Mitochondriën: de energiecentrales van de hardloper

Wie regelmatig over hardlooptraining leest, komt vroeg of laat het woord mitochondriën tegen. Ook op LoopMee gebruiken we het regelmatig. Duurtraining zou goed zijn voor de mitochondriën, getrainde spieren zouden er meer van hebben en een grotere mitochondriale capaciteit zou belangrijk zijn voor het uithoudingsvermogen.

Maar wat zijn mitochondriën eigenlijk? En belangrijker voor een hardloper: wat hebben ze met lopen te maken?

Kleine energiecentrales in onze cellen

Ons lichaam bestaat uit biljoenen cellen. In veel van die cellen bevinden zich mitochondriën: kleine structuren die een belangrijke rol spelen bij de energievoorziening. Spiercellen bevatten er relatief veel, en dat is niet toevallig. Een spier die moet samentrekken heeft voortdurend energie nodig.

Die energie wordt uiteindelijk geleverd in de vorm van ATP, voluit adenosinetrifosfaat. ATP kun je zien als de direct bruikbare energievaluta van de cel. Wanneer spiervezels kracht leveren, is ATP nodig om het mechanisme van de spiercontractie te laten functioneren.

De voorraad direct beschikbaar ATP in de spier is echter klein. Tijdens het hardlopen moet het daarom voortdurend opnieuw worden aangemaakt.

En daar spelen de mitochondriën een hoofdrol.

Brandstof, zuurstof en ATP

In de mitochondriën kunnen voedingsstoffen worden verwerkt om ATP te produceren. Daarbij kunnen onder meer koolhydraten en vetten als brandstof dienen. Via een reeks biochemische processen worden energierijke stoffen afgebroken en wordt, met behulp van zuurstof, veel ATP gevormd.

Dat is de aerobe energievoorziening.

Bij rustig en langdurig hardlopen is die aerobe energieproductie bijzonder belangrijk. Hoe langer we lopen, hoe afhankelijker we zijn van processen die gedurende langere tijd ATP kunnen blijven leveren.

Dat betekent overigens niet dat tijdens rustig hardlopen uitsluitend het aerobe systeem werkt, of dat tijdens snel hardlopen plotseling een ander systeem wordt aangezet. De verschillende energiesystemen werken voortdurend naast elkaar. Alleen hun onderlinge bijdrage verandert met onder meer de intensiteit en duur van de inspanning.

Wat gebeurt er wanneer we gaan trainen?

Een training verstoort tijdelijk het evenwicht in een spiercel. De spieren trekken samen, ATP wordt gebruikt, de behoefte aan energie neemt sterk toe en allerlei chemische signalen veranderen.

De spiercel reageert daarop.

Een enkele training veroorzaakt al signalen die processen in gang zetten waarmee de spier zich probeert aan te passen aan de geleverde inspanning. Een belangrijke speler daarbij is een eiwit met de weinig uitnodigende naam PGC-1α. Het is betrokken bij de regulering van processen die leiden tot de opbouw en aanpassing van mitochondriën.

Voor een hardloper hoeven we niet alle moleculaire schakelaars uit het hoofd te leren. Het principe is belangrijker:

een training vormt een prikkel, waarna tijdens het herstel aanpassingsprocessen plaatsvinden.

Herhalen we die prikkel regelmatig, dan kan de mitochondriale capaciteit van de getrainde spieren toenemen. Onderzoek laat zien dat duurtraining zowel de hoeveelheid mitochondriaal materiaal als verschillende eigenschappen van de mitochondriën kan veranderen.

Meer mitochondriën is niet het hele verhaal

Vaak wordt dit simpel uitgelegd als: door duurtraining krijg je meer mitochondriën. Dat is bruikbaar als eerste uitleg, maar de werkelijkheid is interessanter.

Mitochondriën zijn geen verzameling identieke batterijtjes die simpelweg worden bijgezet. In spiercellen vormen ze een dynamisch netwerk. Training kan veranderingen veroorzaken in hun hoeveelheid, structuur, enzymactiviteit en vermogen om brandstoffen te verwerken en ATP te produceren.

Ook de aard van de training speelt daarbij een rol. Rustige en matig intensieve duurtraining en intensievere intervaltraining kunnen beide mitochondriale aanpassingen veroorzaken, maar niet noodzakelijk op precies dezelfde manier.

Wat heeft een hardloper eraan?

Voor een duurloper is een goed ontwikkelde aerobe energievoorziening bijzonder waardevol. Getrainde spieren kunnen bij een bepaalde submaximale inspanning efficiënter omgaan met beschikbare brandstoffen en beschikken over een grotere capaciteit voor oxidatieve energieproductie.

Dat helpt verklaren waarom een tempo dat voor een ongetrainde loper behoorlijk zwaar is, voor een goed getrainde loper lange tijd comfortabel kan aanvoelen.

Maar mitochondriën werken natuurlijk niet alleen. Voor duurprestaties zijn ook onder andere het hart, de bloedvaten, de zuurstoftransportcapaciteit van het bloed, de haarvaten rond de spiervezels, spiervezeltypen, zenuwstelsel en loopeconomie van belang.

Een hardloper is geen verzameling mitochondriën met hardloopschoenen aan.

Waarom werkt rustige duurtraining dan?

Hier wordt het voor de trainingspraktijk interessant. Om mitochondriale aanpassingen te stimuleren hoeft een training niet iedere keer uitputtend te zijn.

Ook langdurige spierarbeid bij een relatief lage of matige intensiteit vormt een duidelijke metabole prikkel. Daarom kunnen rustige duurtrainingen bijdragen aan de ontwikkeling van het aerobe systeem zonder dat iedere training een zware aanslag op het herstel hoeft te vormen.

Intensievere trainingen leveren eveneens sterke signalen voor mitochondriale aanpassing. Dat betekent echter niet automatisch dat harder altijd beter is. Trainingsvormen veroorzaken verschillende prikkels, terwijl de totale trainingsbelasting en het vermogen om daarvan te herstellen eveneens bepalen hoeveel training iemand uiteindelijk aankan.

Daarmee komen we bij een bekend trainingsprincipe terug: de training zelf is de prikkel, maar de aanpassing vindt daarna plaats.

Een training verandert je niet ineens

Na één duurloop word je niet wakker met een compleet vernieuwde verzameling mitochondriën. Een afzonderlijke training zet allerlei tijdelijke processen in gang. Wanneer trainingen gedurende weken en maanden regelmatig worden herhaald, kunnen die afzonderlijke reacties zich uiteindelijk vertalen in meetbare structurele en functionele veranderingen.

Dat is eigenlijk de kern van trainen.

Je loopt vandaag een rondje dat je lichaam een reden geeft zich aan te passen. Je herstelt. Je doet het opnieuw. En langzaam verandert de spier die dat werk steeds opnieuw moet uitvoeren.

De energiecentrale is dus een aardige vergelijking

Mitochondriën de energiecentrales van onze cellen noemen is een vereenvoudiging, maar voor een eerste begrip werkt het uitstekend. Ze spelen een essentiële rol bij het omzetten van beschikbare brandstoffen in ATP waarmee onze spieren kunnen blijven werken.

Voor hardlopers is vooral belangrijk dat dit systeem trainbaar is.

Iedere rustige duurloop, intervaltraining of andere duurprikkel laat kleine biologische sporen achter. Niet één training maakt het verschil. De herhaling ervan zorgt ervoor dat onze spieren zich aanpassen aan wat wij steeds opnieuw van ze vragen.

En de volgende keer dat op LoopMee staat dat een training de mitochondriën stimuleert, weet je in ieder geval wie die kleine werknemers zijn.