Profielwerkstuk Biologie Sportdrank

Profielwerkstuk
Sportdrank

Samenvatting:
Dit profielwerkstuk bevat informatie over de werking van sportdrankjes en het lichaam. Dit wordt behandeld aan de hand van deelvragen over de spieren, de aërobe dissimilatie, de in-houd van sportdrankjes, de oorsprong van sportdrankjes en de toekomst van biologie in de sport. Verder wordt deze informatie behandeld door een beschouwing over de voor- en nade-len van sportdrankjes, een interview met een professionele trainer en een onderzoek in de praktijk.

Inleiding en hoofdvraag
Sinds jaren ben ik al geïnteresseerd in de werkingen van stoffen in ons lichaam die de prestaties kunnen verbeteren. Dat iemand van een bepaalde stof harder zou kunnen gaan lopen of voor een bepaalde tijd sterker zou kunnen zijn, zijn dingen waar ik altijd al een beetje onderzoek naar heb willen doen. Vandaar ook dat ik als onderwerp voor mijn profielwerkstuk sportdrankjes heb genomen. De legale drug die veel sporters gebruiken om hun energie weer op peil te krijgen en zichzelf extra mogelijkheden toe te rekenen, of toch niet? Zijn sportdrankjes dan allemaal een mythe en denk je alleen maar dat je er harder van gaat lopen? Of zijn sportdrankjes wel degelijk een verbetering van de prestaties wanneer je gaat sporten? Dat ga ik in dit profielwerkstuk onderzoeken. Mijn hoofdvraag zal dan ook zijn: welke invloed leveren sportdrankjes aan de sportprestaties? Om aan informatie te komen over mijn antwoord zal ik op het internet, in boeken en via persoonlijk contact op zoek gaan naar informatie over mijn onderwerp. Ik geloof ook dat ik in mijn eigen sporttak, atletiek, nog wel een beetje informatie kan opduikelen van een van mijn trainers of van andere sportievelingen. Omdat atletiekers ook vaak gebruik maken van sportdrankjes, zal ik nog een test uitvoeren, om te kijken hoe de gegevens in de theorie de uitslag in het echt beïnvloeden. Door gegevens op te zoeken die komen kijken bij het sporten, hoop ik meer te weten te komen van de interactie tussen sportdrankjes en het lichaam. Door in mijn vragen te kijken naar het menselijk lichaam, naar de beweging van de mens en de samenstelling van de sportdrankjes hoop ik een duidelijk verband te kunnen vinden tussen het gebruik van sportdrankjes en de sportprestaties. Naast deze informatie zullen er ook afbeelding zijn om het geheel te verduidelijken; de bronvermeldingen van deze afbeeldingen staan achterin in de bronnenlijst. Met het maken van dit werkstuk verwacht ik kennis te vergaren over het menselijk lichaam en de beïnvloeding door stoffen. Omdat ik volgend jaar in Nijmegen Biomedische Wetenschappen ga studeren, een studie waarbij grondig onderzocht wordt welke stoffen welke uitwerking hebben op het lichaam, denk ik dat deze extra kennis goed van pas zal komen. Ten slotte hoop ik dat dit profielwerkstuk mij zal helpen bij mijn inzichten in de sport, zodat ik voortaan zal weten welk sportdrankje ik moet drinken, wanneer ik het sportdrankje moet drinken en in welke mate ik het zal drinken.

Hypothese
Ik denk dat veel mensen wel ongeveer weten wat de uitwerkingen van sportdrankjes zijn, dus ik geloof dat ik het antwoord op mijn vraag zo wel weet. Naar mijn idee gaan de sporters die met een sportdrankje rennen, sneller rennen doordat ze extra suiker in hun lichaam krijgen waarvan ze extra energie kunnen maken. Wanneer het niveau van de sport toeneemt, zal intensieve training niet veel extra waarde kunnen leveren aan de prestatie van de sporter, en zullen sportdrankjes misschien die extra energiestoot kunnen geven om de sporter naar een hoger niveau te tillen. Aan de ene kant zou het gebruik van extra suiker kunnen leiden tot een toegenomen prestatie, aan de andere kant zullen de extra vitaminen die zich in het sportdrankje bevinden misschien ook wel een positieve verandering in het lichaam teweeg kunnen brengen.

Hoe is de bouw en werking van de spieren?
Soorten spieren
Om deze vraag te kunnen beantwoorden moeten we eerst wat meer weten over de indeling van spieren. Er zijn 3 soorten spieren te onderscheiden in het menselijk lichaam:
- Als eerste kennen we de agonist, dit is de spier die verantwoordelijk is voor de ‘hoofdbeweging,’ de spier waarmee de gewilde beweging wordt ondergaan.
- Als tweede kennen we de antagonist, dit is eigenlijk de tegengestelde spier van de agonisten. De benaming stamt vanuit het Grieks: ant van anti, wat zoveel betekent als tegen of niet, en agonist, wat in het Grieks deelnemer betekent. De antagonist doet dus het tegenovergestelde van de deelnemer (agonist), waaruit blijkt dat de antagonist meestal de spier is die zich strekt terwijl de tegengestelde spier zich samentrekt.
- De synergist, deze spier helpt de agonist met het verrichten van de beweging.
Welke spier welke naam krijgt wordt bepaald door een hoofdbeweging toe te wijzen. Van geen enkele spier is vastgesteld of het een agonist, antagonist of synergist is. Is bijvoorbeeld de hoofdbeweging het strekken van de arm, dan wordt de triceps als de agonist benoemd, en de biceps als de antagonist. Bij het buigen van de arm bij de elleboog, is dit juist andersom.
Verder kunnen spieren nog ingedeeld worden in soorten door indeling door middel van con-trole. Sommige spieren kan je bewust veranderen, je kan ze aanzetten tot beweging. Deze spieren worden de ‘striated muscles’ genoemd, de fijn gestreepte spieren. Spieren waar je geen controle over hebt worden de ‘smooth muscles’ genoemd, de gladde spieren, deze heb-ben geen dwarsstrepen op de spiervezels zoals bij de fijn gestreepte spieren. Denk hierbij aan spieren die de darmperistaltiek verzorgen. Als laatste is er de zogenaamde ‘cardiac muscle,’ de spier die zorgt voor het rondpompen van het bloed, dat is natuurlijk het hart. Dit is ook een spier waar je geen controle over hebt.

De opbouw van de spier
Om meer te kunnen begrijpen van de spieren moeten we gaan kijken naar de opbouw van de spieren. Hierbij beginnen we met de buitenkant van de spieren. De spier bestaat grofweg uit 3 delen:
- De spierbuik: dit is het gedeelte van de spier waar alle spiervezels zich bevinden. In dit gedeelte vindt samentrekking van de spier plaats, wat wij weer zien als beweging.
- De origo: op dit punt wordt de spier verbonden met een ‘vast’ bot in het lichaam, een bot dat zich niet kan bewegen, zoals bijvoorbeeld het schouderblad. Een origo is een pees.
- De insertie: op dit punt hecht de spier zich aan een bewegelijk bot, zoals in dit voor-beeld, de onderarm. Net als de origo is de insertie een pees.
In de spierbuik komt het startsignaal voor de beweging. Daarvoor moeten we verder in de spieren kijken, naar de microscopische bouw. Maar voordat we daarmee beginnen gaan we eerst bekijken uit welke delen de spierbuik bestaat. De buitenste wand van de spierbuik heet het Epimysium en scheidt de spier van de rest van het lichaam. De binnenste wand van de spierbuik heet het Parimysium, en deze scheidt de spierbundels en de bloedvaten met bind-weefsel van de buitenste wand. De bloedvaten verzorgen de spiervezels onder andere van verse zuurstof en vitaminen en voeren koolstofdioxide af. De spierbundels bevatten spierve-zels die uiteindelijk zorgen voor de beweging. Ten slotte houdt het bindweefsel alle spierbun-dels en bloedvaten op zijn plek.

Soorten spiervezels
Ook van spiervezels zijn er verschillende soorten, de spiervezels worden verdeeld in type I en type II; type II kan nog verder onderverdeeld worden in II a en II b. De spiervezels van type I zijn rood van kleur en hebben veel mitochondria, de spiervezels van type II zijn wit van kleur en hebben minder mitochondria. Spiervezels van type II kunnen zich ook sneller samentrek-ken dan de spiervezels van type I. Spiervezels van type I zijn veel moeilijker te vermoeien, omdat zij geen afvalproducten maken die weer moeten worden omgezet, bij spiervezels van type II wordt melkzuur gevormd, dat door de cellen weer teruggevormd moet worden naar glucose of pyrodruivenzuur. Voor mijn onderzoek zijn deze verschillende soorten spiervezels erg belangrijk omdat ze het verschil aangeven tussen de verschillende soorten spieren per in-dividu. De spiervezels van type I zijn erg belangrijk voor marathonlopers, omdat hierin vooral aërobe dissimilatie plaatsvindt, in de spiervezels van type II voornamelijk anaërobe dissimila-tie. Type II is dus het belangrijkst voor krachttraining. Verder vindt er in type II a nog aërobe dissimilatie plaats, terwijl type II b volledig anaëroob is en dus de beste leverancier van ener-gie op de korte termijn is.

Microscopische bouw van de spiervezel
De spierbundels worden omgeven met een membraam dat het fascicle wordt genoemd. De spiervezels, die een lange cilindervorm hebben, liggen onder dit membraam bij elkaar. Een spiervezel is een aan elkaar gegroeide groep van cellen van de spieren, die hun celmembranen verloren zijn, en wordt ook wel een myocyte genoemd. De kern van de spiervezel bevindt zich, anders dan bij de meeste cellen, buiten op de vezel. Ook bevinden zich buiten op de ve-zel de eindplaatjes ofwel de synapsen van een axon van een motorische zenuwcel. Deze ze-nuw brengt beweging in de spiervezel op gang. Als de spier door een microscoop wordt beke-ken lijkt het alsof de spiervezel fijne dwarsstreepjes heeft.

Submicroscopische bouw van de spiervezel
Een spiervezel bestaat uit filamenten, ook wel myofibrillen genaamd. Er zijn twee soorten filamenten: myosine en actine. Deze twee filamenten zijn zo opgebouwd dat ze precies goed kunnen binden doordat ze atomen naast elkaar hebben liggen die makkelijk een binding aan kunnen gaan. Elk myosine molecuul bestaat uit ongeveer 2000 aminozuren in de lengte. De moleculen zitten langs elkaar in de vorm van een dubbele of meervoudige helix, zoals in een touw. Elk myosine molecuul heeft een hoofd- en een staartgedeelte, met een plus en een min kant. Het staartgedeelte van het myosine molecuul zit vast aan de zogenaamde ‘M-line,’ de middellijn. Actine bestaat uit een lange polymeer die ofwel ATP of ADP kan binden. Aan het einde van het Actinemolecuul zit een CapZ, een soort hoedje dat het actine molecuul tegenhoudt om af te breken. Met deze CapZ zit actine bevestigd aan het tussenschot, ook wel de ‘Z-disk’. Aan beide kanten van dit tussenschot zitten actinemoleculen vast. Naast de actinemoleculen komt hieraan ook het eiwit ‘Titin’ voor. Dit eiwit, ook wel bekend als connectin, is het grootste bekende enkelvoudige eiwit dat er is. Dit eiwit bestaat uit bijna 27.000 aminozuren en heeft de formule: C132983H211861N36149O40883S693. De volledige scheikundige naam heeft bijna 190.000 letters. Dit eiwit wordt gebruikt om de myosinemoleculen vast te hechten aan het tussenschot. Een klein stuk van de spiervezel, waar een kleine beweging plaats kan vinden door enkele naast elkaar gelegen filamenten, wordt de sacromeer genoemd. De sacromeer bestaat uit verschillende ‘zones.’ De ‘I-zone’ beschrijft het gedeelte met de Z-disk, het grootste deel van de actine moleculen en de Titin-eiwitten. De I-zone is lijkt vaak donker omdat zich in de I zone de dikke mysoninemoleculen bevinden. De H-band beschrijft het gedeelte met de middelijn, de ‘M-line’ en het grootste deel van de myosine moleculen. De ‘A-zone’ is het gedeelte waarin de actinemoleculen in hun geheel liggen, dit gedeelte lijkt vaak lichter, omdat de actinemoleculen dunner zijn dan de mysoinemoleculen.

