1a. De energiesystemen

De oorzaak van ME is nog niet duidelijk, maar er zijn wel allerlei problemen in het lichaam gevonden bij ME patiënten. Zo is zichtbaar in onderzoeken dat de stofwisseling hapert en dat dit niet komt door bijvoorbeeld deconditionering. Net zoals bij andere ziektes, waaronder auto-immuun ziektes, werken de energiefabriekjes bij ME patiënten niet goed en sterven spiervezels mogelijk af. En zonder levende spiervezels met werkende energiefabriekjes is er niet voldoende energie productie om je activiteiten te kunnen doen. Daardoor hebben veel ME patiënten last van energieloosheid en uitputting. In dit artikel DEEL 1 (van 4) over de ‘energieproductie’.

Energieproductie – in 4 delen

1. De energiesystemen (hieronder)
   Er zijn 3 systemen in ons lichaam die energie maken voor ons.
2. Het metabolisme
   Hoe worden voedingsstoffen omgezet in energie?
3. Inspanning
   Wat gebeurt er in het lichaam bij inspanning?
4. Problemen bij energieproductie
   Bij ME patiënten kunnen een paar dingen misgaan bij de energieproductie.

Drie energiesystemen

Om iets te kunnen doen heb je energie nodig. Ons lichaam maakt deze energie van het voedsel dat we eten.

Er zijn 3 energiesystemen in ons lichaam die ons voorzien van energie om activiteiten te ondernemen.

1. ATP-CP systeem, creatine & ATP cyclus – Accu
2. Anaeroob systeem, glycolyse – Oplader
3. Aeroob systeem, glycolyse + citroenzuurcylus – energiefabriekjes 

De accu – voor de eerste 2 minuten energie

Het eerste systeem = de accu
AT-CP systeem.

De accu heeft opgeslagen energie voor de eerste 15 seconden tot max 2 minuten dat er extra energie nodig is. Als je bijvoorbeeld op een bankje in het bos zit en je staat op om je stevige wandeling (waarbij je net een beetje sneller gaat ademhalen) te vervolgen dan is er extra energie nodig en komt er eerst energie uit deze accu, zodat de andere 2 systemen even tijd hebben om goed verder op te starten en te versnellen.

De oplader – voor rustige activiteiten & voor snelle energie

Het tweede systeem = de oplader
Anaeroob systeem – 2-32 energie-eenheden

De oplader levert continue snel energie zonder dat je zuurstof nodig hebt voor de verbranding, maar levert niet heel veel energie. De oplader gebruikt glucose om 2 energie-eenheden en 2 eenheden pyruvaat van te maken.

Het pyruvaat kan de eerste 1-5 minuten gebruikt worden om te worden omgezet in lactaat (melkzuur). Dit lactaat (2 lactaat-moleculen per glucose-molecuul) wordt hergebruikt als nieuwe energiebron (afbeelding: paarse pijl) om nog, per lactaat-molecuul 15 dus in totaal 30 energie-eenheden te maken.
Behalve als er te weinig zuurstof is (afbeelding: cirkel met O2)
om het lactaat te neutraliseren – dan verzuren
je spieren. Dit laatste gebeurt zodra de inspanning zo
groot is dat de zuurstof naar de fabriekjes gaan. Je
moet dan wel iets rustiger aan gaan doen.

Ook levert de oplader energie zodra er niet meer voldoende zuurstof in je cellen kan worden opgenomen om energie van te maken. In recent onderzoek is gezien dat er geen (of minder) zuurstof in de spiervezels aanwezig is. Mogelijk verklaart dit lage zuurstof gehalte een ander onderzoek waarbij een groep patiënten alleen (of voornamelijk) energie kreeg vanuit de oplader en dat deze patiënten daarbij verzuring hadden ervaren.

De energiefabriekjes – voor langdurig en veel energie

Het derde systeem = de energiefabriekjes
Aeroob systeem – 35-129 energie-eenheden

Het duurt wat langer voor de fabriekjes zijn opgestart en het proces is wat trager. De fabriekjes hebben veel zuurstof nodig, maar leveren dan wel veel energie.

Vanuit de oplader gaat een restproduct van glucose (pyrodruivenzuur/pyruvaat) een kraantje in naar de fabriek en wordt dan co-enzym A. Co-enzym A wordt zo de fabriek in gebracht (afbeelding: druppels bovenaan) en in de fabriek omgezet in 35 energie-eenheden.

Daarnaast worden met kruiwagens ook vetzuren
binnengebracht (afbeelding: kruiwagens rechts) en
omgezet in 129 energie-eenheden.

De glucose/ vetzuren worden met zuurstof en
warmte verbrand en er komt dan energie vrij. Dit
proces heet de ‘citroenzuurcyclus’.

Glucose verbranding kost wat minder energie dan de vetzuurverbranding. De fabriek heeft dan ook de voorkeur om glucose te verbranden. Uit vetzuren krijg je echter dan weer meer energie ook al duurt dit proces wat langer. De fabriek is minder efficiënt dan de oplader.

Daardoor is het afhankelijk van je conditie hoe groot de inspanning is die je ermee kunt leveren. Met een lage conditie is zitten en niets doen het hoogst haalbare, maar met een goede conditie kan snelwandelen ook een optie zijn. En met een zeer goede conditie kun je er ook een tijdje sporten (bijvoorbeeld hardlopen) mee volhouden. 

