Faculteit Geneeskunde en Gezondheidswetenschappen

Opleiding Lichamelijke Opvoeding en Bewegingswetenschappen

Academiejaar 2012-2013

BEPALING VAN DE MORFOLOGIE VAN DE

BEENMUSCULATUUR BIJ TOPSPRINTERS EN -

DUURLOPERS

Masterproef voorgelegd tot het behalen van de graad van Master in de Lichamelijke

Opvoeding en Bewegingswetenschappen

Door: Pieter Charle en Griet Monkerhey

Promotor: Prof. Dr. W. Derave

Copromotor: Prof. Dr. D. De Clercq

Begeleider: Tine Bex

II

III

VOORWOORD

Na een bacheloropleiding van drie jaar aan de Arteveldehogeschool Gent strandden we

samen aan de universiteit. Vol goede moed, maar met een klein hartje betraden we in

september 2010 voor de eerste keer het HILO. De twee schakeljaren die ons stonden te

wachten, hadden de reputatie hard en moeilijk te zijn. Tijdens deze twee theoretische

jaren hebben we elkaar telkens trachten te helpen en vonden we steun bij elkaar wanneer

het wat moeilijker ging. Na twee jaar intense samenwerking leek samen een scriptie

schrijven dan ook de ultieme bekroning van onze masteropleiding.

Door onze drie jaar praktijkervaring op de hogeschool waren we het al snel eens dat onze

scriptie van wetenschappelijke aard zou zijn. Bij het doornemen van de

thesisonderwerpen was er één titel die er voor ons beiden uitsprong, namelijk bepaling

van de morfologie van de beenmusculatuur bij topsprinters en -duurlopers. Er waren

echter meerdere kandidaten voor hetzelfde onderwerp dus een goede motivatiebrief was

een must. We werden geselecteerd en dat betekende heel wat voor ons. Het

voortgangsrapport dat we schreven op het einde van het tweede schakeljaar was een

bevestiging dat we het juiste onderwerp hadden gekozen.

Naast de ontdekkingen die we deden in de literatuur deden de testen in het UZ en de

ontmoetingen met topatleten ons beseffen dat we deel uitmaakten van een toponderzoek.

We bedanken hier dan ook graag Prof. dr. Wim Derave die ons het vertrouwen gaf om

van dit onderzoek deel uit te maken. Door zijn innovatieve input en kennis waren we in

staat onze thesis naar een hoger niveau te tillen.

Uiteraard gaat er speciale dank uit naar onze thesisbegeleidster, Tine Bex. Haar

enthousiasme en professionaliteit werkten enorm aanstekelijk. Wanneer we een stuk

doorstuurden, kregen we vaak enkele uren later al een mailtje met de vraag wanneer we

op feedback konden komen. Altijd stond ze voor ons klaar, gaf ze ons opbouwende

kritiek, reikte vernieuwende ideeën aan en dit alles steeds met een glimlach. Tine, veel

succes verder met je doctoraat en een dikke merci!

Tenslotte nog een woord van dank voor de atleten, zonder wie dit onderzoek onmogelijk

was geweest. We waren verheugd dat zij in hun druk trainingsschema nog een gaatje

vonden om hun steentje bij te dragen aan de wetenschap.

Griet en Pieter

IV

SAMENVATTING

Doelstelling: Duurlopers en sprinters beschikken over een welbepaalde morfologie van de

beenmusculatuur. In dit onderzoek werd deze morfologie in beeld gebracht en vergeleken

tussen beide groepen atleten. De rode draad van deze scriptie bestaat uit een duurloop- en

sprintprestatieschema waarin de prestatiebepalende factoren voor de 60-100 m sprint en de 3-

10 km opgelijst worden. Het onderzoek ging de correctheid na van een deel van deze

prestatiebepalende factoren. Het ultieme doel was om met een kort onderzoek te kunnen

bepalen of een atleet geschikt is voor de duurloopprestatie of voor de sprintprestatie.

Onderzoeksmethode: 13 atleten van Belgisch subtop- en topniveau namen deel aan deze

observationele cross-sectionele studie. Zeven van hen waren duurlopers, de andere zes waren

sprinters. Het onderzoek was vierledig. Ten eerste werden een aantal antropometrische

eigenschappen onderzocht zoals lengte- en omtrekmaten van het onderste lidmaat en een

aantal vetmetingen. Vervolgens werden met behulp van een ultrasonografietoestel spierdikte,

pennatiehoek en fascicle lengte bepaald van meerdere spieren van het rechterbeen. Daarnaast

werden met behulp van MRI spiervolumes, spier- en botlengtes en massamiddelpunten in

kaart gebracht. Tenslotte werd aan de hand van H-MRS de carnosineconcentratie bepaald in

M. soleus en M. gastrocnemius.

Resultaten: Omtrekken ter hoogte van het bovenbeen, op 30 en 50% proximaal ten opzichte

van de trochanter major, waren groter bij sprinters dan bij duurlopers. Hierbij aansluitend was

de spierdikte groter bij sprinters dan bij duurlopers in M. rectus femoris en M. vastus lateralis.

Spiervolume in M. rectus femoris was eveneens groter bij sprinters. Fascicle lengte was

significant kleiner bij duurlopers in de M. vastus lateralis. Sprinters bezaten hogere waarden

voor carnosineconcentratie in M. soleus en M. gastrocnemius. Pennatiehoek, fysiologische

dwarsdoorsnede en spiermassamiddelpunt waren op geen enkele onderzochte plaats

verschillend tussen duurlopers en sprinters. De beste prestatie bij de sprinters werd in

verband gebracht met een groot spiervolume van de M. rectus femoris, een laag

massamiddelpunt van de M. soleus en van het volledige onderbeen.

Conclusie: Een aantal factoren uit het duurloop- en sprintprestatieschema verschilden

significant tussen duurlopers en sprinters. Slechts zeer weinig factoren correleerden echter

met de beste prestatie. In toekomstig onderzoek kan het nuttig zijn om meer proefpersonen te

recruteren, etnische subgroepen te maken en atleten van wereldtopniveau te gebruiken.

V

INHOUDSTAFEL

VOORWOORD............................................................................................................... III

SAMENVATTING ......................................................................................................... IV

INHOUDSTAFEL............................................................................................................. V

RODE DRAAD................................................................................................................ IX

I. LITERATUURSTUDIE ................................................................................................ 1

SITUERING ....................................................................................................................................................... 2

DEEL 1: DE DUURLOOPPRESTATIE (3-10 KM) ................................................................................................. 3

1. VO2max ................................................................................................................................................. 3

1.1 Zuurstoftransport ............................................................................................................................... 4

1.2 Zuurstofverbruik ............................................................................................................................... 4

1.2.1 Mitochondriën ............................................................................................................................... 4

1.2.2 Energiesystemen ........................................................................................................................... 6

2. Fractie VO2max .................................................................................................................................... 6

3. Loopeconomie ....................................................................................................................................... 7

3.1 Lichaamssamenstelling ..................................................................................................................... 8

3.1.1 Spiermassaverdeling ..................................................................................................................... 9

3.2 Lengtematen .................................................................................................................................... 10

3.2.1 Lichaamslengte ...................................................................................................................... 10

3.2.2 Beenlengte ............................................................................................................................. 11

3.2.3 Voetlengte .............................................................................................................................. 11

3.3 Looptechniek ................................................................................................................................... 13

3.3.1 Loophouding .......................................................................................................................... 13

3.3.2 Staplengte en stapfrequentie .................................................................................................. 13

3.4 Peeseigenschappen .......................................................................................................................... 13

3.5 Spiereigenschappen ......................................................................................................................... 13

VI

DEEL 2: DE SPRINTPRESTATIE (60-100 M) .................................................................................................... 15

1. Prestatiebepalende factoren, onafhankelijk van de sprintfasen .................................................... 15

1.1 Lichaamssamenstelling ................................................................................................................... 15

1.2 Techniek .......................................................................................................................................... 16

1.2.1 Beïnvloedende factoren van staplengte .................................................................................. 17

1.2.2 Beïnvloedende factoren van stapfrequentie ........................................................................... 18

2. Fasespecifieke factoren ...................................................................................................................... 21

2.1 Start ................................................................................................................................................. 21

2.2 Acceleratie ....................................................................................................................................... 22

2.2.1 Netto voorwaartse impuls ...................................................................................................... 22

2.3 Maximale snelheid en aanhouden van de snelheid .......................................................................... 28

DEEL 3: HYPOTHESEN EN ONDERZOEKSVRAGEN ......................................................................................... 29

II. METHODIEK ............................................................................................................. 31

1. Vergelijkende studie .......................................................................................................................... 32

1.1 Proefpersonen .................................................................................................................................. 32

1.2 Studiedesign .................................................................................................................................... 32

2. Meetinstrumenten .............................................................................................................................. 34

2.1 Huidplooicaliper .............................................................................................................................. 34

2.2 Ultrasonografie ................................................................................................................................ 35

2.3 NMR ................................................................................................................................................ 36

3. Analyse ................................................................................................................................................ 38

3.1 Data-analyse .................................................................................................................................... 38

3.1.1 Ultrasonografie ...................................................................................................................... 38

3.1.2 NMR ...................................................................................................................................... 39

3.2 Statistische analyse .......................................................................................................................... 41

III. RESULTATEN .......................................................................................................... 43

1. Inleiding .............................................................................................................................................. 44

2. Antropometrische metingen .............................................................................................................. 44

3. Ultrasonografie ................................................................................................................................... 48

4. NMR .................................................................................................................................................... 50

4.1 MRI ................................................................................................................................................. 50

VII

4.2 H-MRS ............................................................................................................................................ 59

IV. DISCUSSIE ................................................................................................................ 61

1. Proefpersonen en studiedesign .......................................................................................................... 62

2. Prestatiebepalende factoren bij duurlopers en sprinters ............................................................... 63

2.1 Lengtematen .................................................................................................................................... 64

2.2 Spiereigenschappen ......................................................................................................................... 65

2.3 Spiermassaverdeling ....................................................................................................................... 69

3. Conclusie ............................................................................................................................................. 74

V. BIBLIOGRAFIE ......................................................................................................... 79

VI. BIJLAGEN ................................................................................................................. 87

Bijlage 1: vragenlijst voor de atleet ............................................................................................................ 88

VIII

IX

RODE DRAAD

Aangezien de duurloop- en de sprintprestatie worden bepaald door talrijke factoren

trachten wij deze in een overzichtelijke structuur te ordenen. Het resultaat van deze

poging zijn twee schema’s die de duurloop- en sprintprestatie voor respectievelijk

drie tot tien kilometer en 60 tot 100 meter beschrijven (figuur 1 en 2). We proberen

hierbij volledigheid na te streven, maar beseffen dat hier en daar aanvullingen mogelijk

zijn.

Als eerste bespreken we de duurloopprestatie. Er zijn hierbij drie belangrijke

prestatiebepalende factoren, namelijk het fractioneel gebruik van de VO2max tijdens de

prestatie, de VO2max en de loopeconomie. Deze factoren kunnen echter niet los van

elkaar gezien worden. Er is steeds een onderlinge beïnvloeding. Het fractioneel gebruik

van de VO2max wordt voornamelijk bepaald door het aerobe en het anaerobe

energiesysteem. De lactaateliminatie speelt hierbij een cruciale rol. Vervolgens

onderscheiden we bij de VO2max drie fases, namelijk de maximale aanvoer, het

maximale transport en het maximale verbruik van zuurstof. In onze studie zullen de

laatste twee fases aan bod komen omdat vooral deze bepalend zijn voor de

duurloopprestatie. Onder deze fases bevinden zich nog een aantal andere factoren die

terug te vinden zijn in het schema. Loopeconomie, de laatste prestatiebepalende factor,

laat zich kenmerken door de lichaamssamenstelling, lengtematen, de looptechniek, de

peeseigenschappen en de spiereigenschappen van een atleet. Ook hier zijn de volgens ons

meest belangrijke onderliggende factoren terug te vinden in het schema. Ons onderzoek

zal zich voornamelijk focussen op de laatstgenoemde prestatiebepalende factor, namelijk

loopeconomie. Met behulp van antropometrische metingen, ultrasonografie, MRI en H-

MRS kunnen we de zaken die hieronder vallen nauwkeurig onderzoeken.

Vervolgens bespreken we de sprintprestatie. Deze prestatie laat zich kenmerken door

verschillende fases, wat het opstellen van een schema bemoeilijkt. We kozen ervoor om

de sprintprestatie op te delen in drie fases, namelijk de startfase, de acceleratiefase en de

fase waarin de maximale snelheid wordt bereikt en zo lang mogelijk wordt aangehouden.

