Cardio

Wat is cardio?

“Cardio” is (binnen fitness) een afkorting voor cardiovasculaire training. Hiermee wordt simpelweg iedere vorm van beweging bedoeld van de grote skeletspieren die verhoogde inspanning vereist van het hart en vaatstelsel.

Dit maakt cardiovasculaire training een geschikte trainingsvorm voor drie verschillende doelen:

1. Uithoudingsvermogen opbouwen
2. Vet verbranding
3. Gezondheid

Cardio voor het uithoudingsvermogen

Met cardio train je het hart om meer bloed en daarmee zuurstof door het lichaam te transporteren. Om uit te leggen hoe je hiermee je uithoudingsvermogen traint en vet verbrandt, moeten we ingaan op de verschillende energiesystemen waarvan het lichaam gebruik maakt. In separate artikelen gaan wij in op deze drie systemen: Het ATP-CP systeem, het anaerobe systeem (of melkzuursysteem) en het aerobe systeem, of zuurstof systeem.

In dit artikel zullen we volstaan met een korte uitleg die meer inzicht biedt in de werking en effecten van cardio. Daarmee gewapend kan je zelf al bedenken hoe je cardio kunt inzetten om het uithoudingsvermogen te trainen, om vet te verbranden en je gezondheid te verbeteren.

Energiesystemen

Om spieren in actie te brengen is brandstof nodig. Deze brandstof, ATP, wordt in de spieren zelf aangemaakt. Afhankelijk van de duur en intensiteit maakt het lichaam gebruik van drie verschillende energiesystemen om ATP te genereren. 

Bij de bekende traditionele cardio(vasculaire training) maken we vooral gebruik van het derde systeem, het zuurstof systeem. Toch maak je ook dan eerst gebruik van de eerste twee energiesystemen. 

ATP-CP systeem

Voor kort durende inspanningen van hoge intensiteit maakt het lichaam eerst gebruik van het zogenaamde ATP-CP systeem. Hierbij wordt creatinefosfaat benut om ATP aan te maken. Dit systeem kan voor zeer hoge inspanningen zorgen, maar slechts voor korte duur namelijk zo’n 10 tot 15 seconden. Hierbij worden geen koolhydraten of vetten benut. Denk aan een korte sprint, of bankdrukken met een gewicht waarmee je maar één of twee herhalingen kunt uitvoeren. 

Anaerobe systeem

Wanneer de inspanningen langer duren dan zal het lichaam overstappen op het anaerobe systeem. Dit houdt wel in dat niet meer dezelfde mate van kracht geleverd kan worden. In dit systeem wordt gebruik gemaakt koolhydraten opgeslagen in de spieren in de vorm van glycogeen en glucose in het bloed. In het proces om van deze glycogeen weer een bruikbare brandstof te maken (glucose en ATP) komt ook melkzuur vrij als eindproduct. Het melkzuur kan weer worden omgezet in glucose, maar slechts in een beperkt tempo. 

Of je van dit systeem gebruik maakt of van het derde systeem, het zuurstof systeem, hangt af van de intensiteit. Bij relatief hoge intensiteit kan het melkzuur niet snel genoeg worden omgezet in glucose. Dit leidt tot een ophoping van melkzuur en de daaraan ontleende naam ‘verzuring’ (hoewel waterstof-ionen en niet melkzuur de oorzaak zijn van het bekende gevoel). Bij bijvoorbeeld een sprint van 400 meter is hier sprake van. Denk aan inspanningen die je max 30 tot 50 seconden kunt volhouden. Ook de typische training gericht op spiermassa (denk aan 8-12 herhalingen) maakt veel gebruik van dit systeem nadat het ATP-CP systeem is uitgeput. 

Het punt waarop evenveel melkzuur wordt aangemaakt als dat er wordt omgezet, heet de ‘anaerobe drempel. Wanneer de inspanning laag genoeg is om deze ophoping te voorkomen en langer duurt, stappen we over op het derde energiesysteem. 

Het aerobe of zuurstofsysteem

En dan zijn we ook beland bij het energiesysteem dat voor dit artikel het meest relevant is; Het aerobe systeem, of zuurstofsysteem. Het fitness systeem “aerobics” ontleent zijn naam aan het trainen in dit energiesysteem. 

