Tijdens een lange, zware inspanning krijgt je lichaam veel te verduren. Maar wat gebeurt er precies vanbinnen? Welke fysieke processen draaien overuren? We zochten het voor je uit.
Iedereen die weleens zijn grenzen heeft verlegd tijdens een fietsevenement kent deze fenomenen: brandende dijen, schreeuwende longen, een bonzend hart en liters zweetverlies. Maar heb je je ooit afgevraagd wat er eigenlijk in je lichaam gebeurt wanneer je trapt? En hoe de kennis daarvan je kan helpen om op de meest efficiënte manier de eindstreep te bereiken?
Kijkje onder de motorkap
Je staat opgesteld in je startvak. De zenuwen staan op scherp, wat betekent dat de bijniermerg gestimuleerd wordt om adrenaline aan te maken. Dit is de hormonale oorzaak van het bekende ‘vecht- of vluchtmechanisme’ en resulteert in een reeks cardiovasculaire reacties voordat je zelfs maar begonnen bent met fietsen. “Dit omvat een verhoging van de hartslag en een toename van het hartminuutvolume”, zegt cardioloog André La Gerche. “Het leidt ook tot een stijging van de bloeddruk en versnelling van de stofwisseling.”
Verdere adrenaline-aangedreven fysiologische veranderingen omvatten de ontspanning van de gladde spieren in de wand van de bronchiën, wat leidt tot een betere luchttoevoer naar de longblaasjes; een toename van de ademhalingsfrequentie; en verwijding van de kransslagaders en die van de skeletspieren, met als resultaat een verbeterde bloedtoevoer naar die gebieden. Dus je lichaam begint zich voor te bereiden op de fysieke uitdaging die voor je ligt. Maar het is nog steeds een schok voor het systeem wanneer je trapt, vooral als je rit meteen begint met een zware inspanning. Dit is waar ‘zuurstofopname-kinetiek’ in het spel komt. Dit is in feite de snelheid waarmee je lichaam zuurstof naar werkende spieren kan brengen vanuit een rusttoestand en snel overschakelt naar een stabiele toestand.
Het zal je niet verbazen dat hoe fitter je bent, hoe bekwamer je systeem is in het omschakelen van de ene naar de andere staat. De langeafstandsloopster Paula Radcliffe had naar verluidt de snelste VO2-kinetiek ooit, met 8-9 seconden. Er is aangetoond dat recreatieve duursporters hun zuurstofopname-kinetiek met 30 procent verbeterden na slechts zes weken specifieke training.
Groter hart
Gedurende deze korte periode leun je sterk op het anaerobe systeem om energie te genereren zonder zuurstof. Wanneer de zuurstofvoorziening aan de vraag voldoet, kan je aerobe systeem de inspanning duurzaam op een constant niveau ondersteunen (tot ongeveer 70 procent van je maximale hartslag). “De snelheid waarmee je hart klopt, verschilt niet tussen elites en recreatieve fietsers”, zegt La Gerche. “Hoe hard je ook traint, je kunt dat niet veranderen. Maar je kunt wel de grootte van het hart veranderen. Over het algemeen geldt dat hoe fitter je bent, hoe groter je hart is. Een normaal hart weegt ongeveer 300 gram – ter grootte van een vuist – terwijl het hart van een renner in de Tour de France tot wel een kilogram kan wegen. Train je consistent, dan verdikken de wanden van het hart en worden de hartkamers vergroot. Dit is belangrijk bij sportieve inspanningen vanwege het slagvolume. Dat is het volume aan bloed dat bij elke hartslag uit het hart wordt gepompt.
“Tijdens inspanning heeft je hart een efficiëntie van ongeveer 70 procent. Een hart van 400 gram kan ongeveer 200 milliliter bloed bevatten, wat betekent dat je ongeveer 140 milliliter bloed per hartslag pompt”, aldus La Gerche. “Bij professionele wielrenners vullen de kamers zich met ongeveer 400 milliliter bloed. Pas dat toe op het percentage van 70 procent en dat is 280 milliliter bloed per hartslag.”
