuurstofverbruik in de spieren zelf!
,Sofievm
• Fase 2: spier-adaptieve fase (VO2 kinetiek)
o O2 opname stijgt continue tot een steady state in fase 3
o Energieverbruik in spier ‘aangezet’
• Fase 3: Steady-state
o Zuurstofopname constant
Energie productie
• Phosphocreatine (PCr) afbraak → snelle ATP productie
• (Anaerobe) glycolyse (lactaat productie) → snelle ATP productie
• Oxidatieve fosforylering → langzame ATP productie
o Verbranding van vet
o Verbranding van koolhydraten
Substraten voor ATP productie
- Glucose
- Glycogeen
- Vetzuren
- Ketonlichamen
- Aminozuren
- Lactaat
- Bier
- Alcohol (ethanol) niet!
- Glycerol-3-fosfaat
Oxidatie van de substraten: in mitochondriën
- Mitochondriën naast de myofibrillen
- Vetbolletjes in spier naast mitochondriën opgeslagen
- In skeletspier: mitochondriën als lange keten
o Energie verspreiden over de mitochondriën
o Snelle en effectieve energieproductie
,Sofievm
Histologische bepaling van de mitochondriële dichtheid
- Succinaat dehydrogenase (SDH)
- Veel mitochondriën → type I vezels
- Relatie tussen vezelgrootte en mitochondriële dichtheid
o Hoeveel kracht je kan produceren en hoeveel uithoudingsvermogen je hebt
o SDH concentratie is gerelateerd aan VO2max van de spiervezel
Meten van O2 verbruik van enkele samentrekkende spiervezels
- Vezels met lage [SDH] hebben lage max. O2 opname
- Enkele vezel opgehangen aan een kracht opnemer en die stimuleren om samen te trekken
- Vloeistof draait rond en daar wordt een O2 elektrode opgehangen → [O2] meten
- VO2max van 1 geïsoleerde spiervezel is proportioneel gerelateerd aan SDH activiteit
, Sofievm
Relatie tussen cross-sectional area en oxidatieve capaciteit
➢ Relatie tussen vezelgrootte en mitochondriële dichtheid zo sterk doordat:
o Door grotere diffusieafstand krijgen mitochondriën die diep in de spiervezel liggen
minder zuurstof
o Hoogtetraining: toename myoglobine concentratie in spiervezels → meer
zuurstofopname mogelijk → functionele diffusieafstand kleiner
o Meer capillaire → diffusieafstand kleiner
Mitochondriën
• Eigen mitochondrieel DNA = circulair
o Komt overeen met bacterieel DNA → Mitochondriën historisch gezien gefuseerde
bacterie met eukaryote cel
• Porines
