Energieslurpers op de racefiets

Bakken met energie kost het fietsen van de Tour de France: dagelijks verbruikt een renner al snel ruim 7500 kilocalorieën. De top van het klassement zit hier waarschijnlijk nog een stuk boven. Met dank aan hun grote verbrandingsmotor.

Vroem, vroem. Iedere Tourdag weer wordt de verbrandingsmotor in een rennerslichaam stevig aangezwengeld. De mitochondriën (energiefabriekjes) in het hart en de beenspieren worden opgestookt, de aanvoer van zuurstof en brandstof ernaartoe vol opengedraaid. Dit om de coureur van genoeg energie te voorzien om drie weken lang elke dag een urenlange inspanning op de fiets te leveren. Wie hoog in het klassement van een grote ronde wil eindigen, moet er nog een schepje bovenop doen, zo toont een eerder dit jaar gepubliceerde studie van de universiteit van Maastricht aan.

Het doel van het onderzoek was om nauwkeurig te bepalen wat het energieverbruik van wielrenners tijdens een grote ronde was. De vorige metingen -tijdens de Tour de France in vier renners waaronder Peter Winnen– waren alweer dertig jaar geleden gedaan en de onderzoeksmethoden dusdanig verbeterd dat een update gewenst was. Proefkonijn dit keer was een ‘professioneel World Tour team’ dat aan de Giro d’Italia deelnam. In iedere renner werd het energieverbruik volgens de gouden standaard der wetenschap gemeten: uit de verdunning van indicatormoleculen in het lichaam, in dit geval van waterstof en van zuurstof. De renners kregen in de ruim drie weken dat de Giro duurde (24 dagen in totaal: 22 koersdagen, twee rustdagen) iedere week een bekertje te drinken met daarin dubbel gelabeld water. Zo op het eerste gezicht een gevaarlijk goedje want behalve 18O-water, dat ook gebruikt wordt bij een PET-scan, bevatte het zwaar water dat voor de productie van waterstofbommen gebruikt wordt. Het is echter volkomen veilig voor het menselijk lichaam, legt hoofdonderzoeker Guy Plasqui uit. “Er zit nul komma nul radioactiviteit in. Het zijn namelijk stabiele isotopen die van nature ook in het kraanwater voorkomen. Alleen gaven wij het verrijkte spul. Het lichaam plast de isotopen in de dagen erna gewoon weer uit. Er is helemaal niks spannends aan dus.” Dat uitplassen was wel zo handig voor de onderzoekers want zo konden ze de verdunning van het gelabelde zuurstof en waterstof in de stofwisseling bepalen (destijds bij Peter Winnen werden er nog bloedmonsters afgenomen). Elf keer moesten de renners hun urine inleveren. Omdat er verder geen voorzorgsmaatregelen genomen hoefden te worden gebeurde dat gewoon bij de ploegarts en konden de onderzoekers in Maastricht blijven. De ingevroren plasjes kregen ze opgestuurd om vervolgens in het lab te analyseren.

 Superverbranders

De onderzoekers kwamen uit op een dagelijks energieverbruik van de wielrenners van 32.3 MegaJoule (=7720 kilocalorieën). Het verbruik nam lichtjes toe tijdens de ronde en lag in de laatste week zo’n tien procent hoger dan in de eerste. Renners in een grote wielerronde opereren daarmee op een niveau van lichamelijke activiteit dat bijna 4,5 keer hoger ligt dan hun basaal metabolisme (BMR). In vergelijking met andere sporten (voetbal: 2,2 x BMR; langeafstandlopen: 2,0 – 2,3 x BMR; alpinisme: 2,2 – 2,5 BMR; roeien: 2,8 x BMR; Noords skiën: 3,5 x BMR) is het rijden van een Tour, Giro of Vuelta daarmee een inspanning met een extreem hoog energieverbruik. Maar het kan nog heftiger. Bij deelnemers aan de Ironman op Hawaii bijvoorbeeld werd een energieverbruik van 9,4 keer het basaal metabolisme gemeten. Maar triatleten hoeven deze zware inspanning niet weken aan één stuk te leveren. Dat moesten de twee mannen die de Zuidpool over een afstand van 2300 kilometer wilden doorkruisen met elk een joekels zware slee (222 kilogram aan het begin van de trip) achter zich wél. De twee waren in totaal 95 dagen onderweg. Ze gingen diep en hun energieverbruik was navenant: tussen dag 20 en 30 werden waarden van zelfs meer dan zes keer het basaal metabolisme gemeten. Tegen dit torenhoge energieverbruik viel niet op te eten. De twee verloren een kwart van hun lichaamsgewicht, zowel aan spier- als vetmassa, en moesten hun expeditie uiteindelijk staken.

