De Opmerkelijke Calorie
Door Carole A. Conn, Ph.D., R.D. & Len Kravitz, Ph.D.
Inleiding
Energie staat voor het vermogen om arbeid te verrichten. Het volgen van een Pilates-les, een aerobic-workout, een weerstandstraining of een yogales zijn voorbeelden van activiteiten waarbij voedingsmiddelen in de spiercellen worden omgezet in chemische energie en vervolgens worden omgezet in mechanische energie voor de lichaamsbeweging. In de Verenigde Staten is de meest gebruikte term om energie uit te drukken de calorie.
Het aantal calorieën staat vermeld op het etiket van elke energiereep die je pakt. Broccoli heeft calorieën, ook al heeft het geen etiket dat je vertelt hoeveel. Ergens onderweg hebben de meeste mensen geleerd dat calorieën door het lichaam worden gebruikt voor energie en dat je dik wordt als je er te veel eet en dat je uiteindelijk verhongert als je er geen eet. Maar heb je je ooit afgevraagd wat een calorie is, hoe ze in je voedsel terechtkomt en hoe je lichaam ze gebruikt? In dit artikel zullen deze aspecten van de opmerkelijke calorie de revue passeren.
Wat is een calorie eigenlijk?
Een calorie is een maat voor energie. Het wordt gedefinieerd als de warmte-energie die nodig is om de temperatuur van één gram water met één graad Celsius te doen stijgen. Het wordt ook gedefinieerd als 4,184 joule, waarbij één joule de warmte-energie is die vrijkomt wanneer één ampère gedurende één seconde door de weerstand van één ohm stroomt (Stedmans). De energie die bij lichamelijke activiteit wordt gebruikt en de energie die in voedingsmiddelen wordt opgeslagen, wordt uitgedrukt in kilocalorieën (de warmte-energie die nodig is om de temperatuur van één kilogram water met één graad Celsius te doen stijgen). Vaak worden kilocalorieën aangeduid als kcals of als grote calorieën of als Calorieën, waarbij de hoofdletter C staat voor kilocalorieën. Maar omdat een calorie zo’n kleine eenheid van energie is, wordt het woord calorie om een kleine calorie aan te duiden vooral in de wetenschappelijke literatuur gebruikt. Meestal verwijst calorie, gespeld met de kleine c, eigenlijk naar de kilocalorieën die in de voeding zitten en tijdens het sporten worden gebruikt. In dit artikel volgen we de algemene gewoonte en gebruiken we calorie om te verwijzen naar kilocalorie.
Waarom hebben voedingsmiddelen calorieën?
Voedingsmiddelen hebben calorieën omdat voedingsmiddelen ofwel afkomstig zijn van planten of van dieren die planten hebben gegeten. Het zijn in feite de planten die de primaire moleculen in voedsel maken die de energie bevatten die als calorieën wordt gekwantificeerd (Taiz en Zeiger). Groene planten maken deze moleculen uit kooldioxide en water door energie van de zon op te vangen in een proces dat fotosynthese wordt genoemd. Het groene plantenpigment chlorofyl absorbeert stralingsenergie van de zon die vervolgens wordt omgezet in chemische energie in de bindingen die de koolstof van koolstofdioxide (CO2) verbinden met water (H2O), waardoor koolhydraten, (CH2O)n of hydraten van koolstof ontstaan en zuurstof (O2) vrijkomt in de atmosfeer. Uit koolhydraten kunnen planten andere moleculen maken die vastgelegde energie bevatten; dit zijn vetten en eiwitten. Mensen kunnen koolhydraten gebruiken om de meeste vetzuren, vetten, niet-essentiële aminozuren en eiwitten te synthetiseren, net als de planten. De primaire bron van alle calorieën zijn echter koolhydraten die door planten worden gemaakt uit kooldioxide en water door de energie van de zon op te vangen.
Waarom hebben voedingsmiddelen verschillende caloriegehaltes?
Er zijn zes klassen voedingsstoffen in voedingsmiddelen: koolhydraten, vetten, eiwitten, vitaminen, mineralen en water. Alleen de koolhydraten, vetten en eiwitten kunnen energie leveren. Omdat deze drie klassen in grote hoeveelheden worden geconsumeerd (tussen 50 en 500 gram per dag), worden ze macronutriënten genoemd. De micronutriënten, vitaminen en mineralen, moeten daarentegen in zeer kleine hoeveelheden van 1 tot 100 milligram per dag worden geconsumeerd. Vitaminen, mineralen en water leveren geen calorieën, maar zijn essentieel voor ons vermogen om de calorieën te gebruiken die zijn opgeslagen in de macronutriënten.
