Trainingszones, drempels en lactaattesten

Als het lactaat uit je oren spuit …

Bij 3-SMART nemen we sinds dit jaar ook lactaattesten af om de fysiologie van atleten in kaart te brengen en de training daarmee zo optimaal mogelijk te sturen. Hoe ziet zo’n lactaattest er eigenlijk uit? Hoe bepalen we hieruit de zgn. drempels en trainingszones? En, hoe sturen we atleten hiermee richting een optimale prestatie? Voordat we daaraan toe komen zullen we eerst iets vertellen over trainingszones en drempels.

Trainingszones

Het wordt algemeen aangenomen in de trainingsleer dat het verstandig is om rustige en harde trainingen af te wisselen. Om de intensiteit van de trainingen te classificeren wordt daarbij vaak gebruik gemaakt van zgn. trainingszones. Het meest eenvoudige, veelgebruikte model bestaat uit 3 zones (zie Fig. 1): een “Moderate” zone (Zone 1), een “Heavy” zone (Zone 2) en een “Severe” zone (Zone 3).

In Zone 1 vallen de trainingen op lage intensiteit waarbij je vooral trage (type-I) spiervezels gebruikt en relatief veel energie haalt uit vetverbranding. Dit zijn bijv. de lange, langzame duurtrainingen. Intensievere trainingen waarbij je ook meer koolhydraten gaat verbranden voor de energievoorziening en meer snelle (type-II) spiervezels gaat inzetten vallen in Zone 2. Hierbij kun je bijv. denken aan langere tempo-intervallen (10-60min) op middelmatige intensiteit. Tenslotte, in Zone 3 vallen de trainingen op hoge intensiteit die je slechts kort (< 1 uur) vol kunt houden, waarbij je ook steeds meer snelle spiervezels inzet en (bijna) alleen nog koolhydraten verbruikt. Dit zijn bijv. intervallooptrainingen van 6x1000m sneller dan je 10km wedstrijdtempo.

Hoe vaak moet je nu in elke zone trainen? Daar is niet iedereen het over eens, getuige ook de recente discussie tussen twee groepen wetenschappers [Foster, Burnley], maar de meest gangbare aanpakken zijn een piramidale verdeling en een gepolariseerde verdeling van de trainingen over de zones. De piramidale verdeling houdt in dat je grofweg 80% van de trainingen (of trainingstijd) in Zone 1 uitvoert, 15% in Zone 2 en 5% in Zone 3, terwijl de gepolariseerde verdeling uitgaat van 80% in Zone 1, 5% in Zone 2, en 15% in Zone 3. In beide verdelingen komt dus terug dat 80% van de trainingen in Zone 1 (dus rustig) en slechts 20% van de trainingen intensiever moet worden uitgevoerd. Hoe intensief precies, daar verschillen de twee aanpakken dus over en de beste keuze voor een atleet zal in de praktijk ook sterk samenhangen met zijn achtergrond en specifieke doelen.

Als we deze trainingszones effectief willen gebruiken, dan is het ook van belang om de zones van elkaar te kunnen onderscheiden. Deze scheidslijnen tussen de zones worden aangeduid als drempels en daar zullen we hieronder verder op ingaan. Merk nog wel op dat de trainingspraktijk niet zo zwart-wit is en een training hoog in Zone 1 nagenoeg hetzelfde effect zal hebben als een training laag in Zone 2.

Drempelbepaling

We zullen de overgang tussen Zone 1 en 2 hier aanduiden als aerobe drempel en de overgang tussen Zone 2 en 3  als anaerobe drempel. Er bestaan veel alternatieve benamingen voor deze drempels wat vaak tot verwarring leidt [Binder], maar dit zijn de overgangen waar we hier op focussen. Hoe kunnen deze beide overgangen nu nauwkeurig bepaald worden? Dit gebeurt in de praktijk meestal door bij inspanningstesten met oplopende belasting (uitgevoerd op een ergometer) één of meerdere fysieke en/of mentale reacties van een atleet te meten en analyseren:

