Een calorietje meer of minder, hoe betrouwbaar is je caloriemeter?

De een kijkt na afloop van een training allereerst naar de afgelegde afstand, de ander naar de hartslag en een derde naar de verbrande calorieën. Afstand en hartslag kloppen meestal aardig met de werkelijkheid, maar het calorieverbruik blijkt per smartwatch of fietscomputer enorm te verschillen. Hoe zit dat?

Als je wilt afvallen, dan ontkom je niet aan het tellen van calorieën. Een Mars? 229 kilocalorieën (kcal). Puddingbroodje? 214 kcal. Een kapsalon? Tussen 1.200 en 1.800 kcal. Hoeveel kilometer moet je eigenlijk fietsen om een Mars, puddingbroodje of kapsalon te verbranden? Een snelle blik op Google leert dat er meerdere calculators zijn om dat aan te duiden. Mijn Eetmeter van het Voedingscentrum bijvoorbeeld. Aan de hand van je lengte en gewicht rolt er een Body Mass Index (BMI) uit en krijg je te lezen wat je ongeveer op een dag aan voeding mag nuttigen om op gewicht te blijven. Andere calculators werken net zo.

Wat is een calorie?

Eerst even wat duiding: wat is eigenlijk een calorie? Het woord calorie is afkomstig van het Latijnse calor, wat warmte betekent. Een calorie is de maat voor de hoeveelheid energie die nodig is om 1 gram water met 1 graad Celsius te verwarmen. Omdat dit erg weinig is, wordt meestal de term kilocalorie gebruikt. Daar zit direct een veel gemaakte fout in: een kilocalorie is niet hetzelfde als een calorie. Op verpakkingen wordt bijna altijd een kilocalorie (1 kcal = 1000 cal) gebruikt. Wetenschappers hebben het liever over joules en kilojoules, waarbij 1 calorie in verhouding staat tot 4,2 joules. Fabrikanten bepalen in het laboratorium de voedingswaarde van een product. Door een product te verbranden, komt er energie vrij en die energie is meetbaar. Zo levert 1 gram vet 9 kcal op en 1 gram koolhydraten 4 kcal. Door dat bij elkaar op te tellen, krijg je een totaalcijfer en dat is te vinden op de verpakking van een product.

Zowel de energie die je lichaam binnenkomt door voeding als de energie die je lichaam verbruikt wordt uitgedrukt in calorieën. Niet alleen tijdens het sporten verbruik je calorieën, ook tijdens wandelen, zitten en zelfs slapen. Krijg je evenveel calorieën binnen als dat je gebruikt, dan blijf je op gewicht. Krijg je meer energie binnen dan je verbruikt, dan ontstaat een teveel aan energie, dat wordt opgeslagen als lichaamsvet, met gewichtstoename als gevolg. Dat is geen hogere wiskunde.

Mannen verbruiken overigens bij dezelfde inspanning meer energie dan vrouwen. Dat heeft ermee te maken dat mannen meer spierweefsel hebben en het energieverbruik daarvan hoog is. Hoeveel energie een persoon per dag verbruikt hangt af van meerdere factoren. Elk lichaam is anders, maar een gemiddelde man die niet veel beweegt en een zittend beroep heeft, zal per dag zo’n 2.500 kcal verbruiken. Bij vrouwen ligt dat op 2.000 kcal. Hoe meer je beweegt en hoe zwaarder de inspanning is, des te meer je verbrandt en des te groter de energiebehoefte wordt.

Smartwatches en sporthorloges
Je hebt meerdere apps die bijhouden hoeveel je op een dag eet en beweegt. Hoeveel kcal er in één Mars zitten staat zo goed als vast en zal nauwelijks afwijken van wat er op de verpakking staat. Hoeveel je verbruikt is minder duidelijk. Waar hangt dat allemaal van af? Je hebt vast wel eens een Fitbit gezien. Deze activiteitentracker meet de gelopen afstand, het aantal stappen en geeft aan hoeveel je nog moet lopen om je dagelijkse stappendoel te behalen. Hij houdt bij hoeveel je beweegt, hoe hoog je hartslag is en hoeveel je verbrandt.

Hetzelfde geldt eigenlijk voor het ‘gewone’ (multi)sporthorloge en de fietscomputer. Die meten ook al het bovenstaande, maar geven vaak toch andere cijfers weer. Het aantal verbrande calorieën kan zelfs per merk enorm verschillen, terwijl de ingevulde gegevens (lengte, leeftijd en gewicht) exact hetzelfde zijn. Waarom zit er zoveel verschil tussen?

Het medisch tijdschrift Journal of Personalized Medicine deed in 2017 onderzoek naar smartwatches. De ’slimme’ horloges waren volgens het gerenommeerde blad toch niet zo slim. Zestig proefpersonen testten zeven smartwatches uit, waaronder topproducten van Apple en Samsung. Eén proefpersoon droeg vier horloges om één arm, waarna gekeken werd naar de hartslag en het calorieverbruik. Terwijl in het laboratorium van Stanford het daadwerkelijke calorieverbruik in beeld kwam, bleek dat de horloges niet eens in de buurt kwamen. De hartslag klopte dan weer wel. De oorzaak van die grote verschillen is onbekend. Volgens het blad is het lastig om achter de daadwerkelijke reden te komen, omdat bedrijven hun algoritmes niet graag prijsgeven.