De meeste voedingsmiddelen zijn mengsels van enkele of alle van de zes klassen van voedingsstoffen, en verschillende voedingsmiddelen bevatten verschillende hoeveelheden van elke klasse. Boter bevat bijvoorbeeld veel vet, een beetje eiwit, vitaminen, mineralen en water, maar heel weinig koolhydraten. Vlees bevat veel eiwitten en water, wat vet, vitaminen en mineralen, en weinig of geen koolhydraten, terwijl volkorenbrood veel koolhydraten bevat, een beetje eiwitten en vet, veel vitaminen en mineralen, maar niet veel water. Dat voedingsmiddelen verschillende calorieniveaus hebben, komt deels doordat een gebruikelijke portie van elk voedingsmiddel verschillende hoeveelheden bevat van de drie klassen van energieleverende voedingsstoffen: koolhydraten, eiwitten en vetten.
Een ander deel van de reden dat voedingsmiddelen verschillende calorieniveaus hebben, is dat de energieleverende voedingsstoffen verschillende hoeveelheden energie per gram leveren. Vetten leveren de meeste energie met 9 calorieën per gram. Koolhydraten en eiwitten leveren elk 4 calorieën per gram voor gebruik als energie in het lichaam. Wij weten dit dankzij het zorgvuldige werk van W.O. Atwater en zijn collega’s aan het eind van de 19e eeuw. Deze wetenschappers waren pioniers op het gebied van de analyse van de klassen van voedingsstoffen in voedingsmiddelen en het verschillende vermogen van elke macronutriëntenklasse om energie te leveren (Merrill en Watt, 1973). Uit hun werk weten we dat er meer calorieën zullen komen uit de pindakaas, die meer vet bevat, dan uit de gelei, die meer koolhydraten bevat, op uw P B en J.
Hoe komen de calorieën in voedsel beschikbaar voor gebruik door het lichaam?
De energie die is opgeslagen in de koolhydraten, vetten en eiwitten in voedingsmiddelen komt beschikbaar voor het lichaam wanneer de energie die is opgeslagen in de chemische bindingen van de macronutriënten is omgezet in de hoogenergetische fosfaatbindingen die bruikbaar zijn in de talloze stofwisselingsprocessen van het lichaam (Groff en Gropper). De belangrijkste molecule die deze hoogenergetische bindingen draagt is adenosinetrifosfaat (ATP). De omzetting van voedsel in de mond tot ATP in de spieren verloopt via vertering, absorptie en metabolisch katabolisme (chemische afbraak van grote moleculen in kleinere). De spijsvertering resulteert in de afbraak van koolhydraten tot de eenvoudige suikers glucose (voornamelijk), fructose en galactose. Eiwitten in de voeding worden afgebroken tot aminozuren en voedingsvetten tot vetzuren en glycerol. Deze kleine moleculen worden geabsorbeerd door de cellen langs de darmen, komen in de bloedbaan terecht en circuleren vervolgens in het bloed totdat zij de cellen van de rest van het lichaam binnenkomen. De aanmaak van ATP uit het metabolische katabolisme van glucose, vetzuren en aminozuren vindt in elke cel plaats. ATP bestaat uit energierijke bindingen die, wanneer ze met behulp van enzymen worden gesplitst, energie vrijmaken voor gebruik door de spieren voor beweging, door de lever voor eiwitsynthese, door de hersenen voor neurale overdracht en door alle metabolische systemen van het lichaam die energie nodig hebben. Het is dus belangrijk te benadrukken dat de energie die vrijkomt bij de afbraak van voedsel niet rechtstreeks wordt gebruikt voor lichaamsbeweging, maar om ATP te produceren. ATP wordt vaak een energierijke verbinding genoemd die in kleine hoeveelheden in de weefsels wordt opgeslagen. PC of fosfocreatine, een andere hoogenergetische verbinding, wordt eveneens in beperkte hoeveelheden in de weefsels opgeslagen. Het is echter zinvol op te merken dat de afbraak van PC niet als energiebron wordt gebruikt, maar om ATP snel aan te vullen.
