Inspanningsfysiologie
College 1 Het interne milieu, regelsystemen en AZS
Interne milieu = extracellulaire vloeistof en deze moet in stand gehouden worden =
homeostase. Waarde wordt vergeleken met de setpoint en het controle centrum stuurt een
signaal naar een doelorgaan.
Opbouw mens
Weefsels zijn groepen cellen met dezelfde functie. Organen zijn opgebouwd uit verschillende
weefsels. Bij inspanning wordt de sympaticus actief en de parasympaticus inactief. De
bloedcirculatie in de spijsvertering wordt geremd.
60 % vloeistof heeft de mens
Samenstelling ICF en ECF afwijkend. Na, calcium en chloride meer extracellulair en kalium en
magnesium meer intracellulair.
2/3 intracellulair. 4/5 interstitieel. 1/5 bloedplasma
Homeostase: het behouden van een relatief constant intern milieu.
Steady state: een stabiel niveau dat bereikt is door een variabele maar dit niveau hoeft niet
het rustniveau te zijn. Door inspanning wordt een ander temperatuurniveau bereikt, anders
kunnen we onze warmte niet kwijt.
Inspanning ➔ aanslag op homeostase
• Temperatuur gaat omhoog: kan schadelijk zijn voor de cellen ➔ eiwitten en enzymen
gaan anders werken. Structuur kan veranderen ➔ denaturatie. Als de vorm
verandert dan veranderd de functie ook.
• Hypoglykemie ➔ hersencellen kunnen niet meer normaal functioneren want die
hebben gaan voedingstoffen meer. Er is een regelsysteem die ervoor zorgt dat de
glucosespiegel normaal blijft.
• Ademhaling gaat omhoog ➔ cellen produceren atp en verbranden glucose met
behulp van zuurstof dus CO2 concentratie stijgt. De zuurgraad stijgt ook en de ph
gaat naar beneden. H20 + CO2 ➔
H2CO2 ➔ H+ + HCO3-. Hierdoor kunnen
de eiwitten ook minder goed
functioneren.
Regelsystemen
Biologisch controle systeem
Stimulus wordt waargenomen door een sensor
en stuurt een afferent signaal naar de setpoint
en stuurt een signaal naar het doelorgaan.
,Feedback en feedforward
Negatief ➔ terug naar setpoint ➔ stabilisatie (CO2 gehalte + temperatuur)
Positief ➔ van het setpoint af ➔ destabilisatie (actiepotentiaal ➔ afhankelijk van
concentratie en lading) spanningsafhankelijke natriumkanalen gaan open en raken op
gegeven moment geïnactiveert ➔ kaliumkanalen open en terug naar beginwaarde.
Feedforward ➔ reageert voordat de verandering plaats vindt. Als het buiten warm is en je
gaat je inspannen dan passen je hersenen het setpoint aan wanneer je begint met zweten.
➔ voorkomen is beter dan genezen.
Regeleffect ➔ afhankelijk van versterking en looptijd. Looptijd is de tijd die het lichaam
gebruikt om zich aan te passen naar de normale waarde. Temperatuur kan wel schommelen
rond een waarde. PH is strakker geregeld. Korte looptijd gaat vaak samen met een sterke
versterking en dit zorgt ervoor dat de waardes dichter bij de rustwaarde blijven. Geringe
versterking en lange looptijd zorgt voor meer fluctuaties.
Rol eiwitten
• Transport (bloed, celmembraan)
• Receptoren
• Boodschapper (hormonen)
• Enzymen (katalysatoren)
Eiwitschade door o.a lage ph en hoge temperatuur. ➔ verstoring homeostase, aanmaak
verstoring stress eiwitten (voor herstel van beschadigde eiwitten). Door veel te trainen kun
je sneller en meer stress eiwitten (heatshock proteins) aanmaken waardoor je sneller
beschadigde eiwitten kan herstellen.