Ook in dit systeem worden glycogeen en glucose omgezet in ATP. Nu gebeurt dit echter met behulp van zuurstof wat leidt tot een ander product, namelijk pyrodruivenzuur in plaats van melkzuur. Het pyrodruivenzuur wordt in de zogenaamde Krebscyclus omgezet in acetyl coenzyme A dat weer wordt omgezet in ATP. Dit proces is langzamer dan het anaerobe proces, maar veel efficiënter wat betreft de hoeveelheid ATP die per glucosemolecuul wordt aangemaakt. Dit zorgt voor het grote verschil in de afstand die je kunt overbruggen met het tempo waarop je een lange afstandsloop doet dan met het tempo waarmee je de 400 meter rent. 

Dit systeem kan echter ook een ander bron dan glucose gebruiken. Wanneer het glycogeen in de spieren is uitgeput en er weinig glucose in het bloed is, kan worden overgestapt op de verbranding van vetten. Triglyceriden in het lichaamsvet worden dan omgezet in vrije vetzuren en vervolgens ook in acetyl coenzyme A. Dit proces levert relatief minder energie omdat er meer zuurstof voor nodig is. Glucose en glycogeen blijven dus de eerste keuze. Omdat vetopslag echter veel groter kan zijn dan glycogeenopslag biedt dit een grotere tank aan brandstof. 

Onder deze omstandigheden, een tekort aan glucose in het bloed en geen glycogeen in de spieren, kunnen ook aminozuren worden ingezet ter omzetting in glucose en vervolgens ATP. Die aminozuren moeten echter ergens vandaag komen. Dit kan zijn uit voeding met eiwitten (en dus aminozuren), maar ook uit eiwitten die reeds in de spieren zijn gevormd uit aminozuren in voeding. Dit laatste betekent dat langdurige inspanningen in het zuurstofsysteem kunnen zorgen voor verhoogde spierafbraak. 

Cardio en uithoudingsvermogen

Ik heb geprobeerd bovenstaande uitleg over energiesystemen eenvoudig en beknopt te houden. Dit kan echter voldoende zijn om de basis te leren van cardio. 

Als je bijvoorbeeld je ‘conditie’ of uithoudingsvermogen wilt trainen, moet je je eerst afvragen voor welk doel. “Ik wil aan mijn conditie werken”, is nogal algemeen en vaag. Ten eerste omdat conditie een veel algemenere term is die veel meer kan betekenen met betrekking tot je gezondheid. Maar ook “werken aan mijn uithoudingsvermogen” is niet specifiek genoeg. 

“Welk uithoudingsvermogen?”, moet je je afvragen.

Iemand die door verzuring merkt net te kort te komen op een 400 meter hardlopen zal bijvoorbeeld moeten werken aan de anaerobe drempel. Door continu te trainen rond deze anaerobe drempel train je je lichaam om beter in staat te zijn de waterstof-ionen te bufferen die zorgen voor de verzuring. 

In praktijk echter bedoelt men met cardio vaak training in het zuurstofsysteem. Verbeteringen in dit systeem treden vooral op door een verhoogd zuurstofverbruik. 

Cardio en zuurstofopname

De maximale hoeveelheid zuurstof die je lichaam kan verbruiken (liters per minuut), wordt uitgedrukt als V02max. In duursporters kan deze ruim twee keer zo hoog zijn als in de gemiddelde persoon. 

De VO2max wordt door twee belangrijke, limiterende, variabelen bepaald:

• Het aanbod van zuurstof (zuurstof naar de cellen)

• De vraag naar zuurstof (verbruik van zuurstof in de mitochondria van de cellen)

Het aanbod wordt bepaald door diverse factoren. Denk ten eerste aan de spieren die helpen bij de ademhaling om zuurstof binnen te krijgen. Vervolgens de capaciteit van de longen zelf. Bij Olympische zwemmers is een bijna twee keer zo hoge longcapaciteit gemeten als bij de gemiddelde persoon. Vervolgens moet die zuurstof door het hart het lichaam in gepompt worden. De kracht van die pomp, de grootte en dikte van het hart, speelt dus ook een zeer belangrijke rol. De zuurstof wordt met behulp van rode bloedcellen in de bloedsomloop verplaatst dus het aantal rode bloedcellen is ook een factor. Het bekende EPO uit het wielrennen doet bijvoorbeeld zijn werk door het aantal rode bloedcellen te verhogen. Tot slot kan weerstand in de vaten en het aantal haarvaten zelf de doorstroming en daarmee het aanbod van zuurstof beperken. 

