INSPANNINGSFYSIOLOGIE
HOOFDSTUK 1: ENERGIE..................................................................................................................2
1. BIO-ENERGETICA.......................................................................................................................... 2
2. ENERGIE UIT VOEDING................................................................................................................. 7
3. ENERGIE OPSLAG........................................................................................................................ 11
4.ENERGIESYSTEMEN..................................................................................................................... 13
4.1 Fosfaatsysteem (ATP-PC).................................................................................................... 14
4.2 Aëroob systeem................................................................................................................. 14
4.3 Anaërobe glycolyse............................................................................................................ 16
5. BEGRIJPEN VAN ERGOSPIROMETRIE.......................................................................................... 18
6. BEGRIJPEN VAN LACTAATTESTING.............................................................................................. 22
7. ENERGIE UITGAVEN.................................................................................................................... 26
HOOFDSTUK 2: VOEDING.............................................................................................................. 32
1. ALGEMENE AANBEVELINGEN EN MACRONUTRIËNTEN............................................................. 32
2. VOEDING EN BEWEGING............................................................................................................ 41
HOOFDSTUK 3: GEZONDHEID........................................................................................................ 47
1. ALGEMENE AANBEVELINGEN..................................................................................................... 47
2. INLEIDING OBESITAS................................................................................................................... 52
3. OBESITAS EN FYSIEKE ACTIVITEIT............................................................................................... 56
4. EXERCISE EN DIABETES............................................................................................................... 59
HOOFDSTUK 4: INSPANNING......................................................................................................... 66
1. PRINCIPES VAN TRAINING.......................................................................................................... 66
2. CARDIOVASCULAIRE EN RESPIRATOIRE AANPASSINGEN AAN TRAINING................................... 76
3. SCREENING PRE-INSPANNING.................................................................................................... 84
4. SUBMAXIMALE INSPANNINGSTEST............................................................................................ 88
1
,HOOFDSTUK 1: ENERGIE
1. BIO-ENERGETICA
1.1 Basics van bio-energetica
● Door Chlorofyl kunnen planten zonlicht, CO2 & water gebruiken voor groei en productie van
O2 en glucose
● Dieren en mensen voeden zich met planten om energie op te nemen.
● De energie die wij gebruiken komt indirect van de zon
Energie
● Zonne-energie: planten en groenten
● Voedsel: energiebron
● Energieopslag: ATP
- is maar kleine dosis ATP aanwezig in cellen
- moet constant bijgemaakt worden ⇒ mitochondriën
- splitst tot ADP & energie komt vrij
- belangrijkste molecule om energie te leveren
● Principe van kettingreacties
= Energie uit voeding wordt niet rechtstreeks gebruikt maar opgeslagen
Voeding
Bevat 3 macronutriënten
(1) Lipiden (energiebron) (vetten)
(2) Koolhydraten (energiebron) (carbs)
(3) Eiwitten (proteïnen)
- bouwstenen
- reserve brandstoffen
- eerder voor weefselherstel
➔ belangrijkste zijn vetten en koolhydraten
➔ in afwezigheid van carbs of vet kunnen we toch onze eigen eiwitten gebruiken voor energie
Acetyl-CoA
● macronutriënten resulteren eerst in Ac-CoA
● loopt in 2 richtingen
● teveel Ac-CoA dat niet gebruikt wordt voor E, wordt opgeslagen als vet
● vet kan naast te veel eten ook komen door koolhydraten
Vetcel
● = adipocyt
● zit één grote druppel triglyceride in opgeslagen, reservetank met brandstof
● vet ⇒ vetdruppels, vetweefsel ⇒ druppels + verpakking (lipids vs adipose tissue)
● communicatie gebeurt door proteïne in bloed, messenger cel (= adipokines)
● adipokines wordt geproduceerd door adipocyt
(bvb leptine: signaleert verzadiging aan hersenen)
● te veel E-opname: te veel vet vnl in organen, verstoring van adipokines ⇒ plaques
2
, ● HDL kan dit compenseren, maar de HDL gaat kleiner worden dus meer uitplassen via nieren
en krijgen we als gevolg een tekort aan HDL
1e belangrijke adipokine ⇒ leptine
2e belangrijke adipokine ⇒ adiponectine
● adiponectine beschermt tegen cardiovasculaire ziekten
● meer en grotere vetcellen (bvb obese) = minder adiponectine
● grotere vetcellen vertonen sneller scheuren en barsten ⇒ opruim door macrofagen
macrofagen scheiden stoffen af die chronische inflammatie veroorzaken bvb interleukine 6, TNF alfa
● grotere vetcellen ↣ meer opgeslagen triglyceriden ↣ lipolyse (afbraak) ↣ FFA free fat acids,
vrije vetzuren circuleren in bloed , tussen de organen (visceraal vet) = meest pathogeen
● bloed naar lever gaat meer vet bevatten ↣ leververvetting ↣ cholesterol wordt kleiner en
denser ↣ verandering van LDL (slechte cholesterol)
Is vet dan de vijand?