Omdat de wielrenners niet iedere dag van de Giro vol aan de bak hoefden, zal hun energieverbruik op cruciale koersdagen groter dan 4,5 keer hun basaal metabolisme zijn geweest. Bovendien waren er flinke verschillen tussen de renners. De berekende 7720 kilocalorieën was namelijk het gemiddelde van zeven (één proefpersoon verliet halverwege de koers en daarmee ook de studie) en niet gecorrigeerd voor het lichaamsgewicht van de renner. Het is netter om dat wel te doen want een zwaardere renner met veel spiermassa zal van nature meer energie verbranden dan een tanig klimmertje. Nadat Plasqui dat gedaan had, popte er een interessant verband op het computerscherm van de onderzoeker op: hoe groter het energieverbruik van de renner, des te hoger hij in het klassement geëindigd was. Zo verbruikte de beste klassementsrenner van de ploeg 33 procent meer energie per dag dan degene die het slechtste presteerde. Het is een enorm verschil, legt Plasqui uit. “33 procent tussen twee renners is heel veel wanneer je bedenkt dat ze allebei dezelfde afstand van ruim drieduizend kilometer hebben gefietst en ze de meeste tijd helemaal niet op de fiets zaten. Er waren twee rustdagen en een etappe duurt meestal maar zo’n vier uur. Dan blijft er nog twintig uur op een dag over waarbij je mag aannemen dat alle renners op hetzelfde niveau van energieverbruik zitten.”

Kelderman versus Bol

Wie deze twee renners waren wil Plasqui niet vertellen. Ook het artikel vermeldt dit niet. Maar het blijkt redelijk eenvoudig uit te vogelen. In de bijlage van het artikel hebben de onderzoekers namelijk het etappeschema toegevoegd, weliswaar zonder plaatsnamen en afstanden, maar wel met de omschrijving of het om een rustdag, tijdrit, heuveletappe of bergetappe ging. Rustdag op de 11^e en 18^e dag, de eerste etappe een ploegentijdrit…het moet tijdens de Giro van 2014 zijn geweest dat het onderzoek is uitgevoerd. Nu nog de ploeg. Met Gerard Rietjens (tegenwoordig werkzaam bij team Jumbo-Visma) als tweede auteur van het artikel wordt ook dat snel duidelijk…het was de toenmalige Belkin ploeg. Met als deelnemers aan de Giro in 2014 Wilco Kelderman, Marc Goos, Maarten Tjallingii, Jos van Emden, David Tanner, Rick Flens, Martijn Keizer, Jetse Bol en Steven Kruijswijk. De laatste viel halverwege uit.

De namen en de rugnummers zijn bekend, nu nog hun uitslagen. Beste Belkin renner en Nederlander: Wilco Kelderman op de zevende plek, op 11 minuten van winnaar Nairo Quintana; langzaamste Belkin renner: Jetse Bol op de 156^e en laatste plek, op ruim vijf uur en een kwartier van Quintana. In de Giro van 2014 was Kelderman dus een ‘megaverbrander’ met een dagelijkse energieverbruik van ruim 0,5 MegaJoule per kilogram lichaamsgewicht terwijl Bol energiezuinig rondfietste met een verbruik van slechts 0,38 MegaJoule per kilo. Het is ergens wel logisch: waar Kelderman in de tijdritten en bergetappes volle bak moest gaan om zijn top 10 plek vast te houden, hoefde Bol alleen de bezemwagen achter zich te houden. Maar kijkend naar de gemiddelde snelheid van beide renners is het niet dat Kelderman zoveel harder fietste dan zijn teamgenoot. Kelderman kwam uit op 39 kilometer per uur, Bol op 36,9; een verschil van ‘slechts’ 5,7 procent. Het geeft maar aan dat een renner die wil meedoen in de top van een grote ronde over een uitzonderlijke verbrandingsmotor moet beschikken die hij bovendien op de juiste momenten moet kunnen aanjagen. Vooral in de bergen dus; in de vlakke etappes zal hij vooral zijn energieverbruik willen sparen door in de buik van het peloton mee te fietsen.