• Hartslag:
  • De hartslag loopt initieel lineair op met de belasting en een afvlakking aan het eind van de test zou een indicatie voor de anaerobe drempel zijn [Conconi]. In de praktijk is er veel discussie over deze aanpak en deze wordt daarom ook weinig gebruikt. Bovendien is deze ook niet geschikt om de aerobe drempel te bepalen.
• Hartslagvariabiliteit (HRV):
  • De interesse in HRV (de variatie in tijd tussen twee opeenvolgende hartslagen) groeit de laatste jaren sterk. Door complexe wiskundige functies los te laten op je HRV waarden kun je nu ook je drempels schatten [Rogers]. Dit onderzoek staat nog in de kinderschoenen, maar is zeker een interessante ontwikkeling voor de nabije toekomst.
• EMI:
  • De ervaren mate van intensiteit (of rate of perceived exertion, RPE) zou je in theorie ook kunnen gebruiken om drempels af te leiden [Scherr]. Het nadeel is dat dit een vrij grove en subjectieve maat is en wordt daarom vaak alleen in combinatie met andere meetwaarden gebruikt.
• Ademhalingsfrequentie:
  • De ademhalingsfrequentie laat bij oplopende inspanning ook breekpunten zien die als drempels kunnen dienen [Cross]. De drempels zijn in de praktijk alleen niet bij iedereen zichtbaar en deze methode wordt tot op heden (nog) weinig gebruikt.
• Spraakcomfort:
  • Er bestaat ook laagdrempelige praattest waarbij de mate van spraakcomfort wordt gebruikt om drempels te bepalen [Quinn]. Dit lijkt niet de meest nauwkeurige aanpak (deels ook subjectief) en hangt waarschijnlijk ook sterk samen met de bepaling obv ademhalingsfrequentie (zie boven).
• Zuurstofsaturatie
  • Tegenwoordig kun je ook het zuurstofsaturatieniveau mbv NIRS (Near Infrared Spectroscopy) lokaal meten in spieren (bijv. mbv [Moxy]). Mogelijk kan dit ook in de toekomst gebruikt worden om de drempels te bepalen.

Alle bovengenoemde methoden worden in de trainingspraktijk (nog) weinig gebruikt en daarom zullen we tot slot hieronder uitgebreider ingaan op de twee meestgebruikte methoden in ziekenhuizen, SMA’s, inspanningscentra, etc., te weten ademgasanalyse en lactaatmeting.

Bij ademgasanalyse draag je tijdens de inspanningstest een masker om continu de opgenomen hoeveelheid zuurstof (O2) en ook de vrijgekomen hoeveelheid koolstofdioxide (CO2) te meten. Hier is kostbare meetapparatuur voor nodig (zie Fig. 2).

Wanneer de intensiteit van de inspanning toeneemt zal er namelijk steeds meer CO2 ontstaan, omdat de spieren meer vrijgekomen H+ ionen gaan bufferen (mbv bicarbonaat). Veranderingen in volume en concentratie van CO2 (en ook O2 en ventilatie) kunnen gebruikt worden om de aerobe en de anaerobe drempel (vaak aangeduid met Ventilatory Thresholds, VT1 en VT2, resp.) te bepalen (zie bijv. [Beaver, Binder]). Het is belangrijk om te benadrukken dat deze bepaling geen eenduidig proces is en dat er soms ook geen drempel kan worden gevonden, zoals in [Beaver] waar de veelgebruikte V-slope methode wordt geïntroduceerd om (met slechts wisselend succes) de aerobe drempel te bepalen.

Lactaattesten

In het geval van lactaatmeting worden tijdens de inspanningstest lactaatwaardes van het bloed gemeten mbv een (betaalbare) lactaatmeter (bijv. Lactate Pro 2). Dit wordt gedaan door aan het eind van elke stap in het inspanningsprotocol een druppel bloed uit de oorlel (of vinger) af te nemen mbv een teststrookje en direct te analyseren in een lactaatmeter. Het is daarbij belangrijk dat de duur van de stappen lang genoeg is om het lactaatniveau te laten stabiliseren. Uiteindelijk geeft dit dan een lactaatcurve waaruit de aerobe en anaerobe drempel kunnen worden bepaald.

