Buffer capaciteit - een vergeten prestatiedeterminant meten

Hoog intensieve inspanningen gaan gepaard met verzuring van de spieren en vermoeidheid. Met gerichte training kan je hieraan werken. Maar hoe volg je de adaptaties op?

Photo by Nathanaël Desmeules on Unsplash

Zuur-base evenwicht in de spieren

Intensieve spieractiviteit waarbij een groot deel van de energie uit niet-oxidatieve systemen komt, gaat gepaard met aanzienlijke ionische veranderingen in de spier, waaronder de opstapeling van waterstofionen (H⁺). Hoewel de rol van H⁺ bij het veroorzaken van spiervermoeidheid nog steeds wordt onderzocht, is aangetoond dat de ophoping van H⁺ bijdraagt aan een vermindering van de prestatie, doordat het spiervermoeidheid en de waargenomen inspanning (centrale vermoeidheid) beïnvloedt.

De ophoping van protonen (H⁺) hangt af van zowel de productie als de afvoer ervan. De intra- en extracellulaire buffersystemen helpen om de opstapeling van vrije H⁺ te beperken en verminderen de schommelingen in de cellulaire zuurtegraad (pH) tijdens intensieve (niet-steady-state) inspanning.

Een buffer is een waterige oplossing van twee stoffen die zich in een bepaald evenwicht bevinden en een bepaalde pH aannemen. Bij verdunning, toevoegen van een zuur of een base zal deze pH nagenoeg constant blijven. De verstoring van het evenwicht en de zuurtegraad wordt dus 'gebufferd'.

De buffercapaciteit van de spier (βm) is volgens onderzoek hoger bij goed getrainde teamsporters, sprinters en roeiers dan bij marathonlopers of ongetrainde personen. Dit suggereert dat atleten die actief zijn in sporten met een hoge anaerobe belasting een grotere βm kunnen hebben. De resultaten van cross-sectionele studies laten echter niet toe om met zekerheid te zeggen of deze grotere buffercapaciteit het gevolg is van sportselectie of van het type training. Buffercapaciteit kan namelijk ook verbeterd worden door gerichte training.

Buffercapaciteit trainen: HIIT met 2’ intervallen aan 120-140% MLSS, met onvolledig herstel.

Hoogintensieve training met intervallen aan 120%–140% van de maximale lactaat steady state (MLSS) blijken effectief om de buffercapaciteit in de spieren te doen toenemen, terwijl training met matige intensiteit of krachttraining met veel herhalingen geen effect heeft op βm.

De uitgangswaarde van βm vóór de training blijkt negatief gecorreleerd met de toename ervan na training, wat betekent dat individuen met een lagere initiële βm meer baat hebben bij dit type training.

Het verhogen van βm door het innemen van natriumbicarbonaat (bakpoeder) blijkt effectief om de buffercapaciteit en maximale prestatie te verbeteren bij inspanningen van 30 seconden tot 12 minuten — intensiteiten waarbij typisch veel H⁺ wordt opgehoopt. De ergogene effecten van natriumbicarbonaat-suppletie lijken sterker te zijn bij personen met een lagere βm of een lagere trainingsstatus. Het kennen van de individuele βm levert dus essentiële informatie op om weloverwogen keuzes te maken in trainingsstrategieën of supplementgebruik.

Het kennen van de individuele βm levert dus essentiële informatie op om weloverwogen keuzes te maken in trainingsstrategieën of supplement-gebruik.

Buffer capaciteit meten

Traditioneel wordt de βm gemeten aan de hand van spierbiopten, waarbij men veranderingen in de spier-pH registreert na blootstelling aan gestandaardiseerde hoeveelheden zoutzuur (HCl). Op basis van de resulterende titratiecurve wordt de βm van een individu berekend. Als alternatief kan βm ook worden bepaald via de verhouding tussen de verandering in lactaatconcentratie vóór en na inspanning (Δlactaat) en de verandering in spier-pH (ΔpH). Een niet-invasieve benadering om het spiermetabolisme te onderzoeken bij rust en tijdens inspanning is het gebruik van 31P-magnetische resonantie spectroscopie (31P MRS). Helaas zijn al deze technieken om βm te meten duur, invasief (vb. spierbiopten), tijdrovend en vereisen ze laboratoriumapparatuur en gespecialiseerd personeel om de metingen en de gegevensanalyse uit te voeren. Daarom zijn deze methodes nauwelijks toepasbaar in het kader van fysieke training en monitoring van atleten. Er is duidelijk nood aan een alternatieve manier om β te meten.

Een oplossing in zicht?