● nee = ook brandstof, isolatie, vitamine A/E/K enkel te gebruiken bij vet in het lichaam
● opletten: vitamine A/E/K zijn niet-wateroplosbaar ⇒ stapelen op bij te veel
DUS
● Vet: triglyceriden (adipocyt, spiercel) + VVZ vrije vetzuren (bloed)
● Koolhydraten: glycogeen (spier, lever) + glucose (bloed)
● Als duur toeneemt: opgeslagen E ⇒ aangeleverd via bloed
- 4 à 5 liter, zit ca één suikerklintje glucose in, 5g
- lever moet onmiddellijk nieuwe glucose vrijzetten bij inspanning
- lever is uit te putten, glucose dan nodig van buitenaf vb. energiedrank of sportbar
- Bij warm weer dus energiedrank belangrijker (hydraterend + glucose), is hypotoon of
isotoon, kleine moleculen, fruitsap heeft vaak te grote partikels
1.2 ATP
Hydrolyse
● snelle energie afgifte
● door anaerobe hydrolyse van ATP-molecuul om energie vrij te maken
Snelle resynthese uit PCr
● Fosfocreatine (PCr) is een snel en energierijk reservoir in de cel
● creatinekinase breekt binding tussen fosfocreatine en fosfaatmolecuul
● grote hoeveelheid energie komt vrij
● -43,3 kJ/mol vrije energie wordt gegenereerd die door ATP kan worden opgeslagen
● snelste systeem, maar beperkt (1-2 min)
3
, Resynthese door fosforylatie of oxidatie van macronutriënten
● kan aeroob of anaeroob zijn in geval van glucosemetabolisme
● kan uitsluitend aeroob zijn in geval van lipiden en eiwitten
● grootste deel van E voor ATP te genereren is afkomstig uit aerobe fosforylatie/ oxidatie
● oxidatie van koolhydraten, lipiden en eiwit macronutriënten naarmate O2 verminderd
➔ ATP zit klaar in cellen, maar voldoen maar voor 10-30 sec
➔ wordt dus voortdurend aangemaakt
➔ lage intensiteit = vetten - hoge intensiteit = koolhydraten
➔ 1 g koolhydraten/ proteïne = 4 kcal - 1 g vetten = 9 kcal
➔ meest efficiënte brandstof dat minste zuurstof verbruikt zijn koolhydraten
Voorkeurssysteem: aerobe systeem
● vetten en koolhydraten
● voordeel: geen afvalproduct
● voordeel: zo lang te gebruiken als je wil, zolang er brandstof is (koolhydraten, vetten (eiwitten))
● nadeel: zuurstof nodig
- hemoglobine bindt zuurstof en vervoert het naar target cel
- meer bloed en capillairen = meer zuurstof naar cellen
● nadeel: 3’ nodig om systeem op gang te laten komen (HF ↗, openstaan bloedvaten)
Anaerobe glycolyse
● beginproduct: glucose of glycogeen
● kan de 2 overbruggen en bijspringen als we meer E vragen dan aeroob systeem kan
● brandstof = koolhydraten
● voordeel: snel op gang
● voordeel: geen zuurstof nodig
● nadeel: kan enkel glucose of glycogeen gebruiken (geen vetten)
● nadeel: melkzuurproductie (lactaat en H+ ⇒ pH in weefsels ↘)
- bufferproduct: HCO3-
- kan voorkomen dat je verzuurt door H+te neutraliseren met bicarbonaation
- H2O + CO2 kan kan je uitzweten + uitademen = eerste ventilatory threshold,
anaerobe glycolyse begint mee te werken maar kan nog gebufferd worden
- bicarbonaat raakt op: opstapeling H+ en pH daalt
VT1 = start aerobe glycolyse die mee E levert
VT2 = buffer product is op, opstapeling lactaat
Tussen deze ligt aerobe trainingszone:
- boven VT1: technische training
- tussen drempels: aerobe training
- boven VT2: weerstandstraining
4
,1.3 Mitochondria
Synthese van ATP gebeurt in de mitochondria
● bevinden zich in cellen zoals in spiercellen
● Afmetingen variëren van 0,5 micrometer - 10 micrometer.
