Zo doorbreek je deze vijf veelvoorkomende snelheidsbarrières

We willen allemaal snellere tijden lopen, op de weg of op de atletiekbaan. En verbeelden ons een topatleet te zijn, die de kilometers schijnbaar moeiteloos wegtikt en in de slotfase van de race een versnelling plaatst om de concurrentie van zich af te schudden en juichend als eerste de finishstreep passeert.

De werkelijkheid is minder heroïsch en bestaat uit periodes – of het nu aan het begin of het einde van de race is – waarin je ademhaling moeizaam gaat, je longen branden, je benen pijn doen en het tempo inzakt.

Lange tijd was het idee dat die haperende spieren werden veroorzaakt door een opeenhoping van melkzuur. Tegenwoordig kijkt men daar toch iets anders tegenaan. Recent onderzoek maakt duidelijk dat elk gevoel (van je ademhaling, je longen en je benen) gekoppeld is aan allerlei kleine, maar onmiskenbare gewaarwordingen in je lichaam. Een combinatie van die signalen maakt of je al dan niet je tempo kunt vasthouden.

In het voorjaar van 2015 kwamen wetenschappers van over de hele wereld samen in San Diego. Er was daar een conferentie waar de meest recente resultaten van onderzoek naar de uiterste grenzen van het uithoudingsvermogen werden gepresenteerd. Deskundigen vanuit allerlei disciplines bespraken de vele factoren die van invloed zijn op hardloopprestaties, van stofwisselingsprocessen en mentale vermoeidheid tot warmtestuwing en vochthuishouding.

Met hun bevindingen kun je de snelheidsbarrières doorbreken waarmee jij wordt geconfronteerd, en op jacht gaan naar nieuwe persoonlijke records. We beschrijven vijf beruchte snelheidsdrempels en geven je de oplossingen om ze te overwinnen.

‘Ik raak buiten adem!’

Oorzaak: zuurstoftekort
Doet zich voor: kort na de start van het hardlopen
Remedie: doe een ‘priming’: een warming-up inclusief een lange, pittige versnellingsloop

De eerste herhaling van een intervaltraining voelt altijd zwaar aan. Je hapt naar adem, je hart bonkt in je borst. De tweede herhaling gaat meestal iets gemakkelijker. Andrew Jones van de Universiteit van Exeter (Engeland) daarover: ‘Het is niet zozeer dat je ademhalingsfrequentie bij die tweede herhaling daalt. Het is meer een kwestie van gewenning.’ Dat die eerste zo zwaar voelt, komt door een tijdelijke mismatch tussen de zuurstof die je benen nodig hebben en de zuurstof die je hart en longen aan die spieren kunnen leveren.

Zodra je je hardlooprondje start moeten je spieren van extra zuurstof worden voorzien. Maar de lichaamsprocessen die dat verzorgen moeten op gang komen. De tijd die je lichaam nodig heeft om te reageren, wordt bepaald door je ‘zuurstofdynamiek’ – de reactietijd van je stofwisseling. In de spier ontstaat een zuurstoftekort en dat triggert je ademhaling en verhoogt je hartslag. De bloedvaten verwijden zich, en allerlei enzymen in de betrokken spieren worden geactiveerd. Als gevolg hiervan krijgen die spieren binnen twee tot drie minuten voldoende zuurstof.

Het tijdelijke zuurstoftekort heeft echter blijvende gevolgen. Om tegemoet te komen aan de plotseling verhoogde energiebehoefte putten je spieren uit anaerobe processen: de brandstof wordt zonder zuurstof aangewend. Dat levert, naast veel energie, bijproducten op die ervoor zorgen dat je je vermoeid gaat voelen. Bovendien heb je aan het eind van de race minder energie over voor een eindsprint. Wat je in de eerste paar minuten van je race opstookt, zal onderweg niet worden aangevuld. ‘Tenzij je langzamer gaat lopen’, zegt Jones.

