De 4 effecten van training op het aërobe systeem

Er zijn verschillende energiesystemen in het lichaam. Een van die energiesystemen is het aërobe systeem. Dit systeem is actief tijdens onze dagelijkse rustige activiteiten (ruststofwisseling/rustmetabolisme) en ook voor lange duuractiviteiten (>3 minuten) met matige intensiteit.

Warande training junioren foto Losse Veter  17

Door: Marjolein Stegeman

Adaptatie
Ons vermogen om langdurig in beweging te blijven en het daarbij passende energieverbruik in actieve spieren komt overeen met de energielevering. Als de energietoevoer tekort schiet zal spiervermoeidheid optreden. Bij alle activiteiten die langer dan enkele minuten duren zal de aërobe stofwisseling primair voor deze energie zorgen, dus verbranding (met O2) van koolhydraten en vetzuren.

Energielevering
In de spiervezels reageren de mitochondriën, de energiecentrales van de cel, op chemische signalen die vrijkomen bij contractie. Zuurstof wordt aangeleverd via de rode bloedcellen in de capillairen (haarvaatjes) naar de mitochondriën (energiecentrales) in de spiervezels. De brandstoffen worden aangeleverd vanuit de cel of ook via bloedcirculatie, de brandstoffen zijn de koolhydraten: glycogeen en glucose en daarnaast de vetzuren. De circulatie kan tekort schieten waardoor er geen adequate voorziening is van brandstoffen of zuurstof. Ook de voorraad brandstof in spiervezels kan uitgeput raken, hierdoor zal de energietoevoer te laag zijn om aan de energievraag te voldoen.

Duurtrainingen zorgen voor aanpassingen in de spieren die het proces van energielevering beïnvloeden. De bouw van het spierweefsel wordt verder ontwikkeld wat leidt tot een verbeterde capaciteit van zuurstoftransport tussen capillairen en weefsel en daarnaast een verbeterde stofwisseling in de spiervezels. Beide adaptaties zorgen voor een verbeterd prestatievermogen.

De 4 trainingsadaptaties
1. Spiervezeltype
Het spierweefsel van volwassenen bestaat ongeveer voor de helft uit slow-twitch vezels (type I) en de andere helft uit intermediate (type IIa) en fast-twitch vezels (type IIx/IIb). Die slow-twitch vezels hebben een relatief hoge doorbloedingscapaciteit, een hoog percentage capillairen (haarvaatjes) en een hoge dichtheid van mitochondriën. Met deze eigenschappen heb je dus een duurvezel die goed bestand is tegen vermoeidheid. Type II vezels worden onderverdeeld in IIa en IIb/IIx, waarbij IIa een goede oxidatieve capaciteit heeft met relatief hoge dichtheid van capillairen en mitochondriën. Eerder werd aangenomen dat het spiervezeltype veranderde door duurtraining, maar in werkelijkheid zijn de vezels zijn niet volledig van elkaar te onderscheiden. De celeigenschappen van alle drie vezeltypes hebben een bepaalde mate van plasticiteit als respons op training. Een hoog percentage type I vezels (70-90%) dat wel eens wordt gevonden bij topduuratleten lijken eerder een genetische voordeel dan adaptatie van training.

2. Mitochondriën
Een fundamentele biochemische aanpassing veroorzaakt door duurtraining is een toename van het aantal mitochondriën in spiervezels. Hierdoor neemt de aërobe capaciteit toe om vetzuren en koolhydraten te verbranden. Deze aanpassing is zowel in slow-twitch als in fast-twitch spiervezels terug te vinden, als deze vezels worden aangesproken in training. Er is inmiddels bewijs dat deze toename van mitochondriën de stofwisseling beïnvloedt door meer vetzuren en relatief minder glycogeen te verbranden tijdens inspanning.

3. Capillairen – doorbloeding van spieren
Door duurinspanning neemt het aantal capillairen (haarvaatjes) toe rondom spiervezel, ze liggen als het ware ingebed in het vaatnetwerk als ze worden geactiveerd. Deze toename van aantal haarvaatjes door training wordt met name gevonden in de type IIb vezels waar de dichtheid van vaatnetwerk normaal gesproken het minste is, maar wordt ook bij de andere spiervezeltypes gevonden. Een betere doorbloeding betekent ook een groter oppervlak voor diffusie, dus meer zuurstof- en brandstoffentransport naar getrainde spieren en vermoedelijk een van de redenen van een verhoogd zuurstofopnamevermogen bij getrainde atleten.

