De energiebronnen van de mens.

Willen wij onze prestaties verbeteren dan moeten wij ons (uithoudings-)vermogen verbeteren en zorgen dat wij over voldoende capaciteit beschikken. Vermogen en energie (capaciteit) koppel ik dan aan de beschikbare energiebronen en aan de te verrichten prestatie.

De sprinter koppel je aan zijn beschikbare energiebron-(en). Zo ook de middenlangeafstandloper, marathonloper en ultraloper. Wij moeten wel weten wat vermogen is en wat wij verstaan onder capaciteit.

Wij starten maar eerst met een aantal begrippen.

Het uithoudingsvermogen is het vermogen om weerstand te bieden tegen vermoeidheid. Iemand die tijdens een bepaalde duurinspanning vermoeidheid langer kan uitstellen, heeft een beter uithoudingsvermogen.

Vermoeidheid kan in verschillende vormen optreden:

Conditie = de gewogen som van alle prestatiebepalende fysieke factoren en realisatie ervan door persoonlijke kenmerken (bijvoorbeeld wil, emotie en temperament).

Uithoudingsvermogen =

Wij moeten weten welke orgaansystemen een belangrijke rol spelen bij duurprestaties:

Nu mijn uitleg wat de filosofie is achter mijn trainingsaanpak. Mijn atleten benadering is gebaseerd op welke afstanden mijn atleten specifiek willen trainen: sprint, 400m, middenlange afstand, marathon of ultralange afstanden. Als dat bekend is ga ik de specifieke trainingen richten op het vermogen en de capaciteit van de benodigde energiebron(-en).

In ieder lichaam drie motoren c.q. energiebronnen.

In het lichaam van de sporter fungeren tijdens inspanningen in feite drie motoren. Elke motor heeft zijn eigen vermogen en capaciteit. Elk levert zijn eigen bijdrage aan de energievoorziening, maar moet zo mogelijk op eigen wijze worden getraind. Je zou kunnen zeggen, dat de mens over drie motoren beschikt. Die zullen wij hieronder beschrijven. Daarbij wordt eerst beschreven waar die motor uit bestaat, vervolgens hoe groot of klein het vermogen en de capaciteit zijn en tot slot of en zo ja in hoeverre vermogen en capaciteit trainbaar zijn.

Bij de loopnummers in de atletiek worden de begrippen vermogen en capaciteit vaak door elkaar gehaald en verwisseld. Een markant voorbeeld is het begrip aërobe capaciteit 'snelle duurlopen verhogen de aërobe capaciteit. Nou, dat is onzin: het één heeft niets met het ander te maken.

Vermogen is wat het aantal paardenkrachten (pk) van een auto is: een motor met veel pk is sterk en kan veel kracht per seconde uitoefenen. Vermogen heeft dus met tijd te maken: als ik een handhalter, door het buigen van het ellebooggewricht maar heel langzaam omhoog kan krijgen, dan heb ik minder vermogen dan iemand die dat heel snel kan. Iemand, die met een snelheid van 25 km per uur kan lopen en daarvoor een contacttijd (tijd dat de voet op de grond staat en dus kracht kan ontwikkelen) van 110 milliseconden (ms) nodig heeft, heeft meer vermogen dan iemand die die snelheid ook haalt, maar daarvoor 165ms contacttijd nodig heeft.

Capaciteit is wat je in zijn totaliteit kan: hoe lang kan je iets volhouden? In termen van de auto: hoe groot is de brandstoftank. Dus: vermogen is gekoppeld aan tijdseenheid, capaciteit heeft betrekking op de totale duur.

En hoe groter het vermogen, hoe kleiner de capaciteit. Dat is jammer maar logisch: als beide samen op zouden trekken, liep de mens de marathon even snel als de 100 meter.

