De getunede Porsche in ieder van ons

De verschillende energieleveringsystemen van ons lichaam

dinsdag 29/09
energieleveringssytemen van het menselijk lichaam

Om op een begrijpbare manier uit te leggen welke drie brandstoffen ons lichaam gebruikt om energie te leveren aan onze spieren, vergelijk ik ons graag met een hybride sportwagen. Voor velen onder ons is de film ‘The fast and the furious’ niet onbekend. Net als de blitse sportkarren in deze street race movie wil ik onze bolide uitrusten met een lachgas-injectiesysteem.

Het principe van energielevering in de spiercellen van ons lichaam is afhankelijk van de intensiteit van de inspanning. Zodra het vermogen dat onze motor moet leveren, verandert, zal ook de brandstof waarop deze motor draait, wijzigen.

 

koolhydraten als energieleverancier

Net als in de motor van onze sportwagen is de reactie die energie levert een verbranding. Bij de verbranding onder de motorkap wordt benzine en zuurstof tot ontploffing gebracht en vormen zwavel, stikstof en koolstof -samen met roet- en fijnstofdeeltjes- de afvalproducten die uitgestoten worden. De energie die bij deze ontploffing vrijkomt, drijft de wielas aan zodat onze wagen zich voortbeweegt. 

Net als benzine zijn koolhydraten de brandstof die wij moeten ‘tanken’. Deze opname gebeurt via de voeding en de drank

Als wij inspanningen leveren aan lage intensiteit, zoals wandelen, fietsen op tempo van onze kinderen of een frisse duik in het zwembad van ons vakantiehuis, gebruiken wij als brandstof voornamelijk ons eigen lichaamsvet. In een reactie met zuurstof, afkomstig uit de bloedbaan, zal dit lichaamseigen vet na verbranding het gevraagde vermogen opwekken. Een sportwagen zal aan lage snelheden en bij een laag toerental vooral de elektriciteit van de batterijen als energieleverancier gebruiken. Om dit systeem te initiëren, zal het voertuig wel een minimale hoeveelheid benzine moeten aanspreken, al is het maar om na het instappen de motor aan de praat te krijgen. Ook bij ons in het lichaam zal de reactie die energie oplevert, samen met lichaamsvetten, een minimale hoeveelheid koolhydraten verbruiken. Net als benzine zijn koolhydraten de brandstof die wij moeten ‘tanken’. Deze opname gebeurt via de voeding en de drank.  

Als afvalstof van deze reactie wordt lactaat of melkzuur aangemaakt. De ontwerper van ons lichaam was zeer ingenieus, want hij heeft er voor gezorgd dat ongeveer 20% van de afvalstoffen die ontstaan bij de energieleverende reacties worden opgenomen als medebrandstof voor de daarop volgende reacties! Vergelijk het met het oplaadsysteem van de autobatterij: in ‘hybridestand’ wordt de accu automatisch opgeladen als de wielen draaien.

Dit fenomeen, genaamd ‘lactaat shuttle’, gebeurt ter hoogte van onze lever. Daar zijn enzymes verantwoordelijk voor de omzetting van lactaat naar glucose. Dit product wordt dan zo terug te ingezet ter hoogte van de spiercel. Weetje: de enzymes die deze omzetting mogelijk maken zijn ook verantwoordelijk voor de afbraak van alcohol! Iemand die dus een efficiënte ‘lactaat shuttle’ heeft, zal ook beter tegen de drank kunnen.

Als wij in onze sportwagen de drang voelen om naar een sportievere rijstijl over te schakelen, zal de ‘hybridestand’ de vraag naar energie van de motor niet meer kunnen volgen. Hoe sneller we rijden, hoe hoger het energieverbruik. En hoe meer benzine wordt verstookt, hoe meer afvalstoffen er worden geproduceerd.

De vergelijking met ons lichaam is ook hier treffend, want als de intensiteit van onze inspanning stijgt, zijn wij steeds minder bij machte om lichaamsvetten te verbranden. Bijgevolg moeten we meer onze koolhydratenvoorraad aanspreken om aan de energievraag te beantwoorden. Tevens zullen wij steeds meer afvalstoffen onder de vorm van melkzuur creëren.

 

Vanaf een hogere intensiteit zal het overtollige lactaat zich opstapelen, wat nefast is voor de prestatie

Om sporten aan deze hogere intensiteit relatief lang vol te houden, moeten we vermijden dat onze spiercellen meer melkzuur produceren dan dat ze het opnieuw kunnen gebruiken als medebrandstof voor de volgende reacties. Vanaf deze intensiteit zal het overtollige lactaat zich beginnen op te stapelen. Wat nefast is voor de prestatie, want de overstock van melkzuur zal er voor zorgen dat de energieproductie in het algemeen afneemt. Onze ‘fabriek’ is dan zodanig volgestapeld met afvalproducten, dat er onvoldoende ruimte voor de energieproductie overblijft. 

Op dat moment is de verzuring ingetreden. Een proces dat we niet alleen tijdens, maar zelfs tot een drietal dagen na de inspanning voelen in onze stijve spieren. ‘Uitlopen’ of ‘cooling down’ aan zeer lage intensiteit zal het overtollige lactaat alvast sneller helpen verwerken dan stilzitten of zelfs liggen. Vandaar dat onze wielrenners na een wedstrijd steevast nog eventjes op de rollen losrijden.

Om mijn vergelijking met een racecar volledig te maken, komt nu de lachgasinjectie van pas. Hoewel deze niet meteen voor de overproductie van afvalstoffen zorgt en op die manier op termijn het geleverde vermogen van de motor negatief beïnvloedt, wil ik de druk op de knop om lachgas te injecteren in de brandstofpomp wél vergelijken met het inzetten van een eindsprint op een loopwedstrijd. Als, afhankelijk van hoeveel gas die er per seconde wordt geïnjecteerd, het lachgas op is, zal de wagen terugvallen op het maximale vermogen van de benzinemotor. Zodra wij ‘in het rood’ fietsen, lopen of zwemmen zal ook deze inspanning van relatieve korte duur zijn. Nadien zal de sporter moeten terugvallen op een intensiteit waarop de afvalstoffen weer volledig kunnen worden opgenomen in functie van de volgende verbrandingsreacties.

Uiteraard is het mechanisme een stuk complexer dan wat we binnen deze beperkte ruimte proberen uit de doeken te doen. Zo komt er tijdens een inspanning in ons lichaam niet alleen lactaat, maar ook onder meer ATP (de energiedrager nodig voor ons spierwerk) en warmte vrij. Tevens worden naast melkzuur, lichaamsvetten en koolhydraten nog andere stoffen bij de verbrandingsreactie in onze spiercellen betrokken. Maar het is geenszins onze bedoeling om de volledigheid na te streven.

In deze reeks willen we wel stelselmatig een antwoord bieden op vragen als: Welke energieleveringssystemen worden nu het meest aangesproken bij welke specifieke sporttakken? Welke koolhydraten nemen wij  nu best tot ons in functie van de gevraagde inspanning? Hoe kunnen wij deze drie voornaamste energieleveringssystemen beter trainen in functie van een persoonlijke sportieve doelstelling? Wordt vervolgd…

Sporta-magazine is een uitgave van Sporta-federatie, die deel uitmaakt van de Sporta-groep.