Thema 1
Thema 1
Thema 1
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Thema</strong> 1<br />
sport en spieren<br />
6<br />
intro<br />
Goud voor Tia!<br />
Tia Hellebaut werd in 2008 met een sprong over 2,05 m nieuw<br />
olympisch kampioene in het hoogspringen. Een dag na de zilveren<br />
estafettemeisjes zorgde Hellebaut voor de tweede gouden Belgische<br />
atletiekmedaille bij de vrouwen ooit op de Spelen, de 139ste medaille<br />
voor ons land.<br />
Een dergelijke prestatie vraagt, naast een buitengewone coördinatie, voldoende energie om<br />
het lichaam in een fractie van een seconde op een hoogte van meer dan 2 m te krijgen; een<br />
korte, hevige krachtexplosie dus. Tia Hellebaut gebruikte daarvoor de witte vezels in haar<br />
beenspieren. Ze voorzag die van energie door de hydrolyse van ATP, dat op zijn beurt gevormd<br />
wordt bij de splitsing van glucose in de glycolyse. Wat dit allemaal betekent – en meer – ontdek<br />
je in dit thema.<br />
1 Drie soorten spieren<br />
Alle bewegingen in ons lichaam worden veroorzaakt door spieren. We onderscheiden drie<br />
soorten spieren. Ze verschillen in bouw en functie.<br />
• De dwarsgestreepte spieren of skeletspieren nemen ongeveer<br />
40 % van het lichaamsgewicht in. De meeste verbinden<br />
verschillende beenderen van ons skelet, waaraan<br />
ze vastzitten via pezen. Wanneer de spieren samentrekken<br />
(contractie), bewegen die beenderen ten opzichte<br />
van mekaar en kunnen ze kracht uitoefenen. Dat samentrekken<br />
gebeurt als reactie op een bewust commando<br />
(behalve bij reflexbewegingen): het zijn willekeurige<br />
spieren.<br />
Dwarsgestreepte spieren vertonen typische dwarse<br />
strepen – vandaar de naam – en bestaan uit lange,<br />
cilindervormige spiercellen. Ze spelen een hoofdrol in dit<br />
hoofdstuk.<br />
• Gladde spieren hebben geen dwarse strepen, wat meteen<br />
hun naam verklaart. Ze zijn te vinden in de wanden<br />
van bloedvaten, de darm, de baarmoeder, de huid en de<br />
klieren. Ze zijn heel anders van bouw dan skeletspieren<br />
en bewegen onafhankelijk van de wil.<br />
Hellebaut in actie tijdens de finale<br />
(foto: Belga)<br />
inkijkexemplaar<br />
Lichtmicroscopische opname van een<br />
overlangse doorsnede van een skeletspier.<br />
Let op het dwarse streeppatroon.<br />
Microscopische foto van glad spierweefsel
• De hartspieren zijn bijzondere spieren: ze vertonen dwarse<br />
strepen zoals de skeletspieren, maar bestaan uit kortere, vaak<br />
vertakte vezels.<br />
Hun samentrekking is onwillekeurig (net als bij de gladde spieren)<br />
en maar goed ook: het zou vrij vermoeiend zijn als je je<br />
hart voor elke slag een commando moest geven.<br />
Hartspiercellen met kernen en dwars streeppatroon<br />
Ons lichaam bevat drie soorten spieren:<br />
• skeletspieren vertonen een typisch dwarsgestreept patroon en maken willekeurige<br />
bewegingen van het skelet mogelijk.<br />
• gladde spieren vertonen dat dwarsgestreepte patroon niet en zorgen voor bewegingen<br />
van de organen, onafhankelijk van de wil.<br />
• de hartspier is dwarsgestreept maar bestaat uit een ander soort vezels dan skeletspieren.<br />
Ze zorgt, onafhankelijk van de wil, voor de samentrekking van het hart en<br />
pompt het bloed door het lichaam.<br />
2 Bouw en werking van een skeletspier<br />
2.1 Cellen, vezels en fibrillen<br />
Een dwarsgestreepte spier is samengesteld uit duizenden<br />
cilindervormige spiervezels, veelkernige spiercellen die wel<br />
10 keer dikker zijn dan gewone lichaamscellen en bovendien<br />
fenomenaal lang, wel tot 30 cm. Deze spiervezels ontstaan<br />
door versmelting van honderden embryonale spiercellen,<br />
waarbij slechts één uitwendig membraan overblijft. Zo’n<br />
veelkernige cel wordt ook wel een syncytium genoemd.<br />
Omdat deze structuur anders is dan bij onze andere cellen,<br />
krijgen de verschillende celonderdelen een naam die wat afwijkt<br />
van de gewone namen. We gebruiken vaak het voorvoegsel<br />
‘sarco-’, wat afkomstig is van het Grieks en in die<br />
taal ‘vlees’ betekent.<br />
Een skeletspier is opgebouwd uit spiervezels. Een aantal spiervezels<br />
vormt samen een spierbundel. De spierbundels vormen<br />
samen de buik van de spier.<br />
Spiervezels, spierbundels en de spier als geheel zijn omgeven<br />
door een laag bindweefsel die uitloopt in de pezen. De pezen<br />
vormen de verbinding van de spier met het skelet.<br />
Een skeletspier (dwarsgestreepte spier)<br />
is opgebouwd uit spiervezels.<br />
inkijkexemplaar<br />
7
8<br />
Iedere spiervezel is omgeven door een membraan: het sarcolemma. Net als de membraan<br />
van een individuele cel is het sarcolemma selectief doorlaatbaar: sommige stoffen worden<br />
doorgelaten, andere niet.<br />
Het cytoplasma van een spiervezel heet sarcoplasma. In het sarcoplasma spelen zich belangrijke<br />
stofwisselingsprocessen af, zoals de oxidatie van sachariden en vetten. Het voornaamste<br />
deel daarvan – het aerobe gedeelte – gaat door in de mitochondriën (zie module 1).<br />
Spiervezels bevatten grote aantallen mitochondriën, en dat is logisch: die organellen zorgen<br />
immers voor het grootste deel van de energie die een cel verbruikt.<br />
In het sarcoplasma worden ook reservestoffen opgestapeld, zoals glycogeen en vetdruppeltjes.<br />
Het endoplasmatisch reticulum van de spiercel, dat we in deze cellen het sarcoplasmatisch<br />
reticulum noemen, bestaat uit verschillende functionele delen: sommige spelen een<br />
rol bij de overdracht van een zenuwprikkel naar de spier en het uitlokken van de contractie;<br />
andere delen bevatten ribosomen en staan in voor de opbouw van eiwitten. De informatie<br />
die nodig is voor de opbouw van die eiwitten zit in de celkernen.<br />
Eiwitten zijn zeer belangrijke bestanddelen van de spier omdat ze zorgen voor de contractie.<br />
De voornaamste daarvoor zijn actine en myosine. Een ander belangrijk eiwit is<br />
myoglobine, dat de spier haar rode kleur geeft en zorgt voor de zuurstofopname.<br />
Elke spiervezel wordt omgeven door een laagje bindweefsel: het endomysium, ook wel vezelschede<br />
genoemd. Meerdere spiervezels samen (tot 150) vormen een spierbundel, die<br />
omgeven wordt door een laag bindweefsel die we de bundelschede noemen. Alle spierbundels<br />
samen vormen de buik van de spier. Die wordt nog eens omgeven door een laag bindweefsel:<br />
de spierschede. Aan de uiteinden van de spier vormt dat bindweefsel de pezen.<br />
Bij een sterkere vergroting zien we dat elke spiervezel bestaat uit een aantal 1 μm dikke<br />
spierfibrillen, ook myofibrillen genoemd, die onder de microscoop een regelmatig patroon<br />
van lichte en donkere banden vertonen; vandaar de naam ‘dwarsgestreepte spieren’.<br />
De lichte banden in een spierfibril noemen we I-banden (isotrope banden), de donkere Abanden<br />
(anisotrope banden). In het midden van elke I-band vinden we een donkere lijn: de<br />
Z-band. Het 2,5 μm lange stuk tussen 2 Z-banden noemen we een sarcomeer.<br />
Het sarcomeer is de functionele eenheid van een spiercel, en herhaalt zich in de lengterichting<br />
talloze keren.<br />
inkijkexemplaar<br />
Lichtmicroscopische opname van een overlangse doorsnede van een<br />
skeletspier. Let op de donkere Abanden, lichtgekleurde Ibanden en de<br />
dunne Zband in het midden van elke Iband.<br />
Spierfibrillen zijn opgebouwd uit een<br />
aaneenschakeling van sarcomeren.<br />
Let op de donkere Aband en de lichtere<br />
Ibanden.