● Getallen variëren van 1 tot 1000 per cel.
Structuur
● Dubbele membraan structuur
● De ruimte tussen de membranen is de intermembraanruimte
● De Matrix: ruimte binnen het binnenmembraan
● Cristae zijn gevouwen structuren van het binnenmembraan van mitochondriën die meer
ruimte creëren om een snellere energieproductie mogelijk te maken
● eerst worden alle positief geladen deeltjes verzameld in intermembranaire ruimte,
stromen daarna terug binnen door eiwit
● hoe meer membraan, hoe meer eiwitten kunnen plaatsen ⇒ aanmaak ATP ↗
⇒ Mitochondria zijn talrijk in spiervezels
Motor unit
● Bestaat uit een motorneuron en de skeletspiervezels die worden geïnnerveerd door de
axonale uiteinden van dat motorneuron
● Het aantal spiervezels in 1 motorunit varieert van 5 (oogspier) tot 700 (biceps)
● Als een spier meer motoreenheden bevat, zijn subtielere krachtveranderingen mogelijk
● De kracht die een spier genereert, kan worden bepaald door het aantal motoreenheden
dat wordt geactiveerd
Spiercontractie
● Zenuwimpulsen uit CZS zorgen dat de spieren samentrekken
● Zowel neuronen als spierweefsel geleiden elektrische stroom door ionen door
celmembranen te bewegen
● Een motorneuron eindigt in een synaps met een spiervezel
● neuron geeft acetylcholine af en brengt het actiepotentiaal over naar het spierweefsel
● alles-of-niets-reactie: threshold (prikkel te klein = geen actiepotentiaal)
● sterkere prikkel leidt niet tot sterkere contractie, meer geactiveerde motorunits wel
Spier in rust
(1) troponine en tropomyosine inhiberen binding van actine en myosine
(2) Ca2+ release
- tropomyosine daalt af
- binding van actine en myosine
- Energie via ATP voor beweging van myosinekoppen
Pas bij binding van Ca kan de bindingsplaats vrijkomen
5
, Contractie
● power stroke trekt actine over zich heen
● energie voor powerstroke komt van splitsing ATP
● buiten macronutriënten ook micronutriënten nodig
bvb Ca voor release uit SR ⇒ verschuiving tropomyosine ⇒ vrijkomen bindingsplaatsen
1.4 Productie van ATP
STAP 1
● Een H+ gradiënt bouwen
● Protonen worden van de matrix naar de intermembraanruimte verplaatst
STAP 2 EN 3
● ATP-synthese is een eiwitcomplex met een kanaal waardoor protonen weer naar binnen
kunnen komen.
