Vetverbranding (aerobe vs anaerobe systemen).
The best way to achieve (Gurumaster).
Inleiding.
Er bestaat tot op de dag van vandaag nog steeds grote vraagtekens hoe we het beste vet kunnen verbranden. Ik hoop dat ik jullie met deze topic wat duidelijkheid kan scheppen hoe het lichaam werkt m.b.t. energie verbruik en hoe we dit nu in de praktijk kunnen plaatsen. Ik zal hier niet te diep gaan in de biochemie en inspanningsfysiologie,omdat ik vind dat in iedere dit artikel moet kunnen begrijpen. Als voorbereiding dient men wel de basisbegrippen en werking van de energiesystemen te begrijpen, is dit niet het geval lees dan het artikel van BIG T (
http://ift.tt/1M7I2Ec) en van gurumaster (
http://ift.tt/1M7I5zJ)
Energiesystemen en hun inbreng tijdens inspanning.
ATP is de onmiddellijk beschikbare energiebron tijdens de spiercontractie. De resynthese van adenosine triphosphate (ATP) kan op drie manieren gebeuren. Deze ATP resynthese bestaat uit energierijke fosfatensplitsing (anaërobe alactisch), glycose omzet naar pyrovaat (anaërobe lactisch) en tot slot de krebs cyclus (aërobe verbranding).
Deze systemen worden ook wel een als volgt benoemd verschilt per auteur :ATP-PCr systeem,glycolytisch systeem en het oxidatief systeem.
Het ATP-PCr systeem.
Scheikundig gezien ATP >> ADP + P + E. (zie BIG T).
Bij korte hoge inspanningen wordt de energie bijna alleen geleverd door zuiver ATP . In de spiercellen is er voor ongeveer 10 seconde maximale hoge inspanning ATP aanwezig. Wanneer deze is uitgeput zal het
creatinefosfaat (PCr) nodig zijn om de uitgeputte ADP te herstellen naar ATP.
De energielevering via het ATP-PCr systeem tijdens de eerste 7 à 10 sec wordt het
alactisch anaërobe fase genoemd omdat er anaëroob gewerkt wordt zonder
lactaatvorming. Deze anaërobe energiebron maakt zeer snel energie beschikbaar. Het is dus een
energiebron met hoog vermogen.De recuperatie van de creatinefosfaat na het uitputting zal na 20 à 25 seconde ongeveer 50% hersteld zijn (Shalin et al, 1979; BIG T, 2003).
Het Glycolytisch systeem.
Bij een maximale inspanning die langer dan 20 seconde zal er energie geleverd worden via het lactische anaërobe systeem.
In dit geval zal glycogeen korrels (glucose) af worden gebroken tot pyrovaat (glycoluyse), dit wordt gedaan door diverse enzymen (o.a.hexokinase enzv..). Tijdens dit proces komen er snelle ATP fosfaten vrij. Het glycolytische enzymen heeft in principe geen zuurstof nodig. De afbraak van pyrodruivenzuur kan ofwel met tussenkomst van zuurstof gebeuren (aëroob) of anaëroob en in dat geval wordt er lactaat of melkzuur gevormd. In de meeste gevallen wordt met het glycolytisch systeem de energielevering aangeduid die resulteert in de vorming van lactaat (uitgedrukt in mmol)
Een grote beperking van de anaërobe glycolyse is dat het leidt tot de vorming van lactaat. Deze afvalstoffen stapelen zich op in de lichaamsvochten en de spieren.
Bij het gebruik van dropsets is de inbreng van het anaëroob glycolytisch systeem bijna maximaal met een zeer grote melkzuur opstapeling voor gevolg. De waarden kunnen dan gaan van 1 mmol (rust) tot 20mmol oplopen (Wilson et al, 2014).
Het ‘milieu interieur’ is zodanig verzuurd dat een aantal enzymatische reacties in het gedrang komen. Verzuring kan bovendien een beschadiging van de spiercellen veroorzaken. De cel kan ‘lekken’ wat een overlast voor de extracellulaire ruimte veroorzaakt.
Na stopzetten van de inspanning waarbij er een hoge melkzuurvorming was, duurt het ongeveer 15 min vooraleer 50% van het gevormde lactaat geëlimineerd is. Na 45 min is het melkzuur nagenoeg volledig verdwenen. Het kan tot enkele dagen duren vooraleer de beschadiging door lactaat volledig verdwenen is (Gurumaster, 2003).
Het Oxidatiefsysteem.
Bij langer durende inspanning zal de aërobe systeem in actie komen.
De aerobe (met zuurstof) dissimilatie is het meest complexe energieleverantie die ons lichaam kent. Deze oxidatieve productie van ATP gebeurt de mitochondriën (boonachtige cel). Mits er voldoende voorraden aan glycogeen en vetten in het lichaam aanwezig is zou deze aërobe verbranding theoretisch oneindig kunnen verdergaan (tot de substraten uitgeput zijn).
