Samen met hoogleraar Integratieve Fysiologie prof. Maria Hopman van het Nijmeegse Radboud universitair medisch centrum (Radboudumc) en haar MSc-student Rick Sniekers hebben we afgelopen maanden in het fysiologisch lab gekeken naar diverse aspecten die van belang zijn bij het begrijpen van hardloopprestaties. Voor ProRun hebben we de resultaten van dit nieuwe onderzoek samengevat in 4 artikelen. Dit artikel is de derde van deze vier. Het eerste artikel “Vermogen en VO2 nader bekeken” is hier te vinden op ProRun. En het tweede “Hardloopsnelheid, energie- en zuurstofverbruik” hier.
In dit derde artikel gaan we in op de cadans waarmee je hardloopt. Zelf hebben we evenals diverse hardloopvrienden ook weer aan het onderzoek mee gedaan. Op de foto zie je Willem de Weerdt op de loopband in het onderzoekslaboratorium van Radboudumc. Willem draagt aan de veters van beide schoenen een hardloopvermogensmeter (als foot pod). Hij heeft een masker op voor de ademgasanalyses en VO2 bepalingen. Op de achtergrond zijn Hans van Dijk en onderzoeker Rick Sniekers zichtbaar.
Getrainde hardlopers lopen efficiënter dan ongetrainde
In beide vorige artikelen over de resultaten uit het onderzoek samen met Radboudumc, zagen we dat ongetrainde hardlopers meer vermogen nodig hebben en ook meer zuurstof verbruiken om dezelfde prestatie als getrainde hardlopers neer te zetten. Tijdens het onderzoek zijn steeds gelijktijdig de VO2 (in ml O2/kg/min) en het vermogen (in Watt/kg) bepaald. In totaal bestond de groep uit 21 testpersonen. 11 zijn getrainde en ervaren midden- en langeafstandslopers en de andere 10 zijn ongetrainde studenten. In de tabellen zijn hun resultaten anoniem vermeld met een ID code N101 t/m N121.
Tijdens de cadanstesten begonnen ze in een relatief rustig tempo, circa 2 km per uur onder hun lactaat drempel. De lactaat of anaerobe drempel is de hardloopsnelheid waarop de lactaatwaarden in het bloed gaan stijgen boven de 4 mmol/l. Je kunt zo’n hardloopsnelheid dan ook geen lange tijd volhouden.
Alle hardlopers liepen tijdens de test na een warming-up eerst gedurende 3 minuten dit tempo met een zelfgekozen voor hem of haar normale cadans. Met hulp van een metronoom en aanwijzingen werd daarna 3 minuten in hetzelfde tempo met een 10 spm hogere cadans gelopen. De test werd afgesloten met 3 minuten met dit tempo in een 10 spm lagere dan de zelfgekozen cadans.
Uit de vermogensgevens kunnen we eenvoudig de benodigde mechanische energie voor ieder van de hardlopers bij de verschillende cadansen berekenen (ECOR in kJ/kg/km). Dankzij de gelijktijdig gemeten VO2 waarden kon ook het zuurstofverbruik, de Running Economy, bepaald worden (RE in ml O2/kg/km). De resultaten zijn in onderstaande tabellen samengevat.
Opnieuw valt op dat getrainde hardlopers consequent meer economisch hardlopen dan ongetrainde hardlopers doen, zowel wat het mechanisch energieverbruik betreft (ECOR) als het zuurstofverbruik (RE). Bij de zelfgekozen cadans bleek het gemiddelde zuurstofverbruik van de ongetrainde hardlopers (242 ml O2/kg/km) liefst 8% hoger dan de gemiddelde RE van de getrainde hardlopers (224 ml O2/kg/km). De gemiddelde ECOR van de ongetrainde hardlopers was met 1,05 zo’n 4% slechter dan het gemiddelde van de getrainde hardlopers (1,01 kJ/kg/km). De voor de hand liggende conclusie is dan ook dat je door training beter wordt, doordat:
1. De loopstijl verbetert, hetgeen de 4% lagere ECOR verklaart.
2. De metabole efficiëntie (ME) van de energiesystemen van je menselijk motor verbetert, wat de nog grotere verbetering van de RE (8%) verklaart.