Hoe werken de energiesystemen in het lichaam om calorieën te verbranden?
Hoewel u misschien alleen aan calorische energiebehoeften denkt in termen van lichaamsbeweging, is het belangrijk te beseffen dat voor elke beweging die u in uw dagelijks leven maakt, afbraak van ATP nodig is. Om het leven in stand te houden, wordt ATP dus voortdurend gebruikt en vernieuwd. Aangezien er zo’n beperkte voorraad ATP en PC in het lichaam is opgeslagen, die misschien maar 30 seconden meegaat, is het lichaam afhankelijk van opgeslagen koolhydraten, vetten en soms eiwitten als reservevoorraden voor de synthese van ATP. Dit vermogen om deze voedingsmiddelen op te slaan voor energieproductie maakt het mogelijk tal van lichamelijke activiteiten met succes te volbrengen, zoals het voltooien van een 10-kilometer race en een marathon.
Het energierijke en snel leverende ATP-PC-systeem (het fosfageensysteem genoemd) levert een zeer korte voorraad energie, voor gebruik bij lichamelijke activiteiten zoals een set in weerstandsoefeningen of het uitvoeren van sprints. Voortdurende spierinspanning vereist het gebruik van de glycolytische en aerobe energiesystemen.
Het glycolytische systeem levert energie uit de gedeeltelijke afbraak van glucose (te vinden in het bloed) en glycogeen (opgeslagen glucosemoleculen in de lever en de spieren). Glucose dat door actieve spieren wordt gebruikt, wordt onvolledig afgebroken tot pyruvaat door middel van een reeks enzymgemedieerde stappen die glycolyse wordt genoemd. Glycolyse vindt plaats in de intracellulaire vloeistof van de cel, of cytoplasma. Glycolyse wordt ook wel anaërobe glycolyse genoemd, omdat dit proces plaatsvindt zonder dat er zuurstof nodig is bij elk van de stofwisselingsstappen. Voor elke stofwisselingsstap zijn echter gespecialiseerde enzymen nodig om de reacties te versnellen. Activiteiten die 30 seconden tot 3 minuten duren, zoals 400 en 800 meter hardlopen, zijn sterk afhankelijk van de glycolyse. Samenvattend gebruikt de glycolyse alleen koolhydraten in de vorm van glucose om ATP te produceren, wat gebeurt zonder de aanwezigheid van zuurstof.
Aerobe stofwisseling is het derde, en langdurigste energiesysteem van het lichaam. Het wordt aangeduid als mitochondriale ademhaling omdat de reacties van dit systeem plaatsvinden in gespecialiseerde organellen van de cellen die mitochondriën worden genoemd. De term ademhaling wordt gebruikt omdat afbraakproducten van koolhydraten, in aanwezigheid van zuurstof, nu volledig kunnen worden afgebroken tot kooldioxide (CO2), water (H2O) en energie voor ATP-synthese. Mitochondriën zijn rijkelijk over de spiercellen verspreid om ATP te leveren aan actief werkende spieren. Alle fysieke activiteiten die 3 minuten of langer duren, zijn hoofdzakelijk afhankelijk van de ademhaling van de mitochondriën voor de synthese van ATP.
Tot nu toe is de discussie gericht geweest op de afbraak van koolhydraten in het lichaam om ATP te produceren, in afwezigheid of aanwezigheid van zuurstof Vetten, die ook ATP vrijmaken, kunnen echter alleen worden gemetaboliseerd in aanwezigheid van zuurstof. Vetzuren uit triglyceriden in voedingsvetten kunnen worden afgebroken tot verbindingen met twee koolstofatomen, waardoor zij kunnen worden opgenomen in het energiesysteem van de mitochondriale ademhaling. Eiwitten spelen een zeer ondergeschikte rol in de ATP- produktie in rust en leveren slechts tot 10% van de energiebehoefte van het lichaam tijdens inspanning.
Wat regelt de ATP- produktie van het lichaam tijdens de verbranding van calorieën?