4. De chemie van stofwisseling

Door de grotere dichtheid van mitochondriën kan de energielevering voor een groter deel worden geleverd uit de vetzuurverbranding. Door de toename van mitochondriën worden ook biochemische signalen afgegeven waardoor de stofwisseling sneller overschakelt op deze vetzuurverbranding, een gunstige aanpassing voor duuratleten. Mogelijk wordt zo de hoeveelheid spierglycogeen langer gespaard.

Trainingsprikkel
de 4 effecten van trainingsadaptaties marjolein stegemanOm bovenstaande effecten te initiëren is het belangrijk dat de spiervezels worden aangesproken tijdens een training om vervolgens te kunnen adapteren. Spieren die bij een bepaalde activiteit niet worden geactiveerd zullen ook niet adapteren. Een redelijk specifieke prikkel voor die spiervezels is dan ook nodig en het is niet iets wat in het bloed circuleert en door verschillende spieren gaat. Het is belangrijk om specifiek te prikkelen gedurende enkele weken om een specifieke biochemische spieradaptatie te krijgen, terwijl die mitochondriënaanmaak na 4-5 weken training ook een steady-state bereikt. Naarmate de trainingstijd toeneemt ontstaat een afvlakking van de respons op mitochondriën aanmaak (zoals geïllustreerd in de grafiek van Dudley). Het is dus de kunst in een trainingsperiode om specifiek te trainen, maar ook voldoende variatie in te brengen om afvlakking te voorkomen. De verbetering in prestatie door een forse toename van trainingsduur lijkt een gevolg van een aanpassing van het hartvaatsysteem, vochtbalans, brandstoflevering of andere specifieke aanpassingen die niet direct de spier betreffen. Hoe meer spiervezels worden geactiveerd (intensieve trainingsbelasting) des te groter is het effect op mitochondriën, capillairen en stofwisseling.

Naast de lange termijn biochemische effecten zijn er ook korte termijn effecten gevonden. Ook kortdurende nieuwe trainingsprikkels hebben al na enkele dagen effect op spiervezelactivatie, stofwisseling en verdeling van bloeddoorstroming.

Samenvattend
Adaptaties na een bepaalde duurtraining zijn erg complex en beïnvloeden vele systemen: een toename van mitochondriën, betere stofwisseling en verbeterde doorbloeding van actief weefsel voor snellere toestroom van zuurstof en brandstoffen. De duur en intensiteit van training zijn van belang om een stabiele adaptatie te bewerkstelligen, maar deze adaptaties zijn ook snel weer verdwenen bij inactiviteit. Use it or lose it. Daarnaast is het van belang om specifiek te trainen, omdat enkele aanpassingen alleen in weefsel optreden wat ook daadwerkelijk is geactiveerd.

In een volgend artikel zal de chemie worden besproken van de verschillende energiesystemen: van supersnel tot onuitputtelijk.

Bronvermelding
Andersen, JL (2000). Muscle, Genes and Athletic Performance. Scientific American. 9/2000

Ingalls, CP (2004). Nature vs. nurture: can exercise really alter fiber type composition in human skeletal muscle? Journal of Applied Physiology. Vol. 97no. 1591-1592

Mc Ardle, Katch & Katch (2007). Exercise physiology. Human Kinetics.

Terjung R (1995). Sports science exchange muscle adaptions to aerobic training SSE#54-Volume 8 Number 1

Thayer R, Collins J, Noble EG, Taylor AW. A decade of aerobic endurance training: histological evidence for fibre type transformation. Journal of Sports Medicine & Phys Fitness. 2000 Dec;40(4).

Wilmore JH, Costill DL, Kenney WL (2008). Physiology of sports and exercise, fourth edition, Human Kinetics, Champaign.

Beantwoord

Het is toegestaan de volgende HTML tags en attributes te gebruiken: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>