Hoe gebruikt mijn lichaam energie? Welke energiesystemen zijn er? Wat is het verschil tussen aëroob en anaëroob? Wat is melkzuur? Gaat vetverbranding via aëroob of anaëroob? Wat is ATP? Welk energiesysteem gebruik je voor duursport? Welk energiesystemen gebruik je tijdens krachttraining? Als jij dit soort vragen hebt, blijf dan lezen!
Energiesystemen en verschillende activiteiten
Het menselijk lichaam is enorm fascinerend. Na het lezen van deze blog begrijp jij de basisterminologie van de bio-energetica en het metabolisme in relatie tot trainen. Je zult begrijpen wat de basis energiesystemen in het lichaam zijn en het vermogen van elk om energie te leveren voor verschillende activiteiten. Je herkent de substraten die door elk energiesysteem wordt gebruikt en patronen bij verschillende activiteiten en je kunt makkelijker trainingsprogramma’s ontwikkelen. Tevens zal je de centrale rol van adenosinetrifosfaat(ATP) veel beter begrijpen.
Uitleg terminologie
Het vermogen of het vermogen om fysiek werk uit te voeren vereist energie. In het menselijk lichaam is de omzetting van chemische energie in mechanische energie nodig om beweging te laten plaatsvinden. Bio-energetica, of de stroom van energie in een biologisch systeem, betreft in de eerste plaats de omzetting van voedsel- of koolhydraat-, eiwit- en vetmoleculen die energie bevatten. Door het afbreken van chemische bindingen in deze moleculen komt de energie vrij die nodig is om te presteren. Het proces van het afbreken van grote moleculen in kleinere moleculen, zoals de afbraak van koolhydraten tot glucose, gaat over het algemeen gepaard met het vrijkomen van energie en wordt katabolisch genoemd. De opbouw van grotere moleculen uit kleinere moleculen kan worden bereikt met behulp van de energie die vrijkomt bij katabole reacties. Dit opbouwproces wordt anabool genoemd, en een voorbeeld is de vorming van eiwitten uit aminozuren.
Anabolisme en katabolisme
Het menselijk lichaam bevindt zich in een constante staat van anabolisme en katabolisme, wat wordt gedefinieerd als metabolisme, of het totaal van alle katabole en anabole reacties in het lichaam. Energie verkregen uit katabole reacties wordt gebruikt om anabole reacties aan te sturen via een molecuul, adenosinetrifosfaat (ATP). Zonder een fatsoenlijke toevoer van ATP zouden spieractiviteit en spiergroei niet mogelijk zijn. Adenosinetrifosfaat is samengesteld uit adenine, een stikstofbevattende basis; ribose, een suiker met vijf koolstofatomen (adenine en ribose samen worden adenosine genoemd); en drie fosfaatgroepen. De verwijdering van één fosfaatgroep levert adenosinedifosfaat (ADP); verwijdering van een tweede fosfaatgroep levert adenosinemonofosfaat (AMP). Adenosinetrifosfaat is geclassificeerd als een hoog energiemolecuul omdat het grote hoeveelheden energie opslaat in de chemische bindingen van de twee eindfosfaatgroepen. Bij het verbreken van deze chemische bindingen komt energie vrij om verschillende reacties in het lichaam aan te drijven. Omdat spiercellen ATP slechts in beperkte hoeveelheden opslaan en activiteit een constante toevoer van ATP vereist om de energie te leveren die nodig is voor spieracties, moeten ATP-producerende processen ook in de cel plaatsvinden.
De energie systemen
Energie opgeslagen in de chemische bindingen van ATP wordt gebruikt om spieractiviteit te stimuleren. De aanvulling van ATP in menselijke skeletspieren wordt bereikt door drie fundamentele energiesystemen: (1) fosfageen, (2) glycolytisch en (3) oxidatief.
Er zijn die energie systemen in het lichaam die atp bijvullen:
- Fosfageensysteem (een anaëroob proces dat plaatsvindt in afwezigheid van zuurstof)
- Glycolyse (twee soorten: snelle glycolyse en langzame glycolyse; beide zijn ook anaëroob)
- Oxidatief systeem (een aëroob proces, d.w.z. , een die zuurstof nodig heeft)
Van de drie belangrijkste voedselcomponenten (koolhydraten, vetten en eiwitten) kunnen alleen koolhydraten worden gebruikt voor energie zonder de directe tussenkomst van zuurstof
- Aëroob = met zuurstof
- Anaëroob = zonder zuurstof
Fosfageensysteem (Anaëroob)
Het fosfageensysteem is de primaire bron van ATP voor kortdurende activiteiten met hoge intensiteit (bijvoorbeeld springen en sprinten), maar is actief aan het begin van alle soorten oefeningen, ongeacht de intensiteit. Zelfs tijdens de eerste paar seconden van een jog sessie van een aantal kilometer of een spinningles met matige intensiteit, wordt de energie voor de spieractiviteit bijvoorbeeld voornamelijk afgeleid van het fosfageensysteem. Dit energiesysteem is afhankelijk van de chemische reacties van ATP en creatinefosfaat. Omdat ATP en creatinefosfaat echter in kleine hoeveelheden in de spier worden opgeslagen, kan het fosfageensysteem niet genoeg energie leveren voor continue, langdurige activiteiten. Over het algemeen bevatten type II (fast-twitch) spiervezels grotere concentraties fosfagenen dan type I (slow-twitch) vezels. Aan het begin van de training wordt ATP afgebroken tot ADP, waardoor energie vrijkomt voor spieracties. Deze toename in ADP-concentratie activeert creatinekinase om de vorming van ATP door de afbraak van creatinefosfaat te bevorderen.