Hoewel het essentieel is het concept te benadrukken dat de drie energiesystemen van het lichaam gelijktijdig met elkaar samenwerken om ATP te produceren, is hun relatieve rol afhankelijk van 1) de duur van de oefening; kort zoals bij sprints, versus langdurig zoals bij oefeningen die langer dan 10 minuten worden volgehouden, 2) de intensiteit van de oefening, 3) het fitnessniveau en de lichaamssamenstelling van de persoon en 4) het dieet van de persoon. Wat vertelt de cellen om meer gebruik te maken van het fosfageensysteem of om over te schakelen op een overwegend gebruik van vetten en koolhydraten binnen het mitochondriale ademhalingssysteem? Met andere woorden, hoe controleren en regelen de cellen welke macronutriënten zullen voorzien in de caloriebehoefte van de oefening?
Deze complexe maar intrigerende vraag wordt beantwoord door twee methoden van metabole controle tijdens de inspanning. Een methode werkt binnen de cellen en een werkt buiten de cel. Beide regulerende controlesystemen worden geactiveerd of geremd door specifieke regulerende hormonen. Intracellulaire regulatie is afhankelijk van belangrijke enzymen die de niveaus van ATP en ADP (adenosinedifosfaat) en andere moleculen bewaken, en de productie van ATP remmen of activeren om aan de energiebehoeften van het lichaam te voldoen, afhankelijk van de aanwezige (of afwezige) niveaus van deze moleculen. Intracellulaire regulatie reageert snel en is dus nauw verbonden met het fosfageensysteem en de glycolyse. Het tweede belangrijke regulatiesysteem is de extracellulaire regulatie door hormonen. Hormonen zoals epinefrine en glucagon kunnen enzymen activeren als de spiercel in een verlaagde energietoestand verkeert om meer glycogeen af te breken voor glycolyse. Ook kunnen epinefrine en andere hormonen tijdens langdurige inspanning hormoongevoelige lipase en lipoproteïnelipase activeren om te beginnen met de afbraak van opgeslagen triglyceriden voor metabolisme in de mitochondriale ademhaling.
Kunnen voedingssupplementen de calorieverbranding verbeteren?
Ephedra
Veel voedingssupplementen worden verkocht met de belofte dat ze de calorieverbranding zullen verbeteren en gewichtsverlies zullen veroorzaken zonder de noodzaak van veranderingen in dieet en activiteit. Het belangrijkste bestanddeel van deze supplementen, waarvan wordt beweerd dat ze calorieën verbranden, is ephedra of het synthetische equivalent daarvan, efedrine. Ephedra is de naam voor de alkaloïde stoffen die voorkomen in het extract van de Ephedra sinica plant en verschillende andere Ephedra soorten (Betz 1997; Nat Med database, p 400). Alkaloïden zijn stikstofhoudende moleculen die door planten worden gemaakt en een belangrijke werking in het lichaam hebben; morfine is bijvoorbeeld een alkaloïde. Ephedra is ook bekend als Ma Huang of Chinese efedra en dit is de naam die vaak op het etiket van het supplement staat en die aangeeft welke efedrine alkaloïden het product bevat. Een ander kruid dat de ephedra alkaloïden bevat, is Sida cordifoila. Het feit dat Ma Huang als natuurlijk wordt aangemerkt, wil nog niet zeggen dat het veilig is. Het heeft dezelfde effecten als de synthetische efedrine in vrij verkrijgbare decongestiva. In de volksgeneeskunde werd ephedra kortdurend gebruikt bij neusverkoudheid en astma en in het begin van de 20e eeuw schreven Amerikaanse artsen het voor als stimulerend middel voor het centrale zenuwstelsel (Foster & Tyler, 1999). Het is een nieuwer idee om ephedra meerdere malen per dag te gebruiken gedurende meerdere weken om gewichtsverlies te bevorderen. Dit nieuwe gebruik is terug te voeren tot 1972 toen een Deense huisarts onbedoeld gewichtsverlies opmerkte bij zijn astmapatiënten die efedrine gebruikten als onderdeel van hun medicatie (Greenway, 2001).