De werking van de spieren
Dan moeten we nog weten hoe spieren zich precies bewegen, zich samentrekken. Dit is een proces dat begint bij de hersenen. In de hersenen worden impulsen gegeven aan de bewegingszenuwen. Dit zijn bij elkaar liggende motorische neuronen die omgeven worden door een laag bindweefsel, de myelineschede. Deze motorische zenuwcellen leiden impulsen vanaf het zenuwcentrum naar de effectoren wanneer in het zenuwcentrum een actiepotentiaal ontstaat. De effectoren zijn de spieren. Via synapsen worden de zenuwcellen gebonden aan de spieren. Een actiepotentiaal, in de vorm van energie, beweegt zich langs alle axon motorische cellen naar de spieren toe, waar het op het laatste axon zorgt voor het vrijkomen van calciumionen. De calciumionen zorgen voor het vrijkomen van neurotransmitters, die vervoeren de calciumionen tussen de axon en de motorische spiervezel. Deze neurotransmitter, het zogenaamde acetylcholine verspreidt zich over de synaps en bindt zich daar aan de membraan. Hierdoor komen in de membraan extra kalium- en natriumionen vrij, waardoor de natrium-kalium-pomp op gang wordt gezet. Omdat de celmembraan meer permeabel is voor natrium dan voor kalium, wordt het membraan positief geladen, waardoor er wederom een actiepotentiaal op gang komt. De actiepotentiaal beweegt zich over het celmembraan van de spiervezel, en activeert elke op zijn weg komende T-tulube. Een T-tulube is een diepe inkeping in het celmembraan, die, wanneer geactiveerd, het potentiaal van de celmembraan kan doen dalen, waardoor de membraam meer permeabel wordt. Door de vermindering in activiteit worden in het nabijgelegen sacroplasmatisch reticulum, een gedeelte van het endoplasmatisch reticulum, calciumionen vrijgegeven. Het calcium bindt zich aan het enzym toropine C, dat aanwezig is op het filament actine. Het enzym toropine C werkt als activator of co-enzym voor het enzym tropomyosine. In toestand van rust verhindert het enzym tropomyosine dat er bindingen worden gemaakt met actine, doordat het zelf op de bindingsplaatsen gaat zitten. Maar doordat calcium zich bindt met toropine C wordt de topomyosine in staat gesteld zich te verplaatsen. Nu zijn de bindingsplaatsen van het actinefilament vrijgesteld en worden de ATP-moleculen die aan de myosine filamenten zijn gebonden losgemaakt met behulp van waterstof. Daarna komen er energie, ADP-moleculen en anorganisch fosfaat vrij in de cel. De myosinefilamenten kunnen nu een binding aangaan met de actine. Hierdoor wordt de I-band verkort en komt de Z-lijn dichter bij de middellijn te liggen in deze cel. De myosinestaarten trekken krom. Als dit in een heleboel cellen tegelijk gebeurt, wordt de spier dus samengetrokken. Zolang er ATP en Calciumionen aanwezig zijn in de cellen, blijft dit proces plaatsvinden. Als de calciumionen opraken worden de actine filamenten weer bedekt en kunnen ze geen bindingen meer aangaan met de myosine. Dit is het einde van de beweging.

Hoe wordt energie vrijgemaakt in de cellen?
Waaruit verkrijgen wij energie?
Als je wilt sporten, heb je energie nodig. Maar energie heb je niet zomaar. Men zegt dat je moet eten om je energiepeil weer omhoog te krijgen. Maar hoe komt dat? In eten bevinden zich onder andere zetmeel, vet en eiwitten. Voor energie is vooral het verbruik van zetmeel belangrijk. Zetmeel bestaat op zijn beurt weer uit suikers, sachariden. Er is een onderscheid tussen verschillende soorten sachariden. Zo zijn er de monosachariden, disachariden en polysachariden. Monosachariden zijn stoffen als glucose, galactose, fructose (druivensuiker) en ribose. Onder disachariden vallen de stoffen sacharose (riet- of bietsuiker), lactose (melksuiker) en maltose (moutsuiker). Door een heleboel monosachariden aan elkaar te rijgen ontstaan polysachariden. Polysachariden zijn bijvoorbeeld zetmeel, cellulose, de stof waaruit de wanden van de cellen van planten zijn opgebouwd, en glycogeen, een stof die in je lever en spieren worden gevormd als reserve energie opslag. Voor het verkrijgen van energie uit koolhydraten wordt voornamelijk glucose gebruikt. Glucose is voor het lichaam makkelijk af te breken, en tijdens het proces van afbreken komt er via chemische reacties energie vrij, die wordt opgeslagen in ATP-moleculen. Dit zijn moleculen die speciaal gemaakt zijn voor het opslaan van energie. ATP staat voor AdenosineTriPhosphaat. Wanneer er in je lichaam energie nodig is worden ATP moleculen omgezet in elektronen, een organisch fosfaat molecuul en ADP (AdenosineDiPhosphaat). In scheikundige termen ziet de reactie er als volgt uit: ATP ® ADP + Pi + e-. Het proces van verkrijgen van energie uit suikers, vetten of eiwitten wordt dissimilatie genoemd. Het proces waarbij energie uit monosachariden wordt verkregen met behulp van zuurstof noemen we de aërobe dissimilatie. Bij de aërobe dissimilatie worden glucosemoleculen, water en zuurstof gebruikt, er komt water, koolstofdioxide en energie vrij. In scheikundige termen ziet de aërobe dissimilatie er als volgt uit: C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 ® 6 CO2 + 12 H2O + E. In woorden betekent dat: Eén glucosemolecuul plus zes watermoleculen plus zes zuurstofmoleculen, worden zes koolstofdioxidemoleculen plus twaalf watermoleculen plus energie. Waarom er twee keer water in voorkomt zullen we verderop bespreken in: “processen in de aërobe dissimilatie.”

Processen in de aërobe dissimilatie
Glucose kan niet zomaar omgezet worden in ATP; daar gaan eerst een heleboel processen aan vooraf. Deze processen vinden plaats in elke cel van je lichaam, als daar energie nodig is. Specifiek vinden deze processen plaats in het cytoplasma en de mitochondriën van de cel. In het cytoplasma van de cel vindt het eerste proces plaats, namelijk de glycolyse. In de matrix van de mitochondriën vinden de decarboxylering en de citroenzuurcyclus, ook wel de Krebscyclus, plaats. Ook in de mitochondriën, maar dan op het binnenste membraan, vindt de oxidatieve fosforylering plaats. De oxidatieve fosforylering wordt ook wel de elektronentransportketen genoemd.

De glycolyse
De glycolyse is een proces waarbij glucose omgezet wordt in pyrodruivenzuur. Pyrodruivenzuur is een stof die in de decarboxylering en de citroenzuurcyclus wordt omgezet in koolstofdioxide. Het proces van omzetting van glucose in pyrodruivenzuur is een lang en ingewikkeld proces waarbij veel enzymen komen kijken. Tijdens dit proces worden twee ATP-moleculen omgezet in ADP-moleculen, dit is om het proces op gang te brengen en om de pyrodruivenzuurmoleculen naar de mitochondriën te brengen. Later in het proces worden weer vier ADP-moleculen samen met vier anorganische fosfaatmoleculen en met behulp van energie die vrijgekomen is uit het afbreken van de glucose moleculen omgezet in ATP. Ook worden met deze energie NAD+ moleculen omgezet in NADH,H+. Deze reactie verloopt als volgt: 2 NAD+ + 4 H+ + 4 e- ® 2 NADH,H+. De NADH,H+ moleculen worden hierna overgebracht naar het binnenste membraan van de mitochondriën, zodat ze daar hun elektronen af kunnen geven ten behoeve van de synthese van ATP. Aan het eind van de glycolyse zijn er twee pyrodruivenzuurmoleculen ontstaan. Deze reactie ziet er als volgt uit: C6H12O6 ® 2 CH3COCOOH (C3H4O3). Nu zijn de moleculen gereed om in te treden in de citroenzuurcyclus.

De decarboxylering
De decarboxylering is waarschijnlijk het kortste proces in de aërobe dissimilatie. In de decarboxylering wordt een koolstofdioxidemolecuul afgesplitst van het in de glycolyse ontstane pyrodruivenzuur. Hierbij kan er per pyrodruivenzuurmolecuul één NAD+ molecuul omgezet worden in een NADH,H+ molecuul met de energie die vrijkomt bij het afsplitsen van het koolstofdioxidemolecuul. Het pyrodruivenzuur verandert hierbij in ethaanzuur en wordt door middel van een zwavelbrug aan het zogenaamde co-enzym A gebonden, waarna het klaar is om de citroenzuurcyclus in te gaan. Deze verbinding staat dan bekend als acetylco-enzym A. Hier wordt ook voor het eerst een H2O molecuul gebruikt om het proces extra energie te geven zodat het op gang blijft.

De citroenzuurcyclus
De citroenzuurcyclus is, zoals de naam zelf al zegt, een cyclus. Aan het begin van de cyclus komt acetylco-enzym A binnen, aan het eind is alle ethaanzuur (ook wel azijnzuur) volledig weg gereageerd, en is er alleen nog maar co-enzym A over, dat zich weer bindt aan het volgend pyrodruivenzuurmolecuul. Alle energie is tegen die tijd dan opgeslagen in verschillende moleculen, die in de oxidatieve fosforylering allemaal weer omgezet worden in ATP. Tijdens de citroenzuurcyclus vinden bepaalde veranderingen aan het ethaanzuur plaats. Stapsgewijs wordt dit steeds verder afgebroken. Door afgifte van twee CO2 moleculen verdwijnt het ethaanmolecuul helemaal. Bij de afbraak van dit molecuul komt energie vrij. Deze energie wordt gebruikt om drie NADH,H+ moleculen en een FADH2 molecuul per molecuul ethaanzuur vrij te maken. Een FADH2 molecuul werkt net als een NADH,H+ molecuul, om energie tot de oxidatieve fosforylering te dragen. FADH2 wordt gevormd volgens de volgende formule: 2 FAD + 4 H+ + 4 e- ® 2 FADH2. Verder komt er bij de omzetting ook een ATP molecuul bij vrij. In totaal is dit dus voor het glucosemolecuul (= twee pyrodruivenzuurmoleculen) in de glycolyse zes NADH,H+ moleculen, twee FADH2 moleculen, twee ATP moleculen en twee koolstofdioxidemoleculen. Om het proces op gang te houden worden ook nog eens twee watermoleculen gebruikt. Deze worden afgebroken en later weer gebruikt om opnieuw water van te maken. Bij de afbraak van deze moleculen komt de energie vrij die het proces op peil houdt.