Bij een nog sterkere vergroting zien we dat elk sarcomeer opgebouwd is uit dikke en dunne<br />
eiwitfilamenten. De dikke filamenten zijn opgebouwd uit het eiwit myosine en liggen<br />
in de A-banden. De dunne filamenten bestaan uit het eiwit actine en lopen van de Z-band<br />
tot in de tussenruimte van de myosinefilamenten. In feite moet je dit ruimtelijk zien: elk<br />
myosinefilament is op de plaats waar beide filamententypes voorkomen omgeven door<br />
zes actinefilamenten.<br />
Een spiervezel is opgebouwd uit spierfibrillen. Elke spierfibril bestaat uit een aaneenschakeling van sarcomeren. Let op<br />
de donkere Aband en de lichtere Ibanden.<br />
De donkere Aband bestaat uit dikke myosinefilamenten, de lichtere Iband uit dunnere actinefilamenten. Bij samentrekking<br />
van de spier schuiven de actinefilamenten tussen de myosinefilamenten, zodat de spier korter wordt.<br />
2.2 Glijdende eiwitten<br />
Binnen een sarcomeer kunnen de actinefilamenten aan weerskanten tussen de in het midden<br />
gelegen myosinefilamenten glijden. Bij een contractie schuiven deze eiwitten in elkaar<br />
door chemische interactie; bij de ontspanning schuiven ze weer uit elkaar door de elasticiteit<br />
van de weefsels en door eventuele trekkrachten aan het uiteinde van de spier.<br />
Zijdelings vertonen de myosinefilamenten uitstulpingen (hoofdjes genoemd) die zich<br />
binden aan de daarnaast gelegen actinefilamenten wanneer de spier samentrekt. Bovendien<br />
buigen ze dan meteen in de richting van het centrum van het sarcomeer, waardoor<br />
de vastklevende actinefilamenten ook in die richting worden meegetrokken. Zolang de<br />
spier samentrekt, vertoont elk van die hoofdjes een zich steeds herhalende cyclus van<br />
binden, buigen en loslaten, waarbij het actine telkens wat verder vastgegrepen wordt.<br />
Myosinefilamenten dragen zeer veel van deze hoofdjes, die elk apart slechts een kleine<br />
kracht en een kleine verplaatsing veroorzaken.<br />
inkijkexemplaar<br />
9
10<br />
Door het steeds weer herhalen van de cyclus door de vele actieve (en asynchrone) hoofdjes<br />
schuiven de actinefilamenten verder en verder naar het centrum van het sarcomeer,<br />
waardoor de spier inkort. Wanneer de spier tegengehouden wordt zodat ze niet kan<br />
inkorten, zal ze kracht ontwikkelen door de optelsom van alle minieme krachten van de<br />
aparte actieve hoofdjes.<br />
• Dwarsgestreepte spieren zijn opgebouwd uit lange spiervezels. Die zijn bij elkaar gevoegd<br />
tot spierbundels, die samen de samentrekbare buik van de spier vormen. Zowel<br />
de aparte spiervezels als de spierbundels en de spier als geheel zijn omgeven door<br />
bindweefsel, dat uitloopt in de pezen. Door die pezen is de spier verbonden met het<br />
skelet.<br />
• Spiervezels zijn op hun beurt opgebouwd uit spierfibrillen, die een typisch patroon van<br />
lichte en donkere banden vertonen. Elke spierfibril is opgebouwd uit een reeks sarcomeren.<br />
Het sarcomeer is de functionele eenheid van de spier: het bestaat uit actine en myosinefilamenten,<br />
die ten opzichte van elkaar kunnen verschuiven. Wanneer een spier samentrekt,<br />
schuiven de actinefilamenten tussen de myosinefilamenten: op die manier<br />
wordt de spier korter en oefent ze kracht uit.<br />
3 energie voor de spieren<br />
3.1 De universele energiedrager in de cel: ATP<br />
Bij alle chemische reacties in de cel waarbij energie opgenomen of vrijgemaakt wordt,<br />
komen we ATP tegen. ATP is de afkorting van adenosinetrifosfaat. Het is een zogenaamde<br />
nucleotide; dat wil zeggen dat het bestaat uit een organische base (in dit geval adenine),<br />
een sacharide (ribose) en een of meer fosfaatgroepen (in dit geval drie). De verbinding van<br />
adenine en ribose heet adenosine: je kan dus ook zeggen dat ATP een verbinding is van<br />
adenosine met drie fosfaatgroepen.<br />
inkijkexemplaar<br />
ATP of adenosinetrifosfaat is een heel belangrijke molecule in het lichaam omdat ze tussenkomt in haast alle reacties<br />
waarbij er een overdracht van energie gebeurt.<br />
Het bijzondere zit in de bindingen waarmee de tweede en de derde fosfaatgroep aan de molecule gebonden zitten: dat<br />
zijn energierijke fosfaatbindingen.<br />
De drie fosfaatgroepen bezorgen ATP zijn speciale eigenschappen. Twee van de drie zijn<br />
aan de molecule gebonden via een zogenaamde energierijke fosfaatbinding. Dat wil zeggen<br />
dat er veel meer energie nodig is om die binding te vormen dan voor de binding van<br />
een ‘normale’ fosfaatgroep. Dat heeft te maken met het feit dat een fosfaatgroep vrij<br />
omvangrijk is, en bovendien negatief geladen bij de zuurtegraad in de cel. Daardoor is<br />
het niet zo moeilijk om de eerste fosfaatgroep te binden aan een molecule, maar veel<br />
moeilijker om daar nog een tweede en zeker een derde aan te binden. De binding van de<br />
derde vraagt meer dan dubbel zoveel energie als die van de eerste. Omgekeerd komt er<br />
ook extra energie vrij wanneer een dergelijke binding verbroken wordt.
Fosfaatgroepen kunnen van ATP losgemaakt worden door hydrolyse (zie module 1):<br />
myosine ATP-ase<br />
ATP + H 2 O → ADP + P i + 31 kJ<br />
ADP staat voor adenosinedifosfaat: adenosine met twee fosfaatgroepen. P i is het anorganisch<br />
fosfaat.<br />
ADP kan nog een fosfaatgroep afstaan, maar dat levert minder energie op:<br />
ADP + H 2 O → AMP + P i + 21 kJ<br />
AMP staat voor adenosinemonofosfaat: adenosine met nog één fosfaatgroep.<br />
Ook de laatste fosfaatgroep kan afgesplitst worden. Dat is echter geen energierijke fosfaatgroep.<br />
AMP + H 2 O → adenosine + P i + 14 kJ<br />
Je ziet dat er vooral veel energie vrijkomt bij het afsplitsen van de derde fosfaatgroep. Die<br />
reactie wordt dan ook het meest gebruikt om reacties waarvoor energie nodig is ‘aan te<br />
drijven’. We spreken in zo’n geval van gekoppelde reacties: de energie die vrijkomt bij het<br />
splitsen van ATP wordt overgedragen op de reagentia van een andere reactie. Daardoor<br />
reageren die makkelijker.<br />
3.2 ATP en spiercontractie<br />
ATP is ook nodig voor de samentrekking van de spieren, zoals voor zoveel andere energievragende<br />
processen.<br />
Wanneer een spier door een zenuw geprikkeld wordt, zijn er heel wat tussenliggende<br />
stappen vooraleer de actine- en myosinefilamenten aan het werk gaan (elektrische impulsgeleiding,<br />
ionenverplaatsingen, vormveranderingen van regulerende eiwitten enz.).<br />
Een late en zeer belangrijke stap is het vrijgeven van energie ter hoogte van de myosinehoofdjes<br />
door ATP-splitsing in ADP en fosfaat.<br />
Onder invloed van die energie gaan de hoofdjes, die normaal loodrecht op de myosinemolecule<br />
staan, zich buigen in een hoek van 45 °. Daardoor worden de actinefilamenten<br />
naar het midden van het sarcomeer getrokken, waarbij zoals eerder gezegd de spier korter<br />
kan worden en kracht kan uitoefenen.<br />
3.3 Hoe komen de spieren aan ATP?<br />
Een spier heeft altijd een beetje ATP in voorraad om aan de meest dringende energiebehoefte<br />
te voldoen. ATP wordt daarbij gehydrolyseerd door myosine:<br />
myosine ATP-ase<br />
ATP + H 2 O → ADP + P i + 31 kJ<br />
inkijkexemplaar<br />
Dit voorraadje is echter zeer beperkt: een noodvoorraadje zeg maar, hoogstens genoeg<br />
voor het opwekken van 5 kJ aan energie. Dat volstaat voor een inspanning van 2 à 3 seconden.<br />
Wil je een langere inspanning leveren, dan moet je een energiebron vinden die je<br />
toelaat je ATP-voorraad aan te vullen. Dat gebeurt in verschillende stappen, uit verschillende<br />
bronnen. Die bronnen verschillen in de snelheid waarmee ze aangesproken kunnen<br />
worden, in hun vermogen (de energie die per tijdseenheid vrijkomt), en in hun capaciteit<br />
(d.w.z. de totale tijd dat ze aangesproken kunnen worden).<br />
• Een eerste bron van extra ATP is creatinefosfaat (CP). Creatinefosfaat is een organische<br />
molecule die ook een energierijke fosfaatbinding bevat. Het kan dit fosfaat overdragen<br />
op ADP, waardoor ATP ontstaat.<br />
creatinekinase<br />
creatinefosfaat + ADP ⇋ creatine + ATP<br />
Dit systeem kan meteen in actie treden: de voorraad ATP kan op deze manier dus zeer<br />
snel aangevuld worden.<br />
11
12<br />
De hoeveelheid creatinefosfaat in de spieren is echter beperkt: voldoende voor 15 kJ<br />
energie. Dat is voldoende voor een inspanning van 10 à 20 seconden. Belangrijk aan deze<br />
vorm van energielevering is dat de energie zeer snel ter beschikking gesteld wordt, en<br />
dat er geen afvalproducten ontstaan zoals melkzuur. Ook het opnieuw aanvullen van de<br />
voorraad creatinefosfaat na de inspanning gaat snel: na ongeveer 1 minuut is de voorraad<br />
terug op peil.<br />
• Als de inspanning langer duurt dan 20 seconden, treedt een ander mechanisme in werking:<br />
de glycolyse, wat omslachtiger ook wel de lactische anaerobe fase genoemd.<br />
Glycolyse betekent letterlijk ‘splitsing van glucose’, en dat is kort samengevat ook wat<br />
er gebeurt. Uit een molecule glucose met 6 koolstofatomen ontstaan via een aantal<br />
reacties twee moleculen met 3 koolstofatomen: pyrodruivenzuur of pyruvaat. Bij deze<br />
omzetting ontstaan ook 2 moleculen ATP. Deze reeks reacties gaat door in het cytoplasma,<br />
buiten de mitochondriën.<br />
glucose → 2 pyrodruivenzuur + 2 ATP<br />
Zolang de zuurstoftoevoer naar de spier niet voldoende is, blijft de energielevering beperkt<br />
tot de glycolyse. Het gevormde pyrodruivenzuur wordt dan omgezet in melkzuur<br />
(= lactaat).<br />
pyrodruivenzuur + 2 H → melkzuur<br />
In deze omstandigheden kan een maximale inspanning 45 à 90 seconden volgehouden<br />
worden. Bij een langere inspanning wordt er zoveel lactaat gevormd dat de werking<br />
van de spieren in het gedrang komt. Je krijgt een gevoel van uitputting en de spieren<br />
voelen pijnlijk aan.<br />
Na het stoppen van de inspanning wordt het lactaat grotendeels weggevoerd door<br />
het bloed, waar het opgevangen wordt door de lever, het hart en de nieren. Die organen<br />
kunnen lactaat als energiebron gebruiken. Het duurt 15 minuten voor ongeveer de<br />
helft van het lactaat is verdwenen, en ongeveer 45 minuten voor het helemaal weg is.<br />
De glucose die nodig is voor de glycolyse is afkomstig van de hydrolyse van glycogeen,<br />
dat in de spier opgeslagen ligt. Dat is een voordeel, omdat het dan niet via het bloed<br />
aangevoerd moet worden. Bij een langdurige inspanning wordt ook glycogeen uit de<br />
lever afgebroken tot glucose, die dan via het bloed de spieren bereikt.<br />
Het lactaatsysteem is belangrijk omdat het een snelle vorming van ATP mogelijk maakt.<br />
Bij een sportprestatie van gemiddelde duur (400 m, 800 m …) is het de voornaamste<br />
bron van energie.<br />
• Naarmate de duur van de inspanning toeneemt (vanaf 2 à 3 minuten) zal ook het aandeel<br />
van de aerobe energielevering toenemen, op voorwaarde tenminste dat er voldoende<br />
zuurstof aanwezig is. Het pyruvaat dat bij de glycolyse gevormd werd, wordt<br />
dan opgenomen in de mitochondriën en ondergaat daar een lange reeks reacties waarbij<br />
het volledig afgebroken wordt tot CO en water. Die reacties leveren bovendien<br />
2<br />
genoeg energie op voor de vorming van 36 moleculen ATP.<br />
inkijkexemplaar<br />
2 pyruvaat + 5 O 2 → 6 CO 2 + 4 H 2 O + 36 ATP<br />
Deze vorming van ATP is een condensatiereactie:<br />
ADP + P i → ATP + H 2 O<br />
Ook vetzuren, die ontstaan bij de hydrolyse van vetten, kunnen<br />
in dit systeem ingeschakeld worden om energie te leveren.<br />
Het aandeel van sachariden en vetten in de energielevering<br />
is afhankelijk van de intensiteit en de duur van de inspanning:<br />
als de intensiteit groot is, worden er relatief veel sachariden<br />
verbruikt. Naarmate de inspanning langer duurt,<br />
zullen er meer vetten verbruikt worden.<br />
Spiercellen bevatten grote aantallen<br />
mitochondriën.