Jones en anderen bestuderen een manier waarmee ze beogen dit zuurstofgebrek aan het begin van een inspanning te voorkomen en die ze de naam ‘priming’ hebben gegeven. De bedoeling is dat je met priming die vermoeidheid van de eerste herhaling van je intervaltraining of een snelle start van je wedstrijd beperkt. Je moet daartoe tien tot twintig minuten voor de start van de training of wedstrijd een warming-up doen waarin je een lange, vrij intensieve tempoloop opneemt. Denk daarbij aan 45 tot 60 seconden in je 5 kilometer tempo. Als het goed is activeert priming een aantal belangrijke enzymen en verwijdt het de bloedvaten. Erna heb je nog voldoende tijd om van die inspanning te herstellen voordat je aan de bak moet.

‘Ik zet aan, maar ik ga niet sneller!’

Oorzaak: inefficiënte inzet van spiervezels
Doet zich voor: bij middelgrote duurinspanningen zoals de 10 km of de halve marathon
Remedie: train je snelle spiervezels

De eerste kilometers van een halve marathon voelen comfortabel. Je snelheid is niet zo hoog dat het lactaat en andere stoffen zich gaan opstapelen. En de race duurt niet lang genoeg om je brandstofvoorraden helemaal leeg te trekken. Dus waarom wordt het uiteindelijk – en onvermijdelijk – toch zwaar?

Het antwoord ligt volgens studies van de Universiteit van Kopenhagen opnieuw bij de zuurstofdynamiek. Tijdens een race in het tempo van de halve marathon – of sneller – loopt de hoeveelheid energie (en dus de zuurstof) die nodig is om dat tempo vol te houden geleidelijk aan op. Binnen een tijdspanne van tien of twintig minuten kan het zuurstofverbruik met maar liefst 25 procent toenemen, waardoor het steeds moeilijker wordt om de snelheid vast te houden.

Deze toename is het resultaat van een proces dat zich in de spier afspeelt. Aan het begin van de race gebruik je over het algemeen je langzame spiervezels. Die zijn zeer geschikt voor langdurige, niet al de intensieve inspanningen. Desondanks begint een aantal van die vezels na enige tijd vermoeid te raken en problemen te krijgen met de brandstofvoorziening. Je brein zet als vervanging snelle spiervezels in om het inspanningsniveau te handhaven. Echter, die snelle spiervezels hebben meer energie en zuurstof nodig dan de langzame om dezelfde snelheid te produceren.

Een manier om dit probleem aan te pakken is de snelle spiervezels te trainen om efficiënter te worden. Snelle spiervezels zet je vooral in bij explosieve bewegingen, maar dat is niet de enige manier. Jones: ‘Het trainen van de snelle spiervezels kan voor marathonlopers een goede reden zijn om lange duurlopen te doen. Als je 2,5 uur hardloopt, ook in een langzaam tempo, put je uiteindelijk de langzame spiervezels uit en dwing je de snelle spiervezels in actie te komen en ervaring op te doen met het leveren van een laag-intensieve, continue kracht. Hierdoor neemt je uithoudingsvermogen toe, omdat de mitochondriale dichtheid in de spiercellen toeneemt. Ook verbetert de doorbloeding van de spieren – en daarmee de zuurstofvoorziening – omdat het aantal capillairen (haarvaatjes) toeneemt.

‘Mijn benen staan ​​in brand!’

Oorzaak: ophoping van afvalstoffen initieert pijnsignalen naar de hersenen
Doet zich voor: tijdens 800 m tot 5 km wedstrijden, intervaltrainingen of eindsprints
Remedie: intervaltraining met korte, snelle herhalingen

Verbeeld je dat je alle pijn van de beenspieren die je tijdens een harde intervaltraining in je duim zou stoppen. Dat vraagt wat van je fantasie; maar is precies wat 10 vrijwilligers in een laboratorium van de Universiteit van Utah hebben ervaren. Een onderzoeksteam injecteerde de proefpersonen in de duim, met een cocktail van de biochemische bijproducten die zich normaalgesproken tijdens een intensieve inspanning in de spieren opbouwen. Het resultaat was opmerkelijk: de proefpersonen ervaarden gevoelens van vermoeidheid en dat terwijl hun spieren geen enkele inspanning hadden verricht.