Oxidatieve Fosforylering
Na de voorafgaande processen is er een aanzienlijke hoeveelheid NADH,H+ en FADH2 gevormd. Deze moleculen moeten nu omgezet worden in de energiedragers van het lichaam, de ATP moleculen. Dit gebeurt in de oxidatieve fosforylering, die plaatsvindt op het binnenste membraam van de mitochondriën. De oxidatieve fosforylering staat ook wel bekend onder de elektronentransportketen. Deze titel geeft ook duidelijk aan wat er gebeurt bij dit proces. In feite worden de elektronen die opgeslagen zijn in de NADH,H+ en de FAD2 overgedragen op een aantal enzymen en cytochromen. Cytochromen zijn op het binnenmembraan gelegen eiwitten, die via heemgroepen en ijzerionen elektronen kunnen overbrengen. Als er een elektron opgeslagen moet worden op het cytochroom gebeurt dat in een heem, een complexe verbinding met een ijzer-ion in het midden. Het tot dan toe bestaande ijzer drie plus (Fe3+) wordt dan omgevormd tot ijzer twee plus (Fe2+) een ijzer-ion dat iets minder positief geladen is (merk op: er is één plus verdwenen) doordat het erbij gekomen elektron negatief geladen is. De reactie gaat als volgt: Fe3+ + e- ® Fe2+. Dit is net als de reacties van de NADH,H+ en FADH2 moleculen een redoxreactie. Een redox reactie (reductor oxidator reactie) heeft altijd een tegenreactie om het evenwicht van elektronen te behouden. Kortom, als er bij de reactie van ijzer één elektron naar rechts verschuift (dit is dan de oxidator), moet er ook één elektron naar links verschuiven in een andere reactie die alles in evenwicht houdt (een reactie door de reductor). Dit is het werk van de bijbehorende enzymen. Zonder deze enzymen zouden de reacties niet verlopen en zou er geen nieuwe energie in het lichaam aangemaakt kunnen worden. Als het er weer tijd voor is kunnen de elektronen weer overgebracht worden op het volgende eiwit met een enzym. Zo worden de elektronen steeds verder gebracht totdat ze al hun energie verloren hebben en ze reageren met zuurstof en waterstof, waarbij de twaalf watermoleculen ontstaan. De energie die wordt vrijgemaakt door de overdracht van de elektronen moet zo geleidelijk mogelijk afgetapt worden. Als de energie namelijk in een keer afgegeven zou worden, zou het allemaal verloren gaan in de vorm van warmte. Doordat de energie zo langzaamaan aangevoerd wordt, is deze geschikt voor de synthese van ATP. Elk NADH,H+ molecuul is goed voor zo’n drie ATP moleculen, elke FADH2 kan twee ATP moleculen aanmaken.

De totale uitkomst
In het gehele proces van de aërobe dissimilatie zij de elektronen veel van energiedrager gewisseld, hebben zich een heleboel processen afgespeeld en zijn stoffen veranderd van samenstelling. Maar hoeveel energie is er nu in totaal over? Met een beetje slim rekenen is dat zo verteld. Hieronder een schema met de herkomst, het bijbehorende proces en de hoeveelheden van de NADH,H+ en FADH2 moleculen. Daaronder gevolgd door een schema met het proces, de plaats van het proces en de hoeveelheden van alle ATP moleculen.

NADH,H+ en FADH2 moleculen
Proces Plaats van het proces Hoeveelheid
Glycolyse Grondplasma (cytoplasma zonder organellen) 2 NADH,H+ moleculen
Decarboxylering Matrix van de mitochondriën 2 NADH,H+ moleculen
Citroenzuurcyclus Matrix van de mitochondriën 6 NADH,H+ moleculen2 FADH2 moleculen

ATP moleculen
Proces Plaats van het proces Hoeveelheid
Glycolyse Activeringsenergie Omzetting glucose in pyrodruivenzuur - 2 ATP4 ATP
Citroenzuurcyclus Afbraak ethaanzuur 2 ATP
Oxidative fosforylering 8 NADH,H+2 NADH,H+ *2 FADH2 24 ATP4 ATP4 ATP
Voor de overdracht pyrodruivenzuurmoleculen van grondplasma naar mitochondriën is 1 ATP per NADH,H+ molecuul nodig.

In totaal komt er dus 36 ATP vrij per glucosemolecuul.

Vetten en eiwitten in de aërobe dissimilatie
Zoals wel te verwachten was, hebben vetten en eiwitten ook een belangrijke rol in het verkrijgen van energie in het lichaam van de mens. Vetten kunnen in ons lichaam afgebroken worden tot vetzuren en glycerol. Glycerol kan met weinig moeite omgezet worden in pyrodruivenzuur, en vanaf dat punt de dissimilatie intreden. De vetzuren die afgesplitst zijn kunnen goed dienen als co-enzym A, zodat het ethaanzuur zijn intrede kan doen in de citroenzuurcyclus. Zoals we weten bestaan eiwitten uit aminozuren. Aminozuren kunnen ook omgebouwd worden tot pyrodruivenzuur en co-enzym A, en als extraatje kunnen zij ook nog eens dienen als andere stoffen die gedissimileerd kunnen worden in de citroenzuurcyclus.

Het respiratoir quotiënt
Toch blijken vetten en eiwitten niet altijd zo handig om te dissimileren. Dit omdat er meer koolstofdioxidemoleculen bij de dissimilatie vrijkomen dan dat er zuurstofmoleculen worden opgenomen. Tevens is dit de basis voor de formule om het respiratoir quotiënt (respire = ademen) te bereken. Deze formule is als volgt uit te drukken
aantal opgenomen O2 moleculen
RQ = aantal afgegeven CO2 moleculen
Door even goed te kijken naar de formule van de dissimilatie van glucose (C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 ® 6 CO2 + 12 H2O + E) kunnen wij beredeneren dat het respiratoir quotiënt precies 1,0 is. Er worden namelijk zes moleculen zuurstof opgenomen, en eveneens zes moleculen koolstofdioxide afgegeven per gedissimileerd molecuul glucose. En zoals eenieder weet, zes gedeeld door zes is één. Bij de aërobe dissimilatie van eiwitten is de respiratoir quotiënt waarde maar 0,9 en die van vetten ligt zelfs op 0,7. Gemiddeld weet een mens een RQ-waarde van 0,85 te halen.

Anaërobe dissimilatie
Naast het verkrijgen van energie door middel van glucose en zuurstof, is er ook een andere, minder effectieve manier om energie vrij te krijgen. Op het moment dat je namelijk geen tijd hebt om adem te halen, of je erg veel energie in één moment nodig hebt, zoals bij krachtsporten, is er een andere manier nodig om energie te verkrijgen. Bij de glycolyse komen er, zoals hierboven beschreven, al netto twee ATP en twee NADH,H+ moleculen vrij. Er blijft van de glucose dan pyrodruivenzuur over. Bij dit gehele proces is nog geen zuurstof te pas gekomen, er zijn alleen wel twee NADH,H+ moleculen over, die eigenlijk in de oxidatieve fosforylering afgebroken moeten worden, waarna er met zuurstof moet worden gereageerd. Dit is dus niet van toepassing. Gelukkig heeft ons lichaam er een oplossing voor: in plaats van het NADH,H+ om te zetten in ATP, wordt het NADH,H+ gebruikt om het pyrodruivenzuurmolecuul om te zetten in melkzuur. Hiertoe worden de waterstofionen van het NADH,H+ molecuul gesplitst en aan het pyrodruivenzuurmolecuul gebonden. Dit proces heet de melkzuurgisting. Scheikundig ziet deze reactie er als volgt uit:
CH3COCOOH + NADH,H+ ® CH3CHOHCOOH + NAD+
Het melkzuur wordt opgeslagen in de spieren totdat er weer zuurstof aanwezig is. Dan kan het melkzuur weer omgezet worden in glucose met behulp van zuurstof en ATP.
Er is nog een andere manier van anaëroob (zonder zuurstof) dissimileren. Bij dit proces komt er alcohol vrij, maar dit proces wordt buiten beschouwing gelaten omdat dit proces niet in het lichaam van de mens voorkomt, en dus ook nooit iets te maken zal hebben met sportdrankjes.

Welke stoffen in sportdrankjes kunnen extra mogelijkheden geven aan sportprestaties?

Welke stoffen kunnen opgenomen worden door de spieren?
Sportdrankjes bevatten veel verschillende stoffen die de prestaties van de sporter kunnen verbeteren. Zo zijn er speciale vitamines die in sportdrankjes zitten, en er zijn stoffen die het energieniveau van de sporter weer op peil brengen. De stoffen zijn in te delen in een aantal groepen. Hier gaan we de bekendste en meest gebruikte (toegevoegde) stoffen bekijken die de sportdrankjes bevatten.

Water
Misschien wel een van de belangrijkste ingrediënten van sportdrankjes: water. Hoewel het erg logisch lijkt om water als basis te hebben voor een sportdrankje is het vooral broodnodig. Er zijn ook sporttabletten, maar deze missen dus het effect van vloeistof. Tijdens het sporten verlies je veel vocht, voornamelijk door zweten. En transpireren is het begin van een zichzelf versterkende cyclus. Wanneer je gaat zweten raak je dus vocht kwijt, dit verlies resulteert al vlug in een verdikking van het bloed. Het bloed wordt dan stroperiger en stroomt minder snel. Omdat je bloed langzamer stroomt is het moeilijker voor je hart om de spieren van vitaminen, mineralen, koolhydraten etc. te voorzien en om allerlei afbraakstoffen zoals melkzuur en koolstofdioxide af te voeren. Ook wordt al je lichaamswarmte slechter afgevoerd door deze vertraagde stroming van het bloed waardoor je weer extra gaat zweten. Vanaf hier begint het hele proces weer van voor af aan. Wanneer je teveel sport zonder te drinken raakt je lichaam langzaamaan oververhit en stoppen sommige lichaamsfuncties, wat kan resulteren in bijvoorbeeld flauwvallen. Rehydratie is dus een belangrijk item tijdens het sporten. Hieronder is een tabel te zien die laat zien per hoeveel procent vochtverlies de prestaties van het lichaam afnemen.

Koolhydraten
Naast water als belangrijke basis zijn koolhydraten waarschijnlijk het belangrijkste ingrediënt van de sportdrankjes. Koolhydraten staan bij ons beter bekend als suikers. Koolhydraten zijn de belangrijkste leveranciers van energie. In sportdrankjes komen koolhydraten onder andere voor in de vorm van zetmeel en in je spieren komen koolhydraten voor als de stof glycogeen. Zetmeel en glycogeen zijn beiden polysachariden (poly = veel, sacharide = suiker) en zijn verbindingen van een heleboel enkelvoudige suikers achter elkaar. Enkelvoudige suikers bestaan uit ketens van zuurstof- en koolstofmoleculen, waaraan altijd waterstofmoleculen vastzitten. Door de opname van suikers uit sportdrankjes, kunnen er in je lichaam in de cellen ATP-moleculen gemaakt worden. ATP-moleculen zijn de belangrijkste leveranciers van energie. In de deelvraag ‘Hoe wordt energie vrijgemaakt in de cellen?’ wordt hierop verder ingaan. Extra koolhydraten in sportdrankjes kunnen dus zorgen voor de aanvulling van energie in het lichaam.

