Je loopt al een flink eind. Het tempo voelde urenlang beheersbaar, maar ineens verandert er iets.
Je benen worden zwaar. Het tempo zakt. Zelfs een kleine versnelling lijkt onmogelijk en iedere kilometer duurt gevoelsmatig twee keer zo lang als daarvoor.
Hardlopers hebben er een prachtige uitdrukking voor: de man met de hamer.
Vaak wordt gezegd dat op zo'n moment je energie op is.
Maar dat kan eigenlijk niet kloppen.
Zelfs een zeer magere hardloper draagt in zijn vetweefsel genoeg opgeslagen energie mee om vele marathons van energie te voorzien. Toch kun je tijdens één marathon al grote problemen krijgen.
Blijkbaar gaat het dus niet alleen om hoeveel energie je lichaam bezit.
Het gaat ook om de vorm waarin die energie beschikbaar is.
Van koolhydraten naar glycogeen
Koolhydraten uit onze voeding worden tijdens de spijsvertering afgebroken tot eenvoudige suikers, waaronder glucose. Die glucose kan direct als brandstof worden gebruikt, maar het lichaam kan een deel ervan ook bewaren voor later.
Dat gebeurt in de vorm van glycogeen.
Glycogeen bestaat uit grote, vertakte ketens van aan elkaar gekoppelde glucosemoleculen. Je zou het kunnen zien als een compacte opslagvorm van koolhydraten die het lichaam snel kan aanspreken wanneer energie nodig is.
Voor een hardloper zijn vooral twee opslagplaatsen belangrijk: de skeletspieren en de lever.
Die twee voorraden hebben niet precies dezelfde taak.
Spierglycogeen is lokale brandstof
De spieren slaan zelf glycogeen op. Zodra een spier tijdens het lopen samentrekt, kan dat glycogeen worden afgebroken en gebruikt voor de productie van ATP, de directe energiedrager waarmee spiercontractie mogelijk wordt.
Daar zit een interessant detail aan.
Een spier kan zijn glycogeenvoorraad vooral voor zichzelf gebruiken. Spiercellen missen het enzym waarmee vrije glucose vanuit hun glycogeenvoorraad rechtstreeks aan het bloed kan worden afgegeven.
Je kuitspier kan dus niet eenvoudig besluiten om wat van zijn glycogeen naar een andere spier te sturen die harder om brandstof verlegen zit.
Spierglycogeen is in belangrijke mate een lokale voorraad.
De lever heeft een andere taak
Ook de lever slaat glycogeen op, maar die voorraad heeft een belangrijke rol bij het op peil houden van de glucoseconcentratie in het bloed.
Tijdens het hardlopen nemen de werkende spieren glucose uit het bloed op. Tegelijkertijd heeft ook de rest van het lichaam glucose nodig. De lever kan daarom glucose aan het bloed afgeven, onder andere door leverglycogeen af te breken.
Dat verschil is belangrijk.
Spierglycogeen ondersteunt vooral de energievoorziening van de spier waarin het ligt opgeslagen. Leverglycogeen helpt de beschikbaarheid van glucose voor het hele lichaam op peil te houden.
Hoeveel glycogeen hebben we eigenlijk?
Hier worden vaak opvallend precieze getallen genoemd. Een hardloper zou bijvoorbeeld ongeveer 400 gram glycogeen in de spieren en 100 gram in de lever hebben.
Als grove illustratie zijn zulke getallen bruikbaar, maar ze zijn geen vaste menselijke specificaties.
De hoeveelheid opgeslagen glycogeen verschilt onder andere met lichaamsgrootte, spiermassa, voeding, trainingsstatus en de trainingen die iemand kort daarvoor heeft gedaan. Ook een koolhydraatrijke voeding kan de voorraad vergroten.
Daarom is het verstandiger om glycogeen te zien als een beperkte en veranderlijke voorraad dan als een tank met een vaste inhoud.
Waarom gebruikt het lichaam niet gewoon vet?
Dat doet het wel.
Zoals we in het eerdere artikel over vetverbranding zagen, gebruiken we tijdens het hardlopen vrijwel nooit uitsluitend vet of uitsluitend koolhydraten. Beide leveren een bijdrage.
Hoe groot die bijdrage is, hangt onder andere af van de intensiteit.
Bij rustig lopen kan vet relatief veel bijdragen aan de energievoorziening. Naarmate de intensiteit stijgt, worden koolhydraten steeds belangrijker. De energie uit koolhydraten kan sneller beschikbaar worden gemaakt voor ATP-productie dan energie uit vet.
Dat is precies waarom een enorme vetvoorraad het probleem van een slinkende glycogeenvoorraad niet volledig kan oplossen.
Je hebt nog genoeg energie bij je, maar niet alle energie kan met dezelfde snelheid worden geleverd.
Tempo bepaalt hoeveel glycogeen je gebruikt
Wie rustig loopt, kan relatief veel energie uit vet halen en spaart daardoor koolhydraten.
