Ademspiertraining; goed voor Prestaties en Kortademigheid!

Kan het gericht trainen van de ademhalingsspieren de sportieve prestaties verbeteren? Is het zinvol om bovenop de normale training ook nog eens de ademspieren te trainen? Veel mensen onderschatten het belang van een goede ademhaling en denken dat de ademhaling geen beperking voor inspanning en prestaties is. Wetenschappelijke onderzoeken laten echter zien zien dat de ademhaling wel degelijk een beperking kan vormen. Sterker nog; het gericht training van de ademspieren werkt prestatiebevorderend.

Het klassieke denken:

Traditioneel stellen bewegingswetenschappers dat de ademhaling bij gezonde mensen, en zeker bij sporters, geen beperkingen kan vormen voor inspanning en prestaties. Immers:

1. het zuurstoftransport is bepaald door saturatie en cardiac output en niet door de gasuitwisseling in de longen,
2. de longen van gezonde mensen/sporters hebben een overcapaciteit en
3. de ademspieren zijn goed ontwikkeld en kunnen middels normale trainingvolumes hun taak makkelijk aan.

Al deze argumenten staan al jaren aan de basis van de overtuiging dat de ademhaling geen extra training behoeft of dat extra training van de ademhaling geen invloed op de prestaties kan hebben. Over punten 1 en 2 kunnen we kort zijn; wetenschappelijk is daar geen speld tussen te krijgen. Op punt 3 daarentegen, valt een hoop aan te merken.

Nieuwe inzichten: Ademhalingsspieren worden moe en beperken dan de prestaties

Ademhalingsspieren leveren arbeid en die arbeid heeft metabole en neurologische consequenties. De spieren die we gebruiken voor de ademhaling zijn het middenrif en de tussenribspieren (hoofdademhalingsspieren) en, afhankelijk van de belasting en techniek, ook spieren in de hals, schouder en nek (hulpademhalingsspieren). De arbeid die door deze spieren wordt geleverd bij de ademhaling kost een bepaalde hoeveelheid zuurstof en energie, er hangt dus een 'metabole' prijskaartje aan de mechanische kant van onze ademhaling. En dat prijskaartje kan behoorlijk oplopen: in rust verplaatsen we bij de ademhaling ongeveer 6 liter per minuut maar bij inspanning kan dat toenemen tot wel 200 liter per minuut, een exponentiële toename dus. Het zuurstof verbruik van de ademhalingsspieren volgt eenzelfde patroon; in rust ongeveer 1 tot 2% van het totaal (VO2), maar bij grote inspanning loopt dat op tot 10 a 20% (McArdle et al) van de VO2max.

De arbeid en metabole kosten van ademhalen bij inspanning zijn significant en hebben consequenties voor de verdeling van de beschikbare zuurstof in het lichaam. Die verdeling van VO2 / VO2max volgt het principe dat vitale organen voorrang hebben op de minder vitale organen. Een studie door Prof. Dempsey en collega's bijvoorbeeld laat een duidelijke relatie zien tussen bloedsomloop naar de benen en arbeid van ademhalen; indien bij een gegeven inspanning de arbeid van ademhalen verminderd wordt door de ademhaling te assisteren neemt de bloedsomloop naar de benen met 4.3% toe. Omgekeerd neemt de bloedsomloop naar de benen met 7% af indien er meer arbeid geleverd moet worden voor de ademhaling doordat de ademhaling met een weerstand belast wordt.

Er is dus een rechtstreeks, en omgekeerd, verband tussen de arbeid van de ademspieren en de bloedsomloop naar de perifere spieren. Het verdelingsmechanisme wordt aangestuurd door het centrale zenuwstelsel en heet 'Metaboreflex'. Wanneer de ademhalingsspieren vermoeid raken maken ze groep III en IV afferente metabolieten aan die de metaboreflex induceren en daarmee de wijziging in de verdeling van zuurstofrijk bloed. Extra bloed wordt richting ademhalingsspieren gestuwd door de bloedvatende naar de perifere spieren zoals de armen en benen te vernauwen (vasoconstrictie) en de bloedvaten naar de ademspieren te verwijden (vasodiletatie) (Sheel et al 2002, 2001 en St. Croix et al 2000).

Klinkt logisch..

.. maar kan er ook praktisch gesteld worden dat er bij sporters vermoeidheid optreedt van de ademhalingsspieren bij zware inspanning? En als dat gebeurt is dan de afname van bloedtoevoer naar de perifere spieren verantwoordelijk voor een beperking van de prestaties? Aan de zintuiglijke kant merken we dat ons ademhalingspatroon verandert als de ademhalingsspieren moe worden, de ademhaling wordt minder diep en de frequentie neemt toe; we gaan hijgen.

