COACH LOGIN
aerobe systeem

Energiesystemen van het lichaam: Aerobe systeem

WEEKAANBIEDINGEN
BODY EN FITSHOP

Dit is het derde en laatste deel van de artikelenreeks die de energiesystemen van het lichaam beschrijven. Het laatste systeem is het Aerobe systeem en dat is het meest complexe en uitgebreide energiesysteem van het lichaam. Nog even in het kort de drie verschillende energiesystemen:

1. ATP-CP systeem / fosfatensysteem
2. Het Anaerobe systeem / melkzuursysteem
3. Het Aerobe systeem

Het ATP-CP systeem is de gemakkelijkste en snelste manier om ATP te genereren en dit gebeurt in afwezigheid van zuurstof (anaeroob). CP staat voor Creatinefosfaat (Engels: “creatine phosphate”) dat is opgeslagen in de skeletspieren. Creatinefosfaat zorgt ervoor dat ATP aangemaakt kan worden. Dit energiesysteem is vooral actief tijdens erg intensieve vormen van trainen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan korte sprintactiviteiten (100m), powerlifting, maar ook aan hoog- en verspringen. Via deze manier kan slechts 10 tot 15 seconden energie worden geleverd aan alle spieren, waarna uitputting plaatsvindt.

Via het Anaerobe / melkzuursysteem wordt ATP geproduceerd door middel van het afbreken van glucose in afwezigheid van zuurstof. Voordat glucose of glycogeen (opgeslagen vorm van glucose in spier en levercellen) energie kunnen leveren, moeten ze eerst worden afgebroken tot glucose-6 fosfaat. Het eindproduct van deze reactie is melkzuur. Dit systeem is in staat om meer energie te leveren dan het fosfatensysteem (ATP-CP systeem), maar is nog steeds gelimiteerd op 30-50 seconden aan energie. De typische 8-12 herhalingen waar veel mensen tijdens krachttraining voor kiezen, maakt vooral gebruik van dit energiesysteem. Een ander voorbeeld is een 400m sprint.

Het Aerobe systeem

Het Aerobe systeem is, zoals de naam al beschrijft, het enige systeem dat afhankelijk is van zuurstof (aeroob). ATP wordt op deze manier langzamer geproduceerd dan bij de overige twee systemen, maar kan wel de meeste energie leveren.

Het Aerobe systeem bestaat uit drie verschillende zuurstofsystemen:

1. Aerobe glycolyse
2. De Krebscyclus / citroenzuurcycles
3. Oxidatieve fosforylering (oxfos) of elektronentransportketen

Het Aerobe systeem gebruikt zowel glucose, glycogeen en vet als brandstof om ATP te genereren in de Mitochondriën (“energiecentrale”) van spiercellen.

800px-Citroenzuurcyclus_met_aconitzuur.svgIn het Anaerobe energiesysteem worden glucose en glycogeen afgebroken  in afwezigheid van zuurstof, het eindproduct van die reactie is melkzuur (lactic acid). In het aerobe energiesysteem is het proces hetzelfde, alleen is er wel zuurstof aanwezig, wat leidt tot een ander eindproduct genaamd pyrodruivenzuur (pyruvic acid). Dit eindproduct is belangrijk voor het tweede proces van het aerobe systeem genaamd de Krebscyclus. Pyrodruivenzuur wordt omgezet tot het molecuul acetyl coenzyme A. De complete oxidatie (verbranding m.b.v. zuurstof) van dit molecuul produceert twee eenheden ATP met de bijproducten kooldioxide en waterstof. Deze waterstofionen verbinden zich weer met andere enzymen en uiteindelijk leveren die energie voor de elektronentransportketen. De complete stofwisseling van 1 glucose molecuul kan op deze manier ongeveer tussen de 35 en 40 ATP genereren. Oftewel 18 keer meer dan via het Anaerobe systeem.

Vet kan ook worden verbrand met de aanwezigheid van zuurstof. Triglyceriden moeten eerst worden omgezet in vrije vetzuren. Deze worden dan omgezet in acyl-Coa moleculen die op hun beurt de Krebscyclus ingaan. Vet kan op deze manier wel 129 ATP moleculen produceren en dat is meer dan bij koolhydraten. Aan de andere kant heeft het verbranden van vet meer zuurstof nodig om ATP te genereren. Hierdoor is de energielevering uit vetten minder efficiënt waardoor koolhydraten  de favoriete en aangewezen brandstof voor de productie van ATP blijven

Het Aerobe systeem is  niet snel in het produceren van ATP, maar heeft wel de capaciteit om energie te produceren voor een veel langere periode. Er kan namelijk een grotere vetvoorraad aangelegd kan worden dan glycogeen uit koolhydraten dat slechts energie voor 30 tot 40 minuten aan  maximale inspanning kan leveren. Een “overschot” aan koolhydraten wordt dan ook met behulp van insuline omgezet in lichaamsvet als reserve brandstof. 

