Energiepaden: de menselijke batterij bekeken
Op de momenten dat hij het minst welkom is, verschijnt ie: de man met de hamer ! Het volgende couplet van ‘De paden op, de lanen in’ stokt in de keel en de dumbbells glijden uit de krachteloos geworden handen. Hoe steekt die ‘hamer’ in elkaar en hoe is die ‘man’ te vermijden? We nemen de menselijke batterij eens onder de loep.
Drietrapsraket
De menselijke energieproductie is afhankelijk van zowel tijd als intensiteit. Dat betekent, dat een sporter een sprint maar een hele korte tijd kan volhouden en dat rustig joggen een hele tijd kan worden volgehouden. Een sprint van 10 kilometer is niet mogelijk. De menselijke batterij (lees: het lichaam) kent drie soorten energieproductie die alledrie hun eigen energiesysteem hebben. Het zijn het fosfaat-energiesysteem, het melkzuur-energiesysteem, en het zuurstof-energiesysteem. Als we echt op de 'kleintjes' gaan letten, dus rekenen in duur van enkele seconden, kun je het fosfaat-energiesysteem nog onderverdelen in een ATP- en een CP-energiesysteem. We beschrijven ze hieronder.
De onderdelen van de raket
ATP - staat voor adenosine-tri-fosfaat (in het Engels
schrijf je fosfaat als phosphate, vandaar de P). ATP is een
energierijke chemische verbinding die gevormd wordt door de
energie uit onze voeding en opgeslagen ligt in al onze
lichaamscellen. Alleen door de afbraak van deze verbinding kan
het lichaam energie produceren. De afbraak van ATP levert energie
en een andere verbinding die ADP (adenosine-di-fosfaat)
heet.
CP - staat voor creatinefosfaat. Het is een chemische
verbinding die opgeslagen ligt in de spieren, en die afgebroken
wordt voor de productie van ATP. De combinatie van ADP en CP
levert namelijk ATP. Het fosfaatsysteem is supersnel, maar heeft
een zeer geringe capaciteit.
Melkzuur (ook wel lactaat genoemd) is een zuur en een
vermoeidheid veroorzakende stof. Melkzuur is een afbraakproduct
en ontstaat tijdens de incomplete afbraak van glucose in de
spieren. Het melkzuursysteem is snel, de capaciteit is
gering.
Zuurstof (O2) wordt voornamelijk gebruikt voor
inspanningen van langere duur. De ATP wordt voornamelijk gewonnen
uit de verbranding van koolhydraten (suikers) en vetten. Hierbij
ontstaan water en koolzuurgas. Dit energiesysteem produceert een
rijkelijke hoeveelheid ATP, is relatief langzaam maar kent een
enorme capaciteit.
Anaëroob en aëroob
Energiewinning zonder zuurstof wordt ook wel anaëroob genoemd.
Het fosfaat- en het melkzuursysteem zijn anaëroob. Je hebt er dus
geen zuurstof bij nodig. Bij het zuurstofsysteem (de naam
suggereert het al) wordt wel zuurstof gebruikt. Met andere
woorden het is aëroob. Dit vraagt echter meer tijd, omdat de
zuurstof via longen en bloed naar de spieren moet worden
vervoerd.
| Duur inspanning | Classificatie | Energieleverantie via |
| 1-4 seconden | Anaëroob | ATP (in de spieren) |
| 4-20 seconden | Anaëroob | ATP + CP |
| 20-45 seconden | Anaëroob | ATP + CP + Spierglycogeen |
| 45-120 seconden | Anaëroob + melkzuur | Spierglycogeen |
| 120-140 seconden | Aëroob + Anaëroob | Spierglycogeen + melkzuur |
| 240-600 seconden | Aëroob | Spierglycogeen + vetzuren |
In actie
Beweging (samentrekking van de spieren) produceert ADP dat weer gekoppeld wordt aan CP en zo weer ATP oplevert. CP is opgeslagen in de spieren. Spieren die wat langer in actie moeten komen halen hun ATP uit de glucose dat in de vorm van glycogeen in de spieren ligt opgeslagen en/of uit het bloed. Het lichaam verbrandt altijd (!) een mengsel van koolhydraten (suikers), vetten en eiwitten. Eiwit is geen brandstof, maar een bouwstof. Het lichaam probeert zo min mogelijk eiwit voor energiedoeleinden te gebruiken. Wie streng op dieet gaat of bijvoorbeeld een marathon loopt, begint ook meer eiwitten te verbranden. De koolhydraatvoorraad in ons lichaam is goed voor 90 minuten inspanning. Als die voorraad op is ‘verschijnt de man met de hamer’. Om dit te vermijden moeten zowel krachtsporters als duursporters zorgen dat hun glycogeenvoorraden goed gevuld zijn (koolhydraten eten!). De duursporter moet onderweg koolhydraten aanvullen, bij de krachtsporter is dat in de regel niet nodig, omdat de training of wedstrijd zelden langer dan 45 minuten duurt. Met de voorraad vrije vetzuren kunnen we trouwens enkele dagen vooruit. Verder bevat het lichaamsvet van de gemiddelde mens voldoende energie om zelfs maanden vooruit te kunnen.