cellulaire inspanningsfysiologie Flashcards
energie levering bij maximale inspanning
bij alle inspanningen komt elke vorm voor, verhoudingen verschillen
- 100m
- 10sec
- fosfageen systeem
- fosfocreatine
interactie rond 200m
- 400m
- 1 min
- anaerobe glycolyse
- glycogeen
- uithoudingsport vanaf 1-2min = grootste deel oxidatieve energielevering
interactie
- marathon
- 3u
- oxidatieve fosforylering
- koolhydraten & vetten
vermogen capaciteit
capaciteit = hoeveelheid kcal aanwezig
vermogen = kcal/min = afh van tussenstappen
fosfageen
- vermogen +++
- capaciteit +
anaerobe glycolyse
- vermogen ++
- capaciteit ++
aerobe glycolyse
- vermogen +
- capaciteit +++
ATP
- energie levering
- enige manier om effectief energie te leveren
- ATP -> ADP + Pi
- beweging door enkel ATP = 3sec
- aanvullen door substraatverbruik - manieren van aanvullen
- fosfageen systeem
- glycolytisch systeem
- oxydatief metabolisme van KH, vetten (&eiwitten)
- interacties van energiesystemen - depletie van ATP & PCr = depletie van substraten = crisis
ATP -> ADP
2 ADP -> ATP + AMP
–> omzetting in AMP voor activatie van enzymen glycolyse
nog steeds:
AMP -> IMP
IMP -> ammoniak = verliezen van adenosine
fosfageen systeem
ADP + PCr + H -> ATP + Cr
functies
1. temporele energie buffer: eerste 7sec ADP -> ATP (zie grafiek)
2. chemische buffer door proton opname bij reactie
3. beletten van adenosine verlies (AMP -> IMP -> ammoniak)
4. verzorg van fosfaat transport
kenmerken
- 5 mmol/kg ATP in spieren
- 18 mmol/kg creatine in spieren
- totaal = 22
–> bij athleten hoger door meer spiermassa voor opslag & supplementen: totaal rond 25
- vermogen = zeer efficient door weinig tussenstadia = zeer snelle wissels
creatine shuttle
- creatine in bloedbaad
- creatine in cel
- creatine -> fosfocreatine in mitochondrion door creatinekinase
- fosfocreatine naar spiermechanisme
- fosfocreatine + ADP + H -> ATP + creatine door creatinekinase
- langer maximale inspanning
- hogere maximale kracht & hypertrofie effecten
verschil 100 & 200m sprint
- energie levering
- 100m = 100% fosfageen systeem
- 200m = 50% fosfageen systeem, 50% glycolytisch - wedstrijden
- 100m & 200m valt niet te combineren door andere energie levering
- 60 & 100m = bredere bouw voor creatien opslag
- 200 & 400m = lineaire bouw
glycogeen metabolisme
- oorsprong
- glucose vanuit darm door voeding
- glucose vanuit lever als glycogeen - glucose in bloed
- opname van glucose door GLUT4-transporters
- omzetting naar glucose-6-fosfaat door hexokinase
- actief glucose
substraat weg
- PFK fosfofructokinase zet om in pyruvaat
- aeroob = omzetting langs krebs naar CO2 & H2O
- anaeroob = omzetting langs melkzuur naar lactaat & H+ = verzuring
- bepalen snelheid van glycolyse
fosforylase weg
- omzetting naar glucogeen in spier
- altijd 1 ATP minder verbruiken door intramusuclair glycogeen want vertrekkend vanuit actief glucose
opslag koolhydraten
lever glycogeen = 100g = 400 Kcal
spier glycogeen = 500g = 2000 Kcal
bloedglucose = 10g = 40 Kcal
- snelheid van verbruik = afh van duur, intensiteit & voeding
voordeel in glycogeen gedepleteerde spieren
volledig op na ongeveer 3u van inspanning (dan is vet nog over)
opname van glucose in spiercellen
- GLUT4-transporters
- activatie voor translocatie van intravasculaire vesikels naar membraan
- vetweefsel in spier = minder mobiele GLUT4-transporters
- -> deel van reden insuline resistentie bij DMII - facillitatoren
- insuline
- ontregeling van insuline = gevaarlijk door koppeling IGF insuline like growth factor
- spiercontracties = facillitator & meer GLUT4
- zorgt voor betere symptomen bij diabetes
glycogeen metabolisme
- glycogenese = vorming van glycogeen
- glycogenolyse = afbraak door fosforylase & fosfofructokinase
- stimulatoren van fosforylase
- Ca2+ door spiercontracties
- (nor)adrenaline
- AMP, IMP & PPi - stimulatoren van fosfofructokinase
- ADP, AMP & Pi
- hoge pH door lage creatine
- ATP, CP & lage pH = inhibitoren
glycogeen afbraak bij inspanning
- algemeen
- hogere inspanning = hogere afbraak
- rond 60-80% van VO2 max voor ongeveer 2-3u
- afh van meest werkende vezels = progressieve recrutering van spiervezels - aeroob = krebs <=> anaeroob = lactaat
anaeroob = weinig NAD & O2 = LDH lactaat dehydrogenase
aeroob = veel NAD & O2 = PDH pyruvaat dehydrogenase - energie
anaeroob
- 1 mol glucose = 2 mol ATP
- 1 mol glycogeen glucose = 3 mol ATP
aeroob
- 1 mol glucose = 36 mol ATP
- 1 mol glycogeen glucose = 37 mol ATP
glucose <=> glycogeen verbruik
volgorde
1. spierglycogeen
- al in fosfaat vorm = 1 ATP minder bij gebruik
- dicht & beschikbaar
2. bloedglucose
- eerst opnemen door GLUT4 transporter
- omzetten in fosfaatvorm
3. leverglycogeen
