Ugent - De wetenschap achter koolhydraten en duurprestaties

Koolhydraten en vetten vormen de belangrijkste energiebronnen voor onze skeletspieren bij langdurige inspanningen. Naarmate de inspanningsintensiteit toeneemt, stijgt het aandeel energie dat uit koolhydraten wordt gehaald. Daarom is een voldoende koolhydraatvoorraad cruciaal voor het optimaliseren van sportprestaties bij inspanningen van gemiddelde tot hoge intensiteit. De nieuwe Etixx sportdrank PRO LINE High Carb Drink sluit hier perfect op aan. Met maar liefst 70 gram koolhydraten per 500 ml biedt deze drank een snelle en efficiënte manier om de koolhydraatvoorraden aan te vullen tijdens een langdurige inspanning. In onderstaande blog gaat Freek Van de Casteele van de Vakgroep Bewegings- en Sportwetenschappen van de Universiteit Gent dieper in op de vraag hoeveel koolhydraten we precies nodig hebben om de man met de hamer te vermijden en welke verhouding het meest geschikt is.

Hoeveel koolhydraten heb je écht nodig? Van 30 tot 120 gram per uur

In het menselijk lichaam ligt er een beperkte voorraad koolhydraten opgeslagen onder de vorm van glycogeen in de skeletspieren en in de lever. Daarnaast is er een kleine hoeveelheid glucose in ons bloed. Deze endogene koolhydraten, en in het bijzonder spierglycogeen, volstaan om de nodige energie te leveren tijdens korte inspanningen van <1 uur. Opvallend is wel dat een mondspoeling met een koolhydraatrijke drank de prestatie  op inspanningen van ~1u verbetert (Carter et al., 2004). Dit komt doordat de orale perceptie van koolhydraten ervoor zorgt dat bepaalde hersenregio’s van beloning en motorische controle gestimuleerd worden (Chambers et al., 2009).

De effectieve inname van koolhydraten heeft pas een duidelijk prestatiebevorderend effect tijdens langere duurinspanningen (Jeukendrup, 2008). Deze exogene koolhydraten zijn enerzijds een extra energiebron voor de spieren en anderzijds helpen ze de bloedglucoseconcentratie stabiel te houden en leverglycogeen te sparen. Er zijn studies die aantonen dat ook spierglycogeen gespaard wordt, maar dit wordt vaak niet bevestigd. Hoeveel en welke koolhydraten je best inneemt, hangt vooral af van de duur van de inspanning. Tijdens inspanningen van 1 tot 3 uur wordt aangeraden om 30 tot 60 gram snel-oxideerbare koolhydraten per uur in te nemen (Tabel 1) (Burke et al., 2011; Thomas et al., 2016). Enkele voorbeelden van zo’n koolhydraten zijn glucose, maltodextrine, wat een keten van meerdere glucosemoleculen is, en glucose-fructose mixen. Deze kunnen ingenomen worden via dagdagelijkse voedingsmiddelen of specifieke sportvoedingsproducten. Bars, gels en dranken zijn even effectief, want de vorm heeft geen invloed op hoeveel exogene koolhydraten er geoxideerd worden en dus bijdragen aan de energieproductie van de spier (Pfeiffer et al., 2010a, 2010b). De keuze zal dus vooral afhangen van hoe praktisch het is om een bepaald voedingsmiddel te nuttigen in jouw sport, de nood om te hydrateren en jouw persoonlijke voorkeur.