● De instroom van protonen induceert de synthese van ATP
ADP + Pi ↣ ATP
⇒ Mitochondria zijn ATP-fabrieken
1.5 Verschillende spiervezeltypes
Type I vezels Type II a vezels Type II x vezels Type II b vezels
Contractietijd laag matig snel snel zeer snel
Grootte motorneuron klein medium groot zeer groot
Weerstand tegen hoog redelijk hoog middel laag
vermoeidheid
Activiteit gebruikt voor aeroob anaeroob op lange anaeroob op anaeroob op
termijn korte termijn korte termijn
Maximale uren <30 min <5 min < 1 min
gebruiksduur
Krachtproductie laag medium hoog zeer hoog
Mitochondriale hoog hoog medium laag
dichtheid
Capillaire densiteit hoog midden laag laag
Oxidatieve capaciteit hoog hoog midden laag
Glycolytische laag hoog hoog hoog
capaciteit
Belangrijkste opslag triglyceriden CP, glycogeen CP, glycogeen CP, glycogeen
brandstof
6
,2. ENERGIE UIT VOEDING
Nutrients = essentiële stoffen geleverd door voedsel
"voedingsstoffen"
Nutrition = de kwaliteit van iemands voedselkeuze of dieet
“voeding”
Balanced diet = een dieet waarbij regelmatig gegeten voedsel alle benodigde voedingsstoffen
in de juiste hoeveelheden bevat
Bouwstenen Brandstoffen Gezondheid & protectie
● proteïnen ● koolhydraten ● vitamines
● water ● vet ● mineralen
● vezels
2.1 Proteïnen
Bronnen
Dierlijke proteïnen Plantaardige proteïnen
● vlees ● bonen en erwten
● gevogelte ● sojaproducten, Quorn, …
● zeevruchten, vis ● noten en zaden
● eieren
● melk
● kaas
Kwaliteit
● hangt af van de hoeveelheid essentiële aminozuren die nodig zijn voor de algehele
gezondheid, het onderhoud en de groei van het lichaam
● dierlijke eiwitten worden beschouwd als hoogwaardige of complete eiwitten omdat ze
voldoende hoeveelheden van de essentiële aminozuren leveren
Functie
● eiwitten, ook wel polypeptiden genoemd, zijn opgebouwd uit aminozuren
● eiwitten zijn de bouwstenen voor het lichaam
➔ kinderen: verantwoordelijk voor een gezonde groei
➔ volwassenen: herstellen schade aan weefsels + helpen spiermassa te behouden
● eiwitten kunnen energie leveren (1 g = 4 kcal), maar dit is niet hun belangrijkste functie
Vereisten
● hoeveel je moet eten hangt af van …
➔ leeftijd
➔ geslacht
➔ niveau van lichamelijke activiteit
➔ vooral van je lichaamsgewicht
● aanbevolen dagelijkse hoeveelheid is 1 g eiwit per kg lichaamsgewicht
● kinderen en adolescenten hebben mogelijk ↗ inname nodig omdat ze nog in de groei zijn!
● 10 - 15% van de dagelijkse energie-inname moet uit eiwit bestaan
7
,2.2 Water
● belangrijkste chemische bestanddeel van je lichaam
● maakt ongeveer 60% van je lichaamsgewicht uit
● elke dag verlies je water door je ademhaling, transpiratie, urine en stoelgang
● hoewel water geen energetische waarde heeft, is het erg belangrijk voor ons lichaam
● 40% → voedselinname en 60% → drinken van dranken
● een dagelijkse inname van 1,5 -2 l vocht wordt aanbevolen voor volwassenen
3.3 Vet
● belangrijke energiebron voor ons lichaam
● vet heeft een hoge energiedichtheid: 1 g vet heeft een energie-equivalent van 9 kcal
● vetten bestaan uit vetzuren
● sommige vetzuren zijn essentieel → kunnen niet door ons lichaam worden aangemaakt
● naast energie is vet ook belangrijk voor vitamines A, D, E, K
Types vetzuren
Onverzadigde vetten
= vloeibaar zijn bij kamertemperatuur, worden beschouwd als gunstige vetten omdat ze
het cholesterolgehalte in het bloed kunnen verbeteren
➔ enkelvoudig onverzadigde vetten (omega-9) komen in hoge concentraties voor in:
- olijf
- pinda
- avocado
- noten en zaden
➔ meervoudig onverzadigde vetten (omega 6 & 3) komen in hoge concentraties voor in
- lijnzaadolie
- walnoten
- lijnzaad
- vis
Verzadigde vetten
= komt voornamelijk voor in dierlijk voedsel, maar een paar plantaardige voedingsmiddelen
bevatten ook veel verzadigde vetten, zoals kokosnoot, kokosolie en palmolie
Transvetzuren / transvetten
= worden gemaakt door vloeibare plantaardige oliën te verhitten in de aanwezigheid van
waterstofgas en een katalysator → proces = hydrogenatie
VERSCHIL ONVERZADIGD EN VERZADIGD = dubbele binding bij onverzadigde vetten
8
, ● verzadigde vetten → lipoproteïne cholesterol met lage dichtheid (LDL-C)
● enkelvoudig onverzadigde vetzuren → LDL-C
● meervoudig onverzadigde vetzuren → LDL-C en HDL-C
verzadigde en onverzadigde vetzuren ≠ vetzuren uit dieren of planten !!