Aanmaak (stress) eiwitten tijdens training
Door traning: toename aanmaak heat shock proteins in getrainde skeletspier ➔ cellulaire
adaptatie + verbeterde communicatie tussen cellen
,Intercellulaire communicatie
Organisatie zenuwstelsel
Centraal ➔ hersenen + ruggenmerg
Perifeer ➔ alle zenuwen
afferenten (naar zenuwstelsel toe )➔ somatische sensoren (huid), special sensory
(zintuigen) en visceral sensory (informatie uit organen).
efferenten (van zenuwstelsel af) ➔
• Somatisch (skeletspieren)
• Autonoom (gladde spieren, hartspieren en glands)
o sympaticus en parasympaticus
• enterische zenuwstelsel (darmen)
Opbouw zenuwcel
• Dendrieten: inkomende signalen van andere cellen
• Cellichamen: woonplaats nucleus, verwerking van alle inkomende signalen
• Axon: doorgeven van signalen, Schwann cellen (myeline) en knopen van Ranvier
• Presynaptische terminals: communicatie met andere cellen.
Communicaite tussen zenuwcellen ➔ exciterende neurontransmitter wordt afgeven in de
synapsspleet en hierdoor wordt de volgende zenuw geactiveerd.
Evenwichtspotentialen
Natrium vooral buiten de cel en kalium binnen de cel
Chemische gradiënt: voor na naar binnen en voor ka naar buiten (ionen gaan van een hoge
concentratie naar een lage concentratie)
Elektrische gradiënt: voor natrium en kalium naar binnen. Een negatieve cel trekt een
positief ion aan. Natrium (+50), kalium (-90), en calcium (+80).
, Kalium: gaat volgens de concentratiegradiënt naar buiten en cel wordt steeds negatief en
gaat dan naar binnen volgens de elektrische gradiënt. Evenwicht kalium is ongv -90 mv. Als
een cel alleen kalium bevat dan is dat ook gelijk het rustmembraanpotentiaal.
Voor natrium geldt het omgekeerde: Enatrium: +40 Mv.
Deze gradiënten moeten in evenwicht zijn ➔ evenwichtspotentiaal ➔ evenveel ionen naar
binnen als naar buiten. Evenwichtspotentiaal voor natrium is dus positief. ➔ berekenen met
de wet van Nernst ➔
R is gasconstante T is temperatuur (K). Z
valencie van het ion (+1 of -1) zijn F is faraday constante.
Rustmembraanpotentiaal ➔ berekenen met
.
Dit zegt iets over het aantal lekkanalen. De rustmembraanpotentiaal ligt dichter bij kalium
omdat er meer lekkanalen voor kalium zijn dus de permeabiliteit voor kalium groter is.
De evenwichtspotentiaal van Chloride is ongeveer -76 mV. Chloride speelt een kleine rol
omdat het evenwichtspotentiaal gelijk is aan het evenwicht van de cel. Ten opzichte van
Natrium en Kalium mist er een pomp. Dus alleen bij een secundair actief transport speelt
Chloride wel een rol, anders niet. Maar het effect is niet groot want het zit al dicht bij de
rustpotentiaal. Bij een depolarisatie heeft Chloride wel een belangrijk effect, de instroom is
dan heel sterk.
Membraankanalen
• Passief: lekkanalen (altijd open)
• Actief: openen na stimulus (activatie)
o Afhankelijk van:
▪ Ligand (transmitter, boodschapper)
▪ Mechanische verandering (drukreceptoren in de huid
▪ Spanningsafhankelijke kanalen
Actiepotentialen
• Actiepotentialen zijn nodig voor het transport van een signaal binnen de cel. Bijna
alle neuronen hebben een actiepotentiaal. Bij een actiepotentiaal zijn het geen
lekkanalen meer maar spanningsafhankelijke kanalen
• De spanningsafhankelijke natrium kanalen openen zich sneller dat de
spanningsafhankelijke kalium kanalen.
• Na de activatie volgt tijdsafhankelijke inactiviteit van natriumkanalen.
• Alles of niet wet
• Kenmerkende regeneratieve natriumstroom tijdens een actiepotentiaal (positieve
feedback). Als je voldoende depolariseert gaat er meer natrium naar binnen en gaan
er nog meer natrium open en depolariseert hij nog meer. Het is een destabilisatie. De
positieve feedback wordt gestopt door de inactivatie.
• Bij kalium is dat niet zo omdat kalium zorgt voor repolarisatie en dit is een remmend
effect.
