spierfunctie
spieren gebruiken de opgeslagen chemische energie uit voedsel dat we eten en zetten die om in warmte en bewegingsenergie (kinetische energie). Energie is nodig om groei en herstel van weefsel mogelijk te maken, om de lichaamstemperatuur op peil te houden en om fysieke activiteit te stimuleren. Energie komt van voedingsmiddelen die rijk zijn aan koolhydraten, eiwitten en vet.
de energiebron die wordt gebruikt om de beweging van samentrekking in werkende spieren te stimuleren is adenosine trifosfaat (ATP), de biochemische manier van het lichaam om energie op te slaan en te transporteren. ATP is een hoog-energienucleotide die als onmiddellijke bron van energie binnen de cel dienst doet. Wanneer spieren samentrekken, breken ze ATP in een reactie die energie levert. Echter, spiercellen alleen op te slaan genoeg ATP om een paar seconden van maximale samentrekking brandstof. Zodra spiercontractie begint, moet het maken van ATP snel beginnen.
omdat ATP-productie zo belangrijk is, hebben spiercellen verschillende manieren om het te maken. Deze systemen werken gefaseerd samen. De drie biochemische systemen voor het produceren van ATP zijn, in volgorde:
- gebruikmakend van creatinefosfaat
- gebruikmakend van glycogeen (anaërobe glycolyse)
- gebruikmakend van aërobe ademhaling (aërobe glycolyse lipolyse)
gebruikmakend van creatinefosfaat
om door te gaan met werken moeten spiercellen hun ATP-toevoer aanvullen. Alle spiercellen bevatten een hoog-energetische verbinding, creatinefosfaat, die snel wordt afgebroken om ATP te maken. Omdat de opslag van creatinefosfaat ook beperkt is, kan dit energiesysteem slechts de maximale spieropbrengst gedurende ongeveer 10 Seconden ondersteunen. Het fosfageen-systeem is de primaire energiebron bij zeer korte, snelle uitbarstingen van activiteit, zoals sprints.
gebruikmakend van glycogeen (anaërobe glycolyse)
om lichaamsbeweging langer dan 10 seconden te houden, moeten spieren brandstofbronnen zoals koolhydraten en vetten afbreken om de energie te leveren om ATP opnieuw te synthetiseren. Koolhydraatmetabolisme is sneller dan vetmetabolisme. Daarom, koolhydraten zorgen voor een hoog percentage van de energie tijdens zeer hoge intensiteit trainingen. Omdat koolhydraten anaeroob kunnen worden gemetaboliseerd, zonder zuurstof, worden ze een vitale energiebron wanneer de zuurstoftoevoer naar spieren de vraag niet kan bijhouden.
de afbraak van koolhydraten om energie te leveren zonder zuurstof wordt anaërobe glycolyse genoemd. Dit proces geeft zeer snel energie vrij en zal genoeg energie produceren om ongeveer 90 seconden mee te gaan. Het is belangrijk dat zuurstof niet nodig is, omdat het hart en longen enige tijd nodig hebben om een verhoogde zuurstoftoevoer naar de spieren te krijgen. De Glucose en opgeslagen koolhydraten in de vorm van glycogeen in spiercellen worden afgebroken door een reeks reacties om een samenstelling genoemd pyruvate te vormen. Dit proces levert twee tot drie molecules van ATP voor elke molecule van glucose op. Een bijproduct van het maken van ATP zonder zuurstof is melkzuur, dat zich kan ophopen in je spieren tijdens een snelle oefening waardoor vermoeidheid en pijn.
gebruikmakend van aërobe ademhaling
binnen twee minuten na inspanning begint het lichaam de werkende spieren van zuurstof te voorzien. Wanneer zuurstof beschikbaar is, kan pyruvaat aerobisch verder worden opgesplitst om zo veel als 30 extra molecules van ATP te produceren, makend aërobe metabolisme, hoewel langzamer, veel efficiënter dan anaërobe metabolisme. Vetten kunnen aerobisch worden afgebroken om grote hoeveelheden ATP te produceren. Na intensieve trainingen, spieren restock ATP levert aerobically.
aërobe ademhaling kan ATP gedurende enkele uren of langer leveren zolang een toevoer van glucose aanhoudt. Deze glucose kan van verschillende plaatsen komen:
- resterende glucosevoorraad in de spiercellen
- Glucose uit voedsel in de darm
- glycogeen in de lever
- vetreserves in de spier
lactaat (melkzuur) productie
wanneer het lichaam voldoende zuurstof heeft, wordt pyruvaat overgebracht naar een aërobe route verder worden opgesplitst naar ATP (pyruvaat wordt geproduceerd door glycolyse uit de afbraak van Glucose). Echter, wanneer zuurstof beperkt is, zet het lichaam tijdelijk pyruvaat om in lactaat, waardoor glucose – afbraak – en dus energieproductie-kan doorgaan. De werkende spiercellen kunnen dit type van anaërobe energieproductie aan hoge tarieven één tot drie minuten voortzetten, gedurende welke tijd lactaat tot hoge niveaus kan accumuleren.
een bijwerking van hoge lactaatspiegels is een verhoging van de zuurgraad van de spiercellen. Dezelfde metabolische wegen die de afbraak van glucose aan energie toestaan presteren slecht in dit zure milieu. Dit is een natuurlijk afweermechanisme voor het lichaam. Het voorkomt permanente schade tijdens extreme inspanning door het vertragen van de belangrijkste systemen die nodig zijn om spiercontractie te behouden. Zodra het lichaam vertraagt, zuurstof beschikbaar komt en lactaat wordt omgezet terug in pyruvaat, waardoor voortgezet aërobe metabolisme en energie voor de terugwinning van het lichaam van de zware gebeurtenis.
opbouw van lactaat is niet verantwoordelijk voor de pijn die gevoeld wordt in de dagen na zware inspanning. Integendeel, de productie van lactaat en andere metabolieten tijdens extreme inspanning is de resultaten in een brandend gevoel vaak gevoeld in actieve spieren. Deze vaak pijnlijke sensatie zorgt er ook voor dat we stoppen met overwerken van het lichaam, waardoor een herstelperiode wordt geforceerd waarin het lichaam het lactaat verwijdert.