De vraagkant wordt bepaald door de snelheid waarmee de spiercellen de ontvangen zuurstof kunnen verbruiken (oxidatieve fosforylering). In getrainde atleten blijkt vooral de aanbod-kant de limiterende factor. In ongetrainde mensen kan soms de vraagkant de zwakke schakel blijken. 

Zo moet de Vo2max dan ook gezien worden; Als een ketenproces waarbij de zwakke schakels de limiet bepalen. 

Cardio en hartslag

De VO2max kan in een laboratorium gemeten worden door op een loopband steeds harder te lopen met een zuurstofmasker op. Je VO2max is bereikt wanneer je een hoge intensiteit bereikt en het zuurstofverbruik gelijk blijft.

In praktijk is daarom je hartslag een handigere indicatie. Het vertelt natuurlijk niet hetzelfde als de VO2max. Je hebt hierboven immers kunnen lezen dat het pompvermogen van het hart slechts één factor is aan de aanbod-kant van zuurstofverbruik. Het is echter wel een zeer belangrijke en te trainen factor. 

 Hoe meer zuurstof je lichaam nodig heeft, hoe sneller het hart zal moeten pompen om dit te bezorgen. Een getraind en groter hard heeft minder slagen nodig om dezelfde hoeveelheid bloed en zuurstof te verspreiden. De relatieve inspanning die je hart levert is daarom een goede indicatie van de hoeveelheid zuurstof die je verbruikt.

De maximale hartslag kan benaderd worden met een formule, hoewel dit dus slechts een redelijke inschatting is.  

maximale hartslag = 220 – leeftijd

Met dit gegeven kan je ook bepalen of je in het anaerobe systeem of aerobe systeem aan het werken bent. Bij ongetrainde mensen kan trainen op 55% van de maximale hartslag al voldoende blijken om het uithoudingsvermogen in het aerobe systeem te verbeteren. Bij getrainde mensen zal dit eerder rond de 65% van de maximale hartslag liggen. 

Waar precies de anaerobe drempel ligt verschilt per persoon. Vaak zal deze tussen de 80% en 90% van de maximale hartslag liggen afhankelijk van hoe getraind je bent. Boven deze drempel zal melkzuur ophopen. Je kunt dan minder lang trainen en maakt gebruik van een andere methode om energie te genereren. Afhankelijk van je doelstellingen kan dit wenselijk of juist onwenselijk zijn. 

Voorbeeld:

Je bent 30 jaar en wilt beginnen met trainen in het aerobe energiesysteem. Je bepaalt eerst je maximale hartslag:

220-30=190

Omdat je ongetraind bent, wil je niet lager uitkomen dan 55% en niet hoger trainen dan op 80% van je maximale hartslag. Tussen de 60% en 70% is dan een mooie zone om te trainen. 

60% van 190 = 114

70% van 190 = 133

Je wilt dan dus trainen met een hartslag tussen de 114 en 133 slagen per minuut. 

Mocht je niet over een hartslagmeter beschikken: Als je nog in staat bent een babbeltje te maken met je trainingspartner, maar wel merkt dat je je inspant dan zit je waarschijnlijk goed. 

Cardio en vetverbranding

Die ‘zone’ tussen de 60% en 70% komt je mogelijk bekend voor. Die getallen worden vaak genoemd wanneer met spreekt over de ‘fat burning zone’. Dat is dan ook meteen een mooi bruggetje naar de rol van cardio bij vetverbranding. 

Op dit punt kan niet genoeg benadrukt worden dat dieet een veel grotere rol speelt bij vetverbranding dan cardio of welke lichaamsbeweging dan ook. Dit komt omdat een relatief klein deel van ons energieverbruik komt uit activiteit terwijl het grootste deel gebruikt wordt om het lichaam functionerend te houden. Met name de hersenen vereisen veel energie. 

Vetverbranding ontstaat bij een calorietekort. Door te zorgen dus dat er minder energie binnenkomt dan dat er verbruikt wordt. Met je activiteit beïnvloed je slechts een deel van het verbruik terwijl je weinig invloed hebt op de rest van dat verbruik. Met je dieet echter heb je de volledige controle over de inname van energie. Simpel gesteld: Als je 20% meer gaat eten en 20% meer gaat bewegen dan zal je aankomen in gewicht. 

