Inspanningsfysiologie; eiwitten en sport

Eiwitten bestaan uit aan elkaar gekoppelde aminozuren. Deze aminozuren zijn met peptidebindingen aan elkaar gekoppeld. Er bestaan 20 verschillende aminozuren. Het lichaam bestaat voor een groot deel uit eiwitten. Hoewel het lichaam voor een groot deel uit eiwitten bestaat, hoeft de voeding maar een fractie van deze totale hoeveelheid eiwit te leveren. Eiwitten leveren 4 calorieën per gram (4 kCal; 17 kJ/g). Voor mensen die niet sporten is de eiwitaanbeveling 0,8 gram eiwit per kilogram lichaamsgewicht per dag. Voor sporters is de eiwitaanbeveling 1,2 tot en met 1,7 gram eiwit per kilogram lichaamsgewicht per dag. Door direct na het sporten een product te nemen met 60 tot 80 gram koolhydraten en 20 gram (wei)eiwitten (whey), wordt de spieropbouw gestimuleerd.

Het macronutriënt eiwit en aminozuren
Onze voeding levert macro- en micronutriënten. Macronutriënten zijn eiwitten, koolhydraten en vetten. Macronutriënten leveren energie. Eiwitten leveren 4 calorieën per gram (4 kCal; 17 kJ/g). Eiwitten bevatten 16% stikstof (N). Eiwitten bestaan uit verschillende aminozuren. De aminozuren binnen een eiwit zijn middels peptidebindingen aan elkaar gebonden. Eiwitten bestaan dus uit vele aan elkaar gebonden aminozuren. Er zijn echter ook verbindingen tussen twee aminozuren, of drie aminozuren. Deze stoffen worden respectievelijk dipeptiden en tripeptiden genoemd.
Zoals gezegd bestaan eiwitten uit aminozuren. Aminozuren hebben allemaal een vergelijkbare opbouw. Elk aminozuur bevat een stikstofgroep, zuurgroep, een centraal koolstofatoom en een restgroep. De restgroep maakt dat aminozuren van elkaar verschillen. Er zijn in totaal 20 verschillende aminozuren. Daarvan zijn er acht aminozuren essentieel, vier semi-essentieel en acht niet essentieel. Essentiële aminozuren kunnen niet door het lichaam gemaakt worden en moeten dus door de voeding geleverd worden. Semi-essentiële aminozuren zijn onder bepaalde omstandigheden essentieel; bijvoorbeeld bij groei, herstel en ziekte. Niet essentiële aminozuren kan het lichaam zelf maken uit essentiële aminozuren.
Eiwitten die alle essentiële aminozuren bevatten worden complete eiwitten genoemd. De meeste dierlijke eiwitten zijn complete eiwitten. In het standaard westerse dieet wordt 60% van de totale eiwitinname door dierlijke producten geleverd.

Eiwitbehoefte en eiwitinname
Met name de spieren, de organen en bloedeiwitten maken het leeuwendeel van de totale hoeveelheid lichaamseiwit uit. Iemand van 70 kg met 15% vet bestaat voor ongeveer 11 kilo uit eiwit. Hoewel deze persoon uit 11 kilo bestaat, hoeft deze persoon niet 11 kilo eiwit per dag te eten. Dit komt omdat het lichaam eiwitten hergebruikt. Er hoeft dagelijks maar een klein beetje eiwit vanuit de voeding aangevuld te worden. Deze hoeveelheid eiwit is nog geen halve procent van de totale hoeveelheid eiwit waar het lichaam uit bestaat. De aanbevolen eiwitbehoefte is namelijk 0,8 gram per kilogram lichaamsgewicht per dag. Iemand van 70 kg heeft aldus 56 gram eiwit per dag nodig. Mensen die dagelijks zware lichamelijke inspanning verrichten (waaronder sporters) hebben meer eiwitten nodig vanuit de voeding; ongeveer 1,2 tot 1,7 gram eiwit per kilogram lichaamsgewicht. Mensen die veel sporten, beschadigen hun spieren meer tijdens inspanning. Deze schade moet hersteld worden door voedingseiwit. Daarnaast stimuleert sport en met name krachtsport (bodybuilding) de spiergroei. Voor spiergroei zijn ook eiwitten nodig.

