Weerstand tegen vermoeidheid tijdens hardlopen

Weerstand tegen vermoeidheid is het vermogen om een hoge snelheid, op een bepaald percentage van de VO2max of maximale snelheid, vast te houden. Dit is een belangrijke factor in het prestatievermogen. Weerstand tegen vermoeidheid is voor fysiotherapeuten een relevant begrip omdat vermoeidheid de patiënt kan ontmoedigen zijn training vol te houden. Bovendien verslechtert vermoeidheid de coördinatie waardoor de blessure kans toeneemt. Vanuit de wetenschap is er vooralsnog beperkte kennis met betrekking tot factoren die hierbij een rol spelen. Op dit moment gaat men er vanuit dat glycogeenvoorraad, hittebestendigheid bij inspanning, de stretch shortening cycle (SSC), en de functie van de Neurale Gouverneur hierin bepalend zijn.

Zijn VO2max en maximale snelheid bepalend?

Wetenschappers raakte geïnteresseerd in de weerstand tegen vermoeidheid toen bleek dat atleten met een gelijke VO2max én prestatievermogen op een 3km wedstrijd op de langere afstanden duidelijk afwijkend presteerden. De onderzoeksgroep bestond uit 2 groepen, 9 atleten van Kaukasische afkomst en 11 atleten van Negroïde afkomst. De Negroïde atleten konden op een halve marathon tegen 89% van de VO2max blijven lopen. Bij de Kaukasische atleten was dit percentage 82% van de VO2max. In een ander onderzoek waar de maximale snelheid als uitgangspunt werd genomen werden echter dezelfde bevindingen gevonden. Hiermee werd duidelijk dat de weerstand tegen vermoeidheid wordt bepaald door andere mechanismen dan fysieke capaciteiten als VO2max en maximale snelheid.

De factoren bij weerstand tegen vermoeidheid

Glycogeencapaciteit

Een van de verklaringen voor de verschillen in weerstand tegen vermoeidheid wordt gevormd door de glycogeencapaciteit. Atleten met een hogere weerstand tegen vermoeidheid hebben mogelijk een grotere opslagcapaciteit van glycogeen in de lever en spieren. Glycogeen wordt bij inspanning omgezet in koolhydraten en deze worden gebruikt voor het leveren van energie. Atleten met een grotere glycogeencapaciteit kunnen daardoor langer blijven lopen op een hoge snelheid dan gelijkwaardige atleten met een minder grote glycogeencapaciteit. Deze theorie is aannemelijk omdat aangetoond is dat het glycogeen in de lever en spieren sterk is afgenomen wanneer de snelheid van de atleet begint af te nemen. Tevens is bekend dat de inname van koolhydraten bij langere inspanning het prestatievermogen verbetert.  Daarnaast is er waarschijnlijk ook een verschil in de efficiënte waarmee de lever glycogeen omzet in koolhydraten én is er verschil in de efficiënte van de stofwisseling. Door een efficiëntere stofwisseling zijn er minder koolhydraten nodig.  Beide factoren zorgen ervoor dat de weerstand tegen vermoeidheid verbetert.

Hittebestendigheid

Een andere theorie is dat de hittebestendigheid van een atleet belangrijk is in de weerstand tegen vermoeidheid. Er is in verschillende onderzoeken aangetoond dat een stijging van de kerntemperatuur in het lichaam sterke invloed uitoefent op het prestatievermogen bij een 10 kilometer wedstrijd en ook bij een marathon. De stijging van de kerntemperatuur ontstaat door de warmte die vrijkomt bij het produceren van benodigde energie in het lichaam, dit in combinatie met de omgevingstemperatuur. In dit proces is ook de verhouding tussen lichaamsoppervlak en lichaamsgewicht van grote invloed. Kleine atleten zijn hierbij in het voordeel omdat zij een relatief groter lichaamsoppervlak hebben in verhouding tot hun gewicht. Daarmee kunnen zij beter de warmte reguleren. Deze theorie is niet geheel waterdicht. Dit bleek uit een onderzoek met Keniaanse lopers. Deze lopers hadden een bovengemiddelde lengte en gewicht, maar hadden een even goede weerstand tegen vermoeidheid hadden als kleinere lopers.

