Thema 4: H7 en H18

Question 1

Energieoverdacht tijdens inspanning

Answer 1

1. Intramusculair ATP >
2. ATP-PCr en glycolytisch systeem >
3. Aerobe systeem

Question 2

Snelle energie: ACT-PCr systeem

Answer 2

Wordt gebruikt bij inspanning van korte duur.
PCr + ATP > (creatine kinase) > Cr + ATP
Skeletspieren bevatten 3-8mmol ATP en 4-5x meer PCr (70kg: 570-690 mol HE fosfaten)
- Stevig doorwandelen: 1 min
- Marathontempo: 20-30 seconden
- Sprinten 5-8 seconden
Rate of energy transfer 4-8x hoger dan aerobe metabolisme

Question 3

Kort-termijn glycolytisch (lactaat-vormend) systeem

Answer 3

Voornaamste energiesysteem tijdens intense inspanning relatief korte duur
- Spierglycogeen afbraak, om ATP te vormen
- Anaeroob > lactaat formatie
Veel lactaat ophoping tijdens maximale inspanning van 60-180 seconden
- Intensiteit lager > lactaatophoping minder
- Lactaat drempel: lactaat formatie > lactaat gebruik > ophoping
a. In ongetrainde personen ~50-55% VO2max
b. De lactaat drempel trainbaar
- Atleten: hogere lactaatdrempel
a. Genetische aanleg (spiervezel type, hemoglobine concentratie etc.)
b. Specifieke lokale traningsadapties
c. Hoger tempo van lactaatverwijdering
- De capaciteit om lactaat te produceren: sprinters/vermogens training 20-30% hogere bloedlactaatconcentraties. Hoe kan dit?
a. Verbeterde motivatie
b. Toegenomen intramusculaire glycogeenvoorraden
c. Toename in glycolytische enzymen: Fosfofructokinase (PFK) ~20%

Question 4

Lange termijn energie: aerobe systeem

Answer 4

Belangrijkste energiesystemen voor inspanningen > paar minuten.
Zuurstof inname stijgt snel in de eerste minuten: fast component, om na 3-4 minuten een steady state te bereiken

Question 5

Steady state

Answer 5

een inspanning met een (vast) vermogen op een niveau waarbij hartslag, ventilatie en zuurstofverbruik lange tijd constant blijven.
- Energiebehoefte - aerobe ATP productie = 0
- Bloedlactaatconcentratie is stabiel
- Getrainde personen bereiken steady state sneller
- Inspanning kan langer worden volgehouden in steady state

Question 6

Duurcapaciteit bepaald door:

Answer 6

• Zuurstoftoevoer naar spieren
• Gebruik van zuurstof in de spieren

Question 7

Oxygen deficit

Answer 7

Wordt opgebouwd in de 3-4 minuten dat steady state bereikt is:
- zuurstofopname < zuurstof benodigdheid (dit wordt opgevangen door anaerobe energievrijmaking)
- Oxigen deficit = het verschil tussen de totale zuurstofopname tijdens inspanning en het totaal dat zou zijn geconsumeerd als onmiddellijk een steady state situatie zou zijn bereikt
a. Maat voor anaerobe energieproductie
b. Oxygen deficit van 3-4L put HE fosfaatreservers uit

Question 8

Maximale zuurstofopname (VO2max)

Answer 8

(in L O2/min) is iemand maximale aerobe capaciteit.
- Te meten door incremental test (stappen test):
a. stap waar de VO2 een plateau bereikt of slecht een klein beetje toeneemt ondanks een verdere stijging van inspanningsintensiteit
- VO2max wordt bepaald door o.a.:
a. Pulmonaire ventilatie
b. Hemoglobine concentratie
c. Bloedvolume en hartminuutvolume
d. Perifere bloedstroom
e. aerobe metabolisme

Question 9

Type I: slow-twitch vezels

Answer 9

Oxidatief
- Veel mitochondria
- Veel oxidatieve enzymen
Lage contractie snelheid
Niet snel vervoerbaar
Bij duuractiviteit

Question 10

Type II: fast-twitch vezels

Answer 10

Glycolytisch
Hoge contractiesnelheid
Snel vermoeibaar:
- Type IIa; redelijk goede aerobe capaciteit.
- Type Iix
Actief tijdens all-out en stop-and-go activiteiten

Question 11

Verhouding Type I/II vezels

Answer 11

Grotendeels aangelegd, je kan niet switchen tussen vezeltje I of II (wel tussen IIa en Iix).
- Makkelijker voor een sprinter om duursporter te worden, dan andersom. Een sprinter kan namelijk type Iix omzetten in IIa die een redelijk goede aerobe capacities hebben.
- Hoge hoeveelheid type I vezels veroorzaakt hoge lactaat drempel in duuratleten

