THEMA 6 0 CAPACITEIT VAN HET SYSTEEM, TRAINING EN LIMITATIE
HOOFDSTUK 10
BESCHRIJF ECONOMIE EN MECHANISCHE EFFICIËNTIE VAN BEWEGEN
BESCHRIJF DE INVLOED VAN GETRAINDHEID OP DE HARDLOOPECONOMIE
Menselijke efficiëntie van beweging, vaak aangeduid als mechanische efficiëntie, houdt
rekening met de verhouding tussen de energie uitgaven van beweging (berekend op basis
van de snelheid van extern uitgevoerd werk x de duur van de beweging) en dat deel van het
energieverbruik dat verschijnt als extern werk wordt vaak energie-output genoemd.
Efficiëntie van menselijke beweging is gelijk aan de berekende hoeveelheid die nodig is om
een bepaalde taak uit te voeren in verhouding tot de werkelijke energiebehoefte van het
verrichte werk.
Bewegingsbesparing (= movement economy) daarentegen verwijst naar de energie die
nodig is, meestal afgeleid van het meten van het zuurstofverbruik, om een constante
bewegingssnelheid te behouden.
ECONOMIE VAN BEWEGING
Het beoordelen van de economie van beweging omvat het meten van de zuurstof die wordt
verbruikt tijdens oefeningen met een constante snelheid, met een constant vermogen of
een constante snelheid.
Tijdens training met constante snelheid komt het zuurstofverbruik nauw overeen met het
energieverbruik.
Bij submaximaal hardlopen, fietsen of zwemmen verbruikt een persoon met een grotere
bewegingseconomie minder zuurstof bij constante snelheid.
Bewegingseconomie wordt extra belangrijk tijdens activiteiten van langere duur, waar
succes grotendeels afhangt van de aerobe capaciteit van het individu en het vermogen om
het laagste zuurstofverbruik te handhaven bij een bepaalde
werksnelheid.
Voor kinderen en volwassenen verbetert elke
trainingsaanpassing die de inspanningsbesparing verbetert
en de zuurstofopname vermindert, gewoonlijk de prestaties.
Figuur 10.1 laat het sterke verband zien tussen hardlopen en
duurprestaties bij topsporters met een vergelijkbare aerobe
conditie. Het is duidelijk dat atleten met een grotere
,rentabiliteit (d.w.z. een lager zuurstofverbruik bij een vooraf bepaalde snelheid) snellere
racetijden behalen.
INVLOED VAN GETRAINDHEID OP DE HARDLOOPECONOMIE
Zelfs onder getrainde hardlopers treedt een opmerkelijke variatie in economie op bij
submaximale hardloopsnelheden.
Over het algemeen verbeteren langetermijnprogramma’s voor hardlooptraining de
loopeconomie, deels als gevolg van door training geïnduceerde verminderingen van
longventilatie tijdens submaximaal hardlopen.
Geen enkele biomechanische factor verklaart individuele verschillen in hardloopeconomie,
hoewel spierstructurele en compositorische factoren waarschijnlijk een rol spelen.
Indirect bewijs uit studies van wielrenners geeft aan dat de verdeling van het spiervezeltype
in actieve spieren de economie van fysieke inspanning beïnvloedt.
Fietsers met een grotere economie hadden een groter percentage slow-twitch (type I)
spiervezels in de vastus lateralis-spier. Aërobe spiervezels van type I reageren met een
grotere mechanische efficiëntie dan sneller samenstrekkende, zeer anaërobe spiervezels
van type II.
MECHANISCHE EFFICIËNTIE
Mechanische efficiëntie weerspiegelt het % van de totale verbruikte chemische energie dat
bijdraagt aan extern werk, waarbij de rest verloren gaat als warmte.
Uitwendig volbracht werk (energie-output) is gelijk aan kracht die werkt over een verticale
afstand (F x D).
Je kan de mechanische efficiëntie niet berekenen tijdens horizontaal lopen of hardlopen
omdat er geen extern werkt wordt verricht: wederzijdse arm- en beenbewegingen negeren
elkaar zonder nettowinst in verticale afstand. Als een persoon een niveau loopt of rent, kan
de werkcomponent worden geschat op basis van de lichaamsmassa en de bereikte verticale
afstand of lift.
Het totale verbruikte zuurstof vertegenwoordigt de noemer (energieverbruik) van de
efficiëntieverhouding. Tijdens een constante training wordt het zuurstofverbruik omgezet in
energie-eenheden: ongeveer 1,0 L O2 = 5,0 kCal.
,Neem als voorbeeld een rit van 15 minuten op een stationaire fiets die 13.300 kg-m2 werk
genereert met netto zuurstofverbruik om werk te produceren van in totaal 25 L (RQ = 0,88).
De verbruikte zuurstof wordt als volgt omgezet in kcal:
De energie die nodig is om interne en externe wrijving te overwinnen, is de grootste factor
die de mechanische efficiëntie beïnvloedt. Dit is verspilde energie omdat het niet bijdraagt
aan het volbrachte werk; bijgevolg is de werkinput (noemer in de vergelijking) altijd groter
dan de werkoutput (teller in de vergelijking).
Gemiddeld ligt de mechanische efficiëntie tussen 20 en 25% voor wandelen, hardlopen en
stationair fietsen. Lichaamsgrootte, geslacht, fitnessniveau beïnvloeden individuele
verschillen in efficiëntie.
De efficiëntie zakt onder de 20% voor activiteiten met een aanzienlijke weerstand tegen
beweging, zoals wielrennen, langlaufen, schaatsen en roeien en zwemmen op de weg. C
, DELTA EFFICIËNTIE
De berekening van delta-efficiëntie biedt een alternatieve benadering om mechanische
efficiëntie te bepalen (niet beïnvloed door lichaamsgewicht of veranderingen in
lichaamsgewicht):
Waarbij delta werkproductie gelijk is aan het berekende verschil in werkoutput op twee
verschillende activiteitsniveaus, en delta energieverbruik gelijk is aan het verschil in
energieverbruik tussen de twee activiteitsniveaus.
Stel bijvoorbeeld dat een persoon eerder fietst op 100 W bij een V& O2 van 1,50 L ∙ min-1
met een RQ van 0,89. De werkintensiteit neemt dan toe tot 200 W, met een
overeenkomstige V& O2 van 2,88 L∙min-1 en RQ van 0,95. Delta-efficiëntie berekent als
volgt, waarbij 1 W = 0,014 kcal ∙ min-1; RQ van 0,89 = 4,911 kcal ∙ LO2-1; RQ van 0,95 =
4,985 kcal ∙ LO2-1:
