Zowel in rust als tijdens inspanning is energie nodig in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP). Ongeveer 95% van deze ATP wordt geleverd door de aerobe energiesystemen die in de mitochondriën plaats vinden. Om deze energie te kunnen leveren, moeten de macronutriënten koolhydraten, eiwitten en vetten verbrand worden. Om koolhydraten, eiwitten en vetten te verbranden, moet onze voeding deze macronutriënten leveren. Echter de voeding die gegeten wordt, moet door het spijsverteringsstelsel verteerd en geabsorbeerd worden. In de vertering worden de koolhydraten, eiwitten en vetten afgebroken tot kleine opneembare moleculen. Wanneer de vertering verstoord is en dus niet goed werkt, kan de voeding niet goed verteerd worden. De voeding kan dan niet opgenomen worden. In tegenstelling van wat veel mensen denken, vallen mensen met een slechte vertering extreem af en worden juist niet dik.
Energieproductie uit koolhydraten, vetten en eiwitten
De voeding die we dagelijks eten bevat koolhydraten, vetten en eiwitten. Koolhydraten, eiwitten en vetten noemen we ook wel macronutriënten. De macronutriënten leveren energie. Koolhydraten en eiwitten leveren 4 kCal (17 kJ). Vetten leveren 9 kCal (38 kJ). Voordat de voeding energie aan het lichaam levert, moeten er echter een aantal essentiële processen plaatsvinden. Omdat 95% van alle energie door aerobe energiesystemen wordt geleverd, wordt er vanuit gegaan dat de macronutriënten in deze processen worden omgezet tot acetylCoA. AcetylCoA is het startpunt van de aerobe energiestofwisseling. De essentiële processen zijn:
- Vertering en absorptie
- Omzetting van aminozuren, vetzuren en koolhydraten tot acetylCoA
- AcetylCoA afbreken tot koolstofdioxide en water
Elk van deze processen wordt hieronder toegelicht.
Vertering en absorptie van koolhydraten, eiwitten en vetten
Onze voeding bestaat uit koolhydraten, eiwitten en vetten. In onze voeding zijn de koolhydraten, eiwitten en vetten grote moleculen. Voordat het lichaam de voeding kan opnemen (absorberen), moeten deze grote moleculen worden afgebroken tot kleine opneembare moleculen. De vertering zorgt ervoor dat de grote moleculen worden afgebroken tot opneembare kleine moleculen. Koolhydraten worden afgebroken tot monosachariden en zo opgenomen. Eiwitten worden tot aminozuren afgebroken in de vertering en zo opgenomen. Vetten worden als geheel opgenomen. Als de vertering niet werkt, wordt men dus niet dik, maar valt men juist af, omdat de voeding niet opgenomen kan worden.
Omzetting van aminozuren, vetzuren en koolhydraten tot acetylCoA
Ongeveer 95% van de energie die het lichaam nodig heeft, wordt geleverd door aerobe energiesystemen. Het grootste deel van de energierijke stoffen wordt gevormd in de citroenzuurcyclus. De geabsorbeerde aminozuren worden van hun stikstofgroep ontdaan (deaminering) en verder omgevormd tot acetylCoA. De monosachariden worden deels door de lever omgezet in glucose en stromen eerst in de glycolyse. Het ontstane pyruvaat wordt omgezet in acetylCoA. Vetten worden afgebroken tot glycerol en vetzuren. Dit proces heet lipolyse. Het glycerol komt in de glycolyse terecht en wordt vervolgens omgezet in acetylCoA. De vetzuren worden in de beta-oxidatie omgezet tot acetylCoA.
AcetylCoA afbreken tot koolstofdioxide en water
In de citroenzuurcyclus, ook wel Krebscyclus genoemd, wordt acetylCoA afgebroken tot koolstofdioxide. Tijdens de citroenzuurcysclus ontstaan er de energierijke verbindingen FADH en NADH. In het electronentransportsysteem (ETS) en oxidatieve fosforylering worden FADH en NADH onder de noodzakelijke aanwezigheid van zuurstof omgevormd in water, FAD en NAD. Bij dit proces komt zeer veel energie vrij. Deze energie wordt gebruikt om uit adenosinedifosfaat (ADP) en fosfaat (P), adenosinetrifosfaat (ATP) te maken. Per NADH kan 2,5 ATP gemaakt worden. Per FADH kan 1,5 ATP gemaakt worden.
Zowel de citroenzuurcyclus, ETS als oxidatieve fosforylering vinden plaats in de mitochondriën.
Bronnen:
William D. McArdle, Victor L. Katch, & Frank I. Katch (2014) Exercise Physiology, Nutrition, Energy, and Human Performance, LWW Philadelphia