Inspanningsfysiologie; verzuring tegengaan

De spieren van het lichaam hebben tijdens fysieke activiteit energie nodig in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP) om te kunnen samentrekken. Deze ATP kan de spier met verschillende energiesystemen vrijmaken. Wanneer er voldoende zuurstof voor de spier beschikbaar wordt gesteld door de aanvoerende bloedvaten zal de spier koolhydraten en vetten verbranden. Bij deze verbranding komt energie vrij die wordt vastgelegd in ATP. Wanneer er onvoldoende zuurstof aanwezig is, kan de spier zonder zuurstof energie vrijmaken door glucose (een koolhydraat) afbreken tot melkzuur, wat uiteenvalt in lactaat en waterstofionen. De waterstofionen moeten gebufferd worden, omdat anders het lichaam gaat verzuren (lage pH) wat een potentieel gevaar is. De pH van het lichaam moet tussen de 7,35 en 7,45 blijven. Het lichaam heeft verschillende strategieën om de waterstofionen te bufferen.

Acidose en alkalose van het lichaam
Zoals in de inleiding is beschreven moet de pH van het lichaam tussen de 7,35 en 7,45 blijven. Een toename van het aantal waterstofionen in het lichaam zorgt voor een daling van de pH en wordt een acidose genoemd. Een afname van het aantal waterstofionen in het lichaam zorgt voor een stijging van de pH en wordt een alkalose genoemd.
Een alkalose, of dreigende alkalose van het lichaam komt niet veel voor. Een dreigende acidose van het lichaam komt wel veel voor. Bijvoorbeeld tijdens zeer intensieve inspanning komen er relatief veel waterstofionen in het bloed.
Het lichaam heeft verschillende strategieën om een acidose tegen te gaan. Door chemische buffers, een verandering van de ademhaling en mechanismen in de nier kan een acidose tegen worden gegaan. Ook door de voedingssupplementen bicarbonaat en beta-alanine kan een acidose tegen worden gegaan.

Chemische buffers om verzuring tegen te gaan
In het lichaam komen enkele chemische buffers voor die een dreigende acidose tegen gaan. Een buffer is een stof die waterstofionen kan opnemen, of juist kan afgeven. Wanneer er veel waterstofionen vrijkomen in het bloed bindt de buffer waterstofionen en wordt een zwakker zuur. Wanneer er te weinig waterstofionen in het bloed zijn, geeft de buffer waterstofionen af. In het lichaam komen er drie chemische buffers voor:

  1. Bicarbonaat
  2. Fosfaat
  3. Bepaalde eiwitten

Als voorbeeld voor de werking van buffers wordt bicarbonaat gebruikt. Bij een dreigende acidose buffert bicarbonaat (HCO3) waterstofionen. Hierbij ontstaat koolzuur (H2CO3) wat zeer snel uiteen valt in CO2 en water (H2O). Het CO2 wordt uitgeademd.
Bij een dreigende alkalose verloopt de reactie juist naar de andere kant. Het koolzuur wat ontstaat, valt uiteen in bicarbonaat en waterstofionen. De ontstane waterstofionen verlagen de pH.

De ademhaling gaat verzuring tegen
Wanneer een acidose dreigt, past de ademhaling zich aan. De ademhaling versnelt en verdiept; het ademminuutvolume (AMV) neemt toe. Doordat het AMV toeneemt, wordt er meer CO2 uitgeademd. Doordat CO2 wordt uitgeademd, kan bicarbonaat in het bloed meer waterstofionen bufferen. Bij dit bufferen valt het ontstane koolzuur in CO2 en water uiteen.
Bij een dreigende alkalose wordt juist minder CO2 uitgeademd. Zo blijft CO2 behouden voor het lichaam en reageert met water tot koolzuur wat uiteenvalt in de bicarbonaat en waterstofionen.

De nieren gaan verzuring tegen
De nieren hebben complexe fysiologische mechanismen om verzuring tegen te gaan. Zo kunnen de nieren waterstofionen uitscheiden en bicarbonaat voor het lichaam behouden.

Voedingssupplementen (bicarbonaat en beta-alanine) kunnen verzuring tegengaan
Er zijn twee zeer bekende en effectieve sportvoedingssupplementen die door wedstrijdsporters en topsporters gebruikt worden. Deze twee voedingssupplementen zijn bicarbonaat en beta-alanine.
Bicarbonaat is een voedingssupplement dat oraal wordt ingenomen. Bicarbonaat zorgt ervoor dat de natuurlijke buffer bicarbonaat in het bloed toeneemt en daardoor meer waterstofionen gebufferd kunnen worden. Hierdoor kan de sporter langer intensief sporten. Hij kan immers langer met anaerobe stofwisseling waarbij normaal vrij snel verzuring optreedt energie vrijmaken.
Beta-alanine werkt op een vergelijkbare manier en wordt ook oraal ingenomen. Beta-alanine is echter geen buffer in het bloed, maar buffert direct in de spiercel waterstofionen.

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

Bicarbonaat, krachtsport, explosieve sporten en bodybuilding

Stappenplan voor een gezonder, slanker en sterker lichaam. Afvallen en sterker worden

Beta-alanine en krachtsport/bodybuilding

Creatine en bodybuilding

Sport en voeding

Energiesystemen, productie van ATP

Soorten spieren, anatomie van spieren, werking van spieren

Bronnen:

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