Om datgene wat in het vorige artikel (training en trainbaarheid, deel 2) beschreven is over het fenomeen vermoeidheid wat te verduidelijken gaan we uit van figuur 1. Hier is zéér schematisch en vereenvoudigd weergegeven hoe onze spieren vanuit de hersenen en het ruggenmerg worden aangestuurd. Maar ook zien we dat signalen uit de spier de hersenen en de zenuwcellen in het ruggenmerg beïnvloeden. Voor het begrip nog even hoe spieren kracht kunnen genereren.
Figuur 1. Schematische weergave van de zenuwvoorziening van een spier. De kleine motorneuronen hebben een lagere prikkeldrempel dan de grotere en sturen de langzame type 1 vezels aan. Bij toenemende vermoeidheid zullen steeds meer type 2 motor-units mee moeten doen. Bovendien zullen remmende signalen uit de spier de coördinatie verstoren. N.B. voor de duidelijkheid stuurt hier één zenuwvezel één spiervezel aan. In werkelijkheid worden er meerdere door een en dezelfde zenuw aangestuurd.
Samentrekken spieren
Een spier is prikkelbaar. D.w.z. hij heeft een elektrische lading, ten opzichte van de buitenkant is hij negatief geladen. Uit figuur 2 blijkt, dat er in rust veel meer kalium in de spiercel zit, maar tegelijkertijd veel minder calcium en natrium. Buiten de cel is dat allemaal omgekeerd. In rust is de celmembraan niet doorgankelijk voor al deze stofjes. Om de spiercel nu tot contractie te brengen moet de celmembraan doorgankelijk worden voor kalium ionen. Dit gebeurt door zenuwprikkeling. Hierdoor wordt de celmembraan doorgankelijk voor kalium, dat de cel uitstroomt. Calcium en natrium stromen op hun beurt naar binnen. Calcium zorgt ervoor dat het contractiemechanisme in werking wordt gesteld. De spiercel trekt zich samen. Maar dat proces moet razendsnel weer omgekeerd worden wil de cel prikkelbaar blijven. Hiervoor zijn ionenpompjes nodig en werkzaam. Dat alles kost energie, met name wordt daarvoor ATP (adenosine tri-fosfaat), dat op te vatten is als de universele energieleverancier, gesplitst in ADP + P + Energie. Daar er zéér weinig ATP in de cel aanwezig is, moet het ADP weer snel tot ATP gevormd worden door anaerobe of minder snel maar efficiënter door aerobe processen. ( Lees ook: Sportfysiologie en de menselijke motor)
Figuur 2. Ionen in de spiercel en daarbuiten. Als de vuurfrequentie van de zenuw een zekere minimumwaarde overstijgt wordt de celmembraan doorlaatbaar voor kalium ionen, die naar buiten gaan. Daarna kunnen calcium en natrium ionen de cel instromen. De spiercel zal samentrekken. Bij hogere vuurfrequenties van de zenuwen zullen grotere motor-units met type 2 spiervezels kunnen gaan meedoen aan de spiercontractie.
Maar er is nog meer aan de hand.
In onze spieren kun je groepjes spiervezels onderscheiden, die van dezelfde zenuwvezel zijn voorzien. Zo’n groepje spiervezels wordt tezamen met die zenuwvezel een motorunit genoemd. Een motor-unit komt als geheel tot contractie. Hierbij wordt de alles of niets-wet gevolgd, d.w.z. als bij de zenuwprikkeling een bepaalde intensiteit wordt gehaald zullen bepaalde motor-units niet en andere wel worden geactiveerd. De langzame motor-units worden het eerst geactiveerd, de snelle hebben een krachtiger signaal nodig. Het centraal zenuwstelsel kan de activatie van motor-units variëren, zodat de totale belasting gespreid wordt. In feite hebben we het hier over ontspanning en goede coördinatie van de loper, waardoor het optreden van vermoeidheid vertraagd wordt. Voorts kan de vuurfrequentie van de zenuw zodanig aangepast worden, dat precies die motor-units worden geactiveerd, die nodig zijn voor een bepaalde snelheid. Ook dit valt onder een goede coördinatie, die vanuit de hersenen wordt gestuurd.
