Thema 1 Flashcards
Directe calorimetrie
- 1e wet van thermodynamica: voedselinname aan energieverbruik relateren
- Duur experiment: enkele uren tot dagen
- Watervolume en warmteafgifte aan water zijn bekend > warmte afgifte door lichaam kan worden berekend
- Beperkte praktische relevantie (duurt lang, arbeidsintensief)
Indirecte calorimetrie
Alle energieproducerende reacties in de mens hangen uiteindelijk af van zuurstofverbruik: zuurstofinname meten
- Makkelijker en minder duur dan directe calorimetrie
- Levert vergelijkbare resultaten op (verschil < 1%)
- Twee types indirecte calorimetrie: Gesloten-circuit spirometrie en open-circuit spirometrie
Gesloten-circuit spirometrie
- Persoon ademt 100% O2 in uit spirometer. Natriumkalk in de uitademingsbuis absorbeert uitgeademde CO2, O2 wordt gemeten en gaat terug naar inademingsbuis
- Onhandig tijdens inspanning: je moet idhctbij de apparatuur blijven en CO2 verwijdering is lager dan de productie tijdens maximale inspanning (> tegendruk bij inademing)
- Theoretisch relevant, maar beperkte praktische relevantie
Open-circuit spirometrie
- Eenvoudige en praktische methode om O2 consumptie te bepalen
- Persoon ademt omgevingslucht (20.93% O2, 0.03% CO2, 79.04% N2) in. Uitademingslucht wordt geanalyseerd (volume en percentage O2 en CO2)
ATPS
Ambient Temperature, ambient Pressure and Saturated with water vapor, gegevens die je meet bij een bepaalde temperatuur, luchtdruk en luchtvochtigheidsgraad. Andere gegevens leiden tot andere waarden:
- Hogere temperatuur > moleculen sneller bewegen > groter volume
- Toenemende druk > moleculen dichter bij elkaar > kleiner volume
- Meer waterdamp > groter volume
STPD
Standard Temperature Pressure and Dry, maakt vergelijkingen onder verschillende omgevingscondities mogelijk
- Temperatuur: 273 K / 0 graden Celsius
- Druk: 760 mm Hg
- Geen waterdamp
Wet van Boyle-Gay Lusac:
(P1V1)/T1 = (P2V2)/T2 > V2 = ((P1T2)/(P2T1))*V1
Berekenen VO2 en VCO2
- VO2 = VI * 0,209 - VI* %O2uit
- VCO2 = VE * %CO2uit - VI * 0,0003
Haldane transformatie
Vermenigvuldigen van de ingeademde zuurstofconcentratie met de ratio stikstof tussen uit- en ingeademde lucht: VI,STPD = VE,STPD * (N2E / N2I).
Stokstof is inert in energie metabolisme (wij maken zelf geen stikstof): verandering in stikstofconcentratie (doordat niet alle O2 wordt vervangen door evenveel CO2 moleculen)
- Inademingslucht: O2 = 20.93%, CO2 = 0.03%, N2 = 79.04%.
- Uitademingslucht: O2 = 15.0-18.5%, CO2 = 2.5-5.0%, N2 = 79.04-79.60%
Dubbel gelabeld water methode: bepaling gemiddeld totaal energieverbruik
- Beperkt de dagelijkse bezigheden niet
- Kan over een langere periode meten (meestal 7-14 dagen)
- Dure methode
Dubbel gelabeld water methode: procedure
- Persoon drinkt ‘zwaar’ water met een bekende concentratie van stabiel isotopen 2H (deuterium) en 18O (zuurstof-18)
- Deuterium verlaat het lichaam als water
- Zuurstof-18 verlaat het lichaam als water en CO2
- 5 uur om te verspreiden in het lichaam
- Urine of speekselsample (iedere dag of week)
- Isotoop-ratio 2H en 18O bepaald CO2 in uitgeademde lucht
- Hoe sneller de daling van 18O in relatie tot 2H hoe hoger het energieverbruik
- Geconsumeerde O2 schatten m.b.v. RQ = 0.85
RQ
= CO2productie / O2consumptie
RQ verschilt per substraat:
- Koolhydraten: RQ = 1,00
- Vet: RQ = 0,70 [0,69-0,73, afhankelijk van lengte koolstofketen]
- Eiwit: RQ = 0,82
- Gemengd: RQ = 0,82
- 4,825 kCal/L O2
Benadert voedingsstofmengsel dat is verbrand, in rust en tijdens aerobe inspanning
RER = respiratoire gaswisselingsverhouding
RQ veronderstelt dat de uitwisseling van O2 en CO@ gemeten bij de longen de gasuitwisseling als gevolg van de verbranding van macronutriënten op celniveau weerspiegelt. Dit is ongeveer waar in steady state, waar (bijna) geen beroep wordt gedaan op anaeroob metabolisme.