Bij de startfase speelt voornamelijk de reactietijd een rol. Bij de acceleratie vervolgens is

de netto voorwaartse impuls de grootste prestatiebepalende factor. Deze wordt bepaald

door de contacttijd van de voet, de spierverkortingssnelheid en in mindere mate door de

peeseigenschappen. In de laatste fase spelen de energiesystemen een grote rol, waarbij

X

een opdeling kan gemaakt worden tussen aerobe en anaerobe energiesystemen. Daarnaast

zijn er factoren die op alle fases een invloed uitoefenen zoals de lichaamssamenstelling

en de techniek van een atleet. Ook hier zullen we de aangeduide factoren in het schema

met behulp van antropometrische metingen, ultrasonografie, MRI en H-MRS nauwkeurig

beschrijven.

Naast de opgesomde prestatiebepalende factoren zijn er zowel bij de duurloop- als bij de

sprintprestatie andere factoren die een potentiële invloed hebben op de prestatie. Hierbij

denken we bijvoorbeeld aan training, blessuregevoeligheid, omgeving, psychologische

factoren en nog vele andere. Deze zaken worden niet behandeld in onze scriptie omdat dit

ons te ver zou leiden.

We doen een poging om onze scriptie te structureren met behulp van de door ons

opgebouwde schema’s. Het ultieme doel is om met een kort onderzoek te kunnen bepalen

of een atleet geschikt is voor de duurloopprestatie of voor de sprintprestatie. Dit doen we

aan de hand van de door ons gekozen en onderzochte factoren.

XI

Fig

uu

r 1

: sc

hem

a m

et d

e p

rest

ati

ebep

ale

nd

e fa

cto

ren

vo

or

de

du

url

oop

pre

sta

tie

(3-1

0 k

m)

XII

Fig

uu

r 2: sch

ema

met d

e presta

tiebep

alen

de fa

ctoren

vo

or d

e sprin

tpresta

tie (60

-10

0 m

)

1

I. LITERATUURSTUDIE

Literatuurstudie

2

SITUERING

Wanneer een atleet in de Olympische finale van het jaar 1900 de

100 m sprint liep in een tijd van 11 seconden, dan werd dit als

een mirakel beschouwd (Quercetani & Pallicca, 2006). Vandaag

zou deze tijd niet eens volstaan voor een atleet om zich te

kwalificeren voor een deelname aan een Wereldkampioenschap

of de Olympische Spelen. Het huidige wereldrecord van Usain

Bolt van 9.58s suggereert een significante vooruitgang van de

prestatie over de tijd. Bij duurlopen zien we hetzelfde fenomeen.

Patrick Makau slaagde erin de marathon te lopen in 2u 03min

38s, terwijl het wereldrecord in 1954 nog 2u 17min 40s was.

Als er gekeken wordt naar het uiterlijk van bovenvermelde twee

atleten kan men duidelijke verschillen opmerken. Een

sprinterslichaam is over het algemeen krachtig en gespierd,

terwijl een typische duurloper eerder smal en pezig is. Komen

alle personen met bovenstaande uiterlijke kenmerken nu in

aanmerking om een goede sprinter of duurloper te worden of

spelen er nog andere dieperliggende mechanismen een rol? Veel

onderzoekers werden reeds gebeten door de vraag naar wat nu

precies de prestatiebepalende factoren zijn voor een goede

sprint- of duurloopprestatie.

In deze literatuurstudie worden de reeds onderzochte prestatiebepalende factoren op een

rijtje gezet. De literatuurstudie wordt opgedeeld in twee grote onderdelen. In het eerste

deel wordt de duurloopprestatie onder de loep genomen, in het tweede deel ligt de

focus op de sprintprestatie. Alle factoren uit de schema’s van de rode draad worden

aangehaald, maar er wordt enkel dieper ingegaan op diegene die in een latere fase ook

zullen onderzocht worden.

Opmerkelijk is dat in de literatuur vaak de focus ligt op het onderzoeken van de

sprintprestatie enerzijds of de duurprestatie anderzijds. Beide prestaties worden niet vaak

met elkaar vergeleken. In een latere fase van deze scriptie wordt getracht dergelijke

vergelijking te bewerkstelligen. Om beide groepen optimaal te kunnen vergelijken

worden dezelfde prestatiebepalende factoren onderzocht en in vraag gesteld.

Literatuurstudie

3

DEEL 1: DE DUURLOOPPRESTATIE (3-10 KM)

1. VO2max

Succes bij competitieve duurlopers kan voor een groot deel toegeschreven worden aan de

bekwaamheid van een atleet om zuurstof maximaal te consumeren (Costill et al., 1973).

Een hoge vloeit voort uit een combinatie van natuurlijke gave en training. In

verschillende studies werd een hoge correlatie gevonden tussen en duurprestatie

bij lopers met een verschillende bekwaamheid. Hoe hoger de , hoe beter de

duurprestatie (Costill et al., 1971, 1973; Farrell et al., 1979; Maughan & Leiper, 1983;

Sjödin & Svedenhag, 1985).

Een hoge zou dus bepalend zijn voor de duurloopprestatie. Zo zouden elite

duurlopers een hoge absolute zuurstofconsumptie voor lange tijd kunnen genereren wat

gemiddelde snelheden tot 20 km/u toelaat tijdens bijvoorbeeld het lopen van een

marathon. Toch blijkt uit de studie van Larsen (2003) dat de topduuratleten van de

wereld, de Kenianen, geen hogere VO2max hebben dan blanke Scandinavische elite

duurlopers. Een andere, meer cruciale prestatiebepalende factor zou de fractie van de

zijn die kan aangehouden worden tijdens de prestatie. Hier wordt later op

teruggekomen.

De VO2max wordt bepaald door drie fases, namelijk de maximale aanvoer, het

maximale transport en het maximale verbruik van zuurstof. In deze studie zullen enkel

Literatuurstudie

4

de laatste twee fases aan bod komen omdat vooral deze bepalend zijn voor de

duurloopprestatie.

1.1 Zuurstoftransport

Voor het hebben van een hoge VO2max is er een optimaal transport van zuurstof nodig.

Er zijn enkele factoren die dit transport op een gunstige manier kunnen beïnvloeden. Een

eerste is een groot hartminuutvolume (slagvolume x hartfrequentie). Één van de

trainingsadaptaties van uithoudingstraining is het groter en sterker worden van het hart.

Dit zorgt voor een vergroot slagvolume wat op zijn beurt een positief effect heeft op het

hartminuutvolume. Ten tweede zijn er aanpassingen door uithoudingstraining in het

bloed die het zuurstoftransport gunstig kunnen beïnvloeden. Zo zorgt een groot

bloedvolume voor een hogere absolute hoeveelheid rode bloedcellen. Een laatste

gunstige factor bij het zuurstoftransport is de capillarisatie. Volgens Larsen (2003)

correleert de capillaire densiteit positief met de loopsnelheid waarbij bloedlactaat begint

op te hopen. Er is een trend tot hogere capillarisatie bij Keniaanse elite lopers dan bij

Deense. Ongetrainde Keniaanse en Deense jongens met vergelijkbare VO2max hebben

gelijke capillarisatie.

1.2 Zuurstofverbruik

1.2.1 Mitochondriën

Naast zuurstoftransport zal ook het zuurstofverbruik een prestatiebepalende factor zijn

voor een hoge VO2max. Een eerste bepalende factor van het zuurstofverbruik is het

aantal mitochondriën. Hoe meer mitochondriën, hoe meer zuurstof kan verbruikt

worden. Het aantal mitochondriën wordt naast training mede bepaald door het type

spiervezels waarover een atleet beschikt.

Men onderscheidt bij zoogdieren, inclusief

de mens, twee hoofdcategorieën onder de

spiervezeltypes. Enerzijds bestaan er de

rode, hoog oxidatieve, trage spiervezels,

ook wel de type 1 of slow twitch (ST)

vezels genaamd. Deze vezels bevatten veel

mitochondriën. Anderzijds zijn er de

glycolytische, snelle spiervezels, kortweg

Figuur 3: ATPase-kleuring van een spierbiopsie met

aanduiding van volgende spiervezeltypes: ST (cirkel),

FTa (driehoek), FTx (sterretje) en ongeclassificeerd

(halve cirkel) (Saltin et al., 1977).

Literatuurstudie

5

de type 2 of fast twitch (FT) vezels. Deze vezels bevatten minder mitochondriën dan de

type 1 vezels. De type 2 vezels worden op hun beurt onderverdeeld in twee

subcategorieën, de type 2a vezels en de type 2x vezels. De type 2a vezels hebben een

oxidatief potentieel dat hoger is dan de type 2x vezels, terwijl de type 2x vezels dan weer

een glycolytisch potentieel hebben dat veel hoger ligt dan bij de type 2a vezels (Gollnick

& Matoba, 1984; Saltin et al., 1977).

Duurlopers hebben een hoger

percentage ST vezels in hun spieren

(Saltin et al., 1977; Wahren et al.,

1971; Nygaard & Goricke, 1976;

Gollnick et al., 1972; Costill et al.,

1976). Deze resultaten werden

bekomen door het gebruik van een

invasieve methode, namelijk de

spierbiopsie. Nadelen aan deze

methode zijn de grote variantie en

beschadiging van de spier met pijn als gevolg. Recent onderzoek (Baguet et al., 2011)

bevestigt de resultaten door gebruik te maken van een niet-invasieve methode gebaseerd

op proton magnetische resonantie spectroscopie (H-MRS). Deze methode meet de

aanwezigheid van carnosine in de spier. Carnosine is een typisch FT metaboliet en

vertoont een sterke correlatie met het percentage type 2 vezels (figuur 4). Uit dit

onderzoek bleek dat typische afstandsatleten (3000 m, marathon en triatlon) 20% minder

carnosine hadden dan de controlegroep.

Verder bleek uit onderzoek van Saltin et al. (1977) dat duurlopers veel FTa vezels en

weinig of geen FTx vezels hebben in de spieren die gebruikt worden bij training.

Anderzijds hebben spiergroepen die gedeeltelijk of niet worden gebruikt bij de training

normale hoeveelheden FTx vezels. Doordat de ongetrainde spieren bij duurlopers een

normaal aantal FTx vezels bevatten en omdat we weten van andere studies dat het

activiteitspatroon een invloed heeft op het percentage FTx vezels (Andersen &

Hendriksson, 1977; Saltin et al., 1977), wordt gesuggereerd dat de afwezigheid van FTx

vezels gedeeltelijk komt door een adaptieve respons op uithoudingstraining.

Figuur 4: H-MRS methode: correlatie tussen

spiercarnosine-inhoud en percentage FT vezels bij 12

ongetrainde individuen (Baguet et al., 2011).

Literatuurstudie

6

Ama et al. (1986) onderzochten het verschil tussen sedentaire Centraal- en West-

Afrikanen en blanken. Uit zijn studie bleek dat de Afrikanen significant meer type 2a

vezels hadden en dat de blanken over meer type 1 vezels beschikten. De studie van Abe

et al. (1999) bevestigt deze resultaten. Aangezien beide studies beschikten over

voldoende proefpersonen zijn deze resultaten aannemelijk. Ander onderzoek (Larsen,

2003) toonde aan dat Kenianen en blanken een gelijke proportie type 1 vezels bezitten.

Ook wanneer Nandi’s, de best presterende Kenianen, vergeleken werden met Denen werd

er geen significant verschil gevonden wat betreft type 1 vezels. Deze studie is niet

gepubliceerd dus de resultaten moeten met enige voorzichtigheid geïnterpreteerd worden.

1.2.2 Energiesystemen

Een tweede factor die het verbruik van zuurstof bepaalt, is het gebruik van

energiesystemen. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen drie energiesystemen,

namelijk het anaeroob alactisch systeem (fosfageensysteem), het anaeroob lactisch

systeem (anaerobe glycolyse) en het aerobe systeem. Het laatst genoemde systeem

haalt energie uit de oxidatie van glycogeen (en bloedglucose) of vetten (en eiwitten)

waardoor de resynthese van ATP mogelijk is. Deze reacties vinden plaats in de

mitochondriën. Uit onderzoek blijkt dat het aerobe energiesysteem bij duurlopers sterk

ontwikkeld is. Zo zouden zij een 50% hogere oxidatieve capaciteit hebben dan sprinters

(Crowther et al., 2002). Verder onderzoek is echter vereist om de precieze aard van de

aerobe adaptatie te achterhalen.

Wanneer de enzymatische activiteit werd vergeleken tussen Kenianen en blanken, vond

men geen verschil in oxidatieve enzymes (Saltin et al., 1995). Wanneer in diezelfde studie

werd gekeken naar het beta-oxidatieve enzym HAD (3-hydroxyacyl-CoA-dehydrogenase

activity) dan vond men een hogere activiteit van dit enzym terug bij de Kenianen.