Ephedra/Caffeine
De ephedra in voedingssupplementen die beweren de energie te verhogen en gewichtsverlies te verbeteren, stimuleert het sympathische zenuwstelsel. In combinatie met een andere sympathische stimulans, cafeïne, is aangetoond dat efedrine het zuurstofverbruik en daarmee de calorieverbranding bij mensen verhoogt (Greenway 2000). Verschillende studies hebben aangetoond dat de combinatie efedrine/cafeïne effectief is bij het bevorderen van gewichtsverlies (Boozer, 2002; Greenway, 2001). Synthetische cafeïne of verschillende kruiden die cafeïne bevatten kunnen in de verschillende afslanksupplementen worden opgenomen. Namen van kruiden die op het etiket moeten staan zijn guarana (Paullinia cupana of Braziliaanse cacao of Zoom), kola noot (Cola acuminata, Cola nitida of Bissey Nut of Cola Seed; voorkom verwarring met gotu cola die geen cafeïne bevat), groene thee (Camilla sinensis), Yerba maté (Ilex paraguariensis, maté of Paraguay Thee of St. Bartholemews Thee (Nat Med database). Al deze kruiden bevatten cafeïne, die de werking van de ephedra alkaloïden in Ma Huang versterkt.
De veiligheid van de combinatie efedrine/cafeïne, of het nu gaat om synthetische efedrine en cafeïne of om de natuurlijke producten die in kruidenextracten worden aangetroffen, is in twijfel getrokken. Hoewel verschillende klinische studies voor gewichtsverlies weinig bijwerkingen hebben gerapporteerd (Greenway, 2001), zijn er voldoende ernstige cardiovasculaire en zenuwstelselproblemen (zoals agitatie, duizeligheid, slapeloosheid, hoofdpijn, zwakte, zweten, hartkloppingen, tremor) en sterfgevallen toegeschreven aan de inname van ephedra om bezorgdheid te rechtvaardigen (Palevitz, 2002; Haller & Benowitz, 2000). De Amerikaanse Health and Human Services heeft onlangs opgeroepen tot een evaluatie van ephedraproducten en heeft aanbevolen een zo sterk mogelijke verplichte waarschuwing op het etiket aan te brengen ter bescherming van het publiek dat deze producten vrij op de markt kan kopen. Efedrine is verboden door het Internationaal Olympisch Comité, de National Football League en de National Collegiate Athletic Association en als een atleet een product gebruikt dat Ma Huang of Chinese efedra bevat, zal hij waarschijnlijk een positieve testuitslag krijgen. Health Canada heeft gevraagd de verkoop te verbieden van producten die meer dan 8 mg efedrine per dosis bevatten (website). Het is echter niet eenvoudig om te weten hoeveel actieve efedrine een voedingssupplement daadwerkelijk bevat. Gebleken is dat de op het etiket vermelde hoeveelheid efedrine in voedingssupplementen sterk afwijkt van de werkelijke hoeveelheid. In één onderzoek bleek het gehalte in de helft van de 20 onderzochte supplementen meer dan 20% af te wijken van het etiket. In sommige geteste producten was geen efedrine aanwezig. Bij andere producten bedroeg de variatie van partij tot partij zelfs 1000% (Gurley, 2000). Ondanks deze moeilijkheden beweren sommigen dat de risico’s van zwaarlijvigheid zwaarder wegen dan de risico’s van het gebruik van deze stimulerende stoffen, waarvan is aangetoond dat ze de calorieverbranding en het gewichtsverlies bevorderen (Greenway, 2001). De veiligheid van voedingssupplementen die efedrine/cafeïne bevatten is dus zeer controversieel (Palevitz, 2002).
Efedra/Cafeïne/Aspirine
Aspirine is een andere stof die vaak wordt toegevoegd aan supplementen die verkocht worden voor calorieverbranding. De ephedrine/caffeïne/aspirine-stapel met synthetische verbindingen is door bodybuilders gebruikt bij het afslanken voor wedstrijden. Aspirine voorkomt de vorming van prostaglandine, een molecuul dat normaal gesproken wordt gevormd om te voorkomen dat er teveel noradrenaline vrijkomt als reactie op alles wat de afgifte van noradrenaline stimuleert. Daarom duren de effecten van zowel efedrine als cafeïne langer wanneer aspirine wordt toegevoegd (Dulloo, 1993). De actieve molecule in aspirine is afgeleid van een molecule die oorspronkelijk geïsoleerd werd uit wilgenbast (verschillende Salix-soorten). Daarom kan elk kruid dat natuurlijke aspirine-achtige moleculen bevat, de effecten van Ma Huang kruiden en van cafeïnehoudende kruiden als guarana, cola of thee verergeren. Zoek naar deze aspirine-achtige kruiden op het etiket: wilg, witte wilg, espenbast, zwarte cohosh, populier, zoete berk, wintergroen (Natural Med database).