Eiwitten
Eiwitten, ook wel proteïnen, kunnen net als koolhydraten verbruikt worden om ATP te verkrijgen. Maar het is gevaarlijker om eiwitten te dissimileren dan koolhydraten. Wanneer eiwitten gedissimileerd worden, worden met name eiwitten gedissimileerd die bedoeld zijn voor het opbouwen van delen van ons lichaam. Onze spieren zijn bijvoorbeeld voor het grootste deel opgebouwd uit eiwitten. Het dissimileren van zowel eiwitten als vetten gebeurt dan ook alleen maar als bijna alle glycogeen uit het lichaam volledig gedissimileerd is. In de deelvraag: ‘Hoe wordt energie vrijgemaakt in de cellen?’ wordt verder ingaan op de dissimilatie van eiwitten. Eiwitten kunnen bij een recreatieve sporter maximaal een percentage van 10% hebben aan het brandstofmengsel, bij een intensieve duursporter is dit maximaal 15%. Maar eiwitten vervullen ook vele andere belangrijke functies. Zo zijn er in ons lichaam bijvoorbeeld eiwitten die stoffen door het lichaam vervoeren, eiwitten die helpen in ons immuunsysteem en eiwitten die als bouwstoffen kunnen dienen. Eiwitten zijn opgebouwd uit aminozuren. Aminozuren zijn moleculen die voor het grootste deel uit stikstof-, zuurstof-, waterstof- en koolstofatomen bestaan. Verder hebben ze nog een restgroep waarin bijvoorbeeld elementen als zwavel voorkomen. In ons lichaam komen een 20-tal verschillende aminozuren voor, waarvan 8 essentiële aminozuren. Essentiële eiwitten zijn eiwitten die ons lichaam niet zelf aan kan maken. Deze eiwitten bestaan uit één of meerdere van de 8 essentiële aminozuren en andere niet essentiële aminozuren en moeten binnen worden gekregen met de voeding.

Vetten
Vetten zijn ons allemaal bekend, maar meestal alleen in de negatieve betekenis van gewicht aankomen en het dichtslibben van bloedvaten. Maar ook vetten kunnen een belangrijke bron van energie zijn. In ons lichaam komen verschillende soorten vetten voor. Onder andere zijn triglyceriden, cholesterol en fosfolipiden aanwezig in ons lichaam. Vooral triglyceriden worden gedissimileerd bij het sporten. Als triglyceriden gedissimileerd worden ontstaan er vetzuren en glycerolmoleculen. Wanneer er niet hard gewerkt wordt zullen de spieren vetzuren dissimileren, zodat ze het spierglycogeen kunnen sparen voor echte inspanning. Hoe beter een duursporter getraind is, hoe meer vetten hij zal gebruiken bij zijn dissimilatie. Bij de verbranding van vetten wordt ook meer zuurstof gebruikt dan bij de verbranding van koolhydraten. Wanneer je begint met hard rennen, wordt in het begin meteen begonnen aan de verbranding van koolhydraten, hierna komt de verbranding van vetten nog maar erg slecht op gang. Het is dus een aanrader om bij lopen niet te beginnen met snel te lopen, wanneer je een lange afstand wilt lopen.

Mineralen
Er zijn verschillende mineralen die voorkomen in sportdrankjes om de prestaties van de spor-ter te verhogen. Hier volgen de 5 belangrijkste mineralen:
- IJzer wordt vooral gebruikt bij de opbouw van rode bloedcellen. In de rode bloedcel-len bevindt zich hemoglobine dat gebonden is aan een ijzeratoom. De hemoglobine in de rode bloedcellen vervoert voornamelijk zuurstof en koolstofdioxide. De opbouw van hemoglobine en rode bloedcellen wordt geregeld door het hormoon EPO. Wan-neer dit hormoon vrijkomt zorgt het voor een verhoogde productie van rode bloedcel-len. Bij deze opbouw is dus ook ijzer nodig. Dit ijzer kan je aanvullen door het ijzer in sportdrankjes. Een tekort aan ijzer kan leiden tot anemie, een tekort aan hemoglobine in bloedcellen, wat ernstige gevolgen kan hebben.
- Kalium en natrium regelen allerlei processen in het lichaam. Door een zogenaamde natrium-kaliumpomp kan glucose met hulp van ATP van binnen een cel, naar de bui-tenkant getransporteerd worden en andersom. Wanneer het lichaam in rust verkeert, wordt de natrium-kaliumpomp gebruikt voor onder andere het transport van ionen en glucose. Verder spelen natrium en kalium een belangrijke rol bij de resorptie van wa-ter. In de nieren wordt namelijk eerst een heleboel water gebruikt voor de vorming van voorurine, daarna wordt deze voorurine door de nieren geleid. Hiervandaan wordt wa-ter geresorbeerd zodat maar een klein percentage aan voorurine tot urine wordt ge-maakt, en de waterbalans in het lichaam zoveel mogelijk gehandhaafd blijft. Verder zijn kalium en natrium nog belangrijk bij het voorkomen van kramp.
- Calcium is een zeer belangrijke stof voor de opbouw van botten en tanden. Botten en tanden bestaan voor het grootste deel uit calcium. Calcium zet ook aan tot het samen-trekken van spieren, zoals in de deelvraag ‘Wat is de bouw en werking van de spie-ren?’ besproken is. Ook kan calcium zorgen voor het in werking stellen van bepaalde enzymen.
- Fosfor is net als calcium nodig bij de opbouw van botten en tanden. Ook speelt het een belangrijke rol bij het vrijmaken van energie. In dit lange proces komt een deelproces voor dat de ‘oxidatieve fosforylering’ heet. Bij dit proces is fosfor speciaal betrokken om de elektronen vrij te krijgen uit de NADH,H+ en FADH2.
- Magnesium is als stof zeer belangrijk voor de opbouw van botten en tanden, net als calcium en fosfor. Maar magnesium heeft ook nog een paar andere belangrijke func-ties. Evenals calcium is magnesium in staat een aantal enzymen te activeren. Bij de omzetting van glycogeen wordt magnesium gebruikt om de lange glycogeenmoleculen te hydrateren tot kleine glucose moleculen die gebruikt kunnen worden in het dissimi-latieproces.

Vitaminen
Vitaminen zijn stoffen die vaak in een celproces gebruikt worden als enzym. Veel van deze vitaminen zijn betrokken bij het vrijmaken van energie.
- Vitamine B1 is een vitamine die belangrijk is voor het behoud van onder andere de zenuwen en de hartspier. Verder is dit enzym ook belangrijk van de omzetting van koolhydraten in vetten, voornamelijk in de hersenen en de spieren. Hierbij is vitamine B1 betrokken als co-enzym. Bij dit proces komt energie in de vorm van warmte vrij en hoe hoger het energieverbruik, hoe hoger de behoefte aan Vitamine B1. Vitamine B1, ook bekend als Thiamine, draagt bij aan het behoud van het geheugen. Bij sporters is deze vitamine belangrijk omdat het niet alleen zorgt voor vrijkomen van energie maar ook voor een betere bloedcirculatie. Als laatste belangrijke functie regelt vitamine B1 ook de productie van maagzuur.
- Vitamine B2, ook bekend als Riboflavine, is vooral belangrijk in de groei. Net als alle andere B-vitamines draagt het ook bij in de grondstofwisseling van de mens. Het draagt ook bij aan het omzetten van koolhydraten in energie. Ook wordt Vitamine B2 gebruikt om te zorgen dat er genoeg nieuwe rode bloedcellen gevormd worden.
- Vitamine B6, Pyridoxine, is eveneens belangrijk bij de vorming van rode bloedli-chaampjes, maar des te belangrijker bij het vrijmaken van energie. In een heleboel processen waarbij eiwitten in aminozuren worden omgezet en andersom, wordt dit en-zym gebruikt. Voor een sporter met een eiwitrijke voeding is dit dus een belangrijk in-grediënt.
- Ascorbinezuur of Vitamine C, is een enzym dat vooral helpt bij de opbouw of repara-tie van je lichaam. Bijvoorbeeld de vorming van bindweefsel en andere weefsels, he-moglobine, rode bloedcellen en adrenaline. Verder is vitamine C ook erg belangrijk voor gezonde tanden en tandvlees. Vitamine C komt vooral voor in sappig fruit.
- Vitamine E is niet zozeer een enzym dat de sportprestaties kan verhogen, maar de schadelijke gevolgen kan herstellen. Na het sporten kan deze vitamine spierkramp en hartklachten helpen voorkomen. Vitamine E zorgt als antioxidant voor hulp in de groei.

Antioxidanten
Antioxidanten zijn eigenlijk geen nieuwe toegevoegde stoffen, maar geven een andere functie aan een aantal vitamines. De vitaminen A, C en E namelijk vervullen de mogelijkheid om een antioxidant te zijn. Antioxidanten zijn moleculen die in het lichaam kunnen voorkomen dat losse radicale atomen tegen cellen of andere atomen aanbotsen en daardoor mutaties veroor-zaken in de cel of stof. Kanker bijvoorbeeld heeft als oorzaak dat er door botsingen met radi-calen straling vrijkomt, die de cel kan muteren. Antioxidanten zijn hiervoor een soort van oplossing, door hun speciale bouw kunnen zij de klappen en radicalen opvangen. Bij sport wordt er ongeveer tien keer zoveel zuurstof opgenomen als bij rust. In de energieprocessen komen (vooral in de oxidatieve fosforylering) veel zuurstofradicalen voor. Daardoor kunnen veel spieren en cellen van spieren beschadigd worden, vandaar dat de antioxidanten een be-langrijke rol vervullen in sportdrankjes.

Smaakstoffen
Sportdrankjes bevatten normaal ook smaakstoffen. Waarom? Dat is voor de meeste mensen een raadsel. Maar waarom bevinden zich smaakstoffen in ons dagelijkse eten? Om het extra smaak te geven. Zo ook bij sportdrankjes. Smaakstoffen in sportdrankjes zijn een extra motivatie om te blijven drinken vooral als er frisse smaken in zitten, die je weer een stuk wakkerder maken. Sportdiëtiste Natalie Verhelle, die verbonden is aan een onderzoekscentrum in sport in Gent zegt: “Tijdens een inspanning verandert de smaakgewording. Om sporters te motiveren voldoende te drinken is het van belang dat sportdranken een goede en frisse smaak hebben.”

Opname van stoffen
Als laatste rest de vraag waarom stoffen uit sportdrankjes makkelijker worden opgenomen dan wanneer ze bijvoorbeeld in een glas melk zitten. Vermoedelijk kun je beter een sport-drankje drinken, omdat zich daar alle stoffen bij elkaar bevinden, terwijl je in bijvoorbeeld een glas melk wel veel calcium aantreft, maar weinig tot helemaal geen magnesium. Verder zullen stoffen in sportdrankjes zich in grotere concentraties bevinden, waardoor het lichaam meer mogelijkheden heeft om het op te nemen.
Na enig onderzoek is het tweede deel van het antwoord op deze deelvraag gevonden. Behal-ve of deze stoffen in grotere concentraties voorkomen in de dranken, telt het ook nog of ze oplosbaar zijn in water. Veel stoffen kunnen dus niet in melk worden opgelost. Verder zijn er vitaminen die samen met andere stoffen, bijvoorbeeld vitamine C met ijzer, wel oplosbaar zijn in water, en zonder die stof, ijzer, niet oplosbaar zijn. Omdat deze stoffen bijna allemaal voorkomen in sportdrankjes, kunnen vitaminen en mineralen dus beter opgenomen worden vanuit sportdrankjes. Dit is ook een van de redenen dat een sportdrankje beter is dan een sporttablet, zoals dextro. Deze tabletten bezitten ook wel suiker en een heleboel vitaminen en mineralen, maar worden door het lichaam niet allemaal zo goed opgenomen, omdat ze niet van te voren opgelost zijn in water.

Hoe is het sportdrankje ontstaan?