2. Fractie VO2max

Literatuurstudie

7

De fractie van de wijst op het percentage van de dat voor lange tijd kan

aangehouden worden tijdens wedstrijden zonder de accumulatie van lactaat in het

bloed. De lactaatconcentratie in het bloed is de resultante van de aanmaak van lactaat in

de spiercel en de afvoer van lactaat uit de bloedbaan. Ophoping van lactaat onstaat

wanneer de lactaateliminatie lager is dan de lactaataccumulatie. Het punt waarbij

accumulatie en eliminatie nog net in evenwicht zijn, wordt ook wel de anaerobe drempel

genoemd. Elite atleten hebben een hogere anaerobe drempel dan ongetrainden en kunnen

dus aan een hogere fractie van hun lopen tijdens wedstrijden (Costill et al.,

1973; Joyner & Coyle, 2008). Bij duurlopers met vergelijkbare bekwaamheid is het

fractioneel gebruik van de tijdens prestatie een betere predictor van succes

dan de .

3. Loopeconomie

Naast fractioneel gebruik van de tijdens

prestatie is ook de loopeconomie een betere

voorspeller van succes dan de bij

duurlopers van gelijk niveau (Conley &

Krahenbuhl, 1980; Saunders et al., 2004). De

loopeconomie drukt de energiebehoefte uit voor

een bepaalde submaximale loopsnelheid. In

figuur 5 heeft subject één een betere loopeconomie

dan subject twee want de steady-state

zuurstofconsumptie ( uitgedrukt in

Figuur 5: vergelijking in

) tussen twee 10km

lopers van internationaal niveau (Saunders et

al., unpublished data, 2003).

Literatuurstudie

8

) aan een gegeven loopsnelheid is lager bij subject één. Als we

lichaamsmassa in rekening brengen, gebruiken lopers met een betere loopeconomie

minder energie en dus minder zuurstof dan lopers met een slechtere loopeconomie aan

een gegeven snelheid. De zuurstofbehoefte aan een gegeven snelheid kan tot 30 à 40%

variëren tussen individuen (Joyner & Coyle, 2008; Saunders et al., 2004).

Er is een sterke associatie tussen loopeconomie en de prestatie bij duurlopers.

Onderzoek van Conley en Krahenbuhl (1980) toonde aan dat er een significante correlatie

bestaat tussen de aerobe vereiste aan een bepaalde snelheid en de looptijd voor 10 km.

Hoe hoger de aan een bepaalde snelheid, hoe langer de looptijd. 65,4% van de

variantie in loopprestatie voor de 10 km kon verklaard worden door loopeconomie.

Heel wat factoren kunnen op hun beurt de loopeconomie beïnvloeden, zoals te zien is op

het duurloopprestatieschema uit de rode draad. Er kunnen vijf beïnvloedende factoren

onderscheiden worden, namelijk lichaamssamenstelling, lengtematen, looptechniek,

peeseigenschappen en spiereigenschappen. Elk van deze wordt hieronder grondig

besproken.

3.1 Lichaamssamenstelling

Een eerste factor die de lichaamssamenstelling bepaalt, is het aanwezige lichaamsvet.

Vucetic et al. (2005) toonden aan dat duurlopers minder lichaamsvet hebben dan atleten

van de meeste andere sportdisciplines.

Daarnaast kan lichaamsmassa de lichaamssamenstelling beïnvloeden. De lichaamsmassa

van atleten die gespecialiseerd zijn in loopnummers tussen de 800 m en de 10 km was

omgekeerd gerelateerd aan de afstand: hoe langer de afstand, hoe lager de lichaamsmassa

(Weyand & Davis, 2005). De verdeling van de lichaamsmassa kan een invloed hebben op

de ligging van het lichaamszwaartepunt. Bovendien kunnen we met behulp van de

lichaamsmassa en de lichaamslengte (zie verder) de body mass index (BMI) berekenen.

Dit is een maat om de lichaamsstructuur te beschrijven. Bij atleten slaat het BMI

voornamelijk op de aanwezige spiermassa. Bij niet-atleten is het BMI een indicatie voor

het aanwezige lichaamsvet (Uth, 2005). Toch geeft BMI bij onderzoek naar atleten

weinig nuttige informatie, aangezien we de lichaamssamenstelling niet rechtstreeks uit de

body mass index kunnen afleiden. Vucetic et al. (2005) toonden aan dat onder de atleten

duurlopers het laagste BMI hebben.

Literatuurstudie

9

Als laatste kan de spiermassa gezien worden als een beïnvloedende factor van de

lichaamssamenstelling. Spiermassa is op zijn beurt gerelateerd aan de

spiermassaverdeling die hieronder uitgebreid besproken wordt.

3.1.1 Spiermassaverdeling

Om spiermassa en de verdeling ervan te meten worden verscheidene technieken gebruikt.

In deze literatuurstudie wordt enkel ingegaan op de spiermassaverdeling ter hoogte van

het onderste lidmaat. Uit de spiermassaverdeling kan vervolgens het

spiermassamiddelpunt berekend worden.

Een eerste methode om spiermassaverdeling te bepalen, is het meten van de omtrek van

het onderste lidmaat. Vucetic et al. (2005) stelden in een vergelijkende studie verschillen

vast in omtrek van de ledematen tussen sprinters (100 m en 200 m), uithoudingssprinters

(400 m), middellange afstandsatleten en lange afstandsatleten. Uit deze studie bleek

onder andere dat lange afstandsatleten een lagere dijomtrek hebben dan sprinters.

Een tweede manier om de spiermassaverdeling in kaart te brengen, is het gebruik van

volumemetingen. Middellange en lange afstandsatleten hebben gelijke waarden voor

lichaamsvolumemetingen die een stuk lager liggen dan deze van andere atleten (Vucetic

et al., 2005).

Bij bovenstaande twee methoden worden enkele kanttekeningen gemaakt. Zo kan de

omtrek van een lidmaat een vertekend beeld geven doordat het geen rekening houdt met

de verhouding spieren/vet, noch met de dikte van het bot. Wanneer we deze parameter

zouden combineren met metingen van de spierdikte, dan zouden hier meer zinvolle

conclusies uit getrokken kunnen worden. Een tweede opmerking heeft te maken met de

volumemetingen. Over deze methode is slechts weinig te vinden in de literatuur én

bovendien wordt ze weinig gebruikt. Een mogelijke verklaring hiervoor is de

moeilijkheid en tijdrovendheid van deze methode. Een betere, meer gebruikte methode is

het meten van de spierdikte. Deze methode wordt hieronder besproken.

De spierdikte stelt de diepte van een spier voor gemeten tussen vet en bot van een

gekozen spiergroep. Een veel gebruikte meetmethode hiervoor is ultrasonografie (B-mode

ultrasound). In verschillende onderzoeken werden spierdiktes bepaald ter hoogte van 13

anatomische sites (Abe et al., 1999; Abe et al., 2000; Abe et al., 2001; Kumagai et

al.,2000) verspreid over het gehele lichaam. In deze literatuurstudie wordt enkel ingegaan

Literatuurstudie

10

op de anatomische sites ter hoogte van het onderste lidmaat, zoals schematisch

voorgesteld in figuur 6.

Uit een studie van Abe et al. (2000) bleek dat de spierdikte significant groter was bij

duurlopers dan bij de controlegroep ter hoogte van de posterieure dij.

Naast spierdikte kan ook geïsoleerde spierdikte een indicator zijn van de

spiermassaverdeling. In tegenstelling tot spierdikte meet men bij geïsoleerde spierdikte

niet de dikte van een spiergroep op bepaalde anatomische sites, maar de dikte van één

bepaalde spier. Geïsoleerde spierdikte wordt eveneens bepaald aan de hand van B-mode

ultrasound.

3.2 Lengtematen

3.2.1 Lichaamslengte

Wat betreft de lichaamslengte van duurlopers zijn er geen eenduidige resultaten terug te

vinden. Onderzoek van Radford (1990) zegt dat duurlopers gemiddeld groter zijn dan

sprinters. Een studie van Weyand en Davis (2005) meent daarentegen dat de

Figuur 6: 13 anatomische sites waar spierdikte gemeten werd (gemeten vanaf proximaal).

Literatuurstudie

11

lichaamslengte daalt met het groter worden van de gelopen afstand, met uitzondering van

de 400 meter lopers die er als grootsten uitkwamen. Deze laatste studie lijkt de meest

plausibele te zijn als er gekeken wordt naar hedendaagse elite lange afstandsatleten.

3.2.2 Beenlengte

Voorlopig werden er in de literatuur geen significante verschillen teruggevonden tussen

duurlopers en andere atletenpopulaties wat betreft beenlengte, onderbeenlengte en

bovenbeenlengte.

3.2.3 Voetlengte

De teen- en hiellengte leveren een belangrijke bijdrage aan de voetlengte. Dit is meer dan

louter een antropometrisch gegeven. Het heeft een sterke invloed op het biomechanische

aspect bij lopen.

Bij duurlopers blijken kortere tenen een

voordeel op te leveren (Rolian et al., 2008).

Dit voordeel wordt uitgelegd aan de hand

van figuur 7. Bij twee identieke duurlopers

waarbij enkel de teenlengte verschilt, zal de

grootte van de grondreactiekracht (GRK)

gelijk zijn. Doordat persoon B een grotere

teenlengte heeft dan persoon A zal de

afstand (R’) tussen de distale falangen

(waar de GRK aangrijpt) en het rotatiepunt

(r) van het enkelgewricht langer zijn. Dit

impliceert een groter dorsiflexiemoment bij

persoon B. Om dit dorsiflexiemoment te

overwinnen zal persoon B een groter

plantair flexiemoment (F’ flexor) moeten

creëren dan persoon A. Dit leidt tot grotere

krachtimpulsen tijdens standfase en meer mechanisch werk per tijdseenheid, wat op zijn

beurt leidt tot een hogere metabole kost. Kortere tenen kunnen dus de locomotorische

prestatie verbeteren door het verlagen van de metabole kost voor de stabilisatie van de

metatarsofalangeale gewrichten en de krachtproductie van de digitale flexoren (Rolian et

al., 2008).

Figuur 7: schematisch model van de

musculoskeletale functie van de tenen tijdens de

propulsiefase (Rolian et al., 2008). GRF =

grondreactiekracht, R en R’ = afstand tussen

distale falangen en rotatiepunt enkelgewricht,

Fflexor = kracht die op afstand r t.o.v. het

rotatiepunt van het enkelgewricht werkt, fdl = pees

van flexor digitorum longus, MP = middelste

falangen, MT = metatarsalen, PP = proximale

falangen.

Literatuurstudie

12

Een tweede factor die de voetlengte bepaalt, is de

lengte van de hiel, met name de momentsarm

van de achillespees. Deze momentsarm is de

kortste afstand tussen de actielijn van de

achillespees tot het rotatiecentrum van de enkel,

in figuur 8 aangeduid als pfMA (Baxter et al.,

2011).

Duurlopers ervaren voordelen wanneer ze een korte achillespeesmomentsarm hebben.

In een onderzoek van Scholz et al. (2008) werd een sterke correlatie gevonden tussen

momentsarm en loopeconomie bij mannelijke duurlopers. Lopers met een kortere

momentsarm lopen economischer (figuur 9). De momentsarm verklaart 56% van de

variantie in loopeconomie. Het korter de momentsarm, hoe meer elastische energie kan

opgeslagen worden in de achillespees. Alle opgeslagen energie moet niet meer

geproduceerd worden door de contractiele elementen. Het verminderen van de

energiegeneratie door de contractiele

elementen leidt tot een lagere metabole

kost omdat energiegeneratie door

contractiele elementen metabool gezien

het duurste proces is bij spiercontractie.

Wanneer de relatie bekeken wordt tussen

loopeconomie en momentsarm

genormaliseerd naar hoogte, wordt nog

een sterkere relatie gevonden dan tussen

loopeconomie en absolute momentsarm.

Een korte achillespeesmomentsarm kan naast het positief effect op de loopeconomie bij

duurlopen ook negatieve gevolgen hebben. De hoge krachten die zich voordoen op de

pees als gevolg van een korte momentsarm kunnen het risico verhogen op overbelasting

of scheuren van de achillespees. De achillespees kan bovendien stijver worden waardoor

minder elastische energie kan opgeslagen worden voor een zelfde submaximale kracht.

Het is onduidelijk of verschillen in skeletale structuur van het onderbeen te wijten zijn

aan training of aan erfelijkheid, maar er is bewijs dat de sterkte en vorm van het

Figuur 8: momentsarm van de achillespees

(pfMA) (Baxter et al., 2011).

Figuur 9: relatie tussen momentsarm en snelheid van

zuurstofopname ( ) in ml. aan 16km/u

(Scholz et al., 2008).

Literatuurstudie

13

menselijk skelet kunnen veranderen door zekere vormen van training. Het is echter nog

niet aangetoond of menselijke teenlengte en lengte van achillespeesmomentsarm

beïnvloed worden door sporttraining.

3.3 Looptechniek

Om een goede loopeconomie te garanderen zal een looptechniek die zo weinig mogelijk

energie vraagt essentieel zijn. Onder looptechniek worden grosso modo twee zaken

onderscheiden, namelijk loophouding en staplengte en –frequentie.

