Trainingsadaptaties duurtraining

Fysiologische adaptaties zijn aanpassing aan het lichaam. De fysiologie houdt zich bezig met hoe het menselijk lichaam in elkaar zit. Bij fysiologie wordt de werking/ functie van organen beschreven, bij de anatomie wordt aandacht besteed aan de lichaamsstructuren (hoe het lichaam in elkaar zit). Fysiologie betekent letterlijk de leer van de functies van het lichaam. Fysiologie bestudeert bijvoorbeeld de vraag wat er gebeurt als we iets eten (stofwisseling), hoe het lichaam de temperatuur en pH-waarde reguleert en welke veranderingen er op treden als we ziek zijn.

Fysiologische adaptaties zijn processen welke een mens/(dier) in staat stellen om zich aan te passen aan een veranderende omgeving. Deze adaptaties kunnen het gevolg van zijn training, detraining, of acclimatisatie (hoogte, temperatuur, luchtvochtigheid etc.). We spreken van adaptatie als er een lange-termijn chronische fysiologische verandering in het lichaam optreedt (als gevolg van training). Dit stelt het lichaam in staat om te voldoen aan nieuwe ‘vraag’ van het lichaam.

Trainingsadaptaties

Adaptaties hoeven dus niet alleen veroorzaakt te worden door training, Training zorgt echter wel voor adaptatie, en kan allerlei fysiologische lichaamsprocessen versnellen (hartslag, ademhaling, zuurstofopname, bloedsomloop, warmteafvoer, etc.).

Kijken we naar de adaptaties van training dan wordt er binnen de literatuur altijd onderscheid gemaakt tussen duurtraining (endurance training) en krachttraining of strength training. Dit wordt gedaan omdat de (lange-termijn) reacties van het lichaam verschillend zijn op beide type trainingen.

Duurtraining

Duurtraining is training die gericht is op het vergroten van het uithoudingsvermogen. Duurtraining refereert over het algemeen aan training van het aërobe systeem, in tegenstelling tot anaerobe training. Duurtraining zorgt voor het vergroten van het cardiovasculaire
en spieruithoudingsvermogen (doormiddel van adaptatie). De term duurtraining klinkt misschien alsof dit
heel lang moet duren, maar dat is niet geheel waar. Een 10 minuten durende warming up is ook al een vorm
van duurtraining.

Doel van duurtraining

Duurtraining (aeroob) heeft twee belangrijke doelstellingen:

• Capaciteit van het cardiovasculaire systeem verbeteren om zuurstof te kunnen transporteren
• Capaciteit van het actieve spierweefsel (musculaire systeem) verbeteren om zuurstof efficiënt te kunnen opnemen en gebruiken.

Als gevolg van duurtraining ontstaan adaptaties aan het lichaam, zowel fysiologische, metabolische als endocriene (hormooonstelsel) aanpassingen. Het doel van trainingsadaptaties is om het lichaam efficiënter te maken. Adaptaties aan duurtrainingen zorgen ervoor dat het lichaam met minder energie dezelfde arbeid kan leveren. Adaptaties aan krachttraining maken het lichaam sterker.

Hebben we het over trainingsadaptaties, dan is het goed om onderscheid te maken tussen acute- en chronische trainingsadaptaties.


Wat willen we weten van trainingsadapaties, en waarom?

Je vraagt je misschien af waarom is het belangrijk om te weten dat als ik ga sporten mijn hartslag stijgt, dat is toch logisch? Desalniettemin is het goed om te weten hoe het lichaam reageert op inspanning. Uiteindelijk zijn de chronische trainingsadaptaties de som van alle acute adaptaties die plaatsvinden, waarbij er structurele veranderingen plaatsvinden in het lichaam. Willen we een PR lopen op een 10km wedstrijd, dan zullen we moeten weten hoe en wat we moeten trainen om beter te worden. Dat begint met het snappen hoe ons lichaam in elkaar zit, en hoe het hart, de longen, en spieren samenwerken en zich aanpassen aan de 'vraag' van het lichaam.

Wat voornamelijk interessant is is om te weten wat de chronische gevolgen van training zijn. Juist omdat die chronische veranderingen bepalen hoeveel vooruitgang we gemaakt hebben en een verbeterde hart- en longfunctie nu eenmaal zorgt dat je harder kan lopen, langer kan fietsen of sneller kan zwemmen.


Acute trainingsadaptatie cardiovasculaire systeem

Acute aanpassingen gebeuren op het moment dat we beginnen met inspanning. Het zijn directe veranderingen (stijging of daling) in de organen van het lichaam, als reactie op een stimulus. (training) De chronische adaptaties hebben betrekking op de structurele aanpassingen aan het lichaam (cellen, weefsels, organen) die als gevolg van lange-termijn consistente stimuli ontstaan.