Tientallen jaren lang hebben wetenschappers en atleten gesproken over ‘de brandende pijn van de verzuring’ die zich tijdens intensieve inspanningen voordoet en uiteindelijk maakt dat het tempo zakt. Als je met hoge snelheid hardloopt, kom je op een punt waarop je aerobe energiesysteem – die uiterst efficiënt is, maar wel afhankelijk is van zuurstof die door je hart en longen wordt afgegeven – je spieren niet snel genoeg van energie kan voorzien. De hulp wordt ingeroepen van het anaerobe systeem, dat zonder zuurstof energie kan leveren maar ook allerlei afvalstoffen genereert die zich in je spieren ophopen. Een van die stofjes is inderdaad lactaat (een molecuul dat nauw verwant is aan melkzuur). Ook al is de reputatie van lactaat slecht, het is niet de reden dat je vermoeid raakt.

De onderzoekers uit Utah injecteerden de 10 proefpersonen met drie verschillende stoffen: lactaat; H⁺-ionen (die de spier zuurder maken); en ATP (adenosinetrifosfaat, een cellulaire brandstof). Toen de chemicaliën alleen of in combinaties van twee werden geïnjecteerd, gebeurde er niets. Maar toen ze alle drie de stofjes samen injecteerden: bingo! De proefpersonen meldden gevoelens als ‘vermoeidheid’ en ‘zwaar’ in hun duimen, ook al zaten ze stil. Toen de onderzoekers de concentratie van de stoffen in de injectievloeistof verhoogde tot niveaus die overeenkwamen met de situatie in de spieren tijdens een hoog-intensieve inspanning, verschoven de sensaties van de proefpersonen naar ‘pijn’ en ‘heet’. Het brandende gevoel van verzuring, gecreëerd in een reageerbuisje.

De resultaten tonen aan dat je spieren niet dichtslaan vanwege het melkzuur, ook al voelt dat misschien wel zo. Alleen bij een bepaalde combinatie van stoffen in de spier, geven de receptoren in die spier een noodsignaal dat via je ruggenmerg bij de hersenen komt. Die interpreteren het als een branderig gevoel. Een oplossing? De onderzoekers adviseren om de receptoren te trainen zodat ze een ​​beetje minder gevoelig worden. Dat kan door ze in de training herhaaldelijk te triggeren. ‘De eerste keer dat je na een rustige periode intervallen doet, denk je dat je doodgaat,’ zegt Markus Amann. ‘Maar al na slechts een of twee trainingen, voelt het al een beetje beter.’

‘Ik krijg mijn benen niet meer omhoog!’

Oorzaak: ophoping van afvalstoffen verstoort de spiercontractie
Doet zich voor: bij het einde van zware inspanningen
Remedie: behoedzaam van start gaan

Oké, dus nu weten we dat de ‘brandende pijn van de verzuring’ eigenlijk slechts een sensatie in de hersenen is, getriggerd door zenuwsensoren in de spier. Betekent dit dat de spieren eindeloos door kunnen gaan als het je zou lukken die signalen op de een of ander manier te negeren? Om dit te achterhalen, voerden de onderzoekers uit Utah nog een experiment uit. Ze injecteerden fentanyl in de wervelkolom van de vrijwilligers. Deze stof veroorzaakt een zenuwblokkade, waardoor de signalen van de beenspieren de hersenen niet kunnen bereiken. Vervolgens gaven ze de proefpersonen de opdracht om zo hard mogelijk 5 km te fietsen op een ergometer.

De resultaten waren dramatisch. Toen de eerste deelnemer klaar was en probeerde van de fiets af te stappen, zakte hij door zijn benen en kon nog net worden opgevangen. Alle andere deelnemers konden evenmin zelfstandig van de fiets stappen. Sommigen konden hun voeten niet losmaken van de pedalen, en niet één was in staat om na de fietstest te lopen. Allen hadden ervaren hoe het is om zo hard door te pushen als ze maar wilden, zonder veel pijn of vermoeidheid te voelen. Welke hardloper droomt daar nou niet van? Maar de keerzijde van dit geschenk was dat de spieren niet meer functioneerden.