Om je gewicht onder controle te houden, wil je vooral vetten verbruiken: daarvoor hoef je<br />
dus geen zware inspanningen te leveren, maar je kan ze het best wel zo lang mogelijk volhouden.<br />
Het grote voordeel van het aerobe systeem is natuurlijk dat er een grote hoeveelheid<br />
ATP gevormd wordt. 95 % van de energie die uit glucose kan vrijgemaakt worden (36 van<br />
de 38 ATP-moleculen) komt tijdens deze fase ter beschikking. Bovendien komen er geen<br />
afbraakproducten vrij die vermoeidheid in de hand werken. In de sport zal het aerobe systeem<br />
daarom vooral geschikt zijn voor langdurige inspanningen.<br />
In de loop van de tijd komen de verschillende energiesystemen dus na elkaar in actie in<br />
een bepaalde volgorde, elk met hun eigen voor- en nadelen. In onderstaande tabel vind je<br />
een overzicht.<br />
Systeem Energiebron Tijdstip Tijdsduur Vermogen Capaciteit Melkzuur Sport<br />
ATP ATP Onmiddellijk 2-3 s Groot Klein Neen Hoogspringen<br />
CP CP Onmiddellijk 7-10 s Groot Klein Neen 100 m<br />
sprint<br />
Glycolyse Glycogeen Na 10 s 10-90 s Groot Vrij klein Ja 400 m<br />
Aeroob Glycogeen +<br />
vetten<br />
Na 2-3 min. ± onbeperkt Klein Groot Neen 10 000 m<br />
lopen<br />
(Met vermogen bedoelen we de hoeveelheid energie die per seconde kan afgegeven worden.<br />
Met capaciteit bedoelen we de periode dat de inspanning kan volgehouden worden)<br />
Naargelang de duur en de intensiteit van je sport gebruik je andere energiesystemen:<br />
voor een korte krachtexplosie (bv. hoogspringen) haal je je energie uit het ATP dat je altijd<br />
in voorraad hebt. Duurt die krachtexplosie langer (zoals bij 100 m sprint) dan spreek je<br />
ook je creatinefosfaatvoorraad aan. Bij nog langere inspanningen gebruik je de glycolyse<br />
(vanaf een seconde of 10) of het aerobe gedeelte van de ademhaling (vanaf 2-3 minuten).<br />
Dat laatste kan wel alleen als de toevoer van zuurstofgas naar je spieren groot genoeg is.<br />
Je hoeft natuurlijk niet heel je sportprestatie lang dezelfde energiebron te gebruiken:<br />
bij het wielrennen gebruik je gedurende de rit (een langdurige, niet zo intense inspanning)<br />
het aerobe systeem. Bij de spurt heb je echter extra kracht nodig: dan schakel je de<br />
glycolyse in.<br />
• Een spier trekt samen door toedoen van ATP: een molecule die dienst doet als universele<br />
energiedrager in de cel. De energie zit in energierijke fosfaatbindingen: wanneer<br />
die verbroken worden (door hydrolyse) komt er meer dan dubbel zoveel energie vrij als<br />
bij het verbreken van een gewone fosfaatbinding.<br />
inkijkexemplaar<br />
• De spier gebruikt energie uit ATP om de actinefilamenten naar het midden van het<br />
sarcomeer te schuiven: de spier wordt dan korter en oefent kracht uit.<br />
• Als de eigen ATPvoorraad op is, kan een spier op drie manieren aan nieuwe ATP komen:<br />
– door overdracht van fosfaat van creatinefosfaat op ADP<br />
– door het anaerobe gedeelte van de ademhaling of glycolyse<br />
– door het aerobe gedeelte van de ademhaling.<br />
• Deze drie systemen komen na elkaar in actie. Het CPsysteem is geschikt voor heel<br />
korte inspanningen, de glycolyse voor iets langere (vanaf een seconde of 10) en de<br />
aerobe ademhaling voor nog langere (vanaf 2 à 3 minuten).<br />
13
14<br />
4 Drie soorten spiervezels<br />
Goede marathonlopers zijn meestal zwakke sprinters, en een goede sprinter maakt weinig<br />
kans om een marathon te winnen. Dat heeft alles te maken met de bouw van hun spieren,<br />
en meer bepaald met de soorten spiervezels waaruit hun spieren opgebouwd zijn.<br />
Haile Gebrselassie (Ethiopië) wint de marathon<br />
van Berlijn in 2008 in een nieuwe wereldtijd van<br />
2 uur, 3 minuten en 59 seconden.<br />
Sprinters bij de start<br />
In ons lichaam komen er drie soorten spiervezels voor: witte,<br />
rode en gemengde. Ze hebben verschillende eigenschappen<br />
en samen zorgen ze ervoor dat onze spieren in de meest<br />
verschillende omstandigheden efficiënt kunnen werken. Het<br />
verschil tussen een sprinter en een marathonloper zit vooral<br />
in de verhouding tussen het aantal witte en rode vezels in<br />
hun spieren.<br />
Lichtmicroscopische opname van een dwarse doorsnede door een skeletspier (40 x).<br />
Let op het onderscheid tussen de rode vezels (langzame vezels) en witte vezels (snelle vezels).<br />
De verschillende soorten spiervezels verschillen in de kracht die ze kunnen ontwikkelen,<br />
in de snelheid waarmee ze kunnen werken, in hun weerstand tegen vermoeidheid … De<br />
tabel biedt een overzicht van de eigenschappen van de verschillende soorten vezels.<br />
Wit Gemengd Rood<br />
Myosine ATP-ase Snel Snel Traag<br />
Snelheid Snel Snel Traag<br />
Kracht Groot Middelmatig Klein<br />
Diameter Middelmatig Groot Klein<br />
Mitochondria Weinig Veel Veel<br />
inkijkexemplaar<br />
Myoglobinegehalte Laag Middelmatig Groot<br />
Uithouding Zeer laag Middelmatig Groot<br />
Ademhaling Anaeroob Aeroob Aeroob<br />
• Witte vezels (ook wel snelle glycolytische vezels genoemd) hebben een grotere diameter<br />
dan de rode, en trekken sneller en krachtiger samen. Hun myosine ATP-ase werkt<br />
sneller dan dat van rode vezels. Ze worden gebruikt bij snelle, krachtige bewegingen.<br />
Hun witte kleur komt door het lage myoglobinegehalte en de beperkte aanwezigheid<br />
van haarvaten.<br />
• Rode vezels (ook wel langzame oxidatieve vezels genoemd) hebben een kleinere diameter,<br />
trekken trager en minder krachtig samen en worden eerder gebruikt bij langzame,<br />
nauwkeurige bewegingen. Hun myosine ATP-ase werkt trager dan dat van witte vezels.