3.3.1 Loophouding

Om economisch te lopen moet een goede houding gegarandeerd zijn. Het hoofd, de

ledematen en de romp moeten zich in de juiste positie bevinden. Omdat dit niet de

essentie is in dit onderzoek, wordt hier niet dieper op ingegaan.

3.3.2 Staplengte en stapfrequentie

Naast de loophouding van een atleet zullen staplengte en –frequentie ook een invloed

hebben op de loopeconomie. In de literatuur werden voorlopig geen significante

resultaten teruggevonden voor duurlopers in vergelijking met andere atletenpopulaties.

3.4 Peeseigenschappen

Lopen zorgt voor rekverkortingscyclussen in het spierpeescomplex van de onderste

ledematen. Onderzoek toonde aan dat peeseigenschappen belangrijk zijn en gerelateerd

zijn aan sportprestatie tijdens oefeningen betreffende de rekverkortingscyclus (Bojsen-

Moller et al, 2005; Kubo et al., 1999, 2000, 2007; Stafilidis en Arampatzis, 2007). In de

literatuur werden geen significante resultaten teruggevonden voor duurlopers in

tegenstelling tot andere atleten. Aangezien bij duurlopers de excentrische spieractiviteit

wordt aangesproken, lijkt het evident dat de peeseigenschappen een invloed zullen

hebben op de loopeconomie. Zo kan een dunne en lange achillespees bijvoorbeeld een

positieve invloed hebben op de rekverkortingscyclus.

3.5 Spiereigenschappen

Volgens Scott et al. (1993) wordt de pennatiehoek gedefinieerd als de hoek tussen de

fascicles en de actielijn van de spier (figuur 10). Maganaris et al. (1998) stellen dat de

grootte van de pennatiehoek een belangrijke determinant is voor de functionele

karakteristieken van de spier. Zo zorgt een grotere pennatiehoek voor een kortere

Literatuurstudie

14

vezellengte. Deze kortere vezellengte doet enerzijds afbreuk aan de verkortingssnelheid

en de bewegingsgrootte. Anderzijds zorgt ze ervoor dat meer contractiele elementen

parallel geplaatst worden, waardoor de maximale krachtgeneratie toeneemt. Om die reden

is de maximale kracht die geproduceerd wordt aan een welbepaalde vezellengte in de

richting van de vezels bij een

pennate spier groter dan de

maximale kracht die

geproduceerd wordt in de

richting van de vezels van een

parallel gevezelde spier bij

eenzelfde anatomische

dwarsdoorsnede en volume. Een

pennatiehoek boven 45 graden

zou volgens Maganaris et al.

(1998) niet voor een verhoogde

krachtproductie zorgen.

De pennatiehoek zou volgens Abe et al. (2000) groter zijn bij duurlopers in

vergelijking met sprinters. De grotere pennatiehoek bij duurlopers kan verklaard

worden door de kortere fascicle lengte en/of de stijging van de dwarsdoorsnede van de

spier als gevolg van een stijging van de dwarsdoorsnede van de trage spiervezels op

dezelfde volledige spieroppervlakte, geïnduceerd door afstandstraining. Deze

architecturale aanpassing zou voordelig zijn bij het duurlopen.

Figuur 10: 1= bovenste aponeurose, 2= onderste aponeurose, 3=

spiervezelrichting, α= pennatiehoek, d= afstand tussen 1 en 2.

Literatuurstudie

15

DEEL 2: DE SPRINTPRESTATIE (60-100 M)

Bij de sprintprestatie zijn voornamelijk de lichaamssamenstelling en de techniek van

groot belang, onafhankelijk van de fasen waarin de sprintprestatie kan onderverdeeld

worden. Bij het onderdeel techniek kan er bovendien een duidelijk onderscheid gemaakt

worden tussen staplengte, stapfrequentie en loophouding.

Daarnaast zijn er nog een aantal prestatiebepalende factoren die zich vooral manifesteren

in één bepaalde fase van de sprint. De startfase van de sprint wordt bijvoorbeeld

gedomineerd door de reactietijd. Bij de acceleratiefase speelt voornamelijk de netto

voorwaartse impuls een rol. Energiesystemen hebben dan weer een grote invloed op het

bereiken en aanhouden van de maximale snelheid.

1. Prestatiebepalende factoren, onafhankelijk van de sprintfasen

1.1 Lichaamssamenstelling

Net zoals bij duurlopers hebben ook sprinters minder lichaamsvet dan atleten van de

meeste andere sportdisciplines (Vucetic et al., 2005).

Daarnaast is eveneens bij sprinters de lichaamsmassa een bepalende factor van de

lichaamssamenstelling. Een te hoge of te lage lichaamsmassa bij sprinters zou een

limiterende factor kunnen zijn voor de prestatie. Een te hoge lichaamsmassa hindert de

sprinter doordat het een grotere kracht vereist bij het versnellen. Toch hebben goede

Literatuurstudie

16

sprinters veel spieren en daardoor zijn ze zwaarder dan minder goede sprinters. Vandaar

dat sprinters met een te lage lichaamsmassa waarschijnlijk minder spiermassa hebben en

daarom dus minder presteren. Sprinters hebben een grotere lichaamsmassa dan

duurlopers. Onderzoek van Weyand en Davis (2005) toonde aan dat korte afstandslopers

massiever waren dan lange afstandslopers. De meest massieve lopers waren diegenen van

de 100 m, 200 m en 400 m sprint. Specifiek voor sprinters toonde Uth (2005) aan dat er

een tendens is tot minder lichaamsmassavariabiliteit. Dit suggereert, net als bij

lichaamslengte (zie verder), dat er een gelimiteerde zone zou bestaan voor de

lichaamsmassa van sprinters. Zelfde onderzoekers toonden bovendien aan dat sprinters

het hoogste BMI hebben onder de atleten, in tegenstelling tot duurlopers die het laagste

BMI hebben. Aangezien beide groepen een gelijk percentage lichaamsvet hebben, wijst

een hoger BMI op een hogere vetvrije massa.

Bij sprinters is ook de reciprocal ponderal index (RPI) een significante factor voor

succes. De reciprocal ponderal index wordt als volgt berekend: RPI =

(Watts et al., 2012). Het is een maat voor lineariteit

met een hogere score voor slankere (grotere) atleten. Watts et al. (2012) toonden aan dat

de RPI kan beschouwd worden als een voorspeller van succes bij vrouwelijke

elitesprinters. Vanaf de jaren ’80 is de RPI ook bij mannelijke sprinters een voorspeller

van succes geworden. Meer lineaire (slankere en grotere) atleten presteren beter. Een

mogelijke verklaring hiervoor kan zijn dat meer lineaire atleten over het algemeen langere

benen hebben waardoor hun staplengte vergroot. Dit is een bepalende factor voor

snelheid (staplengte x stapfrequentie).

Naast bovenstaande factoren hebben ook spiermassa en de ligging van het

lichaamszwaartepunt een invloed op de lichaamssamenstelling. In een studie van Bejan

et al. (2010) verklaart men de snelheidsverschillen tussen blanken en zwarten met behulp

van het lichaamszwaartepunt. Zwarten zouden een hoger lichaamszwaartepunt hebben

waardoor hun voorwaartse valsnelheid hoger zou liggen en waardoor ze dus sneller

zouden lopen.

1.2 Techniek

Tijdens het trainen moet voldoende aandacht besteed worden aan de loophouding. Het

hoofd, de ledematen en de romp moeten zich immers in een correcte positie bevinden en

in de juiste richting bewegen op het gepaste moment.

Literatuurstudie

17

Naast loophouding, zijn ook een optimale staplengte en stapfrequentie van groot

belang. Deze twee factoren bepalen immers de loopsnelheid. Sprinters met langere benen

produceren de grootste staplengte en de laagste stapfrequentie (Moravec, 1988; Winter,

1990). Hoffman (1971) stelt dat wanneer de benen van een sprinter langer zijn dan de

optimale lengte, het moeilijker wordt om een voldoende hoog beentempo (stapfrequentie)

te produceren. Korte ledematen kunnen daarentegen sneller bewegen dan lange (grotere

stapfrequentie), maar ze kunnen een minder grote staplengte produceren. De beenlengte

moet dus zodanig zijn dat staplengte en stapfrequentie in evenwicht zijn, waarbij het

traagheidsmoment van het naar voor gebrachte been tijdens sprinten zo optimaal mogelijk

overwonnen wordt.

Grote lineaire sprinters zouden dus een nadeel hebben tijdens de eerste helft van de race

doordat ze bij de start minder kracht kunnen genereren. Tijdens de maximale

snelheidsfase zouden ze echter een voordeel hebben door hun grotere staplengte.

Explosieve sprinters met kortere beenlengte zouden hun voordeel halen uit de eerste

helft van de 100 m doordat ze voldoende kracht kunnen genereren om heel snel te kunnen

starten. Tijdens de tweede helft van de wedstrijd ondervinden zij een nadeel door hun

kleinere staplengte.

Usain Bolt heeft een lagere stapfrequentie (4.28Hz) dan zijn concurrenten, maar hij

compenseert dit met een erg grote staplengte die goed van pas komt na de

versnellingsfase van de sprint. Hij loopt de 100 m in minder stappen dan zijn

tegenstrevers (Beneke & Taylor, 2010).

1.2.1 Beïnvloedende factoren van staplengte

Zoals hierboven reeds vermeld zijn de lichaamslengte en de lengte van de benen bepalend

voor de staplengte.

Uth (2005) vond dat er een lagere lichaamslengtevariabiliteit is onder sprinters dan

onder de normale populatie. Er zou een optimale zone bestaan voor de lichaamslengte.

Deze zone ligt voor mannen tussen 1.68 en 1.91 m. Aangezien de lichaamslengte van de

meeste mannen zich in deze zone bevindt, is dit geen goede parameter om sprinters van

de normale populatie te onderscheiden. De meest succesvolle mannelijke sprinters van de

laatste tien jaar bevinden zich bovendien boven deze zone (Watts et al., 2012). Denk maar

aan Usain Bolt die met zijn 1.96 m het wereldrecord van de 100 m sprint op zijn naam

heeft staan (Beneke & Taylor, 2010). Volgens Charles en Bejan (2009) gaan grotere

Literatuurstudie

18

atleten sneller lopen én is de lichaamslengte gestegen doorheen de tijd. Dit heeft als

gevolg dat de snelheidsrecords doorheen de tijd zijn gestegen en nog zullen stijgen.

Wanneer de lichaamslengte zal stoppen met stijgen en welke impact dit zal hebben op de

snelheidsrecords kan niemand voorspellen. Wegens de tegenstrijdige data is de

lichaamslengte een interessant gegeven om in een latere fase te onderzoeken en te

vergelijken tussen sprinters en duurlopers.

Abe et al. (1999) vonden in hun studie waarin ze blanke en zwarte American footballers

vergeleken dat zwarten langere benen hebben ten opzichte van hun lichaamslengte dan

blanken.

Lee en Piazza (2009) toonden aan dat de lengte van het onderbeen 30 mm korter is bij

sprinters dan bij controles. Karamanidis et al. (2011) onderzochten het verschil tussen

snelle en trage sprinters, waarbij het onderbeen bij snelle sprinters 13 mm korter was dan

bij trage sprinters. In hetzelfde onderzoek werd een significante maar gematigde relatie

gevonden tussen onderbeenlengte en beste tijd voor de 100 m sprint. Hoe korter de

onderbeenlengte, hoe beter de tijd voor de 100 m sprint. Dit kan verklaard worden door

een kleiner traagheidsmoment bij een korter onderbeen, wat de loopsnelheid ten goede

komt.

1.2.2 Beïnvloedende factoren van stapfrequentie

De stapfrequentie van een atleet wijst op het aantal stappen dat hij kan zetten per minuut.

Cruciale factoren die de stapfrequentie mee helpen bepalen, zijn de stijfheid en de

traagheid van het been.

De traagheid van het been wordt bepaald door de beenmassa en de spiermassaverdeling.

Om een hoge frequentie te kunnen aanhouden (lage traagheid), mag de beenmassa niet te

groot zijn, maar is er wel voldoende spiermassa nodig op de juiste plaats. Net zoals bij

duurlopers wordt er ook hier een onderscheid gemaakt tussen omtrekmetingen,

volumemetingen en het meten van spierdikte en geïsoleerde spierdikte om de

spiermassaverdeling in kaart te brengen.

Vucetic et al. (2005) stelden in een vergelijkende studie vast dat de omtrek van het

onderbeen groter is bij sprinters (100 m en 200 m) dan bij uithoudingssprinters (400 m),

middellange afstandsatleten en lange afstandsatleten. De omtrek van de dij daarentegen

verschilt enkel tussen sprinters en lange afstandsatleten, waarbij de sprinters een grotere

Literatuurstudie

19

dijomtrek hebben. Deze resultaten zijn in overeenstemming met het feit dat sprinters een

andere spiervorm hebben dan duurlopers (zie verder): sprinters vertonen een dikker

bovenste gedeelte van quadriceps en hamstrings.

