Waarom maximale zuurstofopname belangrijker is bij fietsen dan bij hardlopen

Als Dr. Oliver Quittmann begint te praten, merk je al snel dat iemand van zijn hobby zijn beroep heeft gemaakt: "In de sportwetenschap kun je wat je onderzoekt zelf uitvoeren." De triatleet onderzoekt en doceert aan de Duitse Sportuniversiteit Keulen en werkt uit eigenbelang ook aan het verbeteren van prestatiediagnostiek. "Je produceert niet alleen grafieken voor een beter begrip, maar je kunt de bevindingen in de praktijk gebruiken," zegt hij. Dat is ontegenzeggelijk waar, maar het vereist ook een zeker basisinzicht in de correlaties.

De energie moet ergens vandaan komen. Wat je ook doet, je spieren hebben adenosinetrifosfaat (ATP) nodig om te kunnen werken. Helaas hebben ze daar maar weinig van op voorraad. Dan begint een reeks min of meer ingewikkelde processen. Ik sprak met Oliver Quittmann over wat er in het lichaam gebeurt tijdens het fietsen of hardlopen, hoe het gemeten kan worden en hoe het geïnterpreteerd moet worden. Een groot onderwerp, waarbij veel aspecten een rol spelen en het snel de diepte in kan gaan. Om iedereen mee te nemen, heb ik hem gevraagd even aan de oppervlakte te blijven voordat we er beetje bij beetje induiken.

Wat zijn de manieren waarop spieren energie krijgen?
? **Dr Oliver Quittmann:**Dat is een breed terrein, maar ik zal proberen het zo eenvoudig mogelijk uit te leggen. In principe heeft het lichaam veel verschillende energievoorzieningsroutes die ofwel zuurstof gebruiken of niet. Daarom spreken we gewoonlijk van aerobe stofwisseling, waarbij zuurstof aanwezig is, en anaerobe stofwisseling, die zonder zuurstof plaatsvindt.

Laten we beginnen zonder zuurstof.
Bij een anaerobe stofwisseling kan het lichaam meer energie per tijd synthetiseren en dus meer kracht leveren. Als je sprint of een tussensprint doet, krijg je op korte termijn veel energie binnen. Er zijn twee belangrijke aspecten aan de anaerobe energieproductie: Ten eerste het creatinefosfaatsysteem voor zeer snelle energie en aan het begin van een inspanning. Deze voorraad is na enkele seconden opgebruikt. Ten tweede is er het glycolytische systeem, dat eveneens leidt tot de netto vorming van lactaat. Hiervoor zijn slechts enkele processen nodig, het lichaam kan relatief snel energie produceren uit glucose, dus uit suiker, met een paar tussenstappen.

En wat voor energievoorziening heb ik nodig voor de lange afstand? Bijvoorbeeld een marathon?
. Als ik geïnteresseerd ben in langeafstandsoefeningen, moet ik zien dat mijn lichaam de glucose voldoende verwerkt om het in het mitochondrion te krijgen. Alles wat met het mitochondrion te maken heeft, noemen we aëroob. Hierbij wordt zuurstof gebruikt in de ademhalingsketen om ATP-moleculen samen te stellen en water te maken. Omdat er veel processen nodig zijn om die ATP-moleculen te krijgen, duurt het langer. Vooral als ik ook nog de energie uit vetten wil leveren. Omdat deze processen langzaam plaatsvinden, kan ik minder snel, maar wel langer bewegen.

Wie zo snel mogelijk en zo lang mogelijk wil bewegen is afhankelijk van een goede zuurstofvoorziening. Een waarde waar duursporters daarom vooral op letten is de maximale zuurstofopname (VO₂max). Waar gaat het om?
De maximale zuurstofopname beschrijft het vermogen van het lichaam om zuurstof te metaboliseren. We kunnen niet rechtstreeks meten wat er in de spieren gebeurt. Maar we kunnen wel de ademhalingsgassen meten. Daarom wordt het indirect bepaald via calorimetrie. Dat wil zeggen, er wordt een ademhalingsmasker opgezet en dan registreert een turbine of lamellensysteem hoeveel lucht er heen en weer wordt geademd. Zo wordt bepaald wat de zuurstof- en CO₂-concentratie is. Daaruit kan worden afgeleid hoeveel zuurstof er wordt opgenomen en hoeveel CO₂ er vrijkomt.