Energievoorraden van de spiercel

BrandstofHoeveelheid (per kg spier)Maximale inspanningsduur
ATP Adenosinetrifosfaatca. 6 mmoltheoretisch 2 – 3 sec.
PCr fosfocreatineca. 20 – 25 mmol-
Fosfaatvoorraden samen (fosfageen)ca. 30mmol7 – 10 sec.
Glycogeen (glucose)ca. 270 mmol(anaërobe afbraak) 45 – 90 sec.
ca. 3000 mmol(aërobe afbraak) 45 – 90 min.
Triglyceriden (vetten)ca. 50.000 mmolmeerdere uren.

mol = hoeveelheid van een stof in grammen die het molecuulgewicht aangeeft.

mmol= millimol(1 duizendste mol)

Motor 1: de alaktisch anaerobe motor

Anaëroob wil zeggen: zonder zuurstof, alaktisch betekent dat er geen melkzuur geproduceerd wordt. De alaktisch anaërobe motor is het gebruik van de kleine voorraad brandstof, dat in de spieren aanwezig is die kan worden gebruikt zonder dat er zuurstof nodig is en ook zonder dat er melkzuur wordt gevormd. Die voorraad brandstof bestaat uit de ATP-CP voorraad (adinosine-trifosfaat en creatine-fosfaat).

Het vermogen is erg groot, n.l. 3.0 mol/min ATP. De betekenis van dat getal zal, als hierná de vermogens van de andere twee worden genoemd, duidelijk worden. Het is in ieder geval best wel veel / hoog. Dat vermogen is zo groot, dat je bij praktisch geen enkele beweging dat hele vermogen nodig hebt, voor de korte afstand nauwelijks en zeker niet voor de midden afstand, laat staan voor de lange afstand.

Is dat vermogen trainbaar? Ik heb daar nooit iets overtuigends over gelezen. Maar de vraag is irrelevant als je dat topvermogen toch niet nodig hebt, hoef je het niet te trainen.

De capaciteit is heel klein: na 4 – 6 seconden is de voorraad op. Een van de redenen is natuurlijk, dat het vermogen heel groot is: een motor met veel pk zal veel brandstof verbruiken. Is de capaciteit trainbaar? Het antwoord is ja: de voorraad kan door een goede training verdubbelen. Dat is zinvol voor de afstanden van 100 tot en met 800m. Voor laatst genoemde afstand kan 20 – 25% van de totale energie door de alaktisch anaërobe capaciteit worden geleverd.

Een dergelijke training bestaat uit een serie lopen over korte afstanden: 40-100meter, 40 meter voor de niet in die richting getrainde atleet, 100 meter voor de goed in die richting getrainde atleet. De pauze daarbij moet minimaal 2 minuten bedragen. Waarom? Omdat de zogenoemde halfwaardetijd twintig seconden bedraagt. Dat wil zeggen, dat het lichaam de eerste twintig seconden 50 procent heeft aangevuld, de volgende twintig seconden komt daar nog eens 25% bij, na nog eens twintig seconden 12%, enz.

Het lichaam gebruikt altijd eerst deze motor, dus ook bij lange afstandlopen. Op zich logisch, want het duurt enige tijd voor de andere motoren goed draaien.

Motor 2: de aerobe motor

Aërobe wil zeggen: met zuurstof. Het is de motor waarmee je langere afstanden kunt afleggen zonder te verzuren. Om de toelichting over het vermogen van deze motor goed te kunnen begrijpen is het nodig om eerst iets over de capaciteit te vertellen.

De capaciteit van motor 2 is afhankelijk van de hoeveelheid brandstof die aanwezig is. De motor kan daarbij kiezen uit vetten en koolhydraten. De vetvoorraad is (ook als iemand mager is) zo groot, dat met motor 2 honderden kilometers kunnen worden gelopen. De aërobe capaciteit van de vetbrandstof voor motor 2 hoef je dus niet te trainen. Voor zover de aërobe motor kiest voor koolhydraten ligt het wat ingewikkelder. De totale voorraad koolhydraten (in de vorm van glycogeen aanwezig in het lichaam) is voldoende voor een inspanning van zo'n 1 tot 2 uur. Maar omdat het gaat om de voorraad in de arbeidende spieren moet je het in de praktijk bijna halveren en kom je tot ongeveer één uur.