Synefrine
Waarschijnlijk vanwege de negatieve publiciteit rond ephedra, bevatten sommige nieuwere supplementen voor gewichtsverlies of calorieverbranding synefrine en beweren dat ze niet-stimulerend zijn voor het zenuwstelsel. Synefrine is vergelijkbaar met efedrine, maar er is weinig gepubliceerd over de effecten ervan bij mensen. Het is afkomstig van de Sevilla of bittere sinaasappel (Citrus aurantium) en lijkt minimale effecten te hebben bij gezonde volwassenen volgens één recente studie (Penzak, 2001). Personen met hypertensie of een snelle hartslag en personen die decongestiva bevattende verkoudheidstabletten nemen, worden momenteel echter gewaarschuwd om bittere sinaasappel te vermijden.
Geconjugeerd linolzuur
Geconjugeerd linolzuur is een ander supplement dat wordt verkocht om af te vallen. Dit meervoudig onverzadigd vetzuur komt van nature voor in rundvlees en rundvet, dus veel Amerikanen eten er nu minder van dan in het verleden. Het heeft verschillende vormen en er is substantieel bewijs dat bepaalde vormen ervan het lichaamsvet bij dieren aanzienlijk kunnen verminderen (Evans, 2002). De gegevens voor mensen zijn echter tegenstrijdig en het werkingsmechanisme bij dieren is nog niet geïdentificeerd. Dus op dit moment is niet bekend of geconjugeerd linolzuur een verbeterde calorieverbranding bevordert.
Huidige status van calorieverbrandende supplementen
Geen van de voedingssupplementen die worden verkocht om de calorieverbranding te bevorderen kan momenteel worden aanbevolen voor het handhaven van een gezond lichaamsgewicht, hetzij omdat nog niet is aangetoond dat ze effectief zijn bij mensen of omdat de risico’s van hart- of zenuwstelselproblemen zwaarder kunnen wegen dan de voordelen. Dit is met name het geval omdat reeds bekend is dat er een betere manier is om uw vermogen om calorieën te verbranden te vergroten zonder uw gezondheid te schaden. Regelmatige lichaamsbeweging bevordert in feite vele bekende gezondheidsvoordelen (zoals lagere bloeddruk, betere bloedglucosecontrole, minder risico op hartaandoeningen, behoud van gewichtsverlies) in combinatie met het vermogen om u te helpen calorieën beter te verbranden.
Hoe verbetert aerobe oefening de calorieverbranding?
Het is algemeen bekend dat de duur en intensiteit van elke aerobe sessie rechtstreeks bijdragen aan de hoeveelheid calorieën die het lichaam tijdens die oefening verbrandt. In dit gedeelte worden een aantal metabolische aanpassingen in de spieren besproken die de verbranding van calorieën bij regelmatige aërobe oefening verbeteren.
Aerobe activiteiten berusten voornamelijk op traag aanvoelende spieren. Als reactie op aërobe training is uit onderzoek gebleken dat de omvang van de traag-twitch vezels met 7% tot 22% toeneemt (Wilmore en Costill, 1999). Haarvaten zijn de bloedvaten die de complexe netwerken binnen het spierweefsel vormen voor de uitwisseling van zuurstof, kooldioxide, water en andere celproducten. Bij duurtraining is aangetoond dat het aantal haarvaten rond de spiervezels toeneemt van 5% tot 15%. Zuurstof die de spier binnenkomt, bindt zich aan myoglobine, een molecule die lijkt op hemoglobine. Myoglobine transporteert zuurstof in de cel naar de mitochondriën voor de ademhaling in de mitochondriën. Het is aangetoond dat aërobe training het myoglobinegehalte met 75% tot 80% doet toenemen (Wilmore en Costill, 1999). De mitochondriën nemen ook toe in omvang (35%), aantal (15%) en efficiëntie door regelmatige duurtraining (Wilmore en Costill, 1999). Ten slotte verhoogt aërobe lichaamsbeweging de efficiëntie van de mitochondriale oxidatieve enzymen die de afbraakreacties van voedingsstoffen vergemakkelijken. Onderzoek heeft aangetoond dat de oxidatie van vrije vetzuren bij mannen die met de fiets trainen 30% hoger is dan vóór de training (Wilmore and Costill, 1999). Al deze metabolische veranderingen dragen aanzienlijk bij aan het verbeterde vermogen van het lichaam om calorieën efficiënter te verbranden tijdens aërobe training.
