Additional menu

Wat is de VO2max en hoe train je die?

Maximaal aerobe capaciteit (VO2max)

Fysiotherapeuten kennen het begrip VO2max. Maar wat is dat nu precies en hoe train je dat hij hardlopers? Bij hardlopen doe je met je spieren en die hebben energie nodig. Dat krijgen ze via ATP. Die ATP moet dan wel eerste gemaakt worden uit ADP. Dit gebeurt middels zuurstof en heet oxidatieve fosforylering.

De oxidatieve fosforylering (oxfos) of elektronentransportketen staat (samen met de citroenzuurcyclus) in het centrum van de stofwisseling van alle organismen die zuurstof gebruiken. Het proces speelt zich af in de mitochondria.
Wikipedia.

De zuurstof is nodig in het laatste deel van de elektronentransportketen. In deze elektronentransportketen wordt uiteindelijk ADP omgevormd tot ATP. ATP levert de directe energie die de spieren nodig hebben om te kunnen contraheren. De hoeveelheid zuurstof die voor handen is bepaalt hoeveel ATP er per tijdseenheid geproduceerd kan worden en dus hoe hard de spieren kunnen werken. Een half zuurstof molecuul accepteert twee elektronen van de elektronentransportketen en verbindt met twee waterstofionen tot een watermolecuul. Zuurstof wordt in de spier gebruikt voor energie creatie en water productie. Het water kan weer in het lichaam gebruikt worden.
Hoe sneller men loopt hoe harder de spieren moeten werken, hoe meer zuurstof er nodig is. Zuurstofverbruik neemt bijna lineair toe met de hardloopsnelheid.

De VO2max staat voor de maximale zuurstofconsumptie die een loper kan aanspreken. Door beperkingen in de longen heeft een typische COPD-patiënt een VO2max van 13, een hartpatiënt 22, een sedentaire volwassene (VS) 35, en een sedentaire jeugd 45 ml/kg-1/min-1. Een elite duurloper heeft een VO2max van ongeveer 75 tot 80. Het hoogst gemeten VO2max bij een duursporter ooit was 93 ml/kg-1/min-1. Zie de VO2max als de hoeveelheid lucht die uit een blaasbalg kan komen om een vuurtje op te stoken. Bij topsporters is die heel groot, bij een long- of hartpatiënt heel klein.
De relatieve VO2max wordt uitgedrukt in ml/kg-1/min-1. De absolute VO2max wordt uitgedrukt in ml/min-1, dus zonder het te delen door het lichaamsgewicht. Relatieve VO2max zegt meer over het loopvermogen. Als men gewicht verliest door afvallen dan neemt de relatieve VO2max toeneemt.

Wat bepaalt de bovengrens van de VO2max?

De longventilatie is niet de beperkende factor bij gezonde lopers voor de VO2max. Bij longpatiënten natuurlijk wel. De maximale longventilatie die een elite duurloper kan genereren is 200 liter/minuut terwijl, hij tijdens intensief lopen maar 80 liter/minuut nodig heeft. Bij elite lopers kan het zuurstofgehalte in het bloed tijdens zeer intensieve inspanning dalen doordat de grens van de diffusie snelheid door de alveolaire wand bereikt is. Dit speelt echter niet bij de meerderheid van de overige duurlopers. Als men de maximale inspanning van één been meet terwijl de ander rust, dan is het zuurstof verbruik op dat moment meer dan de helft van het verbruik bij twee benen. Er kan blijkbaar extra capaciteit ‘geopend’ worden in het been, wat normaal bij twee benen gebruik niet plaats vindt Het lijkt dus alsof het cardiovasculaire systeem de rem erop houdt. Toch bepaalt het cardiovasculaire systeem bij gezonde lopers niet de bovengrens van de VO2max. Tijdens VO2max-testen wordt namelijk vaak het maximale slagvolume of cardiale output niet bereikt, terwijl men wel de VO2max aantikt. Hoogstwaarschijnlijk bepaalt de neuronale output van het zenuwstelsel naar de motorunit de grens. Lopers met een hoog VO2max kunnen meer spiercellen rekruteren tijdens intensief lopen en dit ook langer volhouden (8). In die zin moet voor VO2max feitelijk het zenuwstelsel getraind worden om de motorunit rekrutering te optimaliseren. De spierrekrutering optimaliseren kan alleen met hoog intensieve trainingen en niet met hoog volume – submaximale trainingen.