De aërobe capaciteit van de lycogeenvoorraad is dus beperkt en die zou je wel moeten verhogen als dat zou kunnen. En dat kan. Het lichaam van een getrainde atleet heeft sowieso al meer spierglycogeen, door een goed voedingsregiem en door de laatste dagen vóór een wedstrijd een 'taper-off' te doen, kan die voorraad nog extra toenemen. Ook tijdens de wedstrijd /training kan hij de voorraad door eten /drinken aanvullen.

De aërobe motor heeft een voorkeur voor glycogeen, maar in de praktijk is er tijdens duurinspanningen altijd sprake van een mix. Recente onderzoekingen wijzen daarbij evenwel uit, dat de aërobe motor het grootste deel van de energie bij de marathon, of je er nu 2.10 over doet of 3.10, toch uit glycogeen haalt. Verder moet de loper zich realiseren, dat het lichaam voor de verbranding van vet ook glycogeen nodig heeft als een soort aanvuringsmechanisme.

Conclusie: de aërobe capaciteit speelt geen rol voor de middenafstand, maar in zekere zin wel voor de langere afstanden.

Gewicht

Het vermogen van motor 2 is veel kleiner dan het vermogen van motor 1. Motor 1 had een vermogen van 3,0 mol/min ATP, bij motor 2 is dat maar 0,83 mol/min, dus maar iets meer dan een kwart van motor 1. Om een idee te geven: het vermogen van motor 2 is het tempo van een 3 of 5km, of - indien je langer loopt - het tempo van een 15-20km wedstrijd. Het maximale aëroob vermogen wordt ook wel aangeduid met VO2max (maximaal zuurstofopname -vermogen).

Aëroob vermogen is zeer goed trainbaar, meer dan de meeste mensen denken, en voor de hardloper nog meer dan voor de wielrenner of roeier. Het aëroob vermogen in de vorm van 'hoeveel liter zuurstof per minuut' kan met 25-50 procent toenemen. Je praat dan over bijvoorbeeld een groei van 4 naar 6 liter zuurstof per minuut. Voor de wielrenner en de roeier betekent dat automatisch een toename van het aëroob vermogen met 50 procent. Voor de hardloper speelt echter het lichaamsgewicht ook een rol. Als alle andere omstandigheden hetzelfde zijn, heeft een loper van 8Okg voor een bepaald tempo 25 procent meer energie nodig dan een loper van 60kg, omdat hij telkens zijn eigen lichaamsgewicht moet 'optillen en verplaatsen'. Daarom wordt het aëroob vermogen voor sporten, waarbij het eigen lichaamsgewicht gedragen moet worden uitgedrukt per kg lichaamsgewicht. Als nu het aëroob vermogen op zich met die eerder genoemde 50 procent toeneemt van 4 naar 6 liter is het aëroob vermogen pas verdubbeld (van 50 ml naar 100 ml per kg lichaamsgewicht per minuut) als daarbij het lichaamsgewicht daalt van 80 naar 60 kg.

Lactaatdrempel

Tot zover is het verhaal betrekkelijk simpel. Er zijn echter een aantal factoren die het wat minder simpel maken. Om te beginnen: het aëroob vermogen (in ons voorbeeld 100ml zuurstof) kan niet onbeperkt worden volgehouden. Als er langer dan ± 5 minuten gelopen moet worden, kan het lichaam maar een deel van het aërobe vermogen gebruiken zonder te verzuren, voor de beginner is dat 'benuttingpercentage' ongeveer 50 procent.

Het tempo, dat je daarbij kunt lopen wordt aangeduid met het lactaatdrempel -tempo. Als je maar 50 procent van het aëroob vermogen kunt gebruiken en daarboven al gaat verzuren, heb je een slechte aërobe motor. Die 50 procent kan door training naar 85-90 procent groeien. Als wij, nu wij dit allemaal weten, uitrekenen hoeveel je met je aërobe motor vooruit kunt gaan: in het begin was de loper 8Okg zwaar, was de aërobe motor 4 liter zuurstof per minuut groot en kon hij maar 50 procent benutten, in ml per kg lichaamsgewicht per minuut is dat 25.