2.4 Koolhydraten
● zijn de suikers, zetmeel en vezels die voorkomen in fruit, granen, groenten en melkproducten
● energetisch equivalent is 4 kcal/g
● in het lichaam worden koolhydraten afgebroken in kleinere suikereenheden
● de lever zet al deze suikers om in glucose, dat door de bloedbaan wordt getransporteerd,
vergezeld van insuline, en omgezet in energie voor de basisfuncties van het lichaam en
fysieke activiteit
Soorten
Monosachariden ● de eenvoudigste koolhydraten
● worden vaak enkelvoudige suikers genoemd
● zijn de bouwstenen waaruit grotere koolhydraten worden gemaakt
● vb: glucose en fructose
Disachariden ● meeste suikers die in de natuur voorkomen zijn disachariden
● deze worden gevormd wanneer 2 monosachariden reageren
● vb: sucrose/sacharose, lactose, maltose
Polysachariden ● monosachariden kunnen een reeks condensatiereacties ondergaan,
waarbij de ene eenheid na de andere aan de keten wordt
toegevoegd totdat er zeer grote moleculen (polysachariden) ontstaan
● vb: zetmeel en glycogeen
Snelle en trage koolhydraten
Fast carbs snelle conversie tot glucose → snelle stijging van glycemie
Slow carbs trage conversie tot glucose
Fast & slow ≠ mono, di of polysachariden !!
9
, Glycemic index (GI)
● staat voor de ↗ van iemands bloedsuikerspiegel 2 uur na consumptie vh voedingsmiddel
● 100 vertegenwoordigt de standaard, een equivalente hoeveelheid pure glucose
● voedingsmiddelen met hoge GI (> 70) veroorzaken een snelle ↗ van glucose in het bloed, dit
dwingt de alvleesklier om veel insuline aan te maken om overtollige glucose op te ruimen
2.5 Vezels
● komen van planten en zijn een vorm van koolhydraten
● itt andere koolhydraten, kunnen vezels niet worden afgebroken en opgenomen door je
spijsverteringsstelsel
● in plaats daarvan vertraagt het de spijsvertering terwijl het door je lichaam beweegt en
maakt het je ontlasting zachter en makkelijker om door te komen
Belangrijk voor…
● gezonde stoelgang
● verzadiging
● kan ook helpen je cholesterol te verlagen en je bloedsuikerspiegel stabiel te houden
Soorten
● wateroplosbare vezels
● onoplosbare vezels
Aanbeveling
● van minimaal 30 g per dag
2.6 Vitamines
● kunnen helpen bij de opbouw van huid, bloed of hormonen, andere zullen helpen om
energie uit voedsel te halen
● evenwichtige voeding kan alle nodige vitamines leveren, zonder supplementen nodig
Soorten
Wateroplosbare ● moeten regelmatig worden vervangen in het lichaam
vitamines ● vitamine C en B (vitamine B1, Bé, B6, B12,...)
Vetoplosbare ● worden opgeslagen in de lever en vetweefsel
vitamines ● worden langzamer geëlimineerd dan wateroplosbare vitamines
● vitamine A, D, E, K
10