Kapitel 5: Energistofskiftet Flashcards
Hvad forstås ved kroppens energistofskifte?
Energistofskifte er den mængde energi der frigøres i kroppen til dækning af organernes og cellernes energibehov. Energistofskiftet ændrer sig efter behov, særligt fra hvile til arbejde.
Nævn de tre vigtigste metoder til bestemmelse af energistofskiftets størrelse.
Fødeindtagelse (næringsstof mængde indtaget + fysiologisk brændværdi) Varmeproduktion (energi)
Iltoptagelseshastigheden (liter O2 optaget pr minut)
Hvad forstås ved iltens energetiske værdi ?
Iltens energetiske værdi = energi der frigives fra næringsstoffer ved forbrug af 1L O2 Afhænger af:
● Nærrigsstoffernes fysiologiske brændværdi
● Iltforbruget ved forbrændingen
For fedt er den 19,5 kJ/l. ilt
For kulhydrat 21,4 kJ/l ilt (da der skal meget mere ilt til at forbrænde fedt en kulhydrat).
For protein og alkohol er den hhv. 18,1 og 20,2 kJ/l. ilt.
I hvile og under arbejde ved alm. blandet kost vil iltens energetiske værdi = 20 kJ/l. ilt.
Hvad er årsag til iltgældens ”fast component” og ”slow component” ?
Iltgæld er den nødvendige forøgede iltoptagelse efter en periode med muskelarbejde. det er i denne del at de to komponenter foregår - altså efter et muskelarbejde fx løb
● Fast component: Svarer til den ekstra iltoptagelse der skal til for at genopbygge musklernes depoter af CrP og ATP her fyldes ilt-depoterne op igen.
● Slow component: Skyldes hormonel (adrenalin) påvirkning af energistofskifte, øget legemstemperatur, kredsløb og åndedræt pga. arbejdet og muligvis resyntese af den dannede mælkesyre til glykogen. De faktorer der påvirker slow-component anslås til at have en langvarig virkning og ved meget hårdt arbejde flere timer.
Hvad forstås ved en persons kondital ?
kondinditallet - er et udtryk for hvor mange mL ilt en udøver er i stand til at optage pr.kg kropsvægt pr. min. – dvs. jo mere ilt musklerne kan optage, jo større arbejdskapacitet har udøveren og jo større bliver hans/hendes udholdenhed
Kondital = mL O2 optaget pr. min. pr kg
Hvordan varierer blodets mælkesyrekoncentration under dynamisk arbejde af forskellig intensitet?
Ved lav intensitet (30-60% af vo2-max) sker der kun en forhøjelse af konsentrationen af mælkesyre i starten af arbejdet, altså svarende til ilt-dificit perioden. Herefter vender koncentrationen af mælkesyre tilbage til hvileniveau, det skyldes at der kun sker en mælkesyredannelse i begyndelsen af arbejdet og at mælkesyren derefter fjernes enten ved forbrænding i andre organer eller ved resyntese til glukose i leveren.
MEN ved arbejdsintensiteter på 70/80% af vo2-max ses en stigning i mælkesyrekoncentrationen op til et niveau der er højere - jo højere arbejdsintensiteten er. Konklusion: Det betyder at der i steady-state perioden er ligevægt mellem den mængde mælkesyre der tilføres blodet fra de arbejdende muskler og den mængde der fjernes fra blodet andre steder i kroppen. Ved arbejdsintensiteter over 80% vil
mælkesyrekoncentrationen være stigende under HELE arbejdsperioden, koncentrationen vil stige stejlere jo mere arbejdsintensiteten kommer til det maksimale og dette betyder at arbejdende muskler nu afgiver mere mælkesyre til blodet end der fjernes i resten af kroppen.
Definer nyttevirkning.
Musklernes mekaniske nyttevirkning er forholdet mellem deres totale energifrigørelse og det arbejde der leveres. Resten bliver til varme.
