Spieren hebben energie nodig om hun functies uit te voeren. Energievoorziening kan via verschillende routes worden geleverd door de afbraak en omzetting van nutriënten.
Wat is energievoorziening?
Spieren hebben energie nodig om hun functies uit te voeren. De energievoorziening kan via verschillende wegen worden verzekerd. Energievoorziening voor spieractiviteiten is mogelijk op 4 verschillende manieren. Ze verschillen in snelheid en de hoeveelheid waarmee ze energie kunnen leveren. De intensiteit van de spieractiviteit bepaalt welke van deze processen wordt gebruikt om energie te leveren. Vaak lopen de verschillende processen naast elkaar. In de anaërobe (zonder zuurstof betrokkenheid) alactacid (zonder melk geven aanval) proces, het ATP (adenosine trifosfaat) opslaan en de creatine fosfaat winkel levert voor een korte tijd energie. Dit duurt echter slechts 6-10 seconden, bij goed getrainde atleten maximaal 15 seconden, en wordt opgehaald tijdens maximale prestaties op hoge snelheid en snelheid. Alle andere processen vereisen de aanwezigheid van glucose or vetzuren Ze bieden ATP (adenosine trifosfaat) in verschillende hoeveelheden door een volledige of onvolledige afbraak. Bij anaërobe productie van melkzuur wordt glycogeen de opslagvorm van glucose, is onvolledig gespleten. Daarom wordt dit proces ook wel anaërobe glycolyse genoemd. Melk geven en er wordt weinig energie geproduceerd, wat voldoende is voor 15 - 45 seconden, bij topsporters voor 60 seconden intensieve prestaties. Voor langdurige, lage intensiteitsoefeningen wordt energie afgeleid van de volledige verbranding van glucose or vetzuren in aëroob (gebruik zuurstof) energieproductieprocessen die plaatsvinden in de mitochondria van spiercellen.
Functie en taak
Spieren hebben energie nodig om hun functies uit te voeren. Ze zetten het om in mechanisch verplaatsingswerk gewrichten of stabiliseer delen van het lichaam. De mechanische efficiëntie is echter erg laag omdat slechts ongeveer een derde van de geleverde energie wordt gebruikt voor kinetische behoeften. De rest wordt verbrand in de vorm van warmte, die naar buiten wordt afgegeven of wordt gebruikt om de lichaamstemperatuur op peil te houden. Sporters voor wie snelle of zware bewegingen gedurende korte perioden belangrijk zijn, halen hun energie uit de energiereserves in het plasma van de spiercellen. Typische disciplines die aan deze vereisten voldoen, zijn onder meer de 100 meter sprint, gewichtheffen of hoogspringen. Typische sportieve activiteiten die een duur hebben van 40 - 60 seconden onder maximaal mogelijke kracht zijn de 400 meter lopen, 500 meter snelheid het schaatsen of 1000 meter baanwielrennen, maar ook een lange eindsprint aan het einde van een uithoudingsvermogen ras. De spieren halen de energie voor deze activiteiten uit anaëroob melkzuur energiemetabolisme. In aanvulling op melk geven, waterstof Er worden ook ionen geproduceerd die de spier geleidelijk overzuren en zo de beperkende factor vormen voor dit soort sportactiviteiten. Bij langdurige sportactiviteiten met een lage intensiteit moet de energie constant worden aangevuld zonder dat er stoffen worden aangemaakt die de spierafbraak veroorzaken. Dit gebeurt door de volledige verbranding van glucose en vetzuren, die zijn verkregen uit koolhydraten en vetten. Uiteindelijk, na verschillende stadia van afbraak, eindigen beide energiebronnen als acetyl-co-enzym A in de citraatcyclus, waar ze worden afgebroken met zuurstof verbruik en zorgen voor aanzienlijk meer energie dan anaërobe glycolyse. Het is veelbetekenend dat de vetreserves van het lichaam aanzienlijk langer energie kunnen leveren dan koolhydraatreserves, maar met een lage intensiteit. Daarom, als uithoudingsvermogen atleten vullen hun koolhydraatvoorraden niet aan tussen trainingen door, ze kunnen een aanzienlijke prestatieverlies ervaren.
Ziekten en kwalen
Alle ziekten die de afbraak, het transport en absorptie van vet zuren en glucose hebben negatieve gevolgen voor de energievoorziening. In suikerziekte, voornamelijk de opname van glucose uit de bloed in de cellen is aangetast, waarvoor insuline is nodig. Afhankelijk van de ernst kan dit leiden tot een verminderde aanvoer in de spiercellen, waardoor de prestatie afneemt. het gevolg hiervan absorptie verstoring is de stijging van bloed glucosespiegels, een signaal voor de alvleesklier om nog meer te produceren insuline om dit overschot af te breken. Naast de langdurige orgaanschade veroorzaakt door de verandering in bloed samenstelling, dit proces heeft rechtstreeks invloed op het vermogen van de lever om vet- en glucosereserves te mobiliseren. Daar is de toegenomen aanwezigheid van insuline bevordert de omzetting van glucose in zijn opslagvorm glycogeen en de vorming van opslagvet, waardoor de mobilisatie van deze stoffen voor energielevering wordt geremd. Lever ziekten zoals leververvetting, hepatitis, leverfibrose en cirrose hebben vergelijkbare effecten op de mobilisatie van vet, hoewel de werkingsmechanismen verschillend zijn. De evenwicht tussen vetopname en opslag enerzijds en afbraak en transport anderzijds wordt bij deze ziekten verstoord door enzymatische defecten, met effecten op de algehele prestatie. Er zijn enkele zeldzame ziekten die direct in de spiercellen plaatsvinden, waarvan sommige aanzienlijke gevolgen hebben voor de getroffen individuen. Deze genetische ziekten worden gegroepeerd onder de term metabole myopathieën. Er zijn 3 basisvormen met verschillende varianten:
Bij mitochondriale ziekten, de gen defecten veroorzaken verstoringen in de ademhalingsketen, wat belangrijk is voor de aërobe afbraak van glucose. Hierdoor wordt geen of slechts een kleine hoeveelheid ATP gevormd en beschikbaar gesteld als energiedrager. Naast spiersymptomen is neuronale degeneratie prominent aanwezig. Bij glycogeenstapelingsziekte (de bekendste vorm is de ziekte van Pompe) wordt de omzetting van glycogeen in glucose verstoord door de gen gebreken. Hoe eerder deze ziekte optreedt, hoe slechter de prognose. Lipidenstapelingsziekte gedraagt zich op dezelfde manier, maar hier zijn er problemen met de vetomzetting. Bij alle ziekten komt een breed scala aan symptomen voor. Gespierd zijn er soms aanzienlijke prestatieverminderingen, snel 피로, het optreden van spier krampenspierhypotonie en, bij langdurige progressie, spieratrofie.