De aerobe drempel wordt vastgesteld obv het moment waar het lactaat voor het eerst boven het basisniveau uitstijgt en de anaerobe drempel is het punt waar de lactaatwaarde bij gelijkblijvende belasting niet meer stabiliseert en alsmaar blijft stijgen. Soms worden er voor de drempelbepaling ook vaste grenswaarden gebruikt (te weten, 2.0mmol/l en 4.0mmol/l lactaat, resp.), maar dat blijkt in de praktijk te kort door de bocht door grote individuele variaties tussen atleten. Er worden in de literatuur diverse alternatieve methodes beschreven om de drempels wél “exact” te bepalen [Jamnick], maar ook hier blijkt dat er geen unieke, perfecte methode is die altijd en voor iedereen werkt. Dit betekent dat ook de drempelbepaling mbv lactaatmeting altijd enigszins subjectief zal zijn, maar door toenemende ervaring met de uitvoering en analyse van testen (en evt. gebruik van historische trainingsdata) zullen de resultaten steeds beter te interpreteren zijn.

Hoe ziet zo’n lactaattest (op de fiets) er in de praktijk uit? Meestal start een atleet op een laag wattage (60 of 100W) en loopt het wattage op in stappen van 25-40W per 5 minuten, afhankelijk van het niveau van een atleet. De bedoeling is om de test tot uitputting uit te voeren. Tegen het eind van elke stap wordt lactaat (en hartslag, EMI, en cadans) gemeten en dit geeft uiteindelijk een lactaatcurve. (En nee, zelfs aan het eind van de test spuit het lactaat niet echt uit je oren …. ;)) Aan de hand van de curve bepalen we de twee drempels en dit geeft zo de 3 trainingszones (zie Fig. 3). De breedte van de zones en het lactaatverloop binnen de zones geeft daarnaast extra inzicht in de sterktes en zwaktes van een atleet en zijn ontwikkelpunten. Deze informatie gebruiken we om het trainingsplan bij te sturen en deze bijsturing is uiteraard afhankelijk van de doelen van een atleet. Bij herhaaltesten na 6 of 12 maanden kun je bepalen of de lactaatcurve in de gewenste richting is verschoven en of de trainingsaanpak dus het beoogde effect heeft gehad.

Take-aways

• Een typische trainingsaanpak maakt gebruik van (minstens) 3 intensiteitszones waarbij het overgrote deel van de training op de laagste intensiteit moet worden uitgevoerd.
• De aerobe en anaerobe drempel zijn de overgangen tussen de 3 zones.
• Er bestaat (nog) geen perfecte methode om deze drempels voor iedereen nauwkeurig vast te stellen. Dat wil niet zeggen dat de huidige methodes niet bruikbaar zijn, maar wel dat het belangrijk is om de uitkomsten van een inspanningstest kritisch te beoordelen en niet klakkeloos in je trainingsschema te implementeren.
• Door de lactaattest zelf uit te voeren en naast historische trainingsdata te leggen kunnen we  de testresultaten eenduidiger interpreteren en wordt de kans op trainen op een verkeerde intensiteit sterk teruggebracht.
• Tot slot, vergeet ook niet een test regelmatig te herhalen (volgens hetzelfde protocol en op dezelfde manier [Dasonville]), want alleen dan kun je goed beoordelen of je ook echt vooruit bent gegaan!

Referenties

• [Foster] Foster et al. – Polarized Training is Optimal for Endurance Athletes (2021).
• [Burnley] Burnley et al. – Polarized Training is Not Optimal for Endurance Athletes (2021).
• [Conconi] Conconi et al. – Determination of the anaerobic threshold by a noninvasive field test in runners (1982).
• [Rogers] Rogers et al. – A New Detection Method Defining the Aerobic Threshold for Endurance Exercise and Training Prescription Based on Fractal Correlation Properties of Heart Rate Variability (2021).
• [Scherr] Scherr et al. – Associations between Borg’s rating of perceived exertion and physiological measures of exercise intensity (2013).
• [Cross] Evidence of break-points in breathing pattern at the gas-exchange thresholds during incremental cycling in young, healthy subjects (2012).
• [Quinn] Quinn et al. – The Talk Test and its relationship with the ventilatory and lactate thresholds (2011).
• [Moxy] https://www.moxymonitor.com .
• [Beaver] Beaver et al. – A New method for detecting anaerobic threshold by gas exchange (1986).
• [Binder] Binder et al. – Methodological approach to the first and second lactate threshold in incremental cardiopulmonary exercise testing (2008).
• [Jamnick] Jamnick et al. – Manipulating graded exercise test variables affects the validity of the lactate threshold and VO2peak (2018).
• [Dasonville] Blood lactate concentrations during exercise: effect of sampling site and exercise mode (1998).