Da mennesket ikke er en maskine, men har et hvilestofskifte, kan dette også fratrækkes og så fåes nettonyttevirkningen.
Næringsstof → ATP → arbejde - hvilestofskifte = nettonyttevirkning
Hvilke energikilder anvendes under muskelarbejde ?
● Forbrænding af fedt og forbrænding af kulhydrat
● De vigtigste næringsstoffer i energiomsætningen er kulhydrater, fedt, og protein.
Proteinet bruges dog primært til at opbygge og vedligeholde kroppens celler.
Kroppen får energi ved at nedbryde og omsætte de næringsstoffer, der er i den mad og væske, som vi dagligt indtager. De vigtigste næringsstoffer i energiomsætningen er kulhydrater, fedt, og protein. Proteinet bruges dog primært til at opbygge og vedligeholde kroppens celler.
For at få energi til at arbejde må musklerne omsætte næringsstofferne til ATP
ATP findes som et lille depot i muskler, men det er et tungt molekyle og derfor er der kun en ganske lille depot mængde, det betyder at ATP må gendannes ligeså hurtigt som den forbruges.
ATP er den eneste energiform, som muskelcellerne kan bruge. Det, vi forstår som energiomsætningen, er den proces, der omdanner næringsstofferne fra fødevare-indtag til ATP. Det kan ske på to måder:
- Den aerobe energiomsætning, som kræver tilstedeværelse af ilt.
Det er primært fra næringsstofferne kulhydrat og fedt at der udvindes energi under forbrugafilt.V eddisseforbrændingsprocesserdannesnedbrydningsprodukterne H2O og CO2 som fjernes fra kroppen gennem udånding
første trin i nedbrydningen af kulhydrat og fedt foregår i cytosolen herefter foregår stoffernes videre omsætning i mitokondrierne, der findes i stort antal i muskelcellerne og er cellens kraftværk. Nedbrydningsprocesserne i mitokondrierne er ens for de to stoffer (kulhydrat og fedt) jvf. krebs cyklus. Ved krebs cyklus og elektrontransportkæden hvor O2 udnyttes og H2O udskilles som biprodukt, bliver betydelige mængder af ATP frigjort. - Den anaerobe energiomsætning, der ikke kræver ilt
Når ilttilførslen til musklerne ikke er tilstrækkelig til at skaffe nok energi til arbejde ved aerobe processer, kan musklerne sikre sig energi til genopbygningen af ATP via processer der ikke kræver energi. Her bruges kreatinfosfat (KrP) som energikilde til at sikre sig genopbygning af ATP, kreatinfosfat er lagret i muskelfibrene og består af et protein kreatin, hvortil der er bundet en fosfatgruppe - bindingen er energirig og når KrP nedbrydes frigøres energi som bruges til genopbygningen af ATP Denne proces giver dog kun energi nok til få sekunders arbejde (6-7sek) Ved arbejde af
mere end få sekunders varighed sker den anaerobe energitilførsel hovedsageligt ved nedbrydning af oplagret muskelsukker i form af glykogen. Som substrat bruges kun kulhydrat, bruges idet fedt ikke kan nedbrydes anaerobt.
_
Når du dyrker idræt, vil det aldrig være enten den ene eller den anden type energiomsætning, men altid en kombination af de to former. Om dannelsen af ATP sker fra den ene eller den anden energiomsætningsform, kommer an på intensiteten du arbejder med.
vordan ændres RQ (R) med stigende arbejdsintensitet ?
I starten af et arbejde, hvor R er større end RQ
•Hvis lungeventilationen stiger mere end iltoptagelseshastigheden og CO2-produktionen
Efter meget hårdt arbejde, hvor RQ er større end R
• Lungeventilationen falder hurtigere end CO2 produktionen
Hvis det kniber med at huske forskel:
R = respiratorisk udvekslingskvotient - udvekslingen mellem O2 indåndet og CO2 udåndet
RQ = respiratorisk (produktions)kvotient - den proces der sker i cellerne inde i kroppen
Hvordan ændres RQ (R) under langvarigt moderat arbejde?