Zuurstofaanvoer

Kelderman was in 2014 nog jong voor een ronderenner, 23 pas. Zijn grote verbrandingsmotor waarmee hij in de Giro rondfietste zal het resultaat zijn van een goed genenpakket en de juiste trainingsprikkels. Omdat de motor vooral op zuurstof moet draaien is een hoge opnamecapaciteit ervan een voorwaarde, niet alleen tijdens maximale inspanning (de VO2-max) maar vooral net onder het omslagpunt, het vermogen waarop de zuurstofaanvoer tekort gaat schieten en de motor overschakelt op een verbranding zonder zuurstof. Omdat die met de vorming van lactaat gepaard gaat en een onvermijdelijk vermoeidheidsgevoel in de benen geeft, wil een renner het omslagpunt zolang mogelijk vermijden.

Ook moet de motor efficiënt werken, de verbruikte energie moet zoveel mogelijk ten goede komen aan de snelheid op de fiets. Dat is sowieso lastig voor het menselijk lichaam dat van nature niet heel geschikt is om te fietsen: een wielrenner verliest meer dan driekwart van de verbrande calorieën aan warmte. Aan de efficiëntie van een wielrenner valt verder ook weinig te verbeteren. Lance Armstrong bijvoorbeeld wist tussen 1993 en 2000 zijn efficiëntie slechts van 21,2 naar 23 procent te brengen.

Een grote verbrandingsmotor geeft een renner echter geen garantie op wielersucces. Armstrongs hoogste VO2-max werd gemeten toen de Amerikaan 22 was en bedroeg toen 81,2 milliliter per minuut per kilogram lichaamsgewicht. Het is in de lijn van wat je verwacht bij een ronderenner maar ruim lager dan de VO2-max die bij de Noorse oud-renner Oskar Svendsen op zijn 18^e werd genoteerd. 96,7 milliliter per minuut per kilogram lichaamsgewicht gaf de meter aan, de hoogste maximale zuurstofopname ooit bij een atleet gemeten. In eerste instantie vertrouwden de onderzoekers hun apparatuur niet en lieten die daarom nakijken bij de fabrikant. Die vond echter geen afwijkingen zodat wielerminnend Noorwegen zich verkneukelde aan het vooruitzicht van een Tour de France winnaar. Ze kwamen van een koude kermis thuis: Svendsen kon niet aan de hoge verwachtingen voldoen en stopte twee jaar later met wielrennen.

Bevoorrading

Met zo’n groot energieverbruik is het wel zaak voor een wielrenner om tijdens een grote ronde zijn brandstofvoorraad op peil te houden. Daar leken de Belkin renners in de Giro van 2014 prima in te slagen. Ze bleven op gewicht en ook de totale hoeveelheid water en het vetpercentage van hun lichaam nam niet meetbaar af, zo maten de onderzoekers. Het is een kwestie van voldoende voedingsstoffen binnenkrijgen: tijdens de koers veelal snelle suikers (en ketonen voor sommige ploegen), na afloop ook eiwitten en vetten. Het wordt de renners die aan een grote ronde meedoen al jaren ingepeperd om goed te blijven eten, ook omdat ze over maar weinig reserves beschikken doordat ze zo min mogelijk ballast bergop willen meetorsen.

Dat het belangrijk is om hier strak op te zitten laat een dit jaar gepubliceerde Australische studie zien. Van zes Mitchelton-Scott renners werd de voedselinname tijdens de periode van de Vlaamse voorjaarsklassiekers nauwgezet bekeken en het bleek dat de helft onvoldoende calorieën -vooral suikers- binnenkreeg. Het had zijn weerslag op het lichaam want het energietekort resulteerde uiteindelijk in een afname van het hemoglobinegehalte en testosteronspiegels in het bloed. Gelukkig kan de energiebalans van een renner tijdens een grote ronde steeds nauwkeuriger in de gaten worden gehouden. Na afloop van een etappe wordt voor iedere renner apart het verbruik afgeleid uit het getrapte vermogen en de inname daarop afgestemd. Een voedingsapp geeft daarbij op de tiende gram nauwkeurig aan wat een renner binnen mag krijgen, zo vertelde voedingsdeskundige Karin Lambrechtse vorige week in de Avondetappe.

Het blijft nog steeds een schatting, geeft Plasqui aan. “De vermogensmeter geeft alleen informatie over het verbruik tijdens de vier uur koers van die dag, niet over die andere twintig uur. Dat kan je alleen uit de meting met dubbel gelabeld water halen.” Die heeft momenteel nog de beperking dat het energieverbruik alleen over een periode van minimaal drie dagen gemeten kan worden. “Maar”, vertelt Plasqui, “we zijn bezig om dat te verkleinen naar één dag.” Het zou zo maar kunnen dat over een paar jaar elke wielrenner zijn Tourdag steevast met een afgemeten glaasje dubbel gelabeld water begint.