De ‘fat burning zone’

Zoals gezegd, wordt wel eens gesproken van een ‘fat burning zone’. 

In de uitleg over de energiesystemen heb je kunnen lezen over het aerobe energiesysteem en de brandstoffen waar dat systeem gebruik van maakt. Training op hogere intensiteit in het anaerobe systeem is aangewezen op de verbranding van glycogeen en glucose. Dit systeem maakt dus vooral gebruik van suikers in het bloed en opgeslagen suikers in de vorm van glycogeen. Training op lagere intensiteit in het aerobe systeem gebruikt zuurstof om behalve koolhydraten ook vetten en aminozuren te gebruiken als brandstof. 

Trainen in het aerobe systeem zorgt er dus voor dat je kunt zorgen dat je meer vetten aan het verbranden bent dan suikers. Dit verklaart de enorme populariteit van de vorm van training die het meest bedoeld wordt met ‘cardio’. 

Hier moeten echter een aantal belangrijke kanttekeningen bij worden geplaatst. Hoewel de naam ‘fatburning zone’ niet geheel onjuist is, geeft deze toch een verkeerde indruk. 

Een paar belangrijke punten om te onthouden over de ‘fat burning zone’:

• Je verbrandt nooit alleen vetten

• Je lichaam verbrandt relatief meer vetten, maar verbruikt niet meer calorieën. 

Je verbrandt niet alleen vetten in de fatburning zone

Lange afstand lopers wiens glycogeen opslag vol geladen is, presteren beter dan wanneer er minder glycogeen beschikbaar is. Ook blijkt dat ze minder vetten verbranden wanneer er meer glycogeen beschikbaar is. Ondanks dat ze in het aerobe systeem werken, zijn koolhydraten in de vorm van glucose of glycogeen nog steeds een belangrijke brandstof. 

De verhouding tussen het verbranden van vetten en koolhydraten hangt dus onder andere af van de hoeveelheid beschikbare koolhydraten. Hoe lager deze is, hoe meer de verhouding richting vetten (en aminozuren) zal verschuiven. 

Als je een half uur nadat je een paar boterhammen hebt gegeten, traint in de fat burning zone, dan zal je lichaam nog over verhoudingsgewijs veel suikers beschikken. Het kan dan makkelijk een half uur duren voordat de verhouding verder naar vetten verschuift. 

Meer vetten, maar minder calorieën verbranden in de fatburning zone

Een ander belangrijk punt is dat cardio op hogere intensiteit in de anaerobe zone voor groter gewichtsverlies kan zorgen. 

Dat er relatief meer vetten worden verbrandt in de ‘fat burning zone’ dan bij hogere intensiteit betekent namelijk niet dat je ook meer energie verbruikt. In het anaerobe energie systeem verbrand je op zeer snelle wijze koolhydraten. Hiermee verhoog je dus het energieverbruik én verlaag je de hoeveelheid glucose in het bloed die kan worden omgezet in lichaamsvet. 

Dit zorgt er voor dat in veel gevallen cardio op hogere intensiteit in het anaerobe systeem voor meer gewichtsverlies zorgt. 

Nu kan je natuurlijk niet een half uur continu in het anaerobe systeem trainen. De verzuring kan immers al binnen een minuut optreden. Het hoeft echter ook niet. 

HIIT vs traditionele cardio

High Intensity Interval Training (HIIT) is een trainingsmethode waarbij je korte momenten van hoge inspanning afwisselt met momenten van lagere inspanning. Je traint op deze manier kort in het anaerobe systeem en vervolgens in het aerobe systeem. 

Hoe lang zo’n totale training duurt, kan variëren. Meestal echter niet langer dan 20 of 30 minuten, waar cardio in de fat burning zone vaak twee keer zo lang moet duren. Hoe lang de periodes van hoge inspanning en lage inspanning duren, verschilt ook. In alle gevallen speel je echter met de opbouw van melkzuur in de intensieve fase en het omzetten daarvan in glucose in de ‘herstelfase’. 

In die fase van lagere intensiteit blijven de hartslag en ademhaling verhoogd omdat je lichaam probeert alle zuurstof binnen te krijgen die het bij de hoge inspanning niet kon krijgen. Hierdoor ben je nog steeds in een verhoogde verbranding in de herstel fase. 

