Het lichaam in bewegingFysiologie / Sportfysiologie

Algemeen gedeelteTrainer B en Instructeur B

2

Uitgangspunt Een sportmotorische prestatie is het

resultaat van het samenwerken van verschillende stelsels.

Kennis van anatomie, fysiologie, sportfysiologie, biochemie e.a. zijn geen doel op zich maar een middel om aanpassingen van het lichaam te doorgronden.

Doel Inzicht verwerven in hoe de anatomische structuur en de

fysiologische werking van verschillende stelsels kan veranderen in functie van de trainingsprikkel.

Rode draadBeweging =

samentrekken van skeletspieren

Energie nodigVraag naar energiebepaalt de aanpas-singen die optreden

3

Inhoud

Deel 1 Energie

Deel 2 Aanpassingen van het lichaam aan oefening

Metabole aanpassingen Neuro-musculaire aanpassingen. Het cardiovasculair systeem en zijn aanpassingen. Het ademhalingssysteem en zijn aanpassingen.

Deel 1 ENERGIE

De basis van de menselijke prestatie

5

Energie in het menselijk lichaam

VoedselEnergierijke verbinding ATPMechanische energie (bewegen)

ATP ADP + P + energie

6

ATP

Stelt onze spieren in staat te werken. Er is slechts een heel kleine voorraad. Het lichaam zal continu ATP moeten

aanmaken wil de atleet zijn inspanningen verder zetten.

Dit aanmaken is cruciaal in het leveren van verschillende soorten inspanningen.

7

Aanmaak van ATP

ADP als signaal Snel via CP Via suikers

– Zonder zuurstof– Met zuurstof

Via vetten

! ?

FB

13

14

VETTEN GLYCOGEEN ATP PYRUVAAT MELKZUUR

ACETYL - CO A Mitochondriën oxidatie van H atoom

H+ en vorming van ATP Cyclus van Krebs 2 H+ + O H2O CO2

15

16

Aandacht voor:

Warmteproductie en efficiëntie Enzymes Het probleem van de verzuring ! FB

19

Aandeel van de energiesystemen

20

Duur van de maximale inspanning

Seconden Minuten

10 30 60 2 4 10 30 60

Procent anaëroob 90 80 70 50 35 15 5 2

Procent aëroob 10 20 30 50 65 85 95 98

21

Geschikte trainingsoefeningen vloeien voort uit een analyse van de energiecomponenten van de sportspecifieke activiteiten.

Het is de totale hoeveelheid energie die per seconde door de drie systemen samen kan worden geleverd die bepalend is voor de maximale prestatie.

FB

24

Anaëroob alactisch

systeem (CP)Anaëroob lactisch

systeem (glucogeen)Aëroob systeem

(glycogeen, vetten)

Ogenblik van energievrijstelling

Levert onmiddellijk energie

Levert vrij snel energie.

Vertoont een trage aanloopperiode

Vermogen Levert de meeste energie per seconde

Levert per seconde minder energie dan

het anaëroob alactisch systeem, doch meer dan het aërobe systeem.

Heeft een geringe energieproductie per seconde vergeleken met de twee vorige

Capaciteit Kan slechts enkele seconden maximaal

werken

Wordt beperkt door de graad van

verzuring

Kan wel langdurig energie vrijgeven

Nevenproducten Maakt geen schadelijke stoffen

Produceert lactaat en veroorzaakt verzuring

Maakt geen schadelijke stoffen

Hoofdzakelijk aangesproken bij

Explosieve, zeer korte inspanningen

Maximale inspanningen tot

rond de 2’

Duurinspanningen

25

Inhoud

Deel 1 Energie

Deel 2Deel 2 Aanpassingen van het lichaam Aanpassingen van het lichaam aan oefeningaan oefening

Metabole aanpassingenMetabole aanpassingen Neuro-musculaire aanpassingen. Het cardiovasculair systeem en zijn

aanpassingen. Het ademhalingssysteem en zijn aanpassingen.