Eiwitten en de aminozuren waaruit deze zijn opgebouwd genieten niet de voorkeur als energieleverancier gezien voor het lichaam. Toch zijn er soms situaties waarin aminozuren wel worden gebruikt om te helpen in de energieproductie. Vooral wanneer er sprake is van een negatieve energiebalans. Dit betekent dat je minder calorieën consumeert (voeding) dan dat je verbruikt (stofwisseling, beweging etc.), wat resulteert in gewichtsverlies. Bij een proces genaamd “gluconeogenese” wordt glucose uit niet koolhydraten, maar andere bronnen gemaakt zoals aminozuren, glycerol (vetten) en pyrodruivenzuur. Aminozuren uit de voeding kunnen worden gebruikt, maar bij onvoldoende voedsel kan het ook worden afgebroken uit het spierweefsel. Dit betekent dan ook dat spiermassa afneemt. Deze situatie komt helaas nog wel eens voor wanneer men gebruik maakt van strenge diëten. Deze zorgen namelijk voor een grote negatieve energiebalans. Hierin ligt dan ook de grootste uitdaging voor bodybuilders die én veel spiermassa willen hebben én een laag vetpercentage. Ze hebben aan de ene kant een calorieoverschot nodig om in spiermassa aan te komen (“bulkfase“) en vervolgens een calorietekort om hun vetpercentage te verlagen, waarbij ze proberen zo min mogelijk spiermassa kwijt te raken (“cutfase“). Vandaar het relatief hoge aandeel aan proteïne in het dieet van bodybuilders om ervoor te zorgen dat het lichaam continu over genoeg aminozuren geschikt om spiergroei te stimuleren en spierafbraak te beperken.

Trainen en het Aerobe systeem

Het Aerobe systeem is vooral actief bij lange inspanningen met een gematigde intensiteit. Joggen, fietsen, wandelen, baantjes trekken etc. Teamsporten zoals voetbal, hockey en basketbal vallen hier echter ook onder. Aerobe training is ook erg belangrijk voor team/veldsporten omdat het je helpt herstellen van andere intensieve oefeningen. Met de gematigde intensiteit van duursport zal vaak na 90 minuten sporten de grootste voorraad aan glycogeen in het lichaam op zijn. Door zowel training als een hoge koolhydraat inname is het mogelijk meer glycogeen in het lichaam op te slaan door beter gebruik te maken van de maximale opslagcapaciteit. Veel duursporters maken hier gebruik van. Koolhydraten laden heeft dus een gunstig effect op het duurvermogen. Men gaat er niet sneller van lopen, maar kan wel langer een bepaald tempo volhouden. Bodybuilders maken o.a. gebruik van koolhydraat laden omdat glycogeen in de spieren vocht vasthoudt waardoor deze groter ogen.

Samenvatting

Het lichaam kan op verschillende manieren energie leveren. Het fosfatensysteem of ATP-CP systeem, het anaerobe systeem of melkzuur systeem en het aerobe systeem. Belangrijk om te weten, is dat alle drie de systemen altijd samen actief zijn. De duur en de inspanning bepalen welk systeem het meest actief is. Het Aerobe systeem is het meest complexe systeem en kan de grootste hoeveelheid energie leveren. Vooral omdat in dit systeem vetten worden verbrand, die men over het algemeen genoeg voorhanden heeft.

Referenties

NASM Essentials of Personal Fitness Training
The Three Metabolic Energy Systems by Jason Karp PhD
All About your Metabolic Energy Systems by Andrew Heffernan

WEEKAANBIEDINGEN
BODY EN FITSHOP

Over Koen Heijmans

Koen heeft zijn sportopleiding gevolgd in Santa Barbara, Californië en daar zijn diploma in Health and Physical Education behaald. Momenteel is hij personal trainer en schrijft vanuit zijn kennis en ervaring

2 reacties

  1. Sanjay op zegt:

    Geweldig artikel! Dit is precies wat ik nodig had. Ik schrijf een scriptie (Fitvak B) en werd er gevraagd welke energiesysteem het meest wezenlijk zou zijn voor de doelstelling van de sporter. Nou, dit is prima uitgelegd en beter dan in het boek.

Plaats een reactie