De VO2 max, hoe zit dat?

Al in 1923 ontdekte de Engelse fysioloog A.V. Hill dat het zuurstofverbruik van hardlopers toenam bij toenemende snelheid tot een maximale waarde, die slechts kort volgehouden kon worden. Hij stelde daarom dat de prestaties bij hardlopen primair afhankelijk zijn van het zuurstofopnamevermogen van het cardiovasculaire systeem en noemde dit maximale vermogen de VO₂ max. Vele onderzoekers hebben sindsdien bevestigd dat de VO₂ max inderdaad de belangrijkste parameter is voor prestaties bij hardlopen, bij wielrennen en bij andere duursporten.

De VO₂ max is gedefinieerd als het maximale volume (V) zuurstofgas (O₂) dat het menselijk lichaam per tijdseenheid kan opnemen bij lichamelijke inspanning, gemeten op zeeniveau. De VO₂ max wordt uitgedrukt in het aantal milliliters zuurstof per kilogram lichaamsgewicht per minuut (ml/kg/min).

Hoe wordt de VO₂ max bepaald?

De VO₂ max kan in een laboratorium worden bepaald door bij langdurige en oplopende intensieve lichamelijke inspanning de zuurstofinname en zuurstofuitstoot te meten. De VO₂ max is bereikt als de hoeveelheid opgenomen zuurstof niet stijgt, ondanks een toenemende inspanning. Een dergelijke meting vindt meestal plaats op een loopband of een fietsergometer. Een dergelijke meting dient te worden uitgevoerd onder medisch toezicht, bijvoorbeeld in een Sport Medisch Adviescentrum.In de box zijn de formules weergegeven waarmee de VO₂ max bepaald kan worden. De ademhalingsmeting kan zowel gebruikt worden bij een loopbandtest als bij de fietsergometer, voor deze laatste kan de VO₂ max ook afgeleid worden uit het maximale vermogen in Watt.

Omdat zowel de fietstest als de loopbandtest nogal bewerkelijk zijn, zijn er diverse alternatieve methoden ontwikkeld om de VO₂ max in te schatten. De tabel geeft er daarvan twee, waaronder een hele simpele en grove methode om de VO₂ max te schatten op basis van de maximale hartfrequentie (HR_max) en de hartfrequentie in rust (HR_rust)_. Deze methode lijkt wel erg simpel, maar kent toch een zekere logica omdat mensen met een goede conditie (en dus een hoge VO₂ max) doorgaans een lage HR_rust hebben. De tweede methode wordt veel gebruikt en bestaat uit het meten van de afstand die een persoon in 12 minuten kan afleggen (de Cooper test). Met de afgelegde afstand kan de VO₂ max vervolgens berekend worden.

Waar is de VO₂ max van afhankelijk?

De VO₂ max blijkt vooral afhankelijk te zijn van:

• Aanleg (if you want to be a great runner or biker, choose your parents carefully)
• Geslacht (mannen hebben een circa 10-15% hogere VO₂ max dan vrouwen)
• Leeftijd (de VO₂ max neemt met circa 0,5-1,0% per jaar af na je 35^ste)
• Training (de VO₂ max kan circa 5-25% stijgen door training)
• Gewicht (de VO₂ max is omgekeerd evenredig met het gewicht; afvallen leidt tot hogere VO₂ max)

De VO₂ max van de wereldkampioenen bij hardlopen en de wereldtoppers bij het wielrennen ligt in de orde van 88 ml/kg/min, zoals we in een later hoofdstuk zullen zien. Toppers als Merckx, Froome en Nibali hebben deze waarden bereikt door een combinatie van hun aangeboren talent en jarenlange training.

Voor gewone stervelingen geeft bijgaande tabel een beeld. Normale waarden voor jonge mannen zijn 40-45 en voor jonge vrouwen 30-35 ml/kg/min. Ook met de meest fanatieke training kunnen gewone mensen dus nooit de waarden van Merckx en Nibali bereiken.

Boven de 35 jaar neemt de VO₂ max bij ongetrainde mensen af met circa 1% per jaar, door training kan deze daling beperkt worden tot 0,5% per jaar.

Op hoge leeftijd is het mogelijk dat de VO₂ max daalt beneden de minimale waarde die nodig is om in  leven te blijven (orde 7 ml/kg/min). Op dat moment is het hart niet meer in staat voldoende zuurstof aan te voeren naar de essentiële organen. In de literatuur worden wel sommetjes gemaakt om op basis van de VO₂ max en de daling als functie van de leeftijd de maximale levensduur te voorspellen. Dat zit wel snor bij wielrenners en hardlopers, want de huidige (2014) VO₂ max van auteur Hans van 62 ml/kg/min is bij een afname van 1% per jaar over 40 jaar (als Hans 100 is) pas gedaald tot 41 ml/kg/min en dus nog ruim voldoende!

In de bergen neemt de luchtdruk en daarmee ook de VO₂ max af met de hoogte. Bovenop de Mount Everest is de VO₂ max slechts 27% van de waarde op zeeniveau. Als gewone mensen met een gemiddelde VO₂ max van 40 ml/kg/min dus de Mount Everest beklimmen daalt hun VO₂ max tot 10,8 ml/kg/min, nauwelijks voldoende om te overleven. Zonder zuurstofapparatuur kunnen bergbeklimmers dan ook slechts met grote moeite 50 meter per uur afleggen.

Wat is de relatie tussen VO₂ max en de prestaties bij hardlopen en wielrennen?

Uit de literatuur weten we dat de VO₂ max overeenkomt met het maximale vermogen dat je gedurende ongeveer 10 minuten kunt volhouden. Bij kortere tijden kun je een nog hoger vermogen leveren omdat dan de anaerobe systemen ook bijdragen. Bij langere tijden word je vermogen langzaam lager. Op internet zijn vele calculatoren te vinden waarmee berekend kan worden wat voor tijden je op diverse afstanden kunt lopen en fietsen als functie van je VO₂ max. In een later stukje zullen we nader ingaan op deze berekeningen en zullen we aantonen dat het mogelijk is om exact uit te rekenen welke VO₂ max hoort bij welke prestatie. In de box geven we vast enkele eenvoudige resultaten:

 

De voorbeelden gelden voor onze hypothetische renner Snelle Eddy, die een VO₂ max heeft van 55,4 ml/kg/min. In een volgend stukje laten we zien met hoeveel Watt/kg dit overeenkomt. Hoe we de formules afgeleid hebben, wordt daar ook behandeld.

Een heel ander perspectief levert de informatie dat men bij sommige antilopen een VO₂ max gemeten heeft van 300 ml/kg/min! Deze antilopen houden dan ook zonder problemen een snelheid van 65 km/h vol! Ook hazewindhonden en volbloedpaarden hebben zeer hoge VO₂ max waarden (respectievelijk 90 en 150 ml/kg/min) en verslaan de menselijke wereldrecordhouders dus zelfs op de fiets met gemak.

Je kunt de invloed van alle factoren op je eigen prestaties berekenen met onze calculatoren op hetgeheimvanwielrennen.nl. Daar kun je ook ons boek bestellen.

Hans van Dijk, Ron van Megen en Guido Vroemen