De herkomst van energie en de energie systemen van het lichaam
Uiteindelijk is alle energie afkomstig van de lichtenergie van de zon. Planten zetten deze lichtenergie door middel van fotosynthese om in opgeslagen chemische energie. Wij verkrijgen deze energie dan weer via deze planten of via dieren die deze planten eten. Energie wordt in voeding opgeslagen als koolhydraten, eiwitten en vetten.
Voor het transport van vele stoffen in het lichaam is energie nodig. Dit actieve transport is nodig voor het overleven van cellen en behouden van de homeostase (balans van het lichaam). De spieren maken ook gebruik van dit actieve transport. De vrijgekomen energie in ons lichaam zorgt er namelijk voor dat de actine en myosine filamenten langs elkaar heen schuiven. Dit leidt tot spiercontractie en krachtproductie. Simpel gezegd maken de spieren gebruik van de opgeslagen energie in het lichaam, verkregen uit voeding (koolhydraten, eiwitten en vetten). Voordat we gaan kijken naar de verschillende energiesystemen een korte uitleg over de energiebronnen.
Koolhydraten
Koolhydraten zijn snelle energieleveranciers en worden in het lichaam omgezet in glucose. Glucose is een enkelvoudige suiker die via het bloed naar alle lichaamsweefsels getransporteerd kan worden. In rust worden de verkregen koolhydraten opgenomen door de spieren en de lever, waar ze omgezet worden in een complexer suikermolecuul, glycogeen. In geval van nood worden de glycogeenvoorraden in de lever omgezet naar glucose en getransporteerd naar de actieve spieren waar ze gebruikt worden om energie te leveren. Deze glycogeen voorraden zijn beperkt en kunnen op raken als er niet genoeg koolhydraten uit de voeding gehaald kunnen worden.
Vetten
Vetten leveren voornamelijk energie bij langdurige, minder intensieve inspanning. De voorraad energie in de vorm van vetten is stukken groter dan de voorraad aan koolhydraten. Helaas zijn vetten minder makkelijk te gebruiken als energiebron doordat het een complexe vorm is (trigliceriden) en minder makkelijk afgebroken wordt tot zijn basiscomponenten (vrije vetzuren). Alleen vrije vetzuren kunnen gebruikt worden om energie te leveren. Uit een gram vet kan meer dan twee keer zoveel energie geleverd worden als uit een gram koolhydraat maar de snelheid van energievrijmaking van vetten is te langzaam om aan alle gevraagde energie te voldoen.
Eiwitten
Eiwitten zijn de bouwstenen van het lichaam en hun voornaamste functie is groei en reparatie. Hiernaast kan eiwit ook gebruikt worden als energieleverancier maar moet dan eerst omgezet worden in glucose. Bij ernstige depletie of uithongering kan eiwit zelfs omgezet worden in vrije vetzuren. Eiwit kan 5 tot 10 procent van de benodigde energie leveren.
ATP
Nu we weten waar de energie vandaan komt kunnen we kijken naar het verbruik van deze energie. Energie wordt in het lichaam opgeslagen als andenosinetrifosfaat (ATP). ATP wordt gebruikt om energie te leveren en kan op verschillende manieren gevormd worden. Dit kan zonder zuurstof (anaeroob) en met zuurstof (aeroob) en hiervoor heeft het lichaam drie systemen; Het ATP-CP systeem, het glycolyse systeem en het oxidatieve systeem.
Het ATP-CP systeem
Het ATP-CP systeem is het simpelste systeem en werkt zonder zuurstof. Naast ATP bevatten de cellen ook creatinefosfaat (CP). CP is ook een molecuul dat energie kan opslaan. Deze energie kan gebruikt worden om ATP te herbouwen. Op deze manier wordt ATP aangevuld en kan de spier energie blijven leveren. Dit proces is snel en is daarom het eerste energiesysteem waar we gebruik van maken. De voorraad CP in de spier is beperkt waardoor het de eerste 3 tot 15 seconden aan de energiebehoefte van de spier kan voldoen. Hierna is de bron uitgeput en moet het lichaam over op het volgende systeem.
Het anaerobe glycolyse systeem
Een ander systeem is het anaerobe glycolyse systeem. Hier wordt ATP verkregen uit de afbraak van glucose. Zonder hier te ver op in te gaan is het belangrijk om te weten dat ook dit systeem zonder zuurstof werkt. Bij de afbraak van glucose wordt melkzuur gevormd wat ervoor zorgt dat de spieren verzuren. Deze verzuring houdt de verdere afbraak van glucose tegen waardoor ook dit systeem beperkt is. Na maximale inspanningen, bijvoorbeeld een sprint van 1 tot 2 minuten bereikt het lichaam een kantelpunt en raken de spieren verzuurd. Wanneer dit gebeurt, is deze bron van energie uitgeput en moeten we over naar het oxidatieve systeem.
Het oxidatieve systeem
Het oxidatieve systeem, de naam zegt het al, is een aeroob systeem. Het is het meest complexe systeem van de drie en we zullen hier niet te diep op ingaan. Het is een proces waarbij zuurstof wordt gebruikt om brandstoffen af te breken. Zo breekt het ook het melkzuur af dat ontstaat bij het vrijmaken van energie waardoor de spieren niet verzuren.
Spieren hebben een stabiele aanvoer van energie nodig om kracht te kunnen leveren tijdens langdurige inspanning. In tegenstelling tot anaerobe productie van energie heeft het aerobe systeem een enorme totale energieopbrengst en is hierdoor de belangrijkste energieleverancier voor duursporters.
Hieronder is schematisch weergegeven binnen welke periode de drie systemen van belang zijn bij een intensiteit met toenemende duur.
Conclusie
Om energie te kunnen leveren is een goed voedingspatroon belangrijk. Voeding is namelijk de primaire energiebron van de spieren. Energie halen we uit koolhydraten, eiwitten en vetten. Koolhydraten zijn de snelste energieleveranciers en zijn beperkt. Hierdoor is het belangrijk dat er voldoende koolhydraten uit de voeding gehaald worden. Eiwitten kunnen gebruikt worden om energie te leveren maar hun primaire functie is groei en herstel van spieren en cellen. Vetten kunnen veel energie leveren maar het proces hiervan is te langzaam om aan alle gevraagde energie te voldoen.
Energie wordt in het lichaam opgeslagen als in de vorm van ATP en kan via drie systemen gevormd worden. Al deze systemen worden in samenwerking gebruikt maar de intensiteit en duur van de activiteit bepaald welk systeem dominant is. Korte sprints tot 15 seconden worden uitgevoerd op het ATP-CP systeem, hierna neemt het anaerobe glycolyse systeem het over tot de eerste 1 á 2 minuten. Duurt een activiteit langer en is de intensiteit niet te hoog dan voert het oxidatieve systeem de boventoon. Wanneer een activiteit intensiever is en dus meer energie vraagt, kan het lichaam niet meer voldoen aan de gevraagde hoeveelheid zuurstof. Wanneer dit gebeurt, werkt het lichaam anaeroob en treed er verzuring op in de spieren waardoor de intensiteit verlaagd moet worden. Denk hierbij aan een sprint met een langere duur. De snelheid zal afnemen naarmate de verzuring toeslaat.
Wanneer iemand begrijpt hoe de energiesystemen van het lichaam werken, kan hij verklaren waarom het lichaam op een bepaalde manier reageert wanneer het inspanning levert. Dit kan van belang zijn bij het schrijven van trainingsschema’s en het behalen van doelstellingen.
Heb je hier nog vragen over neem dan contact op met een van onze trainers.
Geef een reactie