Na jarenlang trainen is het gewicht 60kg, de aërobe motor 6 liter en het benuttingpercentage 90%, in ml per kg lichaamsgewicht per minuut is dat 90, ruim 3 keer zoveel…

Hierboven werd gezegd, dat het benuttingpercentage van 50 tot wel 85-90 procent kan gaan. Wat gebeurt er dan met die overblijvende 15-10 procent? Wel die laatste 15-10 procent van je aëroob vermogen kun je maar halen, als je tegelijkertijd ook wat verzuurt, d.w.z. dat je dan toch al motor 3 (hierna te behandelen) gebruikt.

Vetten

Een tweede factor die het verhaal minder simpel maakt is het volgende: het aëroob vermogen bij gebruik van vetten is minder dan bij het gebruik van koolhydraten. Je zou kunnen zeggen, dat vetten een benzinesoort is waar je minder vermogen mee kunt oproepen, het verschil is ongeveer 12 procent. Dus: als je er van uitgaat, dat een loper zijn aëroob vermogen, met name zijn lactaatdrempel zo hoog mogelijk heeft opgeschroefd, dan nog valt het tempo wat tegen, als hij als brandstof vet gebruikt De marathonloper moet dus niet streven naar zoveel mogelijk vetverbranding, maar naar een zo groot mogelijke glycogeenvoorraad en die voorraad aanvullen door onderweg te eten en /of te drinken.

Een ander bezwaar tegen vet is, dat het niet zo uitbundig aan de spieren kan worden afgegeven. Je zou kunnen zeggen, dat de brandstofpomp die vet aan de spieren aflevert, niet zo sterk is. Of dat de slang waardoor de brandstof wordt aangevoerd, een kleine doorsnede heeft. Als je puur op vet zou lopen, kun je maar 50 procent van je aëroob vermogen benutten. Of je er door training voor kunt zorgen, dat die brandstofpomp meer vet gaat doorpompen ( d.w.z. dat het vermogen van die pomp kan toenemen), is mij niet bekend.

Hou er verder rekening mee, dat het zo'n 1 tot 2 minuten duurt voor het aërobe vermogen helemaal op toeren is. Voor de middenafstandloper en meer nog voor de lange afstandloper is trainen van het aëroob vermogen erg belangrijk. Dat doe je d.m.v. lange rustige en korte snellere duurlopen en door korte, middellange en lange extensieve interval (300-500meter in 5km-wedstrijdtempo, 800-1200m in 10km-wedstrijdtempo ). Je traint dan zowel de verhoging van je VO2max, alsook de verhoging van het benuttingpercentage.

Motor 3: de lactisch anaerobe motor

Anaëroob wil zeggen: zonder zuurstof, lactisch betekent, dat er lactaat (melkzuur) wordt gevormd. Het vermogen van deze motor ligt tussen dat van motor 1 (was 3,0) en motor 3 (was 0,83) in en is 1,33 mol/min ATP.

Om te schetsen hoe sterk deze motor minimaal is: het tempo van de laatste 100m van een 250-300m loop geeft het vermogen zo'n beetje weer. Volgens sommige fysiologen is het vermogen echter groter dan bij zo'n loop blijkt, maar zul je dat vermogen nooit kunnen gebruiken. Het lijkt op het gaspedaal waar een begrenzer ingebouwd is.

Hoe dat ook zij, als het vermogen ervan minimaal het tempo van de laatste 100m van een 250m loop is, hoef je dat als middenafstandloper en lange -afstandloper niet echt te trainen. Je zult wel snel moeten lopen in training, maar dat heeft te maken met de wens om een hoog tempo ontspannen te kunnen lopen en dat kan je oefenen door die 250meters.

