We weten allemaal dat het menselijk lichaam energie nodig heeft om te functioneren, maar waar komt deze energie vandaan? Uiteindelijk komt de energie die ons in beweging houdt van het voedsel dat we eten. We kunnen energie uit voedsel echter niet rechtstreeks gebruiken – het moet eerst worden omgezet in adenosinetrifosfaat, of ATP, de onmiddellijk bruikbare vorm van chemische energie die voor alle cellulaire functies wordt gebruikt. Het lichaam slaat een minimale hoeveelheid ATP op in de spieren, maar het grootste deel wordt gesynthetiseerd uit het voedsel dat we eten.
Voedsel bestaat uit koolhydraten, vetten en eiwitten, en deze voedingsstoffen worden tijdens de spijsvertering afgebroken tot hun eenvoudigste vormen (glucose, vetzuren en aminozuren). Zodra deze voedingsstoffen zijn afgebroken, worden ze door het bloed getransporteerd om ofwel te worden gebruikt in een metabolische route of te worden opgeslagen voor later gebruik.
Omdat we geen significante hoeveelheid ATP opslaan en een continue toevoer nodig hebben, moet het voortdurend opnieuw worden gesynthetiseerd. Dit gebeurt op verschillende manieren met behulp van een van de drie energiesystemen:
- Phosphagen (onmiddellijke bron)
- Anaeroob (enigszins traag, gebruikt koolhydraten)
- Aeroob (traag, gebruikt koolhydraten of vet)
Phosphagen
Dit systeem maakt gebruik van creatinefosfaat (CP) en heeft een zeer snelle ATP-produktiesnelheid. Het creatinefosfaat wordt gebruikt om ATP te reconstitueren nadat het is afgebroken om de energie vrij te maken. De totale hoeveelheid CP en ATP die in de spieren is opgeslagen, is klein, zodat er slechts beperkte energie beschikbaar is voor het samentrekken van de spieren. Het is echter onmiddellijk beschikbaar en is essentieel bij het begin van de activiteit, evenals tijdens kortdurende activiteiten met een hoge intensiteit die ongeveer 1 tot 30 seconden duren, zoals sprinten, gewichtheffen of het gooien van een bal.
Anaërobe glycolyse
Anaërobe glycolyse vereist geen zuurstof en gebruikt de energie die in glucose zit voor de vorming van ATP. Deze route vindt plaats in het cytoplasma en breekt glucose af tot een eenvoudiger bestanddeel, pyruvaat genaamd. Als een tussenweg tussen het fosfagene en aërobe systeem kan anaërobe glycolyse vrij snel ATP produceren voor gebruik tijdens activiteiten die grote energie-uitbarstingen vereisen gedurende langere perioden (30 seconden tot maximaal drie minuten, of tijdens uithoudingsactiviteiten voordat een steady state wordt bereikt).
Aërobe glycolyse
Deze weg vereist zuurstof om ATP te produceren, omdat koolhydraten en vetten alleen in aanwezigheid van zuurstof worden verbrand. Deze route vindt plaats in de mitochondriën van de cel en wordt gebruikt voor activiteiten die een aanhoudende energieproductie vereisen. Aërobe glycolyse heeft een langzame ATP-productie en wordt voornamelijk gebruikt tijdens activiteiten van langere duur en met een lagere intensiteit, nadat de fosfagene en anaërobe systemen vermoeid zijn geraakt.
Het is belangrijk te onthouden dat alle drie deze systemen bijdragen aan de energiebehoefte van het lichaam tijdens lichamelijke activiteit. Deze systemen werken niet onafhankelijk van elkaar, maar overheersen op verschillende momenten, afhankelijk van de duur en de intensiteit van de activiteit.