De impact van training op VO2max

Als men relatief ongetraind is kan men in 12 weken gemiddeld 15-20% toename in VO2max behalen. De range in onderzoeken is breed van 2-3% tot 30-50%. Erfelijke factoren bepalen mede deze range. Iemand met een hoge intrinsieke VO2max (=VO2max als men niet sport) verbetert relatief minder dan iemand met een lage intrinsieke VO2max.

Hoe verbetert VO2max?

De factoren die VO2max bepalen kunnen in formule uitgedrukt worden:

VO2max =HRmax x SVmax x (a-v O2 verschil)max

De maximale hartfrequentie (HRmax), is niet echt verschillend tussen goed getrainde en ongetrainde personen. Daar is geen winst te halen. 50% van de verbetering in VO2max komt door een toename in het maximale slagvolume (SVmax) en 50% door een toename in maximale arterioveneuze zuurstof verschil (a-v O2 verschil)max:

  • Het Slagvolume neemt toe door vergroting van de linker ventrikel en door een toename van het bloedplasma volume van ongeveer 200-300 ml. Als je dit vocht volume in het bloed injecteert neemt de VO2max met 4% toe. Als je een paar weken niet traint dan daalt de VO2max. Dit komt vooral door de afname van het bloedplasma volume.
  • Het a-v verschil neemt toe door toegenomen capillarisatie in de spier. Daardoor neemt de hoeveelheid doorstroming toe, maar de stroomsnelheid vertraagt (meer diffusie tijd), en ook de afstand tot mitochondria neemt door cappilarisatie af. Het a-v verschil neemt ook toe door een toename motorunit recruitment, waardoor er meer O2 geconsumeerd wordt.

VO2max als indicator voor prestatie

Als door training de VO2max van 50 naar 60 gaat, neemt de 5Km tijd af van 22 naar 18 minuten. VO2max voorspelt goed de prestatie verschillen tussen atleten die sterk verschillende vermogens hebben, maar weinig tussen atleten die in dezelfde training- of prestatiecategorie vallen. Bij dezelfde toptijd op de 5km kan er toch 16 VO2max verschil tussen de lopers zijn. Omgekeerd kunnen elitelopers met dezelfde VO2max toch verschillende eindtijden hebben (op marathon bijvoorbeeld 18 minuten verschil). Dus een individu die van 60 naar 66 VO2max gaat zal 10% beter presteren, maar er is geen garantie dat een loper met een VO2max van 66 10% beter presteert dan iemand anders met een VO2max van 60.

VO2max en de achterhaalde spiervermoeidheid theorie

Als je intensiever loopt dan de VO2max grens gaan spieren anaerobe werken. Daarbij produceren ze lactaatzuur die de spiercontractie ondermijnt, vermoeidheid geeft en tot lagere snelheid noopt. Een toename van VO2max zou de loper van deze anaerobe grens weghouden. Het trainingssysteem van Arthur Lydiard is hierop gebaseerd: heel veel aerobe high volume training (HVT) met weinig snelheid/anaerobe training. Noakes noemt dat ‘brainless’ training: het traint geen uithoudingvermogen van een hoog niveau van motorunit recruitment. De spiervermoeidheidstheorie is onjuist omdat sommige lopers de VO2max test niet volhouden nog voordat het actuele VO2max plateau bereikt is. Bovendien blijkt dat bij lopers die op de test wel hun VO2max plateau bereiken de topsnelheid tijdens de test veel beter de prestaties voorspelt dan het VO2max niveau. Bovendien blijkt lactaatzuur brandstof voor een spier te zijn, ze ondersteunt daardoor het uithoudingsvermogen.