Stretch Shortening Cycle

Een sterkere theorie en verklaring voor verschil in weerstand tegen vermoeidheid wordt gegeven vanuit de stretch shortening cycle (SSC). Dit mechanische beschrijft de spierfunctie- en het bindweefsel tijdens het lopen als een elastiek. Het bindweefsel in de beenspieren wordt tijdens het lopen op rek gebracht. Ook de spieren worden, vlak voor activatie, vanuit een excentrische pre-stretch op rek gebracht. Vervolgens springt zowel het bindweefsel als spierweefsel terug naar normaallengte. De SSC zorgt voor een sterke verbetering van de loopeconomie, omdat het terugspringen van het bindweefsel naar normaallengte zonder zuurstof verloopt en daarmee energie bespaart. Bij de spieren verloopt het terugspringen naar normaallengte wel met zuurstof. De spier-SSC wordt neuromusculair aangestuurd. Bij langdurige inspanning neemt deze neuromusculaire aansturing af en raken de spiercellen en het bindweefsel beschadigt. Hierdoor ontstaat er een neergaande spiraal van; afname pre-stretch, afname elastische energie, afname paslengte, afname pasfrequentie, toename grondcontact en een afname van de snelheid. Dit proces wordt SSC-vermoeidheid genoemd. Lopers met een betere looptechniek, grotere loop specifieke kracht en kwalitatief beter spier- en bindweefsel hebben minder hinder van de SSC-vermoeidheid. Daardoor hebben deze lopers grotere weerstand tegen vermoeidheid.

Neurale gouverneur

Uit de huidige evidentie blijkt dat weerstand tegen vermoeidheid op dit moment het beste verklaard kan worden vanuit de neuromusculaire aansturing door de neurale gouverneur. De neurale gouverneur is een structuur die zich in de motorische cortex van de hersenen bevindt. Deze structuur geeft berichten en impulsen af naar de spieren. Daarnaast registreert en analyseert de neurale gouverneur de intensiteit van de inspanning aan de hand van de zuurstofspanning. Bij afname van de zuurstofspanning en een dreigend zuurstoftekort voor de hersenen grijpt de neurale gouverneur. De neuromusculaire aansturing naar de spieren wordt dan vermindert. Dit werd aangetoond bij een onderzoek waarbij atleten een maximale inspanningstest deden. Bij dit onderzoek bleek dat de meeste atleten tot stoppen gedwongen werden voordat de VO2max, maximale hartslag of lactaatdrempel was bereikt.

Ook in andere onderzoeken is aangetoond dat de neurale gouverneur de maximaal te leveren inspanning limiteert. In een onderzoek werden ervaren wielrenners gedurende 60 minuten getest middels een tijdrit met daarin 6 maximale sprints. Daarbij bleek dat de eerste sprint op een veel hoger vermogen werd verreden ten opzichte van de 2^e, 3^e, 4^e en 5^e sprint. De 6^e sprint daarentegen werd daarna weer op een veel hoger vermogen verreden. Als de hartfunctie, zuurstofvoorziening of spierfunctie deze inspanning zouden limiteren zou de 6^e sprint nooit tegen het hoge vermogen verreden kunnen zijn. De verklaring is hier dat de neurale gouverneur een reserve heeft ingebouwd voor de 6^e sprint en daarmee bepalend is in de weerstand tegen vermoeidheid.

Er wordt nog vaak gedacht dat glycogeendepletie en spierschade de verklaring is voor het afnemende prestatievermogen in het laatste deel van de marathon. Gemiddeld genomen vanaf het passeren van het 32 kilometerpunt. Bij een onderzoek bij marathonlopers tijdens de marathon bleek dat gemiddeld nog slechts 20% van het totaal aantal motorunits in de spieren actief zijn vanuit de neuromusculaire aansturing. Dit sterkt het vermoeden dat naast de glycogeendepletie en spierschade vooral de beperkte neuromusculaire aansturing vanuit de neurale gouverneur een grote rol speelt.

De bevindingen uit de verschillende onderzoeken duiden erop dat het van groot belang is om de neuromusculaire aansturing vanuit de neurale gouverneur te trainen. Dit is te realiseren door trainingen met hoog intensieve korte intervallen en sprints, aangevuld met explosieve oefeningen. Op deze manier ontwikkelt de neurale gouverneur een hogere inspanningstolerantie.

Conclusie

Weerstand tegen vermoeidheid is een grote factor in het prestatievermogen van een atleet. Het onderzoek hiernaar staat nog in de kinderschoenen. Vanuit de huidige kennis is hoge weerstand tegen vermoeidheid afhankelijk van de volgende factoren:

• glycogeencapaciteit
• vVO2max
• spierkwaliteit (SSC)
• maximale snelheid
• lactaatdrempel
• neurale gouverneur

De laatstgenoemde factor wordt vooralsnog als het meest belangrijk gezien.

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