Aangezien sprinters meer spiermassa hebben ter hoogte van het bovenste gedeelte van

quadriceps en hamstrings, hebben ze daar ook de hoogste waarden voor volumemetingen

(Vucetic et al., 2005). Iets lagere waarden werden vastgesteld bij uithoudingssprinters.

Meerdere onderzoekers vonden reeds verschillen tussen sprinters onderling of tussen

sprinters en duurlopers of controles wat betreft spierdikte en geïsoleerde spierdikte.

Kumagai et al. (2000) onderzochten de spierdikte op eerdergenoemde 13 anatomische

sites (figuur 6 p.10) bij snelle sprinters (100 m record tussen 10 en 10.9 s) en trage

sprinters (100 m record tussen 11 en 11.70 s). Spierdikte was significant groter bij de

snelle sprinters in het bovenste gedeelte van de dij op volgende plaatsen: 30% anterieur

en 50% posterieur. Ook de spierdikte van het posterieure onderbeen was significant groter

bij snelle sprinters dan bij trage sprinters. Geïsoleerde spierdikte van de M. gastrocnemius

lateralis was significant groter bij de snelle sprinters dan bij de trage.

Uit een studie van Abe et al. (2000) bleek dat de spierdikte significant groter was bij

sprinters dan bij duurlopers voor alle sites ter hoogte van het onderste lidmaat

uitgezonderd 70% anterieure dij. Er was ook een significant verschil tussen sprinters en

de controlegroep, behalve bij 70% anterieure dij en 30% anterieure onderbeen. Volgend

uit bovenstaande resultaten is ook de geïsoleerde spierdikte van M. vastus lateralis, M.

gastrocnemius medialis en M. gastrocnemius lateralis significant groter bij sprinters in

vergelijking met duurlopers en controles, die gelijk waren.

Een vergelijkende studie van Kubo et al. (2011)

tussen 100 meter sprinters en een controlegroep

mat de spierdikte op 14 anatomische sites zoals

weergegeven op figuur 11. Ook hier werd gebruik

gemaakt van ultrasonografie. Bij de knie-

extensoren was er enkel een significant verschil

tussen sprinters en de controlegroep voor de

mediale zijde; spierdikte was groter bij sprinters

dan bij controles. De spierdikte van de plantaire Figuur 11: anatomische sites waar

spierdikte gemeten werd (Kubo et al., 2011).

Literatuurstudie

20

flexoren was op alle sites groter bij sprinters dan bij controles. De beste tijd op de 100 m

voor sprinters correleerde significant met de spierdikte van de mediale zijde van de knie-

extensoren. Er werden geen significante correlaties gevonden met andere gemeten

spierdiktes.

Er kan dus besloten worden dat er significante verschillen bestaan qua spierdikte tussen

sprinters, duurlopers en controles. Over het algemeen is de spierdikte groter bij sprinters

dan bij duurlopers en controles op bijna alle onderzochte anatomische sites. Geïsoleerde

spierdikte is eveneens significant groter bij sprinters dan bij duurlopers en controles, die

gelijke waarden vertoonden.

Zoals eerder beschreven, toonden Abe et al. (2000) aan dat de spierdikte significant groter

is bij sprinters dan bij duurlopers en controles ter hoogte van het proximale gedeelte van

de dij (30 en 50% anterieure dij). Er was echter geen significant verschil ter hoogte van

het distale gedeelte van de dij (70% anterieure dij). Gezien er geen verschil was in

dijlengte tussen de groepen, wijzen deze bevindingen op een verschil in spiervorm

tussen sprinters en de andere groepen. De quadriceps van sprinters hebben dus een andere

vorm dan deze van duurlopers en controles. Kumagai et al. (2000) vonden gelijkaardige

verschillen tussen snelle en trage sprinters. Spierdikte was significant groter bij de snelle

sprinters in het bovenste gedeelte van de dij op volgende plaatsen: 30% anterieur en 50%

posterieur. De spiervorm van quadriceps en hamstrings is dus verschillend tussen snelle

en trage sprinters. De hypothese bestaat dus dat een dikker proximaal gedeelte van

quadriceps en hamstrings geassocieerd is met een betere sprintprestatie. De grotere

spieren ter hoogte van het onderste lidmaat bij sprinters zijn nodig om krachtig te kunnen

afzetten van het startblok bij de start van een sprint. Ook in de versnellingsfase en bij het

onderhouden van de maximale snelheid komen grote krachtige spieren goed van pas.

Duurlopers hebben een heel groot trainingsvolume. Extra massa ter hoogte van de spieren

betekent voor hen geen voordeel. Dit zou een onnodige last vormen. Het is opmerkelijk

dat sprinters geen extra spiermassa vertonen ter hoogte van het distale deel van de dij.

Een verklaring hiervoor kan zijn dat distale massa zich verder van het massacentrum

bevindt dan proximale massa. Distale massa zou dus het traagheidsmoment vergroten en

het slingeren van de benen tijdens het lopen bemoeilijken. Distale massa verhoogt dus de

aerobe vraag meer dan massa die dicht bij het massacentrum gesitueerd is (Saltin et al.,

1995; Saunders et al., 2004).

Literatuurstudie

21

Zijn verschillen in spierdikte en spiervorm een gevolg van genetische variatie of zijn ze

te wijten zijn aan spiertraining? Een studie van Abe (2002) bij identieke tweelingen

toonde aan dat er geen verschil is in spierdikte tussen beiden bij M. gastrocnemius

medialis en lateralis. Dit kan betekenen dat omgevingsfactoren zoals training geen

invloed uitoefenen op de spiervorm. De studie werd uitgevoerd bij negen tweelingen. Bij

drie tweelingen was één persoon actief en de andere sedentair. De zes andere tweelingen

waren sedentair. Bijkomend wetenschappelijk onderzoek rond dit thema is echter nodig

want deze studieresultaten zijn gebaseerd op een zeer laag aantal proefpersonen. Om echt

sluitende resultaten te behalen omtrent de invloed van training op de spiervorm zou ook

het experiment moeten veranderd worden. Zo zou er een studie moeten worden opgezet

waarbij telkens één persoon van de tweeling actief is en de andere sedentair.

Abe et al. (1999) vonden ook verschillen op etnisch vlak omtrent de spierdikte. In een

vergelijkende studie tussen blanke en zwarte American footballers vond hij dat de

spierdikte significant groter was bij de zwarten op 30%-quadriceps en 50%-hamstrings

(bovenste positie van de dij), terwijl de andere plaatsen van de dij niet significant

verschilden. Verder was er voor de geïsoleerde spierdikte geen verschil voor de M. vastus

lateralis en de M. gastrocnemius medialis tussen beide groepen.

2. Fasespecifieke factoren

2.1 Start

Snel begonnen is half gewonnen. Een snelle reactietijd is essentieel voor een goede

sprintprestatie. Wanneer een persoon sneller dan 0,100 seconden reageert op het

startsignaal, dan is er sprake van een valse start. Toch zijn er voorbeelden van atleten die

sneller dan 0,100 seconden kunnen reageren.

Literatuurstudie

22

2.2 Acceleratie

2.2.1 Netto voorwaartse impuls

De acceleratie wordt bepaald door de netto voorwaarts gerichte impuls van de

grondreactiekracht. Dit is de resultante van de afremmende en de voortstuwende

impuls. De versnelling kan vergroot worden door de afremmende impuls te doen

afnemen of de voortstuwende impuls te doen toenemen. De factoren die een invloed

hebben op deze impuls en die hieronder worden besproken zijn de contacttijd van de voet,

de spierverkortingssnelheid en de peeseigenschappen.

2.2.1.1 Contacttijd voet

Contact met de grond is essentieel om een

voorwaartse impuls te kunnen genereren. Een te

korte of te lange contacttijd zou een grote netto

voorwaartse impuls kunnen hinderen. Een eerste

bepalende factor voor de contacttijd is de

teenlengte. Uit onderzoek (Lee en Piazza, 2009)

bleek dat de teenlengte van sprinters 9 mm langer

is dan die van controles. Later onderzoek (Baxter et.

al., 2011) vulde deze resultaten verder aan. De

eerste falangen en de eerste metatarsalen blijken

respectievelijk 3,5 en 2,9 mm langer te zijn bij

sprinters dan bij controles. De gecombineerde lengte

Figuur 12: computermodel om push-off bij

sprinters te simuleren (Lee & Piazza, 2009).

m = massa, Vo = snelheid, T = teen, d =

achillespeesmomentsarm, b =

dempingscoëfficient springveer, k =

stijfheid springveer, A = enkel, M =

metatarsofalangeaal gewricht, PF =

plantair flexoren, TF = teenflexoren.

Literatuurstudie

23

van falangen en metatarsalen was eveneens langer bij sprinters.

Lee en Piazza (2009) ontwikkelden

een computermodel om de push-off

fase bij sprinters te simuleren (figuur

12). Het model bestaat uit drie

segmenten. Het begint met een massa

(m) die voorwaarts beweegt met een

snelheid en eindigt

wanneer contact verbroken is aan de

teen (T). Momentsarm (d) werd

constant gehouden (35 mm) en de

teenlengte werd gevarieerd tussen 65

mm en 90 mm. Uit het model werd afgeleid dat een langere teenlengte zorgt voor een

langere contacttijd. De contacttijd was bijvoorbeeld 13% groter voor tenen van 90 mm

in vergelijking met tenen van 65 mm. Een langere contacttijd bij tenen van 90 mm zorgt

op zijn beurt voor een verhoging in voorwaartse impuls (figuur 13). Er is dus meer tijd

om het lichaamszwaartepunt te versnellen tijdens de eerste fase van een sprint wat de

sprintprestatie ten goede komt (Lee & Piazza, 2009).

Een tweede belangrijke factor die de contacttijd bepaalt, is de momentsarm van de

achillespees. Lee en Piazza (2009) toonden aan dat de achillespeesmomentsarm bij

plantaire flexie van sprinters 25% korter is dan die van niet-sprinters. Later onderzoek

(Baxter et al., 2011) vult deze resultaten verder aan. De momentsarm blijkt 7 mm

(12%) korter te zijn bij sprinters in vergelijking met niet-sprinters. Verschil in resultaten

tussen beide onderzoeken kan te wijten zijn aan de gebruikte meetmethode. Bij het

onderzoek van Lee en Piazza (2009) werd de lengte van de achillespeesmomentsarm

bepaald met behulp van ultrasonografie. Baxter et al. (2011) maakten gebruik van de

MRI-scan. Baxter et al. (2011) toonden bovendien voor het eerst aan dat het verschil in

lengte van de achillespeesmomentsarm tussen sprinters en controles te wijten is aan een

posterieure verschuiving van het rotatiecentrum van de enkel. Dit in tegenstelling tot

vroegere studies die het lengteverschil van de momentsarm toeschreven aan een

verschuiving van de achillespees.

Figuur 13: voorwaartse impuls (Ns) in functie van de

teenlengte (mm) (Lee & Piazza, 2009).

Literatuurstudie

24

Bij eerder beschreven computermodel van

de push-off bij sprinters van Lee & Piazza

(2009) werd nu de teenlengte constant

gehouden (75 mm) en de momentsarm (d)

gevarieerd tussen 25 mm en 50 mm. Een

kortere momentsarm blijkt net zoals een

langere teenlengte te zorgen voor een

verhoging in voorwaartse impuls.

Wanneer de lengte van de momentsarm

daalt van 50 naar 25 mm, dan stijgt de

voorwaartse impuls met 40% (figuur 14). Deze vergrote krachtimpuls is voordelig tijdens

de acceleratiefase van de sprint.

Baxter et al. (2011) vonden gelijkaardige resultaten met hun computermodel om push-off

bij sprinters te simuleren (figuur 15). De lengte van de voet werd constant gehouden

terwijl de momentsarm varieerde tussen 45 en 70 mm. Figuur 16 toont dat de

voorwaartse impuls en de teencontacttijd stijgen met een korter wordende momentsarm.

Tussen snelle en trage sprinters was er geen verschil in lengte van de

achillespeesmomentsarm terug te vinden (Karamanidis et al., 2011).

Een stijging in voorwaartse impuls door een verkleinde momentsarm werd vergezeld door

algemeen langere fascicle lengtes van de plantaire flexoren (Lee & Piazza, 2009). Dit is

ook het geval bij een langere teenlengte, maar in veel kleinere mate. De verhouding van

Figuur 14: voorwaartse impuls (Ns) in functie van de

Achillespeesmomentsarm (mm) (Lee & Piazza, 2009).

Figuur 15: computermodel om push-off bij sprinters te

simuleren (Baxter et al., 2011). HA = achtervoetlengte,

AT = voorvoetlengte, HT = voetlengte.

Figuur 16: kracht tegen de muur (N) in functie van

de tijd (s) (Baxter et al., 2011). pfMA = momentsarm

achillespees.