Het verbeteren van VO2max

Veel lopers en trainers denken dat VO2max vooral door veel lange duurlopen getraind wordt: high volume training (HVT). Echter, een goed getrainde afstandsloper maakt juist een grote sprong in VO2max door twee lange lopen in het eigen schema 4 weken te vervangen met twee high intensity interval trainingen (HIIT) per week. De rest van de week bestond uit herstelloopjes. HIIT bestond uit 6 werkintervallen van 3-4½ minuten op vVO2max snelheid. De snelheid op de 3km nam met 3% toe, de VO2max met 5%. Veel onderzoek toont dat juist intensieve intervaltraining op 90% tot 100% van de VO2max juist de VO2max vergoten terwijl lange matig intensieve duurlopen op 60-80% van de VO2max dat minder sterk doen. Trainen op 90% van de VO2max is trainen op 10 km wedstrijdsnelheid. Trainen op 100% van de VO2max komt overeen met trainen op wedstrijdtempo op de 1500 meter. In die zin is het misleidend om intervaltraining volledig gelijk te stellen aan anaerobe training en rustige duurlopen gelijk te stellen aan aerobe training.

Aanwijzingen voor training van de VO2max

Nadelen van de traditionele benadering van de basistraining

Anderson noemt een aantal bekende looptrainers die stellen dat er een basis periode nodig is als iemand hardlooptraining oppakt. Tijdens deze basisperiode moet volgens deze looptrainers met een rustige intensiteit getraind worden. De genoemde looptrainers zijn:

Deze trainers stellen dat hardlopen in een rustig tempo een gunstig effect heeft op VO2max via de volgende processen:

  • Cel adaptatie,
  • Blessurepreventie,
  • Cardiale output toename,
  • Aerobe enzymconcentratie toename,
  • Capillarisatie toename in de spier.

Ze waarschuwen niet te snel te gaan omdat dan lactaatzuur geproduceerd wordt wat ongunstig zou zijn voor de spieren. Helaas onderbouwen deze looptrainers hun aanbevelingen niet met onderzoek.
Recent onderzoek laat juist zien dat een lichte trainingsintensiteit helemaal niet optimaal is om de VO2max te verhogen. Ander nadeel van rustig trainen is dat er weinig nadruk ligt op neuromusculaire verbeteringen.

Aerobe ontwikkeling door groei van capillairen

Duurtraining blijkt de capillarisatie van de spier te verbeteren. Dat is in 1934 voor dieren en rond 1970 voor mensen aangetoond. De intramusculaire bloedstroom zou daardoor met 50-200% kunnen toenemen. Deze toename in capillarisatie start snel op, zelfs voordat de intracellulaire aerobe enzymconcentratie toeneemt. Een lange basisperiode is dus niet per se hiervoor nodig, volgens Anderson. De toename in capillarisatie is nauw verbonden met de toename in VO2max, vandaar dat onderzoekers zochten naar de beste methode dit te verhogen.

Impact van volume, frequentie, en intensiteit

Een Finse studie toonde dat een groep studenten na 8 weken training op 70-75% van de maximale hartfrequentie (HFmax) niet vooruitgingen op VO2max terwijl de groep die trainde op 82-88% van de HFmax wel vooruitgingen op VO2max. Ander onderzoek toonde dat een opbouwperiode van 18 weken trainen (3x week) op 80-85% VO2max voor 25 minuten dezelfde VO2max toename geeft als trainen op 45% VO2max voor 50 minuten. Dus op lage intensiteit dubbel zolang trainen had geen meerwaarde ten opzichte van kort maar intensiever trainen. Bovendien blijkt er een verzadigingspunt te zijn wat betreft de duur van de training en het effect op aerobe enzymen. Althans, in ieder geval bij knaagdieren. Na 60 minuten neemt volgens Anderson de hoeveelheid aerobe enzymen niet meer toe.

Vergroten van de VO2max via intensiteit

Intensiteit, en niet zozeer volume, is de krachtigste manier om VO2max en capillarisatie te vergoten. Onderzoek bij ratten laat zien dat 10 minuten trainen op de VO2max een aanzienlijk grotere verbetering in de VO2max geeft dan langer trainen maar op lagere intensiteit. Dit gold voor alle drie de spiervezels, dus ook de slow twitch spiercellen.