Hun rode kleur hebben ze van de grote hoeveelheid myoglobine die ze bevatten. Myoglobine<br />
is een eiwit dat zuurstofgas kan binden: dat zuurstofgas is nodig voor de (aerobe)<br />
energieopwekking in de spiercellen. Rode vezels bevatten meer mitochondriën dan<br />
witte.<br />
• Gemengde vezels (ook wel snelle oxidatieve vezels genoemd) bevatten minder myoglobine<br />
dan rode vezels en trekken sneller samen. Hun afmetingen liggen tussen die<br />
van witte en rode vezels.<br />
Gemiddeld genomen bevat ons lichaam 50 % rode vezels, 35 % gemengde vezels en<br />
15 % witte vezels. Deze verdeling verschilt naargelang de spier; zo bevatten de rugspieren<br />
(die langdurige inspanningen moeten leveren om het lichaam recht te houden) in<br />
verhouding meer rode vezels dan de dijspieren, die vooral korte, krachtige bewegingen<br />
moeten uitvoeren.<br />
De spiervezelsoorten hebben elk hun voor- en nadelen:<br />
• Witte vezels vormen ATP door glucose om te zetten in melkzuur via de glycolyse. Daarvoor<br />
is geen zuurstofgas nodig. De glucose is afkomstig uit de grote hoeveelheden<br />
glycogeen die de vezels bevatten. Omdat die glucose niet door het bloed moet aangevoerd<br />
worden, kunnen witte spiervezels zeer snel reageren.<br />
Het nadeel is dat ze snel vermoeid raken omdat het vrijkomende melkzuur hun werking<br />
belemmert.<br />
• Rode vezels zijn beter doorbloed dan witte en kunnen veel zuurstofgas binden door het<br />
myoglobine dat ze bevatten. Dankzij dit zuurstofgas kunnen ze glucose aeroob oxideren<br />
tot CO en H O, wat veel meer ATP oplevert.<br />
2 2<br />
Rode vezels trekken langzaam samen omdat ze het ATP slechts langzaam splitsen. Het<br />
grote voordeel van rode vezels is dat ze een veel groter uithoudingsvermogen hebben<br />
dan witte omdat ze geen melkzuur produceren.<br />
De verhouding tussen de aantallen witte en rode spiervezels is aangeboren. Marathonlopers<br />
bezitten tot 80 % rode vezels, sprinters tot 60 % witte. Training verandert daar<br />
niet veel aan; je ontwikkelt de afmetingen en prestaties van de rode of witte vezels naargelang<br />
het soort training, maar niet hun aantal.<br />
• Spieren bestaan uit drie soorten spiervezels: witte, rode en gemengde.<br />
– Witte spiervezels halen hun energie vooral uit de glycolyse. Daarom zijn ze vooral<br />
geschikt voor korte inspanningen. Ze zijn sterker dan rode spiervezels.<br />
– Rode spiervezels zijn minder krachtig dan witte. Omdat ze vooral het aerobe gedeelte<br />
van de ademhaling als energiebron gebruiken, zijn ze vooral geschikt voor lange<br />
inspanningen.<br />
• Bij training ontwikkel je de spiervezels die je voor jouw specifieke sporttak nodig hebt.<br />
Je ontwikkelt daarbij wel hun grootte en kracht, maar niet hun aantal.<br />
inkijkexemplaar<br />
15
16<br />
5 Prestaties en hartritme<br />
Het niveau waarop je het best traint, hangt af van het doel dat je precies nastreeft: wil<br />
je gewoon in conditie blijven, wil je je gewicht onder controle houden of streef je topprestaties<br />
na?<br />
De Italiaanse biochemicus Conconi vond een eenvoudige methode om het niveau van<br />
sportinspanningen in te schatten en dus doelgerichter te kunnen trainen.<br />
5.1 De hartcyclus<br />
In rust slaat het hart ongeveer 70 keer per minuut. Elke hartslag bestaat uit een reeks gebeurtenissen<br />
die voortdurend herhaald wordt: de hartcyclus.<br />
Fasen van de hartslag<br />
A Boezems trekken samen, kamers ontspannen<br />
B Boezems ontspannen, kamers trekken samen<br />
De cyclus begint wanneer de hartspier nog inactief is. De voorkamers (= boezems of atria)<br />
worden dan gevuld met bloed, waarbij tegelijk ook al de kamers (ventrikels) doorheen de<br />
hartkleppen gedeeltelijk gevuld worden (zie figuur A). De voorkamers trekken dan samen<br />
om nog meer bloed van de voorkamers naar de kamers te stuwen.<br />
Daarna trekken de kamers samen (zie figuur B), waardoor het bloed in de grote slagaders<br />
gestuwd wordt (aorta en longslagader). Ten slotte ontspant heel het hart zich en vullen<br />
de voorkamers zich weer met bloed.<br />
De verschillende hartkleppen zorgen ervoor dat het bloed in de juiste richting wordt gestuwd.<br />
Harttonen ontstaan door het dichtklappen van de hartkleppen. Een 1ste toon is te horen<br />
wanneer de kleppen tussen boezems en kamers dichtklappen (bij het samentrekken van<br />
de kamers) en een tweede toon door het dichtklappen van de kleppen naar de aorta en<br />
longslagaders (als de kamers zich ontspannen). Heel dit proces kan je volgen door je polsslag<br />
op te nemen: je voelt daar het slaan van je hart in je polsslagader. Dat voelen doe je<br />
best met je middel- en ringvinger, niet met je duim: je zou het kloppen van de slagader<br />
daarin kunnen verwarren met die van je polsslagader. Tel het aantal slagen in 15 seconden<br />
en vermenigvuldig dat getal met vier: dat geeft je het aantal slagen per minuut. Herhaal<br />
je telling een paar keer en bereken het gemiddelde.<br />
inkijkexemplaar<br />
Elke polsslag stemt overeen met een samentrekking van de hartkamers: een systole. De<br />
periode tussen twee systolen, wanneer het hart zich vult met bloed, noemen we een<br />
diastole.
5.2 Inspanningsniveau en hartritme<br />
Naarmate je je harder inspant (meer vermogen<br />
levert) vragen je spieren meer<br />
zuurstofgas, dus meer bloedtoevoer. Je<br />
hart reageert daarop door sneller te slaan,<br />
en dus meer bloed naar de spieren te<br />
pompen. Als je je hartritme registreert bij<br />
toenemende inspanning, stel je vast dat<br />
dat hartritme rechtlijnig stijgt in functie<br />
van het ontwikkelde vermogen, tot op<br />
een bepaald inspanningsniveau. Vanaf dat<br />
inspanningsniveau verloopt de stijging<br />
van het hartritme minder snel; de kromme<br />
vlakt geleidelijk af. We noemen dat<br />
inspanningsniveau het afbuigpunt (Vd).<br />
vermogen (W) 212 226 241 252 266 274 282 298 317 348<br />
HF (slagen/min) 139 148 154 161 164 169 174 179 182 184<br />
De waarden zijn gebaseerd op de prestatie van een topsporter<br />
5.3 Sportprestaties en melkzuur<br />
Voor een efficiënte werking van de spieren mag de hoeveelheid melkzuur die vrijkomt bij<br />
de energieopwekking niet te groot worden: melkzuur beïnvloedt de spierwerking immers<br />
nadelig. Het veroorzaakt een gevoel van uitputting en pijn in de spieren, zodat bij een te<br />
hoge melkzuurconcentratie de inspanning wel gestaakt moet worden.<br />
Melkzuur remt ook de werking van de enzymen die de spier doen functioneren, en beschadigt<br />
de spiercellen. Ten slotte vermindert een teveel aan melkzuur de coördinatie.<br />
Bij een korte inspanning (gewichtheffen, hoogspringen, sprint, 400 m lopen ...) is dat niet<br />
zo’n probleem omdat er zich in de korte tijd dat de inspanning duurt niet genoeg melkzuur<br />
kan opstapelen om een nadelig effect te hebben. Atleten die deze sporttakken beoefenen,<br />
gebruiken vooral de (al dan niet lactische) anaerobe manier van energieopwekking,<br />
omdat die veel kracht oplevert. Ze trainen dat systeem dan ook speciaal.<br />
Bij langdurige inspanningen kan er wel melkzuur<br />
geproduceerd worden. Het is belangrijk dat er<br />
niet teveel gevormd wordt, en dat de melkzuurconcentratie<br />
beneden een bepaalde grens blijft<br />
(algemeen 4 mmol/l, maar sterk afhankelijk van<br />
de persoon). De training is daar ook naar aangepast;<br />
we zeggen dat je voor langdurige inspanningen<br />
moet trainen onder de aeroobanaerobe<br />
drempel, of onder de grens tussen aerobe en<br />
anaerobe energievoorziening. Dat betekent dat<br />
we trainen op het maximale inspanningsniveau<br />
dat de zuurstoftoevoer toelaat. Wordt die grens<br />
overschreden, dan wordt een deel van de glucose<br />
anaeroob omgezet, met de vorming van<br />
melkzuur tot gevolg.<br />
HF (slagen/minuut)<br />
melkzuurconcentratie<br />
(mmol.l -1 )<br />
loopintensiteit (%) 28 47 60 71 76 83 89 92<br />
HF (slagen/min) 1,6 1,7 2,0 3,0 4,0 5,6 7,8 9,8<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
190<br />
180<br />
170<br />
160<br />
150<br />
140<br />
130<br />
120<br />
200 220 240 260 280 300 320 340<br />
0<br />
0 20 40 60 80 100<br />
vermogen (W)<br />
inkijkexemplaar<br />
loopintensiteit (%)<br />
17
18<br />
De aeroob-anaerobe drempel kan je bepalen door de melkzuurconcentratie in het bloed<br />
te meten bij steeds toenemende inspanning. Tot een bepaald inspanningsniveau blijft de<br />
melkzuurconcentratie ongeveer constant, omdat het gevormde melkzuur meteen verwerkt<br />
wordt in het aerobe gedeelte van de ademhaling. Vanaf een bepaald inspanningsniveau<br />
is de opnamecapaciteit van het aerobe systeem echter te klein: er blijft altijd een<br />
beetje melkzuur over en de concentratie ervan in het bloed neemt snel toe. Het inspanningsniveau<br />
waarbij dat gebeurt, noemen we de aeroob-anaerobe drempel.<br />
5.4 Verband tussen hartritme en melkzuurproductie:<br />
de Conconi-test<br />
Het opvolgen van de melkzuurconcentratie in je bloed is misschien de beste methode om<br />
je optimale inspanningsniveau te bepalen, maar niet de meest praktische: ze veronderstelt<br />
immers dat je op regelmatige tijdstippen bloed afneemt en er de melkzuurconcentratie<br />
in meet. Gelukkig zijn er andere methoden die minder omslachtig zijn.<br />
Een van de meest bekende is de methode van Conconi. Conconi ontdekte dat het inspanningsniveau<br />
waarbij je hartritme minder snel begint toe te nemen (het afbuigpunt) ook het<br />
niveau is waarbij de melkzuurconcentratie in je bloed begint toe te nemen (de aeroob-anaerobe<br />
drempel). We zeggen dat er een goede correlatie is tussen de melkzuurkromme en de<br />
hartslagkromme.<br />
HF (slagen/min)<br />
200<br />
190<br />
180<br />
170<br />
160<br />
150<br />
140<br />
130<br />
120<br />
Vd<br />
180 200 220 240 260 280 300 320 340 360<br />
melkzuurconcentratie<br />
(mmol.l-1 )<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
vermogen (W)<br />
vermogen (W) 200 214 227 234 246 250 265 276 297 300 325 328 350<br />
HF (slagen/min) 146 149 152 159 164 168 171 175 177<br />
lataatconc.<br />
(mmol ·l –1 )<br />
inkijkexemplaar<br />
1,9 2,2 3,0 4,4 5,8 7,6<br />
De waarden zijn gebaseerd op de prestatie van een topsporter<br />
Je kan dus je anaerobe drempel ook bepalen aan de hand van je hartslagfrequentie. Hoe<br />
hoger de inspanning waarbij je hartslagkromme afbuigt, hoe hoger je anaerobe drempel,<br />
en dus: hoe beter je conditie.<br />
Een Conconi-test wordt afgenomen op een atletiekpiste van 400 m, met merktekens op<br />
200 m en 400 m. De test start na een opwarming van 10 à 15 minuten. De atleet draagt<br />
een hartslagmeter. Bij de test zelf loopt de atleet een aantal keren na elkaar 200 m, telkens<br />
een beetje sneller (bv. te beginnen bij 70 s voor 200 m), en dit tot hij niet sneller meer<br />
kan. Bij elke ronde wordt de hartslagfrequentie geregistreerd.