Question 12

Verhouding waarin vezels aanwezig zijn (bepalen met spierbiopt)

Answer 12

• Wielrenner: 80% Type I
• Zwemmer: 80% Type II
• Voetbal/hockey: evenveel van beide

Question 13

Zuurstofverbruik tijdens herstel

Answer 13

Hoe groter het oxygen deficit hoe langer het herstel duurt. Getrainde sporters herstellen sneller

Question 14

Oxygen debt (zuurstofschuld)

Answer 14

De VO2 boven de rust VO2 tijdens het herstel. Ook wel Excess Postexercise Oxygen Consumption genoemd (EPOC)
- Er wordt hiervoor aangenomen dat rust-VO2 niet verandert tijdens inspanning en herstel

Question 15

Herstel curve VO2 bestaat uit:

Answer 15

Snelle component:
- 50% herstel binnen 30 seconden en volledig herstel duur enkele minuten (herstel na lichte SS inspanning heeft alleen deze snelle component).
Langzame component:
- Afhankelijk van duur en intensiteit van inspanning kan volledig herstel tot 24 uur duren.
- Hoge lactaat concentratie, verhoogde lichaamstemperatuur, hormoonniveaus, hartslag, ademhalingsfrequentie.

Question 16

Actief herstel

Answer 16

Submaximale inspanning 35-60% VO2max (fietsen<rennen)
Versnelt het herstel door lactaat sneller weg te voeren. Minder spierkrampen en stijfheid.
Gebruiken na: Non-ready-rate PA, met verhoogd bloedlactaat

Question 17

Passief herstel

Answer 17

Totale inactiviteit (koude dompelbaden, massage, compressiekleding)
Vermindert energiebehoefte > meer energie beschikbaar voor herstel
Gebruiken na Steady-state PA

Question 18

Hydrotherapie

Answer 18

‘Any of various techniques that use water, either externally or internally, for treatment of disease and the soothing of pain.’ Gebruik bij inspanning met spierschade tot gevolg.
- Wisselbaden (1:1 ratio; 10-20 minuten totaal)
a. Onderdompeling in koud water (10-15 graden)
b. Onderdompeling in water warm (38-40 graden)
- Alleen onderdompeling koud water
a. Omgeving ±30 graden: water ±15 graden
b. Omgeving ± 20 graden: water ±15-20 graden
- Belangrijk: tot je nek aan onderdompelen

Question 19

Mogelijk werkingsmechanisme hydrotherapie

Answer 19

• Aldosteron (bijnierschorshormoon) zorgt voor water en Na+ terugresorptie door nieren.
• Onderdompeling in water verhoogt hydrostatische druk:
  a. Bloed (en oedeem gevormd a.g.v inspanning) stuwt gemakkelijker terug naar het hart en longen >
  b. Concentraties ADH en aldosterone nemen af >
  c. Lichaam produceert meer urine: minder last van oedeemvorming.
• Doel wisselbaden is om bloedstroom op gang te krijgen

Question 20

Compressiekleding

Answer 20

Steunt veneuze bloedstroom tegen hydrostatische druk in: verbeteren bloedafvoer en dus afvoer afvalstoffen.
Effecten:
- Minimale effecten op prestatie
- Geen effect op fysiologische reacties
- Gemengde resultaten voor herstel
- Positieve effecten op subjectieve scores van pijn en vermoeidheid

Question 21

Optimaal herstel na steady-state inspanning (55-60% VO2max)

Answer 21

Wat gebeurt er in lichaam na SS inspanning?
- Resynthese ‘high-energy’ fosfaten, herstel zuurstofvoorraden, licht verhoogde hartslag en ventilatie
Hoe kan je dit ondersteunen?
- Passief herstel; extra activiteit verhogen alleen metabolisme en vertragen herstel

Question 22

Optimaal herstel na non-steady-state inspanning

Answer 22

Na non-SS is er een verhoogde lactaatconcentratie in het bloed.
Actief herstel helpt afvoer van lactaat (naar lactaat-verbruikende lever, hart en inspiratoire spieren)
- 30-45% VO2mx fietsen
- 55-60% VO2max hardlopen

Question 23

Structuur spier

Answer 23

spier bestaat uit spierbuik (veroorzaakt kracht, spierweefsel, goed doorbloed) en pees (geeft kracht door, bindweefsel, slecht doorbloed)

Question 24

Spierniveau’s

Answer 24

• Spier >
• Spierbundels (fasciculi) >
• Spiervezels >
• Myofibrillen >
• Sacromeren

Question 25

Vliezen

Answer 25

• Peritendineum: om pees
• Epimysium: spierfascie, om spier
• Perimysium: om spierbundel
• Endomysium: om spiervezel

Question 26

Sarcolemma

Answer 26

celmembraan spiervezel: geleidt elektrische depolaristiestroom over oppervlak van spiervezel.