Het belang hiervan wordt duidelijk wanneer je het toepast op het hartminuutvolume, de hoeveelheid bloed die elke minuut uit het hart wordt gepompt. Als zowel recreatieve fietsers als eliterenners fietsen met een hartslag van 135 slagen per minuut, pompt de eerste groep 27 liter bloed per minuut rond, terwijl de eliterenners 54 liter rondpompen. En aangezien bloed de zuurstof en voedingsstoffen transporteert om je werkende spieren van energie te voorzien, kun je zien dat een groter en sterker hart de prestaties op de fiets flink kan verbeteren.
Die grotere bloedstroom zorgt ook voor sneller herstel tussen inspanningen in. Dit roept de vraag op: raakt je hart daadwerkelijk vermoeid tijdens een zware rit? “Na vijf of zes uur intensieve inspanning kunnen we een echografie van het hart maken en zien dat het hart vermoeid is”, zegt La Gerche. “Het is gemakkelijk om je beenspieren samen te knijpen en te voelen dat ze pijnlijk zijn. Maar het effect op je hart wordt onderschat omdat je er weinig aan kunt voelen.”
Spiervermoeidheid
Naarmate de dag vordert, krijgt ook je spiersysteem het zwaar, vooral als je het verder pusht dan wat je aankan tijdens trainingen. Dit komt gedeeltelijk door een toename van de productie van reactieve zuurstofcomponenten (ook bekend als ROS – Reactive Oxygen Species), wat leidt tot oxidatieve stress in het bloed en de skeletspieren zelf. Het komt in feite door het enorme aantal spiercontracties dat nodig is om je de volgende berg op te krijgen en het wordt in verband gebracht met versnelde spiervermoeidheid. Het wordt ook genoemd als een van de redenen achter vertraagde spierpijn na inspanning. Als je niet zoveel hebt getraind als je had gehoopt, kan een uitgebalanceerd dieet na de inspanning, inclusief fruit en groente rijk aan antioxidanten, helpen.
Vette calorieën
Waarom aten onze vroege voorouders elkaar op? Omdat ze elkaar zagen als een voedzame snack, volgens een studie uit 2017 van James Cole, een archeoloog aan de Universiteit van Brighton. Volgens de berekeningen van Cole bevat het gemiddelde menselijke lichaam 125.822 calorieën. Een groot deel daarvan is te danken aan de hoge calorieinhoud van vet, waarvan 1 gram 9 calorieën oplevert. Zelfs een profwielrenner die slechts 60 kilo weegt en 7 procent lichaamsvet heeft, beschikt over meer dan 37.000 opgeslagen vetcalorieën.
Dus hoe is het dan toch mogelijk een inzinking te krijgen tijdens een sportieve prestatie? Nou, dat komt door de intensiteit van de oefening en het feit dat je voornamelijk koolhydraten verbrandt om te voorkomen dat je door de bezemwagen wordt opgeveegd. “De direct beschikbare koolhydraatopslag is spierglycogeen, dat wordt geschat op ongeveer 500 gram of 2000 calorieën”, zegt Tim Podlogar, voedingsdeskundige bij Bora-Hansgrohe. “Bij een hoge intensiteit kun je dit in tweeënhalf uur verbranden.” Daarom raadt Podlogar aan om de dag ervoor je glycogeenvoorraden aan te vullen.
“Dat betekent meerdere maaltijden die rijk zijn aan koolhydraten en arm aan vezels. Makkelijk verteerbaar voedsel zoals witte rijst, witte pasta en zelfs Haribosnoepjes.” Vermijd ook een rustige rit vlak voor je grote dag, omdat dit ten koste gaat van je glycogeenniveaus. Op de wedstrijddag zorgt een koolhydraatrijk ontbijt verder voor een verhoogde glycogeenvoorraad.
En dan is het tijd om te fietsen. Velen zullen gels, repen en energiedrankjes consumeren om glucose aan te vullen, volgens een traditionele strategie van 60 tot 90 gram per uur. Mogelijk kun je echter meer aan, vooral de zeer fitte fietsers. “Ons onderzoek toont aan dat veel amateurfietsers 120 gram koolhydraten per uur kunnen verwerken”, zegt Podlogar, wat enigszins compenseert voor de meer dan 6000 verbrande calorieën tijdens een lange dag in het zadel. “Op eliteniveau hadden we veel renners tijdens de Giro d’Italia van vorig jaar die veel meer consumeerden dan dat.”
