Samenvatting boek fysiologie:
Samenvatting over stof college 1
Enzymen beïnvloeden de snelheid van chemische reacties door het verlagen van de
activatie-energie die nodig is om een reactie te starten.
Energie voor celstofwisseling wordt verkregen uit drie substraten in de voeding:
koolhydraten, vetten en eiwitten. In normale omstandigheden leveren eiwitten maar een
zeer klein deel van de energie.
Binnen cellen is de bruikbare vorm van energie die we verkrijgen uit voedsel, de
hoogenergetische verbinding ATP.
Koolhydraten en eiwitten leveren elk ongeveer 4,1 kcal aan energie per gram. Vetten
ongeveer 9,4 kcal/g.
Koolhydraten, opgeslagen als glycogeen in spieren en lever, zijn sneller te gebruiken dan
eiwit of vet. De bruikbare vorm van koolhydraat is glucose, direct uit voeding of afgebroken
uit glycogeen.
Vetten, opgeslagen als triglyceriden in vetweefsel, zijn een ideale opslagvorm van energie.
Triglyceriden moeten worden afgebroken tot vrije vetzuren om omgezet te kunnen worden
in energie.
De koolhydraatvoorraden in de lever en skeletspieren zijn beperkt tot ongeveer 2500-2600
kcal aan energie. Ongeveer voldoende voor het hardlopen van bijna 40km. De vetvoorraad
kan meer dan 70.000 kcal aan energie bevatten.
Enzymen beïnvloeden de snelheid van de stofwisseling en energieproductie. Enzymen
kunnen ze snelheid van de totale reactie verhogen door het verlagen van de benodigde
activatie-energie en door het katalyseren van verschillende stappen in de reactieketen.
Enzymen kunnen worden afgeremd door negatieve feedback van bijproducten uit de
reactieketen (of vaak door ATP), waardoor de snelheid van de reactie afneemt. Meestal
betreft dit een specifiek enzym dat vooraan in de reactieketen actief is en het
snelheidsbeperkend enzym wordt genoemd.
CP splitst en zo krijg je een creatine, fosfaat. Fosfaat wordt van ADP naar ATP.
De vorming van ATP geeft cellen een hoogenergetische stof voor het opslaan en/of snel
vrijgeven van energie. ATP is de direct buikbare vorm van energie voor de meeste
lichaamsfuncties, inclusief spiercontractie.
Adenosinetrifosfaat (ATP) wordt geproduceerd door drie energiesystemen:
Het ATP-CP systeem: Pi wordt afgesplitst van CP door de activiteit van creatinekinase.
De glycolyse: proces waarbij glucose of glycogeen wordt afgebroken tot pyruvaat. Als
dit wordt uitgevoerd zonder zuurstof, wordt het pyruvaat omgezet naar lactaat. 1
mol glucose brengt 2 mol ATP op, maar 1 mol glycogeen brengt 3 mol ATP op.
Het oxidatieve systeem
Krebs-cyclus: een complexe serie van chemische reacties die de complete verbranding van
acetyl-CoA
, Samenvatting over stof college 2
Het oxidatieve systeem breekt brandstoffen af met behulp van zuurstof. Dit systeem levert
meer energie op dan het ATP-CP systeem of de glycolyse.
Oxidatie van koolhydraten omvat glycolyse, de Krebs-cyclus en de elektronentransportketen.
Het eindresultaat is H2O, CO2 en 32 of 33 ATP-moleculen per koolhydraatmolecuul.
Vetoxidatie begint met ß-oxidatie van vrije vetzuren, waarna hetzelfde pad wordt gevolgd als
bij koolhydraatoxidatie: acetyl-CoA gaat naar de Krebs-cyclus en de
elektronentransportketen. De energieopbrengst voor oxidatie van vet is veel hoger dan voor
koolhydraat en varieert met het vrije vetzuur dat wordt geoxideerd. De maximumsnelheid
van vorming van hoogenergetisch fosfaat tijdens inspanning met hogere intensiteiten te
voldoen. De energieopbrengst van vet per O2-molecuul is lager dan die van koolhydraat.
Hoewel vet meer kilocalorieën energie per gram levert dan koolhydraat, heeft vetoxidatie
daarvoor wel meer zuurstof nodig dan koolhydraatoxidatie. De energieopbrengst uit vet is
5,6 ATP-moleculen per gebruikte O2-molecuul. Bij de koolhydraat opbrengst heb je 6,3 ATP
per O2-molecuul. Zuurstoftoevoer wordt beperkt door het zuurstoftransportsysteem, dus
koolhydraten zijn de voorkeursbrandstof tijdens inspanning met hoge intensiteit.
Het oxidatieve vermogen van een spier hangt af van: de concentraties oxidatieve enzymen,
spiervezelsamenstelling en de beschikbaarheid van zuurstof.
De maximumsnelheid van aanmaak van hoogenergetische fosfaten uitoxidatie van lipiden is
te laag om de snelheid van gebruik te evenaren tijdens inspanning met hoge intensiteit. Dit
verklaart de afname in het wedstrijdtempo van een sporter als de koolhydratenvoorraden
uitgeput raken en vet, uit gebrek, de dominante brandstofbron wordt.
Eiwitoxidatie is complexer omdat eiwitten (aminozuren) stikstof bevatten die niet
geoxideerd kunnen worden. Eiwit draagt relatief weinig bij aan de energieproductie, in het
algemeen minder dan 5-10%. Daarom wordt het eiwitmetabolisme vaak buiten beschouwing
gelaten.
Ondanks een reputatie als een mogelijke factor voor het veroorzaken van vermoeidheid, kan
melkzuur een belangrijke brandstof tijdens inspanning zijn.
Type 1 (slow-twitch, meer mithochondria en hogere concentratie oxidatieve enzymen):
groter aeroob vermogen dan type 2 (fast-twitch)
RER = VCO2/VO2
RER = respiratoire gaswissrlinhsverhouding
VCO2 = hoeveelheid vrijkomende CO2. VO2 = zuurstofopname
6 O2 + C6H12O6 -> 6 CO2 + 6 H2O + 32 ATP
RER = VCO2/VO2 = 6 CO2/6 O2 = 1,0. = RER 1,0.
Met het berekenen van de RER (de verhouding tussen O2-opname en CO2-productie) en het
vaststellen van de brandstoffen die worden geoxideerd, kunnen we dan VO2 omrekenen
naar gebruikte energie.
De RER-waarde in rust is gewoonlijk 0,78-0,80. De RER-waarde voor de oxidatie van vet is
0,70 en voor koolhydraten 1,00.