Hoe worden de proefpersonen daarbij belast?
Vooral voor een maximale zuurstofopname zijn hellingprotocollen op de loopband of ergometer cruciaal. Hier is de toename van de belasting gestaag en relatief snel. Misschien doe je een warming-up, dan volgt na 8 tot 12, sommigen zeggen misschien 6 tot 15 minuten, het rampgedeelte. Het is dus geen heel lange belasting, maar een die relatief kort duurt tot de uitputting. De eenheid waarin de maximale zuurstofopname wordt aangegeven is dan milliliter zuurstof per kilogram lichaamsgewicht per minuut.

Vandaag de dag spuugt elk beter sporthorloge een VO₂max-waarde uit. Wat vind je daarvan?
Ik denk zeker dat sporthorloges op bepaalde punten steeds beter worden. Ik gebruik ze ook graag en heb het gevoel dat mensen die niet zo graag sporten en een stimulans nodig hebben daardoor regelmatiger actief worden. Maar als het gaat om parameters als de VO₂max, vind ik dat als prestatiediagnosticus en wetenschapper altijd moeilijk te nemen. Want het is natuurlijk maar een heel ruwe schatting. Bij mijn laatste prestatiediagnostische meting zat ik op 67 of 68. En volgens mijn Garmin-horloge had ik 59. Daar kan ik niets mee.

Dan snel terug naar de prestatiediagnostiek. De maximale zuurstofopname wordt beschouwd als het bruto criterium voor aerobe duurprestaties. Wat zou het netto van het bruto zijn?
. Dit zou in feite zijn welk percentage zuurstofopname ik gedurende langere tijd kan volhouden. Het doet me geen goed als ik een superhoge zuurstofopname heb en slechts 50% daarvan over een langere periode volhoud. Daarom is het niet onbelangrijk bij duursport.

Als de energie niet aeroob kan worden geleverd, neemt de lactaatconcentratie toe en kan de prestatie op een gegeven moment niet meer worden volgehouden. Welke rol speelt de lactaatdrempel in verband met de VO₂max?
Dit zou een belangrijke extra variabele zijn. Bijvoorbeeld het percentage van de maximale zuurstofopname dat ik kan bereiken bij de lactaatdrempel van 4 mmol/l. Waarbij het woord lactaatdrempel niet meer zo vaak gebruikt wordt omdat het fysiologisch moeilijk te verantwoorden is. Het wordt nu meer aangeduid als ankerpunten. De fysiologische gouden standaard zou zijn om de maximale lactaat steady state te bepalen via een duurtest. Daarvoor moet ik verschillende duurtesten van 30 minuten doen op een hoge intensiteit en bepalen wanneer de lactaatconcentratie met maximaal één millimole stijgt.

**Dit is een ankerpunt.Dit kan dus niet via de ramp test. Heel vaak worden steptestprotocollen gebruikt. Hierbij begin je met een lage intensiteit en heb je meestal belastingsniveaus van vijf minuten. Bij het lopen wordt de snelheid dan verhoogd met 0,4 of 0,5 meter per seconde. Tussen de etappes heb je 30 seconden om de lactaatconcentratie in je bloed te bepalen. Uit deze lactaatconcentratiecurves kun je dan verschillende trainingsbereiken afleiden. Als je dit combineert met spirometrie, wat wordt aanbevolen, kun je ook zien hoeveel koolhydraten en hoeveel vetten er worden gemetaboliseerd. Ook dit is belangrijke informatie. Want afhankelijk van de loopafstand verschuiven de prioriteiten. Bij lage duurlopen, op de middellange afstand of lange sprint, is het glycolytische systeem een belangrijke factor naast het oxidatieve systeem.

