Voor alle processen in het lichaam is energie nodig. De energie wordt geleverd door ATP, de universele pasmunt van energie in het lichaam. Bij splitsing van ATP in ADP en P komt energie vrij. Deze energie wordt gebruikt om te bewegen en om de organen te laten werken. Het lichaam kan op verschillende manieren aan het ATP komen. Een beetje ATP is in de cellen opgeslagen. Ook beschikt het lichaam over creatinefosfaat, de anaerobe en aerobe glycolyse en vetverbranding om ATP de produceren.
Fosfaatvoorraad (ATP en Creatinefosfaat; CrP)
Alle cellen van het lichaam hebben energie nodig. Deze energie wordt geleverd bij de splitsing van ATP in ADP en P. In het lichaam is een kleine voorraad ATP en Creatinefosfaat aanwezig. De voorraad van ATP en Creatinefosfaat wordt de fosfaatvoorraad genoemd. De kleine voorraad ATP kan energie leveren voor een paar seconden (tot ongeveer 4 seconden) zware inspanning. Wanneer de kleine voorraad ATP op raakt, levert de splitsing van CrP in Creatine (Cr) en P energie om weer ATP te vormen. Het CrP in het lichaam kan voor ongeveer 20 seconden maximale arbeid energie leveren. Typische sporten waarbij de fosfaatvoorraad een belangrijke rol in de energielevering speelt, zijn sprinten, hordelopen, voetbal en tennis. In sommige sporten wordt tijdens trainingsperiode oraal creatine gebruikt. Het doel is om de creatinevoorraad van het lichaam te vergroten, zodat langer intensiever gesport kan worden en het lichaam langer meer vermogen kan leveren.
Anaerobe glycolyse; productie van lactaat
Bijna alle cellen kunnen zowel zonder als met zuurstof energie vrijmaken uit glucose (een soort koolhydraat; suiker). De productie van energie uit glucose zonder zuurstof wordt de anaerobe glycolyse genoemd. De productie van energie uit glucose met zuurstof, wordt de aerobe glycolyse genoemd. Bij de anaerobe glycolyse komt sneller energie (ATP) vrij, dan bij de aerobe glycolyse. Tijdens de anaerobe glycolyse worden naast lactaat echter wel waterstofionen gevormd. Waterstofionen remmen de glycolyse, dus de vorming van energie. Waterstofionen remmen de glycolyse door een belangrijk enzym (fosfofructokinas) te remmen. Fosfofructokinase is nodig om glucose anaeroob af te breken. In de spieren remmen waterstofionen de koppeling tussen bepaalde structuren (actine en myosine) en prikkelen de waterstofionen de pijnzenuwen. Door deze effecten van waterstofionen is geen spiersamentrekking meer mogelijk. Bij de afbraak van 1 molecuul glucose in de aneaerobe glycolyse komt ongeveer 2 ATP vrij. Typische sporten waarbij met name gebruik wordt gemaakt van de anaerobe glycolyse zijn 400 meter hardlopen en 1500 meter schaatsen.
Aerobe glycolyse; koolhydraatverbranding
In de aerobe glycolyse komt per molecuul glucose 34 ATP vrij. Bij de aerobe glycolyse komt dus 17 keer energie vrij in vergelijking met de anearobe glycolyse. Voor de aerobe glycolyse is zuurstof nodig. Dit zuurstof wordt geleverd door het bloed. De aerobe glycolyse vindt plaats in de mitochondrien van de cellen. Mitochondrien zijn gespecialiseerde organellen die met zuurstof energie vrijmaken. Om aeroob glucose te kunnen verwerken wordt het glucose in de glycolyse eerst verwerkt tot pyruvaat en daarna in het mitochondrie verwerkt tot acetylCoA. Het acetylCoA wordt in de citroenzuurcyclus en Electronen Transport Systeem (ETS) verder verwerkt tot water en koolstofdioxide. De totale koolhydraatvoorraad in de vorm van glycogeen in de lever en spieren, kan ongeveer energie leveren voor 45 tot 90 minuten zware aerobe inspanning (duursporten). Wanneer tijdens inspanning (sporten) koolhydraten worden ingenomen bijvoorbeeld in de vorm van sportdranken, kan langer intensief worden gesport. Bij maximale inspanningen die tussen de 2 en 90 minuten duurt, zal de aerobe glycolyse een belangrijke rol spelen in de energievoorziening van de spier. Typische sporten zijn onder andere 5 kilometer schaatsen en hardlopen.
Vetverbranding
Ook vetten worden verwerkt in acteylCoA en in de citroenzuurcyclus en ETS verder verwerkt tot koolstofdioxide en water. De vetverbranding levert echter wel minder snel energie op de aerobe productie van ATP uit glucose. Dit betekent dat bij een lagere inspanningsintensiteit met name vetten worden verbrand. De vetvoorraad in het lichaam is bijna onbeperkt. In rust worden relatief de meeste vetten verbrand. Vetten moeten voordat ze acetylCoA kunnen leveren eerst worden afgebroken tot glycerol en vetzuren. De vetzuren worden in de beta-oxidatie (ook in het mitochondrie) verder afgebroken tot acetylCoA. Typische sporten waarbij de vetverbranding een belangrijke rol speelt zijn onder andere een lange etappe wielrennen, een marathon lopen en een triathlon.
Bronnen:
A van Geel, Hermans J (2009) Sport en Voeding, De Vriesebosch, Baarn
RJ Maughan, Burke LM vertaald en bewerkt door J Hermans en G Rietjens (2004), Sportvoeding, Elsevier Gezondheidszorg
WD McArdle, Katch FI & Katch VL (2008) Exercise Physiology, LWW, Baltimore