Voeding moet beginnen vanaf je eerste pedaalslag en, volgens Podlogar, bestaan uit suiker uit vaste voedingsmiddelen, waarbij vocht beperkt blijft tot water, omdat het scheiden ervan het gemakkelijker maakt om bij te houden hoeveel suiker en vocht je consumeert. Je kunt kiezen voor een elektrolytendrank, hoewel Podlogar zegt dat je deze ook kunt krijgen uit de meeste gels. Maar wanneer moet je eten om het suikergehalte te optimaliseren? “Ik adviseer mijn renners om goed te eten tijdens de afdaling. Je trapt niet, dus het is gemakkelijker te verteren; de bloedtoevoer naar de darmen neemt toe en daardoor verbetert de suikeropname.” Drie suikermomenten per uur – bijvoorbeeld een reep en twee gels – zullen je spierglycogeenvoorraad verhogen. Dit zou niet alleen een lage suikerspiegel moeten voorkomen, maar ook spierafbraak kunnen tegengaan.
Energieverspilling
Als jouw fietsevenement in de zomer plaatsvindt, zou je te maken kunnen krijgen met temperaturen boven de 30 graden Celsius. Dat betekent dat je flink opwarmt, wat niet ideaal is aangezien veel biochemische reacties en zenuwgeleiding geoptimaliseerd zijn voor temperaturen rond de 37 graden. Maar je kunt helaas niet tegen de wetenschap ingaan, of beter gezegd, de inefficiëntie van het lichaam. “Het lichaam is ongeveer 20 procent efficiënt in het genereren van energie”, zegt Chris Jones van het bedrijf Core, dat lichaamstemperatuursensoren maakt. “Dat betekent dat voor elke 5 calorieën energie die je verbrandt, slechts 1 calorie wordt gebruikt voor mechanisch werk. De overige 4 calorieën worden als warmte-energie vrijgegeven.”
Hierdoor ben je bij steile beklimmingen bijna ontvlambaar. Neem bijvoorbeeld profrenner Simon Clarke, die door Core in de gaten werd gehouden gedurende de veertiende etappe van de Tour de France in 2021, tijdens een segment van 100 kilometer met de beklimming van de Col de Montségur: 4,2 kilometer met een gemiddelde stijging van 8,7 procent. “In dit gedeelte en de daaropvolgende beklimming van de Col de la Croix de Morts had Clarke de snelste stijging van zijn kerntemperatuur, waarbij die 39,2
graden bereikte,” zegt Jones. “Hoe steiler de beklimming, hoe sneller de stijging van de kerntemperatuur.
Dit komt door de verhoogde fysieke intensiteit en het feit dat er bij lagere snelheden minder koeling is door de wind.”
Daarna daalde Clarkes kerntemperatuur tot 38,1 graden tijdens de snelle afdaling van de Col de Montségur, wat lager was dan bij het begin van de beklimming. Dit benadrukt dat het bepalen van het juiste tempo nog belangrijker is om je doelen te bereiken als het warm is. Je lichaam zal zijn best zal doen om warmte te verliezen via dezelfde mechanismen als waarmee het warmte opneemt, namelijk straling, convectie en geleiding. Zweten is daarbij essentieel om de balans in het lichaam te behouden. Ongeveer 580 calorieën per liter aan warmte-energie is nodig om water van vloeistof naar gas te laten overgaan, zodat het kan verdampen van je huid (of via je adem).
Telkens wanneer water je lichaam verlaat via verdamping, verlaat er een overeenkomstige hoeveelheid warmte je lichaam en komt in de omringende lucht terecht, waardoor je afkoelt. Geweldig voor het koelen, maar niet zo geweldig voor je watervoorraden. Je kunt meer dan 1,5 liter per uur zweten tijdens een broeierige Alpenrit. Het compenseren van deze verliezen is moeilijk op twee fronten: het praktische aspect van het drinken uit een bidon en het fysieke aspect van het opnemen van zoveel vloeistof. Hoe langer een renner bezig is met een rit, hoe ongemakkelijker het voor de maag wordt.