26

Metabole aanpassingenBelang van het zuurstoftransport

27

VO2 max

Erfelijkheid Training Geslacht Leeftijd Type oefening lichaamssamenstelling

28

29

Aanpassingen

Acute aanpassingen

Chronische aanpassingen

30

Acute aanpassingen

Lichte inspanningen Matige inspanningen Zware inspanningen

Herstel na inspanning

FB

33

Lichte inspanningen

?

36

Matige inspanningen

37

Lactaat steady state

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25

Tijd

Lact

aat

La ss 1

La ss 2

Max la ss

La 4

La 5

38

Zware inspanningen

39

De klassieke lactaatcurve

FB

42

Herstel na inspanning

Snel: terugwinnen ATP en CP.

Traag: – Aanmaak CP

– Aanvullen glycogeen

– Verwerken La

– Normaliseren van de lichaamstemperatuur

– bijvullen in het bloed van van Na, K, O2 …

Zuurstofschuld = EPOC

FB

47

Aanpassingen

Acute aanpassingen

Chronische aanpassingenChronische aanpassingen

48

Chronische aanpassingen

Aërobe energielevering

Anaërobe energielevering

49

Aërobe energielevering

Toename mitochondriënToename mitochondriën Stijging van de enzymes

verbeterde La drempel (rechtsverschuiving)

50

0

2

4

6

8

10

12

22 27 32 37 42

Snelheid

Lac

taat Getraind

Niet getraind

51

Verbeterde vetverbranding Toegenomen glycogeendepots CP wordt sneller aangemaakt

(belang van uithouding voor niet-duursporters)

Verbeteren van de aërobe mogelijkheden van alle spiervezels.

Grotere mitochondriën halen pyruvaat makkelijker binnen kleiner zuurstofdeficit

FB

52

53

Anaërobe energielevering

Toename [ATP], [CP] en [glycogeen]

Toename enzymes

Toename van de mogelijkheid om hoge concentraties lactaat voort te brengen.

FB

56

Inhoud

Deel 1 Energie

Deel 2Deel 2 Aanpassingen van het lichaam Aanpassingen van het lichaam aan oefeningaan oefening

Metabole aanpassingen Neuro-musculaire aanpassingen.Neuro-musculaire aanpassingen. Het cardiovasculair systeem en zijn

aanpassingen. Het ademhalingssysteem en zijn aanpassingen.

57

Het neuromusculair systeem Van chemische energie tot beweging

– Structuren– Werking

Aanpassingen– Acute – Chronische

Domeinen van het NM-systeem– Spierkracht– Snelheid– Lenigheid

58

Van chemische energie tot bewegen

Structuren– De bezenuwing– De spier

• Bouw

• Soorten vezels

• Verhouding vezels

Werking– Sliding filament theorie

64

Het neuromusculair systeem Van chemische energie tot beweging

– structuren– Werking

AanpassingenAanpassingen– Acute Acute – Chronische

Domeinen van het NM-systeem– Spierkracht– Snelheid– Lenigheid

65

Aanpassingen

Acute– FT of ST tijdens inspanning?– Regeling van de spierkracht

• Spierkracht en prikkel• Spierkracht en lengte van de spier• Spierkracht en de hoek waaronder ze werkt

– Regeling van houding en beweging• Spierspoeltjes• Golgi peessensoren

– Vermoeidheid

70

Regeling van houding en beweging

Hoe kunnen we onze houding en onze bewegingen controleren?

In het bewegingsapparaat zijn sensoren (proprioreceptoren) aanwezig.– Spierspoeltjes in de spier.– Golgi apparaatjes in de pees.

Regelmechanisme van agonisten en antagonisten

FB

75

Vermoeidheid

Treedt op ter hoogte van:– de overdracht van de impuls op de spiervezel.– het contractiemechanisme.

Sensorische zenuwvezels registreren lokale vermoeidheid– Hersenen remmen het motorisch systeem en

beschermen tegen overbelasting.

76

Het neuromusculair systeem Van chemische energie tot beweging

– Structuren– Werking

AanpassingenAanpassingen– Acute – ChronischeChronische

Domeinen van het NM-systeem– Spierkracht– Snelheid– Lenigheid

77

Chronische aanpassingen

Algemeen

Krachttraining

Detraining

78

Algemeen

79

Krachttraining

80

Een interessant discussieonderwerp schuilt in volgende bedenking:

in hoeverre laat je de spiermassa in hoeverre laat je de spiermassa toenemen in functie van de toenemen in functie van de bewegingsvereisten van de sport ?bewegingsvereisten van de sport ?