In uw onderzoek heeft u zich ook veel beziggehouden met de maximale lactaatvormingssnelheid. Hoe is die gerelateerd aan de VO₂max? Het wordt verondersteld een indicatie te geven van hoe efficiënt het glycolytisch systeem is. Wiskundig gezien zouden we verwachten dat de verhouding tussen de zuurstofopname en de lactaatvormingssnelheid het uitputtingspercentage bij de maximale lactaatstatus verklaart. Er zou een correlatie moeten zijn die eerst steil stijgt en dan wat vlakker wordt. Vergelijken we dit met de gemeten waarden, dan zien we zeer grote afwijkingen die slechts in beperkte mate door een dergelijk model beschreven kunnen worden. Daarom zijn we bezig om ideeën uit te wisselen en te kijken of we andere dingen in overweging moeten nemen. Maar voorlopig zijn we sceptisch of dit alleen kan werken. Tenminste als het om lopen gaat. We zijn bezig om het te valideren met collega's in het fietsen. Met het fietsen zijn we bezig.Dus met hardlopen is alles weer wat ingewikkelder. Prestatiediagnostiek is hoe dan ook belangrijk. Maar ik zou voorzichtig zijn met dit wiskundige model, dat commerciële aanbieders ook gebruiken bij zowel fietsen als hardlopen. Vooral als bij hardlopen iets gesimuleerd wordt, wordt aangenomen dat de wiskundige aannames geldig zijn. We hebben nu gemeten en zeggen: Maar dat geldt niet voor hardlopen. Je kunt er misschien nog wel een goed trainingsplan uit afleiden, maar we zien de fysiologische correlaties niet.Er zijn zoveel verschillende factoren: Dus hoe belangrijk is de VO₂max bij fietsen en hardlopen? Je leest altijd dat een hoge maximale zuurstofopname de parameter is in beide disciplines. Bij wielrennen wordt de beweging relatief goed gestuurd, het is echt de VO₂max die telt. De economie van de beweging en de technische factoren zijn minder bepalend. Hoewel de VO₂max ook veruit de belangrijkste parameter is bij het langeafstandslopen, speelt hier daarentegen de economie van de beweging een grote rol..Hoe zijn de verschillen daar te vangen? Het is heel bepalend hoeveel milliliter zuurstof per kilogram lichaamsgewicht nodig is per afgelegde kilometer. Dat normaliseer je naar de afstand om beter te kunnen vergelijken. De laagste waarden die ik ooit in kranten heb gezien liggen rond de 160, wat superzuinig is. Alles van 230 tot 250 is al erg onzuinig. Mijn loopeconomie ligt rond 232. Ik ben bijvoorbeeld erg onzuinig. Dat moet ik dus compenseren met een relatief hoge zuurstofopname. Dit zijn de twee belangrijkste parameters bij hardlopen: Eerst komt de VO₂max, daarna de loopeconomie. Deze complexiteit heeft voor mij altijd een zekere aantrekkingskracht. Het ene heeft hier zwakke punten, het andere heeft daar voordelen. Dat maakt het zo spannend om naar hardloopwedstrijden te kijken.

Over de persoonDr Oliver Quittmann onderzoekt en doceert aan de Duitse Sportuniversiteit Keulen, onder andere op het gebied van duursporten. In zijn studies houdt hij zich bezig met verschillende methoden van prestatiediagnostiek, waarbij hij vooral het glycolytisch metabolisme onderzoekt. Naast zijn werk runt de 31-jarige de videopodcast "Exercise Inside Out" en communiceert hij zijn onderzoeksresultaten in het kader van Science Slams. Hij publiceert regelmatig veel van zijn onderwijs en onderzoek op zijn YouTube kanaal.