Question 27

Sacroplasma

Answer 27

omgeeft de sacreren en bestaat uit enzymen, vet, glycogeen nuclei die gespecialiseerde organellen bevatten

Question 28

Motor units

Answer 28

Een groep spiervezels wordt samen aangestuurd door een zenuwvezel, motor unit. Deze spiervezel kunnen niet onafhankelijk van elkaar aanspannen of ontspannen. Grote motor units ( 5000 spiervezels) zijn voornamelijk goed voor kracht, waar kleine motor units ( 500 spiervezels) beter voor coördinatie.
Spiervezels die bij dezelfde motor unit horen hebben allemaal hetzelfde spiervezeltype. Daarom geldt de onderverdeling die we zien voor spiervezels ook voor motor units.

Question 29

Massa skeletspier bestaat uit:

Answer 29

• 75% water
• 20% eiwitten (titin, yosine, aitine, tropomyosine en myoglobine)
• 5% zout, hoog-energetische fosfaten, urea, lactaat, calcium, magnesium en fosfor, enzymen, sodium, kalium, chloor, aminozuren, vetten, koolhydraten

Question 30

Bloedtoevoer

Answer 30

• Bloedvaten liggen parallel aan spiervezels
• Bloedstroom is minder tijdens spiercontractie en wordt meer tijdens relaxatiefase
• Spiervezels grenzen gemiddeld aan 4 capillairen (in deuratleten soms wel 5-7)
• Als een spier gedurende enkele seconden 60% van zijn maximale kracht genereert (‘straining’), sluit de verhoogde intramusculaire druk van de bloedstroom af. Energie komt dan van de hoogenergetische fosfaten en glycolytische anaerobe reacties

Question 31

Onderdelen spiervezel

Answer 31

• Sacroplasma: plasma om sacromeren heen
• Sacrolemma: celmembraan (= plasmamembraan + basement membraan)
• Sacroplasmatisch reticulum: longitudinaal netwerk om de myofibrillen, dat zorgt voor structuur en opslag en afgifte van calcium-ionen tijdens spiercontractie en -relaxatie
• T-tubili: buizen die door het sacroplasmatisch reticulum lopen en de binnen- en buitenkant van de cel verbinden. Geleiden de elektrische activiteit vanaf de receptoren.

Question 32

Actine-myosine

Answer 32

Actine en myosine liggen hexagonaal georiënteerd, 6 actine filamenten om 1 myosin filament.
Myosine filamenten bestaat uit molecuulbundels met polypeptide uiteinden en bolvormige kopjes.
Actine filamenten bestaan uit twee gedraaide monomeerketens gebonden door tropomyosin polypeptide ketens.

Question 33

Rangschikking vezels

Answer 33

Verschillen in macromeer rangschikking en lengte beïnvloeden de kracht en vermogen genererende capaciteiten van spiervezels.
Spiervezels kunnen fusiform (parallel) of penant gerangschikt liggen.
- Fusiform: lengte richting (pezen aan uiteinden)
- Pennaat: spiervezel lopen onder een hoek.
a. Spiervezel strekken zich niet over de hele spierlengte: meer spiervezels in verhouding tot grootte spier. Physiologic cross-sectional area (PCSA): totale doorsnede van alle vezels in een spier. Meer en kortere spiervezels dan fusiform.
b. Minder snelheid: hoek van 30 graden > 13% krachtverlies. Meer kracht: meer sacromeren dragen bij aan spieractie, kleinere ROM.

Question 34

Kracht-lengte relatie sacromeer

Answer 34

Kracht die één macromeer kan leveren hangt af van zijn lengte. De kracht s optimaal als er de meeste is (meer cross bridges die gevormd kunnen worden).
Optimale sacromeerlengte: 2,0-2,5 µm
Maxiamale sacromeerlengte: 3,65 µm
*crossbrigde interactie kan niet plaatsvinden bij een macromeer lengte van 3,65 µm en groter

Spierkracht hangt niet af van totale lengte spier, maar relatieve lengte op dat moment.

