Hoofdstuk 2 – Brandstof voor spieren
Energie wordt in voedsel opgeslagen in de vorm van koolhydraten, vetten en eiwitten. Deze
substraten kunnen in cellen worden afgebroken om de opgeslagen energie vrij te geven. Deze
energie kan door die cellen of andere cellen worden gebruikt.
Metabolisme: alle chemische reacties in het lichaam (stofwisseling).
Energie wordt gemeten in calorieën (cal) of joules (j). Energie wordt uitgedrukt in kilocalorieën
(kcal).
Er is energie nodig voor groei en herstel en voor actief transport van substanties over
celmembranen (kalium-, natrium- en calciumionen). Actief transport is noodzakelijk voor het
overleven van cellen en het onderhouden van homeostase.
Energie komt vrij als chemische bindingen verbroken worden. Voedsel bestaat voornamelijk uit
koolstof, waterstof, zuurstof, eiwit en stikstof. Als deze bindingen verbroken worden zijn ze nogal
zwak, daarom worden ze eerst omgezet in adenosinetrifosfaat (ATP). Koolhydraten en vetten
heb je meer nodig voor energie te leveren en eiwitten zijn bouwstenen.
De hoeveelheid verbruikte koolhydraten tijdens een inspanning heeft te maken met de
beschikbaarheid van koolhydraten en met de ontwikkeling van het systeem voor het metabolisme
van koolhydraten voor de spieren. Alle koolhydraten worden omgezet in glucose (monosacharide),
deze kan via het bloed naar alle lichaamsweefsels getransporteerd worden. In rust worden
koolhydraten opgeslagen in de spieren en lever in de vorm van glycogeen. Deze wordt opgeslagen
in het cytoplasma van de spiercel totdat de cellen het gebruiken om er ATP van te maken. In de
lever wordt het teruggevormd naar glucose.
Vetten leveren ook veel energie, er zijn meer vetten in een lichaam dan koolhydraten. Maar vet is
minder toegankelijk voor cellulair metabolisme omdat het eerst moet worden afgebroken van zijn
complexere vorm, triglyceride, naar de basiscomponenten, glycerol en vrije vetzuren. Alle vrije
vetzuren worden gebruikt om ATP te vormen.
Eiwitten kunnen ook als energiebron dienen (alleen de aminozuren) maar moeten eerst worden
omgezet in glucose. Glucogenese: proces waarbij eiwit of vet wordt omgezet naar glucose.
Lipogenese: omzetting van eiwit in vetzuren.
Mass action effect: invloed van de beschikbaarheid van energie vrije energie moet uit
chemische verbindingen vrijkomen met een gecontroleerde snelheid. Deze snelheid wordt
gedeeltelijk bepaald door de keuze van de primaire energiebron. Grote hoeveelheden van één
bepaalde brandstof kunnen ervoor zorgen dat cellen zich meer op die bron verlaten dan op de
alternatieven.
Enzymen controleren de snelheid van het vrijkomen van vrije energie, veel van deze enzymen
bevorderen de afbraak van chemische verbindingen (katabolisme) sleutel-slotmechanisme.
Enzymen eindigen altijd op –ase!
ATP-molecuul bestaat uit 1 adenosine (molecuul adenine (= stikstofachtige base) + molecuul
ribose (= suiker met 5 koolstofmoleculen)) en 3 anorganische fosfaat (Pi) groepen. Als een ATP-
molecuul wordt samengebracht met water en ATP-ase, splitst de laatste fosfaatgroep zich af.
Hierbij komt er veel energie vrij en ontstaat er ADP en één vrije fosfaatgroep.
Fosforylering: omzetting ADP naar ATP
Anaeroob metabolisme: ATP-vormende reacties zonder zuurstof
Aeroob metabolisme: ATP-vormende reacties met zuurstof (van ADP naar ATP heet oxidatieve
fosforylering)
Cellen genereren ATP door verschillende processen of systemen:
ATP-CP systeem
Hier wordt Pi afgesplitst van CP door de activiteit van creatinekinase. Het vrije fosfaat kan
zich dan verbinden met ADP en ATP te vormen. Daarbij wordt de energie gebruikt die
vrijkomt uit de afbraak van CP. Dit systeem is anaeroob en de functie is het op peil houden
van het ATP-niveau. De energieopbrengst is 1 mol ATP per mol CP.
Glycolytisch systeem (glycolyse)
De glycolyse is een proces waarbij glucose of glycogeen wordt afgebroken tot pyruvaat. Als
dit wordt uitgevoerd zonder zuurstof, wordt het pyruvaat omgezet naar melkzuur. 1 mol
glucose brengt 2 mol ATP op, maar 1 mol glycogeen heeft een opbrengst van 3 mol ATP. Dit
systeem is ingewikkelder dan het ATP-CP systeem omdat het meerdere chemische reacties
moet doorstaan.
Het ATP-CP en de glycolyse zij de belangrijkste leveranciers van energie tijdens kortdurende
activiteiten tot ongeveer 2 minuten en gedurende de eerste minuten van inspanning met hoge
activiteit.
Oxidatieve systeem (oxidatieve fosforylering) belangrijk systeem bij duursporten
In dit systeem wordt er zuurstof gebruikt dus is het een aeroob proces, deze oxidatieve
productie van ATP vindt plaats in de mitochondria.