We zetten de hartslagfrequenties uit tegen de snelheid en bepalen het afbuigpunt. Dat<br />
afbuigpunt geeft een beeld van de trainingstoestand. Iemand met een zeer slechte conditie<br />
heeft zijn afbuigpunt bv. al bij 9 km/h, een topsporter bij 18 of 20 km/h.<br />
Ook om de optimale trainingsintensiteit te bepalen kan je uitgaan van de hartslagfrequentie.<br />
We bepalen eerst de maximum hartslagfrequentie (HF max ) met een inspanningstest<br />
– het best onder medisch toezicht – of door middel van een schatting. De<br />
maximum hartslagfrequentie is afhankelijk van de leeftijd en kan geschat worden aan de<br />
hand van onderstaande formules:<br />
HF max = 226 – leeftijd voor vrouwen<br />
HF max = 220 – leeftijd voor mannen<br />
Als algemene regel kan je stellen dat het uithoudingsvermogen verbetert als er getraind<br />
wordt bij minimum 55 % van de maximale hartfrequentie. Die intensiteit blijkt de minimale<br />
prikkel te zijn om de conditie te verbeteren bij ongetrainde personen. Voor getrainde<br />
mensen ligt deze drempel hoger, namelijk op circa 65 % van de maximale hartfrequentie<br />
(ACSM-richtlijnen, 1998).<br />
Een andere manier om de minimale oefenhartfrequentie te bepalen, is via de formule van<br />
Karvonen:<br />
HF minimaal = HF rust + 0,40 × (HF max – HF rust ) voor mensen met een zittend leven<br />
HF minimaal = HF rust + 0,50 × (HF max – HF rust ) voor getrainde personen<br />
Om een trainingseffect te krijgen moet dus niet zo intensief getraind worden. Een training<br />
aan 65 % van de maximale hartfrequentie is immers een training die lange tijd kan<br />
aangehouden worden metweinig of geen moeite. Tijdens zulke trainingen kan je ook nog<br />
rustig een praatje slaan en raak je zeker niet buiten adem.<br />
• De hartcyclus begint wanneer het hart nog in rust is: het vult zich dan met bloed. In een<br />
tweede stap wordt het bloed van de voorkamers naar de kamers geperst, doorheen de<br />
hartkleppen. Daarna trekken de kamers samen waardoor het bloed in de grote slagaders<br />
gestuwd wordt. Ten slotte ontspant heel het hart zich weer.<br />
Harttonen ontstaan door het dichtklappen van de hartkleppen.<br />
• Bij langdurige inspanningen kunnen je spieren het best niet te veel melkzuur produceren.<br />
• Bij toenemende inspanning blijft de melkzuurconcentratie in je bloed constant, tot op<br />
het niveau waarop je lichaam het melkzuur niet snel genoeg meer kan verwerken bij<br />
gebrek aan voldoende zuurstoftoevoer. Dat niveau noemen we de aeroobanaerobe<br />
drempel.<br />
inkijkexemplaar<br />
• In rust slaat het hart ongeveer 70 keer per minuut. Bij toenemende inspanning neemt<br />
je hartritme toe tot op een bepaald punt: vanaf daar vermindert die toename. We noemen<br />
dat punt het afbuigpunt.<br />
• De Italiaanse biochemicus Conconi ontdekte dat het afbuigpunt (Vd) samenvalt met de<br />
aeroobanaerobe drempel (AT) en baseerde daarop een conditietest.<br />
• Je maximale hartritme hangt af van je leeftijd.<br />
Training heeft al effect als je traint bij een hartritme van 55 à 65% van je maximale<br />
hartritme.<br />
19
20<br />
6 het belang van training<br />
Een gevolg van training is dat de hartslagfrequentie bij een bepaalde inspanning geleidelijk<br />
vermindert. Geleidelijk aan moet de intensiteit tijdens het trainingsprogramma dan<br />
ook opgedreven worden om de minimumhartfrequentie te bereiken.<br />
Hoe meer je boven de minimumhartfrequentie gaat trainen, hoe groter de conditieverbetering<br />
zal zijn. Maar naast een minimale drempel is er ook een maximale drempel: de<br />
anaerobe drempel. Trainen boven deze drempel verbetert het uithoudingsvermogen niet<br />
merkbaar. Waar deze bovenste of anaerobe drempel zich precies bevindt, is individueel<br />
verschillend en sterk afhankelijk van iemands trainingstoestand. Bij zeer goed getrainde<br />
atleten gaat dit tot 95 % van de maximale hartfrequentie. Gemiddeld ligt deze drempel<br />
tussen 70 en 90 % van de maximale hartfrequentie.<br />
De effecten van regelmatig sporten:<br />
• toename van het hartvolume. Het hartvolume, dat normaal schommelt tussen 600 en<br />
800 ml, kan door training toenemen tot 900 tot 1300 ml. Daardoor neemt het slagvolume<br />
en het hartdebiet toe. We spreken in dit geval van een sporthart.<br />
• daling van de hartslagfrequentie in rust. Duursporters hebben in rust een hartslagfrequentie<br />
van 40 à 50 slagen per minuut. Bij niet-sporters is die frequentie 70 à<br />
80 slagen per minuut.<br />
• betere doorbloeding van de spieren (hartspier en skeletspieren) door het ontstaan van<br />
extra haarvaatjes. Daardoor wordt de zuurstofvoorziening van de spier verbeterd.<br />
• toename van de hoeveelheid myoglobine in de spier. Daardoor kan de spier meer zuurstof<br />
opnemen en krijgen de mitochondriën in de spiercellen meer zuurstof, waardoor<br />
de celademhaling verbetert.<br />
• toename van het aantal mitochondriën in de spiercellen<br />
• als gevolg van een verbetering van het aerobe ademhalingsproces worden minder glycogeenreserves<br />
aangesproken en wordt er minder melkzuur geproduceerd.<br />
• Training is effectief vanaf een bepaald minimaal inspanningsniveau. Er is echter ook<br />
een maximaal inspanningsniveau waarboven training weinig zin heeft of zelfs schadelijk<br />
is.<br />
• Het trainingseffect is het gevolg van een groot aantal biologische factoren die vooral<br />
het aerobe functioneren van de spieren stimuleren.<br />
inkijkexemplaar
7 gewichtsbeheersing door sport<br />
Sport is niet alleen voor topsporters. Sport doe je niet alleen omdat het steeds sneller, hoger<br />
of verder moet; je kan ook sporten om je algemene conditie te verbeteren, je gewicht<br />
te helpen beheersen ... En wat meer is: om die effecten te bereiken, hoef je niet per se een<br />
‘echte’ sport te beoefenen; gewone dagelijkse bezigheden werken op dezelfde manier.<br />
Wat telt, is dat je in beweging blijft.<br />
Overgewicht komt steeds meer voor, ook bij jongeren. De voornaamste oorzaak is dat<br />
we te veel en te energierijk eten, en dat we te weinig bewegen. Behalve het feit dat je je<br />
er oncomfortabel bij voelt, zijn er risico’s aan verbonden: hart- en vaatziekten, diabetes,<br />
overbelasting van je gewrichten ...<br />
Overgewicht ontstaat doordat er iets mis is met je energiebalans: je neemt meer energie<br />
op dan je verbruikt. De overmaat wordt in je lichaam opgeslagen als vet.<br />
Je kan die balans op twee manieren opnieuw in evenwicht brengen: door je opname van<br />
energie te verkleinen of door je verbruik te vergroten, bijvoorbeeld door sport.<br />
Het probleem met diëten is vaak dat ze moeilijk vol te houden zijn (de strengere versies<br />
toch). Ook komen de kilo’s er na het diëten sneller terug bij dan ze verdwenen zijn (het<br />
gevreesde jojo-effect). Sport kan daar een aantal niet te versmaden voordelen tegenover<br />
stellen: bovenop de controle over je gewicht krijg je een verbeterde conditie cadeau,<br />
zowel psychisch als fysiek. Bij het sporten produceren je hersenen immers endorfine, het<br />
zogenaamde gelukshormoon: daardoor ga je je ook psychologisch beter voelen.<br />
Voor een goede gezondheid zou je per week minstens 8500 kJ moeten verbruiken bij<br />
lichaamsbeweging. Dat kan echte sport zijn, maar ook dagelijkse bezigheden zoals je kamer<br />
opruimen, de tuin harken ...<br />
Probeer elke dag (of toch bijna) wat lichaamsbeweging te nemen: het best kan je minstens<br />
1250 kJ per keer verbruiken. Oefeningen die een voortdurende inspanning vereisen<br />
of waarbij grote spiergroepen gebruikt worden (zoals stevig wandelen, fietsen ...) vergen<br />
meer energie dan inspanningen met onderbrekingen, of inspanningen waarbij kleine<br />
spiergroepen gebruikt worden.<br />
In de tabel volgen enkele voorbeelden van activiteiten met de energie die erbij verbruikt<br />
wordt. Ze gelden voor een persoon van 70 kg op recreatief niveau. Let wel: het energieverbruik<br />
dat gegeven wordt, is het totale energieverbruik. Om na te gaan hoeveel energie<br />
je extra verbruikt, moet je er je basisenergieverbruik van aftrekken (BMR, zie module 1).<br />
Die bedraagt voor jongeren van 18 tussen de 240 en de 350 kJ per uur, afhankelijk van<br />
geslacht, lengte en gewicht.<br />
Activiteit Totaal energieverbruik (kJ/h)<br />
Wandelen 840-1260<br />
inkijkexemplaar<br />
Dansen en lichte aerobics 850-1700<br />
Turnen 850-2100<br />
Harken 950<br />
Fietsen 1050-2950<br />
Opruimen 1100<br />
Step-aerobics 1250-2100<br />
Zwemmen 1250-3000<br />
Tennis 1700-2100<br />
Joggen 2500-3800<br />
Langlaufen 2500-3800<br />
Spitten 3000<br />
21
22<br />
Het is beter gedurende een langere tijd een lichte inspanning te doen dan een zware inspanning<br />
gedurende een korte tijd. Bij een lichte inspanning worden immers relatief meer vetten<br />
verbrand dan bij een zware: bij 60 à 65 % van de HF max komt 65 % van de energie uit vet, en<br />
35% uit sachariden; bij 75 à 80 % van de HF max komt maar 45 % van de energie uit vetten, en<br />
55 % uit sachariden. Vooral het vetverbruik is belangrijk voor het gewichtsverlies.<br />
Praktisch gezien komt het erop neer dat je voor gewichtscontrole het best traint bij 60<br />
à 70 % van de HF max . Bij een persoon van 20 jaar oud komt dat neer op een hartritme van<br />
120 à 140 slagen per minuut. Een intensere inspanning levert geen grotere vetafbouw<br />
op. Door de afbraak van de glycogeenvoorraad ontstaat wel een hongergevoel, zodat de<br />
kans groot is dat je je gewichtsverlies snel gaat goedmaken door te beginnen eten. Bij een<br />
intensere inspanning is de kans op spierpijn en blessures bovendien groter, zodat je de<br />
training misschien vroegtijdig moet afbreken.<br />
Wil je in een later stadium extra aan je conditie gaan werken in plaats van alleen aan je<br />
gewicht, dan kan je de hartslagfrequentie waarbij je traint opdrijven tot 70 à 80 % van de<br />
