Wie loopt hoe? Verschillen in metabolisme en tempo strategie

Zuurstof is de stof die bijzonder belangrijk is bij duursporten. Meer precies: hoe ermee wordt omgegaan. Het vermogen van het lichaam om het te metaboliseren en zo energie te leveren is cruciaal. Daarom is de maximale zuurstofopname (VO₂max) de belangrijkste parameter, waar de prestatiediagnostiek zich dan ook op richt. Maar lang niet de enige. "In het algemeen zou ik het spannend vinden als ook het glycolytische aspect steeds meer in studies wordt meegenomen," zegt sportwetenschapper Dr. Oliver Quittmann van de Duitse Sportuniversiteit Keulen als ik hem vraag naar het heden en de toekomst van de prestatiediagnostiek.

Het glycolytische systeem komt altijd in actie als er een extra portie energie nodig is. Het anaerobe stofwisselingsproces verloopt zonder zuurstof en levert per keer snel veel adenosinetrifosfaat (ATP), de brandstof van de spieren. Daarbij wordt echter ook lactaat gevormd. Een molecuul dat vroeger werd beschouwd als een "afbraakproduct", maar waarvan nu bekend is dat het een belangrijke energiedrager en trigger van trainingsprikkels is. Bij veel snelle samentrekkingen kunnen echter ook waterstofionen (H+) worden geproduceerd, die ons op een gegeven moment, als ze te hoog zijn, afremmen. Geen probleem, zolang het maar gebeurt na de eindsprint naar de finish. Maar wel fataal als de prestatiedip voor het einde van de race komt.

Een complexe kijk op de stofwisseling

Athleten proberen hun prestaties te maximaliseren in overeenstemming met hun doelen. "Afhankelijk van de wedstrijdafstand verschuiven de prioriteiten," legt Quittmann uit. "Op het gebied van de middenafstand of de lange sprint is het glycolytische systeem een belangrijke factor naast het oxidatieve systeem."

Wat Quittmann en de prestatiediagnostiek in dit verband specifiek interesseert, heet maximale lactaatvormingssnelheid (ċLamax): "Het staat voor de prestaties van het glycolytische systeem, voor anaerobe kracht."
Diegenen die hoge waarden halen, kunnen in korte tijd veel energie op de baan of op de pedalen zetten..
Langeafstandsatleten zijn meer geïnteresseerd in het verlagen van de maximale lactaatproductiesnelheid en het optimaliseren van het oxidatieve systeem. Maar in de praktijk is het vaak een combinatie van capaciteiten die telt en dienovereenkomstig in de prestatiediagnostiek moet worden beschouwd. "Een aspect dat we kennen van het fietsen en dat we hebben overgebracht naar het hardlopen, is dat we kijken hoe het lichaam reageert in termen van de productie van lactaat tijdens een zeer korte belasting van ongeveer tien seconden," legt Quittmann uit. "De warming-up wordt gevolgd door een sprint van 100 meter en we kijken hoe de lactaatconcentratie stijgt."
In combinatie met andere tests onthult dit het individuele metabolische profiel - een complex beeld van het totale metabolisme van de atleten.

Om dit totaalbeeld uitgebreid te kunnen beoordelen, lieten Quittmann en zijn team 44 ambitieuze atleten in één week vier tests uitvoeren: een submaximale staptest op de loopband, een hellingtest op de loopband, een maximale sprinttest over 100 m en een duurloop over 5000 m op de prestatielimiet op de baan.

De sprinttest brengt de glycolytische prestaties in kaart. De loopbandtests geven informatie over aerobe prestaties. En bij de 5000 m loop werd ook de tempo strategie van de testpersonen onder de loep genomen. Om het maximale uit de individuele omstandigheden te halen, moet de wedstrijdstrategie uiteindelijk passen bij de individuele prestaties in de betreffende discipline. Alleen wie zijn lichaam en zijn grenzen onder de gegeven omstandigheden kent, kan zijn race plannen volgens zijn eigen sterke punten.

Verschillen in tempo

"Om pacing vast te leggen heb ik alleen maar een stopwatch nodig, dan kan ik kijken naar tussentijden," zegt de prestatiediagnosticus. "En hoe deze pacing zich verhoudt tot de fysiologie vind ik een heel spannend onderwerp."

Op de 5000 meter op de baan worden zowel het glycolytische als het oxidatieve systeem zwaar op de proef gesteld en komen verschillen in race-splitsing aan het licht.

"We hebben in het kader van een clusteranalyse gekeken welke pacingprofielen zich aandienden en vonden drie verschillende," zegt Quittmann. "In cluster A was de start niet overdreven snel, maar de atleten werden gaandeweg steeds sneller en er was nog een 'finish-kick' - de snelheid nam extreem toe voor de finish."

Dit waren dus de atleten met de sterkste spurts. "In cluster B was het bijna andersom met een snelle start en de neiging om af te remmen, maar aan het eind ging het naar een vergelijkbaar niveau als in cluster A," vervolgt Quittmann. Snelle starters met een behoorlijke finish. "Dan was er cluster C, ook met een snelle start, afvallend en geen eindspurt." Zo zag het er op de baan uit. En wat liet het stofwisselingsprofiel zien?

"We hebben alle mogelijke variabelen vergeleken en onze hersenen gepijnigd om uit te vinden wat de clusters A en C van elkaar onderscheidt," legt de prestatiediagnosticus verder uit. "Er was geen significant verschil in de zuurstofopname, de looptijd of de lactaatconcentratie na de inspanning," wat niet te verwarren is met de maximale lactaatvormingssnelheid, die gaat over de energiestroom. De lactaatconcentratie na de inspanning heeft ook een motiverende component. Als je alles geeft, zul je hoge niveaus bereiken.

