Om training en prestatie te verbeteren is het van groot belang te
snappen wat er op moleculair niveau gebeurt ten gevolge van training. Training
zorgt ervoor dat er diverse chemische en genetische processen in gang gezet
worden. Hierdoor treden er adaptaties op waarbij enerzijds de weefselopbouw
wordt geoptimaliseerd en anderzijds de vereiste chemische processen beter gaan
verlopen.
Effecten van training op genen
Training zorgt voor mechanische en biochemische stress in ons lichaam. Tijdens en na een training worden er in de spiercellen als gevolg hiervan honderden genen in het DNA uitgelezen. Dit uitlezen gebeurt door het messengerRNA (mRNA). Het mRNA is tot 24 uur na een training actief met het uitlezen van de genen. Tijdens dit proces zorgt het mRNA ervoor dat er nieuwe eiwitten of enzymen worden aangemaakt om de chemische processen en weefselopbouw te verbeteren. Wanneer er voldoende frequent en intensief getraind wordt treden er lange termijn adaptaties op. Hierdoor ontwikkelt het lichaam een grotere belastbaarheid en kan het beter, langer en op hogere intensiteit inspanningen leveren.
Calcium
Calcium is een zeer belangrijke boodschapperstof in de spiercel.
Door calcium is het lichaam in staat om de spieren goed te kunnen laten aan- en
ontspannen. Wanneer een spiercel door het zenuwstelsel wordt geactiveerd komen
er calciumionen vrij vanuit het sarcoplasmatisch reticulum (SR). Deze ionen
komen terecht in de subcellulaire ruimte. Door het vrijkomen van deze
calciumionen kan de spiercel een contractie inzetten. Als de spiercel zich
vervolgens weer ontspant worden de calciumionen weer opgenomen in het SR. Dit
gebeurt met behulp van calciumpompen die gelegen zijn op de wand van het
SR. Uit onderzoek is gebleken dat training
op matig intensief niveau de uitwisseling van calcium verbetert. Vermoedelijk
doordat er meer calciumpompen actief worden. Hierdoor kan het lichaam langer
matig intensieve inspanningen leveren en is er een grotere weerstand tegen
vermoeidheid.
Bij inspanningen op hoge intensiteit, boven de VO2max, is gebleken
dat het opnamevermogen van calcium door het SR sterk afneemt, zo’n 20 tot 50%.
Dit verklaart de sterke spiervermoeidheid bij hoog intensieve inspanningen en
training. Deze verminderde resorptie van calcium houdt veelal tenminste een uur
aan.
De precieze werking van de genen en eiwitsynthese in nog niet
volledig te verklaren maar het is zeker dat de afgifte en opname van
calciumionen van grote invloed is op de spierfunctie en daarmee het
prestatievermogen. Er is nog nader onderzoek nodig om te bepalen in welke mate
de duur, frequentie en intensiteit bepalend zijn voor de calciumrespons.
ATP en AMP
Ook de wisselwerking tussen adenosinetrifosfaat (ATP) en
adenosinemonofosfaat (AMP) vormt een belangrijk signaal mechanisme bij
inspanningen. ATP is de brandstof voor alle cellen in het lichaam. Tijdens
lange of intensieve inspanningen neemt de hoeveelheid AMP toe en de hoeveelheid
ATP neemt af. Deze verschuiving zorgt ervoor dat het eiwit AMPK vrijkomt. Dit
eiwit brengt vervolgens diverse processen opgang ten behoeve van het
prestatievermogen. Zo zorgt AMPK voor een hoger glucoseopname vermogen en een
betere vetstofwisseling. Vooral hoog intensieve inspanningen en kort intensieve
intervaltrainingen zorgen voor een sterke activatie van AMPK.
Impact van moleculaire adaptaties
Wanneer er regelmatig en met voldoende omvang getraind wordt kan
er in een relatief korte tijd al een significante progressie worden waargenomen
op moleculaire niveau. In onderzoek is aangetoond dat wanneer een sedentair
persoon gedurende 6 weken 3 tot 4 keer gaat hardlopen een verdubbeling kan
optreden in de aanwezigheid van het mitochondriaal eiwit. Dit eiwit is nodig
voor het goed functioneren van de mitochondriën. De mitochondriën vormen een
zeer belangrijk onderdeel in alle cellen van ons lichaam. Mitochondriën zijn de
fabriekjes in de cel waar, door omzetting van glucose en vetzuren, ATP gevormd
kan worden. Goed functionerende
mitochondriën en een hoge mitochondriale dichtheid is sterk bepalend voor het
maximale zuurstofopnamevermogen, de VO2max.
Het eiwit PGC-1alpha is een belangrijke katalysator in het
aanmaken nieuwe mitochondriën. Daarnaast zorgt dit eiwit voor de activatie van
het eiwit PRAR. PRAR verbetert de vetstofwisseling en kan fast-twitch
spiervezels omvormen naar slow-twitch vezels. De toename van slow-twitch vezels
zorgt ervoor dat het aerobe vermogen en de weerstand tegen vermoeidheid
toeneemt. Deze factoren zijn van groot belang voor de middel- en lange
afstandsloper. Net als bij calcium is het nog niet precies bekend welke vorm
van training de beste respons geeft voor het in gang zetten van deze processen.
Conclusie
Door training en inspanning wordt er een grote hoeveelheid aan
processen in gang gezet op moleculair niveau. Door mRNA worden honderden genen
uitgelezen. Vervolgens worden er specifieke eiwitten en enzymen aangemaakt
waardoor de celfunctie en weefselopbouw wordt geoptimaliseerd. Vooralsnog is
het niet precies duidelijk welke vormen van training de beste respons
teweegbrengen. Hier is nog verder onderzoek voor nodig. Het helder krijgen van
de juiste trainingsprikkels kan vervolgens zorgen dat het prestatievermogen
naar een nog hoger niveau getild kan worden.
