Vraag glycolyse

Spiercontracties kunnen alleen plaatsvinden als er voldoende ATP (= adenosine-tri-fosfaat) in de spiercellen aanwezig is. De voorraad ATP in spiercellen is zeer beperkt. Dus moet er tijdens spieractiviteit aanvulling van de ATP-voorraad plaatsvinden. De eerste bron voor de aanvulling van ATP is het creatinefosfaat (CP). Maar ook de voorraad CP is beperkt, ook al bevat deze voorraad ongeveer driemaal zo veel als de energievoorraad die in het ATP is opgeslagen. Bij intensieve spieractiviteit is de CP-voorraad na 2 tot 3 seconden gehalveerd. Wanneer de spieractiviteit wordt voortgezet, en dat geldt voor een 30 meter sprint die 4 tot 5 seconden kan duren, is dus extra energie nodig.

De bron die dan aangesproken zal worden is de “glycolyse” waaronder in dit verband wordt verstaan de anaerobe afbraak van glycogeen tot pyrodruivenzuur (waaraan geen zuurstof te pas komt). Zowel het glycogeen, als de benodigde enzymen, zijn aanwezig in de spiercellen. Voor een 30 meter sprint zal naar schatting 30 tot 50% van de benodigde energie geleverd worden door de glycolyse.

Energierijke fosfaten

Spieractiviteit is alleen mogelijk als er voor de koppeling (en de ontkoppeling) van de spiereiwitten actine en myosine voldoende energie beschikbaar is. Die energie moet beschikbaar zijn in de vorm van ATP (= adenosine-tri-fosfaat) dat bij gebruik wordt afgebroken tot ADP (= adenosine-di-fosfaat). ATP is in de spiercellen aanwezig maar wel in een zeer beperkte hoeveelheid. Activiteit van spieren leidt er toe dat de voorraad ATP in 1 of 2 seconden kan zijn verbruikt. Dus moet er aanvulling van ATP plaats vinden.

De eerste bron voor aanvulling van ATP is het creatinefosfaat (= CP) dat ook in de spiercellen aanwezig is. CP kan reageren met het ADP waardoor weer ATP ontstaat. De hoeveelheid energie aanwezig in de voorraad CP is ongeveer 3 keer zo groot als de voorraad energie opgeslagen in de vorm van ATP. Desondanks geldt dat bij zeer intensieve spieractiviteit, zoals bij een sprint, de CP-voorraad na ongeveer 2 tot 3 seconden al voor de helft is gebruikt. Dus naast het CP is ook verdere aanvulling van het ATP nodig. De volgende bron voor de aanvulling van ATP is de glycolyse.

Glycolyse

Met het woord “glycolyse” wordt soms een beetje slordig omgesprongen. Meestal wordt met “glycolyse” bedoeld de anaerobe afbraak van glycogeen (een aaneenschakeling van glucosemoleculen) tot pyrodruivenzuur. Uiteindelijk wordt het pyrodruivenzuur omgezet tot melkzuur als eindproduct. Topsport Topics definieert deze “glycolyse” als de anaerobe afbraak van glycogeen tot pyrodruivenzuur.

Zowel het glycogeen, als de enzymen die nodig zijn voor de anaerobe afbraak daarvan tot pyrodruivenduur, zijn aanwezig in het cytoplasma van de spiercellen. Wanneer in die ruimte de concentratie ADP stijgt worden die enzymen geactiveerd en komt de glycolyse op gang waarmee het aanwezige ADP wordt omgezet in ATP. Dat kan vervolgens weer gebruikt worden voor het samentrekken van de spieren. De glycolyse wordt dus geactiveerd door een toegenomen hoeveelheid ADP in de spiercellen en dat is het geval als de CP-voorraad onvoldoende wordt om het vrijgekomen ADP om te zetten in ATP. Bij intensieve spieractiviteit kan dat al na 2 of 3 seconden het geval zijn.

Dus bij intensieve spierarbeid, zoals een 30 meter sprint die 4 tot 5 seconden zal duren, zal na enkele seconden ook de glycolyse een bijdrage leveren aan de energievoorziening van die sprint. De belangrijkste reden daarvoor is dat aan alle voorwaarden voor de glycolyse wordt voldaan: een hoge ADP-concentratie, de aanwezigheid van glycogeen en geactiveerde enzymen.

In het citaat dat in de vraag is opgenomen wordt een definitie gegeven van de “glycolyse”. In deze definitie wordt het begrip “glycolyse” kennelijk gehanteerd inclusief de Krebs- of citroenzuurcyclus. Dat deel van het proces, dus inclusief de oxidatie van het pyrodruivenzuur, vindt plaats in de mitochondriën (de energiefabriekjes) van de spiercellen. Dat wordt pas geactiveerd als het ontstane ADP naar de mitochondriën is getransporteerd en dat kost enige tijd. Daarom komt de afbraak van pyrodruivenzuur in de mitochondriën later op gang dan de ATP-productie via de glycolyse die gewoon in de spiercel (dus buiten de mitochondriën) plaatsvindt.

N.B.
In bovenstaande is geen literatuurverwijzing opgenomen. Alle genoemde zaken zijn aan te treffen in elk (inspannings-) fysiologieboek, bijvoorbeeld:
Wilmore JH, Costill DH, Kenny WL (Nederlandse vertaling: van der Poel GM) (2009). Inspannings- en sportfysiologie. Maarssen, Reed Elsevier.