Anders gesteld: er kan slechts prestatiewinst worden verwacht als de uitvoeringssnelheid niet wordt beperkt door de toegenomen spiermassa.

81

De toename in omvang van de spiervezels komt neer op een toename van de contractiele eiwitten actine en myosine.

De invloed van krachttraining beperkt zich

niet tot enkele spiervezels maar werkt in op alle spiervezels van de getrainde spier. Het grootste aandeel van de verdikking komt echter op rekening van de FT vezels.

FB

83

Detraining

Na één maand:– Verminderde spiermassa– Daling van het aantal enzymes

Eén tot twee krachttrainingen

volstaan om het krachtniveau

te handhaven

84

Het neuromusculair systeem Van chemische energie tot beweging

– Structuren– Werking

Aanpassingen– Acute – Chronische

Domeinen van het NM-systeemDomeinen van het NM-systeem– SpierkrachtSpierkracht– SnelheidSnelheid– LenigheidLenigheid

85

Kracht

Soorten kracht• Roeier

• Hinkstap springer

• Judoka

86

Tabel 4

SOORTEN KRACHT

OMSCHRIJVING VAN DE BEGRIPPEN

Kracht

Algemene kracht

Specifieke kracht

Is de eigenschap van de spier om door het ontwikkelen van

spanning tegen een uitwendige weerstand

samen te trekken.

Is onafhankelijk van om het even welke specifieke bewegingsvorm waartoe

de spier bijdraagt

Is de kracht die tot uiting komt tijdens de

specifieke bewegingsvorm

Het is een fysieke basiseigenschap die het

sportmotorisch prestatieniveau zal bepalen en die door

training beïnvloedbaar is

Zonder dat de spier verkort: statische kracht.

De spier verkort: dynamisch concentrische

kracht.

De spier verlengt: dynamisch excentrische

kracht.

87

Tabel 4

SOORTEN KRACHT

OMSCHRIJVING VAN DE BEGRIPPEN

Maximale kracht

Basiskracht

Is de hoogste kracht die een spier kan

ontwikkelen bij een willekeurige contractie

Minimaal niveau om verdere

krachteigenschappen te ontwikkelen.

Maximale statische kracht

Maximale dynamische kracht

60% - 70%: basis voor ontwikkelen maximale

kracht

Relatieve kracht = absolute kracht/ lichaamsgewicht

30% - 40%: basis voor ontwikkelen

snelkracht/explosieve kracht

88

Tabel 4

SOORTEN KRACHT

OMSCHRIJVING VAN DE BEGRIPPEN

Elastische kracht

Snelkracht en

Explosieve kracht

Krachtuithouding

Het is de eigenschap om vanuit een excentrische

contractie zo vlug mogelijk een

concentrische kracht te produceren

Zijn eigenschappen van het spier-zenuwsysteem om weerstanden met de

hoogst mogelijke contractiesnelheden te

overwinnen

Is de eigenschap om een krachtinspanning zo lang mogelijk vol te houden of

een zo groot mogelijk aantal herhalingen binnen

een bepaalde tijd uit te voeren.

Krachtcomponente is relatief klein en de

snelheid hoog

Krachtcomponente en snelheid zijn maximaal

Algemeen - Lokaal

Dynamisch - Statisch

Aëroob - Anaëroob

89

Tabel 4

SOORTEN KRACHT

OMSCHRIJVING VAN DE BEGRIPPEN

Isometrische kracht

Isotone kracht

Isokinetische kracht

Spierlengte verandert niet

Spierlengte verandert

Spiercontractie met constante snelheid

Contractiel gedeelte verkort, elastisch

gedeelte rekt

Krachtverloop is niet constant

Maximale contractiekracht over de

volledige beweging

98

Relatie kracht-snelheid

?