Hoe verbetert weerstandsoefening de calorieverbranding?
Het grootste bestanddeel van het totale calorieverbruik van het lichaam is de energie die nodig is om de stofwisselingssnelheid in rust (RMR) te handhaven. De RMR vertegenwoordigt de calorieën die het lichaam in rust nodig heeft om alle vitale processen en systemen, zoals het zenuwstelsel, het cardiovasculaire systeem, het ademhalingsstelsel, het spijsverteringsstelsel en het endocriene systeem, in evenwicht te houden. Verschillende factoren zoals leeftijd, geslacht, schildklieractiviteit, medicatie en dieet beïnvloeden de RMR. Spierweefsel is een van de meest metabolisch actieve weefsels die bijdragen aan de RMR. Een goed opgezet en zinvol onderzoek van Campbell en collega’s (1994) toonde een toename van 7% in RMR bij oudere (56 80 jaar) mannen en vrouwen na 12 weken van weerstandsoefeningen. De exacte mechanismen die bijdragen aan de toename van de RMR zijn complex, maar kunnen een toename in eiwitomzet, verhoogde activiteit van verschillende enzymatische reacties, het aanvullen van glycogeenvoorraden, het herstel van spierweefsel en de verhoogde concentratie van metabolische hormonen omvatten (Campbell et al).
Wat zijn de beste oefeningen om calorieën te verbranden?
Het is duidelijk uit de vorige discussie dat zowel cardiovasculaire als weerstandstrainingsprogramma’s essentieel zijn om de calorie-uitgaven te optimaliseren. Voor aërobe oefening, adviseer studenten om een vorm van aërobe oefening te kiezen die de grote spieren van het lichaam op een continue, ritmische manier gebruikt, en die voor hen relatief gemakkelijk is om vol te houden bij verschillende trainingsintensiteiten. Om de oefeningen vol te houden, moet u een oefenvorm (of bij voorkeur oefenvormen) kiezen die voldoet aan de persoonlijke interesses van uw cliënten, terwijl u altijd rekening moet houden met het mogelijke letselrisico door problemen zoals overbelasting.
Een belangrijke manier om het energieverbruik bij aerobe training te optimaliseren is het variëren van de intensiteit van de oefening met verschillende intervaltrainingsschema’s (zie zijbalk 1 over intervaltraining). Het gebruik van oefenvormen die gemakkelijk kunnen worden aangepast of opgevoerd om het cardiorespiratoire systeem te overbelasten, is heel nuttig. Wandelen op een loopband kan bijvoorbeeld veel uitdagender worden gemaakt door de hellingsgraad op de loopband te verhogen. De intensiteit van fietsen kan worden opgevoerd door eenvoudig de trapweerstand te verhogen. Elliptische crosstraining kan worden gegradeerd door de snelheid, graad en/of weerstand te verhogen.
Het beste type weerstandstraining om het calorieverbruik te optimaliseren is op dit moment onbekend, maar recent onderzoek met periodieke programma’s heeft zeer gunstige resultaten laten zien (Marx et al, 2001). De lezer wordt aangeraden de uitgave van november/december 2002 van IDEA Personal Trainer te lezen, waarin een hedendaags periodiek trainingsprogramma uitvoerig wordt besproken.
Eindgedachten
De optimale manier om de verbranding van calorieën te verbeteren is door regelmatig gebruik is met goed ontworpen en voorgeschreven cardiovasculaire en weerstandstrainingsprogramma’s. Hopelijk heeft dit artikel u in staat gesteld de belangrijke concepten met betrekking tot de ontwikkeling van deze programma’s te waarderen en beter te beseffen, evenals de huidige controverses met betrekking tot het gebruik van calorieverbrandende supplementen en de op voedsel gebaseerde oorsprong van de opmerkelijke calorie te begrijpen.
Betz J.M., Gay M.L., Mossoba M.M., Adams S., & Portz B.S. Chiral gas chromatographic determination of ephedrine-type alkaloids in dietary supplements containing Ma Huang. Journal of the Association of Analytical Communities International, 80(2):303-315, 1997.