Tijdens inspanningen langer dan 3 uur is de traditionele richtlijn om tot 90 gram koolhydraten per uur in te nemen. Hierbij is het essentieel dat een combinatie van glucose of maltodextrine en fructose genuttigd wordt. De reden hiervoor is dat de absorptie van glucose en fructose vanuit de dunne darm via verschillende transporters verloopt. De glucosetransporter (SGLT1) is verzadigd bij een glucose-inname van 60 tot 70 gram per uur. Meer glucose innemen leidt niet tot een hogere verbranding van exogene koolhydraten, want glucose kan gewoonweg niet sneller geabsorbeerd worden. De toevoeging van fructose leidt wel tot een hogere verbranding van exogene koolhydraten (Jentjens et al., 2004), want deze wordt getransporteerd via een andere transporter (GLUT5). Glucose en fructose combineren leidt ook effectief tot betere prestaties. Bijvoorbeeld, in een studie waarin getrainde wielrenners na 2 uur fietsen aan matige intensiteit een tijdrit van 40 km aflegden, fietsten ze de tijdrit 8% sneller bij inname van een mix van glucose en fructose in een 2:1 verhouding dan bij enkel glucose-inname (Currell & Jeukendrup, 2008).
 

Tabel 1 Richtlijnen voor koolhydraatinname tijdens duurinspanningen.

Gebaseerd op Thomas et al. (2016).

Een verhouding glucose-fructose van 2:1 of 1:0,8

Het is duidelijk dat een mix van glucose en fructose nodig is voor optimale prestaties bij uithoudingssporten van >3 uur, maar wat is nu de beste verhouding? Aanvankelijk was een glucose fructose ratio van 2:1 de standaard richtlijn, maar er is onderzoek dat aangeeft dat ratio’s die een gelijke hoeveelheid glucose en fructose benaderen, zoals 1:0.8, mogelijk nog beter zijn (O’Brien et al., 2013; Rowlands et al., 2015). Dit kan deels verklaard worden doordat een groter aandeel van de ingenomen koolhydraten ook effectief als energie gebruikt kan worden. Bovendien ligt het risico op maag- en darmproblemen iets lager bij een 1:0.8 verhouding.

Tijdens sportcompetities zoals de Tour de France en Ironmans nemen elite atleten soms meer dan 90 gram koolhydraten per uur in. De klassieke richtlijn van maximum 90 gram per uur moet dus misschien herbekeken worden. Allereerst is het belangrijk om te weten of nog hogere koolhydraatinnames überhaupt haalbaar zijn zonder maag- en darmklachten te ontwikkelen. Voor 120 gram per uur lijkt dit het geval tijdens wielrennen, ook voor getrainde amateurs (Hearris et al., 2022), maar tijdens lopen is dit minder evident. Een studie bij elite trail runners toonde namelijk aan dat twee van de negen lopers die zoveel koolhydraten innamen moesten opgeven wegens maag- en darmklachten tijdens een bergmarathon (Viribay et al., 2020). Als je grote hoeveelheden koolhydraten wil innemen tijdens competities, kan het helpen om je maag- en darmstelsel hierop te trainen. Dit wordt ‘training the gut’ genoemd en een voorbeeld hiervan is om onmiddellijk na een maaltijd te trainen (Jeukendrup, 2017). Een inname van 120 gram koolhydraten per uur in een glucose fructose verhouding van 1:0.8 tijdens 3 uur fietsen, zorgt voor een hoger verbruik van exogene koolhydraten dan 90 gram per uur in een 2:1 verhouding (Podlogar et al., 2022). Echter, is er momenteel weinig tot geen wetenschappelijke evidentie voor een prestatievoordeel bij innames van 120 gram ten opzichte van 90 gram per uur. Wat wel met zekerheid gesteld kan worden, is dat bij koolhydraatinnames van meer dan 90 gram per uur een ratio die een gelijke hoeveelheid glucose en fructose benadert, zoals 1:0.8, aangeraden is. Zo wordt de capaciteit van de glucosetransporter (SGLT1) niet overschreden en wordt een groter aandeel van de ingenomen koolhydraten ook effectief gebruikt als brandstof.

