Inspanningsfysiologie; efficiëntie van sporten

Het lichaam heeft constant energie nodig in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP). Bij het splitsen van ATP in adenosinedifosfaat (ADP) en fosfaat (P) komt energie vrij. In rust heeft het lichaam minder energie nodig, dan tijdens fysieke inspanning. De hoeveelheid energie die het lichaam daadwerkelijk nodig heeft om fysieke inspanning te kunnen leveren kan gecorrigeerd worden voor de energie die nodig is voor ruststofwisseling. Men spreekt dan van netto energiegebruik. Wanneer het energiegebruik door de zuurstofopname te meten tijdens inspanning duidelijk is en het geleverde vermogen bekend is, kan de efficiëntie van bewegen gemeten worden. De mechanische efficiëntie van mensen tijdens inspanning ligt tussen de 20 en 25%. Dit betekent dat 75 tot 80% van het totale energiegebruik vrijkomt als warmte. Door een betere techniek en mogelijk gebruik van nitraat (rode bietensap) kan de efficiëntie van bewegen toenemen.

Bruto en netto energiegebruik tijdens inspanning
Het lichaam heeft constant energie nodig om goed te kunnen functioneren. In rust is het energiegebruik lager, dan tijdens fysieke inspanning. In rust is er energie nodig om vitale processen goed te laten verlopen. Deze energie die nodig is in rust wordt ruststofwisseling genoemd. Bij fysieke inspanning wordt er ook nog steeds energie gebruikt om vitale processen goed te laten verlopen. Het energiegebruik tijdens inspanning kan worden uitgedrukt als bruto en netto energiegebruik. Het bruto energiegebruik tijdens inspanning is het totale energiegebruik tijdens inspanning, dus inclusief energiegebruik ruststofwisseling. Netto energiegebruik is het energiegebruik tijdens inspanning waar ruststofwisseling vanaf is getrokken.

Energiegebruik tijdens inspanning wordt geschat met indirecte calorimetrie
Om energie te produceren die de spieren nodig hebben om samen te kunnen trekken tijdens inspanning, kunnen de spieren brandstoffen (koolhydraat- en vetverbranding) verbranden. Voor deze verbranding is zuurstof nodig. Door het aantal liters te meten wat het lichaam gebruikt tijdens inspanning kan het energiegebruik worden geschat. Bij indirecte calorimetrie wordt de zuurstofopname gemeten tijdens inspanning. Door indirecte calorimetrie te gebruiken, kan het energiegebruik goed geschat worden bij duursporten (aerobe sporten), omdat daar met name zuurstofopname cruciaal is voor de energieleverantie. Bij anaerobe sporten (krachtsporten, vechtsporten, sprintsporten) wordt echter ook op anaerobe wijze energie geproduceerd en is de indirecte calorimetrie een methode die het totale energiegebruik tijdens inspanning onderschat. Er zijn echter geen goede alternatieven om het energiegebruik te meten tijdens inspanning.

Efficiëntie van bewegen
Sporters die efficiënter de energie die zij produceren omzetten in voortbeweging hebben een voordeel op de concurrentie. Deze sporters kunnen namelijk door minder energie te gebruiken eenzelfde snelheid halen. Het is daarom interessant om te weten wat de efficiëntie van bewegen is. De efficiëntie van bewegen kan alleen worden bepaald bij aerobe sporten die op een constant vermogen worden uitgevoerd. Om de efficiëntie van bewegen te meten, wordt er gemeten wat iemands extern vermogen is en hoeveel zuurstof deze persoon opneemt. Het extern vermogen wordt uitgedrukt in Watts (W) en kan gemeten worden op een fietsergometer, loopergometer (loopband) en roeiergometer.
Wanneer er inzicht is in het extern vermogen en zuurstofopname kan bepaald worden hoeveel milliliter (ml) zuurstof (O2) iemand opneemt om 1 W te produceren (O2 ml/W). Mensen met een zeer hoge efficiëntie gebruiken ongeveer 12 ml O2/W.
Naast deze vorm van efficiëntie kan ook de mechanische efficiëntie (ME) worden geschat. Om de ME te schatten, wordt het geleverde vermogen gedeeld door het totale energiegebruik wat nodig is om het vermogen te leveren. Doorgaans ligt het mechanische vermogen van iemand tussen de 20 en 25%. Dit betekent dat 75 tot 80% van de totale energieproductie vrijkomt als warmte.
Mensen met een betere techniek hebben vaak een grotere efficiëntie van bewegen. Techniektraining kan dus de efficiëntie van bewegen verbeteren. Verder zijn er aanwijzingen dat nitraat (in onder andere rode bietensap) de efficiëntie bij goed getrainde sporters verbetert.

Lees ook:

Schrijf ook voor de grootste online bibliotheek en verdien een extra inkomen

Maak je eigen geldmachine in 8 stappen en wordt financieel onafhankelijk

Inspanningsfysiologie; componenten van het energiegebruik

Inspanningsfysiologie; verhogen van de ruststofwisseling

Inspanningsfysiologie; EPOC, waarom is de verbranding na intensief sporten hoger?

Inspanningsfysiologie; verbranding en directe calorimetrie

Inspanningsfysiologie; anaeroob alactisch energiesysteem; ATP-CP-systeem

Inspanningsfysiologie; anaerobe afbraak glucose (glycolyse)

Inspanningsfysiologie; anaerobe energiesystemen

Inspanningsfysiologie; brandstof voor bewegen

Inspanningsfysiologie; energie voor sport en bewegen

Inspanningsfysiologie; wat is een calorie?

Inspanningsfysiologie; eten voor wedstrijd en training

Inspanningsfysiologie; eiwitten, vetten en koolhydraten

Inspanningsfysiologie; vetten en sport

Inspanningsfysiologie; koolhydraten en sport

Inspanningsfysiologie; eiwitten en sport

Bronnen:

William D. McArdle, Victor L. Katch, & Frank I. Katch (2014) Exercise Physiology, Nutrition, Energy, and Human Performance, LWW Philadelphia