Het ATP-CP energiesysteem

ATP, de brandstof voor onze spieren wordt aangemaakt door drie verschillende energiesystemen. Het ATP-CP systeem (creatinefosfaat), het anaeroob lactische systeem en het aëroob, oxidatieve systeem. Tijdens inspanning zijn alle drie de energiesystemen actief. De hoeveelheid energie (ATP) die door het betreffende energiesysteem geleverd wordt, verschilt echter. Dit is onder andere afhankelijk van  van de intensiteit, de duur van de inspanning en het spiervezeltype dat aangespannen wordt.

Het ATP-CP systeem

Het primaire anearobe energiesysteem is het ATP-CP systeem ook wel het Phosophagen (fosfaat) systeem genaamd. Dit energiesysteem dankt zijn naam aan ATP - de energiebron die zorgt voor spiercontractie en Creatine Phosphate (CP), een energetische fosfaat samenstelling, die zich in de spiercellen bevind.

Het ATP-CP systeem bevat drie chemische reacties die gebruikt worden om ATP te produceren. De eerste reactie bestaat uit de afbraak van ATP in ADP (adenosine diphosphate) en Phosphate (P), hierbij komt energie vrij. Doordat skeletspierweefsel slechts een beperkte hoeveelheid ATP opgeslagen heeft, zijn er meerdere reacties nodig die ervoor zorgen dat ATP voldoende beschikbaar blijft. Zou dit niet het geval zijn, dan hebben de spiercellen geen 'brandstof' meer om nog samen te kunnen trekken - waardoor dus ook geen beweging meer mogelijk is.

[caption id="attachment_1405" align="alignright" width="300"] De resynthese van ATP door CP[/caption]

De tweede reactie wordt gebruikt om ATP uit ADP en CP
(of Phosphorcreatine PCr) te resynthetiseren. In deze stap wordt een
fosfaat atoom losgemaakt van het CP molecuul, waarbij Phosphate en
Creatine gevormd worden. De P die gevormd wordt, wordt vervolgens teruggekoppeld aan het ADP molecuul waarbij weer ATP ontstaat.

In de laatste reactie kan het ADP molecuul nog verder worden afgebroken in adenosine monophsophate en P, waarna de P opnieuw kan worden toegevoegd aan ADP, waarbij - net als in de 2e reactie - ATP gevormd wordt.

Wanneer ATP wordt afgebroken voor spiercontractie, wordt dit heel snel gesynthetiseerd door CP af te breken (door de reacties zoals hierboven beschreven). De energie die vrijkomt bij de het afbreken van de hoog energetische phosphateverbindingen wordt gebruikt om ATP the synthetiseren uit adenosine diphosphate (ADP) en phosphate (de phosphategroep die is afgebroken van ATP).

Efficiente resynthese van ATP uit ADP en P

Het resynthetiseren van ATP uit ADP en P is zo efficiënt dat de concentratie ATP in de spieren nauwelijks daalt, zelfs niet tijdens hele zware inspanningen als het lopen van een 100 meter sprint. De concentratie ADP kan echter wel erg snel dalen, dit komt doordat ADP gebruikt wordt in de resynthese van ATP.

Doordat skeletspieren maar een fractie van de ATP die ze nodig hebben zelf kunnen opslaan, komen de spiercellen - tijdens hoge inspanningen - al binnen 10s of minder zonder energie te zitten. CP niveaus kunnen binnen 5 seconden of minder zo'n 50 tot 70% van hun oorspronkelijke niveaus dalen tijdens high-intensity inspanningen. Bij uitputtende inspanningen kunnen deze waardes zelfde helemaal uitgeput raken.

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=uCmNQQWlrc0[/youtube]

De ATP productie door Creatine Phosphate is het hoogst in de eerste 2 seconden na de start van een inspanning. Na 10 seconden is het vermogen van CP om ATP te produceren al afgenomen tot 50%, en na 30 seconden is de bijdrage van CP aan de productie van ATP nagenoeg nihil. Na zo'n 10 seconden wordt de bijdrage van het anaëroob lactische energiesysteem aan de productie van ATP steeds groter.

Snelle aanvulling van CP voorraad

De aanvulling van de Phosphagen voorraad is normaal gesproken een snel en effectief proces. Binnen 30 seconden na de inspanning is zo'n 70% van de ATP voorraad aangevuld, een complete aanvulling gebeurt binnen 3 tot 5 minuten. Het herstel van CP waardes duurt langer, met 2 minuten is zo'n 84% van het CP niveau hersteld, na 4 minuten is dit 89% en na 8 minuten is het CP niveau weer volledig hersteld.

Aanvulling van de 'phosphagens' gebeurt voor het grootste gedeelte via aëroob metabolisme. Hoewel ook het anaeroob lactische systeem bijdraagt aan het herstel van de 'phosphagen pool' na high-intensity inspanningen.