Wanneer afvallen met cardio?

Of je nu anaeroob traint of aeroob, gewichtsverlies bereik je zoals gezegd sneller in de keuken. Cardio zou je dan ook vooral moeten doen voor je uithoudingsvermogen en gezondheid. Toch kunnen er wel omstandigheden zijn waarin cardio een goede aanvulling kan zijn op een goed dieet. 

“Liever meer bewegen dan minder eten”: Stel dat je het mentaal gewoon een stuk makkelijker vindt om meer te bewegen dan om minder te eten. In het voorbeeld hierboven liet ik al zien dat je een overschot van 20% aan voeding niet kunt compenseren met 20% meer beweging. Heb je echter een dieet dat zorgt voor een energiebalans dan kan extra beweging voor een tekort zorgen. In plaats van nog iets minder te eten voor een tekort, kan je dit dan met beweging bereiken. Het kan natuurlijk ook zo zijn dat je al een energietekort hebt door je dieet en dit niet nog verder wilt verlagen om sneller af te vallen. 

“Kritisch gewichtsverlies”: Als je met voeding voor een energietekort zorgt, heeft je lichaam meerdere mogelijkheden om te zorgen voor genoeg glucose in het bloed. Eén van die manieren is de afbraak van eiwitten in de spieren voor aminozuren. Als je lang gewerkt heb om spiermassa op te bouwen dan ben je daar niet blij mee. Als je dus zorgt voor een energietekort dan gaat dat ook ten koste van je spiermassa.

Door cardio op lage intensiteit te doen, bespaar je als het ware de schaarse glucose doordat je relatief meer vetten verbrandt. Ook in het aerobe systeem echter worden aminozuren ingezet als bron van energie. Door te zorgen voor voldoende aminozuren (dus eiwitten) in je dieet verlaag je de noodzaak om spiereiwitten af te breken. Dit geldt echter ook wanneer je een energietekort hebt. Je kunt je dus ook afvragen of cardio in dit specifieke scenario echt een meerwaarde heeft of dat je dit ook met een goed dieet kon bereiken.

Cardio en gezondheid

De laatste, maar feitelijk de belangrijkste, reden om aan cardio te doen, is om aan de gezondheid te werken.

Zowel anaerobe als aerobe training verlaagt de kans op onder andere hart- en vaatziekten. Cardio leidt bijvoorbeeld tot een beter bloedsuiker, lager totaal cholesterol en verbeterde gevoeligheid voor insuline. Hoewel er verschillen zijn in de exacte effecten, kunnen beide dus geschikt zijn om je kansen op een gezond leven significant te verhogen.

In praktijk is het daarom vooral van belang om te kijken welke vorm voor jou het meest praktisch is.

Training op hoge intensiteit is bijvoorbeeld niet aan te raden bij een zeer slechte conditie en bepaalde medische complicaties. Cardio op lage intensiteit kost echter meer tijd en is niet voor iedereen makkelijk in te passen in het dagelijkse leven.

We hebben dan ook meerdere artikelen gewijd aan onderzoeken die aantonen dat het belangrijker is om creatieve manieren te vinden voor meer beweging dan ‘de perfecte training’ te vinden, maar dit niet vol weten te houden. Het is een cliché, maar zaken als de auto vervangen voor de fiets of de lift vervangen door de trap kunnen soms veel effectiever blijken vanwege de structurele aard.

Wat de gezondheid betreft, blijkt een dagelijkse gematigde verhoging van de hartslag van een half uur al genoeg om de kans op overlijden significant te verlagen.

Conclusie

Er zijn drie redenen om aan cardiovasculaire training te doen

1. Uithoudingsvermogen verbeteren
2. Lichaamsvet verbranden
3. Gezondheid verbeteren

In praktijk zien we dat veel mensen de nadruk leggen op de tweede reden, vetverbranding. Ik hoop dat uit bovenstaande gebleken is dat dit eigenlijk de laatste reden zou moeten zijn om cardio te doen. Dat doel is veel sneller te bereiken via een goed dieet.

Wat het uithoudingsvermogen betreft, is het goed te bedenken welk uithoudingsvermogen je nu eigenlijk wilt trainen en welke methode daarbij past.

Gaat het tenslotte om de gezondheid dan doe je er goed aan manieren te bedenken om beweging zo goed mogelijk in te passen in je dagelijkse routine.