Proef op de som
Tijd om het zelf te testen. Gewapend met horloges van Sigma (iD.Tri) en Polar (Vantage V) en een fietscomputer van Giant (Neos GPS) ging ik op pad voor een intensieve trainingsrit van 55 kilometer. Lengte, gewicht en leeftijd had ik op alle systemen hetzelfde ingesteld en ik reed met een hartslagband om, zodat ook daar geen variatie in mogelijk zou kunnen zijn. De Sigma en Polar waren wat afstand, duur en hartslag betreft exact gelijk. Volgens de fietscomputer van Giant had ik 600 meter minder afgelegd en – belangrijker – zo’n 800 kcal verbrand. Een enorm verschil met Sigma (1.228 kcal) en Polar (1.787 kcal).

“Er is niet één formule, dus er zullen verschillen blijven tussen merken. Het blijft een indicatie.”

Wilco Zevenbergen, sales manager van Sigma, legt uit hoe dat komt: “Calorieverbruik is altijd een inschatting op basis van een berekening. De basis van de berekeningen zijn gegevens als leeftijd, geslacht, hartslag en wordt nauwkeuriger naarmate meer factoren worden meegewogen. Denk daarbij aan snelheid, stijging, cadans en vermogen. Het scheelt daarnaast ook of je hartslagmeting via een borstband doet of via optische meting aan de pols. De hartslag meten door middel van een borstband is natuurlijk een stuk nauwkeuriger.” Zoveel mogelijk gegevens verzamelen staat dus aan de basis om een beter inzicht te krijgen in het calorieverbruik, zegt Zevenbergen. “Hoe meer gegevens je computer of horloge kan verwerken en hoe meer sensoren, des te nauwkeuriger. Maar er is niet één formule, dus er zullen altijd verschillen blijven tussen merken. Het blijft een indicatie.”

Giant denkt daar ongeveer hetzelfde over. “Het calorieverbruik kan op basis van verschillende factoren worden bepaald. Bij onze NeosTrack wordt dit bepaald op basis van de vermogensmeter, hartslagmeter of afstand. Bij de Neos GPS is dit op basis van hartslagmeter of afstand”, legt Tristan Sint Nicolaas (Category Manager Gear) uit. “De waardes van de vermogensmeter en hartslagmeter zijn daarin uiteraard nauwkeuriger, calorieverbruik op basis van afstand is meer een grove schatting.”

Om op basis van de hartslag tot een schatting van het calorieverbruik te komen, gebruikt Giant een formule, waarbij de leeftijd, het gewicht, hartslag en de duur van de training worden gewogen. De leeftijd (x 0,2) – het gewicht (x 0,9) + hart- slag (x 0,6) wordt vermenigvuldigd met de tijd, en dat getal wordt door 4,184 gedeeld. Dat is het calorieverbruik. Om op basis van wattage het calorieverbruik te meten wordt het gemiddeld vermogen vermenigvuldigd met de duur en met het getal 3,6.

Watt de joules?!
Een fietscomputer of sporthorloge is dus niet erg nauwkeurig en afhankelijk van veel (externe) factoren. Maar hoe meet je het calorieverbruik – door andere voedingsdeskundigen ook wel ‘caloriegebruik’ genoemd – dan wél effectief? “Fietscomputers geven een schatting weer van het energieverbruik. Dit is namelijk niet zomaar te meten, dat moet in een lab gebeuren door de zuurstofopname en het geleverde vermogen te meten.” Aan het woord is Leon Burger van Robic. Het in 2011 opgerichte bedrijf is in minder dan tien jaar tijd uitgegroeid tot een begrip op het gebied van coaching en trainingsbegeleiding. Zo werden onder anderen Thomas Dekker en Dion Beukeboom uitgebreid door Robic begeleid bij hun pogingen het werelduurrecord te verbeteren. Hoewel calorieverbruik niet echt interessant is bij een recordpoging en er vooral naar aerodynamische winst wordt gezocht, weten ze er wél veel van.

Om erachter te komen wat een persoon op de fiets verbrandt, kijken de bewegingswetenschappers naar joules en wattages. “Stel je voor dat een wielrenner een uur lang fietst met een gemiddeld vermogen van 200 watt”, legt Burger uit. “Watt is joule per seconde. Eén uur is 3.600 seconden. De totale hoeveelheid geleverde energie komt dan uit op 200 x 3.600 = 720.000 joule. Dit komt overeen met 720 kilojoule.”

“Het energieverbruik is niet zomaar te meten, dat moet echt in een lab gebeuren.”

Dan zijn we er nog niet, want niet alle energie gaat daadwerkelijk richting de pedalen. “Het lichaam is helaas niet heel efficiënt. De meeste energie die je produceert gaat verloren aan warmte en maar 20 tot 25 procent van de energie wordt uiteindelijk omgezet in het vermogen op de pedalen. Dus stel dat dit 22 procent is, dan komt de totale verbranding op: 720 kilojoules gedeeld door 0,22 = 3.272 kj. Eén kilojoule is 0,239 kcal, dus komt dat uiteindelijk neer op 782 kcal. Dat heb je dan tijdens een rit van een uur op 200 watt weggetrapt.

“De mechanische efficiëntie kun je echter alleen gebruiken bij inspanningen onder de anaerobe drempel”, voegt Burger eraan toe. “Daarboven neemt het energieverbruik snel toe vanwege de anaerobe verbranding van koolhydraten. De fietscomputers gebruiken daarom het genormaliseerde vermogen om het calorieverbruik in te schatten en niet het gemiddelde vermogen.”