Doorbloeding van spieren tijdens sport en zware arbeid

Tijdens sporten en zware lichamelijke arbeid is de vraag naar energie van de actieve spieren tot wel 20 keer zo groot in vergelijking met rust. De spier moet namelijk samentrekken bij sporten en zware lichamelijke arbeid. Het samentrekken van de spieren vraagt energie in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP). Om aan deze vraag van ATP te voldoen, kan de actieve spier vetten en koolhydraten verbranden. Bij deze vetverbranding en koolhydraatverbranding is zuurstof nodig en komt ATP vrij. De bloedvaten door de actieve spieren leveren het benodigde zuurstof. De bloedvaten kunnen meer zuurstof aanleveren door de doorbloeding van de spieren aan te passen. De bloedvaten in de spieren kunnen als reactie op door de spieren geproduceerde stoffen verwijden (vasodilatatie). Bij vasodilatatie neemt de doorbloeding van de spieren toe.

Doorbloeding van spieren
De doorbloeding van verschillende weefsels met in het bijzonder de spieren is afhankelijk van de vraag naar voedingsstoffen en zuurstof van de spieren. Met name de spieren kunnen hun vraag naar zuurstof sterk vergroten, afhankelijk van de stofwisseling van de spieren. Deze vraag naar zuurstof en dus bloed is geheel afhankelijk van de arbeid die een spier moet verrichten. Voor arbeid is immers energie nodig en de spier kan deze energie in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP) zelf produceren door met zuurstof koolhydraten en vetten te verbranden.
In rust is de vraag naar ATP van de spier klein. Tijdens zeer zware arbeid bijvoorbeeld tijdens sport of zwaar lichamelijk werk kan de vraag naar ATP met een factor 20 toenemen. De vraag naar zuurstof neemt dan ook met een factor 20 toe.
In rust is 1 van de 30 tot 40 haarvaten (capillairen) die een spiervezel omringt geopend. Door zowel activiteit van het sympatische zenuwstelsel als stoffen die de spiervezel tijdens zware lichamelijke inspanning maakt, openen alle haarvaten rondom een actieve spiervezel. Hierdoor neemt ook de doorbloeding van de spier sterk toe.
Hoewel de hoeveelheid bloed die door de spier stroomt sterk toeneemt tijdens zware lichamelijke inspanning neemt de snelheid van de bloedstroom bijna niet toe. Dit is handig want als de snelheid van de bloedstroom niet verandert, heeft de spier veel tijd om zuurstof uit het bloed te onttrekken en afvalstoffen aan het langsstromende bloed af te geven.
Wanneer er meer capillairen openen rondom de actieve spiervezel, is er eveneens een grotere oppervlakte voor uitwisseling van zuurstof en voedingsstoffen tussen bloed en spier.

Factoren die de doorbloeding van spieren verbeteren
Rondom de spiervezels liggen metarteriolen en haarvaten. Deze metarteriolen en haarvaten kunnen verwijden (vasodilatatie), of vernauwen (vasoconstrictie). Vasodilatatie en vasoconstrictie van de bloedvaten rondom de spiervezels wordt beïnvloed door stoffen die de spieren uitscheiden. Kringspiertjes rondom de metarteriolen zijn gevoelig voor deze stoffen en deze spiertjes kunnen contraheren of ontspannen.
Wanneer de kringspiertjes contraheren is vasoconstrictie het gevolg. De spier krijgt dan minder bloed en de doorbloeding neemt af.
Wanneer de kringspiertjes ontspannen is vasodilatatie het gevolg. De spier krijgt dan meer bloed en de doorbloeding neemt toe.
Lokale factoren die de doorbloeding van de spieren doen toenemen zijn:

Lagere zuurstofspanning in de spier
Een lagere zuurstofspanning in de spier betekent immers dat de spieren meer zuurstof gebruiken om ATP te produceren. Door weer meer zuurstof aan te voeren door een toegenomen doorbloeding kan de spier meer ATP produceren door met zuurstof vetten en koolhydraten te verbranden.

Hogere temperatuur in de spier
Een hogere temperatuur in de spier betekent een hogere verbranding in de spier. Bij verbranding komt immers warmte vrij.

Hogere concentratie koolstofdioxide in de spier
Wanneer de verbranding van een weefsel toeneemt, zal ook de productie van koolstofdioxide toenemen. Bij de verbranding van vetten en koolhydraten ontstaat namelijk koolstofdioxide.

Hogere zuurgraad (lagere pH) in de spier
De spier kan niet alleen met zuurstof, maar ook zonder zuurstof energie produceren. Bij het produceren van energie zonder zuurstof kan melkzuur ontstaat. Melkzuur verhoogt de zuurgraad en verlaagt de pH in de spier.

Hogere concentratie adenosine in de spier
Adenosine is een afbraakproduct van ATP. Wanneer de concentratie adenosine toeneemt, betekent dat dat er meer ATP is afgebroken, dan gevormd. Dit betekent dat de spier meer ATP afbreekt, dan vormt. Door meer bloed en dus zuurstof aan te voeren, kan de ATP-productie weer toenemen.

Hogere concentratie magnesium en kalium in de spier
Actieve spieren produceren magnesium en kalium en veroorzaken vasodilatatie.

Hogere concentratie van stikstofoxide (NO) in de spieren
In bloedvaten van actieve weefsels scheiden de endotheelcellen van deze bloedvaten stikstofoxide uit. Stikstofoxide zorgt voor vasodilatatie.

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

Snel veel afvallen?

De circulatie; aanpassingen op duursport

Hoe kan het hart buiten het lichaam blijven kloppen?

Wat is angina pectoris (pijn op de borst) en hartinfarct?

Inspanningsfysiologie; de bloeddruk tijdens sporten

Gezonde leefstijl en medicijnen bij hoge bloeddruk

De circulatie; regulatie van bloeddruk

De circulatie; soorten bloedvaten

Het hart; regelmechanismen van het hart

Het hart; systolische en diastolische bloeddruk

Bronnen:

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