Literatuurstudie

25

de fascicle lengte tot de achillespeesmomentsarm is 50% groter bij sprinters dan bij

controles.

2.2.1.2 Spierverkortingssnelheid

De netto voorwaartse impuls die kan geleverd worden in een bepaalde tijdspanne hangt af

van de spierverkortingssnelheid. Doordat de contacttijd bij sprinten zeer kort is, is een

hoge spierverkortingssnelheid essentieel. De spierverkortingssnelheid wordt bepaald

door biochemische (myosine ATPase activiteit die beïnvloed wordt door het

spiervezeltype en door training) en architecturale karakteristieken (vezellengte; het

aantal sarcomeren in serie) (Kumagai et al., 2000).

a) Biochemische karakteristieken

Een eerste belangrijk element voor het bereiken van een hoge spierverkortingssnelheid is

het beschikken over snelle spiervezels, ook wel fast twitch of type 2 vezels genaamd.

Onderzoek uit de jaren 70 toonde aan dat sprinters meer FT vezels in hun beenspieren

hebben. Spiervezeltype werd hier bepaald aan de hand van een invasieve methode (Saltin

et al., 1977; Wahren et al., 1971; Nygaard & Goricke, 1976; Gollnick et al., 1972; Costill

et al., 1976). Recent onderzoek (Baguet et al., 2011) bevestigde deze resultaten met

behulp van een niet-invasieve estimatiemethode, de proton magnetische resonantie

spectroscopie (H-MRS). De studie toonde aan dat de spiercarnosine-inhoud 30% hoger

is bij explosieve atleten zoals sprinters dan bij de controlegroep. Alle 100 tot 400 m

lopers hadden een hogere spiercarnosine-inhoud dan het populatiegemiddelde.

Als we sprinters vergelijken met duurlopers blijkt dat sprinters (100 – 400 m)

gemiddeld een 1,9 keer hogere carnosine-inhoud hebben dan marathonlopers en triatleten

(p < 0.001) (Baguet et al., 2011). Een punt dat dikwijls over het hoofd gezien wordt, is

dat de variabiliteit in vezelsamenstelling bij iedere subgroep van atleten verschillend is.

Atleten kunnen dus succesvol zijn in uithoudingsactiviteiten, ook al bevatten hun spieren

een relatief hoog percentage type 2 vezels. Het is belangrijk om hier te benadrukken dat

type 2 vezels hoog oxidatief kunnen zijn en dat met uithoudingstraining het oxidatieve

potentieel kan verhoogd worden tot een punt waar het dat van de type 1 vezels van

sedentairen benadert (Henriksson & Reitman, 1976).

Literatuurstudie

26

b) Architecturale karakteristieken

Naast het spiervezeltype wordt de spierverkortingssnelheid ook nog bepaald door

architecturale eigenschappen zoals de fascicle lengte en de pennatiehoek van een spier.

Ten eerste blijkt uit onderzoek dat de fascicle lengte van de beenspieren (M. vastus

lateralis, M. gastrocnemius lateralis, M. gastrocnemius medialis) groter is bij elite

sprinters dan bij elite duurlopers (Abe et al., 2000; Abe et al., 2001; Lee & Piazza, 2009).

In een studie (Kumagai et al., 2000) waar sprinters werden opgesplitst in trage (11.00 –

11.70 s) en snelle (10.00 – 10.90 s) sprinters, werden voor alle onderzochte spieren

langere fascicle lengtes gevonden voor de snelle sprinters. Deze correleerden significant

met de beste prestatie op de 100 m sprint.

Er kan dus geconcludeerd worden dat

een langere fascicle lengte geassocieerd

kan worden met een betere

sprintprestatie. Er zijn twee

mogelijkheden waarbij een langere

fascicle lengte leidt tot een betere

sprintprestatie. Ten eerste zorgen

langere fascicles voor een grotere

maximale verkortingssnelheid. Het

gevolg hiervan is een grotere kracht die

zou bijdragen aan de sprintprestatie. Een

tweede mogelijkheid is dat een grotere

fascicle lengte ervoor zorgt dat er een

grotere krachtoutput is aan een identieke verkortingssnelheid doordat de sarcomeren

aan een lagere snelheid kunnen werken. Dit laatste kan worden uitgelegd aan de hand

van figuur 17. Voor een gegeven peesuitrekking aan een verkortingssnelheid van 1 cm

per seconde, zou fascicle (B) zijn individuele sarcomeer moeten verkorten met 1.0 µm,

terwijl fascicle (A) de verkortingsafstand tussen de sarcomeren zou kunnen verdelen

waardoor iedere sarcomeer slechts 0.5 µm zou moeten verkorten. De fysiologische

implicatie hiervan is dat fascicle (A) zou kunnen verkorten aan een lagere snelheid (0.5

µm/sec) dan fascicle (B) (1 µm/sec) en zo meer kracht kan leveren op basis van de

kracht-snelheidscurve (Abe et al., 2001).

Figuur 17: het effect van een langere fascicle lengte op de

spierverkortingssnelheid en de kracht-snelheidscurve (Abe

et al., 2001).

Literatuurstudie

27

De redenen voor de verschillen in fascicle lengte tussen sprinters en duurlopers zijn

onduidelijk, maar er bestaan verschillende verklaringen (Abe et al., 2000). Als eerste is er

de genetische aanleg. Het is mogelijk dat individuen geboren worden met kortere of

langere fascicles en dat men op basis daarvan de “juiste” sport koos. Een andere

mogelijkheid is dat de verschillen in fascicle lengte te wijten zijn aan training. Bewijzen

voor deze laatste verklaring zijn enkel nog maar gevonden in dierenstudies. Er moet nog

verder onderzoek gedaan worden om de mogelijkheid en de rol van fascicleverlenging of

-verkorting als een adaptatie op looptraining volledig te begrijpen.

Ten tweede blijkt uit de studie van Abe et al. (2000) dat de pennatiehoek van sprinters

significant kleiner is dan die van duurlopers voor M. vastus lateralis en M.

gastrocnemius medialis. Dit blijkt niet het geval te zijn voor de M. gastrocnemius

lateralis. In de studie waar snelle sprinters vergeleken werden met trage sprinters

(Kumagai et al., 2000) vond men kleinere pennatiehoeken bij de snelle sprinters. Uit

deze studies kan geconcludeerd worden dat een kleine pennatiehoek voordeel oplevert bij

het sprinten.

2.2.1.3 Peeseigenschappen

Ook de peeseigenschappen hebben een invloed op de netto voorwaartse impuls. In een

studie van Kubo et al. (2011) werden 100 meter sprinters vergeleken met een

controlegroep wat betreft hun peeseigenschappen. Concreet werd de verlenging van de

peesstructuren bepaald in knie-extensoren bij isometrische knie-extensie en in plantaire

flexoren bij plantaire flexie. Ook werd de dikte van de patellapees (op 50%, gemeten

vanaf proximaal) en achillespees (30 mm proximaal van de calcaneus) gemeten.

Verlenging van de peesstructuren bij een krachtproductie hoger dan 400N was

significant groter bij sprinters dan bij controles voor de knie-extensoren. Bij de

plantaire flexoren was er geen verschil merkbaar. Maximale verlenging van de pezen

was significant groter bij sprinters voor knie-extensoren, maar niet voor plantaire

flexoren. De stijfheid van de peesstructuren was lager bij sprinters voor knie-

extensoren, maar niet voor plantaire flexoren. Er was geen significant verschil in

spierdikte tussen sprinters en controles voor zowel de patellapees als de achillespees.

In overeenstemming met vorige onderzoeken werd gevonden dat de peesstructuren van de

knie-extensoren soepeler zijn bij snelle sprinters dan bij trage sprinters en ongetrainden.

Meer soepele peesstructuren zouden helpen om hogere krachten in de standfase te

Literatuurstudie

28

ontwikkelen. Kubo et al. (2000) en Stafilidis en Arampatzis (2007) vonden eerder al een

significante relatie tussen peeseigenschappen in de knie-extensoren en de prestatie op

de 100 m sprint.

2.3 Maximale snelheid en aanhouden van de snelheid

Wanneer de sprinter zijn maximale snelheid heeft bereikt, tracht hij deze zo lang mogelijk

aan te houden. Om dit vol te houden maakt de atleet onder andere gebruik van het

fosfageensysteem. In de literatuur werd gevonden dat het fosfaatmetabolisme,

verantwoordelijk voor korte maximale inspanningen van 10 seconden of minder, beter

ontwikkeld zou zijn bij sprinters, mits toepassing van de juiste, specifieke trainingen

(Ross & Leveritt, 2001). Wanneer werd gekeken naar de snelheid van afbraak en

heropbouw van PCr, dan bleek dat sprinters PCr sneller afbreken dan afstandsatleten,

maar dat de resynthese bij duurlopers sneller verloopt dan bij sprinters (Crowther et al.,

2002).

De glycolytische ATP-productie, die zowel voorkomt bij de anaerobe als aerobe

glycolyse, is zowel voor sprinters als voor duurlopers van groot belang. Uit de studie van

Costill et al. (1976) blijkt dat de glycolytische enzymatische activiteit bij sprinters dubbel

zo groot is als bij duurlopers. De functionele betekenis van deze verhoging is echter nog

niet aangetoond. Dikwijls werden verhogingen van glycolytische enzymen vastgesteld

zonder een verbetering van de sprintprestatie (Jacobs et al., 1987).

Specifiek voor het aerobe energiesysteem blijkt dat duurlopers een 50% hogere

oxidatieve capaciteit hebben dan sprinters (Crowther et al., 2002). Toch zou sprinttraining

ook kunnen zorgen voor de stijging van bepaalde enzymen van het aerobe

energiesysteem, maar daarvoor zouden sprints van relatief langere afstand nodig zijn

(Ross & Leveritt, 2001). Verder onderzoek is echter vereist om de precieze aard van de

aerobe adaptatie te achterhalen.

Literatuurstudie

29

DEEL 3: HYPOTHESEN EN ONDERZOEKSVRAGEN

Er is al veel onderzoek verricht naar de prestatiebepalende factoren voor atleten en meer

specifiek voor sprinters en duurlopers. Het onderzoek van deze scriptie tracht de huidige

resultaten aan te vullen en mogelijke hiaten op te lossen. In deze studie worden sprinters

en duurlopers van verschillende niveaus (Belgische top en subtop) onderzocht. De

meetmethodes die worden gebruikt, zijn enkele antropometrische metingen waarbij

vetpercentages, lengte- en omtrekmaten worden bepaald en ultrasonografie waarbij de

focus ligt op het bepalen van fascicle lengte, pennatiehoek en spierdikte. Vervolgens

wordt ook gebruik gemaakt van de NMR-scanner voor de bepaling van spiervolumes,

spiermassamiddelpunten, botlengtes en spiervezeltype.

Het doel van ons onderzoek is het maken van een vergelijkende studie tussen duurlopers

en sprinters. Daarbij wordt getracht antagonistische karakteristieken aan te tonen. Er

wordt gekeken of de door ons onderzochte items uit de rode draad significant verschillen

tussen duurlopers en sprinters. Op antropometrisch vlak verwachten we enkele duidelijke

verschillen tussen duurlopers en sprinters. Hierbij stellen we de volgende hypothesen.

Een eerste hypothese stelt dat de omtrek van onderbeen en bovenbeen groter zal zijn bij

sprinters dan bij duurlopers. Ten tweede verwachten we verschillen in beenlengte en

lichaamslengte tussen beide groepen atleten.

Vervolgens stellen we enkele hypothesen met betrekking tot spierarchitecturale

verschillen. Fascicle lengte van M. gastrocnemius medialis en lateralis en M. vastus

lateralis bij sprinters is groter dan bij duurlopers terwijl de pennatiehoek van deze spieren

kleiner is bij sprinters dan bij duurlopers. Daarnaast is de spierdikte van M.

gastrocnemius medialis en lateralis groter bij sprinters dan bij duurlopers. Spierdikte van

M. rectus femoris, M. vastus medialis en lateralis is eveneens groter bij sprinters behalve

op 70% anterieure dij. Deze verschillen worden duidelijker naarmate het niveau van de

atleten hoger is. Vervolgens is het spiervolume van M. soleus, M. gastrocnemius medialis

en lateralis, M. rectus femoris en M. vastus medialis en lateralis groter bij sprinters dan

bij duurlopers. Fysiologische dwarsdoorsnede van M. gastrocnemius medialis en lateralis

en M. vastus lateralis is ook groter bij sprinters dan bij duurlopers. Als voorlaatste ligt het

spiermassamiddelpunt van M. soleus, M. gastrocnemius medialis en lateralis, M. rectus

Literatuurstudie

30

femoris en M. vastus medialis en lateralis hoger bij duurlopers dan bij sprinters. Tenslotte

hebben duurlopers meer type 1 vezels in vergelijking met sprinters.

