Inhoudsopgave
De Morree, inspanningsfysiologie hoofdstuk 2: Energielevering bij inspanning ............................................... 2
De Morree, inspanningsfysiologie hoofdstuk 3: Spierwerking bij inspanning ................................................... 5
De Morree, Inspanningsfysiologie hoofdstuk 4: Hartfunctie, circulatie en inspanning ..................................... 7
De Morree, Inspanningsfysiologie hoofdstuk 5: ventilatie en gaswisseling bij inspanning ............................... 9
De Morree, inspanningsfysiologie hoofdstuk 7 vermoeidheid ........................................................................ 10
De Morree, inspanningsfysiologie hoofdstuk 10: Trainen van fysieke belastbaarheid .................................... 12
De Morree, inspanningsfysiologie hoofdstuk 11: Trainingsleer ...................................................................... 13
De Morree, inspanningsfysiologie hoofdstuk 12: richtlijnen voor training ..................................................... 16
De Morree, inspanningsfysiologie hoofdstuk 13: Testen en meten ................................................................ 20
De Morree, inspanningsfysiologie hoofdstuk 15: Trainingseffecten bij patiëntgroepen ................................. 22
, De Morree, inspanningsfysiologie hoofdstuk 2: Energielevering bij inspanning
Arbeid
Arbeid (W, komt van het Engelse Work) wordt uitgedrukt in newton x meter (Nm) of Joule (J).
Wanneer je een voorwerp van 1kg oppakt, levert dit gewicht een kracht van 10 newton. Om
het tegen de zwaartekracht in 1 meter op te tillen lever je arbeid, en wel 10N x 1 meter is 10
Joule. Voorbeeld: wanneer je een persoon in een rolstoel 1000m over gras voortduwt en de
weerstand is 55N, dan verricht je 55000J (55KJ).
Bij de omrekening van joules naar calorieën wordt het aantal joules vermenigvuldigd met
0,24 en bij de omrekening van cal naar joules geldt het volgende 1 calorie = 4,8 joules.
Vermogen
Wanneer we de arbeid per tijdseenheid berekenen, spreken we van vermogen. Als een
bepaalde hoeveelheid arbeid in een kortere tijd geleverd wordt, betekent dit een groter
vermogen. Vermogen (P, van het Engelse power) wordt uitgedrukt in de eenheid watt (W).
P = arbeid/tijd (in J/s, W of Nm/s)
Capaciteit
We zeggen dat iemand met een vermogen van 200 watt twee uur heeft gefietst en drukken
het verbruik vervolgens weer uit in joules of calorieën (J/s x s; in de formule valt de eenheid
tijd in de noemer weg tegen de tijd in de teller en blijft joules over).
Maar is iemand tot het uiterste gegaan? Hiervoor is het begrip capaciteit van toepassing.
Capaciteit geeft weer hoe lang je met de beschikbare energie een prestatie kunt volhouden.
Onder aerobe capaciteit verstaan we de totale hoeveelheid energie die d.m.v. de aerobe
stofwisseling kan worden vrijgemaakt. Bij iemand met 15kg vetweefsel is dit een reserve van
circa 130.000 kcal. Hiervoor zijn 40 marathons nodig om dit kwijt te raken.
2.1.2 Energiesystemen en voorraden
Vetten worden uit vetweefsel afgegeven in de vorm van vrije vetzuren (free fatty acids, FFA).
De reservestof vet is niet eenvoudig in bloed te transporteren en vetmoleculen worden eerst
gesplitst in vetzuren en glycerol. Het vrijkomen van vetzuren uit vetweefsel en de omzetting
ervan in energie door spierweefsel is een relatief traag proces.
Bij arbeid met een hoog vermogen en bij vrijwel maximale prestaties van enkele minuten tot
een half uur, is de koolhydraatvoorraad de meest geschikte brandstof.
Als iemand rustig aan het fietsen is, levert de vetverbranding de daarvoor benodigde
energie, maar als hij ineens krachtig aanzet om tegen een steile brug op te fietsen, levert de
vetverbranding niet genoeg vermogen voor die krachtexplosie. Toch valt de fietser niet stil.
De reden hiervoor is dat de energierijke fosfaten die direct in de spieren liggen dit
overnemen, dit zijn adenosine trifosfaat (ATP) en creatinefosfaat (CP). Deze voorraad is
echter beperkt en maar toereikend voor acht seconden maximale sprint (sprint, basketbal) of
voor minder dan een halve minuut acties bij een veldsport, zoals voetbal.
2.2 Energierijke fosfaten
De P in ATP staat voor PO4-
ATP + H2O → ADP + P + H+ + energie
CP draagt zijn fosfaat met hoge snelheid over aan ADP. Hiermee vult CP de ATP-voorraad
de eerste paar seconde aan. Daarom daalt de ATP nauwelijks de eerste paar seconde van
een sprint. Bij 14 seconde arbeid is er na 10 seconde nog steeds 80% van de ATP over
terwijl dit na 14 seconde nog maar 25% is. Dit komt doordat de CP-voorraad dan bijna op is.