De acute adaptaties vinden voornamelijk plaats in de cardiovasculaire (hart) en respiratoire (long) systemen, er treden verandering op in het hart, de longen, de bloedvaten en de spieren.

De acute aanpassingen aan het cardiovasculaire systeem zijn:

• Stijging van hartslag
• Toename van slagvolume (stroke volume)
• Stijging in hartminuutvolume (cardiac output)
• Verhoging van systolische bloeddruk
• Vasodilatie
• Herdistributie van bloed naar actief spierweefsel

De acute aanpassingen aan het respiratoire  systeem zijn:

• Verhoging van ademhaling
• Verhoging van de zuurstofopname
• Toename van de zuurstoftoevoer en bloedtoevoer naar actief spierweefsel
• Versnelling van bloedsomloop



Hartslag: stijgt


Hartslag zijn het aantal slagen dat het hart per minuut maakt. In rust is een gemiddelde hartslag tussen de 60 en 70. Voor (top)atleten kan dit zo laag zijn als tussen de 30 en 50. Op het moment dat je begint met een inspanning stijgt de hartslag als gevolg van de afgifte van noradrenaline een (sympatisch) hormoon dat zorgt dat het hart krachtiger samentrekt. Je hartslag stijgt geleidelijk en kan bij maximale inspanning zo hoog worden als 220-leeftijd, beter bekend als de maximale hartslag.


Slagvolume: stijgt


Het slag volume is de hoeveelheid bloed die per hartslag de aorta verlaat en het lichaam in gepompt wordt.
In rust vult het hart zich niet tot de maximale capaciteit. Het slagvolume in rust is ongeveer 70 ml per hartslag. (variërend tussen de 60 en 80 ml). Tijdens inspanning loopt, als gevolg van een toename in eind-diastolische volume (end-diastolic volume) en een
toename in de activiteit van het sympatisch zenuwstelsel het slagvolume op tot zo’n 120 ml per hartslag.

Bij goed getrainde atleten geldt dat deze een sterker hart hebben waardoor het slagvolume kan oplopen tot
boven de 200 ml bloed dat per hartslag het lichaam ingepompt word.

 

Het slagvolume stijgt, net als de hartslag doordat spierweefsel meer zuurstof nodig heeft. Het zuurstof wordt door het bloed vervoert, zodat het hart meer bloed pompt en de spieren meer zuurstof ontvangen.

Er is een duidelijke relatie tussen het slagvolume (stroke volume) en de VO2max. Het hart heeft een maximale capaciteit, dat betekend dat als het lichaam de maximale zuurstofopname (VO2max) bereikt, ook het slagvolume afvlakt.


Hartminuutvolume: stijgt


Het hartminuutvolume, oftewel de cardiac output is gelijk aan de hartslag maal het slagvolume. We krijgen dan de totale hoeveelheid bloed per minuut. Oftewel Q=HR*SV (HR = heart rate, en SV= stroke volume). In rust is het hartminuutvolume gelijk aan ongeveer 5 liter per minuut (70 bpm* 70 ml/beat= 4900 ml). Tijdens extreme inspanningen kan dit bij goed getrainde atleten oplopen tot het 7-voudige (35 l/min).



Bij normale inspanning is het hartminuutvolume tussen de 20 en 25 liter per minuut.

Ook het hartminuutvolume heeft een lineaire relatie, met de maximale zuurstofopname. In tegenstelling tot het slagvolume heeft de relatie Q/VO2max geen plateau.


Bloeddruk: stijgt


Bloeddruk is een interessant doordat er twee soorten bloeddruk zijn, de systolische (boven) bloeddruk en die diastolische (onder) bloeddruk. Bloeddruk is de vloeistofdruk (bloed in dit geval) in het slagadersysteem.

Referentiewaarden zijn 120 (systolisch) over 80 (diastolisch). Bloeddruk meet eigenlijk hoe intens het hart bet bloed de arteriën inpompt. Of met andere woorden hoeveel druk er op de bloedvaten komt te staan.

Als het slagvolume hoger is, verlaat meer bloed het hart, hierdoor stijgt de (systolische) bloeddruk . Dit komt doordat het bloed dezelfde arterie (de aorta) ingepompt wordt. Een groter volume in dezelfde ruimte betekend een grotere druk. Net als je meer lucht in een ballon blaast. Een toename in de bloeddruk tijdens inspanning wordt veroorzaakt door krachtigere contracties van het hart waarbij het slagvolume toeneemt.