Hoge intensiteit training vergeleken met traditionele basistraining

Krachtstoename verkregen tijdens hardlooptraining is altijd snelheid specifiek. In die zin bereidt een rustige basistraining de loper niet voor op de daaropvolgende snelheid-intensieve periode. Tarnopolsky e.a. tonen aan dat een basistraining periode met een significante hoeveelheid hoog intensieve trainingen superieur is ten opzichte van de gangbare laag intensieve basistraining periode. Het betrof fitte deelnemers die 2 weken hoog intensieve sprint training deden (30 sec sprint / 4 minuten herstel) of duurtrainingen op VO2max van 65% voor 90 tot 120 minuten. Er werd 3x per week getraind. Er werden geen statistisch significante verschillen gevonden tussen de verbetering in loopprestaties, toename in aerobe enzymen, afname in glycogeenverbruik. Dit terwijl de trainingstijd tussen de groepen enorm verschilt: 15 minuten totale sprint (in 135 minuten totale trainingstijd) versus 630 minuten totale duurtraining. Sprinttraining is dus veel efficiënter bij fitte jonge sporters.

Hoog intensieve training veroorzaakt geen toename in blessures

Er is vooralsnog volgens Anderson geen bewijs dat hoog intensieve training meer blessures geeft. Wel geeft hij aan dat het verstandig geïmplementeerd moet worden: een gematigd volume hoog-intensieve training die heel geleidelijk qua intensiteit uitgebouwd wordt.

Conclusie

Tijdens de basisperiode maakt men een begin met het verhogen van de VO2max en tegelijkertijd met de zeven kern fysiologische variabelen die de loopprestatie bepalen:

  1. vVO2max
  2. tlimvVO2max
  3. Running economy
  4. Lactate-threshold speed
  5. Maximal running speed,
  6. Resistance to fatigue
  7. Running-specific strength

Volgens Anderson hoeft er tijdens de basisperiode geen groot accent op hoog volume te liggen, dat kan later bereikt worden. Belangrijker is een start te maken om de loper fitter te maken ten opzichte van boven genoemde variabelen. Dat vraagt specifieke kwaliteitstraining en niet alleen volumetraining.
Circuittraining is een goede trainingsvorm voor de basisperiode die diverse van de bovengenoemde variabelen positief beïnvloedt. Een basisperiode bestaande uit twee circuittrainingen per week, aangevuld met een derde training gericht op specifieke kwaliteit is een uitstekende manier om de loper voor te bereiden op de daaropvolgende specifieke trainingsperiode.

Heb jij ook een passie voor hardlopen dan is de cursus De Running Fysiotherapeut echt iets voor jou.

Bron: Anderson, O. (2013). Running Science. Champaign: Human Kinetics. Chapters 7 en 24.

Foto bij artikel door extender_01 / Shutterstock.

Samenvatter: Peter van Burken
© www.PsychFysio.nl / drs. P. van Burken.

Meer over dit onderwerp bij Psychfysio

Gravatarfoto voor Peter van Burken

Peter van Burken

Dertig jaar ervaring als fysiotherapeut/psycholoog. Auteur van Gezondheidspsychologie voor de fysiotherapeut en het boek Mindfulness en fysiotherapie. Initiator en docent Psychfysio opleidingen.

Reader Interactions

Om de twee weken 3-6 samenvattingen

Fysiotherapeut? ja nee

6000+ fysiotherapeuten ontvangen de nieuwsbrief.

Cursussen 2020

Pijn- en Stressmanagement technieken

3 dagen. Start 7 januari 2020. Prijs 595,-...

Gezondheidspsychologie voor de fysiotherapeut

5 dagen. Start 8 januari 2020. Prijs 875,-...

De Mindful Fysiotherapeut

8 dagen. Start 9 januari 2020. Prijs 1295,-...

Dansante Fysiotherapie op basis van Laban/Bartenieff

8 dagen. Start 11 januari 2020. Prijs 1295,-...

Praktijk – Neurolinguïstisch Programmeren (NLP)

3 dagen. Start 13 januari 2020. Prijs 595,-...

Acceptance and Commitment Therapy bij pijn

3 dagen. Start 15 januari 2020. Prijs 595,-...

Fysiopilates opleiding

9 dagen. Start 28 januari 2019. Prijs 1295,-...

De Running Fysiotherapeut

5 dagen. Start 6 mei 2020. Prijs 895,-...

Motivational interviewing en oplossingsgericht coachen

3 dagen. Start 22 mei 2020. Prijs 595,-...

Motorisch trainen bij musculoskeletale pijn – Wervelkolom –

4 dagen. Start 3 juni 2020. Prijs 875,-...