Instinctief weten we natuurlijk al dat onze ademhaling ook zijn grens heeft. Wetenschappelijke studies hebben de vermoeidheid van de ademhaling gedocumenteerd bij verschillende sporten (Roeien; Griffiths & McConnell 2007, Wielrennen; Romer et al 2002c, Hardlopen; Ross et al 2008). Al deze studies laten zien dat na een periode van zware belasting de kracht van de ademhalingsspieren afneemt. De vraag rijst dan: wat is de consequentie van ademspiervermoeidheid? Wederom laten wetenschappelijke studies zien dat wanneer ademspiervermoeidheid geïnduceerd wordt de "Time to Exhaustion", ofwel Tlim, van een vervolgactiviteit afneemt. Met andere woorden de vermoeidheid van de ademhalingsspieren heeft een beperkend effect op de prestaties. De verklaring ligt in de al eerder vermelde metabole reflex; De zware belasting van de ademhalingsspieren zorgt voor vermoeidheid, de metabole reflex treedt op en herverdeelt meer zuurstofrijke bloed richting de ademhalingsspieren.

De ademhalingsspieren 'stelen' dus bloed van de armen en benen om de arbeid van de ademhaling in stand te houden. De spieren die voor de sportieve prestaties zorgen krijgen minder zuurstof waardoor en de prestaties beperkt worden.

Is het extra trainen van de ademhalingsspieren dan de oplossing?

Ja! Diverse onderzoeken, allen uitgevoerd met atleten en niet met 'gewone personen" (!) laten zien dat er een relatie bestaat tussen een periode van ademspiertraining (6 weken) en een verbetering in de relevante prestaties. Door ze gericht te trainen kunnen de ademspieren in kracht toenemen met 20% tot 30%. Deze krachtstoename helpt de spieren om de arbeid van het ademhalen bij inspanning makkelijker uit te voeren. De studies laten zien dat bij gelijke arbeidsomvang de versterkte spieren minder snel moe worden en zo de metabole reflex weten te vertragen.

• Volianitis et al, 2001 laat een verbetering van 1.9% zien bij Roeien
• Romer et al, 2002 laat een verbetering van 4.6% zien bij time trials bij Wielrennen
• Edwards et al, 2008 laat een verbetering zien van 2.1% zien bij Hardlopen
• Kilding et al, 2009 laat een verbetering van 1.5% bij Zwemmen
• Tong et al, 2008 laat een verbetering zien van 16% bij repeated sprints

De Praktijk I:

Research naar het trainen van de ademhalingsspieren dateert al vanuit de 70-iger jaren. In de allereerste research werd bevestigd dat de ademhalingsspieren adapteren onder specifieke training (Leith & Bradley 1976). Latere research onderzocht de potentiële voordelen van ademspiertraining op de inspanningstolerantie bij zowel gezonde mensen als bij patiënten met COPD.

Ademspiertraining is sinds jaren een vast onderdeel van het fysiotherapieprogramma bij longrevalidatie van COPD patiënten. In de meeste Europese landen (Nederland helaas niet) wordt de ademspiertrainingsapparatuur zelfs vergoedt. Meer hierover valt te lezen in de COPD richtlijn (2008) van het KNGF. Het zijn de Engelsen geweest, waar ook oorspronkelijk ademspiertraining ontwikkeld is, waar de sporters als eerste "lucht kregen" van het ergogene effect van ademspiertraining. Immers als het bij patiënten zorgt voor een verbetering in de inspanningstolerantie waarom dan niet bij sporters? Diverse Engelse en Australische Olympische teams trainen al met ademspiertraining sinds de Olympische Spelen van 2004. In Nederland en België weten we dat er ook bij diverse bonden met ademspiertraining gewerkt wordt: KNZB, KNRB, NAU, NTB, KNWU en de KNHB in Nederland en de Vlaamse Sport Federatie (Zwemmen, Kayak, Atletiek en Triathlon) in België.

De Praktijk II: Kosten en Tijdsbeslag

Ademspiertraining wordt geadviseerd als toevoeging op de normale trainingsprogramma's, zowel voor duursporters als voor teamsporters. Een typische trainingsomvang is rond de 6 minuten per dag, een beetje afhankelijk van de intensiteit en focus. Apparatuur is niet heel erg kostbaar; gemiddeld tussen de € 30 en € 70 met uitschieters naar € 500 voor digitale trainingsapparaten en meegeleverde software (POWERbreathe).