Inleiding
Als je tegenwoordig in de supermarkt loopt, zie je in de schappen tussen frisdranken en bier meestal de sportdrankjes staan. Een grote reeks aan verschillende merken, verschillende types, verschillende kleuren en verschillende hoeveelheden worden daar aangeboden in flesjes of blikjes. Achter al deze verscheidene drankjes zit natuurlijk weer een ander verhaal. Omdat het weinig nut heeft om het ontstaan van al deze sportdrankjes te beschouwen, wordt als voorbeeld een klein gedeelte van het verhaal van het allereerste suikeraanvullende drankje verteld, en het ontstaan van één van ’s werelds grootste sportdrank leveranciers: Gatorade.

Lucozade
Het eerste drankje dat extra suikers bevatte was Lucozade, ontworpen in 1927 door een chemicus in Newcastle. Hij probeerde door middel van experimenteren met extra toegevoegde suikers in drankjes mensen beter te maken, of ze in ieder geval wat meer energie te geven. In ziekenhuizen kwam het drankje ter beschikking onder de naam Glucozade, natuurlijk afgeleid van glucose. In 1929 werd de naam terugveranderd naar het nu nog bestaande Lucozade. Tot 1983 bleef dit drankje alleen bestemd voor ziekenhuizen. Dit veranderde pas nadat het drankje als sportdrankje op de markt werd gebracht. De invloed was aanzienlijk, de winst van het drankje verdriedubbelde in de eerste 6 jaar alleen al. Er zit dus een grote markt in sportdrankjes!

Gatorade
Het epos onder de verhalen van sportdrankjes is waarschijnlijk het verhaal van Gatorade. Zoals we allemaal wel weten zijn de mensen in de Verenigde staten van Amerika helemaal gek van allerlei soorten sporten, met als populairste sporten honkbal en rugby. Elke universiteit heeft zijn eigen footballteam en ze hebben een grote onderlinge competitie, dit is al vele decennia zo. Alles begon in de herfst van 1965. Toen speelden de ‘Florida Gators’, aan de universiteit van Florida. Het grootste probleem voor dit team was de hitte die er altijd heerste. Spelers vielen flauw tijdens training en waren dagen lang uitgeput. Sportdrankjes waren er nog niet, de spelers konden alleen flesjes water gebruiken om zichzelf een beetje te verkoelen, maar dit was niet voldoende. Het water hydrateerde de spelers niet goed en had verder geen toegevoegde waarde voor de spelers. Ook de coaches stonden voor een raadsel waarmee ze veel problemen hadden. Ten einde raad vroegen ze aan de scheikundige afdeling van de universiteit om een oplossing. Vier dokters gingen in de volgende maand na hun werktijden met elkaar op zoek naar de oplossing van het probleem van het team. Na dagen zoeken en overleggen hadden ze een brouwsel gemaakt dat zou moeten voldoen aan de eisen van de coaches. Het enige aspect dat nog erg slecht was aan hun drankje was de smaak: het was zo ontzettend smerig dat ze er een hele scheut limonade aan toe moesten voegen, om het smerige smaakje te verbergen. Op 1 oktober werd het drankje in de praktijk gebracht, tijdens de trainingen. Dit was zo’n succes dat de volgende dag in de wedstrijd van de Florida Gators tegen het universiteitsteam van Louisiana, een geduchte tegenstander, het drankje gedronken werd door het hele team. Ondanks de zinderende hitte verslonden de Gators de Louisiana Tigers met een verbluffende 14-7. In november werd de naam van het drankje veranderd naar Gatorade, naar het team dat het drankje dronk. In 1966 speelde het team zo goed dat ze op 1 januari 1967 mee mochten doen aan de hoog geëerde ‘Orange Cup’. In dat jaar ook, nam de quarterback (soort van aanvoerder) van het team een prestigieuze prijs mee naar huis. Vanaf toen werd Gatorade de officiële sportdrank van de football sport, en is nu nog één van de grootste sportdrankmerken van de wereld.

Soorten sportdrankjes
In de jaren na het ontstaan van Gatorade ontstonden overal merken die nieuwe sportdrankjes op de markt aanboden. De sportdrankjes evolueerden door de jaren heen en kregen steeds meer betekenis. De samenstelling van de sportdrankjes werd steeds efficiënter en er werden regelmatig nieuwe stoffen aan toegevoegd of verwijderd. Er zijn dus uiteindelijk ook verschillende sportdrankjes ontstaan. Ze zijn in te delen in drie groepen: de gewone dorstlessende drankjes, de sportenergiedrankjes en de activerende energydrinks.

Het dorstlessende drankje
Ook wel bekend onder de naam hypotone sportdrank. Hypo betekent in modern Nederlands iets dergelijks als ondergemiddelde. Deze naam slaat op de osmotische waarde van het drankje. De osmotische waarde is de hoeveelheid opgeloste stof per eenheid water. In ons lichaam heerst een balans voor de osmotische waarde. Zoveel als het mogelijk is, probeert ons lichaam te zorgen dat de osmotische waarde overal gelijk is. Als dus bijvoorbeeld in orgaan A de osmotische waarde hoger is dan in bloedvat B, dan zal er vanuit bloedvat B water naar orgaan A verplaatst worden, zodat de concentratie van stofjes daar kleiner wordt omdat het volume groeit. Tegelijkertijd zullen er, door de membranen (wanden) van orgaan A naar bloedvat B de stoffen, zoals koolhydraten, vitamines en mineralen, verplaatsen via actief en passief transport, zodat er minder water verplaatst hoeft te worden naar het orgaan toe. Een hypotone drank heeft daarom een lagere osmotische waarde dan het interne milieu. In de maag zal het water het lichaam binnentreden omdat de concentratie van stoffen in de maag hoger moet worden, zodat de osmotische waarde van de maag weer gelijk wordt aan die van het lichaam. Dit gaat snel en je bent dus ook makkelijk gehydrateerd. Zodra het water echter in de dunne darm terechtkomt gaat het langzamer, omdat de vochtuitwisseling hier trager verloopt. Een drankje wordt hypotoon genoemd zodra zich er minder dan 4 gram suiker per 100 milliliter water in bevindt. De osmotische waarde van het water in het lichaam bevindt zich dus boven die van dit drankje.

Sportenergiedrankjes
Het drankje dat ik voor het onderzoek wil gaan gebruiken, is het meest gebruikte drankje door sporters. Sportenergiedrankjes worden ook isotone sportdrankjes genoemd, iso betekent gelijkwaardig of hetzelfde. De osmotische waarde van dit drankje is dus gelijk aan de rest van het water in het lichaam. Als dit drankje in de maag komt, wordt een gedeelte van het water en de stoffen opgenomen. Omdat bij dit sportdrankje de stoffen en het water beiden in dezelfde mate worden opgenomen is dit drankje het ideaalst voor de loper die extra energie wil en uitgedroogd is van het lopen. Gemiddeld bevatten de isotone sportdrankjes 4 tot 8 gram suiker per 100 milliliter.

Energydrinks
Vooral populair onder de jeugd in combinatie met alcohol, zijn de energydrinks. Deze hyper-tone (hyper = bovengemiddeld) sportdrankjes bezitten een explosie aan energie en geven een soort van kick. Deze sportdrankjes bezitten meer dan 8 gram suiker per 100 milliliter. Er zijn zelfs drankjes met wel 16 gram suiker per 100 milliliter! Daar krijg je spontaan diabetes van… Echter, de energydrinks zijn niet goed geschikt voor sporten. Ze bevatten koolzuur waardoor je maag helemaal gaat borrelen. Voor een extra aanvoer aan directe energie is dit wel goed. De grote hoeveelheid stoffen wordt snel opgenomen in het lichaam door de hoge concentratie van opgeloste stoffen en veroorzaakt een gevoel van overactiviteit.

Wat zijn de voor- en nadelen van sportdrankjes en intensieve training?

Inleiding
In dit hoofdstuk worden de sportdrankjes vergeleken met intensieve training. Wat levert het meeste op, wat heeft de meeste voordelen, en wat moet je ervoor doen? Natuurlijk zijn dit drie verschillende dingen, maar dit is om het verschil aan te duiden voor de combinatie recreatie-sporters of professionele sporters met sportdrankjes. Voor wie kan het nuttig zijn om sport-drankjes te gebruiken en wie kan er beter intensief gaan trainen?

De extra’s
Wat kunnen intensieve trainingen ofwel sportdrankjes voor extra’s leveren? En in welke mate is het nuttig om van zowel intensieve training als sportdrankjes gebruik te maken? Sport-drankjes kunnen je bijvoorbeeld verlossen van je dorst. Dit probleem wordt door veel te trai-nen natuurlijk niet opgelost. Waarschijnlijk kun je met veel trainen wel extra discipline voor jezelf creëren zodat je jouw dorst beter in bedwang kan houden, maar of dit echt goed voor je is, dat is toch wel te betwisten. Iets wat sportdrankjes dus wel kunnen in tegenstelling tot trai-ning, is het aanvullen van energie en waterpeil. Wat je wel met training kunt bereiken, in te-genstelling tot sportdrankjes, is het vergroten van de hoeveelheid energie die je in je lichaam kan opslaan. Door alle training komt er meer spierweefsel waar weer meer glycogeen in opge-slagen kan worden waardoor er weer meer energie vrij komen kan. Zonder training is er dus ook weinig om aan te vullen en zal je vaker kleine slokjes sportdrank moeten nemen, om het energieniveau op peil te houden. Verder kunnen sportdrankjes ook een belangrijke waarde hebben in het aanvullen van vitaminen en mineralen, maar wanneer je van te voren goed ge-geten hebt, hoeven deze niet aangevuld te worden. Achteraf drinken is dan wel weer een goed idee, omdat alles dan weer op peil wordt gebracht en er ook minder kans is op het vóórkomen van spierpijn, spierkramp of zelfs spierafbraak. Natuurlijk zitten er ook minpunten aan het bijtanken van energie en water. Zo kan een ongetrainde recreatieloper, die een vijf kilometer wedstrijd loopt, en teveel drinken heeft gehad, een nood krijgen om naar de wc te gaan die bijna niet te houden is. Dat is ook één van de redenen dat je sportdrank met mate moet drin-ken. Een professioneel sporter zal dit waarschijnlijk niet overkomen omdat die weet wat goed voor zichzelf is, en ook minder hydratatie nodig zal hebben.

Uitwerkingen
Iets wat natuurlijk wel bij trainingen voorkomt en wat een totaal gemis is bij sportdrankjes, is het ontstaan van een sterke conditie en een sterker lichaam. Het is ook wel duidelijk dat dit eigenlijk het grootste resultaat van intensieve training is, maar hier zit ook een grote keerzijde aan: intensief trainen om op hoger niveau te komen kost tijd, heel veel tijd en geduld, en juist hierom doen veel mensen niet aan topsport, het kost veel tijd, veel geduld en totale toewijding. En ook dan nog is het uitkijken, veel sporters gaan ten onder aan blessures en ander letsel. Zo krijgen roeiers die zomaar stoppen met hun sport, last van hartkwalen omdat hun hart vergroot is, andere sporters kunnen met gemak een blessure oplopen en kunnen nooit meer sporten. Gelukkig kunnen sportdrankjes hier een klein beetje helpen: de magnesium uit de sportdrankjes zal zorgen dat de spieren makkelijker herstellen na een prestatie en de antioxidanten zullen zorgen dat de spieren toch niet te veel beschadigd worden tijdens het sporten. Voor de recreatiesporters zijn de sportdrankjes toch niet helemaal nutteloos. Recreatiesporters denken dat ze, als ze een drankje drinken, ook veel sneller kunnen lopen. Door deze mentale oppepper zullen recreatiesporters toch een betere tijd neerzetten na het nuttigen van een sportdrank. Waardoor je eigenlijk weer kunt zeggen dat sportdranken wel veel nut hebben, ondanks hun lage chemische waarde tijdens het sporten van een recreatieve sporter.