RQ weerspiegelt VCO2/VO2 in weefsels, RER die in de uitademingslucht (in steady state: RER = RQ)
- Hoge RER (>1,00): Er wordt meer CO2 uitgeademd, dan O2 opgenomen. Lactaatacidose: meer CO2 productie door bicarbonaatbuffer (neutraliseert lactaat gevormd tijdens anaerobe metabolisme)
- Lage RER: na inspanning, cellen en lichaamsvloeistof houden CO@ vast om H2CO3 dat is gebruikt voor lacotaatbuffering bij te vullen
TDEE, total daily energy expenditure
wordt bepaald door je metabolisme. Dit is het geheel van anabole en katabole processen in het lichaam. Gemiddelde TDEE:
- Mannen: 2500 kcal/dag
- Vrouwen: 2000 kcal/dag
Totaal dagelijks energieverbruik bestaat uit:
- Rustmetabolisme (60-70%)
a. Beïnvloed door: vetvrije massa, geslacht schildklier hormonen, eiwit verbruik
b. slaapmetabolisme, basaal metabolisme, arousal metabolisme
2.Thermisch effect van voedsel (15-30%)
a. Beïnvloed door: voedselinname, koude stress, thermogene medicijnen
b. verplichte en facultatieve thermogenese
- Energieverbruik tijdens lichamelijke activiteit en herstel
a. Beïnvloed door: duur en intensiteit
b. Tijdens werk, thuis, sport en recreatie
BMR, basaal metabolisme
Meting van het metabolisme in rust, in wakkere toestand
- Geen voedselconsumptie 12 uur voor de meting
- Geen lichamelijke activiteit 2 uur voor de meting
- Stilliggen 30 minuten voor de meting. Meting zelf duurt 10 minuten
- Gevonden warden, afhankelijk van geslacht, leeftijd, lichaamsgrootte en vetvrij massa:
a. 160-290 mL/min
b. 0,8-1,43 kCal/min
RMR, rustmetabolisme
Is hetzelfde als BMR, maar minder streng gemeten, waardoor het vaak iets hoger is dan BMR. Criteria voor het meten:
- 3-4 uur na het eten van een lichte maaltijd
- Geen lichamelijke activiteit
Verschil in RMR en BMR tussen personen (BMR uitgedrukt in kCal/m^2/h)
- Verschil tussen mannen en vrouwen: vrouwen 5-10% lagere BMR door hoger vetpercentage.
a. door BMR uit te drukken in vetvrije massa (FFM) wordt dit verschil opgeheven - 2-3% afname in BMR per 10 jaar
- Effect van inspanning:
a. Krachttraining heeft een positief effect op BMR: + o,45 kg vet vrije massa > +7-10 kCal/dag RMR
b. Cardiotraining: RMR stijging zonder toename in vetvrije massa
Schatten van BMR m.b.v. herziene Harris-Benedict vergelijking:
- Mannen: BMR = 88,362 + (13,397 * gewicht (kg)) + (4,779 * lengte (cm)) - (5,677 * leeftijd)
- Vrouwen: BMR = 447,593 + (9,247 * gewicht (kg)) + (3,098 * lengte (cm)) - (4,330 * leeftijd)
Dieet-geïnduceerde thermogenese (DIT)
stijging metabolisme na het eten
- Verplichte thermogenese
- Niet-verplichte thermogenese
Afhankelijk van:
Grootte maaltijd, macronutriëntensamenstelling, tijd verstreken sinds vorige maaltijd, maaltijd voor of na inspanning. Piek 1 uur na voedselinname.
- Vet: +3% van energie-inname
- Koolhydraten: + 7%
- Eiwitten: +_ 24%
Verplichte thermogenese
Vertering, absorptie en verwerking van macronutriënten
Niet-verplichte thermogenese
- Activering van sympathische zenuwstelsel verhoogd stofwisseling
- Lichamelijke activiteit na maaltijd verhoogt DIT
EEA, Energy Expenditure for Activity
- Meest variabele deel van TDEE (totaal dagelijkse energieverbruik)
- Onder vrijwillige controle
- Normaal 15-30% van TDEE
- Maximaal ~80% TDEE
Classificatie systemen voor energieverbruik tijdens inspanning
- Physical Activity Ratio (PAR)
a. Licht werk: VO2 = 3x rust VO2
b. zwaar werk: VO2 = 6-8 rust VO2
c. Maximaal werk: VO2 = 9+x rust VO2 - Metabool equivalent (MET’s)
a. Hoeveelheid energie die men nodig heeft in vergelijking met energieverbruik in rust.
b. Aangegeven in meervouden van rust VO2
1 MET = 200-250 ml/min (=rust vrouw-man)
Energiebalans
- Gemeten over dagen of weken
a. positief: gewichtstoename
b. Negatief: gewichtsafname - Topprestaties: energiebalans is belangrijk, maar beschikbaarheid van energie nog belangrijker
Invloed van lichaamsgewicht
- Hoger lichaamsgewicht > hoger energieverbruik
a. Vooral bij gewichtsdragende activiteiten: wandelen, hardlopen - Invloed van lichaamsgewicht veel kleiner bij gewichtsondersteunende activiteiten
a. Slechts 5% bij fietsen op ergometer - Energiebehoefte uitdrukken per kg lichaamsgewicht: kCal/kg/min
Energieverbruik schatten
- Op basis van hartslag
a. Lineaire relatie tussen HR (hartslag) en VO2
b. VO2 en energieverbruik schatten o.b.v. HR - Beperkte toepassingen binnen het onderzoek
a. Specificiteit lab-test
b. Andere factoren beïnvloeden HR: omgevingstemperatuur, emoties, voedselinname, actieve spiergroepen, statische vs. dynamische inspanning etc.
