Sporters die beter willen presteren, hebben tegenwoordig meer te kiezen dan de spreekwoordelijke boterham met pindakaas of sportdrankjes. De wetenschap brengt met stabiele isotopen, gaschromatografie en scanners het sportlijf in beeld, plus het effect van nieuwe supplementen en dieetregimes.

Wat hebben eiwit, aminozuren, creatine, bèta-alanine, bakpoeder, water en sportdrank met elkaar gemeen? Er is voldoende wetenschappelijk bewijs om te stellen dat ze bij doordacht gebruik spieropbouw of sportprestaties kunnen bevorderen. Dat concludeert tenminste het IOC in zijn meest recente consensus statement. Zulke review-papers laten zien dat onderzoek aan sportvoeding en supplementen de laatste twintig jaar de diepte is ingegaan, gestimuleerd door inzichten uit de celfysiologie, en door nieuwe methodes die metabolieten in beeld brengen.

Anabole stimulus

Inmiddels is bekend dat het eiwitcomplex mTORC1 de cellulaire antenne is waarmee spiercellen de synthese van eiwitten opschroeven in reactie op krachttraining en aminozuren. ‘Er zijn twee belangrijke stimuli voor spieraanmaak: fysieke inspanning en eiwitinname’, licht Luc van Loon, hoogleraar fysiologie van inspanning en voeding bij het Universitair Medisch Centrum in Maastricht, toe. ‘Dat laatste klinkt een beetje magisch, maar als je eiwit eet, komen er aminozuren in je bloed, en dan gaan spiercellen vanzelf extra spiereiwitten aanmaken. Simpelweg eten is dus een anabole stimulus. Daar hoef je niks voor te doen. Inspanning versterkt dat anabole effect. Na een training is de respons op de maaltijd een stuk hoger.’

Dat ons lichaam zo snel reageert op inspanning komt door de doorlopende afbraak en opbouw van eiwitten, aldus Van Loon. ‘Spieren hebben een turn-oversnelheid van een à twee procent per dag. We consumeren zo’n zeventig gram eiwit per dag, maar we synthetiseren zelf zo’n driehonderd gram eiwitten. Recycling van aminozuren dus is heel belangrijk. Een aminozuur van een armspier kan over een week misschien in de huid van je grote teen zitten. Het voelt niet zo, maar over drie maanden heb je daardoor een nieuwe arm gemaakt.’

Turn-over in de spieren betekent dat je door training vrij snel spiergroei en extreme vormverandering kunt stimuleren, met als uitersten een wielrenner en een bodybuilder. ‘Maar die plasticiteit maakt ons ook kwetsbaar’, zegt Van Loon. ‘Spieren reageren direct, dus kun je na een ziekbed van een week meer dan anderhalve kilogram spier verliezen. Als je dat proces begrijpt en welke stimuli belangrijk zijn, dan kun je gaan kijken hoe je bij ouderen en zieken spierafbraak vermindert en spiergroei stimuleert. Dat is pas echte topsport.’

Om die processen in beeld te brengen, gebruikt Van Loon een infuus met koolstof-13 gelabelde aminozuren. Die spuit je in en kun je met een gaschromatografie-isotoop-ratio-massaspectrometer, (GC-IRMS) volgen. ‘We hebben ook gelabelde aminozuren in een koe gespoten. Die bouwde de koe om in melkeiwitten, en het gelabelde melkeiwit gebruiken we regelmatig in voedingsexperimenten. Binnen twee uur na een maaltijd kunnen we die tracer al aantonen in een spierbiopt: je bent dus letterlijk wat je zojuist hebt gegeten.’

Het gelabelde eiwit gebruik je in dieet-experimenten, waarbij bijvoorbeeld bij proefpersonen één been in het gips is gezet. ‘Het been dat minder beweegt, maakt minder nieuw spiereiwit aan. Dat resultaat kun je vertalen naar de sport: het is handig om eiwit te eten direct na de training. Voor het ziekenhuis levert dat het inzicht dat je patiënten als het even kan niet in bed moet laten eten liggend voor de televisie. Laat ze eruit komen en naar het buffet lopen. Hoe meer ze bewegen, hoe meer van de voeding bijdraagt aan spierbehoud. Daar ligt de uitdaging in het ziekenhuis of bij ouderenzorg, mensen die te weinig bewegen en te weinig hoogwaardig eiwit eten.’

