Verzuurde benen, de klop van de hamer, geparkeerd staan, kramp tot achter de oren, … elke sporter maakt het al eens mee. Nogal eens wordt lactaat aangewezen als boosdoener. Maar is dit wel terecht? Inspanningsfysioloog Reinout Van Schuylenbergh geeft je een antwoord op deze vraag en vertelt je alles wat je moet weten over lactaat!
Afval?
Sinds 1780 onderzoeken wetenschappers de rol van lactaat in de menselijke fysiologie. Tot op vandaag blijven nog heel wat vragen bestaan en dit wijst op de complexe rol dat lactaat speelt. Intussen is de kennis geëvolueerd van “lactaat als afvalstof en oorzaak van spiervermoeidheid” tot “lactaat als brandstof voor spierinspanningen en een signaalmolecule voor tal van lichaamsprocessen” (Ferguson et al 2018).
Energie!
Om beter te begrijpen welke rol lactaat precies speelt, kijken we naar de energieleveringssystemen in ons lichaam.
Je zou onze energieleveringssystemen kunnen vergelijken met een hybridewagen die benzineaandrijving met elektrische aandrijving combineert en afhankelijk van de energiebehoefte en -beschikbaarheid (brandstof) met een bepaalde energiemix de wagen aandrijft.
In ons lichaam heten de motoren “het fosfageen energiesysteem”, “de glycolyse” en de “aerobe verbranding”. Het fosfageen systeem kan snel veel energie in korte tijd leveren (vermogen). Helaas zijn de energievoorraden (capaciteit) om dit systeem aan te drijven snel uitgeput en dienen de andere motoren al snel geactiveerd te worden.
Figuur 1 illustreert een vereenvoudigd model van (1) de glycolyse, (2) de oxidatie van koolhydraten en (3) de oxidatie van vetten.
Figuur 2 toont de activiteit van de glycolyse en het oxidatieve systeem in functie van de inspanningsintensiteit. Bij toenemende intensiteit verloopt de activatie van de glycolyse volgens een exponentiele curve (rode curve). De activiteit van het oxidatief systeem volgt een eerder lineair patroon (blauwe curve) (Wackerhage et al, 2022).
Dit geeft aanleiding tot 3 typische scenario’s:
1. Inspanning aan een matige intensiteit
De matige intensieve inspanningen situeren zich in het linker spectrum van figuur 2: De glycolyse is nog niet erg actief en bijgevolg is de productie van pyruvaat beperkt. Dit heeft 2 belangrijke gevolgen:
(1) Het oxidatieve (ook aerobe genoemd) energiesysteem heeft nog ruimte om Acetyl-CoA vanuit de beta-oxidatie (vetten) op te nemen en in energie om te zetten.
(2) Dit zorgt ervoor dat er maar een beperkte drive is om pyruvaat in lactaat om te zetten.
Lange, rustige duurtrainingen zijn inspanningen die we in dit domein kunnen onderbrengen.
2. Inspanning aan een hoge intensiteit
Bij toenemende intensiteit neemt de pyruvaatproductie toe. Zolang de aerobe energielevering dit nog de baas kan, is de energiemix vergelijkbaar zoals in scenario 1. Echter, er bestaat een competitie tussen de glycolyse en de beta-oxidatie voor een plaats in het aerobe metabolisme. Van zodra de pyruvaatproductie niet meer integraal kan worden opgevangen in het aerobe metabolisme verdwijnt de mogelijkheid om nog bijkomend vetten te verbranden. De glycolyse duwt als het ware de beta-oxidatie uit de energiemix.
In figuur 2 wordt een evenwichtssituatie aangeduid op het moment dat de exponentiële curve van de glycolyse de lineaire curve van het oxidatieve systeem doorbreekt. Dit punt geeft de hoogste intensiteit weer waarbij nog net een evenwicht tussen beide energiesystemen bestaat. Dit punt wordt ook gedefinieerd als de ‘anaerobe drempel’ of ‘maximale lactaat steady state (MLSS)’. Deze intensiteit is goed bekend bij wielrenners tijdens een tijdrit of bij een beklimming van een col op het scherp van de snee. Een intensiteit die nog net haalbaar is. De intensiteit nog verhogen is echter niet lang vol te houden en deze situatie wordt beschreven in scenario 3.
