Om het lichaam in staat te stellen duurprestaties te leveren, is het noodzakelijk de energie die is opgeslagen in het lichaam, om te zetten in energie die direct te gebruiken is door de spieren. De universele brandstof voor alle cellen in het lichaam, dus ook de spiercellen, is adenosine trifosfaat (ATP). ATP is een klein molecuul dat vrijgemaakt kan worden uit verschillende grotere brandstofmoleculen in het lichaam. Voorbeelden daarvan zijn glycogeen, triglyceriden, vrije vetzuren en glucose. In het diagram onderaan dit artikel is te zien dat bij verschillende inspanningsniveaus deze energiebronnen ook in verschillende mate gebruikt worden.
 
Tijdens lichte inspanning worden vooral de vrije vetzuren in het bloed (plasma) gebruikt voor omzetting tot ATP, omdat vrije vetzuren via een korte route om te zetten zijn in ATP. De vrije vetzuren worden in de cel via een proces dat aerobe respiratie heet (verbranding met zuurstof) omgezet tot acetylzuur. Acetylzuur bindt aan een coenzym (een molecuul dat de reactie versnelt) en deze combinatie heet acetyl coenzym A (acetylCoA). Hierbij worden vijf moleculen ATP geproduceerd. Zodra acetylCoA gevormd is, kan acetylzuur omgezet worden tot citroenzuur en begint de citroenzuurcyclus, beter bekend als de Krebs cyclus, ontdekt door Hans Krebs. In de citroenzuurcyclus worden via een aantal reacties uit één molecuul acetylzuur twaalf moleculen ATP gevormd, welke weer direct te gebruiken zijn door de spieren.

In mindere mate wordt tijden lichte inspanning ook glucose aanwezig in het bloed gebruikt.  Voor het omzetten van glucose tot ATP is echter een wat langere route nodig. Alvorens de citroenzuurcyclus gestart kan worden om ATP te maken, moet glucose eerst omgezet worden tot twee moleculen pyruvaat, ook wel pyrodruivezuur genoemd. Bij deze reactie komen vijf moleculen ATP vrij, direct te gebruiken door de spier. Hierna kunnen beide moleculen pyruvaat omgezet worden tot acetylzuur, waarna acetylCoA gevormd wordt en de hele citroenzuurcyclus volgt. Zo worden uit elk molecuul pyruvaat ook weer twaalf moleculen ATP gevormd.

 

Daarnaast worden ook reserves in de spieren aangesproken. Vet is opgeslagen in de spieren in de vorm van triglyceriden. Dit zijn moleculen die bestaan uit glycerol en drie vetzuren, die via een proces dat lipolyse heet van elkaar losgemaakt worden. De vrijkomende vetzuren kunnen weer gebruikt worden voor de citroenzuurcyclus.

 

In het diagram is te zien dat zodra de inspanning zwaarder wordt, het gebruik van glycogeen in de spier sterk toeneemt. Glycogeen is de vorm waarin glucose wordt opgeslagen als reserve. Door het omzetten van glycogeen naar glucosemoleculen kan uiteindelijk weer de citroenzuurcyclus gestart worden voor het genereren van ATP. Tijdens zwaardere inspanning is het noodzakelijk deze energiebron aan te spreken, omdat de snel toegankelijke energiebronnen zoals vrije vetzuren en glucose in het bloed, op raken.

Als een atleet gedurende langere tijd gemiddelde inspanning levert (zoals bij bijvoorbeeld een marathon), zijn vrije vetzuren de belangrijkste energiebron voor de spieren. Aangezien het verbruiken van de energiereserves in de spieren een limiterende factor is voor het leveren van inspanning, is elke aanpassing die zorgt voor het minder snel op raken van deze reserves, gunstig. Getrainde atleten hebben hun energiehuishouding zodanig aangepast dat een groter deel van de gebruikte energie afkomstig is uit de verbranding van vrije vetzuren, waardoor de voorraad spierglycogeen minder snel uitgeput raakt, en langduriger inspanning geleverd kan worden.

Bovenbeschreven brandstoffen worden aeroob, dus met gebruik van zuurstof, verbrand door de spier. Bij aerobe verbranding komen weinig afvalstoffen vrij. Zodra het lichaam niet genoeg zuurstof kan leveren, bijvoorbeeld doordat alle zuurstofvoorraden uitgeput zijn door het gebruik van zuurstof bij de verbranding van brandstoffen gedurende langere tijd, stapt het lichaam over op anaerobe verbranding (verbranding zonder zuurstof). Dit is een soort noodoplossing van het lichaam, om toch de spieren van de benodigde ATP te voorzien. Bij anaerobe verbranding komt het afvalproduct melkzuur vrij. Ophoping van melkzuur in spieren zorgt voor vermoeidheid en spierpijn.

 

 

 

 

 

 

Dit artikel is geschreven door Anne Blacquière.