101

Het neuromusculair systeem Van chemische energie tot beweging

– Structuren– Werking

Aanpassingen– Acute – Chronische

Domeinen van het NM-systeemDomeinen van het NM-systeem– Spierkracht– SnelheidSnelheid– Lenigheid

102

Snelheid

Sprinter Reactie op tegenstrever Bewegingsfrequentie Snel opbouwen van afstootkracht

FB

104

Wat bepaalt de snelheid?

de spiervezelsamenstelling, de spierkracht,

Acyclische bewegingen (snelkracht en explosieve kracht)

de coördinatie,Cyclische bewegingen (bewegingsfrequentie, “souplesse”)

de elasticiteit van spieren en pezen, de vermoeidheid.

106

Snelheid omvat:

Reactiesnelheid– Visueel – Auditief

Snelheid van deelbeweging– Stoten van een kogel

Bewegingsfrequentie – Onafhankelijk van de snelkracht

Snelheid van voortbeweging

107

Snelheid bij acyclische bewegingen bepaald door:

De snelheid van de deelbeweging armbeweging bij speerwerpen

De maximale kracht strekkracht van de arm

De voortbewegingssnelheid aanloop vóór de worp

108

Snelheid bij cyclische bewegingen

Bepaald door product van bewegingsfrequentie en –amplitude

Afhankelijk van de te overwinnen weerstand en dus van de maximale kracht

109

Het neuromusculair systeem Van chemische energie tot beweging

– Structuren– Werking

Aanpassingen– Acute – Chronische

Domeinen van het NM-systeemDomeinen van het NM-systeem– Spierkracht– Snelheid– Lenigheid Lenigheid

110

Lenigheid

Is de eigenschap om bewegingen met een zo groot mogelijke amplitude uit te voeren– Noodzaak voor correcte bewegingen– Soms prestatiebevorderend– Goede lenigheid beperkt risico op letsels

111

Lenigheid is afhankelijk van: Het uitrekkingsvermogen van het spier-

peessysteem. spiervezel is goed rekbaar bindweefsel is minder rekbaar

> 20% rekking = letsels

De gewrichtsbeweeglijkheid. structuur van het gewricht geeft beperkingen

De temperatuur (+) De opwarming (+) De vermoeidheid (-)

112

Inhoud

Deel 1 Energie

Deel 2Deel 2 Aanpassingen van het lichaam Aanpassingen van het lichaam aan oefeningaan oefening

Metabole aanpassingen Neuro-musculaire aanpassingen. Het cardiovasculair systeem en zijn Het cardiovasculair systeem en zijn

aanpassingen.aanpassingen. Het ademhalingssysteem en zijn aanpassingen.

113

Het cardiovasculair systeem

Samenstellende delen– Het hart– Het bloedvatensysteem– Het bloed

Aanpassingen– Acute– Chronische

114

Samenstellende delen Het hart

– Wat is het?– Hoe werkt het?

Het bloedvatensysteem– Wat is het?– Hoe werkt het?

Het bloed– Samenstelling– zuurstoftransport

125

Het cardiovasculair systeem

Samenstellende delen– Het hart– Het bloedvatensysteem– Het bloed

AanpassingenAanpassingen– AcuteAcute– ChronischeChronische

126

Aanpassingen

Het ter plaatse brengen van zuurstof is één van de hoofdfuncties van het cardiovasculair (CV) systeem en het is logisch dat uithoudingstraining veranderingen in dit systeem zal teweegbrengen.

127

Acute aanpassingen

De hartfunctie

De bloedstroom

Het bloed

140

Het cardiovasculair systeem

Samenstellende delen– Het hart– Het bloedvatensysteem– Het bloed

AanpassingenAanpassingen– Acute– ChronischeChronische

141

Chronische aanpassingen

Het type en de kwaliteit van de training beïnvloeden deze aanpassingen.

Vergeet echter niet dat erfelijke aanleg zowel – de capaciteit – als de aanpassingsmogelijkheden van het CV

stelsel bepalen.

