Waarom lopen we een marathon minder snel dan een 400 meter-wedstrijd ?
Om de vrij ingewikkelde abstracte materie van energieverbranding in de spieren wat te visualiseren,
moet u spieren als een stoommachine zien. Spieren verbranden gelukkig voor ons - geen olie of
steenkool, maar vooral vetzuren en glucose (en in mindere mate aminozuren).
Bij verbranding van steenkool
of olie door een stoommachine ontstaat stoom. De stoom zit in een afgesloten ketel en kan, indien nodig,
de machine in werking zetten. Onze spiercellen leveren bij verbranding van glucose en vetzuren geen stoom,
maar zogenaamde energierijke fosfaten. Deze liggen -net als stoom klaar om op een gewenst moment energie
te leveren. Het belangrijkste energierijke fosfaat is het ATP. Dit staat voor Adenosine Tri Phosfaat.
De energie die uit ATP vrijkomt, wordt gebruikt voor velerlei cel-processen, maar zorgt er ook voor dat
spiercellen en dus een spier zich kan samentrekken. Hardlopen is eigenlijk niets anders dan een goed
gecoordineerd samenspel van uitrekkende en samentrekkende spiergroepen. Er is slechts een kleine voorraad
ATP in de spieren aanwezig. Dit is voldoende voor enkele seconden maximale inspanning.
Voor het volbrengen van langere inspanningen, kan de spier kiezen uit drie
verschillende systemen om ATP te vormen. De keus wordt steeds bepaald op basis van de hoeveelheid ATP dat in
een bepaald tijdsbestek nodig is. Met andere woorden: de intensiteit van de inspanning bepaalt deze keuze.
De drie systemen op een rij :
- CP-splitsing :
In het spierweefsel bevindt zich nog een andere energierijke fosfaatverbinding, namelijk het creatinefosfaat
(CP) Wanneer een ATP (Adenine Tri Phosfaat) -molecuul een fosfaatgroep heeft afgestaan om energie te leveren,
blijft er ADP (Adenine Di Phosfaat) over. De CPgroep springt bij door een fosfaatgroep aan ADP af te staan.
Hierdoor wordt er weer energierijk ATP gevormd. We kunnen dankzij CP-splitsing maximaal 10 seconden zeer
intensieve arbeid verrichten. Denk aan 100 meter sprint. Bij deze vorm van inspanning is geen zuurstof nodig.
We noemen deze energievoorziening daarom anaëroob (= zonder zuurstof). Bovendien ontstaat er tijdens deze
inspanning géén melkzuur (lactaat)en noemen we dit systeem ook wel alactisch.
Anaërobe glycolyse :
Een tweede, tevens snelle manier om ATP te vormen, is de anaërobe glycolyse. Glycolyse is de verbranding van
glucose (d.i. een suiker). Bij glucoseverbranding zonder zuurstof (aëroob) ontstaat wel melkzuur. Een spier kiest
voor dit systeem bij een inspanning van ongeveer 45 seconden, zoals bijvoorbeeld een 400 meter baanwedstrijd.
Het vervelende van dit systeem is het ontstaan van een remmende afvalstof, namelijk melkzuur (lactaat).
De vorming van melkzuur verzuurt niet alleen de actieve spieren zelf, maar komt snel in het bloed terecht en
verzuurt het hele lichaam. Vandaar de uitdrukking 'in de verzuring lopen'.
Aërobe glycolyse :
De derde keuzemogelijkheid in energievoorziening van de spier is de aërobe glycolyse. Er wordt ATP gevormd door
verbranding van glucose. Dit gebeurt met directe tussenkomst van via de longen opgenomen zuurstof. Deze
energievoorziening verloopt dus aëroob. ATP-vorming volgens dit systeem vindt plaats bij minder intensieve
inspanningen die variërend van 1 minuut tot enkele uren kunnen duren. Denk aan duurtrainingen en wegwedstrijden.
Goed getrainde spieren kunnen naast glucose ook vetzuren (aëroob) verbranden.