Vervolgens de lactisch anaërobe capaciteit. Daar zitten twee kanten aan. De lactisch anaërobe motor maakt gebruik van dezelfde glycogeenvoorraad als de aërobe motor doet, maar hij gaat er niet zo efficiënt mee om. De verbranding is zeer onvolledig: je haalt er maar 1/18 deel aan energie uit van wat de aërobe motor aan energie uit glycogeen haalt. Kun je op de aërobe motor met de glycogeenvoorraad een uur lopen, bij de lactisch anaërobe motor is de glycogeen voorraad maar voor zo'n 5 minuten voldoende. Deze capaciteit (hoeveelheid glycogeen) train je op dezelfde manier als bij de aërobe motor genoemd is.

De lactisch anaërobe capaciteit kun je ook van een andere kant benaderen. Door motor 3 verzuur je en op een zeker moment is die verzuring zo groot, dat je daarom het tempo niet meer kunt volhouden. De lactisch anaërobe capaciteit kun je dan ook omschrijven als: die capaciteit houdt op als de verzuring zo groot is, dat het tempo daalt.

De lactisch anaërobe capaciteit is trainbaar: enerzijds door een toename van de hoeveelheid enzymen die de lactisch anaërobe verbranding sturen, anderzijds door een verhoging van de buffercapaciteit (de verzuringsemmer loopt niet zo gauw over), omdat hij groter geworden is. Deze capaciteit train je door tempolopen in hoog tempo te doen, waarbij je (bijna) maximaal verzuurt. De afstand daarbij moet minimaal 400 meter per loop zijn, of series van kortere afstanden met zeer korte pauzes. Dat de (serie) pauze lang moet zijn is onjuist. Het duurt twintig minuten voor de hoeveelheid lactaat gehalveerd is, en nog weer twintig minuten extra voordat de volgende 25% weg is Daarom is de beste stelregel, om gewoon een wandeldrafpauze van 8-10 minuten in te lassen. Dit soort training moet je niet te vaak doen, mijn stelregel: eens in de 4-5 dagen, dus drie keer in twee weken.

Terug naar motor 1

Nu ook motor 3 besproken is, moeten wij even terug naar motor 1 en wel naar het trainen van de capaciteit van motor 1. De loper die de capaciteit van motor 1 wil trainen, gebruikt daarbij ook altijd (een klein beetje) motor nr. 3, en verzuurt daarbij dus ook een beetje. Daarom moet de pauze van de trainingsvormen van motor 1 minimaal twee minuten zijn, drie minuten is misschien nog beter. Motor 1 is hiermee niet volledig behandeld: er is altijd een beetje zuurstof in de spieren aanwezig, die meteen voor aërobe energiewinning gebruikt wordt.

De hoeveelheid is klein, er kan maar een paar seconden arbeid mee verricht worden. Het is mogelijk, dat de capaciteit (dus de hoeveelheid zuurstof in de spier) door intervaltraining met een intensiteit van 100 procent VO2max (ongeveer 3-5 km tempo) vergroot wordt.

Samenwerking van de motoren

Alle motoren werken min of meer gelijktijdig. Motor 1 en 3 vanaf het begin, motor 2 heeft enige tijd nodig om op gang te komen. Motor 1 houdt er al snel mee op, omdat de capaciteit klein is. Motor 2 komt langzaam op gang en levert heel lang een bijdrage. Hoe langer die bijdrage duurt hoe belangrijker die wordt. Bij lopen van meer dan zo'n vijf minuten is / wordt het de hoofdmotor. Motor 3 levert langere tijd dan motor 1 een bijdrage. Hoe lang precies hangt af van het aandeel van deze motor in de totale dekking van de energiebehoefte. Als er maar een klein beetje lactisch anaërobe energie nodig is, kan hij daar lang mee doen. Maar op een zeker ogenblik is die motor uitgewerkt en dan moet motor 2 het helemaal alleen doen. En: uitval van een motor leidt tot snelheidsdaling.

Bronnen:

artikel van Jan Heusinkveld

“Duurtraining” van Fritz Zintl

ISBN 90-6076-401-3

Aanbeveling voor iedere trainer.

De effecten van training op het functioneren van het menselijk lichaam (in schema)