Inspanningsfysiologie; bio-energetica, enzymen en co-enzymen

Energie in de vorm van ATP wordt in het lichaam gebruikt voor drie vormen van energie. Deze vormen van energie zijn chemische energie, transport en mechanische energie. ATP wordt gesplitst in ADP en P om zo energie vrij te maken. Enzymen en co-enzymen spelen een belangrijke rol in het vrijmaken, of juist opslaan van energie. Er bestaan zes klassen van enzymen. Enzymen versnellen een reactie zonder daarbij zelf gebruikt te worden. Enzymen zijn dus katalysatoren. Co-enzymen stimuleren de binding van enzymen aan de te reageren stof.

Vormen van energiegebruik in het lichaam
De cellen van het menselijk lichaam hebben constant energie nodig om hun functies uit te kunnen voeren. De enige vorm waarin de cellen energie kunnen gebruiken is bij de splitsing van adenosinetrifosfaat (ATP) in adenosinedifosfaat (ADP) en fosfaat (P). Bij de splitsing van ATP in ADP en P komt energie vrij. De drie vormen waar het menselijk lichaam energie voor nodig heeft, zijn:

  1. Chemische processen
  2. Transport
  3. Mechanische processen

Van elk van deze vormen wordt een voorbeeld gegeven.

Chemische energie
Bij de afbraak van glucose in zuurstof en koolstofdioxide wat een chemisch proces is, wordt ATP gevormd. Bij de opbouw van glycogeen uit glucose is juist weer ATP nodig.

Transport
Bij het transporteren van stoffen in en uit de cellen is energie in de vorm van ATP nodig.

Mechanische energie
Voor het samentrekken van de spieren (spiercontracties) wordt de energie geleverd, door de splitsing van ATP. Wanneer spieren sneller en krachtiger samentrekken is er meer ATP nodig.

Enzymen en co-enzymen zijn nodig voor het lichaam om energie te vormen
Enzymen
Enzymen zijn stoffen die een reactie versnellen, zonder daarbij zelf gebruikt te worden. Enzymen kunnen dus gerekend worden tot de katalysatoren. Enzymen gaan doorgaans dus niet verloren. Zonder enzymen zouden reacties waarbij energie vrijkomt ook wel verlopen, alleen verloopt de reactie veel te traag. Enzymen worden gemaakt uit aminozuren en kunnen dus tot de eiwitten gerekend worden. Er zijn zes verschillende klassen enzymen. Deze zes klassen enzymen zijn:

  1. Ligases
  2. Oxidoreductases
  3. Isomerases
  4. Transferases
  5. Lyases
  6. Hydrolases

Twee enzymatische reacties spelen een belangrijke rol in de spijsvertering en metabolisme (stofwisseling). Deze enzymatische reacties zijn hydrolyse en condensatie. Hydrolyse is onder toevoeging van water het afbreken van een complex molecuul in een eenvoudiger molecuul. De afbraak glycogeen tot glucose is een hydrolysereactie. Condensatie is onder het vrijmaken van water het opbouwen van een complex molecuul uit eenvoudige moleculen. De opbouw van glycogeen uit glucose is een condensatiereactie.
Enzymen kunnen ook twee andere belangrijke stofwisselingsreacties stimuleren. Deze reacties zijn oxidatie en reductie zijn belangrijke. Oxidatie zijn reacties waarbij electronen van een molecuul afnemen en de lading van de stof positiever, of minder negatief wordt. Reductie is het opnemen van electronen van een molecuul, waarbij de lading van de stof negatiever wordt.
Sommige enzymen zijn zeer snel in het versnellen van een reactie, andere enzymen zijn juist weer trager. De temperatuur, zuurgraad (pH), maar ook de hoeveelheid stof die omgezet moet worden, beïnvloeden de activiteit van een enzym. De optimale temperatuur en zuurgraad is voor elk enzym anders. Sommige stoffen kunnen ook de activiteit van een enzym verlagen door te binden aan een plek op het enzym die normaal bindt met de stof die omgezet moet worden.

Co-enzymen
Co-enzymen zijn geen eiwitten. Co-enzymen zorgen ervoor dat de stoffen die omgezet moet worden door het enzym in contact komt met het enzym. Veel vitamines zijn co-enzymen. Zo spelen alle B-vitamines een belangrijke rol in het vrijmaken van energie uit koolhydraten, vetten en eiwitten.

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

Inspanningsfysiologie; energie voor sport en bewegen

Inspanningsfysiologie; wat is een calorie?

Inspanningsfysiologie; eten voor wedstrijd en training

Inspanningsfysiologie; eiwitten, vetten en koolhydraten

Bronnen:

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