Oefening vormt een grote uitdaging voor de verschillende bio-energetische paden in de werkende spier. Tijdens zware inspanningen kan het totale energieverbruik van het lichaam bijvoorbeeld 25 keer hoger zijn dan de uitgaven in rust. Het lichaam gebruikt koolhydraten, vetten en eiwitten om de nodige energie te leveren om cellulaire activiteiten te ondersteunen, zowel in rust als tijdens inspanning. De regeling van de brandstofkeuze tijdens het sporten staat onder complexe controle en hangt af van verschillende factoren, waaronder het dieet en de intensiteit en duur van de inspanning.

Koolhydraten

Koolhydraten of glucose, is een kritieke brandstofbron in elke vorm van oefening, waarbij één gram ongeveer 4 kcal energie oplevert. Koolhydraten zijn gecategoriseerd als eenvoudig of complex. Fruit is een bron van eenvoudig koolhydraat. Complexe koolhydraten hebben wat meer tijd nodig om verteerd te worden en leveren langzamere energie dan eenvoudige suikers. Voorbeelden van complexe koolhydraten zijn onder andere brood, rijst en pasta.

Eenmaal geconsumeerd worden koolhydraten afgebroken tot kleinere suikers voor onmiddellijke energie of worden ze opgeslagen als glycogeen in spieren en lever voor toekomstig gebruik. Spierglycogeenvoorraden bieden een directe bron van koolhydraten voor spierstofmetabolisme, terwijl leverglycogeenvoorraden dienen als een middel om bloedglucose te vervangen.

Voldoende koolhydraatinname is cruciaal voor duursporters omdat glycogeenvoorraden in enkele kunnen worden uitgeput uur. Zonder voldoende hoeveelheden koolhydraten moet het lichaam zich wenden tot andere bronnen van brandstof.

Vetten

Vet is de meest energie-dichte voedingsstof die wordt gebruikt tijdens het sporten, waarbij één gram 9 kcal energie levert. Bovendien zijn vetten de primaire brandstofbron voor spieren tijdens oefeningen met lage intensiteit. Hoewel het meeste vet in vetcellen wordt bewaard in de vorm van triglyceriden, wordt sommige opgeslagen in spiercellen. Vetzuren zijn het primaire type vet dat door spiercellen wordt gebruikt voor energie. In termen van vet dragen plasmavrije vetzuren en spiertriglyceriden evenveel bij aan het bewegingsmetabolisme. Naarmate de duur van de oefening toeneemt, neemt de rol van plasmavrij vetzuur als brandstofbron progressief toe.

Eiwit

Hoewel eiwit een cruciale partij is bij elk dieet en voor wederopbouw spier, eiwit is geen belangrijke energiebron tijdens inspanning. Eiwitten zijn samengesteld uit vele kleine subeenheden die aminozuren worden genoemd. Om te worden gebruikt als een brandstofbron, moeten eiwitten eerst worden afgebroken tot aminozuren. Het aminozuur alanine kan vervolgens in de lever worden omgezet in glucose, dat vervolgens kan worden gebruikt om glycogeen te synthetiseren. Bovendien kunnen veel aminozuren worden omgezet in metabole intermediairen in spiercellen en direct bijdragen als een energiebron in de bio-energetische routes. Tijdens langdurige perioden van inspanning of na ongeveer drie tot vijf uur werken, kan de totale bijdrage van eiwit aan de brandstoftoevoer vijf tot tien procent bedragen tijdens de laatste minuten van het werk.