College 1 Het interne milieu, regelsystemen en AZS
Interne milieu = extracellulaire vloeistof en deze moet in stand gehouden worden =
homeostase. Waarde wordt vergeleken met de setpoint en het controle centrum stuurt een
signaal naar een doelorgaan.
Opbouw mens
Weefsels zijn groepen cellen met dezelfde functie. Organen zijn opgebouwd uit verschillende
weefsels. Bij inspanning wordt de sympaticus actief en de parasympaticus inactief. De
bloedcirculatie in de spijsvertering wordt geremd.
60 % vloeistof heeft de mens
Samenstelling ICF en ECF afwijkend. Na, calcium en chloride meer extracellulair en kalium en
magnesium meer intracellulair.
2/3 intracellulair. 4/5 interstitieel. 1/5 bloedplasma
Homeostase: het behouden van een relatief constant intern milieu.
Steady state: een stabiel niveau dat bereikt is door een variabele maar dit niveau hoeft niet
het rustniveau te zijn. Door inspanning wordt een ander temperatuurniveau bereikt, anders
kunnen we onze warmte niet kwijt.
Inspanning ➔ aanslag op homeostase
• Temperatuur gaat omhoog: kan schadelijk zijn voor de cellen ➔ eiwitten en enzymen
gaan anders werken. Structuur kan veranderen ➔ denaturatie. Als de vorm
verandert dan veranderd de functie ook.
• Hypoglykemie ➔ hersencellen kunnen niet meer normaal functioneren want die
hebben gaan voedingstoffen meer. Er is een regelsysteem die ervoor zorgt dat de
glucosespiegel normaal blijft.
• Ademhaling gaat omhoog ➔ cellen produceren atp en verbranden glucose met
behulp van zuurstof dus CO2 concentratie stijgt. De zuurgraad stijgt ook en de ph
gaat naar beneden. H20 + CO2 ➔
H2CO2 ➔ H+ + HCO3-. Hierdoor kunnen
de eiwitten ook minder goed
functioneren.
Regelsystemen
Biologisch controle systeem
Stimulus wordt waargenomen door een sensor
en stuurt een afferent signaal naar de setpoint
en stuurt een signaal naar het doelorgaan.
,Feedback en feedforward
Negatief ➔ terug naar setpoint ➔ stabilisatie (CO2 gehalte + temperatuur)
Positief ➔ van het setpoint af ➔ destabilisatie (actiepotentiaal ➔ afhankelijk van
concentratie en lading) spanningsafhankelijke natriumkanalen gaan open en raken op
gegeven moment geïnactiveert ➔ kaliumkanalen open en terug naar beginwaarde.
Feedforward ➔ reageert voordat de verandering plaats vindt. Als het buiten warm is en je
gaat je inspannen dan passen je hersenen het setpoint aan wanneer je begint met zweten.
➔ voorkomen is beter dan genezen.
Regeleffect ➔ afhankelijk van versterking en looptijd. Looptijd is de tijd die het lichaam
gebruikt om zich aan te passen naar de normale waarde. Temperatuur kan wel schommelen
rond een waarde. PH is strakker geregeld. Korte looptijd gaat vaak samen met een sterke
versterking en dit zorgt ervoor dat de waardes dichter bij de rustwaarde blijven. Geringe
versterking en lange looptijd zorgt voor meer fluctuaties.
Rol eiwitten
• Transport (bloed, celmembraan)
• Receptoren
• Boodschapper (hormonen)
• Enzymen (katalysatoren)
Eiwitschade door o.a lage ph en hoge temperatuur. ➔ verstoring homeostase, aanmaak
verstoring stress eiwitten (voor herstel van beschadigde eiwitten). Door veel te trainen kun
je sneller en meer stress eiwitten (heatshock proteins) aanmaken waardoor je sneller
beschadigde eiwitten kan herstellen.