Als je 750 milliliter per uur kunt drinken, is dat een goede start. Ook hier zal training helpen om je lichaamstemperatuur te verlagen, omdat een lage aerobe fitheid je vatbaarder maakt voor hittegerelateerde problemen. Er is een sterke correlatie tussen iemands aerobe capaciteit en het vermogen om warmte af te voeren. Studies tonen aan dat als iemand werkt op de helft van zijn aerobe capaciteit, zijn kerntemperatuur rond de 38 graden komt. Als jij en ik dezelfde hoeveelheid werk doen en jij twee keer zo fit bent als ik, zal jouw kerntemperatuur lager zijn en zul je minder last hebben van de inspanning.
Mentale vermoeidheid
Niet alleen je lichaam lijdt tijdens een sportieve inspanning – ook je geest wordt beïnvloed, en je kunt vanaf het begin al een achterstand hebben, volgens een onderzoek uit 2017, getiteld The Effects of Mental Fatigue on Physical Performance: A Systematic Review. De auteurs toonden aan dat zeven van de acht belangrijke onderzoeken meldden dat uithoudingsvermogen negatief werd beïnvloed door mentale vermoeidheid, wat bleek uit een afname van de tijd tot uitputting. Dus probeer pre-race stress te voorkomen, anders ben je al uitgeput voordat je begint. Natuurlijk kan zelfs de meest zorgvuldige planner de motivatie zien dalen, halverwege een berg, nog ver verwijderd van de finish. Dit is, volgens recordhouder Mark Beaumont die de wereld rond heeft gefietst, te verwachten. Hij noemt het de ‘psychologische boog’.
“Je begint fris, gaat diep aan het eind en finisht sterk. Maar er is dat stuk in het midden waar je ver van het begin en in je hoofd ver van het einde bent”, vertelde hij ons vorig jaar. Dit geldt voor de meeste afstanden, of je nu 50 of 500 kilometer hard fietst. Om die boog zo vlak mogelijk te houden, gebruikt hij wat psychologische trucjes. Chunking is een van de meest gebruikte technieken en houdt in dat je de inspanning opdeelt in kleinere, mentaal beter behapbare stukken. Als je bijvoorbeeld op je beklimming tien haarspeldbochten te gaan hebt, vink dan mentaal elke haarspeldbocht af. Uiteindelijk is motivatie de grootste drijfveer voor je mentale toestand.
Neem een onderzoek uit 2008 van professor Samuele Marcora, waarbij tien rugbyspelers fietsten op een vastgesteld vermogensniveau gebaseerd op 90 procent van hun VO2max. Toen ze dat vermogen niet langer konden handhaven, liet hij ze nog vijf seconden zo hard mogelijk rijden. Van een gemiddeld vermogen van 242 watt in de test genereerden ze op het eind ondanks hun schijnbare vermoeidheid alsnog 731 watt. De resultaten overtuigden Marcora ervan dat vermoeidheid geen puur fysiek fenomeen is. Want als dat zo was, hoe konden de fietsers dan zoveel vermogen genereren terwijl ze langzamer reden? Marcora zegt dat je beslissing om te vertragen of te stoppen voortkomt uit twee belangrijke factoren: motivatie en perceptie. Dit vormt de basis voor zijn psychofysiologische model van vermoeidheid.
Wanneer inspanning wordt waargenomen als maximaal, of wanneer de vereiste inspanning de hoeveelheid inspanning die je bereid bent te leveren overtreft, dan stop je. Kortom, vermoeidheid is een toename van de tijd waarin inspanning wordt waargenomen. Of je het nu eens bent met Marcora of niet, één ding is duidelijk: ondanks het lijden van je lichaam, is het vaak de geest die beslist of je de finish haalt of niet.
Bestel hier de nieuwste editie van Fiets, hét blad voor de fietser.