De afbraak van 1 molecule glycogeen worden 38 mol ATP gevormd en vetzuren levert 130 mmol ATP op. De afbraak van glucose en glycogeen tot pyruvaat (pyrodruivenzuur )levert ATP op, maar de verdere omzetting van het pyruvaat op een aërobe manier produceert nog een hoeveelheid extra ATP. Pyruvaat wordt aëroob afgebroken tot Acetyl co-enzym-A (Acetyl CoA). Wanneer dit is dit is omgezet is dit zich in de Krebs cyclus verder omgezet worden in nog meer ATP. Het substraat zal uiteindelijk afgebroken zijn tot CO2 en H2O.
Tijdens het afbraakproces zullen de H+ atomen in de elektronentransportketen terecht komen waar de fosforylatie van ADP telkens ATP zal opleveren.
GLUCOSE + O2 <> 38 ATP + CO2 + H2O
Vetten (vrije vetzuren FFA) worden door een Beta-oxidatie omgezet tot Acetyl CoA waarna een zelfde reeks van scheikundige reacties optreden als bij de koolhydraatverbranding.
De verschillende vetten worden eerst door middel van een lipolyse omgezet tot FFA.
Welke substraten er aangesproken worden is afhankelijk van de intensiteit en de duur van de inspanning. Naarmate de intensiteit toeneemt zal het aandeel van de koolhydraten groter zijn, wanneer de duur toeneemt is het aandeel van de vetten groter.
langdurige inspanningen waarbij langer dan 30 minuten wordt ingespannen zal vetten de grootste energielevering zijn. De eerste 30 minuten van deze langdurige inspanning zal voornamelijk koolhydraten verbrand worden.
Wetenschap.
In de wetenschap worden m.n. de loopband en de fiets gebruikt om cardiovasculair trainingseffecten te bereiken. Dr. Jacobs wilson ook wel bekend als de muscle professor onderzoekt al een aantal jaren naar Evidence based training. Zo heeft hij ook een meta-analyse en een case study verricht naar het verschil in effecten tussen langdurige inspanning t.o.v. korte hoge intensiteit intervaltraining. Uit zijn onderzoek is gebleken dat wanneer er langdurige inspannen (HR 50% >) dat naast vetverbranding dit kan leiden tot atrofie van de spieren. Het tegenovergestelde gebeurt bij HIIT cardiovasculaire inspanning. In de groepen waar HIIT ( 4 tot 6 sets,20-30 seconden maximale inspanning) als interventie werd toegediend daalde het vetpercentage en steeg de spiermassa significant: (between Group effect P<0,05, negatieve correlatie r=-,60 (Wilson et al., 2011).
Conclusie:
Als we kijken naar de bovengenoemde fysiologische effecten van het oxidatieve systeem is het logisch dat we tijdens langdurige inspanning met een HR < 50% meer energie zullen wekken uit vetpercentage. Echter geven we bij HIIT een korte maximale inspanning die oploopt tot wel 90% of hoger van onze V02-maximaal en HF-maximaal. Het is dus gebleken dat dit op langer termijn een betere fysiologische effecten veroorzaakt. O.a. zal het oxidatieve vermogen verbeteren en zal er celdeling ontstaan van de mitochrondria. Hierdoor zal er gedurende de dag meer 02 aan een vetmolecuul gebonden kunnen worden waardoor we over de dag heen meer vet als energie gebruikt wordt. Als we even de wetenschappelijke approach achterwegen laten dan zien we objectief toch ook wel het verschil tussen een 100 meter sprinter en een marathonloper qua bodycompositie - maar goed terug naar de wetenschap! Voor krachttrainers blijkt het dus het besten te zijn om korte maximale inspanning te verrichten (20-30 seconden) en dan 2 > minuten rust te houden (HF recovery). Mocht je het toch fijn vinden om een stuk te lopen zonder atrofie op te lopen blijft het advies om dit te doen onder de 50% HR. De meeste onderzoeken hebben m.n. korte termijneffecten geanalyseerd en dan zal inderdaad de duurtraining meer vetverbranding laten zien. Echter wanneer we kijken naar langer termijnonderzoeken (gebrek aan sample size) laat een significant beter effect zien. Er zal zeker nog meer lange termijnonderzoeken moeten worden verricht om dit te kunnen wetenschappelijk te bekrachtigen.
Literatuur.
1.Wilson, J.M., Marin, P.J., Rhea, M.R., Wilson, S.M., Loenneke, J.P & Anderson, J.C.(2011). Concurrent training: A Meta-Analysis examining interference of aerobic and resistance exercises. Journal of Strength Condition Res.
2.Wilson, J.M & Wilson, G. (D.D. onbekend). Concurrent Training for the Bodybuilder Part I.
3.Wilson, J.M & Wilson, G. (D.D. onbekend). Concurrent Training for the Bodybuilder Part II
4.Sahlin, K., Harris, R.C & Hultman, E.R. (1979) resynthesis of creatine phosphate in human muscle after exercise in relation to intramuscular pH and availability of oxygen, Scand. Journal Clinical Lab Invest, 39(6):551-8.
Vetverbranding (aerobe vs anaerobe systemen). The best way to achieve.