Wie harder gaat lopen, vraagt per seconde meer energie van de spieren. De bijdrage van koolhydraten wordt dan groter en het spierglycogeen wordt sneller aangesproken.
Daarom bestaat er geen universele tijd waarna glycogeen ineens op is.
De uitspraak dat iedere hardloper na bijvoorbeeld negentig minuten door zijn glycogeen heen is, is veel te eenvoudig.
Het verbruik hangt af van de intensiteit, de hoeveelheid glycogeen waarmee je begon, je trainingstoestand, voeding tijdens de inspanning en allerlei individuele verschillen.
Is glycogeen dan op wanneer de man met de hamer verschijnt?
Niet noodzakelijk.
Dat is een belangrijk onderscheid.
Vermoeidheid tijdens langdurige inspanning ontstaat niet pas wanneer ieder laatste korreltje glycogeen uit iedere spiercel verdwenen is. In onderzoek worden bij uitputting vaak nog glycogeenvoorraden aangetroffen.
Bovendien is glycogeen binnen een spiervezel niet gelijkmatig verdeeld. Het bevindt zich in verschillende kleine voorraden op verschillende plaatsen in de spiercel.
Onderzoek wijst erop dat die locatie ertoe doet. Een lage beschikbaarheid van bepaalde glycogeenvoorraden kan samenhangen met veranderingen in processen die nodig zijn voor een goede spiercontractie, waaronder de verwerking van calcium in de spiercel.
Een spier is dus ingewikkelder dan een benzinetank die normaal functioneert totdat de laatste druppel verdwenen is.
En de hersenen willen ook glucose
Tijdens langdurige inspanning speelt niet alleen spierglycogeen een rol.
Wanneer de levervoorraad afneemt en er onvoldoende glucose wordt aangevoerd, kan de bloedglucoseconcentratie dalen. Dat kan eveneens bijdragen aan het gevoel dat het ineens niet meer gaat.
Glucose is immers ook een belangrijke brandstof voor het centrale zenuwstelsel.
De klassieke man met de hamer is daarom waarschijnlijk geen verschijnsel met één enkele oorzaak. Lage beschikbaarheid van spierglycogeen, problemen met het handhaven van de bloedglucose en andere vormen van vermoeidheid kunnen tegelijkertijd een rol spelen.
Dat maakt hem fysiologisch een stuk interessanter dan: de tank is leeg.
Waarom helpt eten tijdens een lange duurinspanning?
Hier komt voeding tijdens het lopen in beeld.
Koolhydraten die je tijdens een langdurige inspanning inneemt, kunnen na vertering als glucose en andere suikers in het bloed terechtkomen en vervolgens als brandstof worden gebruikt.
Daarmee kun je de beperkte koolhydraatvoorraad van het lichaam als het ware aanvullen met brandstof van buitenaf.
Dat betekent niet dat een gelletje rechtstreeks je lege spierglycogeenvoorraad opnieuw vult terwijl je doorloopt. De ingenomen koolhydraten leveren vooral extra beschikbare brandstof tijdens de inspanning en helpen de beschikbaarheid van koolhydraten langer op peil te houden.
Onderzoek laat dan ook zien dat koolhydraatinname tijdens langdurige duurinspanning de prestatie kan verbeteren, waarbij het voordeel vooral duidelijk wordt bij langere inspanningen.
Kun je meer glycogeen opslaan?
Ja.
Na inspanning probeert het lichaam gebruikte glycogeenvoorraden opnieuw aan te vullen. Koolhydraten uit de voeding leveren daarvoor de bouwstenen.
Wanneer een hardloper gedurende de periode voor een lange wedstrijd veel koolhydraten eet en de trainingsbelasting tegelijkertijd afneemt, kan de hoeveelheid spierglycogeen boven het normale niveau uitkomen.
Dat kennen we als koolhydraatstapelen of carbohydrate loading.
Vooral bij langdurige wedstrijden kan beginnen met een grotere glycogeenvoorraad helpen om het moment waarop de koolhydraatbeschikbaarheid beperkend wordt uit te stellen.
Maar ook hier geldt: meer is niet onbeperkt beter. De opslagcapaciteit is begrensd en de reactie verschilt tussen personen.
Training verandert ook het brandstofgebruik
Duurtraining doet meer dan alleen je hart en zuurstoftransport verbeteren.
Getrainde spieren worden ook beter in het gebruiken van verschillende brandstoffen. Bij eenzelfde submaximale belasting kan een goed getrainde loper relatief meer energie uit vet halen en daardoor zijn koolhydraatvoorraad langer sparen.
Tegelijkertijd kunnen getrainde spieren grotere glycogeenvoorraden opslaan wanneer voldoende koolhydraten beschikbaar zijn.
Dat is een fraaie combinatie: een grotere voorraad én onder bepaalde omstandigheden zuiniger met die voorraad omgaan.