Samenvatting & Voorbeelden

Bij het starten van een activiteit óf het plots intensiever gaan bewegen komt er eerst energie uit onze ‘accu’ (eerste systeem) waarin energie ligt opgeslagen. Zo krijgen de andere systemen tijd om op te starten.

Glucose wordt in de ‘oplader’ (tweede systeem) snel omgezet in een beetje energie. Het is snel, maar levert niet veel energie. Maar tijdens rustige activiteiten óf de eerste minuten van een intensieve activiteit helpt het om op te starten en in beweging te komen.

De ‘energiefabriekjes’ (derde systeem) gebruikt bij activiteiten met een lagere intensiteit vooral vetzuren om te verbranden naar energie. De vetverbranding is wat trager en levert minder snel energie op dan glucoseverbranding.

Zodra je dus een intensieve activiteit gaat doen gaat het derde systeem, de fabriek, over op de verbranding van glucose door het restant pyrodruivenzuur uit het tweede systeem te halen en daar veel energie van te produceren.

Voorbeelden

Voorbeeld 1 – Rustige activiteit

Zit je dus rustig op de bank een boek te lezen, koffie te drinken, tv te kijken of te tekenen dan

Wordt door de oplader het glucose dat in je bloed en in de ‘opslagcontainer’ bij de oplader aanwezig is gebruikt voor (2) energie én om de accu aan te vullen.
Er is meer dan voldoende zuurstof (want je doet een rustige activiteit) en dat zuurstof neutraliseert dan ook het lactaat. Het lactaat wordt weer een brandstof om in de oplader nog meer (15) energie te produceren.

Bij de oplader is een opslagcontainer met glucose voor 30-45 minuten energie. Als deze op is kun je, met deze rustige activiteit, op de vetzuren door blijven functioneren.

Als er voldoende zuurstof is dan gaat de kraan van de energiefabriek open en komt het co-enzym A de fabriek in om verwerkt te worden tot (35) energie.

Ook halen kruiwagens vetzuren uit je lichaam op, brengen deze naar de energiefabrieken en de fabriek kan de vetzuren dan omzetten in (129) energie. De zuurstof die je inademt in deze rustige toestand wordt door de energiefabrieken uit je bloed gehaald en gebruikt voor de energie productie in de energiefabrieken.

Voorbeeld 2 – Matig intensieve activiteit

Ga je een stevige wandeling maken dan ga je een beetje sneller ademen, omdat er wat zuurstof tekort begint te ontstaan.

De oplader schiet nu écht aan en gaat aan de slag om, zeker 35-40 minuten, meer (2-32) energie te maken van glucose en van de lactaat die uit het proces komt.

De vetzuurverbranding in de energiefabriekjes komt op een iets lager pitje, want glucose verbranding heeft altijd de voorkeur voor het lichaam.

De kraan van de oplader naar de fabriekjes gaat wat vaker en meer open en de energiefabriekjes gaan wat meer (restproduct van) glucose verbranden. Dat gaat veel sneller dan vetzuur verbranding, maar levert wel iets minder (35) energie op.

Na 35-40 minuten, als de opslagcontainers leeg zijn, is er nog cortisol, een hormoon, in het lichaam dat helpt om vetzuren en eiwitten om te zetten naar glucose voor de oplader. Je lichaam gaat daarvoor meer cortisol aanmaken, je ‘stress-systeem’ is dus nu ook aan de slag!

Voorbeeld 3 – Zware activiteit

Ga je hardlopen dan is er echt een zuurstof tekort voor de fabrieken. Je gaat nu hijgen om meer zuurstof te krijgen in je bloed.

De energiefabrieken werken steeds meer op een lager pitje omdat er minder zuurstof is (ondanks je snelle ademhaling) en de oplader doet nu vooral het werk. Het laadt je net voldoende op om je taak te volbrengen. Je houdt hardlopen dus niet eeuwig vol omdat de energiereserves langzaam leeg lopen.

• Er is niet voldoende zuurstof om het afvalproduct lactaat te neutraliseren en je spieren gaan verzuren.
• Er wordt voornamelijk nog glucose gebruikt.
• Ook eiwitten kunnen omgezet worden in glucose om zo omgezet te worden in energie.

Als je lang genoeg doorgaat kom je hem tegen: ‘de man met de hamer’.
De glucose in je lichaam is op en kan ook niet meer snel genoeg gemaakt worden uit vetzuren/ eiwitten, er is niet voldoende zuurstof meer dat opgenomen kan worden in de energiefabrieken en je oplader heeft geen glucose meer om je mee op te laden.
Je valt neer…
Een suiker drankje helpt dan om weer glucose in je bloed te brengen, zodat je oplader weer aan de slag kan en vervolgens ook de energiefabrieken weer wat kunnen doen met de zuurstof die nog wel je bloed in komt.

Afbeelding: 
1. De bloedbaan met daarin het transport van glucose en vetzuren + het transport van zuurstof
2. De cel met daarin ‘de oplader’ voor de glycolyse, ‘de fabriek’ voor de citroenzuurcyclus en ‘de accu’ -> glucose, vetzuren en zuurstof komen de cel binnen en bewandelen ieder een ander pad om uiteindelijk energie te worden.
3. Rechtsboven: eiwitten in de spieren & vetzuren in de vetopslag worden door cortisol aangetrokken en via het bloed naar de cel gebracht.