Onze onderzoeksvraag is tweeledig. Ten eerste willen we onze schema’s voor de

duurloop- en sprintprestatie justifiëren. Hierbij willen we de correctheid nagaan van de

prestatiebepalende factoren en hun onderlinge relaties. Ten tweede willen we nagaan of

we met de door ons onderzochte factoren een atleet eerder kunnen classificeren als een

typische duurloper of eerder als een typische sprinter.

31

II. METHODIEK

Methodiek

32

1. Vergelijkende studie

1.1 Proefpersonen

Om een vergelijkende studie te kunnen uitvoeren, werden duurlopers en sprinters van

Belgisch subtop- en topniveau gerekruteerd. Uiteindelijk bestond de onderzoeksgroep uit

13 mannelijke atleten, waarvan 7 duurlopers en 6 sprinters.

Alle atleten moesten voorafgaand aan het onderzoek een vragenlijst invullen (bijlage 1).

De leeftijd, discipline en persoonlijke records werden onder andere opgevraagd. Hieruit

bleek dat de duurlopers een gemiddelde leeftijd hadden van 22,71 (± 3,77) jaar. Hun beste

tijd voor de 3000 m bevond zich tussen 8 min 05’ 06’’ en 8 min 53’ 20’’. De gemiddelde

leeftijd van de onderzochte sprinters was 21,83 (± 4,71) jaar. Ze liepen de 60 m tussen

6,79 s en 7,07 s en de 100 m tussen 10,71 s en 10,99 s. Bij het bevragen van de inname

van voedingssupplementen en het voedingspatroon bleek dat niemand de afgelopen drie

maanden beta-alanine of carnosine innam als voedingssupplement en geen enkele atleet

vegetariër was.

Bij het rekruteren van de proefpersonen werden ziekte, blessure of een dopingverleden als

exclusiecriteria gehanteerd.

1.2 Studiedesign

Ons onderzoek bestond uit een observationele cross-sectionele studie om verschillen na

te gaan tussen sprinters en duurlopers ter hoogte van het onderste lidmaat. Hierbij werd

iedere atleet eenmaal onderzocht in de periode van januari tot en met maart. Het

onderzoek nam ongeveer één uur en een kwartier in beslag en was drieledig. De studie

werd goedgekeurd door het Ethisch Comité van het Universitair Ziekenhuis te Gent. Voor

de start van de testen werd aan de proefpersonen het testverloop uitgelegd en werd hen

gevraagd een informed consent te ondertekenen.

Het eerste deel van het onderzoek bestond uit een aantal antropometrische metingen.

Het gewicht van de proefpersonen werd genoteerd, net als hun lichaamslengte,

voetlengtes en enkele andere lengtematen, omtrekken en vetmetingen zoals weergegeven

in tabel 1. De vetmetingen werden uitgevoerd met een huidplooicaliper. Voor al deze

metingen bevonden de proefpersonen zich in de anatomische houding.

Methodiek

33

Tabel 1: antropometrische metingen: lengtematen rechterbeen, omtrekken rechterbeen en vetmetingen.

LENGTEMATEN RECHTERBEEN

Onderbeenlengte Afstand van de malleolus lateralis tot de kop van de tibia

Bovenbeenlengte Afstand van de laterale condyl tot de trochanter major van de

femur

Beenlengte Afstand van de trochanter major tot op de grond

OMTREKKEN RECHTERBEEN

Onderbeen Zone 20% Zone 30% Maximale

onderbeenomtrek

Bovenbeen Zone 30% Zone 50% Zone 70%

VETMETINGEN

Biceps Triceps Subscapulair Supra-iliacaal Kuit

Een volgend deel van het onderzoek bestond uit

het bepalen van de spierdikte, pennatiehoek en

fascicle lengte op een aantal anatomische

plaatsen ter hoogte van de kuit en de quadriceps

met behulp van ultrasonografie. Voorafgaand

aan de echo werden in totaal 13 meetplaatsen

aangeduid op het rechterbeen terwijl de

proefpersoon zich in anatomische houding

bevond zoals weergegeven op figuur 18. Om de

exacte meetplaatsen op het onderbeen en

bovenbeen te bepalen, moest de proefpersoon

respectievelijk zijn kuit en quadriceps opspannen. Op deze manier werden de spierbuiken

van M. gastrocnemius medialis en lateralis, M. rectus femoris en M. vastus medialis en

lateralis zichtbaar en konden de meetplaatsen aangeduid worden. Er moest telkens gel

aangebracht worden op de transducent van het ultrasoundtoestel. Daarna werd de

transducent op de meetplaatsen geplaatst en lichtjes bewogen (zonder te duwen) tot er een

goed beeld verscheen op de computer. Dit beeld werd voor alle meetplaatsen opgeslagen

om dan in een latere fase spierdikte, pennatiehoek en fascicle lengte te bepalen.

Figuur 18: 13 meetplaatsen voor

ultrasonografie (gebaseerd op Kubo et al.,

2011).

Methodiek

34

Tenslotte moesten de

proefpersonen twee maal 20

minuten in de NMR-scanner

liggen (figuur 19). Vooraleer

ze de scanruimte mochten

betreden, moesten de atleten

zich ontdoen van voorwerpen

die metaal bevatten zoals een

horloge, broeksriem, gsm …

Vervolgens moest men in

ruglig op de scantafel gaan

liggen met hun hoofd weg van

de scanner. Eén of beide benen werden geïmmobiliseerd in een spoel. Het hoofd werd

ondersteund door een kussen en de proefpersonen kregen een koptelefoon en oordopjes

tegen de geluidshinder. De atleten moesten zo stil mogelijk liggen. Tijdens een eerste

scan werd de imagingtechniek (MRI) toegepast om spiervolumes in kaart te brengen van

M. soleus, M. gastrocnemius medialis en lateralis, M. rectus femoris en M. vastus

medialis en lateralis van beide benen. Ook botlengtes, spiervolumes en

spiermassamiddelpunten konden met deze techniek bepaald worden. Tijdens deze scan

werd een perifere beenspoel gebruikt die het volledige onderlichaam omvat. Tussen beide

scans moesten de proefpersonen even uit de scanner zodat de spoelen konden verwisseld

worden. Vervolgens werd met behulp van proton magnetic resonance spectroscopy (H-

MRS) het spiervezeltype bepaald aan de hand van de gemeten carnosineconcentratie in de

M. soleus en de M. gastrocnemius. Hierbij werd een kuitspoel gebruikt die enkel het

rechter onderbeen omvat.

2. Meetinstrumenten

2.1 Huidplooicaliper

De vetmetingen gebeurden met behulp van een

huidplooicaliper (Harpenden Skinfold Caliper) zoals

weergegeven op figuur 20. Er werd gemeten ter hoogte

van de biceps, de triceps, de kuit, supra-iliacaal en

Figuur 19: proefpersoon in NMR scanner met perifere beenspoel.

Figuur 20: huidplooicaliper

Methodiek

35

subscapulair. Hieruit werd vervolgens het totale vetpercentage berekend met behulp van

de tabel van Durnin en Womersley.

2.2 Ultrasonografie

In dit onderzoek werd een draagbaar

echosysteem gebruikt, namelijk de

Telemed Echo Blaster 128Z (figuur 21).

De werking van dit toestel berust op

ultrasoon geluid, kortweg ultrageluid.

Dit geluid heeft een zeer hoge frequentie

waardoor het voor de mens niet

waarneembaar is. Via een transducent

wordt het geluid in het lichaam

gebracht. Tussen de transducent en de

huid moet een gel worden aangebracht

omdat de geluidsgolven niet door een luchtspleet kunnen. De transducent zendt aan een

heel hoge snelheid geluidsgolven in het lichaam. Afhankelijk van de tijd die het signaal

nodig heeft om de transducent opnieuw te

bereiken en de sterkte waarmee ze deze

bereikt zal een beeld worden gevormd. De

door het lichaam gereflecteerde

geluidsgolven worden opgevangen en

omgezet in elektrische wisselspanning. Deze

elektrische echosignalen kunnen door een

computersysteem (scan converter) worden

omgezet in videobeelden (figuur 22). Het

voordeel van de echografie is dat er een goed beeld kan geschetst worden van organen die

uit zacht weefsel bestaan, zoals spieren. Deze bevatten immers geen lucht. Een nadeel is

dat ultrageluiden met een frequentie hoger dan 1 MHz bijna volledig door lucht worden

weerkaatst. Hierdoor is alles dat zich achter een luchtlaag bevindt onzichtbaar. Een ander

nadeel is dat ultrageluiden ook niet door bot kunnen dringen door de sterke reflectie tegen

de bovenzijde.

Figuur 22: afbeelding ultrasonografie.

Figuur 21: draagbaar echosysteem: Telemed Echo Blaster

128Z.

Methodiek

36

2.3 NMR

Aan de hand van de 3 Tesla whole body NMR scanner (Siemens Trio Erlangen) werden

in deze studie twee zaken bepaald. Enerzijds werd het onderlichaam aan de hand van

MRI (proton magnetic resonance imaging) in beeld gebracht om op deze manier zaken

als spiervolumes en botlengtes te berekenen. MRI gebruikt magnetische resonantie om

een beeld te vormen van het lichaam.

Waterstofatomen hebben slechts één proton in de kern. Deze protonen hebben zeer

specifieke magnetische eigenschappen. Zo kan een proton met een externe magneet mee-

of tegenwerken. Wanneer een magnetisch veld wordt ingeschakeld zal het proton zich

richten naar het magnetisch veld. Deze fase wordt ook wel de “spin-up” genoemd (figuur

23).

Onder invloed van fotonen die door de radiofrequentiespoel (RF-spoel) worden

uitgezonden kan de energietoestand veranderen. Op deze manier kan het proton naar een

“spin-down” toestand gebracht worden waarbij het proton tegen het magnetisch veld

wordt gericht (figuur 24).

.

Wanneer de stralingen van de RF-spoel worden uitgezet, zullen de protonen terugvallen

naar de begintoestand. Bij deze terugval komt de opgenomen energie vrij en wordt er een

foton uitgezonden (figuur 25).

Figuur 23: spin-up fase

Figuur 24: spin-down fase

Methodiek

37

Door deze fotonen te meten, kan bepaald worden op welke plaats hoeveel

waterstofkernen zitten. Al deze metingen kunnen via de computer verwerkt worden tot

een driedimensionaal beeld dat het waterstofgehalte van de weefsels aangeeft. Doordat

ieder weefsel een eigen specifieke waterstofdichtheid bezit, kunnen anatomische details

worden waargenomen.

Als tweede werd met behulp van H-MRS (proton

magnetic resonance spectroscopy) de

carnosineconcentratie bepaald. Hiervoor werd in

twee spieren (de M. soleus en de M. gastrocnemius)

een voxel geplaatst zoals weergegeven op figuur 26,

op een plaats met zo weinig mogelijk vetweefsel. De

voxelgrootte bij de duurlopers varieerde tussen 11,2

en 14,4 g in de M. soleus en tussen 12 en 14,4 g in de

M. gastrocnemius. Bij de sprinters was de

voxelgrootte in beide spieren telkens 14,4 g. De voxel werd gescand met en zonder

wateronderdrukking. Het ontvangen signaal

werd in een computer ingevoerd en de

beelden en waarden werden op het scherm

geprojecteerd. De wateronderdrukking is

noodzakelijk om een beeld te krijgen van

de C2-H en C4-H-imidazole pieken van

carnosine (figuur 27). Shimming van het

signaal was nodig om het magnetisch veld

homogeen te maken zodat de pieken zo

smal en duidelijk mogelijk waren. De ‘best

Figuur 25: terugval van het proton met

opgenomen energie die vrijkomt.

Figuur 26: plaatsing voxel

Figuur 27: C2-H en C4-H-imidazole pieken van

carnosine.

Methodiek

38

shimm’ varieerde voor de duurlopers tussen 23,2 Hz en 31,7 Hz en voor de sprinters

tussen 24 Hz en 27,6 Hz.

Er werd gebruik gemaakt van twee radiofrequentievolumespoelen. Deze spoelen

garanderen een homogeen RF veld binnen de spoel. In de spoel ligt het te onderzoeken

lichaamsdeel. In deze studie werd zoals reeds vermeld, gebruik gemaakt van de kuitspoel

en de perifere beenspoel.

3. Analyse

3.1 Data-analyse

3.1.1 Ultrasonografie

De opgeslagen beelden die verkregen werden bij de ultrasound metingen op de 13

meetplaatsen van het rechterbeen konden geanalyseerd worden met Echomaster 3.0.

Ten eerste kon de spierdikte

bepaald worden. Hiervoor

werden de bovenste en

onderste aponeurose

aangeduid met een lijn.

Daarna werden drie verticale

lijnen getrokken tussen beide

aponeurosen; één links op het

beeld (meer distaal), één in

het midden en één rechts

(meer proximaal). Spierdiktes

werden verkregen door het

meten van de lengte van deze

lijnen (figuur 28).

