Stofwisseling

In dit thema leer je welke metabole processen er in organismen zijn en de rol van de enzymen hierin spelen.

 

Aerobe dissimilatie en anaerobe dissimilatie

Planten gebruiken de energie van de zon om uit anorganisch koolstofdioxide en anorganisch water moleculen glucose te produceren. Dit doen planten met een scheikundig assimilatieproces dat we fotosynthese noemen. Tijdens dit assimilatieproces wordt de zonne-energie in het glucose molecuul vastgelegd. Zodra de zonne/energie is vastgelegd in het glucose molecuul is er spraken van chemische energie. Planten zetten vervolgens glucose om in zetmeel en slaan het zetmeel op in de wortels, bladeren en zaden.

fotosynthese2

Aerobe dissimilatie

Via de consumptie van plantendelen wordt ons lichaam voorzien van energierijke stoffen, zoals het uit glucose gevormde zetmeel. Na vertering van zetmeel in het spijsverteringsstelsel komt het verteringsproduct glucose bij de cellen terecht. In het cytoplasma van de cel, en de mitochondriën wordt het glucose verbrand. Bij deze verbranding wordt de in glucose opgeslagen (zonne)-energie vrijgemaakt.  Bij aerobe dissimilatie wordt met behulp van zuurstof de ketens tussen de koolstofatomen verbroken. De opgeslagen energie komt dan vrij in de mitochondriën van de cel. De vrijgekomen energie wordt gebruikt om ATP te produceren. De cel gebruikt deze ATP voor alle processen in de cel die energie kosten.

verbranding2

Anaerobe dissimilatie

Aan de zuurstofbehoefte van het lichaam wordt voldaan door de longen en het hart. Bij toenemende zuurstofbehoefte zal het hart sneller gaan kloppen en zullen de longen meer zuurstof opnemen en dit binden aan de rode bloedcellen in het bloed. Bij anaerobe dissimilatie is de zuurstofbehoefte van het lichaam groter dan de maximale zuurstofopnamecapaciteit van de longen en het bloed en de maximale transportcapaciteit van het hart en de bloedvaten. Er ontstaat dan zuurstofschuld in het lichaam. In de afbeelding hieronder zie je een curve van een fictieve hardlooptraining. Tot 20 km per  uur neemt met toenemende snelheid ook de hartfrequentie toe. Door het hart sneller te laten kloppen en harder te gaan hijgen krijgen de spieren voldoende zuurstof voor de verbranding.

 Anaerobedissimilatie

Tot ongeveer 20 kilometer per uur kan het lichaam voldoen aan de zuurstofbehoefte door de longen sneller te laten ventileren en het hart sneller te laten kloppen. Maar er komt een moment dat het hart en de longen het gewenste tempo van de sporter niet meer kunnen bijhouden. De sporter wil harder dan hij eigenlijk kan. Het hart en de longen zijn niet meer in staat voldoende zuurstof bij de spieren te brengen. Het hart van de sporter presteert maximaal en het bloed kan per tijdseenheid gewoon niet meer zuurstof transporteren. Dit punt heet het omslagpunt. Op de afbeelding wordt het omslagpunt bereikt bij snelheid van 20 kilometer per uur.  Bij snelheden boven de 20 kilometer per uur zal een deel van de benodigde energie worden vrijgemaakt door anaerobe dissimilatie van glucose in de spieren. Voor anaerobe dissimilatie is geen zuurstof nodig. Bij anaerobe dissimilatie komt echter veel minder energie vrij dan bij earobe dissimilatie.  Ook ontstaat er bij anaerobe dissimilatie melkzuur. Melkzuur is een organische stof die schade aan de spieren veroorzaakt.

anaerobedissimilatievanglucosemelkzuurgisting2

 

anaerobedissimilatievanglucosemelkzuurgistingjpg2