Hoe ziet de toekomst van biologie in de sport eruit?

Onderzoek naar genen in Amerika
Op donderdag 4 januari ’07 berichtte het Eindhovens Dagblad dat in Amerika de toekomst werd onderzocht van de atleten. Onderzoek had namelijk aangetoond dat er behalve de korte en lange spieren, ook een nieuw soort spiervezel was. Bekend is dat het lichaam twee types lange spiervezel en één type korte spiervezel bevat. Lange spieren zijn goed voor prestaties op duur, bevatten veel mitochondria voor aërobe dissimilatie en liggen vaak dieper in het lichaam. De korte spieren zijn goed voor korte krachtige prestaties, ze bevatten bijna geen mitochondria, wat duidt op energieverkrijging door anaërobe dissimilatie, en liggen vaak meer aan de oppervlakte van het lichaam. De lange spieren worden aangegeven met MHC I en MHC IIA, MHC betekent: Myosin Heavy Chain. Dit staat voor het spiervezeltype. Korte spieren worden aangegeven met MHC IIB. Na onderzoek van Bruce Spiegelman aan de universiteit van Harvard in samenwerking met de universiteit van Texas, is duidelijk geworden dat er een vierde type spierweefsel bestaat. Het type MHC IIX is een tussensoort van MHC IIA en IIB. Uit het onderzoek van de Amerikanen is ook duidelijk geworden dat deze spiersoort juist van belang is omdat er zich veel mitochondria in bevinden en ze toch vlug kunnen samentrekken en ontspannen, wat ze uitermate geschikt maakt voor zware inspanning met een lange duur. Door middel van bepaalde activatoren van genen kunnen er extra veel van deze spieren in het lichaam gemaakt worden.

Informatie uit de genen
Zoals we hebben gezien zijn er dus bepaalde uitersten in onze spieren, aan de ene kant de langzaam bewegende en daardoor conditionele spier, zoals bijvoorbeeld de ‘musculus soleus’ ook wel de scholspier. Deze spier verbindt de achillespees met het enkelgewricht, waardoor de voet gestrekt kan worden. Aan de andere kant is er de korte spier die snelle kracht en beweging op gang brengt, die van korte duur is. De quadriceps is hier een goed voorbeeld van. Deze spier in het bovenbeen gelegen, is essentieel voor lopen en heeft ook een belangrijke functie in de reflex van je bovenbeen. Zoals we weten zijn deze spieren te onderscheiden door het aantal mitochondria en de eiwitsamenstelling. De meeste spieren in mensen en dieren bestaan uit verschillende soorten spiervezel. Het genotype van het DNA in de spieren bepaalt welke spiervezels tot uitdrukking komen. Uit het onderzoek van de Amerikanen is gebleken dat twee bepaalde coactivatoren, genaamd PGC-1a en b, regelen welke spiervezels waar terecht komen. Een coactivator is een stof die met behulp van een andere stof regelt welk gedeelte van een DNA-streng ‘gelezen’ wordt. Een DNA-streng bestaat namelijk uit een heleboel verschillende stikstofbasen achter elkaar, deze stikstofbazen kan men lezen als letters.

Deze ‘letters’ bevatten de informatie voor de samenstelling van bijna alle stoffen waaruit het lichaam is opgebouwd. Wanneer er eiwitten moeten worden gesynthetiseerd, wordt er een soort boodschapper gemaakt die de informatie van het DNA in de celkern overneemt en het naar de ribosomen in de cel brengt, waar de informatie gebruikt wordt voor de synthese van een eiwit. Deze boodschapper is een RNA molecuul, en omdat dit de boodschappervariant van RNA is, staat er een kleine letter ‘m’ voor: mRNA, ook wel messenger RNA. Wanneer het mRNA in de ribosomen aankomt zorgt het samen met het transfer-RNA (tRNA) en het ribosomaal-RNA (rRNA) ervoor dat de eiwitten aangemaakt kunnen worden. Het transfer RNA haalt aminozuren uit de cel en brengt ze naar de ribosomen waar ze aan elkaar geregen worden totdat er een eiwit gemaakt is. Het rRNA is een onderdeel van de ribosomen. Het messenger RNA wordt gemaakt met behulp van een enzym genaamd RNA-polymerase. Met behulp van een coactivator kan dit enzym makkelijker de aanmaak van een mRNA molecuul met een bepaalde genencombinatie maken. Hierop berust de werking van het PGC-1 mole-cuul.

PGC-1a en b
Zoals al eerder besproken, zijn er twee verschillende soorten van het PGC-1 molecuul. Omdat ze qua bouw en functie op elkaar lijken, zijn ze beide samengevat onder de naam PGC-1. PGC-1a blijkt na onderzoek vooral te zorgen voor de ontwikkeling van langzame spieren, type MHC I en MHC IIA. Het PGC-1b molecuul zorgt juist weer voor extra aanmaak van de andere twee typen spiervezel. Van de moleculen moet echter wel gezegd worden dat ze niet de enige factoren zijn die zorgen voor de aanmaak van de bijbehorende spiervezel. In de tests kwam namelijk duidelijk naar voren dat muizen met extra PGC-1a in hun cellen niet speciaal méér type I en IIA vezels hadden in hun lichaam. Voor de test van de Amerikanen werd RNA geïsoleerd en werd gemeten waar welke coactivator het meest voorkwam, en welke spiervezels deze spier bevatte. Zoals verwacht kwamen de PGC-1a moleculen vooral voor in de soleus spier, met veel type I en IIA spievezels, en minder in de snelle spieren, als de quadriceps. De PGC-1b moleculen kwamen het meeste voor in de snelle spieren, waar zich de meeste type IIX spiervezel bevond. Om het verband tussen de moleculen en de soorten spiervezel verder aan te tonen werden in de musculus gastrocnemius, de tegenovergestelde spier van de soleus spier, in de kernen PGC-1b antilichamen aangebracht. De PGC-1b moleculen klonteren samen met de PGC-1b antilichamen en de kernen met de klonten worden met een indicator duidelijk gemaakt. De gastrocnemius spier werd gebruikt omdat deze spier de meeste soorten gevarieerde spiervezel vertoont. De resultaten waren zoals verwacht: van de MHC IIX type spiervezel waren drie keer zoveel kernen gekleurd door de indicator als in de overige spiervezels. Als volgende test hadden de onderzoekers een complementaire DNA-streng gemaakt die ze via reverse-transcriptie in de cellen van een transgene muis overbrachten. Reverse-transcriptie is een proces waarbij RNA dat de gewenste eigenschappen binnen wordt gebracht in een cel. Het RNA bevat een speciaal enzym, reverse transcriptase, waardoor langs het RNA een DNA-keten gevormd wordt. De RNA keten wordt hierna afgebroken en met de hulp van het enzym ‘polymerase,’ wordt er een complementaire DNA keten naast de al eerder ontstane DNA keten gevormd. Dit DNA kan dan in het DNA van de cel worden ingebouwd, zodat deze cel andere genetische eigenschappen krijgt. Bij drie van de groepen muizen sloeg de inbreng van het nieuwe DNA aan en deze groepen werden dan ook geïsoleerd. Alle groepen kregen een naam die bestond uit de letter T (stond voor transgeen) en een cijfer. Het cijfer bepaalde hoeveel DNA er extra ingebracht werd, bij een laag cijfer was er meer nieuw DNA ingebracht, bij een hoger cijfer minder. De geïsoleerde groepen waren de groepen: T9, T34 en T37. De resultaten bij deze groepen waren overduidelijk. In de T9 groep kwamen 100 keer zoveel messenger RNA moleculen voor die informatie voor MHC IIX spiervezels bevatten, bij de T34 groep ongeveer 25 keer zoveel en bij de T 39 groep 10 keer zoveel. De meeste hierop volgende onderzoeken zijn uitgevoerd op de groep muizen met de laagste vermenigvuldiging in de genexpressie, de T39 groep. Uiteindelijk bleek dat deze spiervezel het meeste voorkwam in de witte spieren, dit zijn de spieren die weinig hemoglobine bevatten en daardoor wit van kleur zijn. Het geringe hemoglobine gehalte duidt erop dat er weinig zuurstof wordt gebruikt in deze spieren, wat er dus op neerkomt dat dit de snelle anaërobe spieren zijn. Duidelijk was dat zelfs in de niet-transgene spieren van deze muis drie keer zoveel messenger RNA voorkwam met informatie voor IIX spiervezel. De informatie had zich dus door het hele lichaam verspreid. Bij tests bleken ook de spieren van de transgene muizen roder te zijn geworden (zie afbeelding 7), dan hun natuurlijke soortgenoten. Dit betekent dat er meer aërobe spieren ontstonden, omdat er meer hemoglobine in deze spieren voorkwam. Omdat we eerder hebben gezien dat MHC IIX spieren ook zuurstof gebruiken, duidt dit er duidelijk op dat er meer van deze spieren gegroeid zijn in het lichaam. In elk van de muizenlijn waren de spieren ongeveer even rood, ondanks de expressie van de PGC-1b in het messenger RNA. Om zeker te weten of het verschil in kleur in de spieren van de muizen te wijten was aan de veranderingen van spiervezels door de PGC-1b coactivator werden speciale indicatoren gebruikt, die op het enzym ATP-ase reageren die specifiek waren voor de types I en IIA spiervezel. Uit de tests blijken de transgene muizen echter evenveel type I en IIA spiervezels te bezitten als hun vriendjes in het wild. Dit wijst er op dat de PGC-1b niet zorgen voor versterking van deze twee typen spiervezels. Om meer gespecificeerd op zoek te gaan naar de soorten spiervezels werden van alle vier de spiervezels de codes gemeten in het RNA van de spieren. Opvallend was dat de spiervezels van type I, IIA en IIB allemaal onderdrukt werden bij de transgene muizen in tegenstelling tot de muizen uit het wild. Dit was in bijna alle spieren zo, behalve de soleusspier, waar zich vele type I spiervezels bevinden, in deze spier was ook het nieuwe DNA zeer matig tot uiting gekomen. Ook het niveau van PGC-1a was zeer gedaald na overbrenging van het nieuwe DNA. Om zeker te weten dat het de type IIX spiervezel was die tot uiting was gekomen in de spieren werden antilichamen voor dit type spiervezel in de muizen aangebracht. Duidelijk kwam naar voren dat deze vezels extra toegenomen waren.

Dieper onderzoek naar de IIX vezel
Om aan te tonen hoeveel van de spieren waren omgezet in MHC IIX spieren werden meer tests uitgevoerd met het MHC IIX antilichaam. In de transgene muizen was bijna 100% van de spiervezels omgezet in de MHC IIX spier. In de wildtype muizen is ongeveer 15 tot 20% van de spiervezels IIX. Uit verder onderzoek bleek dat de promotor voor MHC IIX geacti-veerd werd door het veranderde DNA. Een promotor is de plaats waar op de DNA streng het tRNA wordt gecodeerd. Naast deze promotor werd ook gemeten dat het systeem dat de afgifte van Calciumionen in de spieren regelt, beïnvloed werd door het transgene DNA. De promotor die de informatie voor de IIX vezel regelt, staat bekend onder de naam MEF2. Omdat er meerder soorten MEF2 moleculen bestaan, werd onderzocht welke van deze de juiste promo-tor was. Met de stoffen MEF2A, C en D werden tests gedaan waarbij van elke stof afzonder-lijk onderzocht werd of ze de synthese van de IIX vezel opvoerden. Dit bleek alleen het geval te zijn bij MEF2D. Bij deze stof werd het aantal IIX spiervezels vervijfvoudigd. En wat nog wel belangrijker was, de PGC-1b bleek geen versterkende invloed te hebben op MEF2A en C. Bij de levende muizen bleek echter dat MEF2D niet alleen zorgde voor toename van de IIX type vezel, maar ook de andere spiervezels namen lichtelijk toe, er kwamen ongeveer twee keer zoveel vezels van de overige soorten.