Na een korte sprint zijn de fosfaatgroepen volledig uitgeput, maar kan na een korte
rustpauze van 1 tot 2 minuten kan weer dezelfde arbeid geleverd worden. Dit kan door de
vrijkomende energie bij de verbranding van vetzuren en glucose. Zolang die reserves
voorradig zijn, kan steeds resynthese van ATP plaatsvinden.
In de cel is een vermindering van ATP een prikkel voor de mitochondriën om de
verbrandingsprocessen te activeren.
, 2.3 Glycolyse en lactaatproductie
Het verkrijgen van energie uit glucose kan zowel aeroob als anaeroob gebeuren. Glucose
wordt gesplitst in twee moleculen pyruvaat, die bij het ontbreken van zuurstof tijdelijk worden
omgezet in lactaat. Met zuurstof zou er CO2 en H2O gevormd worden.
Lactaat wordt vaak melkzuur genoemd en de oorzaak voor verzuring, maar dit is niet de
juiste benaming. Lactaat is juist een negatief geladen ion en kunnen ervoor zorgen dat de
NAD-carriers weer nieuwe afgesplitste H+-ionen binden, waardoor de glycolyse door kan
gaan. De H+-ionen zorgen er echter voor de verzuring (PH daalt). De vorming van lactaat is
een buffer om pH-daling te voorkomen en het is een tijdelijke oplossing om te voorkomen dat
de energievoorziening voor de spiercontractie uitvalt.
De glycolyse met vorming van lactaat heet lactische aerobe energievoorziening en de
levering uit de fosfaatpool heet alactische anaerobe energievoorziening.
Lactaat wordt afgevoerd uit de anaeroob werkzame spier naar de lever, hartspier en aeroob
werkzame spieren in andere delen van het lichaam. Op die plaatsen kan lactaat wel met
zuurstof volledig worden gemetaboliseerd. De lever kan lactaat zelfs omzetten tot glycogeen
en de overige organen zetten lactaat om tot H2O en CO2. Lactaat is daardoor geen
waardeloos restproduct, al draagt het in de spiercel waar het gevormd is niet bij aan de
energielevering.
Bij volledige aerobe omstandigheden wordt glucose tot wel 50% omgezet in lactaat. De
theorie dat lactaat pas wordt gevormd bij zuurstoftekort is dus incorrect. Uitkomsten van
lactaatmetingen in bloed bij inspanning zijn geen goede maat voor dreigende uitputting.
De hartspier haalt bij maximale activiteit 50% van zijn energiebehoefte uit lactaat!
Een coolingdown en deels een functioneel uitgevoerde massage kunnen bijdragen aan het
afvoeren van lactaat, H+-ionen, uitgetreden plasma-eiwitten en weefselvocht tussen de
spiercellen. Een rek- en strekprogramma lijkt hier geen invloed op te hebben.
2.4 Aerobe energievrijmaking
De spiervezels type I hebben de aerobe energievoorziening goed geregeld met
bloedcapillairen rond de vezels en een groot aantal mitochondriën in de cel. De andere typen
spiervezel, type IIa en IIx, werken juist bij het leveren van grotere vermogens en hebben
weinig mitochondriën. Zij zijn vooral aangewezen op ATP, CP en de glycolyse.
In rust werken de mitochondriën, maar op een laag pitje. Bij inspanning stijgt de concentratie
ADP en P in de spiervezels waardoor de mitochondriën geactiveerd worden. Die activatie
vanuit rust duurt ongeveer 2 minuten. Terwijl de glycolyse in het celplasma plaatsvindt,
worden pyruvaat en vetzuren in mitochondriën verder afgebroken. Dit vindt plaats op twee
achtereenvolgende reactieketens: de citroenzuurcyclus en de aerobe(ademhalings)keten.
Citroenzuurcyclus
In de citroenzuurcyclus worden pyruvaat en vetten volledig afgebroken. De verbranding van
vetzuren kan alleen effectief verlopen als er ook glucose aanwezig is. Als iemand tijdens een
duurinspanning zijn glycogeen heeft verbruikt, komt de ‘man met de hamer’ langs. Zo
iemand heeft nog genoeg vetzuren als energiereserve, maar voor de vetverbranding is
oxaalazijnzuur nodig en dat wordt in de citroenzuurcyclus alleen gevormd uit pyruvaat. Het
gevoel tijdens duursporten om ineens niet meer het gewenste niveau te halen berust dus niet
op een strikt energietekort, maar op een glucosetekort. Dit is te voorkomen door ruim van
tevoren lichtverteerbare suikers in te nemen.
In het dagelijks leven zal het opraken van de glycogeenvoorraad niet zo snel gebeuren, maar
bij een dieet zonder koolhydraten leidt pure vetverbranding tot een opeenhoping van
afbraakproducten van het vetzuurmetabolisme, zoals aceton. Dat is soms te ruiken uit de
mond van deze mensen. Ook mensen met diabetes mellitus type I met insulinetekort
verbranden vet onder vorming van aceton, doordat zij geen suiker in hun spier opnemen.