Aanmaak (stress) eiwitten tijdens training
Door traning: toename aanmaak heat shock proteins in getrainde skeletspier ➔ cellulaire
adaptatie + verbeterde communicatie tussen cellen
,Intercellulaire communicatie
Organisatie zenuwstelsel
Centraal ➔ hersenen + ruggenmerg
Perifeer ➔ alle zenuwen
afferenten (naar zenuwstelsel toe )➔ somatische sensoren (huid), special sensory
(zintuigen) en visceral sensory (informatie uit organen).
efferenten (van zenuwstelsel af) ➔
• Somatisch (skeletspieren)
• Autonoom (gladde spieren, hartspieren en glands)
o sympaticus en parasympaticus
• enterische zenuwstelsel (darmen)
Opbouw zenuwcel
• Dendrieten: inkomende signalen van andere cellen
• Cellichamen: woonplaats nucleus, verwerking van alle inkomende signalen
• Axon: doorgeven van signalen, Schwann cellen (myeline) en knopen van Ranvier
• Presynaptische terminals: communicatie met andere cellen.
Communicaite tussen zenuwcellen ➔ exciterende neurontransmitter wordt afgeven in de
synapsspleet en hierdoor wordt de volgende zenuw geactiveerd.
Evenwichtspotentialen
Natrium vooral buiten de cel en kalium binnen de cel
Chemische gradiënt: voor na naar binnen en voor ka naar buiten (ionen gaan van een hoge
concentratie naar een lage concentratie)
Elektrische gradiënt: voor natrium en kalium naar binnen. Een negatieve cel trekt een
positief ion aan. Natrium (+50), kalium (-90), en calcium (+80).
, Kalium: gaat volgens de concentratiegradiënt naar buiten en cel wordt steeds negatief en
gaat dan naar binnen volgens de elektrische gradiënt. Evenwicht kalium is ongv -90 mv. Als
een cel alleen kalium bevat dan is dat ook gelijk het rustmembraanpotentiaal.
Voor natrium geldt het omgekeerde: Enatrium: +40 Mv.
Deze gradiënten moeten in evenwicht zijn ➔ evenwichtspotentiaal ➔ evenveel ionen naar
binnen als naar buiten. Evenwichtspotentiaal voor natrium is dus positief. ➔ berekenen met
de wet van Nernst ➔
R is gasconstante T is temperatuur (K). Z
valencie van het ion (+1 of -1) zijn F is faraday constante.
Rustmembraanpotentiaal ➔ berekenen met
.
Dit zegt iets over het aantal lekkanalen. De rustmembraanpotentiaal ligt dichter bij kalium
omdat er meer lekkanalen voor kalium zijn dus de permeabiliteit voor kalium groter is.
De evenwichtspotentiaal van Chloride is ongeveer -76 mV. Chloride speelt een kleine rol
omdat het evenwichtspotentiaal gelijk is aan het evenwicht van de cel. Ten opzichte van
Natrium en Kalium mist er een pomp. Dus alleen bij een secundair actief transport speelt
Chloride wel een rol, anders niet. Maar het effect is niet groot want het zit al dicht bij de
rustpotentiaal. Bij een depolarisatie heeft Chloride wel een belangrijk effect, de instroom is
dan heel sterk.
Membraankanalen
• Passief: lekkanalen (altijd open)
• Actief: openen na stimulus (activatie)
o Afhankelijk van:
▪ Ligand (transmitter, boodschapper)
▪ Mechanische verandering (drukreceptoren in de huid
▪ Spanningsafhankelijke kanalen
Actiepotentialen
• Actiepotentialen zijn nodig voor het transport van een signaal binnen de cel. Bijna
alle neuronen hebben een actiepotentiaal. Bij een actiepotentiaal zijn het geen
lekkanalen meer maar spanningsafhankelijke kanalen
• De spanningsafhankelijke natrium kanalen openen zich sneller dat de
spanningsafhankelijke kalium kanalen.
• Na de activatie volgt tijdsafhankelijke inactiviteit van natriumkanalen.
• Alles of niet wet
• Kenmerkende regeneratieve natriumstroom tijdens een actiepotentiaal (positieve
feedback). Als je voldoende depolariseert gaat er meer natrium naar binnen en gaan
er nog meer natrium open en depolariseert hij nog meer. Het is een destabilisatie. De
positieve feedback wordt gestopt door de inactivatie.
• Bij kalium is dat niet zo omdat kalium zorgt voor repolarisatie en dit is een remmend
effect.