3. Inspanning aan een zeer hoge intensiteit
De intensiteit ligt nu dermate hoog dat de evenwichtssituatie tussen pyruvaatproductie en eliminatie wordt overschreden. Pyruvaat dreigt zich op te stapelen en wordt omgezet naar lactaat. Dit toont zich in een sterk verhoogde lactaatspiegel in het bloed. Het lactaat is evenwel geen eindproduct, maar kan opnieuw omgevormd worden naar pyruvaat en ingezet worden als energiesubstraat voor de aerobe energielevering. Men spreekt hier over de lactaatshuttle: het lactaat is een energiesubstraat dat van de ene locatie naar de andere kan migreren en bijdragen aan de invulling van de energiebehoefte (Hall et al 2016, Brooks et al 2022).
Welke betekenis heeft lactaat voor mij?
Het is duidelijk dat lactaat (pyruvaat) een sleutelrol speelt in de balans van de verschillende energiesystemen en dat de lactaatconcentratie in het bloed het gevolg is van een dynamisch proces van productie en eliminatie. Bijgevolg kunnen lactaatwaarden enkel geïnterpreteerd worden in het licht van de maximale lactaatproductie (vLamax) enerzijds en de maximale lactaateliminatie (VO2max) anderzijds. De klassieke (en nog steeds gangbare) meet- en interpretatiemethoden schieten hier te kort en meer geavanceerde modellen kunnen een oplossing bieden (Wackerhage et al, 2022).
In functie van optimale prestaties in een bepaalde sportdiscipline is een welbepaalde energiemix optimaal. Een sprinter in het wielrennen dient zowel uit te blinken in uithoudingsvermogen om de duur van de race te verteren, als in explosiviteit voor de eindsprint. Dus zowel de aerobe motor (VO2max) als glycolytische motor (vLamax) moeten voldoende uitgebouwd zijn. Voor een lange afstandstriatleet liggen de vereisten anders: de aerobe motor blijft een prioriteit, maar de glycolytische motor dient best onderdrukt te worden om de vetverbranding optimaal te laten functioneren. Dus niet het maximaliseren, maar wel het optimaliseren van de energiesystemen is aangewezen in functie van een topprestatie in een specifieke sportdiscipline (tabel).
|
Sportdiscipline |
vLaMax (mmol/L/s) |
VO2max (ml/kg/min) |
|
Triatlon lange afstand |
0.2-0.3 |
75-85 |
|
Wegwielrennen – sprinter |
0.7-0.9 |
75-85 |
|
Atletiek – sprintnummers |
1.0-1.2 |
50-60 |
Enkele referentiewaarden voor topatleten (heren).
Ik voel toch de verzuring en de spiervermoeidheid?
Maar hoe zit het nu met de pijn en de vermoeidheidssignalen tijdens intensieve activiteit? Deze signalen zijn zeer reëel en zien we geassocieerd met hoge lactaatconcentraties in het bloed. Het is evenwel verkeerd te denken dat het lactaat de oorzaak is van deze vermoeidheid. Vermoeidheid is het gevolg van een zeer complexe interactie tussen metabole, neuromusculaire en mentale processen en kan niet tot één oorzaak herleid worden (McCormick et al, 2015, Hall et al 2016).
Conclusies
| Het is duidelijk dat er niet meer op een traditionele manier naar lactaat gekeken kan worden. Indien met de adequate protocollen gemeten en geïnterpreteerd, kan er aan de hand van lactaatmetingen zeer relevante informatie verzameld worden over de fysiologische kwaliteiten van de sporter. Deze informatie kan gebruikt worden voor de sturing van het trainingsproces en de sportprestatie. |
Referentielijst
- McCormick A, Meijen C, Marcora S. Psychological Determinants of Whole-Body Endurance Performance. Sports Med. 2015 Jul;45(7):997-1015. doi: 10.1007/s40279-015-0319-6.
- Brooks GA, Arevalo JA, Osmond AD, Leija RG, Curl CC, Tovar AP. Lactate in contemporary biology: a phoenix risen. J Physiol. 2022 Mar;600(5):1229-1251. doi: 10.1113/JP280955.
- Hall MM, Rajasekaran S, Thomsen TW, Peterson AR. Lactate: Friend or Foe. PM&R. 2016 Mar;8(3 Suppl): S8-S15. doi: 10.1016/j.pmrj.2015.10.018.
- Wackerhage H, Gehlert S, Schulz H, Weber S, Ring-Dimitriou S, Heine O. Lactate Thresholds and the Simulation of Human Energy Metabolism: Contributions by the Cologne Sports Medicine Group in the 1970s and 1980s. Front Physiol. 2022 Jul 22;13:899670. doi: 10.3389/fphys.2022.899670.
- Ferguson, B.S., Rogatzki, M.J., Goodwin, M.L. et al. Lactate metabolism: historical context, prior misinterpretations, and current understanding. Eur J Appl Physiol 118, 691–728 (2018)