HF max : 140-160 slagen per minuut voor een 20-jarige.<br />
Door sport verbeter je niet alleen je conditie, ze kan je ook je gewicht helpen beheersen.<br />
Belangrijk daarbij is dat je langdurig aan een relatief laag inspanningsniveau traint: dan is<br />
de afbraak van vetten het meest efficiënt.<br />
8 Prestatiebevorderende middelen en methoden:<br />
gezonder zonder?<br />
Doping is het toedienen van stimulerende middelen<br />
om betere prestaties te leveren. De oude Grieken lustten<br />
er al pap van. Zij gebruikten al kracht- en prestatieversterkende<br />
middelen om deel te nemen aan de<br />
Olympische Spelen.<br />
Topsport zonder doping? Het lijkt een utopie. Topsporters<br />
– en hun omgeving – zijn heel gewiekst in<br />
het vinden van middeltjes die hen zonder al te veel<br />
inspanning een voordeel opleveren ten opzichte van<br />
de concurrentie. Vaak zijn ze ook de dopingcontroles<br />
een stapje voor. Met maskerende middelen kunnen ze<br />
de uitslag van bloed- en urineonderzoeken behoorlijk<br />
beïnvloeden.<br />
Het Internationaal Olympisch Comité (IOC) heeft een lijst opgemaakt met maar liefst 300<br />
soorten doping, die onderverdeeld kunnen worden in verschillende groepen verboden<br />
middelen en verboden methoden. De stoffen die het vaakst als doping in het nieuws komen<br />
hebben te maken met twee effecten: het kweken van meer spieren en die spieren<br />
efficiënter maken.<br />
inkijkexemplaar
8.1 Meer spieren kweken<br />
Uiteraard word je sterker als je meer spiermassa kweekt; tenminste als die spieren van<br />
goede kwaliteit zijn. Producten die je daarbij kunnen helpen, zijn anabole steroïden (anabool<br />
= opbouw-bevorderend; steroïde = afgeleid van cholesterol). Het gaat dan vooral<br />
over het mannelijke geslachtshormoon testosteron en afgeleide producten.<br />
Testosteron is de reden waarom mannen meer spiermassa hebben dan vrouwen. Het<br />
zorgt voor een toename van de eiwitproductie, en dus van de spiergroei. De afgeleide<br />
producten doen hetzelfde, vaak zelfs nog sterker. Ze worden gebruikt om meer kracht<br />
te ontwikkelen. Dat komt natuurlijk van pas in alle sporttakken, maar vooral in typische<br />
krachtsporten als gewichtheffen, kogelstoten en speerwerpen.<br />
Er zijn grote gezondheidsrisico’s verbonden aan het gebruik van anabole steroïden:<br />
leverfunctiestoornissen en leververval, hartafwijkingen, een depressieve stemming, een<br />
hogere agressiviteit en meer seksuele driften. Bij mannen leidt het toedienen van deze<br />
middelen tot verkleining van de testikels. Bij vrouwen is er juist sprake van virilisatie of<br />
vermannelijking (o.a. ‘mannelijke’ beharing en een gestoorde menstruele cyclus).<br />
Sporters die betrapt worden op het gebruik van testosteron beweren vaak dat ze gewoon<br />
zelf op een natuurlijke wijze veel testosteron produceren. Bij een dopingtest kan je echter<br />
onderscheid maken tussen lichaamseigen en synthetisch testosteron: zo vallen de<br />
dopingzondaars dan toch door de mand.<br />
Testosteron is een steroïde hormoon.<br />
Testosteron wordt in de sport gebruikt<br />
om de spiermassa te vergroten.<br />
Er zijn nog andere hormonen met een gelijkaardige werking, zoals groeihormoon (HGH).<br />
Dat is het hormoon dat aangemaakt wordt in je hypofyse, en waarvan je extra veel produceert<br />
in je puberteit: het veroorzaakt dan je groeispurt. Groeihormoon dat als doping<br />
toegediend wordt, is voorlopig niet opspoorbaar in het bloed.<br />
8.2 Spieren efficiënter laten werken<br />
De Amerikaan Floyd Landis won de<br />
Ronde van Frankrijk in 2006. Later bleek<br />
dat hij testosteron gebruikt had.<br />
Uit wat voorafging, zal je wel onthouden hebben dat het (vooral bij duursporten) belangrijk<br />
is dat de spieren goed van zuurstofgas worden voorzien. Dat zuurstofgas komt in de<br />
spieren via het bloed, meer bepaald via de rode bloedlichaampjes. De redenering is simpel:<br />
hoe meer rode bloedlichaampjes je bloed bevat, hoe meer zuurstof het naar je spieren<br />
kan transporteren. Om aan meer rode bloedlichaampjes te komen, zijn er verschillende<br />
mogelijkheden.<br />
inkijkexemplaar<br />
• Een natuurlijke – en eerlijk gezegd niet zo’n heel efficiënte – methode is trainen op<br />
grote hoogte: een hoogtestage.<br />
Op grote hoogte zit er minder zuurstofgas in de lucht. Om je lichaam ondanks dat lage<br />
zuurstofgehalte toch te laten functioneren, reageren je nieren met het aanmaken van<br />
erythropoietine (Gr. erythros: rood, poiein: maken), ofte epo. Epo is een klein eiwit dat<br />
werkt als hormoon: het werkt in op je beenmerg, zodat dat sneller rode bloedcellen<br />
gaat aanmaken. Als je dan later terug in de Lage Landen komt om te sporten, heb je een<br />
voordeel ten opzichte van je concurrenten die geen hoogtestage doorlopen hebben:<br />
jouw bloed bevat immers nog een hele tijd meer rode bloedcellen dan het hunne, en<br />
kan daarom meer zuurstof transporteren.<br />
Onnodig te zeggen dat een hoogtestage perfect legaal is.<br />
23
24<br />
• Waarom zou je je echter de moeite getroosten van een hoogtestage als je epo gewoon<br />
kan kopen in plaats van het zelf te produceren? Epo wordt al lang door de farmaceutische<br />
industrie gemaakt als geneesmiddel tegen bloedarmoede (anemie). Zoals wel<br />
vaker gebeurt, werd al gauw ontdekt dat het ook wel voor minder prijzenswaardige<br />
doeleinden te gebruiken is.<br />
In het begin werd epo geïsoleerd uit de urine van mensen. Deze natuurlijke epo heeft<br />
als nadeel dat hij snel afgebroken wordt in het lichaam, zodat je erg vaak een nieuwe<br />
dosis moet inspuiten. Daarom werd al snel overgeschakeld op recombinante epo: epo<br />
die geproduceerd wordt door bacteriën die daar door gentechnologie geschikt voor<br />
gemaakt zijn. Daardoor is het niet alleen mogelijk veel gemakkelijker en veel meer epo<br />
te produceren, wetenschappers kunnen de bacteriën ook een chemisch aangepaste<br />
vorm van epo laten produceren, die veel minder snel afgebroken wordt in het lichaam<br />
en dus minder vaak moet worden ingespoten.<br />
In 2008 is men aan de derde generatie toe (CERA), en aan een vierde generatie wordt gewerkt.<br />
Die is nog veel gesofisticeerder omdat gebruik wordt gemaakt van gentechnologie<br />
bij mensen (of voorlopig nog bij dieren). Men wil als het ware een extra gen voor epo<br />
‘inplanten’ in het erfelijk materiaal van een atleet, zodat die op een ‘natuurlijke’ manier<br />
meer epo gaat aanmaken. Deze techniek is nog in een experimenteel stadium.<br />
De Italiaanse renner Riccardo Ricco van het Saunier Duval team<br />
was de eerste renner die betrapt werd op het gebruik van epo van<br />
de 3de generatie (CERA).<br />
Een medewerker van het Franse nationale antidopinglaboratorium<br />
in ChatenayMalabry (net buiten Parijs) test urinemonsters.<br />
Dit bureau is verantwoordelijk voor de controles tijdens de Tour de<br />
France. Vele dopingmiddelen zijn in de urine terug te vinden.<br />
Het gebruik van epo gaat gepaard met een groot risico. Een teveel aan rode bloedcellen<br />
maakt het bloed stroperig, waardoor het hart extra belast wordt en de kans op bv. een<br />
trombose toeneemt. De gevolgen kunnen fataal zijn: meerdere atleten zijn al gestorven<br />
– meestal in hun slaap – door epo-gebruik.<br />
Synthetisch (= toegediend) epo kan bij de opsporing biochemisch onderscheiden worden<br />
van het epo dat door de atleet zelf geproduceerd wordt.<br />
inkijkexemplaar
context<br />
Hematocriet<br />
Een eerste aanwijzing dat iemand epo gebruikt heeft, is een verhoogde hematocrietwaarde (HT).<br />
Dat is het volume van het bloed dat door de bloedcellen wordt ingenomen, weergegeven als een<br />
fractie of in procenten. De hematocrietwaarde wordt bepaald door een buisje bloed te centrifugeren.<br />
Onderin verzamelen dan de rode bloedcellen, daarbovenop de witte bloedcellen en bovenin<br />
de buis het plasma.<br />
Normale waarden:<br />
Mannen: 40 - 54 %<br />
Vrouwen: 37 - 47 %<br />
De normale hematocrietwaarde van vrouwen in de vruchtbare leeftijd is lager dan die van<br />
mannen, omdat vrouwen met de menstruatie ijzer verliezen. Mensen die op grote hoogte leven,<br />
zoals Kenianen of Bolivianen, hebben van nature een veel hogere hematocrietwaarde dan<br />
laaglanders.<br />
Zowel zeer hoge als zeer lage hematocrietwaarden brengen gezondheidsrisico’s met zich<br />
mee. Mensen met zeer lage hematocrietwaarden lijden aan bloedarmoede. Mensen met zeer<br />
hoge hematocrietwaarden hebben stroperiger (viskeus) bloed waardoor er meer risico’s zijn op<br />
hart- en vaatziekten.<br />
Bij het wielrennen en enkele andere sporten wordt een startverbod opgelegd aan sporters met<br />
een te hoge HT-waarde. De grens is daarbij 0,50, maar voor sporters met een van nature hoge<br />
hematocrietwaarde geldt een uitzondering. Dit startverbod is eigenlijk niet bedoeld als schorsing,<br />
maar voor de gezondheid van de sport(st)er.<br />
• Een derde manier om aan extra rode bloedcellen te komen is bloeddoping. Daarbij<br />
wordt bij een sporter 6 tot 8 weken voor een wedstrijd een halve tot een hele liter bloed<br />
afgenomen. De rode bloedlichaampjes worden eruit gefilterd en ingevroren bij - 80 °C.<br />
Kort voor de wedstrijd krijgt de sporter zijn rode bloedcellen terug: daardoor heeft hij<br />
meer rode bloedcellen dan normaal, want in de tussentijd heeft zijn lichaam nieuwe<br />
rode bloedcellen aangemaakt. De capaciteit van het bloed om zuurstof naar de spieren<br />
te transporteren, is dus sterk verhoogd, wat de sportprestaties ten goede komt.<br />
Het risico bij bloeddoping is hetzelfde als bij epo: de viscositeit<br />
(= stroperigheid) van het bloed verhoogt, wat de doorstroming<br />
bemoeilijkt. Doordat het bloed vaak niet in ideale<br />
omstandigheden bewaard en toegediend wordt, is er ook<br />
een risico op infectie of vergiftiging.<br />
inkijkexemplaar<br />
Als de atleet bloed gebruikt van een donor (homologe bloeddoping),<br />