Andere functies van PGC-1a en b
Naast het regelen van de soorten spiervezels kunnen de PGC’s ook verandering in samenstel-ling van de spieren teweeg brengen. Zo is er bijvoorbeeld een grote toename in de synthese van mitochondria in de levende dieren ontdekt, bij toename van beide PGC’s. Ook bepaalde ATP enzymen en enzymen die de afbraak van NADH,H+ regelen werden extra gesyntheti-seerd, in vergelijking tot de wildtype muizen. De toename van deze enzymen en mitochondria was vooral duidelijk in de T9 muizenlijn, waar het DNA meer tot uitdrukking kwam. Door betere tests kwam in beeld dat de 25 genen die het meest gebruikt worden voor de synthese van mitochondria extra veel tot uitdrukking kwamen in de transgene muizen. Vooral eiwitten die bij bepaalde processen in de oxidatieve fosforylering nodig zijn, werden extra veel aange-troffen in de transgene muizen.

Conclusie
Uit alle gegevens en tests blijkt duidelijk dat de PGC-1b zorgt voor een toename in allerlei mogelijkheden van de spiervezels. Duidelijk is dat ook de mitochondria toenemen. Niet alleen de functies van de mitochondria kunnen verbeterd worden, ook het hele programma voor de synthese van mitochondria wordt aangepast om meer energie te kunnen verkrijgen. Met de toename in het tot uitdrukking komen van het nieuwe DNA kwam ook de toename van de mitochondria activiteit. Door de toevoeging van PGC-1b in de muizen werden zelfs alle non-oxidatieve spieren omgezet in de oxidatieve IIX spieren. Dit werd mede duidelijk door een foto (zie figuur 8) van de tibialis anterior spier, een sterke spier in het been waar ook anaëroob gedissimileerd moet worden. Want hoewel bij de wildtype muizen er zich een mix van grote anaërobe spiervezels en kleinere oxidatieve spiervezels in de spieren bevond, hadden de transgene muizen alleen maar kleine spieren. Al met al toont dit aan dat een toename van PGC-1b zorgt voor een versterking van spiervezels met de eigenschappen van IIX spierve-zels, de versterking van IIX-eiwitten en een duidelijke stijging in mogelijkheden om aëroob te dissimileren.

Prestaties van de muizen
Uiteindelijk werd ook getest of de muizen in de praktijk evenveel verbeterd waren in conditie als in theorie. Een test werd ontworpen waarin de muizen in hun molentjes moesten lopen totdat ze uitgeput waren en niet meer verder konden. De molentjes bewogen zo, dat de muizen elke twee minuten 2m/min harder moesten gaan lopen. Dit ging af vanaf de 6e minuut. Tot en met de 5e minuut stond de snelheid ingesteld op 2 m/min. De uitputting komt wanneer zelfs de anaërobe dissimilatie de oefening niet meer aankan. Dit hangt nauw samen met de oxida-tieve mogelijkheden van de muizen. Gemiddeld konden de transgene muizen 32 en een halve minuut lang lopen, terwijl dezelfde muis, alleen dan het wildtype, gemiddeld maar 26 minuten kon lopen. Dit betekent dat de transgene muizen zo’n 746 meter hebben gerend, terwijl de wildtype muizen een afstand van 516 meter hebben gelopen. Uitgerekend werd ook de ontstane energie bij de muizen. Gemiddeld hadden de transgene muizen zo’n 1174 Joules aan energie opgewekt, terwijl de wildtype muizen maar 886 Joules opwekten. Alle gegevens wijzen erop dat deze onderzoekers dus een manier hebben gevonden om extra snelle oxidatieve spieren te laten ontstaan in het lichaam.

Interview
Om nog eens een ander licht te kunnen werpen op het gebruik van sportdrankjes, volgt hier-onder een interview met mijn polsstokhoogtrainer Barry Driesen. Barry Driesen traint de aanstaande wereldkampioenen in het polsstokhoogspringen en heeft ook aan veel wedstrijden meegedaan. In de trainingshal van zijn atletiekvereniging in Sittard geeft hij zijn zware trainingen en traint hij ook wel samen met Rens Blom, regerend polsstokhoogwereldkampioen. De hal van deze atletiekvereniging heeft een landelijke faam, omdat hier de beste trainingen in het polsstokhoogspringen worden gehouden. Om de mening van sportdrankjes van Barry Driesen eens goed te polsen, heb ik aan de hand van tot nu verkregen informatie een aantal vragen gemaakt. Hieronder staan de vragen dikgedrukt weergeven met daaronder het antwoord en eventueel commentaar.

Vindt u dat sportdrankjes een nuttige bijdrage leveren aan de sport?
Ik vind dat sportdrankjes zeker een extra waarde aan je prestaties leveren. Vooral het extra aanleveren van water is belangrijk. Te veel suiker vind ik echter slecht in een sportdrankje, liever gewoon een drankje dat veel water bevat.

Heeft u het idee dat het gebruik van sportdrankjes tot een meerwaarde kan zorgen voor de creatieve of professionele sporter?
Volgens mij kan het voor zowel creatieve als professionele sporters een meerwaarde beteke-nen omdat bij een sport als polsstokhoogspringen je toch veel water en energie verliest en dat toch weer moet aanvullen. Elke sporter verliest erg veel vocht bij een sport als polsstokhoog-springen. In sommige gevallen zie je zelfs, wanneer er een lange wedstrijd plaatsvindt, dat de sporters tijdens de wedstrijd ook gaan eten, dit maar om aan te geven hoeveel energie er ver-loren gaat bij deze sport.

In welke mate moeten sportdrankjes gebruikt worden?
Tijdens een wedstrijd of een training moet je altijd veel drinken. Zo drink ik tijdens een wed-strijd toch al gauw een litertje. Je moet altijd drinken als je dorst hebt, dat is het belangrijkste.

Welk sportdrankje bij voorkeur?
Als ik een sportdrankje drink, drink ik één van de bekendere sportdrankjes, Gatorade, Aquarius of Extran, maar meestal drink ik eigenlijk gewoon water. Voor mij en voor eigenlijk ook wel veel andere sporters, dat zie je ook op wedstrijden, is water de belangrijkste bron om jezelf op peil te houden. Verder vind ik een drankje als AA Drink helemaal niks, want dat soort drankjes bevatten in mijn gevoel veel te veel suiker.

(Opmerking: Waarschijnlijk heeft hij het over AA Drink ‘Multi Nine,’ het meest gedronken sportdrankje van AA Drink, deze bevat veel suikers en is daarom eigenlijk te zoet.)

Bent u bekend met alle ingrediënten van een sportdrankje?
Ik ben in zoverre bekend met sportdrankjes dat ik weet dat de bekende drankjes, Gatorade en Aquarius enzovoort allemaal ongeveer hetzelfde bevatten en ik daarom niet zo veel onderscheid maak in welk sportdrankje ik drink. Volgens mij bevatten ze ook allemaal ongeveer evenveel suikers.

Heeft u een eigen recept voor een sportdrankje, enig idee of Rens Blom die heeft?
Volgens mij heeft Rens Blom geen eigen sportdrankje, en drinkt hij, net als ik, liever gewoon een heleboel water. Dat is volgens mij het beste sportdrankje dat er is.

Wat voor uitwerkingen hebben sportdrankjes volgens u?
Rehydratatie! Het belangrijkste aan sportdrankjes is het aanvullen van je watertekort. De meeste sporters drinken daarom voornamelijk water. Als ze extra energie nodig hebben zijn daar ook andere oplossingen voor. Veel sporters gebruiken bijvoorbeeld energietabletten als dextro wanneer ze een extra beetje energie willen.

Sportdrankje voor, tijdens of na een wedstrijd?
Voor een wedstrijd drink ik altijd een halve liter water of sportdrank, meestal een half uur van tevoren zodat ik nog naar de wc kan gaan van te voren. Tijdens een wedstrijd ook altijd goed blijven drinken. Een halve liter water of sportdrank zal zeker geen overbodige luxe zijn. Ook erna is het altijd nodig zijn om te blijven drinken. Veel sporters weten niet dat een van de grootste gevaren uitdroging is na de wedstrijd. Maar juist dan kan het toeslaan dat je te weinig vocht in je lichaam hebt. Daarom moet je altijd blijven drinken.

Sportdrankjes voor meer energie op lange termijn of betere uitwerking op korte termijn?
Beide, ik vind over het algemeen het verschil niet echt merkbaar, zolang je maar voldoende drinkt kan het volgens mij voor allebei wel helpen.

Bedankt voor dit interview.

Sportdrankjes bij recreatieve lopers

Inleiding
Om te kijken of sportdrankjes in de praktijk ook werken, zal ik een proef gaan uitvoeren met behulp van een aantal recreatieve atletiekers. Met het onderzoek wil ik aantonen of de presta-ties in korte tijd verbeterd of weer opgetrokken naar normaal kunnen worden. Met de inzet van de atletiekers en mijn voorbereide plan zullen we de effectiviteit van de sportdrankjes dusdanig aan de kaak stellen. Ik verwacht dat de sportdrankjes inderdaad een extra waarde zullen hebben, ik schat dat ze door het drinken van een sportdrankje 5 tot 10% beter zullen gaan presteren dan wanneer alleen water wordt gedronken. Hiermee probeer ik aan te tonen of de toegevoegde stoffen in sportdrankjes inderdaad de werking hebben waarmee ze worden aangeprezen

Werkplan
Benodigdheden:
5 flessen Aquarius sportdrink
Water
Bekertjes
Stopwatch(es)

Proefopstelling:
Ik zal twee groepen atletiekers twee rondes op de sintelbaan laten rennen (2 x 400m) en hun tijd noteren. Na de afgelegde 800 meter krijgt de ene helft van de aanwezige renners (groep A) een bekertje Aquarius. De andere groep (groep B) krijgt een bekertje (gezuiverd) water. De binnengekregen hoeveelheid sportdrank zou genoeg moeten zijn om het energieniveau van de renners weer aan te vullen. Na een rust van vijf minuten moeten de beide groepen nog éénmaal 800 meter rennen en worden wederom hun tijden genoteerd. De gegevens zullen aantonen of de prestatie van een groep verbeterd is, gelijk is gebleven, of verslechterd is. Ach-teraf zal ik de resultaten overzichtelijk in een tabel neerzetten en de notaties vergelijken. Ik vertel de lopers van te voren of ze sportdrank of water krijgen.
Als sportdrank gebruik ik een isotone sportdrank van Aquarius, Aquarius orange, omdat mid-dellange afstandlopers vaak isotone sportdrankjes gebruiken. Dit sportdrankje bevat per 100 ml:
Energetische stoffen: Zouten: Vitaminen:
7.9 gram suikers 0.022 gram natrium 1.3 milligram vitamine B3 2.2 milligram kalium 0.9 milligram vitamine E 0.8 milligram calcium 0.16 milligram vitamine B6 0.009 milligram vitamine H 0.08 microgram vitamine B12

Meteorologische gegevens van de dag van uitvoering van de test (10 januari 2007)

Op deze dag werd er voorspeld dat er 0.0 mm regen zou vallen, de temperatuur lag rond de 10,6 graden Celsius en het was een bewolkte dag. De windkracht van deze dag was wind-kracht 5.

