Hoe verbranden we lichaamsvet?
Zoals te lezen in het artikel over cholesterol en hoe vet wordt opgeslagen, weten we dat vetzuren en glyceriden niet oplosbaar zijn in water (bloed bestaat voornamelijk uit water)
Wanneer we vet uit onze vetcellen willen gebruiken als energie voor onze spieren, moeten de vetzuren zich opnieuw binden met een proteïne, nl albumine, om dit transport en de opname door onze spiercellen mogelijk te maken.
Deze vetzuren worden dan afgeleverd aan ATP-genererende organellen in de cel, de mitochondria. (energiefabriekjes)
Dit is een sterk gereguleerd proces waarvan sommige denken dat dit de limiterende stap is in vetoxidatie.
Een ander lot voor de vetzuren opgenomen door de spieren, vooral tijdens periodes van rust, is het opnieuw converteren naar triglyceriden in de spiercel zelf, waar het opgeslagen wordt als vetdruppeltjes voor later gebruik.
De spiercellen van goed getrainde atleten kunnen evenveel energie opslaan in de vorm van deze vetdruppeltjes als in de vorm van glycogeen.
Sportintensiteit en vetoxidatie
Er mag dan wel beweerd worden dat een keto dieet vooral voordelen biedt bij aerobe prestaties/sporten. (duursporten, langere duur aan 70% van capaciteit)
Ook bij anaerobe prestaties blijkt keto op termijn de beste keuze. (krachtsporten, korte duur aan 100%)
Bij atleten die een gemiddeld tot hoog koolhydraat dieet volgen, werd een afname in energie uit vet en een toename in energie uit koolhydraten vastgesteld naarmate de intensiteit werd opgedreven.
Dit werd geïnterpreteerd als zijnde dat tot op een bepaalde intensiteit de vetoxidatie een piek bereikt, en dat prestaties aan hogere intensiteit meer afhankelijk zijn van glucose en glycogeen.
Wanneer men zou starten aan een lage intensiteit en opbouwen naar een steeds hogere intensiteit, wordt de piek van vetverbranding (grammen van vetoxidatie per minuut of per uur) gezien rond 50% van het maximale zuurstofverbruik (VO2max) bij ongetrainde individuen, en rond 65% VO2 max bij getrainde personen.
65% van VO2 max is een intensiteit die door de meeste duursporters zonder problemen meerdere uren kan aangehouden worden. (marathonlopers bijvoorbeeld)
Dit betekent dat als men de intensiteit opdrijft tot aan het maximum van de VO2 capaciteit, de vetoxidatie de grote energievraag niet zou aankunnen.
Het komt er in feite op neer dat wanneer je traint tegen de grens van de maximale VO2 capaciteit aan, er een nogal scherpe daling is in vetoxidatie. Niet alleen in proportie, maar ook in grammen per minuut.
Dit betekent dat als men de intensiteit opdrijft tot aan het maximum van de VO2 capaciteit, de vetoxidatie de grote energievraag niet zou aankunnen.
Het komt er in feite op neer dat wanneer je traint tegen de grens van de maximale VO2 capaciteit aan, er een nogal scherpe daling is in vetoxidatie. Niet alleen in proportie, maar ook in grammen per minuut.
Een belangrijk detail waar Dr. Phinney en Dr. Volek dieper onderzoek naar deden, want dit zou dan logischer wijs betekenen dat atleten die boven 65% VO2 max sporten niet beter af zouden zijn met een koolhydraatarm, ketogeen dieet.
Meerdere wel uitgevoerde studies over de laatste 10-tallen jaren gaven aanwijzingen waarom vetoxidatie neigt te verminderen en koolhydraten de dominante brandstof wordt bij inspanningen van hoge intensiteit.
Dit is niet zomaar een knop die wordt omgedraaid, maar eerder een gecoördineerde reeks van metabole gebeurtenissen.
Deze metabole symfonie kan echter een andere toon aannemen in een atleet die keto-adapted is, waarbij er significant hogere scores van de vetoxidatie piek bij intensieve inspanningen worden waargenomen.