Glycolyse
Glycolyse is de afbraak van koolhydraten, ofwel glycogeen opgeslagen in de spier of glucose geleverd in het bloed, om ATP te produceren. De ATP die door glycolyse wordt geleverd, vormt in eerste instantie een aanvulling op het fosfageensysteem en wordt vervolgens de primaire bron van ATP voor zeer intensieve spieractiviteit die aanhoudt tijdens een rigoureus spel van squashen of het rennen van 600 tot 800 m. Bij het proces van glycolyse zijn veel enzymen betrokken die een reeks chemische reacties aansturen. De enzymen voor glycolyse bevinden zich in het cytoplasma (cytoplasma is een vloeibaar medium waarin stoffen kunnen oplossen en niet worden afgebroken). Snelle glycolyse wordt gewoonlijk anaërobe glycolyse genoemd, en langzame glycolyse wordt aerobe glycolyse genoemd, als gevolg van het uiteindelijke lot van het pyruvaat. Omdat glycolyse zelf echter niet afhankelijk is van zuurstof, zijn deze termen geen nauwkeurige manier om het proces te beschrijven. Tijdens snelle glycolyse wordt het eindproduct, pyruvaat, omgezet in lactaat, waardoor energie (ATP) sneller wordt geleverd dan bij langzame glycolyse, waarbij pyruvaat naar de mitochondriën (mitochondriën zijn de energiefabrieken van het lichaam) wordt getransporteerd voor energieproductie via het oxidatieve systeem. Het lot van de eindproducten wordt bepaald door de energie-elementen in de cel. Als energie in een hoog tempo moet worden geleverd, zoals bij weerstandstraining, wordt vooral snelle glycolyse gebruikt. Als de energiebehoefte niet zo hoog is en er voldoende zuurstof in de cel aanwezig is, bijvoorbeeld aan het begin van een intensieve dans-aerobicsles, wordt de langzame glycolyse geactiveerd.
Oxidatief (Aëroob)
Het derde energiesysteem, het oxidatieve systeem, is afhankelijk van koolhydraten, vetten en, in sommige gevallen eiwitten om adenosinetrifosfaat (ATP) te leveren. Het oxidatieve systeem is je lange en langzame systeem, dat begint na ongeveer 90 seconden tot 2 minuten activiteit en dat bijna onbeperkt kan duren, zolang de intensiteit van activiteit laag tot matig is. Het is aëroob, in tegenstelling tot de andere twee energiesystemen, dus het gebruikt zuurstof. Met voldoende zuurstof – van vertragen tot een beetje ademen tijdens krachtige inspanning – wordt pyruvaat omgezet in acetyl-CoA (een molecuul dat deelneemt aan veel biochemische reacties) in plaats van lactaat te vormen in het glycolytische energiesysteem. Het is door de aerobe transformatie van acetyl-CoA dat glucose en vet verder worden gemetaboliseerd met dit derde energiesysteem. Hier komt het acetyl-CoA nu in de zogenaamde Krebs-cyclus (de opeenvolging van reacties waarmee de meeste levende cellen energie genereren tijdens het proces van aerobe ademhaling. Het vindt plaats in de mitochondriën, verbruikt zuurstof en produceert koolstofdioxide en water als afvalproducten, en ADP wordt omgezet in energierijk ATP). In de Krebs-cyclus, en verderop in het metabolische pad, begin je veel meer ATP te produceren dan mogelijk was in de eerste twee energiesystemen. Deze productie van ATP wordt voltooid in de elektronentransportketen waar zuurstof aanwezig is. Omdat er zuurstof aanwezig moet zijn, betekent dit dat het systeem draait wanneer u met een lage tot matige activiteit werkt, of gewoon stilzit. Als u bijvoorbeeld loopt, gebruikt u het aerobe systeem om energie te produceren.
Tijdschema energiesystemen
Duur Intensiteit Energieysteem
0 tot 6 seconden heel intens Anaëroob
6 tot 30 seconden Intens Anaëroob
En snelle glycolyse
30 s tot 2 minuten Zwaar Snelle glycolyse
2 tot 3 minuten Matig Snelle glycolyse en
Aërobe systeem
>3 minuten Licht Aërobe systeem
Praktisch toepassen van de energiesystemen
Met het tijdschema van het gebruik van de energiesystemen kan je bepalen welk primair energiesysteem voornamelijk zal worden belast bij diverse oefeningen en of activiteiten. Het zit enorm complex in elkaar maar het meest belangrijke om te onthouden is dat hoe hoger de intensiteit ligt, hoe korter de oefening uitgevoerd kan worden en des te meer je afhankelijk bent van de snelste ATP-producerende energiesystemen. Hoe lager de intensiteit, hoeveel langer je de oefening uit kan voeren, hoe groter de afhankelijkheid van de langzamere ATP-producerende energie.
Werken aan je doelen onder begeleiding van Fit Living
Laat Fit Living jou helpen met je persoonlijke doelen en start nu je online transformatie via onze afval challenge! Wij staan klaar om jou online te begeleiden met een voedingsschema op maat dat afgestemd wordt op je persoonlijke doelen. Tevens hebben wij een prachtige studio waarin wij je persoonlijk kunnen begeleiden op weg naar je doelen en dat doen wij via 30 of 45 minuten trainingen waarin jij altiid met een voldoen gevoel naar huis gaat!