 

Tijdens inspanning blijft de diastolische bloeddruk gelijk, of daalt zelfs ligt. De diastolische onderdruk is een maatstaf voor de diameter van de bloedvaten. Het lichaam kan de doorsnede van de bloedvaten vergroten (vasodilatie) en verkleinen (vasoconstrictie). Als de diameter van de bloedvaten toeneemt, heeft het bloed meer ruimte om getransporteerd te worden, waardoor de onderdruk afneemt.

Op het moment dat de spieren veel zuurstof nodig hebben zorgt vasodilatie voor een verwijding van de bloedvaten, de onderdruk daalt, en er stroomt meer bloed naar het spierweefsel waardoor de bovendruk stijgt (hart trekt krachtiger samen).


Vasodilatie: neemt toe


Vasodilatie is het openen van de bloedvaten om meer bloed naar specifiek weefsel te transporteren. Vaso betekent vat en dilatie betekend verwijdering, een verwijdering van de bloedvaten dus. Bloedtoevoer is nauw gerelateerd aan de metabolische activiteit van het orgaanweefsel. Een toename in metabolisme, zoals tijdens spiercontractie (spieren behoren ook tot het orgaanstelsel), dan neemt de bloedtoevoer toe.



Vasodilatie ontstaat door lokale factoren, gerelateerd aan de metabolische activiteit die een directe invloed hebben op de kleine arteriolen en precapillaire sluitspieren van het spierweefsel. De snelle response zorgt voor een aanpassing aan de spierkracht en de metabolische behoefte (hoeveel zuurstof het spierweefsel nodig heeft). Een afname in de zuurstoftoevoer naar het spierweefsel is een stimulus voor vasodilate. Daarnaast zijn ook een toename in bloedtoevoer, temperatuur, koolstofdioxide, zuurgraad en de concentraties van verschillende enzymen een stimulus voor het verwijden van de lokale bloedvaten.


Herdistributie van bloed naar actief spierweefsel: neemt toe


Vasoconstrictie is precies het tegenovergestelde van vasodilatie, het zorgt voor een vernauwing van de bloedvaten. Tijdens inspanning wil je zoveel mogelijk zuurstof (bloed) naar de spieren en minder bloed naar overige organen zoals de darmen, lever en nieren. De bloedvaten naar de darmen trekken samen, waardoor de bloedtoevoer vermindert wordt. Vasoconstrictie is het gevolg van een verhoogde sympatische innervatie. Sympatische zenuwvezels scheiden het hormoon norephinerine uit. Dit hormoon bindt aan de receptoren van de spiercellen (de arteriolen) waardoor er vasoconstrictie optreedt.

Bloedvaten naar de spieren verwijden, net zoals de bloedvaten in de huid. Dit dient om de warmte goed af te kunnen voeren.

Tijdens inspanning gaat een kleine 85% van de bloedtoevoer naar actief spierweefsel, terwijl dit in rust maar 20% is.


Arterioveneuze zuurstofverschil: stijgt


Het arterioveneuze zuurstofverschil beter bekend als de arterious oxygen difference (a-vo2 difference), is het verschil tussen het zuurstofgehalte in de arteriën (slagaders) en de venen (aders). Waarbij de slagaders zuurstofrijk bloed vanuit het hart het lichaam invoert, en de aders zuurstofarm bloed terug naar de longen transporteren.

Het arteriële bloed transporteert zuurstof naar de weefsels en nadat het zuurstof afgegeven is aan het weefsel keert het bloed terug naar het rechterdeel van de longen waar wederom zuurstof wordt opgenomen.

Het zuurstofverbruik (oxygen consumption) in de weefsels kunnen we aan de hand van het arteriële zuurstofgehalte (arterieel = slagaderlijk en dus zuurstofrijk) en het gemengde veneuze zuurstofgehalte bepalen. Het veneuze O2-gehalte refereert naar de venen (een ader die bloed terugvoert naar het hart, en vervoert zuurstofarm bloed).

Waar het op neer komt is dat de arteriële gemixte zuurstofverschil een indicatie is voor de mate waarin zuurstof uit het bloed onttrokken wordt door het actieve weefsel.

Op het moment dat het arteriële-veneuze zuurstofverschil (en het hartminuutvolume) hun hoogste waarden hebben bereikt kan het weefsel niet meer zuurstof opnemen. Dat betekent dat het lichaam de maximale zuurstofopname heeft bereikt (maximale aerobe vermogen), de VO2max.

Door de verhoogde zuurstofbehoefte tijdens inspanning, zal meer zuurstof van de arteriën (slagaders) naar de cellen worden getransporteerd, waardoor minder zuurstof in de aderen circuleert. Het arterioveneuze zuurstofverschil stijgt daarom tijdens inspanning.