Er werd echter weinig aandacht besteed aan de minimum tijd die het lichaam nodig heeft om zich aan te passen aan het overschakelen op vet als brandstof. De meeste onderzoeken op dit gebied werden gedaan bij atleten die minder dan twee weken een koolhydraatarm dieet volgden.
Uit de studies van Dr. Phinney en Dr. Volek, waarbij een aanpassingsperiode van 4 tot 6 weken in acht werd genomen, bleek een progressieve verhoging van de capaciteit om vet te mobiliseren en te oxideren aan de 65% VO2 max grens.
Hieruit blijkt dat de aanpassingstijd de resultaten hard kan beïnvloeden.
Bovendien is er een grote variabiliteit tussen individuen. Het is dus ook belangrijk om te kijken naar de laagste en de hoogste scores.
Uit een studie met 300 personen bleek dat de piek van vetoxidatie reikt tussen 10 en 60 gram van het totale vet verbrand per uur. Voor sommige mensen ligt deze piek bij prestaties van zeer lage intensiteit (aan 25% van VO2 max), terwijl bij anderen de piek maar plaatsvindt aan 77% van VO2max.
Ze stelden dus vast dat er niet alleen een groot verschil is in de hoeveelheid vet die er maximum verbrand wordt, maar ook dat het niveau van intensiteit waarop dit gebeurt hard verschilt van persoon tot persoon.
Hoeveel vet kan een mens verbranden?
Een intrigerende vraag is of er een plafond is van hoeveel vet een mens kan verbranden. Deze bovengrens werd eerst gesteld op 60g vet per uur. (dus 1 gram per minuut of 540 kcal aan vet per uur)
Volgens Dr. Volek en Phinney ligt het antwoord op deze vraag als meer dan 30 jaar voor onze neus.
Blijkt dat dit plafond niet alleen kan gebroken worden, het kan totaal verpletterd worden.
Uiteraard is dit afhankelijk van het individu, zo heb je atleten, topatleten en superatleten.
Keto-adapted atleten vertonen een duidelijke stijging in vetverbranding wat erop duidt dat de piek van vetoxidatie onderschat wordt.
Wanneer zij ook weerstandstrainingen doen, verbetert de lichaamssamenstelling zienderogen.
Jarenlang werden koolhydraatrijke diëten gepromoot omdat gedacht werd dat hoge koolhydraatoxidatie verkieslijk is boven hoge vetoxidatie en dat daardoor het behoud van een constant hoog spierglycogeen niveau essentieel is voor optimale prestaties.
Als er enkel gekeken wordt naar de korte termijn studies waarbij het effect van koolhydraatarme en koolhydraatrijke diëten vergeleken wordt gedurende een korte periode van intensief sporten, kan er aannemelijk gediscussieerd worden over de superioriteit van een koolhydraatrijk dieet.
Ondertussen zijn er voldoende aanwijzingen, studies en praktijkvoorbeelden die leiden tot de tegenovergestelde conclusie, namelijk dat een koolhydraatrijk dieet niet noodzakelijk is en voor vele atleten ook niet wenselijk is.
Wanneer iemand voldoende tijd gegeven wordt om zich aan te passen aan een keto dieet, brengt het ‘keto-adapted’ zijn heel wat voordelen met zich mee, zowel op vlak van prestatie als recuperatie, lichaamscompositie, enz…
Een ander positief effect is dat er minder spierafbraak optreedt na de wedstrijd, maar ook tijdens de inspanning zou de vorming van lactaat uitgesteld worden waardoor de kans op spierkrampen kleiner is.
De studies van Dr. Stephen Phinney
Dr. Phinney trad een 3-tal decennia al uit het hokje van het standaard aanvaard ‘voedingsgeloof’ in koolhydraatrijke diëten voor atleten (voor iedereen eigenlijk), door een paar studies uit te voeren die de menselijke capaciteit om zich aan te passen aan een koolhydraatarm, ketogeen dieet zouden bevestigen.