Opvallend was dat de proefpersonen, ondanks hun tijdelijke bovenmenselijke status, niet sneller fietsten dan toen ze een placebo-injectie kregen. ‘In het begin voelen ze zich altijd goed,’ zegt Gregory Blain, een van de onderzoekers. ‘Ze vliegen. Maar’ – een boze grijns verschijnt op zijn gezicht – ‘we weten dat ze zullen crashen.’ Halverwege de test voelden de fietsers zich nog steeds geweldig, maar ze begonnen verward te kijken, omdat hun benen niet langer reageerden op de commando's van hun hersens. Het voordeel dat ze met de snelle start leken te hebben, verdween zodra hun benen niet meer reageerden.

In deze situatie zit de vermoeidheid dus in de spieren en niet in je hoofd. Zonder de waarschuwingssignalen van de hersenen hopen de afvalproducten, zoals de H⁺-ionen en fosfaationen, zich op. De hoge niveaus hebben grote impact op het vermogen van de spiervezels om samen te trekken. Anders gezegd: de vermoeidheid die wordt veroorzaakt door de afvalproducten zit echt niet ‘alleen tussen je oren’. Tijdens je harde workouts ervaar je het als een mix van ‘centrale’ (in de hersenen) en ‘perifere’ (in de spieren) vermoeidheid. Ga je te snel van start, dan zul je ontdekken dat ook jij perifere grenzen hebt.

‘Ik geef het op!’

Oorzaak: je kunt niet doorbijten
Doet zich voor: elke keer dat je je grenzen verlegt
Remedie: train je hersenen

Het gaat niet meer, het doet te veel pijn. Dat is de eenvoudigste manier om uit te leggen waarom je niet nóg een beetje harder pusht tijdens die cruciale laatste kilometers van je race. Maar dat is niet het hele verhaal: het klopt niet helemaal. Pijn – het gevoel dat je ‘au!’ doet roepen – is niet wat je tegenhoudt. Toen onderzoekers van de Universiteit van Kent, Groot-Brittannië, elektrische stroom door de hersenen van vrijwilligers lieten lopen om hun gevoel van pijn te verdoven, verbeterde dat hun gevoel tijdens inspanningen niet. Evenmin was het van invloed op hun prestaties op de hometrainer.

Waar het om gaat, is volgens de Kentse onderzoeker Dr. Samuele Marcora doorbijten: de drive om door te gaan tegen een steeds groter verlangen om te stoppen. Alle vormen van vermoeidheid – zuurstoftekorten, ophoping van afvalstoffen, oververhitting, uitdroging, spierschade, energietekort enzovoort – dragen bij aan het gevoel van hoe zwaar het zal zijn om je snelheid vast te houden. Met andere woorden: In je hoofd worden al die verschillende vermoeidheidssignalen uit elk hoekje van je lichaam gecombineerd op het belangrijke moment van de race waarin sprake is van een maximale inspanning.

Lopers brengen van oudsher het leeuwendeel van hun trainingstijd door om hun spieren, hart en longen sterker en efficiënter te maken. Maar Marcora's theorie suggereert dat het veranderen van je subjectieve gevoel van inspanning zeker bij zal dragen aan betere prestaties. Wetenschappers zijn er inmiddels in geslaagd om het doorbijten, het vermogen om af te zien – en het uithoudingsvermogen – te veranderen, bijvoorbeeld door gebruik te maken van technieken als subliminale boodschappen (gedurende een fractie van een seconde flitsen van lachende gezichten laten zien), elektrische hersenstimulatie (met elektroden die invloed hebben op de ervaren inspanning in plaats van pijn), oppeppende zelfspraak (‘Je voelt je goed!’) en ‘hersen-duurtraining’ (geautomatiseerde opdrachten uitvoeren tijdens een ritje op de hometrainer).

De grote vraag blijft echter onbeantwoord: wat is afzien precies? Is het een psychologische toestand? Is het het gevoel van de samentrekkende spieren? Of is het, zoals Marcora gelooft, ons algemene gevoel van hoe moeilijk het is om het racetempo te behouden? We hebben al heel veel geleerd over wat er in het lichaam gebeurt als we hardlopen. We komen met verklaringen voor veel van wat we tijdens een inspanning voelen en tegenkomen. Willen we in de toekomst het prestatieniveau flink opkrikken, dan zal dat moeten komen uit een beter begrip van de rol van onze hersenen.

Tekst: Alex Hutchinson
Vertaling: Rob Veer