Bij een lagere intensiteit wordt het
aandeel van de vetverbranding groter. U kunt vetzuren vergelijken met dieselolie.
Via dit systeem kan er bijna onbeperkt veel energie vrijkomen.
Dat gebeurt echter aanzienlijk langzamer dan bij de vorige twee systemen, vandaar dat we een
marathon minder snel kunnen lopen dan een 400 meter baanwedstrijd.
Kan ons lichaam ook brandstof opslaan ?
Tijdens een wegwedstrijd of een duurloop zonder versnellingen lopen we, met uitzondering van het finishen, niet
in de verzuring. Om ATP te vormen, worden er (zoals bij de vorige vraag al genoemd) in de spieren zowel glucose
als vetzuren verbrand. Ons lichaam heeft van beide brandstoffen een reservedepot aangelegd : Vetzuren
(belangrijkste bestanddeel van vetten) worden in het vetweefsel opgeslagen.
Dit vetweefsel is voornamelijk onder de huid (isolatie) en rond sommige organen (bescherming) te vinden.
De vetvoorraad in ons lichaam is nagenoeg onuitputtelijk. Er ligt voor tienduizenden kilocaloriën aan
vet opgeslagen. We hoeven ons niet te bekommeren om tekorten. Extra aanvulling via de voeding is dus
overbodig.
Vetzuren worden gekarakteriseerd als een trage brandstof. Vergelijk het maar met dieselolie.
Glucose bevindt zich in het bloed en wordt in lever en spieren opgeslagen; op voorraad in lever en
spieren heet dit glycogeen. Glucose is een snelle brandstof die te vergelijken valt met benzine.
De voorraad glucose in de vorm van glycogeen is beperkt. Met een gemiddeld grote voorraad kunnen we slechts
1 hr tot 1hr30' presteren. Zodra de glycogeenvoorraad op is, zijn er nagenoeg alleen vetten voor verbranding
beschikbaar.
Tijdens het hardlopen worden er zowel glucose als vetzuren verbrand. Neemt de intensiteit toe,
dan zal het aandeel glucose in de energieleverantie groter worden.
Bij een rustige duurloop worden er meer vetzuren verbrand. In figuur 1 wordt dit met
behulp van een grafiekje geïllustreerd.
Hoe houd ik de glucosevoorraad in het lichaam op peil ?
De glucosevoorraad (in de vorm van glycogeen) in ons lichaam
is dus beperkt. We kunnen zelf voorkomen dat deze brandstof tank leeg raakt.
De grootte van de voorraad is namelijk afhankelijk van wat we zelf te eten en te drinken kiezen.
Het lichaam haalt de brandstof glucose uit koolhydraten uit
de voeding. Een goede voeding voor hardlopers is dus koolhydraatrijk, maar tevens vetarm !
In de praktijk blijkt het niet mee te vallen een voedingspatroon samen te stellen dat smakelijk is en
toch aan deze hardloopeisen voldoet.
De meeste mensen eten te veel vet en te weinig koolhydraten, zoals in figuur 2 te zien is.
De belangrijkste nadelen van vetrijk en koolhydraatarm eten, zijn de kans op overgewicht, grotere
kans op hart- en vaatziekten, kanker en suikerziekte. Bovendien gaat het ten koste van de sportprestaties.
Door te weinig koolhydraten te eten, wordt de glycogeenvoorraad niet voldoende aangevuld.
Op den duur resulteert dit in een tekort. Als alleen vetzuren als brandstof ter beschikking
zijn, is het lichaam slechts in staat de helft van z'n normale prestaties te leveren.
Meer koolhydraten krijgen we binnen door de voorkeur te geven
aan koolhydraatrijke levensmiddelen. De belangrijkste zijn brood en andere graanprodukten, aardappelen, rijst,
pasta's, peulvruchten, fruit, vruchtensappen, vruchtendranken, gezoete melkprodukten en energierijke sportdranken.