Eiwitopbouw en eiwitafbraak
Voedingseiwitten en lichaamseiwitten worden constant opgebouwd en afgebroken. In de opbouw van eiwitten worden aminozuren onder afsplitsing van water aan elkaar gekoppeld. Dit is een condensatiereactie.
Bij de afbraak van eiwitten worden de aminozuren eerst van elkaar losgekoppeld. Dit is een hydrolysereactie (proteolyse) waarbij dus water vrijkomt. Om de vrijgekomen aminozuren verder af te breken, moet de stikstofgroep van het aminozuur verwijderd worden. Dit proces heet deaminatie. Het vrijgekomen stikstof wordt als ureum met de urine uitgescheiden. Het koolstofskelet van het aminozuur kan gebruikt worden om glucose te vormen (gluconeogenese), of om energie te leveren in de citroenzuurcyclus en electronentransportsysteem, of het kan omgezet worden in vet.
Er bestaan ketogene en glucogene aminozuren. Ketogene aminozuren kunnen niet worden omgezet in glucose, maar komen terecht in een van de reacties van de citroenzuurcyclus. Glucogene aminozuren kunnen wel worden omgezet in glucose.

Sporten, inspanning, bewegen en eiwitopbouw en eiwitafbraak
In het hele lichaam is er constant sprake van eiwitopbouw en eiwitafbraak. Wanneer de eiwitopbouw groter is dan de eiwitafbraak is er netto eiwitopbouw. Wanneer mensen nuchter gaan sporten, is de eiwitafbraak groter dan de eiwitopbouw en worden er netto spiereiwitten afgebroken. Tijdens zware langdurige inspanning worden op een gegeven moment meer eiwitten afgebroken om energie te leveren. Deze eiwitafbraak wordt gestimuleerd als mensen geen koolhydraten tijdens het sporten nemen.
Wanneer mensen vlak voor en tijdens inspanning een product met 60 tot 80 gram koolhydraten en 20 gram (wei)eiwitten (whey) eten, is de spiereiwitopbouw groter, dan de spiereiwitafbraak. Er is dan sprake van netto spiereiwitopbouw. Ook wanneer mensen direct na inspanning 60 tot 80 gram koolhydraten en ongeveer 20 gram (wei)eiwitten eten, is de spiereiwitopbouw groter dan de spiereiwitafbraak. Netto is er spiereiwitopbouw. Wanneer mensen direct na inspanning geen koolhydraten en eiwitten eten, is er netto spiereiwitafbraak.

De stikstofbalans
Het opbouwen van eiwitten in het lichaam kan bekeken worden met de stikstofbalans. Stikstof is een belangrijk onderdeel van eiwitten. Wanneer meer stikstof met de voeding in het lichaam komt, dan middels het zweet, urine, of ontlasting verlaat, spreken we van een positieve stikstofbalans. In de volgende situaties is er sprake van een positieve stikstofbalans:

  • Groei (van kinderen)
  • In een periode van zware krachttraining
  • Zwangerschap
  • Herstel na een ziekte

Het afbreken van eiwitten in het lichaam kan ook bekeken worden met de stikstofbalans. Stikstof is een belangrijk onderdeel van eiwitten. Wanneer minder stikstof met de voeding in het lichaam komt, dan middels het zweet, urine, of ontlasting verlaat, spreken we van een negatieve stikstofbalans. In de volgende situaties is er sprake van een negatieve stikstofbalans:

  • Tijdens ziekte
  • Zware brandwonden
  • Energiebeperkt dieet met weinig eiwitten en/of koolhydraten
  • Ongediagnosticeerde diabetes mellitus (suikerziekte)
  • Cortisolgebruik

Lees ook:

Schrijf ook voor de grootste online bibliotheek en verdien een extra inkomen

Maak je eigen geldmachine in 8 stappen en wordt financieel onafhankelijk

Afvallen? Zo doe je dat!

Sporten is gezond!

Voor- en nadelen van populaire afvalmethoden en dieten

Bronnen:

William D. McArdle, Victor L. Katch, & Frank I. Katch (2014) Exercise Physiology, Nutrition, Energy, and Human Performance, LWW Philadelphia