Boozer C.N., Daly P.A., Homel P., Solomon J.L., Blanchard D., Nasser J.A., Strauss R., & Meredith T. Herbal ephedra/caffeine for weight loss: a 6-month randomized safety and efficacy trial. International Journal of Obesity Related Metabolic Disorders, 26(5):593-604, 2002.
Campbell, W.W., Crim, M. C., Young, V.R. & Evans, W.J. Verhoogde energiebehoefte en veranderingen in lichaamssamenstelling door weerstandstraining bij oudere volwassenen. American Journal of Clinical Nutrition, 60:167-175, 1994.
Dulloo A.G. Ephedrine, xanthines and prostaglandin-inhibitors: actions and interactions in the stimulation of thermogenesis. International Journal of Obesity Related Metabolic Disorders, 17:S35-40, 1993.
Evans M., Brown J., & McIntosh M. Isomer-specific effects of conjugated linoleic acid (CLA) on adiposity and lipid metabolism. Journal of Nutritional Biochemisty, 13:508-516, 2002.
Foster S. & Tyler V.E. Tylers Honest Herbal, 4th ed. Haworth Herbal Press, New York, 1999.
Greenway F.L. The safety and efficacy of pharmaceutical and herbal caffeine and ephedrine use as a weight loss agent. Obesity Review, 2(3):199-211, 2001.
Greenway F.L., Raum W.J., & DeLany J.P. The effect of an herbal dietary supplement containing ephedrine and caffeine on oxygen consumption in humans. Journal of Alternative Complementary Medicine, 6(6):553-5, 2000.
Groff J.L. & Gropper S.S. Advanced Nutrition and Human Metabolism. Wadsworth/Thomson Learning, Belmont, CA, 2000.
Gurley B.J., Gardner S.F., & Hubbard M.A. Content versus label claims in ephedra-bevattende voedingssupplementen. American Journal of Health Systems Pharmacology, 57:963-969, 2000.
Haller, C.S. & Benowitz, N.L. Adverse cardiovascular and central nervous system events associated with dietary supplements containing ephedra alkaloids. New England Journal of Medicine, 343:1833-1838, 2000.
Marx, J.O., Ratamess, N.A., Nindl, B.C., Gotshalk, L.A., Volek, J.S., Dohi, K., Bush, J.A., Gomez, A.L., Mazzetti, S.A., Fleck, S.J. Hakkinen, K., Newton, R.U. & Kraemer, W.J. Laag-volume circuit versus hoog-volume geperiodiseerde weerstandstraining bij vrouwen. Medicine & Science Sports & Exercise. 33 (4):635-643, 2001.
Merrill A.L. & Watt B.K. Energiewaarde van voedingsmiddelen…basis en afleiding. Agriculture Handbook No. 74, U.S. Government Printing Office, Washington DC, 1973.
Natural Medicines Comprehensive Database, 3rd Ed. Jellin J.M., editor. Therapeutic Research Faculty, Stockton, CA. 2000.
Palevitz B.A. Onschadelijke energizers of gevaarlijke drugs? The Scientist,
16(24): 18-20, 2002.
Penzak S.R., Jann M.W., Cold J.A., Hon Y.Y., Desai H.D., & Gurley B.J. Sevilla (zure) sinaasappelsap: synephrinegehalte en cardiovasculaire effecten bij normotensieve volwassenen. Journal of Clinical Pharmacology, 41:1059-63, 2001.
Stedmans Concise Medical Dictionary for the Health Professions. 4e editie. Dirckx, J.H., editor. Lippincott, Williams and Wilkinson. Baltimore, MD. 2001.
Taiz L. & Zeiger E. Plant Physiology, 2nd ed. Sinauer Associates, Inc. Sunderland, MA. 1998.
Tonkonogi M., Krook A., Walsh B., & Sahlin K. Endurance training increases stimulation of skeletal muscle mitochondria in humans by non-esterified fatty acids: an uncoupling-protein-mediated effect? Biochemistry Journal 351: 805-810, 2000.
Tonkonogi M. & Sahlin K. Physical exercsie and mitochondrial function in human skeletal muscle. Exercise and Sport Science Reviews 30:129-137, 2002.
Wilmore, J.H. & Costill, D.L. Physiology of Sport and Exercise (2nd Edition). Champaign, IL: Human Kinetics, 1999.