Training ter verbetering van de spierdoorbloeding
We laten onze loper (zie Training en trainbaarheid, deel 2 van 15 nov 2016) een duurloop training doen gedurende 6 weken (3x week). De duur wordt in die tijd opgevoerd van 45 minuten (week 1) tot 75-90 minuten (week 6).
De intensiteit houden we constant op 80%VO2max, ofwel een loopsnelheid van 14,4 km/u. Door op die intensiteit te gaan lopen, zal onze loper ( zie deel 2) naar verwachting een betere spierdoorbloeding krijgen waardoor hij langer op hogere snelheid zal kunnen doorlopen. Dit komt, omdat de snelle motor-units ook moeten gaan meedoen, zeker als er vermoeidheid optreedt aan het eind van de loop.
De meest efficiënte training is dit echter niet. Hoe meer snelle spiervezels getraind worden om ook aeroob energie te leveren, des te beter zou dit zijn voor een snelle halve of hele marathon. Het is zelfs zo, dat Hoog Intensieve Intervaltraining (HIIT) vrijwel hetzelfde doet als aerobe (duur)training (1,2). Bij deze training worden zéér snelle (95-97% van de maximum snelheid) en korte loopjes (maximaal 150-200m) afgewisseld met actieve herstelfasen (±50% van de maximale snelheid over 150m). Echter….de trainingstijd voor HITT is veel en veel minder, n.l. ± 20 minuten. Uit onderzoek van Cocks et al. (1) blijkt, dat beide trainingsvormen de capillarisatie (de ingroei van meer haarvaatjes) van de vierkoppige dijbeenspier verhogen. Bovendien blijkt de HII training op alle fronten {stijging VO2max, vetstofwisseling etc. (2)} even effectief te zijn als de duurtraining. Een nadeel van (te) lange duurlopen kan zijn, dat er vermoeidheid op het niveau van het centrale zenuwstelsel kan optreden (figuur 1). Hierdoor kan een optimale herstelfase langer tijd vergen. HITT heeft dat nadeel in veel mindere mate. Voor blessures hoef je bij deze training niet bang te zijn, daar het trainingsvolume zo klein is.
Een nadeel van de korte HITT training zou kunnen zijn, dat de pezen en banden van de benen onvoldoende worden meegetraind. Immers bij de HITT maak je veel en veel minder passen, dan bij een duurtraining van 45-90 minuten.
Echter er is een ander voordeel aan de HITT training: De snelheid en daarmee de loopefficiëntie wordt er meer door verbeterd dan na duurloop training alleen.
Mijn advies zou dan ook zijn om b.v. alternerend de ene week duurlopen en de andere week HITT te doen of één duurlooptraining per week te vervangen door HITT. Maar er zijn veel meer combinaties mogelijk waardoor de training veel afwisselender en leuker wordt. Daarover en over de tijdsconstante van de aanpassingen in het lichaam meer in deel 4.
Moeilijke woorden
Ionen Elektrisch geladen deeltjes
ATP Adenosine trifosfaat. Alleen via de afsplitsing van een fosfor molecuul komt er energie vrij voor de spiercontractie. Er is echter maar voor 2-3 seconden arbeid aanwezig. Dus moet het aangevuld worden met de splitsing van anaerobe en aerobe energiebronnen.
Motor-units Een groepje spiervezels, die door één en dezelfde zenuwvezel wordt aangestuurd.
Literatuur
1. Cocks, M. et al. J Physiol 591 (3): 641-656, 2013
2. Shepherd, S.O. et al. J Physiol 591 (3): 657-675, 2013