Question 35

Excitatie-contractie koppeling

Answer 35

De actiepotentiaal komt aan vanuit motorische neuronen. In rust heerst een rustpotentiaal van -70mV die ontstaan door verschil in natrium- en kaliumconcentratie binnen en buiten de cel (3 Na+ uit; 2K+ in; -1 intracellulair). Ze kunnen de membraan passeren door kanaaltjes (diffusie) en via actie transport door natrium-kalium pomp (Na+-K+=ATPase). Dit laatste houdt het verschil in concentratie in stand.

Question 36

Depolarisatiegolf

Answer 36

• Natriumkanaaltjes open (na de cel in) > binnenkant + t.o.v buitenkant (t=0): depolarisatie
• Natriumkanaaltjes dicht en kalium open > binnenkant cel - t.o.v. buitenkant (t=3,75): repolarisatie
• De kaliumkanaaltjes reageren langzamer dan natriumkanaaltjes, daardoor treedt hyperpolarisatie op (t=5)

Question 37

Actiepotentiaal bij motorische eindplaat

Answer 37

Acetylcholine (ACh) verlaat de synaps en bindt aan receptoren op het sacrolemma. De actiepotentiaal wordt nu doorgegeven via de T-tubili naar binnenkant van de cel. Het sacroplasmatisch reticulum wordt gestimuleerd en geeft calcium ionen af.

Question 38

Contractie en relaxatie

Answer 38

De calciumionen die door sacroplasmatisch reticulum zijn vrijgegeven, gaan het cytoplasma binnen en binden aan troponin. Troponine verandert hierdoor van vorm, waardoor tropomyosin wegdraait. Hierdoor komen de bindingsplekken voor myosine op actinefilamenten vrij.
ATP bindt aan de kopjes van myosine en hydrolyseert. De energie die hierbij vrijkomt, wordt gebruikt voor cross-bridge formatie en de power stroke waardoor macromeer zich verkleint en de spier verkort (contractie).

Zodra nieuw ATP-molecuul aan myosine bindt, ontkoppelt myosine zich weer. Als calcium contracties hoog blijven (door aanhoudende spierstimulatie) zal ATP weer hydrolyseren en komt een nieuwe power stroke. Wanneer spiersimulatie ophoudt, keren calcium ionen terug naar het sacroplasmatisch reticulum (door actief transport via ATP hydrolyse) en herstelt de inhibitie werking van tropomyosine zich waardoor spier relaxeert.

Question 39

Sliding filament theory

Answer 39

theorie van actine en myosinen die langs elkaar bewegen op sacromeren, en dus de spier, te verkorten

Question 40

Spierfunctie

Answer 40

Dwarsdoorsnede: dikte spiervezels afhankelijk van parallel geschakelde sacromeren.
Lengte: afhankelijk van aantal serie geschakelde spiervezels.
*Dwarsdoorsnede is van invloed op duurprestatie, omdat je met grotere dwarsdoorsnede maar een kleiner deel van je spier gebruikt, waardoor deze minder snel moe wordt.

Question 41

Spiervezeltypen

Answer 41

Spiervezeltypering is afhankelijk van de Myosin Heavy Chain (MHC). Er worden twee hoofdtypen onderscheden: Type I (slow twitch) en Type II (fast twitch). Fast twitch kent nog een onderverdeling.
Type I: verkortingssnelheid laag, oxidatieve capaciteit hoog
Type IIa: verkortingssnelheid hoog, oxidatieve capaciteit matig
Type IIx: verkortingssnelheid hoog, oxidatieve capaciteit laag
(Type IIa: verkortingssnelheid zeer hoog, oxidatieve capaciteit laag)
*IIb bestaat niet bij mensen

Question 42

Motor unit type

Answer 42

SO: vezeltype I, aantal vezels/MU grootte klein
FO(G): vezeltype IIa, aantal vezels/MU grootte middelmatig
FG: vezeltype IIx, aantal vezels/MU grootte groot

Question 43

Type I kenmerken

Answer 43

• Lage myosinen ATPase activiteit
• Traag calcium gebruik en verkortingssnelheid
• Minder goed ontwikkelde glycolytische capaciteit
• Veel en grote mitochondria
  Er is maar een soort type I vezel: Slow Oxidative (SO)

Question 44

Type II kenmerken

Answer 44

• Grote capaciteit voor elektromechanische transmissie van actiepotentialen
• Hoge myosin ATP activiteit
• Snelle calcium vrijlating en opname doo een efficiënt sacroplasmatisch reticulum
• Hoge snelheid van crossbrigde turnover

Question 45

3 typen type II vezels

Answer 45

• Type IIa: Fast-Oxidative-glycolytic (FOG)
• Type IIa: Fast-glycolytic (FG)
• Type Iix: zit tussen a en b in qua fysiologische en metabole kenmerken