Sporters willen structureel spierkracht en uithoudingsvermogen ontwikkelen, maar zoeken daarnaast ook naar manieren om tijdens piekprestaties beter te presteren. Bij kortdurende intensieve inspanning put de sporter in eerste instantie uit beperkte ATP-voorraden, waarna spiercellen moeten overschakelen op anaerobe glycolyse, waarbij zich melkzuur vormt. Een sporter met meer ATP-reserves, of extra weerstand tegen verzuring, heeft dus een voordeel.

Verhogen carnosinespiegels

Een van de supplementen die de afgelopen tien jaar intensief is onderzocht is bèta-alanine, het neefje van het aminozuur alfa-alanine. Bèta-alanine vind je niet terug in onze eiwitten, maar het is een van de twee bouwstenen in het dipeptide carnosine, dat in grote hoeveelheden in onze spieren zit, in concentraties van 5 tot 8 mM. In de snelle spiervezels van topsprinters en racepaarden meet je de hoogste concentraties.

‘Omdat carnosine zoveel voorkomt is het interessant om te onderzoeken welke functies het vervult’, zegt Laura Blacquaert van de vakgroep lichamelijke opvoeding en bewegingswetenschappen van de Universiteit Gent. ‘Onderzoek suggereert diverse functies, ten eerste die van pH-buffer, omdat carnosine protonen kan wegvangen die vrijkomen bij de vorming van melkzuur. Daardoor is de verzuring minder sterk en kun je een heel intensieve inspanning langer volhouden.’ Verder zijn er studies die aangeven dat carnosine een rol speelt in de calciumregulatie, en dat is weer van belang voor effectieve spiercontracties.

‘Verhoging van carnosinespiegels is dus aantrekkelijk, en via de voeding – vlees, vis – krijg je het weliswaar binnen, maar in ons lichaam is vooral bèta-alanine de beperkende factor’, vertelt Blancquaert. Pas als je weken achtereen bèta-alanine als supplement slikt, stimuleer je de vorming van carnosine in de spieren, en daarmee sportprestaties, blijkt uit een metareview. Die positieve effecten van bèta-alanine supplementen zijn vooral aangetoond bij grote sportinspanning tussen de 1 en 10 minuten, zoals 800 meter hardlopen, 200 m zwemmen, of 2.000 m roeien.

Carnosine meten kan via spierbiopten, maar inmiddels is een non-invasieve methode ontwikkeld op basis van NMR. In Gent staat zo’n scanner die in de kuitspier van een sporter carnosinespiegels kan bepalen. Blacquaert: ‘Daarmee kun je mensen bèta-alanine geven en op verschillende tijdstippen de spier doormeten. Zo kun je het effect zien van inname van het bèta­-alanine supplement op spiercarnosine. Die techniek kun je ook gebruiken om indirect spieren van sporters te typeren wanneer ze geen bèta-alanine innemen, omdat carnosine meer voorkomt in snelle spiervezels. Met die informatie kunnen coaches mogelijk meer individueel trainingsadvies gaan geven.’

Kanttekeningen

Studies leveren vaak variabele resultaten. Dat heeft deels te maken met variatie in studiepopulatie, timing, dosis en tijdsduur. Zo is inmiddels duidelijk dat een dagelijkse bèta-alanine inname tot 6,4 g verspreid over verschillende doses door de dag, en het best samen met de maaltijd verstandig is. Pas na vier tot acht weken is het effect op carnosinespiegels het grootst, aldus Blancquaert. ‘Verder hangt het af van de proefpersonen, en de specifieke test in het lab of je prestatie-effecten vindt. Zijn het recreatieve sporters of elite-atleten? En kun je die resultaten vertalen naar andere groepen of sporten? Bij elk onderzoek kun je kanttekeningen plaatsen, en elk onderzoek levert weer nieuwe vragen op.’

‘Dat is ook een van de redenen waarom wetenschappers geen goede coaches zijn’, zegt Van Loon. ‘Ik kan wel basale regels geven over dosering en timing van voeding, zoals trainen voor de avondmaaltijd, of een eiwitrijke snack na de training. Als wetenschappers advies geven zijn er altijd mitsen en maren.’

_{Maughan, R. et al. (2018) Br J Sports Med 52(7)
Saunders, B. et al. (2016) Br J Sports Med 51(8)}