142

Invloed van uithoudingstraining

Hartfrequentie Hartvergroting Bloedvolume Rode bloedlichaampjes en Hb

143

Hartfrequentie

Rust Toenemende belasting

HF Niet getraind

Getraind

144

Hartvergroting

Uithoudingstraining resulteert in– Een groter EDV (na 9 weken)– Een groter HMV– De hartspiermassa neemt trager toe

145

Bloedvolume

Neemt zeer snel toe (3 dagen ?!) Een groter plasmavolume draagt bij tot:

– Grotere veneuze terugvloei– Thermoregulatie

146

Rode bloedlichaampjes en Hb

Nemen beiden toe

Het bloedvolume neemt meer toe

Relatieve concentratie neemt af

FB

149

Invloed van krachttraining

Krachttraining heeft een minimale invloed op de aanpassingen binnen het CV systeem.

150

Detraining

De training stopzetten betekent een teruglopen van de maximale zuurstofopname. De volgende factoren zijn hiervoor verantwoordelijk:

Daling maximaal slagvolume en hartdebiet. Daling van het bloedvolume. Wijzigingen ter hoogte van de spieren (zie ook

metabole aanpassingen).

151

Inhoud

Deel 1 Energie

Deel 2Deel 2 Aanpassingen van het lichaam Aanpassingen van het lichaam aan oefeningaan oefening

Metabole aanpassingen Neuro-musculaire aanpassingen. Het cardiovasculair systeem en zijn

aanpassingen. Het ademhalingssysteem en zijn Het ademhalingssysteem en zijn

aanpassingen.aanpassingen.

152

Aanpassingen van het ademhalingssysteem

Het ademhalingssysteem– Samenstellende delen– Ventilatie– Gasuitwisseling

Aanpassingen– Regeling– Acute aanpassingen– Chronische aanpassingen

153

Samenstellende delen

154

Ventilatie

De beweging van lucht van en naar de longen

Inademen en uitademen FB

156

Volumes en capaciteiten

Ademminuutvolume: Ve = Vt * f

157

Alveolaire ventilatie

Een diepere ademhaling is effectiever voor de alveolaire ventilatie dan een gelijkwaardig minutenvolume bereikt door een snellere ademhaling.

Ventilatie

Adem-

volume (ml)

Adem-

frequentie

Ve

(ml/min)

Dode ruimte

(ml/min)

Alveolaire Ve (ml/min)

oppervlakkig 150 40 6000 150*40 0

normaal 500 12 6000 150*12 4200

diep 1000 6 6000 150*6 5100

158

Gasuitwisseling

Ter hoogte van de longen– Zuurstof komt in het bloed– Koolstofdioxide wordt uitgeademd

Ter hoogte van de weefsels– Zuurstof wordt aan de (spier)cellen afgegeven– Koolstofdioxide verlaat de cellen.

159

Aanpassingen van het ademhalingssysteem

Het ademhalingssysteem– Samenstellende delen– Ventilatie– Gasuitwisseling

AanpassingenAanpassingen– RegelingRegeling– Acute aanpassingenAcute aanpassingen– Chronische aanpassingenChronische aanpassingen

160

Regeling van de ademhaling

Complex Regeling in rust via controlemechanismen

in het bloed Regeling tijdens inspanning vanuit

– De hersenen– De gewrichten en de spieren

161

Acute aanpassingen

Ventilatie• Matige inspanningen: vooral toename Vt

• Zware inspanningen: vooral f neemt toe

– Ademvolume slechts 60% van vitale capaciteit grote reserve

– Ademhalen gebeurt onbewust.

doelbewust de ademhaling willen veranderen leidt niet tot prestatieverbetering.

162

Ventilatoir equivalent = Ve/VO2 = 25/1 tot 35/1

163

Gasuitwisseling

– De longoppervlakte die deelneemt aan de gasuitwisseling neemt toe

– De concentratieverschillen van de gassen zijn groter geworden, wat een snellere uitwisseling mogelijk maakt

164

Besluit

Niettegenstaande men bij zware inspanningen het gevoel heeft “buiten adem” te geraken, blijkt dat de normale longfunctie GEEN LIMITERENDE FACTOR is voor inspanning

FB

?

170

Chronische aanpassingen

Longinhouden– niet door training beïnvloedbaar– een voorspelling van het prestatieniveau is

NIET uit de longvolumes af te leiden

Ventilatoir equivalent verkleint