RQ og R bliver lige i steady state perioden. Det vil sige den mængde ilt og CO2 udveksling der sker i lungerne, stemmer overens med den mængde O2 og CO2 der forbruges og produceres i kroppen.
(s. 267: VO2 svarer til kroppens O2 behov, idet kredsløb nu har indstillet sig på et niveau, der sikrer, at O2- tilførslen til de arbejdende muskler og til de arbejdende organer svarer energikravet. I den stationære periode er VO2 derfor et mål for den samlede energifrigørelse hastighed i kroppen.
Steady state niveau foregå efter nogle min. (2-5 min.) arbejde = pulsfrekvens, slagvolumen og minutvolumen.
Ved kortvarig, lav intensitet er R den samme som i hvile – det afhænger af kosten
● Ved stigende arbejdsintensitet vil R nærme sig 1,0/kulhydratforbrænding
Det gule område i (figur5.32 s.280) viser individuelle variationer (flere personer i et målefelt) ift. kost og træningstilstand. Op til 60 % af VO2 max er R konstant, og afhænger kun af kosten – derefter stiger den grundet øget forbrænding af glykogen og anaerob forbrænding af glykogen til mælkesyre (mælkesyre forbrændes ved samme RQ som kulhydrat, deraf stigning i R -
● R falder gradvist ved længerevarende arbejde
Grundet relativt små glykogendepoter Grundet flere frie fede syrer i blodet
pga. hormonpåvirkning ved arbejde fx adrenalin og væksthormon Samlet sikrer det i en vis grad glukosetilførslen til CNS
RQ ved langvarigt arbejde
Efter fedtdiæt (F) kan personen arbejde 1,5 time RQ er lav under hele arbejdet
Efter kulhydratdiæt (K) kan personen arbejde 4 timer
RQ er høj i starten og falder derefter gradvist (mere fedtforbrænding)
For begges tilfælde stopper de pga , at leverens glykogendepot er brugt op
de går ”sukkerkolde”/hypoglykæmi - CNS får ikke sin nødvendige tilførsel af glukose,
hvorfor man bliver træt, u-koordinerede bevægelser, kvalme og til sidst besvimelse.
Hvilken sammenhæng er der mellem en persons totale glykogen mængde og den totale arbejdsmængde, der kan præsteres før total udmattelse ?
● Kort sagt - det gælder om at fylde musklerne med glykogen hvis man ønsker at arbejde hårdt eller i meget længere tid
● Hvis man har spist kulhydrat kan man arbejde i længere tid før total udmattelse. Efter indtagelse af kulhydrater er RQ høj og falder gradvist til en værdi lidt over 0,8.
(Se figur 5.33, side 282) og figur 5.38 s. 286
Under arbejde er det primært kulhydrater og fedtstoffer der omsættes i kroppen. Det er derfor vigtigt at disse stoffer findes i oplagret i depoter.
Forholdet mellem omsætningen af kulhydrat og fedt bestemmes ved hjælp af den respiratoriske kvotient (RQ) som er forholdet mellem CO2-produktionen og O2-forbruget.
Ved træning kan man øge depoterne for muskelglykogen og dermed tager det længere før total udmattelse opnås. samt øges musklernes kapillarisering (antal kapillær per fiber
volumen) hvilket bevirker et større overfladeareal og mindre afstand til diffusion af stoffer mellem blodet og musklerne. Således øges muligheden for diffusion efter en periode med aerob træning.
Forklaringen på at personen må holde op med at arbejde er i begge tilfælde (kulhydrat og fedtforbrænding) er at leverens glykogendepot er opbrugt således at blodets glukosekoncentration ikke længere kan vedligeholdes.
Fald i glukosekoncentration = hypoglykæmi. “at gå sukkerkold”