De zelfgekozen cadans van de getrainde hardlopers (170 spm) lag significant hoger dan van de ongetrainde hardlopers (152 spm). Intrigerend is nu de vraag wat dit verschil in zelfgekozen cadans betekent voor de verschillen in RE en ECOR die we zien?
De invloed van de cadans op energie- en zuurstofverbruik
Naast het flinke verschil in zelfgekozen ‘normale’ cadans van ongetrainde en getrainde hardlopers laten de tabellen zien hoe het energie- en zuurstofverbruik verandert als de cadans verhoogt en verlaagt ten opzichte van normaal. Als de cadans toeneemt, neemt de ECOR consistent af. Voor getrainde lopers neemt deze met 3% af, bij de ongetrainde lopers neemt het meer af (7%). De vermindering van de ECOR is vermoedelijk het gevolg van de vermindering van de verticale oscillatie bij hogere cadans (en dezelfde snelheid). Verticale oscillatie kunnen we omschrijven als de op- en neerwaartse beweging tijdens het lopen. Bij een grotere op- en neerwaartse (verticale) beweging gebruik je relatief meer energie ten opzichte van de benodigde energie voor de voorwaartse (horizontale) beweging.
De veranderingen in RE zijn minder consistent. Een lagere cadans leidt altijd tot een toename (verslechtering) van de RE. Een hogere cadans leidt niet altijd tot een afname (verbetering) van de RE. Dit past bij bevindingen die we in de literatuur tegen kwamen: de zelfgekozen (normale, natuurlijke) cadans is doorgaans de beste in termen van zuurstofverbruik en RE. Een logische verklaring zou kunnen zijn dat het menselijk lichaam zich in de loop van de tijd aan de zelfgekozen cadans heeft aangepast en de ME daardoor bij de zelfgekozen cadans optimaal is.
Intrigerend is nu de vraag of door training vergroting van de cadans boven de zelfgekozen cadans op de lange termijn tot verbetering van de ME en tot een lager zuurstofverbruik leidt? De ECOR gegevens laten zien dat bij hogere cadans het mechanische energieverbruik duidelijk vermindert. In vervolgonderzoek willen we daarom de invloed van een hogere cadans op het zuurstof- en energieverbruik over een langere termijn verder uitzoeken.
Conclusies
De resultaten bevestigen dat de gegevens die je zelf dagelijks met hardloopvermogensmeters kunt verzamelen heel geschikt zijn om je training en loopstijl te optimaliseren. In dit onderzoek vonden we significante verschillen tussen getrainde en ongetrainde hardlopers. De getrainde hardlopers verbruikten:
1. gemiddeld 4% minder mechanische energie (ECOR 1,01 vs 1,05 kJ/kg/km).
2. gemiddeld 8% minder zuurstof (RE 224 vs 242 mlO2/kg/km).
De zelfgekozen cadans van getrainde hardlopers (170 spm) was significant hoger dan die van ongetrainde hardlopers (152 spm). De invloed van cadans veranderingen vraagt om nader onderzoek. We hadden verwacht dat ook de RE meteen zou verbeteren, maar we denken nu dat dit wat langer duurt omdat de fysiologie, de energiesystemen van het menselijk lichaam, tijd nodig heeft om zich hierop aan te passen. Dit aspect gaan we nog verder uitzoeken. Samengevat:
1. De ECOR vermindert geleidelijk en consistent met de cadans (met ongeveer 3-7%).
2. De RE is meestal het best (minimaal) bij de zelfgekozen cadans.
Je kunt het effect van alle factoren op je prestaties nalezen in ons boek
Hardlopen met Power!
Het boek luidt een revolutie in op hardloopgebied. Het boek legt de achtergronden en voordelen uit van hardloopvermogensmeters, die momenteel op de markt verschijnen. Net als wielrenners, kunnen hardlopers nu ook hun prestaties in de training en in de wedstrijd optimaliseren met de extra informatie van hun wattage! Van de schrijvers van Het Geheim van Hardlopen.
De ISBN nummers zijn:
paperback 978-90-821069-7-8
e-book (ePub3) 978-90-821069-8-5
e-book (Adobe DRM pdf) 978-90-821069-9-2
Hans van Dijk en Ron van Megen
www.hardlopenmetpower.nl