Eén van deze experimenten (in 1983) was met slanke welgetrainde wielrenners (VO2max >65 mL/kg/min) die normaliter een koolhydraatrijk dieet volgden.
Hij liet de atleten een duurtest tot uitputting uitvoeren op hun normale dieet en liet hen dezelfde test opnieuw doen na 4 weken een koolhydraatarm dieet gevolgd te hebben. Hun low-carb dieet bestond uit 1,75g/kg eiwitten, minder dan 10g koolhydraten, meer dan 80% van energie uit vet en een mineralensupplement.
De studie toonde aan dat er met een miniem verschil van gemiddeld enkele minuten, volledig behoud was van het uithoudingsvermogen.
Er was echter een dramatische verschuiving van een hevige afhankelijkheid van koolhydraten naar een zo goed als volledige vertrouwen op vet brandstof.
De snelheid van vetverbruik tijdens de test aan 64% VO2max was ongeveer 90g/uur (1,5g/minuut)
Dat is meer dan 3 x de gemiddelde vetoxidatie piek gemeten door Venables in 2005. In deze studie werden 300 mensen betrokken (niet keto-adapted) waaronder hoog getrainde individuelen met VO2max >80 mL/kg/min.
Zelfs als men de deelnemer eruit haalt met de hoogste vetoxidatiepiek (60g vet/uur), is dit nog altijd minder dan de deelnemer uit de studie van Dr. Phinney met de laagste vetoxidatiepiek (74g vet /uur)
Gemiddeld resulteerde keto-adaptation in vetoxidatiepieken van 90g vet/uur. Dat is 50% hoger dan de hoogst genoteerde waarde van elke deelnemer in de studie van Venables.
grafiek uit het boek ‘The art & science of Low Carbohydrate Performace van Jeff Volek en Stephen Phinney
Er waren zelfs een paar van de deelnemers die vetoxidatiepieken haalden van bijna 2g/min en dat in vergelijking met de 1g/min op hun koolhydraatrijk dieet.
Hieruit blijkt dat deze hoog getrainde atleten, die al een heel hoge vetoxidatie rate hadden, deze nog dramatisch konden verbeteren, niet door meer te trainen, maar door hun voeding aan te passen.
Studie van Dr. Jeff Volek
Als toevoeging bij de studies van Dr. Phinney, voerde ook Dr. Volek enkele studies uit met betrekking tot keto-adaptation en het effect op weerstandstrainingen (gewichtstraining).
De resultaten toonden duidelijke verbeteringen in lichaamssamenstelling, door een aanzienlijk verlies van vetmassa en opbouw van spiermassa.
De deelnemers werden willekeurig verdeeld in 2 hoofdgroepen, waarbij de ene groep een low-fat (<25% energie uit vet) dieet en de andere groep een low-carb, keto dieet zou volgen (<50g carbs/dag)
De helft van de deelnemers in elke dieetgroep werd een ‘high intensity resistance training’ met afwisselend zware, gemiddelde en lichte trainingen van ongeveer 45 minuten per sessie voorgeschreven die ze 3 à 4 keer per week zouden uitvoeren over een termijn van 12 weken.
Deze training werden afwisselend uitgevoerd met losse gewichten en met krachttoestellen, waarbij het gewicht bepaald werd door de RM-zone. (repetition max 1-10)
Voor het meten van de lichaamssamenstelling werd gebruik gemaakt van dual energy x-ray absortiometry.
De groep die het low-carb dieet volgde verloor significant meer lichaamsvet en toonde een grotere daling in bloedinsuline gehalte.
Weerstandstraining, onafhankelijk van het dieet, resulteerde in een toename van spiermassa zonder de afname van vetmassa te beïnvloeden.
De beste resultaten werden vastgesteld bij de personen in de groep van het low-carb dieet in combinatie met weerstandstraining.
Individuele reacties in de low-carb + weerstandstraining groep waren in sommige gevallen verbazingwekkend. Eén persoon verloor 10 kg lichaamsvet en won zo’n 4kg spiermassa bij.