De stofwisseling bepaalt de strategie

"Het enige verschil was dat de lactaatvormingssnelheid significant groter was in cluster A dan in cluster C," zegt Quittmann. "Wij geloven - en dit is waar het heel spannend wordt - dat als ik een hoge lactaatopbouw heb en veel kan produceren, dan kan ik me niet veroorloven om vroeg in de race een hoge snelheid te hebben, bij wijze van spreken," omdat dat negatieve gevolgen kan hebben. "Als ik relatief snel in die lactaatvorming terechtkom, zijn daar andere factoren aan verbonden, zoals ophoping van H+ ionen, die leiden tot spiervermoeidheid."

Dus de eindsprinters konden niet anders dan voorzichtig beginnen. "De evaluatie van een tweede studie laat nog op zich wachten, en de deskundige is dienovereenkomstig voorzichtig: "Ik zou aannemen dat er correlaties zijn tussen fysiologisch profiel en pacing."Het lijdt geen twijfel dat zo'n blik op het totale metabolisme interessant is, maar het is tijdrovend. Quittmanns voordracht op de "Sience Slam", die je in de video hieronder kunt zien, is daarentegen onderhoudend, informatief en vermakelijk.

Wat de sportwetenschapper eenvoudig uitlegt is allesbehalve eenvoudig te vatten. Optimalisering van de prestatiediagnostiek bij hardlopen betekent dus ook: vermindering van de inspanning. Bijvoorbeeld door wiskundige modellen te gebruiken om het doel te bereiken. Wat gesimuleerd kan worden, hoeft niet als een uitgebreide test te worden afgewerkt. Maar alleen als de veronderstelde correlaties overeenkomen met de gemeten gegevens.

"Wiskundig gezien verklaart de verhouding tussen de zuurstofopname en de lactaatvormingssnelheid het uitputtingspercentage bij de maximale lactaat steady state," zegt de deskundige. Dit brengt een andere belangrijke parameter in het spel: bij de maximale lactaat steady state zijn lactaatvorming en -afbraak ongeveer in evenwicht. Het lichaam zit aan zijn grens wat betreft duurprestaties.

Simulatie vs. meting

"Via simulatieaspecten kun je proberen alle waarden bij elkaar te brengen," zegt Quittmann. Samen met collega's heeft hij een wiskundige aanname op de proef gesteld. Wat wiskundig logisch is, houdt echter geen stand bij vergelijking met de gemeten gegevens. Het lijkt erop dat correlaties die bij fietsen zouden kunnen bestaan, niet kunnen worden overgebracht naar hardlopen en uitgedrukt in een model. "We hebben onderzocht of de maximale lactaatvormingssnelheid een betrouwbare maatstaf is. Maar zelfs als we de best mogelijke tests gebruiken, hebben we geen bevredigende resultaten wat betreft hardlopen."

De vergelijking laat zien dat de twee sporten elk een wereld apart zijn. "Als ik een diagnose doe met lactaatvormingssnelheid als parameter voor glycolytische prestaties bij fietsen, betekent dat niet dat ik bij hardlopen een vergelijkbare waarde heb of dat deze met elkaar correleren," benadrukt Quittmann, die zelf als triatleet in beide duursporten actief is. Simpel gezegd: "Het is mogelijk dat iemand een relatief hoge hoeveelheid lactaat kan produceren bij hardlopen, maar niet bij fietsen". Voor ambitieuze triatleten betekent dit dat ze in beide disciplines moeten opdraven voor prestatiediagnostiek. De enige vraag is naar welke testprocedures.

Twee scholen, één vraag

Quittmann vindt het belangrijk om te wijzen op de verschillende scholen van prestatiediagnostiek. "Er zijn ook heel andere concepten die niet zozeer lactaat of zuurstofopname meten en zich bezighouden met 'kritisch vermogen' of 'kritieke snelheid'," wat twee waarden zijn die relatief gemakkelijk bepaald kunnen worden zonder ademgas- of bloedanalyses. "Kritisch vermogen" bij fietsen, "kritische snelheid" bij hardlopen. "Hiervoor doe je verschillende tijdritten van twee tot maximaal 20 minuten en bereken je een continu vermogen."
.
Ook op deze manier is het mogelijk een maximaal vermogen of snelheid te bepalen die permanent kan worden bereikt - en dus zou moeten overeenkomen met de maximale lactaat steady state. Dat lijkt echter niet helemaal zo te zijn (althans voor hardlopen). "De eerste resultaten in de vergelijking laten zien dat de 'kritische snelheid' altijd aanzienlijk hoger is dan bij de maximale lactaat steady state," zegt Quittmann. "Wij en ook anderen zijn van mening: deze methode is misschien beter uitvoerbaar, maar niet beter." Vanuit welk perspectief je het ook bekijkt - er valt nog veel te onderzoeken, te vergelijken en schijnbaar vaststaande kennis in twijfel te trekken. Onderzoek is ook duidelijk een uithoudingsdiscipline.

Over de persoon

Dr Oliver Quittmann onderzoekt en doceert aan de Duitse Sportuniversiteit Keulen, onder andere op het gebied van duursport. 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 science slams. Hij publiceert regelmatig veel van zijn onderwijs- en onderzoeksinhoud op zijn YouTube kanaal.