Hardloopsnelheid, energie- en zuurstofverbruik

In dit tweede artikel proberen Hans en Ron opnieuw om hardloopprestaties beter te begrijpen.

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 tweede van deze vier. Het eerste artikel “Vermogen en VO2 nader bekeken” is hier te vinden op ProRun.
 
Zelf hebben we ook mee gedaan. Op de foto’s kun je Hans (links) en Ron (rechts) zien op de loopband in het onderzoekslaboratorium van Radboudumc. Op de linker foto is onderzoeker Rick Sniekers te zien. 

Getrainde hardlopers hebben minder vermogen en minder zuurstof nodig
In de tabel zijn resultaten samengevat van zowel de groep met 10 ongetrainde als de groep met 11 getrainde hardlopers. Dit is gedaan voor de verschillende snelheden waarmee op de loopband gelopen is. De ongetrainde lopers liepen (uiteraard) minder snel.

De getrainde hardlopers liepen consequent economischer dan de ongetrainde hardlopers, zowel wat betreft de mechanische energie die voor het hardlopen nodig was (de Energy Cost of Running, ECOR) als de hoeveelheid zuurstof die ze verbruikten (de Running Economy, RE). In ons boek Hardlopen met Power! kun je meer lezen over deze begrippen.

De gemiddeld RE van de ongetrainde hardlopers was met 237 ml O2/kg/km liefst 10% hoger dan het gemiddelde van de getrainde hardlopers (215 ml O2/kg/km). De gemiddelde ECOR van de ongetrainde hardlopers was 1,04. Dit is 5% hoger dan het gemiddelde voor de getrainde hardlopers (0,99 kJ/kg/km). Dit levert twee belangrijke conclusies op: door training verbetert de
1. loopstijl, hetgeen zich vertaalt in een 5% lagere ECOR,
2. en de efficiëntie van de metabole processen met meer dan 10% van de RE.

In het eerste artikel op ProRun over dit onderzoek hebben we laten zien dat de Metabole Efficiëntie (ME) van onze getrainde hardlopers beter was dan van de ongetrainde lopers (24% versus 23%, oftewel een relatieve verbetering van 4%). Dit verklaart de 10% verschil in RE en 5% in ECOR tussen beide groepen.

De ECOR neemt af met de snelheid, de RE neemt meer af 
In 2 figuren hebben we zichtbaar gemaakt dat zowel de ECOR als de RE afneemt met de snelheid. In de figuren is ook weer goed het verschil tussen getrainde en ongetrainde hardlopers te zien. 

Als de snelheid toeneemt, verbetert de ECOR met 2 tot 3%. De verbetering van de RE is nog wat beter bij toenemende snelheid, namelijk zo’n 5 tot 7%. De correlatie is heel indrukwekkend, temeer als we ons realiseren dat de gegevens afkomstig zijn van een heel heterogene groep hardlopers. Het bevestigt opnieuw dat het dagelijks bijhouden van vermogensgegevens heel nuttig is om de trainingen te optimaliseren en loopstijl te verbeteren. De RE verbetert dan vanzelf ook. 

De invloed van de brandstofmix
Vanuit fysiologisch gezichtspunt is het verschil van verbetering tussen ECOR en RE bij toenemende  snelheid goed te verklaren. Als de snelheid toeneemt, verschuift het de brandstofmix in de spieren geleidelijk van vetzuren naar glycogeen. Glycogeen produceert ongeveer 12% meer energie per liter zuurstof (O2) dan vetzuren (19,8 J/ml versus 17,6 J/ml). Het komt er op neer dat bij de verschuiving naar glycogeenverbranding relatief minder zuurstof nodig is. Helaas heb je aan glycogeen maar een beperkte voorraad (voor enkele uren) in je spieren, bloed en lever. Hoe je met deze voorraad in de praktijk slim omgaat hebben we eerder op ProRun uitgelegd, bijvoorbeeld in tips and tricks voor de marathon. 

Aan de hand van twee figuren hebben we het effect van de verschuiving van de brandstofmix geïllustreerd. In de eerste figuur hebben we gerekend met een theoretische metabole efficiëntie (ME) op basis van een gemiddeld constante energie vraag naar zuurstof (energy yield, EY) van 19 J/ml. In de figuur lijkt de ME toe te nemen met de snelheid. In de tweede figuur hebben we daarom een correctie gedaan op de theoretisch verwachte verschuiving in de brandstofmix door het toenemen van de snelheid. Dan blijkt dat de ME min of meer onafhankelijk is van de snelheid. Wederom is het eerder al opgemerkte verschil in efficiëntie tussen getrainde en ongetrainde hardlopers goed te zien.  

Conclusies
We hebben een significant en consistent verschil gevonden tussen getrainde en ongetrainde hardlopers. Getrainde hardlopers zijn in het voordeel met: 

1.  5% minder mechanisch energieverbruik (ECOR 0,99 versus 1,04 kJ/kg/km)
2. 10% minder zuurstofverbruik (RE 215 versus 237 ml O2/kg/km)
3. Een 4% betere metabole efficiëntie (24% versus 23%)

De invloed van de loopsnelheid op de ECOR en RE kan als volgt worden samengevat:

1. De ECOR daalt enigszins met de toenemende snelheid (met ongeveer 3%)
2. De RE daalt sterker met het toenemen van de snelheid (met ongeveer 6%)
3. Het verschil kan worden verklaard uit de verschuiving van de brandstofmix (naar meer glycogeen bij hogere snelheid)

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

De beste looptips en inspirerende artikelen 2x per week in je mailbox?

Meld je dan aan voor onze nieuwsbrief en mis niets!

Meer uit Training