Resultaten
Groep A (Aquarius)
Naam loper + leeftijd Tijd 1e 800 meter Tijd 2e 800 meter
Hishan (15 jaar) 2:43 2:43
Wouter (15 jaar) 3:16 3:07
Simon (17 jaar) 3:08 2:38
Sandra (17 jaar) 4:50 4:10
Maarten (16 jaar) 3:05 Gestopt

Groep B (water)
Naam loper + leeftijd Tijd 1e 800 meter Tijd 2e 800 meter
Gido (15 jaar) 2:44 2:41
Steven (15 jaar) 3:08 2:59
Bauke (14 jaar) 3:15 3:06
Sophie (16 jaar) 4:50 4:10
Lida (16 jaar) 4:50 4:09

Gemiddeld heeft groep A de eerste keer een tijd gelopen van:
163 + 196 + 188 + 290 + 185 : 5 = 204.4 seconde = 3 min 24.4

Gemiddeld heeft groep A de tweede keer een tijd gelopen van:
163 + 187 + 158 + 250 : 4 = 189.5 seconde = 3 min 9.5

Gemiddeld heeft groep B de eerste keer een tijd gelopen van:
164 + 188 + 195 + 290 + 290 : 5 = 225.4 seconde = 3 min 45.4

Gemiddeld heeft groep B de tweede keer een tijd gelopen van:
161 + 179 + 186 + 250 + 249 : 5 = 205 seconde = 3 min 25
Gemiddeld hebben de jongens van groep A de eerste keer een tijd gelopen van:
163 + 196 + 188 + 185 : 4 = 183 seconde = 3 min 3
Gemiddeld hebben de jongens van groep A de tweede keer een tijd gelopen van:
163 + 187 + 158 : 3 = 169.33 seconde = 2 min 49.33

Het meisje van groep A heeft de eerste keer een tijd gelopen van:
290 seconde = 4 min 50

Het meisje van groep A heeft de tweede keer een tijd gelopen van:
250 seconde = 4 min 10

Gemiddeld hebben de jongens van groep B de eerste keer een tijd gelopen van:
164 + 188 + 195 : 3 = 182.33 seconde = 3 min 2.33

Gemiddeld hebben de jongens van groep B de tweede keer een tijd gelopen van:
161 + 179 + 186 : 3 = 175.33 seconde = 2 min 55.33

Gemiddeld hebben de meisjes van groep B de eerste keer een tijd gelopen van:
290 seconde = 4 min 50

Gemiddeld hebben de meisjes van groep B de tweede keer een tijd gelopen van:
250 + 249 : 2 = 249.5 seconde = 4 min 9.5

Gemiddeld hebben de renners van groep A hun tijd verbeterd met:
0 + 9 + 20 + 40 : 4 = 17.25 seconde (de gestopte jongen niet meegerekend).

Gemiddeld hebben de renners van groep B hun tijd verbeterd met:
3 + 9 + 9 + 40 + 41 : 5 = 20.4 seconde.

Gemiddeld hebben de jongens van groep A hun tijd verbeterd met:
0 + 9 + 20 : 3 = 9.67 seconde.

Het meisje in groep A heeft haar tijd verbeterd met:
40 seconden.

Gemiddeld hebben de jongens van groep B hun tijd verbeterd met:
3 + 9 + 9 : 3 = 7 seconden.

Gemiddeld hebben de meisjes van groep B hun tijd verbeterd met:
40 + 41 : 2 = 40.5 seconde.

Verder is het belangrijk om te melden dat op twee na, alle lopers buikpijn kregen. Één jongen kreeg zoveel buikpijn dat hij daardoor gestopt is met lopen.

Conclusie:
Uiteindelijk heeft groep A een verbetering behaald van:
17.25 : 204.4 x 100 % = 8.4 %

Uiteindelijk heeft groep B een verbetering behaald van:
20.4 : 225.4 x 100 % = 9.1 %

Uiteindelijk hebben de jongens van groep A een verbetering behaald van:
9.67 : 183 x 100 % = 5.3 %

Uiteindelijk heeft het meisje van groep A een verbetering behaald van:
40 : 290 x 100 % = 13.8%

Uiteindelijk hebben de jongens van groep B een verbetering behaald van:
7 : 182.33 x 100 % = 3.9 %

Uiteindelijk hebben de meisjes van groep B een verbetering behaald van:
40.5 : 290 x 100 % = 14.0 %

Mijn verwachting dat de sportdrankjes inderdaad een extra waarde zullen hebben, een verbe-tering van ongeveer 5 tot 10% ten opzichte van wanneer alleen water wordt gedronken, klopte in zoverre, dat het totaal van de groep inderdaad tussen de 5 en de 10 procent erop vooruit-ging. Ook de jongens scoorden in deze zone. Het meisje van de sportdrankgroep kwam echter nog veel beter vooruit. Ook had ik niet verwacht dat mensen die water hadden gedronken er zoveel op vooruit zouden gaan.

Discussie
Natuurlijk zijn er een aantal punten waarop er getwijfeld zou kunnen worden aan de uitslagen van de test. Allereerst is er natuurlijk het feit dat dit geen getrainde jongeren zijn die zich al-leen maar concentreren op wedstrijden. Daarom zijn zij ook niet gewend aan het drinken van sportdrankjes tijdens het lopen en is dit waarschijnlijk waarom zij last kregen van buikpijn tijdens het rennen. Ten tweede is er één loper geweest die is afgevallen, waardoor we zijn tijd niet hebben kunnen meten. Ten derde hebben de meiden in de beiden groepen zeker niet op hun hardst gelopen, in ieder geval niet de eerste keer, waardoor hun verschil in tijden er wat gekleurd opstaat. Ten vierde hebben een aantal mensen tijdens hun eerste run waarschijnlijk energie gespaard die ze voor de tweede 800 meter zouden gebruiken, waardoor de uitslagen wat verder uit elkaar kunnen liggen. Ten slotte is na de eerste keer rennen bij de lopers een vochttekort ontstaan. Maar de beginsituatie zal ten opzichte van de situatie na aanvulling door respectievelijk sportdrankjes of water wel bij de lopers veranderd zijn, waardoor de test an-ders uit kan vallen.

Conclusie
Het is mij duidelijk geworden dat niet zomaar elk sportdrankje een goed sportdrankje is. Je moet bijvoorbeeld goed in de gaten hebben wat de osmotische waarde is van je drankje en of dat goed correspondeert met de behoefte die je opbouwt bij de sport die je beoefent. Ook meen ik met zekerheid te zeggen dat je, voordat je een sportdrankje of water echt gaat gebrui-ken tijdens een training of wedstrijd, je er aan gewend moet zijn. De proef waarbij ik andere sporters heb laten rennen op de atletiekbaan heeft ook enorm geholpen bij het formuleren van een conclusie voor mijn hoofdvraag: welke invloed leveren sportdrankjes aan de sportprestaties? Ook het interview met Barry Driesen, is zeer duidelijk een bron van informatie voor mijn pro-fielwerkstuk geweest. Uiteindelijk durf ik in zoverre te concluderen dat de sportdrankjes waarschijnlijk geen extra niveau geven aan de sportprestaties, maar meer de prestaties van een topsporter op peil houden. De extra waarde van sporters zit hem dan in het aanvullen van de energie en vitamines die tijdens de sportprestaties verloren gaan of dreigen verloren te gaan. Vooral de aanvulling van water blijkt belangrijk te zijn tijdens een sportprestatie. Omdat je veel water verliest doordat je zweet, raakt je lichaam langzamerhand uitgedroogd. Vandaar dat sportdrankjes ook veel gedronken worden door marathonlopers. Aan de andere kant zou je wel kunnen zeggen dat het op zijn minst bij meer recreatieve sporters in ieder geval een men-tale versterking geeft wanneer er een sportdrankje gedronken wordt. Zoals duidelijk uit de tekst gebleken is, is dat juist de sporters die niet aan professionele topsport doen, een duidelij-ke lijn in verbetering door de sportdrankjes kregen. Zoals duidelijk werd bij de proef waarbij de atletiekers 1600 meter moesten lopen, kan buikpijn een slecht gevolg zijn van het drinken tijdens een training of wedstrijd. Door het onderzoek naar de toekomst van biologie in de sport dat ik ook in dit profielwerkstuk heb verwerkt, ben ik heel benieuwd naar het effect van deze nieuwe ontwikkeling in de sport. Als deze spieren nader onderzocht gaan worden, en er dan een soort activatiemiddel voor kan worden gemaakt, zal dit een nieuwe dimensie geven aan de wereld van de sport zoals wij die nu kennen. Aan de ene kant zou het betekenen dat wereldrecords en dergelijke makkelijker gebroken kunnen worden terwijl er waarschijnlijk ook een nieuw soort doping bij kan komen die de ontwikkeling van deze ‘superspiervezels’ beïnvloeden zal. Ik heb door dit profielwerkstuk te maken, veel meer inzicht gekregen in de werking van de spieren en de mogelijke beïnvloeding daarvan door sportdrankjes.

Bronnenlijst
Internetpagina’s:
www.wikipedia.com
www.bioplek.org/animaties/spieren_botten/spierfilm.html
http://www.associatedcontent.com/article/42400/the_interesting_history_of_gatorade.html
http://www.ironman.com/training/nutrition/robert-murray-has-another-in-our-series-of-sports-nutrition-articles-from-gatorade
http://www.instituutsportrechtspraak.nl/index.htm
www.voedingscentrum.nl
www.vitamine-info.nl
www.havovwo.nl/vwo/vbi/bestanden/vbipws2.pdf
http://www.scholieren.com/werkstukken/27668

Krantenartikelen:
Hover, M., ‘Gen-atleet’ nog slechts kwestie van tijd, Eindhovens Dagblad, Donderdag 4 ja-nuari 2007

Boeken:
Nijs, P., Gezond sporten met natuurlijke doping, Hardewijk, Mix Media Bv., 2003

Overige artikelen:
Spiegelman, B., The Transcriptional Coactivator PGC-1b Drives The Formation of Oxidative Type IIX Fibers in Skeletal Muscle, 2006

Afbeeldingen en tabellen:
- Fig 1. Model van schuivende filamenten tijdens samentrekking:
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:SlidingMyofibril.svg
- Fig 2. De glycolyse, schematisch weergeven:
http://library.thinkquest.org/27819/media/glycolysis.gif
- Fig 3. De decarboxylering, schematisch weergeven:
http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/255/255atp/ecb13x8b.jpg
- Fig 4. De citroenzuurcyclus, schematisch weergeven:
http://web1.caryacademy.org/chemistry/rushin/StudentProjects/CompoundWebSites/2000/CitricAcid/Untitled.gif
- Fig 5. De Oxidatieve Fosforylering, schematisch weergeven:
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Etc2.png
- Fig 6. De bouw van een DNA molecuul:
http://www.biologycorner.com/resources/DNA-colored.gif
- Fig 7. Spieren van een transgene (Tg) en een wildtype muis (WT):
Spiegelman, B., The Transcriptional Coactivator PGC-1b Drives The Formation of Oxidative Type IIX Fibers in Skeletal Muscle, 2006, bladzijde 38.
- Fig 8. Foto van de tibialis anterior, bij wildtype en transgene muizen:
Spiegelman, B., The Transcriptional Coactivator PGC-1b Drives The Formation of Oxidative Type IIX Fibers in Skeletal Muscle, 2006 , bladzijde 42.
- Tabel 1. Prestatiedaling bij vochtverlies:
http://www.aquarius.be/nl/img/graph.gif