Inspanningsfysiologie; MET-waarde en indirecte calorimetrie

Voor verbranding zijn brandstoffen en zuurstof nodig. Bij verbranding komt onder andere energie en koolstofdioxide vrij. De verbranding (stofwisseling) kan met de directe calorimetrie gemeten worden, door warmteproductie te meten. In de indirecte calorimetrie wordt de hoeveelheid opgenomen zuurstof gemeten om een uitspraak te doen over het energiegebruik. Daarnaast wordt bij indirecte calorimetrie de koolstofdioxideproductie gemeten. Met koolstofdioxideproductie en zuurstofopname kan de RQ bepaald worden. Met de RQ kan een uitspraak worden gedaan over de bijdrage van vetverbranding en koolhydraatverbranding aan het totale energiegebruik. Ook kan met de RQ bepaald worden of iemand maximaal is gegaan bij een VO2max-test. Daarnaast kan met de zuurstofopname de MET-waarde bepaald worden. In rust is de MET-waarde 1.

Voor verbranding is zuurstof nodig en komt warmte en koolstofdioxide vrij
Elke lichaamscel heeft energie in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP) nodig. Bij de splitsing van ATP in adenosinedifosfaat (ADP) en fosfaat (P) komt energie vrij. De vorming van ATP uit ADP en P komt uiteindelijk tot stand door koolhydraten en vetten (en soms eiwitten) met behulp van zuurstof te verbranden. Zoals met alle verbrandingsreactie is er brandstof en zuurstof nodig en komt er warmte en koolstofdioxide vrij. Door de vrijgekomen warmte te meten, kan nauwkeurig geschat worden wat het energiegebruik is. Bij de directe calorimetrie wordt van dit principe gebruik gemaakt. Bij indirecte calorimetrie wordt de zuurstofopname (en koolstofdioxideproductie) gemeten om zo het energiegebruik te schatten.

Een zuurstofgebruik van 1 Liter per minuut levert ongeveer 4,85 kCal
Door de zuurstofopname van ongeveer 1 Liter per minuut kan het lichaam 4,85 kCal (20,2 kJ) vrijmaken. Anders gezegd; wanneer je 1 liter zuurstof per minuut opneemt, verbrand je ongeveer 4,85 kCal. Door het zuurstofgebruik te meten, kan dus behoorlijk nauwkeurig het energiegebruik worden geschat.

In rust neem je ongeveer 3,5 ml O2 per kilogram lichaamsgewicht per minuut (1 MET) op
Met de MET-waarde (Metabolic Equivalent of a given Task) wordt de intensiteit van inspanning weergegeven, waarbij 1 MET gelijk staat aan ruststofwisseling. Een MET staat gelijk aan een zuurstofopname van 3,5 ml O2 per kilogram lichaamsgewicht per minuut (3,5 ml O2/kg/min). Hierbij moet wel een kanttekening geplaatst worden. Deze MET waarde van 3,5 ml O2/kg/min kan namelijk behoorlijk lager zijn bij mensen met overgewicht, vrouwen en Aziatische mensen.
Wanneer je het lichaamsgewicht weet, kan de ruststofwisseling per minuut geschat worden. Iemand van 80 kg heeft behoorlijk een zuurstofopname van 280 ml per minuut. Dit staat gelijk aan 0,280 L O2-opname per minuut en dus 0,280 X 4,85 kCal= 1,358 kCal/min. Over 24 uur is de ruststofwisseling 1955 kCal (1,358 X 60 X 24).
Wanneer iemand sport op een MET-waarde van 4 verhoogt deze sport de ruststofwisseling tijdens het sporten met een factor 4. Matig intensief inspannen is inspannen met een MET-waarde tussen de 5 en 6,5. Er wordt geadviseerd door Nederlandse Norm Gezond Bewegen (NNGB) om vijf dagen per week, maar bij voorkeur dagelijks 30 minuten matig intensief te bewegen.

Met Respiratoir Quotiënt (RQ) kan vetverbranding en koolhydraatverbranding bepaald worden
Tijdens rust en inspanning wordt een mengsel van vetten en koolhydraten verbrand. In rust en bij lichte inspanning worden met name vetten verbrand. Bij zware intensieve inspanning worden met name koolhydraten verbrand. Met de RQ kan bepaald worden hoeveel procent koolhydraat- en vetverbranding aan het totale energiegebruik bijdragen. Hiervoor wordt bij de indirecte calorimetrie de zuurstofopname en koolstofdioxideproductie nauwkeurig bepaald. De RQ is een deling van koolstofdioxideproductie en zuurstofopname (CO2/O2). Wanneer de RQ 1,0 worden alleen koolhydraten verbrand tijdens inspanning, bij een RQ van 0,7 worden alleen vetten verbrand. Bij aerobe inspanning ligt de RQ tussen 0,7 en 1,0. Bij een lichte inspanning en rust zal de RQ meer richting 0,7 gaan. Bij zware inspanning zal de RQ dichter bij 1,0 liggen. Bij zeer zware inspanning waarbij ook anaeroob ATP wordt gevormd, zal de RQ groter dan 1,0 zijn.

Zuurstofopname en RQ worden gemeten bij een maximale aerobe inspanningstest (VO2max)
Bij het bepalen van de VO2max worden zuurstofopname en RQ bepaald. Een VO2max-test kan gedaan worden op een fietsergometer. De VO2max-test start op een lage intensiteit, maar op elk vast tijdsinterval wordt de weerstand verhoogt, totdat de proefpersoon niet meer verder kan fietsen. Ook wordt de zuurstofopname en RQ bepaald. Wanneer de zuurstofopname in de laatste minuut niet meer is toegenomen dan 110 ml en de RQ groter dan 1,1 is, dan is de proefpersoon echt maximaal gegaan. Dit is namelijk het moment dan er niet meer zuurstof opgenomen kan worden. Een RQ groter dan 1,1 geeft aan dat de proefpersoon aan het verzuren is. Bij verzuring komen namelijk waterstofionen vrij. Deze binden aan bicarbonaat in het bloed, tot waterstofbicarbonaat (H2CO3), wat snel uiteenvalt in water en koolstofdioxide. Het koolstofdioxide in de RQ-formule neemt toe, waardoor deze groter wordt dan 1,1.

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; verbranding en directe calorimetrie

Inspanningsfysiologie; anaeroob alactisch energiesysteem; ATP-CP-systeem

Inspanningsfysiologie; anaerobe afbraak glucose (glycolyse)

Inspanningsfysiologie; anaerobe energiesystemen

Inspanningsfysiologie; brandstof voor bewegen

Inspanningsfysiologie; energie voor sport en bewegen

Inspanningsfysiologie; wat is een calorie?

Inspanningsfysiologie; eten voor wedstrijd en training

Inspanningsfysiologie; eiwitten, vetten en koolhydraten

Inspanningsfysiologie; vetten en sport

Inspanningsfysiologie; koolhydraten en sport

Inspanningsfysiologie; eiwitten en sport

Bronnen:

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