Is trainen met weinig glycogeen dan slim?
Hier wordt het ingewikkelder.
Training met een lage beschikbaarheid van koolhydraten kan bepaalde cellulaire signalen versterken die betrokken zijn bij aanpassingen aan duurtraining. Dat heeft geleid tot trainingsstrategieën waarbij sommige trainingen bewust met een lagere glycogeenvoorraad worden uitgevoerd.
Maar daaruit volgt niet dat iedere duurtraining beter wordt wanneer je met zo weinig mogelijk koolhydraten begint.
Een lage koolhydraatbeschikbaarheid kan ook betekenen dat je de gewenste trainingsintensiteit minder goed kunt volhouden. Voor zware of kwalitatief belangrijke trainingen kan voldoende koolhydraatbeschikbaarheid juist belangrijk zijn.
Het is dus geen keuze tussen koolhydraten zijn goed of koolhydraten zijn slecht. De gewenste beschikbaarheid hangt mede af van wat je met een training probeert te bereiken.
De man met de hamer heeft geen stopwatch
En daarmee komen we terug bij die gevreesde laatste kilometers.
Er bestaat geen vast moment waarop iedere hardloper door zijn glycogeen heen raakt. Er is geen biologische klok die na negentig minuten afloopt en ook geen universele kilometerpaal waar de man met de hamer staat te wachten.
Hoe lang de koolhydraatvoorraad toereikend blijft, hangt af van hoeveel je bij de start hebt opgeslagen, hoe snel je die voorraad aanspreekt, hoeveel koolhydraten je onderweg kunt gebruiken en hoe je lichaam door training is aangepast.
Wanneer de beschikbaarheid van koolhydraten sterk afneemt, kun je nog steeds energie uit vet produceren.
Maar dat betekent niet dat je hetzelfde tempo kunt blijven lopen.
En daarin zit misschien wel de beste verklaring voor het merkwaardige gevoel van de man met de hamer.
Je bent niet zonder energie.
Je beschikt alleen niet meer over voldoende van de juiste brandstof om op dezelfde snelheid verder te gaan.
Hearris MA et al. - Regulation of Muscle Glycogen Metabolism during Exercise: Implications for Endurance Performance and Training Adaptations
Uitgebreid overzicht van de rol van spierglycogeen tijdens inspanning. Bespreekt hoe intensiteit, duur, trainingsstatus en koolhydraatbeschikbaarheid het glycogeenverbruik beïnvloeden en welke betekenis dit heeft voor duurprestaties en trainingsaanpassingen.
Jensen J et al. - The role of skeletal muscle glycogen breakdown for regulation of insulin sensitivity by exercise
Bespreekt de regulatie van glucose- en glycogeenstofwisseling tijdens en na inspanning. Relevant voor de uitleg waarom koolhydraten bij toenemende intensiteit steeds belangrijker worden en hoe spierglycogeen na inspanning opnieuw wordt aangevuld.
Ørtenblad N, Westerblad H & Nielsen J - Muscle glycogen stores and fatigue
Over de relatie tussen lage glycogeenvoorraden en spiervermoeidheid. Laat zien dat glycogeen niet gelijkmatig in de spiercel is opgeslagen en bespreekt hoe bepaalde lokale glycogeenvoorraden samenhangen met calciumafgifte en het vermogen van de spier om kracht te blijven leveren.
Ørtenblad N & Nielsen J - Muscle glycogen and cell function: Location, location, location
Een overzicht van de verschillende plaatsen waar glycogeen binnen spiervezels wordt opgeslagen. Onderstreept dat niet alleen de totale hoeveelheid glycogeen belangrijk is, maar ook waar die voorraad zich in de spiercel bevindt.
Philp A et al. - Glycogen availability and skeletal muscle adaptations with endurance and resistance exercise
Bespreekt zowel de klassieke rol van glycogeen als brandstof als de modernere inzichten in glycogeen als regulator van trainingsaanpassingen. Ook de mogelijke voor- en nadelen van trainen met een lage glycogeenvoorraad komen aan bod.
Ramos-Campo DJ et al. - The ergogenic effects of acute carbohydrate feeding on endurance performance: a systematic review, meta-analysis and meta-regression
Grote systematische review en meta-analyse van onderzoek naar koolhydraatinname tijdens duurinspanning. De resultaten ondersteunen dat koolhydraten tijdens inspanning de duurprestatie kunnen verbeteren, waarbij het voordeel groter wordt naarmate de inspanning langer duurt.
Vigh-Larsen JF et al. - Muscle Glycogen Metabolism and High-Intensity Exercise Performance: A Narrative Review
Modern overzicht van glycogeen en spierfunctie. Bespreekt waarom vermoeidheid niet eenvoudig kan worden voorgesteld als het volledig leegraken van één glycogeentank en besteedt aandacht aan spiervezels en afzonderlijke glycogeenvoorraden binnen de spiercel.