Een andere persoon verloor ongeveer +/- 9 kg lichaamsvet en kreeg +/- 6 kg spiermassa bij.
Het hoogste resultaat aan vetverlies was +/- 15kg en deze persoon had ongeveer 4 kg spiermassa opgebouwd.
Bekijk ook deze video van Dr. Jeff Volek
De metabole voordelen van keto-adaptation op gebied van sportprestaties
- Een constante flow van energie voor het brein, waardoor het fenomeen van ‘de man met de hamer tegenkomen’ voorkomen wordt
- Verbetering van insuline sensitiviteit en herstel van sportinspanningen
- Minder oxidatie van proteïnen en dus behoud van spiermassa
- Minder opstapeling van lactaat, dus betere controle over de zuurtegraad en ademhaling
- Mogelijks relevante voordelen voor een beter uithoudingsvermogen, kracht en cognitieve prestaties, alsook voor een snellere recuperatie.
De conclusie is dat zowel duursporters als krachtsporters gebaat kunnen zijn met een koolhydraatarm, keto dieet.
Een recentere video van Dr. Paul Mason, arts-specialist Sport- en bewegingsgeneeskunde.
Dr. Paul Mason studeerde cum laude af aan de Universiteit van Sydney en behaalde tevens diploma’s in fysiotherapie en gezondheid op het werk. Hij is momenteel een gespecialiseerde registrar in het Australasian College of Sports and Exercise Medicine en heeft ervaring in het behandelen van zowel het grote publiek als topsporters in een aantal sporten. Teams waarmee hij heeft samengewerkt zijn Penrith Panthers, Sydney FC, het Australian men Waterpolo-team en the Futsalroos.
Wat dus de atletische prestaties van sporters en topsporters op een low-carb dieet betreft, zijn er heel wat voorbeelden, oudere en recente. Zij ruilden hun koolhydraatrijk dieet in voor een koolhydraatarm, gemiddeld proteïnen en vetrijk dieet.
UPDATE
Lees het artikel, Keto voor duursporters en topatleten- The Fat-Adapted Athlete over Ultra runner Mike McKnight die na 3 jaar Keto een prestatie van wereldformaat neerzet.
Deze keto-adapted atleten deden het hem al voor en finishten niet alleen, sommige wonnen en zetten wereldrecords neer, waaronder :
- American 100 mile track record (11:47:21)
- American 24-hrs distance record (172.5 miles)
- Unsupported 2,750 mile open-ocean row from California to Hawaii in record 45 days
- Tim Olsen wins 2012 Western States 100
Chris Froome : how I burn fat and build stamina using low-carb training in een artikel uit The Telegraph
Mark Allen quoted in : Florida Sports, may 1998 p.20 : “I didn’t do well on a high carbohydrate diet. It seemed like it was too low in protein and I personally needed a little more fat than Pritikin was saying and so I didn’t really tell people how I ate because it was so contrary to what was popular in the 80’s.
David Warner :ranked n 1 Test Cricket batsman, may 2014 : “I’ve increased my energy. It’s helped my recovery, I’m not out of breath when I run between wickets in cricket.”
Keto sport coaching
Interessante boeken dat ik zeker aanraad
ook interessant
Boeken
- The art and science of Low carb living – Jeff Volek & Stephen Phinney.
- The art and science of Low carb performance – Jeff Volek & Stephen Phinney.