3 processen oxidatieve productie van ATP (van koolhydraten):
Energie wordt in voedsel opgeslagen in de vorm van koolhydraten, vetten en eiwitten. Deze
substraten kunnen in cellen worden afgebroken om de opgeslagen energie vrij te geven. Deze
energie kan door die cellen of andere cellen worden gebruikt.
Metabolisme: alle chemische reacties in het lichaam (stofwisseling).
Energie wordt gemeten in calorieën (cal) of joules (j). Energie wordt uitgedrukt in kilocalorieën
(kcal).
Er is energie nodig voor groei en herstel en voor actief transport van substanties over
celmembranen (kalium-, natrium- en calciumionen). Actief transport is noodzakelijk voor het
overleven van cellen en het onderhouden van homeostase.
Energie komt vrij als chemische bindingen verbroken worden. Voedsel bestaat voornamelijk uit
koolstof, waterstof, zuurstof, eiwit en stikstof. Als deze bindingen verbroken worden zijn ze nogal
zwak, daarom worden ze eerst omgezet in adenosinetrifosfaat (ATP). Koolhydraten en vetten
heb je meer nodig voor energie te leveren en eiwitten zijn bouwstenen.
De hoeveelheid verbruikte koolhydraten tijdens een inspanning heeft te maken met de
beschikbaarheid van koolhydraten en met de ontwikkeling van het systeem voor het metabolisme
van koolhydraten voor de spieren. Alle koolhydraten worden omgezet in glucose (monosacharide),
deze kan via het bloed naar alle lichaamsweefsels getransporteerd worden. In rust worden
koolhydraten opgeslagen in de spieren en lever in de vorm van glycogeen. Deze wordt opgeslagen
in het cytoplasma van de spiercel totdat de cellen het gebruiken om er ATP van te maken. In de
lever wordt het teruggevormd naar glucose.
Vetten leveren ook veel energie, er zijn meer vetten in een lichaam dan koolhydraten. Maar vet is
minder toegankelijk voor cellulair metabolisme omdat het eerst moet worden afgebroken van zijn
complexere vorm, triglyceride, naar de basiscomponenten, glycerol en vrije vetzuren. Alle vrije
vetzuren worden gebruikt om ATP te vormen.
Eiwitten kunnen ook als energiebron dienen (alleen de aminozuren) maar moeten eerst worden
omgezet in glucose. Glucogenese: proces waarbij eiwit of vet wordt omgezet naar glucose.
Lipogenese: omzetting van eiwit in vetzuren.
Mass action effect: invloed van de beschikbaarheid van energie vrije energie moet uit
chemische verbindingen vrijkomen met een gecontroleerde snelheid. Deze snelheid wordt
gedeeltelijk bepaald door de keuze van de primaire energiebron. Grote hoeveelheden van één
bepaalde brandstof kunnen ervoor zorgen dat cellen zich meer op die bron verlaten dan op de
alternatieven.
Enzymen controleren de snelheid van het vrijkomen van vrije energie, veel van deze enzymen
bevorderen de afbraak van chemische verbindingen (katabolisme) sleutel-slotmechanisme.
Enzymen eindigen altijd op –ase!
ATP-molecuul bestaat uit 1 adenosine (molecuul adenine (= stikstofachtige base) + molecuul
ribose (= suiker met 5 koolstofmoleculen)) en 3 anorganische fosfaat (Pi) groepen. Als een ATP-
molecuul wordt samengebracht met water en ATP-ase, splitst de laatste fosfaatgroep zich af.
Hierbij komt er veel energie vrij en ontstaat er ADP en één vrije fosfaatgroep.
Fosforylering: omzetting ADP naar ATP
Anaeroob metabolisme: ATP-vormende reacties zonder zuurstof
Aeroob metabolisme: ATP-vormende reacties met zuurstof (van ADP naar ATP heet oxidatieve
fosforylering)
Cellen genereren ATP door verschillende processen of systemen:
ATP-CP systeem
Hier wordt Pi afgesplitst van CP door de activiteit van creatinekinase. Het vrije fosfaat kan
zich dan verbinden met ADP en ATP te vormen. Daarbij wordt de energie gebruikt die
vrijkomt uit de afbraak van CP. Dit systeem is anaeroob en de functie is het op peil houden
van het ATP-niveau. De energieopbrengst is 1 mol ATP per mol CP.
Glycolytisch systeem (glycolyse)
De glycolyse is een proces waarbij glucose of glycogeen wordt afgebroken tot pyruvaat. Als
dit wordt uitgevoerd zonder zuurstof, wordt het pyruvaat omgezet naar melkzuur. 1 mol
glucose brengt 2 mol ATP op, maar 1 mol glycogeen heeft een opbrengst van 3 mol ATP. Dit
systeem is ingewikkelder dan het ATP-CP systeem omdat het meerdere chemische reacties
moet doorstaan.
Het ATP-CP en de glycolyse zij de belangrijkste leveranciers van energie tijdens kortdurende
activiteiten tot ongeveer 2 minuten en gedurende de eerste minuten van inspanning met hoge
activiteit.
Oxidatieve systeem (oxidatieve fosforylering) belangrijk systeem bij duursporten
In dit systeem wordt er zuurstof gebruikt dus is het een aeroob proces, deze oxidatieve
productie van ATP vindt plaats in de mitochondria.
3 processen oxidatieve productie van ATP (van koolhydraten):