zoals Vinokoerov in 2007, kan dit makkelijk opgespoord<br />
worden: de rode bloedcellen van verschillende personen<br />
vertonen immers opspoorbare verschillen. Als hij zijn<br />
eigen bloed gebruikt (autologe bloeddoping) is het moeilijker:<br />
voorlopig is daar geen opsporingsmethode voor, maar er<br />
wordt aan gewerkt.<br />
Er bestaan ook kunstmatige zuurstofdragers of middelen die<br />
het plasmavolume vergroten: die zijn eveneens verboden.<br />
Iedereen bewonderde de Kazach Alexander<br />
Vinokoerov van het Astanateam toen die<br />
in de Ronde van Frankrijk van 2007 puike<br />
prestaties neerzette, ondanks zware tegenslagen.<br />
Later werd Vinokoerov gediskwalificeerd<br />
wegens het gebruik van bloeddoping.<br />
25
26<br />
8.3 Chemische stoffen als doping<br />
Stimulantia zijn stimulerende middelen die het zenuwstelsel oppeppen.<br />
• Een veelgebruikt stimulerend middel is cafeïne, dat je terugvindt in koffie, cola, thee<br />
en sommige energiedrankjes. Cafeïne stond tot 2004 op de ‘zwarte lijst’ van het WADA<br />
(Wereld Anti-Doping Agentschap), maar werd ervan afgevoerd omdat de hoeveelheden<br />
die een risico vormen voor de gezondheid ook de sportprestaties niet bevorderen. Het<br />
laatste woord over cafeïne is echter nog niet gezegd.<br />
• Amfetaminen en cocaïne zijn drugs die het zenuwstelsel stimuleren.<br />
Na inname stijgt de hartslag en de bloeddruk; je voelt<br />
je energiek en actief. In de longen gaan de longblaasjes meer<br />
openstaan en de bloedcirculatie in de spieren neemt toe. Zo<br />
krijgen de spieren meer zuurstof en is het lichaam in staat tot<br />
een grotere fysieke prestatie.<br />
De bijwerkingen van dergelijke stimulerende middelen zijn overmoedigheid,<br />
rusteloosheid, angst, duizeligheid, hoofdpijn, beven,<br />
slaapstoornissen, nervositeit, hartritmestoornissen, agressief<br />
gedrag en hallucinaties. Heel wat topsporters stierven door het<br />
gebruik van dit soort middelen, tijdens hun sport of erbuiten.<br />
De medicijnen Modafinil en Rilatine (‘vitamine R’) horen ook in<br />
deze categorie thuis.<br />
Marco Pantani (Il Pirato) won in 1998 zowel de Giro als de Tour.<br />
In 1999 raakte hij betrokken bij een dopingschandaal. In 2004 overleed hij als gevolg van een overdosis cocaïne.<br />
Narcotica en analgetica zijn medicijnen die pijnstillend werken. Voorbeelden zijn morfine,<br />
codeïne, methadon en stoffen met een ontstekingsremmende werking (bijvoorbeeld paracetamol).<br />
Deze middelen bevorderen de sportprestatie niet, maar ze verminderen wel<br />
de pijn die soms met zware fysieke inspanningen gepaard gaat.<br />
Diuretica zijn vochtafdrijvende middelen die gewoonlijk aan hartpatiënten worden voorgeschreven.<br />
Ze zorgen ervoor dat de bloeddruk daalt en dat het hart minder intensief<br />
moet pompen. De middelen bieden de sporter het voordeel dat die minder snel vermoeid<br />
raakt.<br />
Daarnaast worden diuretica vaak gebruikt om het gewicht te verminderen. Voor een<br />
vechtsporter, bijvoorbeeld, kan het belangrijk zijn om in een bepaalde gewichtsklasse terecht<br />
te komen.<br />
Diuretica kunnen ten slotte ander dopinggebruik – dat kan worden aangetoond in de<br />
urine – verdoezelen omdat ze de urineproductie verhogen. De bijwerkingen van diuretica<br />
zijn gering. Duizeligheid en een droge mond kunnen tijdelijk optreden.<br />
De lijst van het IOC bevat ook een reeks stoffen waarvoor beperkingen<br />
gelden, zoals alcohol en cannabis. Verder vermeldt de lijst nog een aantal<br />
stoffen die de dopingcontrole manipuleren, zoals middelen die de<br />
zuurgraad van urine veranderen en daardoor de detectie van doping<br />
bemoeilijken.<br />
inkijkexemplaar<br />
Jacques Rogge, hoofd van het Internationaal Olympisch Comité, zei<br />
ooit in een interview: “Misschien is het naïef te hopen op dopingvrije<br />
Olympische Spelen. Bedrog plegen zit mensen in het bloed.” Wat denk<br />
jij?<br />
Jacques Rogge, voorzitter van het Internationaal Olympisch Comité (IOC)
De meest gebruikte dopingmiddelen hebben te maken met het aankweken van extra<br />
spiermassa (anabole steroïden) of het verhogen van de zuurstoftoevoer naar de spieren<br />
door extra rode bloedcellen (epo, bloeddoping). Naast het feit dat het gebruik ervan niet<br />
eerlijk is, brengen de meeste dopingmiddelen gezondheidsrisico’s met zich mee.<br />
De kern van de zaak<br />
Drie soorten spieren<br />
• Ons lichaam bevat drie soorten spieren:<br />
– Skeletspieren vertonen een typisch dwarsgestreept patroon en maken willekeurige bewegingen<br />
van het skelet mogelijk.<br />
– Gladde spieren vertonen dat dwarsgestreept patroon niet en zorgen voor onwillekeurige<br />
bewegingen van de organen.<br />
– De hartspier is dwarsgestreept maar bestaat uit een ander soort vezels dan skeletspieren.<br />
Ze zorgt voor de onwillekeurige bewegingen van het hart en pompt het bloed door het<br />
lichaam.<br />
Bouw en werking van een skeletspier<br />
• Dwarsgestreepte spieren zijn opgebouwd uit lange spiervezels. Deze zijn samengevoegd<br />
tot spierbundels: zij vormen de samentrekbare buik van de spier. Zowel de aparte spiervezels<br />
als de spierbundels en de spier als geheel zijn omgeven door bindweefsel dat uitloopt<br />
in de pezen. Door die pezen is de spier verbonden met het skelet.<br />
• Spiervezels zijn zelf opgebouwd uit spierfibrillen, die een typisch patroon van lichte en donkere<br />
banden vertonen. Elke spierfibril is opgebouwd uit een reeks sarcomeren. Het sarcomeer is de<br />
functionele eenheid van de spier: het bestaat uit actine en myosinefilamenten die ten opzichte<br />
van elkaar kunnen verschuiven. Wanneer een spier samentrekt schuiven de actiefilamenten<br />
tussen de myosinefilamenten: op die manier wordt de spier korter en oefent ze kracht uit.<br />
energie voor de spieren<br />
• Een spier trekt samen door toedoen van ATP: een molecule die dienst doet als universele<br />
energiedrager in de cel. De energie zit in energierijke fosfaatbindingen: wanneer die verbroken<br />
worden komt er meer dan dubbel zoveel energie vrij als bij het verbreken van een<br />
gewone fosfaatbinding.<br />
inkijkexemplaar<br />
• De spier gebruikt energie uit ATP om de actinefilamenten naar het midden van het sarcomeer<br />
te schuiven: de spier wordt dan korter en oefent kracht uit.<br />
• Als haar eigen ATP voorraad op is kan een spier op drie manieren aan nieuwe ATP komen:<br />
– door overdracht van fosfaat van creatinefosfaat op ADP<br />
– door het anaerobe gedeelte van de ademhaling of glycolyse<br />
– door het aerobe gedeelte van de ademhaling.<br />
• Die drie systemen komen na mekaar in actie. Daarom is het CP-systeem geschikt voor heel<br />
korte inspanningen, de glycolyse voor iets langere (vanaf een seconde of 10), de aerobe<br />
ademhaling voor nog langere (vanaf 2-3 minuten).<br />
27
28<br />
Drie soorten spiervezels<br />
• Spieren bestaan uit drie soorten spiervezels: witte, rode en gemengde.<br />
– Witte spiervezels halen hun energie vooral uit de glycolyse: daarom zijn ze vooral geschikt<br />
voor korte inspanningen. Ze zijn ook sterker dan rode spiervezels.<br />
– Rode spiervezels zijn minder krachtig dan witte. Omdat ze vooral het aerobe gedeelte van<br />
de ademhaling als energiebron gebruiken zijn ze vooral geschikt voor lange inspanningen.<br />
• Bij training ontwikkel je de spiervezels die je voor jouw specifieke sporttak nodig hebt. Je<br />
ontwikkelt daarbij wel hun grootte en kracht, maar niet hun aantal.<br />
Prestaties en hartritme<br />
• De hartcyclus begint wanneer het hart nog in rust is: het vult zich dan met bloed. In een<br />
tweede stap wordt het bloed van de voorkamers naar de kamers geperst, doorheen de hartkleppen.<br />
Daarna trekken de kamers samen waardoor het bloed in de grote slagaders gestuwd<br />
wordt. Ten slotte ontspant heel het hart zich weer. Harttonen ontstaan door het dichtklappen<br />
van de hartkleppen.<br />
• Bij langdurige inspanningen kunnen je spieren best niet te veel melkzuur produceren.<br />
• Bij toenemende inspanning blijft de melkzuurconcentratie in je bloed constant tot op het<br />
niveau waarop je lichaam het melkzuur niet snel genoeg meer kan verwerken bij gebrek aan<br />
voldoende zuurstoftoevoer. Dat niveau noemen we de aeroobanaerobe drempel.<br />
• In rust slaat het hart ongeveer 70 keer per minuut. Bij toenemende inspanning neemt je<br />
hartritme toe tot op een bepaald niveau: daarna vermindert die toename. Het niveau waarbij<br />
dat gebeurt noemt men het afbuigpunt.<br />
• De Italiaanse biochemicus Conconi ontdekte dat het afbuigpunt samenvalt met de aeroobanaerobe<br />
drempel en baseerde daarop een conditietest.<br />
• Je maximale hartritme hangt af van je leeftijd.<br />
• Training heeft al effect als je traint bij een hartritme van 55-65% van je maximale hartritme.<br />
het belang van training<br />
• Training is effectief vanaf een bepaald minimaal inspanningsniveau. Er is echter ook een<br />
maximaal inspanningsniveau waarboven training weinig zin heeft of zelfs schadelijk is.<br />
• Het trainingseffect is het gevolg van een groot aantal biologische factoren die vooral het<br />
aerobe functioneren van de spieren stimuleren.<br />
inkijkexemplaar<br />
gewichtsbeheersing door sport<br />
• Door sport verbeter je niet alleen je conditie, ze kan je ook je gewicht helpen beheersen.<br />
Belangrijk daarbij is dat je langdurig aan een relatief laag inspanningsniveau traint: dan is de<br />
afbraak van vetten het meest efficiënt.<br />
Prestatiebevorderende middelen<br />
• De meest gebruikte dopingmiddelen hebben te maken met het aankweken van extra spiermassa<br />
(anabole steroïden) of het verhogen van de zuurstoftoevoer naar de spieren door<br />
extra rode bloedcellen (epo, bloeddoping). Naast het feit dat het gebruik ervan niet eerlijk is<br />
brengen de meeste dopingmiddelen gezondheidsrisico’s met zich mee.