referenties en studies
- Edwards KH, Elliott BT, Kitic CM. Carbohydrate intake and ketosis in self-sufficient multi-stage ultramarathon runners. J Sports Sci. 2020;38(4):366-374. doi:10.1080/02640414.2019.1702269
- McSwiney FT, Doyle L, Plews DJ, Zinn C. Impact Of Ketogenic Diet On Athletes: Current Insights. Open Access J Sports Med. 2019;10:171-183. Published 2019 Nov 15. doi:10.2147/OAJSM.S180409
- Volek JS, LaFountain RA, Dituro P. Extended Ketogenic Diet and Physical Training Intervention in Military Personnel. Mil Med. 2019;184(9-10):199-200. doi:10.1093/milmed/usz184
- Poffé C, Ramaekers M, Van Thienen R, Hespel P. Ketone ester supplementation blunts overreaching symptoms during endurance training overload. J Physiol. 2019;597(12):3009-3027. doi:10.1113/JP277831
- Greene DA, Varley BJ, Hartwig TB, Chapman P, Rigney M. A Low-Carbohydrate Ketogenic Diet Reduces Body Mass Without Compromising Performance in Powerlifting and Olympic Weightlifting Athletes. J Strength Cond Res. 2018;32(12):3373-3382. doi:10.1519/JSC.0000000000002904
- Volek JS, Freidenreich DJ, Saenz C, et al. Metabolic characteristics of keto-adapted ultra-endurance runners. Metabolism. 2016;65(3):100-110. doi:10.1016/j.metabol.2015.10.028
- Wormgoor SG, Dalleck LC, Zinn C, Borotkanics R, Harris NK. High-Intensity Interval Training Is Equivalent to Moderate-Intensity Continuous Training for Short- and Medium-Term Outcomes of Glucose Control, Cardiometabolic Risk, and Microvascular Complication Markers in Men With Type 2 Diabetes. Front Endocrinol (Lausanne). 2018;9:475. Published 2018 Aug 28. doi:10.3389/fendo.2018.00475
- McSwiney FT, Wardrop B, Hyde PN, Lafountain RA, Volek JS, Doyle L. Keto-adaptation enhances exercise performance and body composition responses to training in endurance athletes. Metabolism. 2018;81:25-34. doi:10.1016/j.metabol.2017.10.010
- Miller VJ, Villamena FA, Volek JS. Nutritional Ketosis and Mitohormesis: Potential Implications for Mitochondrial Function and Human Health. J Nutr Metab. 2018;2018:5157645. Published 2018 Feb 11. doi:10.1155/2018/5157645
- Wilson JM, Lowery RP, Roberts MD, et al. The Effects of Ketogenic Dieting on Body Composition, Strength, Power, and Hormonal Profiles in Resistance Training Males [published online ahead of print, 2017 Apr 7]. J Strength Cond Res. 2017;10.1519/JSC.0000000000001935. doi:10.1519/JSC.0000000000001935
- Volek JS, Freidenreich DJ, Saenz C, et al. Metabolic characteristics of keto-adapted ultra-endurance runners. Metabolism. 2016;65(3):100-110. doi:10.1016/j.metabol.2015.10.028
- Volek JS, Noakes T, Phinney SD. Rethinking fat as a fuel for endurance exercise. Eur J Sport Sci. 2015;15(1):13-20. doi:10.1080/17461391.2014.959564
- Noakes T, Volek JS, Phinney SD. Low-carbohydrate diets for athletes: what evidence?. Br J Sports Med. 2014;48(14):1077-1078. doi:10.1136/bjsports-2014-093824
- Phinney SD. Ketogenic diets and physical performance. Nutr Metab (Lond). 2004;1(1):2. Published 2004 Aug 17. doi:10.1186/1743-7075-1-2
- Volek JS, Sharman MJ, Love DM, et al. Body composition and hormonal responses to a carbohydrate-restricted diet. Metabolism. 2002;51(7):864-870. doi:10.1053/meta.2002.32037
- Phinney SD, Bistrian BR, Evans WJ, Gervino E, Blackburn GL. The human metabolic response to chronic ketosis without caloric restriction: preservation of submaximal exercise capability with reduced carbohydrate oxidation. Metabolism. 1983;32(8):769-776. doi:10.1016/0026-0495(83)90106-3
- Phinney SD, Horton ES, Sims EA, Hanson JS, Danforth E Jr, LaGrange BM. Capacity for moderate exercise in obese subjects after adaptation to a hypocaloric, ketogenic diet. J Clin Invest. 1980;66(5):1152-1161. doi:10.1172/JCI109945