- omzetten naar bloedglucose
krebscyclus
= citroenzuur cyclus = TCA tricarboxylic acid
- basisstappen
- pyruvaat -> acetyl-coa door PDH = pryuvaatdehydrogenase
- verschillende tussenstappen
- oxaloacetaat + acetyl-coa = opnieuw beginnen
- ETS = watervalsysteem
–> meestal oorzaak van mitochondrionale myopathie - verband met vetmetabolisme
- oxaloacetaat gekoppeld aan vetmetabolisme
- als vetverbranding bezig is = altijd KH ook - snelheid
- instroom van acetyl-coa
- concentratie intermediairen = anaplerose
–> snelle reacties = snellere aanvulling nodig vb: meer enzymen
- bepaalt oxidatieve capaciteit
–> flux veranderd mee met inspanningsgraad
functie van lever tijdens inspanning
- eliminatie van metabole bijproducten = lactaat, ammonium, …
- bloed homeostase
- glucoseproductie door glycogenolyse & gluconeogenese
- regulering door neurale-, hormonale- & substraatcontrole
regels van glycogeen verbruik
- hoe meer glycogeen beschikbaar, hoe meer je zal gebruiken
- enkel submaximaal waar shift mogelijk is
- maximaal = altijd meest optimale energie systeem gebruik - hoe minder glycogeen, hoe meer glucose opname uit bloed
- glycogeen gedepleteerde spieren -> glycogeen uit lever halen
- hogere aantal glut4 transporters waargenomen - exogene toelevering
- als glycogeen op is na 2/3u
- glycogeen op = ook geen vetmetabolisme meer mogelijk
- exogene toelevering = 1u langer kunnen sporten
–> hogere plasme glucose waarden - glycogeen verbruik in de spier afh van
- inspanningsintensiteit = 50-80% VO2max = vooral glycogeen aeroob
- lager = vooral vet, hoger = overname van creatine & aneroob
- spiervezeltype = size-principe - glycogeen voorraad bepaald door
- dieet
- inspanning = intensiteit, volume, frequentie
verbranding van vetten
- capaciteit
- vetweefsel = 15% = 100.000 kcal
- 1g vet = 9kcal <=> 5,6 mol ATP per mol O2
- 1g KH = 4kcal <=> 6,3 mol ATP per mol O2
–> hoge capaciteit <=> laag vermogen
- enkel bij lage VO2 max vetverbruik = 40% = 140 bpm - lypolyse
- triglyceriden -> glycerol + 3 vrije vetzuren door lipase
- vetzuren = beta-oxidatie omgezet in acetyl-coa
–> krebs-cyclus
- voldoende oxaloacetaat van krebs door KH nodig om te laten doorgaan - energie inhoud
- 1 mol vrije vetzuren = 138 mol ATP
- 1 mol palmitinezuur = 129 mol ATP
AZ tijdens inspanning
- functies
- enzymen >
- anaplerose = krebs-cyclus intermedairen
- max 10% van energie substraten - bron
- voeding
- vrije poel in weefsels = structureel
- functionele poel in weefsel = enzymen - BCAA = branched chain aminoacids
- valine
- leucine
- isoleucine
ammoniak accumulatie tijdens inspanning
- purine nucleotide cyclus
- AMP -> IMP -> ammoniak
- tijdens intense inspanning = substraten kunnen niet genoeg ATP aanmaken - oxidatieve deaminatie
- AZ -> ammoniak -> ureum = zoals lactaat meetbaar in bloed
- tijdens aerobe inspanning met lage energie reserves
- door overtraining
- ammoniak op huid ruiken - nadeel
- vermoeidheid?
- negatieve invloed KH-metabolisme: inhibitie fosfofructokinase = sleutelenzym glycolyse
- hoge druk verwerking nieren
beïnvloedende factoren substraatverbruik
- intensiteit & duur van inspanning
- spiervezeltype verdeling: type 2 = minder mito = meer anaeroob
- dieet & voeding
- voorgaande inspanningen
- medicatie & hormonen
- omgevingsfactoren: warmte = meer KH-verbruik
- bewegings-efficientie & trainingstoestand
- geslacht
- maturiteit
- prepubertair = glycolyse niet goed opgang
- lactaat maar tot 2mmol idpv van 10
oxidatieve capaciteit
- beschikbaarheid van extramusculaire brandstof & zuurstof
- doorbloeding, veneuze terugvoer, bloedvolume, bloeddruk, …
- zuurstoftransportcapaciteit - berperkende factoren
- enzymen: CS & SDH
- spiervezeltypesamenstelling bij duurtraining
- voldoende zuurstof
spiervezeltypes indeling
- indeling op myosine ATPase = histochemische methode
- slow twitch = type 1 = slow/oxidatief SO
- fast twitch a = type 2a = fast/oxidatief/glycolystisch FOG
- fast twitch b = type 2b = fast/glycolystisch FG
- fast twitch c = type 2c = niet gedifferentieerd - indeling op MHC = gel elektroforese
- type 1, 2a & 2x
- beperkte populatie hybride vezels
scans van spiervezeltypes
- traditionele methode: myosine ATPase
- reactie van ATPase op myosine met cobalt = zwarte kleur
- voorafgaand inactivatie van ATP door incubatie met erg hoge of lage pH
- lage pH: zwart = type 1
- hoge pH: zwart = type 2a/x - moderne methode: myosine zware keten
- antilichamen tegen eiwitstructuur
- scheiding door moleculair gewicht
–> beide = invasief
- meting afh van welke spieren, diepte & exacte lokatie binnen spier
- H-MRS = muscle talent scan
- carnosine = meer in explosievere spieren
- scan in MRI
- geen onderscheid type 2a & 2x