Leerstof verwerken<br />
1 In het menselijke lichaam komen drie soorten spieren voor. Welke? Noem minstens twee<br />
verschillen.<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
2 De contractiele eenheid van een dwarsgestreepte spier is de spiervezel. Elke spiervezel<br />
bestaat uit een cel met meerdere kernen: een ............................................................... .<br />
Vele spiervezels samen vormen een ................................................................., en die vormen samen de<br />
............................................. van de spier.<br />
De pezen, waarmee de spier met het skelet verbonden is, worden dan weer gevormd door<br />
................................................................................................................................................................................................................<br />
3 a Misschien wel de belangrijkste organellen in de spiercel zijn de mitochondriën. Waarom<br />
zijn zij zo belangrijk?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Teken een mitochondrion en duid de delen aan.<br />
4 Drie belangrijke eiwitten in de spiercel zijn actine, myosine en myoglobine. Wat is hun<br />
functie?<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
inkijkexemplaar<br />
5 Hoe wordt het dwarse streepjespatroon op een skeletspier gevormd?<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
6 a Een spier trekt samen door de vormverandering van sommige eiwitten die ze bevat.<br />
Leg uit.<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
29
30<br />
b Verduidelijk met een figuur.<br />
7 De samentrekking van een spier hangt af van een molecule die ATP heet.<br />
a Waarvan is ATP de afkorting?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Wat is er bijzonder aan deze molecule?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
c Hoe laat ze de spier samentrekken?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
8 a Op welke drie manieren kan een spiercel haar voorraad ATP aanvullen? Geef telkens een<br />
korte omschrijving, en geef aan of het aerobe of anaerobe processen zijn.<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Welk systeem is het snelst aanspreekbaar?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
c Welk systeem levert het grootste vermogen?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
inkijkexemplaar<br />
d Welk systeem heeft de grootste capaciteit?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
9 Noteer voor onderstaande disciplines hoe je aan je energie komt.<br />
a gewichtheffen: ..................................................................................................................................................................<br />
b 110 m horden: ....................................................................................................................................................................<br />
c 400 m: ......................................................................................................................................................................................<br />
d 3000 m: ...................................................................................................................................................................................<br />
e marathon: ..............................................................................................................................................................................
10 Wat is het verschil tussen rode en witte spiervezels wat betreft hun snelheid, ontwikkelde<br />
kracht, uithouding en manier van energieopwekking?<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
11 a Witte spiervezels zijn wit omdat ze veel .......................................... bevatten. Waarom is dat<br />
nuttig?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Rode spiervezels zijn rood door hun hoge gehalte aan .............................................. . Waarom is<br />
dat nuttig?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
c Rode spiervezels zijn beter doorbloed dan witte. Waarom is dat nuttig?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
d Welke spiervezels zijn het meest gevoelig voor vorming van melkzuur: rode of witte?<br />
Verklaar je antwoord.<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
e Een sprinter heeft vooral WITTE/RODE spiervezels in zijn beenspieren, een marathonloper<br />
vooral WITTE/RODE. Schrap wat niet past en verklaar je redenering.<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
12 Waarom is de vorming van melkzuur in de spieren nadelig voor hun werking?<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
13 a Wat is de aeroob-anaerobe drempel?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Wat is het afbuigpunt?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
inkijkexemplaar<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
c Wat ontdekte de Italiaanse biochemicus Conconi in verband met deze twee gegevens?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
31
32<br />
14 a Een langeafstandsloper heeft belang bij een hoge anaerobe drempel of een groot<br />
aeroob vermogen. Wat betekent dat?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Heeft een kogelstoter belang bij een hoge anaerobe drempel? Waarom (niet)?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
15 Als je je gewicht onder controle wil houden door te sporten, kan je beter een lichte inspanning<br />
doen gedurende lange tijd, dan een zware inspanning gedurende korte tijd. Leg uit.<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
16 a Wat is het effect van testosteron of andere anabole steroïden?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Wat zijn de risico’s?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
17 a Wat is het effect van epo?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Wat zijn de risico’s?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
18 a Heeft een honderdmeterloper belang bij het nemen van epo? Waarom (niet)?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
inkijkexemplaar<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Bestaan er vormen van doping die een honderdmeterloper nog betere prestaties kunnen<br />
opleveren? Verklaar je antwoord.<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
c Heeft een marathonloper belang bij het nemen van epo? Waarom (niet)?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................
19 a Wat is het verschil tussen epo van de eerste, tweede en derde generatie?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Wat is het ‘voordeel’ van de meest recente vorm?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
20 Judoka’s nemen soms diuretica. Waarom?<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
Omgaan met informatie<br />
1 Zoek op het internet een microfoto van een skeletspier (overlangs) en duid de onderdelen<br />
aan.<br />
2 Zoek op het internet of in een anatomie-atlas een figuur van de ledematen met de bijbehorende<br />
spieren. Duid de grote buigende spieren (flexoren) en strekkende spieren (extensoren)<br />
aan.<br />
a Tot welke groep behoort de biceps?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Tot welke groep behoort de hamstring?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
c Tot welke groep behoort de quadriceps?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
3 Mensen met een erfelijk defect aan de mitochondriën in hun cellen ontwikkelen soms een<br />
melkzuuracidose. Zoek op wat dat inhoudt en hoe het precies ontstaat.<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
inkijkexemplaar<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
4 a Wat is een tachycardie?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Wat is een bradycardie?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
33
34<br />
5 Wat is een sporthart? Wat is het risico als je een sporthart hebt?<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
6 Zoek op het internet op wie Francesco Conconi is. Waarvan is hij, behalve van de naar hem<br />
genoemde test, nog bekend?<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
7 Zoek op het internet de namen en foto’s van vijf betrapte dopingzondaars buiten de wielersport.<br />
Vermeld telkens welke sporttak ze beoefenden, en op welke vorm van doping ze<br />
werden betrapt.<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
8 a Wat is het WADA?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
b Wat is het UCI?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
c Wat is het ASO?<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
inkijkexemplaar
Practica<br />
1 a Neem een beetje gekookte ham of een reepje kippenvlees van 0,5 cm lang en enkele<br />
mm breed.<br />
b Leg het op een draagglaasje en rafel het uiteen met behulp van twee prepareernaalden.<br />
c Laat gedurende een minuut een druppel 1 % methyleengroen of 1 % karmijnazijnzuur<br />
op het stukje vlees inwerken.<br />
d Voeg een druppel water toe en bedek het preparaat met een dekglaasje.<br />
e Onderzoek het preparaat met een microscoop bij een sterke vergroting.<br />
Waarneming<br />
De dunne vezels die je ziet bij de laatste stap zijn spiervezels.<br />
– Teken hieronder wat je kan zien.<br />
– Geef een korte beschrijving van hoe spiercellen eruit zien.<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
.............................................................................................................................................................................<br />
– Duid de kern van een spiercel aan op de foto hieronder.<br />
inkijkexemplaar<br />
2 Neem je hartslag in rust op en noteer hem in de tabel. Ren dan zo snel mogelijk de schooltrap<br />
op. Meet en noteer opnieuw je hartritme. Als je school meerdere verdiepingen telt<br />
kan je op elke verdieping je hartritme meten. Als er maar één verdieping is herhaal je de<br />
oefening nog twee keer. Je kan natuurlijk ook een andere inspanningsproef kiezen. Na de<br />
inspanning blijf je om de twee minuten je hartritme meten. Je noteert hoe lang het duurt<br />
voor je hart terug aan het rustritme slaat.<br />
35
36<br />
Inspanning/rust Hartritme<br />
Voor de inspanning<br />
Na 1 trappenloop<br />
Na 2x de trappen<br />
Na 3x de trappen<br />
Na 2 minuten rust<br />
Na 4 minuten rust<br />
Na 6 minuten rust<br />
Rustritme na ....... minuten<br />
De snelheid waarmee je hartritme toeneemt bij de inspanning en de snelheid waarmee het<br />
terugvalt op het rustniveau zijn een aanwijzing voor je conditie. Vergelijk de gegevens van<br />
leerlingen die geregeld sporten met die van leerlingen die zelden of nooit aan sport doen.<br />
Wat valt er op?<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................................................<br />
3 Als je over een atletiekpiste en een hartslagmeter kan beschikken kan je een echte Conconitest<br />
doen – eventueel in samenspraak met de leerkracht LO:<br />
Op een atletiekpiste van 400 m zet je merktekens op 200 en 400 m. De test start na een<br />
opwarming van 10-15 minuten. Je meet je hartritme met behulp van een hartslagmeter.<br />
Bij de test zelf loop je een aantal keren na elkaar 200 m, telkens een beetje sneller, bv. te<br />
beginnen bij 70 s voor 200 m, tot je niet sneller meer kan. Bij elke ronde registreert iemand<br />
je hartritme. Zet in een grafiek de hartslagfrequenties uit tegen de snelheid (200 m/t) en<br />
bepaal het afbuigpunt.<br />
HF<br />
inkijkexemplaar<br />
v