Freek Van de Casteele - Vakgroep Bewegings- en Sportwetenschappen Universiteit Gent 

• Burke, L. M., Hawley, J. A., Wong, S. H. S., & Jeukendrup, A. E. (2011). Carbohydrates for training and competition. Journal of Sports Sciences, 29(sup1), S17–S27.
• Carter, J. M., Jeukendrup, A. E., & Jones, D. A. (2004). The Effect of Carbohydrate Mouth Rinse on 1-h Cycle Time Trial Performance. Medicine & Science in Sports & Exercise, 36(12), 2107–2111.
• Chambers, E. S., Bridge, M. W., & Jones, D. A. (2009). Carbohydrate sensing in the human mouth: effects on exercise performance and brain activity. The Journal of Physiology, 587(8), 1779–1794.
• Currell, K., & Jeukendrup, A. E. (2008). Superior Endurance Performance with Ingestion of Multiple Transportable Carbohydrates. Medicine & Science in Sports & Exercise, 40(2), 275–281.
• Hearris, M. A., Pugh, J. N., Langan-Evans, C., Mann, S. J., Burke, L., Stellingwerff, T., Gonzalez, J. T., & Morton, J. P. (2022). 13C-glucose-fructose labeling reveals comparable exogenous CHO oxidation during exercise when consuming 120 g/h in fluid, gel, jelly chew, or coingestion. Journal of Applied Physiology, 132(6), 1394–1406.
• Jentjens, R. L. P. G., Moseley, L., Waring, R. H., Harding, L. K., & Jeukendrup, A. E. (2004). Oxidation of combined ingestion of glucose and fructose during exercise. J Appl Physiol, 96, 1277–1284.
• Jeukendrup, A. E. (2008). Carbohydrate feeding during exercise. European Journal of Sport Science, 8(2), 77–86.
• Jeukendrup, A. E. (2017). Training the Gut for Athletes. Sports Medicine, 47(S1), 101–110.
• O’Brien, W. J., Stannard, S. R., Clarke, J. A., & Rowlands, D. S. (2013). Fructose-maltodextrin ratio governs exogenous and other cho oxidation and performance. Medicine and Science in Sports and Exercise, 45(9), 1814–1824.
• Pfeiffer, B., Stellingwerff, T., Zaltas, E., & Jeukendrup, A. E. (2010a). CHO Oxidation from a CHO Gel Compared with a Drink during Exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise, 42(11), 2038–2045.
• Pfeiffer, B., Stellingwerff, T., Zaltas, E., & Jeukendrup, A. E. (2010b). Oxidation of Solid versus Liquid CHO Sources during Exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise, 42(11), 2030–2037.
• Podlogar, T., Bokal, Š., Cirnski, S., & Wallis, G. A. (2022). Increased exogenous but unaltered endogenous carbohydrate oxidation with combined fructose-maltodextrin ingested at 120 g h−1 versus 90 g h−1 at different ratios. European Journal of Applied Physiology, 122(11), 2393–2401.
• Rowlands, D. S., Houltham, S., Musa-Veloso, K., Brown, F., Paulionis, L., & Bailey, D. (2015). Fructose–Glucose Composite Carbohydrates and Endurance Performance: Critical Review and Future Perspectives. Sports Medicine, 45(11), 1561–1576.
• Thomas, T. D., Erdman, K. A., & Burke, L. M. (2016). Nutrition and Athletic Performance. Medicine & Science in Sports & Exercise, 48(3), 543–568.
• Van Loon, L. J. C., Greenhaff, P. L., Constantin‐Teodosiu, D., Saris, W. H. M., & Wagenmakers, A. J. M. (2001). The effects of increasing exercise intensity on muscle fuel utilisation in humans. The Journal of Physiology, 536(1), 295–304.
• Viribay, A., Arribalzaga, S., Mielgo-Ayuso, J., Castañeda-Babarro, A., Seco-Calvo, J., & Urdampilleta, A. (2020). Effects of 120 g/h of Carbohydrates Intake during a Mountain Marathon on Exercise-Induced Muscle Damage in Elite Runners. Nutrients, 12(5), 1367.