Vervolgens kon de pennatiehoek gemeten worden. Hiervoor werden opnieuw de

aponeurosen gebruikt. Daarnaast werd een lijn getrokken evenwijdig met de

spiervezelrichting (figuur 28). Via het commando ‘angle’ berekende het programma de

hoek tussen de bovenste aponeurose en de spiervezelrichting en tussen de onderste

aponeurose en de spiervezelrichting. Daarna werd het gemiddelde van deze twee hoeken

Figuur: 28: beeldverwerking ultrasonografie M. vastus lateralis, zone

30%. 1: bovenste aponeurose; 2: onderste aponeurose; 3, 4 en 5:

spierdiktes; 6: aanduiding spiervezelrichting.

Methodiek

39

berekend. De pennatiehoek werd enkel bepaald bij de M. gastrocnemius medialis en

lateralis en bij de M. vastus lateralis. De andere spieren zijn immers multipennaat.

Bijgevolg is de spiervezelrichting bij deze spieren moeilijk na te gaan.

Tenslotte kon de fascicle lengte eenvoudig bepaald worden aan de hand van volgende

formule: fascicle lengte =

.

3.1.2 NMR

3.1.2.1 MRI

De beelden van de MRI werden geanalyseerd met het programma 3D slicer. Via dit

programma kon de oppervlakte van de spieren om de vier beelden worden ingekleurd.

Wanneer vervolgens de volledige spier doorlopen was, werden de missende beelden

automatisch aangevuld door het programma. Op deze manier kon het totale spiervolume

worden berekend. Hieronder zijn enkele voorbeelden van beelden van dwarsdoorsneden

en spiervolumes te zien (figuur 29, 30 en 31). Botlengtes en spiermassamiddelpunt

konden eveneens bepaald worden.

Figuur 30: spiervolumes bovenbeen:

posterieur aanzicht.

Figuur 29: spiervolumes bovenbeen:

anterieur aanzicht.

Methodiek

40

3.1.2.2 H-MRS

Met behulp van de integraalmethode werd

de oppervlakte onder de C2-H piek

(linkerpiek op figuur 32) berekend voor

zowel de M. soleus als de M.

gastrocnemius (na baseline correctie en

met wateronderdrukking). De C2-H piek

werd verkozen boven de C4-H piek omdat

deze minder variatie vertoont. Vervolgens

werd ook de oppervlakte onder de

waterpiek berekend voor beide spieren

(piek zonder wateronderdrukking).

Om de absolute carnosine-inhoud (in millimolair; mM) van M. soleus en M.

gastrocnemius te bepalen, werd gebruik gemaakt van de formule opgesteld door Baguet et

al (2010):

[Cm]=[Cr].(Sm.Vr.Ct1r.Ct2r.Tm)/(Sr.Vm.Ct1m.Ct2m.Tr)

Er werd gebruik gemaakt van een extern fantoom (20 mM) als referentie: [Cr] is de

carnosine concentratie van dit fantoom, Sr is de geschatte signaalpiekzone, Vr is het

voxelvolume van het fantoom, CT1r en CT2r zijn correctiefactoren, T2 stelt de relaxatie

tijd voor in het fantoom en Tr de temperatuur.

Vervolgens werden bovenstaande zaken ook bepaald voor de spier. Sm is de geschatte

signaalpiekzone van de spier en Vm is het voxelvolume. Ook voor de spier zijn er

Figuur 32: C2- H piek (links).

Figuur 31: transversale dwarsdoorsnedes:

Geel: Bot

Blauw: M. Vastus medialis

Rood: M. Rectus femoris

Groen: M. Sartorius

Lichtblauw: M. Gracilis

Paars: M. Adductor Magnus

Lichtpaars: M. Vastus lateralis

Bruin: M. Intermedius

Methodiek

41

correctiefactoren: CT1m en CT2m. T1 is de relaxatie tijd in de spier en Tm stelt de

temperatuur van de spier voor.

Wanneer al bovenstaande zaken ingevuld werden in de formule, werd de absolute

carnosineconentratie [Cm] gevonden.

3.2 Statistische analyse

De statistische analyse gebeurde aan de hand van het programma SPSS Statistics 21.

Voor de verwerking van de resultaten van zowel de antropometrische metingen, de

ultrasonografiebeelden en de gegevens verkregen met de NMR-scanner (MRI en H-MRS)

werd gebruik gemaakt van twee statistische technieken.

Ten eerste werd de Independent-Samples T-test gebruikt om gemiddelden te vergelijken

tussen twee groepen, namelijk duurlopers en sprinters. In dit geval is er dus één

kwantitatieve variabele (vb. lichaamsmassa) waarvoor het gemiddelde berekend wordt in

de ene populatie (duurlopers) en ook in de andere populatie (sprinters). Nadien worden

beide gemiddelden met elkaar vergeleken. Indien de p-waarde significant is (p < 0,05),

wil dit zeggen dat er een significant verschil bestaat tussen beide groepen. Het

gemiddelde van de ene groep is dus duidelijk hoger dan dat van de andere groep.

Als tweede statistische techniek werd de Pearson correlatie uitgevoerd om het verband

te berekenen tussen twee kwantitatieve variabelen (vb. verband tussen fascicle lengte en

looptijd). Een correlatiecoëfficiënt bevindt zich steeds tussen -1 en +1. Een grotere

absolute waarde wijst op een groter verband tussen de twee variabelen. Het verband kan

positief zijn (vb. hoe groter de fascicle lengte, hoe langer de looptijd) of negatief (vb. hoe

groter de fascicle lengte, hoe korter de looptijd). Dit positief of negatief zijn wordt

aangeduid door het teken van de correlatiecoëfficiënt. Het verband tussen de twee

variabelen is significant indien de p-waarde kleiner is dan 0,05.

42

43

III. RESULTATEN

Resultaten

44

1. Inleiding

Bij het beschrijven van de resultaten worden de structuur en de schema’s van de rode

draad niet gevolgd. De resultaten worden weergegeven per meetinstrument om het

overzicht te bewaren.

In deze studie werden duurlopers (n = 7) vergeleken met sprinters (n = 6). De gemiddelde

leeftijd bij de duurlopers bedroeg 22,71 (± 3,77) jaar. De sprinters hadden een

gemiddelde leeftijd van 21,83 (± 4,71) jaar. Er was geen significant verschil in leeftijd

tussen beide groepen.

De International Association of Athletics Federations ontwierp een puntensysteem (IAAF

scoring tables of athletics) waarmee prestaties van atleten van verschillende disciplines

met elkaar kunnen vergeleken worden. Iedere prestatie van een bepaald atletiekevent

krijgt een bepaalde score toegekend; een hogere score duidt op een betere prestatie. De

onderzochte duurlopers scoorden met hun tijden voor de 3000 m tussen de 767 en 1027

punten. Gemiddeld hadden ze een puntenwaarde van 894,43 (± 93,65). Sprinters scoorden

voor hun prestatie op de 60 m tussen de 876 en 970 punten met een gemiddelde van

920,83 punten (± 30,44). Er waren geen uitbijters onder de puntenwaarden van de

individuele atleten. Tussen de gemiddelde scores van duurlopers en sprinters was geen

significant verschil terug te vinden.

2. Antropometrische metingen

Uit tabel 2 blijkt dat de gemiddelde massa niet verschilde tussen beide groepen. BMI en

RPI verschilden echter wel. De duurlopers hadden een BMI van 20,43 (± 1,75) die

significant lager (p = 0,013) was dan die van de sprinters (23,06 ± 1,39). De RPI van de

duurlopers lag significant hoger (p = 0,003) dan de RPI van de sprinters (respectievelijk

44,71 ± 0,86 en 42,55 ± 1,19). Wanneer de vetpercentages werden vergeleken tussen

beide groepen werden geen significante verschillen vastgesteld. Dit was het geval voor

zowel het totale vetpercentage als voor de metingen op de verschillende plaatsen.

Resultaten

45

Tabel 2: massa, BMI, RPI en vetpercentage bij duurlopers en sprinters.

Duurlopers Sprinters

Massa (kg) 67,53 ± 10,15 71,75 ± 3,55

BMI 20,43 ± 1,75* 23,06 ± 1,39*

RPI 44,71 ± 0,86* 42,55 ± 1,19*

Totale vetpercentage (%) 8,24 ± 1,68 9,32 ± 1,20

* = p<0,05; duurlopers vs. sprinters

Bij de analyse van de lengtematen (tabel 3) werd geen verschil in lichaamslengte

vastgesteld tussen beide groepen. De totale beenlengte en onderbeenlengte verschilden

eveneens niet. Bij de bovenbeenlengte werd een trend tot significantie (p = 0,097)

vastgesteld waarbij de duurlopers een grotere bovenbeenlengte hadden dan de sprinters

(respectievelijk 44,80 cm ± 2,21 en 42,60 cm ± 2,15) (grafiek 1). Wanneer de been-,

onderbeen- en bovenbeenlengte relatief werden bekeken ten opzichte van de

lichaamslengte werden geen significante verschillen tussen beide groepen gevonden. De

lengte van de linker- en rechtervoet verschilde niet tussen beide groepen.

Zowel bij duurlopers als bij sprinters werden geen significante correlaties teruggevonden

tussen één van de lengtematen en de beste prestatie.

Tabel 3: lichaamslengte en andere lengtematen ter hoogte van onderste lidmaat bij duurlopers en sprinters.

Lengte Duurlopers Sprinters

Lichaamslengte (cm) 181,34 ± 6,24 176,52 ± 5,14

Beenlengte (cm) 90,91 ± 4,56 88,08 ±4,31

Onderbeenlengte (cm) 40,10 ± 1,64 39,28 ± 2,05

Bovenbeenlengte (cm) 44,80 ± 2,21~ 42,60 ± 2,15~

Beenlengte/lichaamslengte 0,50 ± 0,01 0,50 ± 0,02

Onderbeenlengte/lichaamslengte 0,22 ± 0,003 0,22 ± 0,01

Bovenbeenlengte/lichaamslengte 0,25 ± 0,01 0,24 ± 0,01

Lengte rechtervoet (cm) 26,63 ± 1,27 26,40 ± 0,60

Lengte linkervoet (cm) 26,57 ± 1,11 26,20 ± 0,75

~ = p<0,10: duurlopers vs. sprinters

Resultaten

46

Grafiek 1: onder- en bovenbeenlengte bij duurlopers en sprinters.

In tabel 4 is te zien dat de omtrek van het onderbeen niet significant verschilde tussen

duurlopers en sprinters. De omtrek van het bovenbeen was significant kleiner bij

duurlopers op 30% (p = 0,035) en 50% (p = 0,023) proximaal ten opzichte van de

trochanter major van de femur. Op 30% hadden de duurlopers een omtrek van 52,42 cm

(± 3,03), terwijl bij de sprinters een omtrek van 56,2 cm (± 2,61) werd opgemeten. Op

50% werd bij de duurlopers een omtrek van 49,43 cm (± 2,94) gemeten. Bij de sprinters

bedroeg de omtrek 53,18 cm (± 2,03). Op 70% werd er een trend tot significantie

gevonden (p = 0,095), waarbij de duurlopers een lagere omtrek hadden dan de sprinters

(respectievelijk 42,34 cm ± 3,05 en 45,05 cm ± 2,09) (grafiek 2).

Tabel 4: omtrekken van het onderbeen en bovenbeen ter hoogte van verschillende zones bij duurlopers en

sprinters.

Plaats Omtrek duurlopers (cm) Omtrek sprinters (cm)

Onderbeen 20% 35,83 ± 2,41 36,07 ± 1,46

Onderbeen 30% 35,70 ± 2,71 36,80 ± 1,04

Onderbeen maximaal 36,41 ± 2,52 37,18 ± 1,20

Bovenbeen 30% 52,43 ± 3,03* 56,23 ± 2,61*

Bovenbeen 50% 49,43 ± 2,94* 53,18 ± 2,03*

Bovenbeen 70% 42,34 ± 3,05~ 45,05 ± 2,09~

~ = p<0,10; * = p<0,05: duurlopers vs. sprinters

40,1 44,8

39,28 42,6

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Len

gte

(cm

)

Onder- en bovenbeenlengte

Duurlopers

Sprinters

Onderbeen Bovenbeen

~

Resultaten

47

Grafiek 2: omtrek bovenbeen 30%, 50% en 70% (proximaal ten opzichte van de trochanter major van de

femur) bij duurlopers en sprinters.

Wanneer gekeken werd naar het verband tussen de omtrek van het bovenbeen 70% en de

tijd op de 60 m bij sprinters werd een trend tot significante negatieve correlatie gevonden

(p = 0,061; r = -0,791). Hoe groter de omtrek, hoe korter de sprinttijd en dus hoe beter de

prestatie (grafiek 3).

Grafiek 3: significante correlatie tussen de prestatie op de 60m sprint en omtrek bovenbeen 70% bij sprinters.

52,42 49,43 42,34

56,23 53,18 45,05

0

10

20

30

40

50

60

70

30% 50% 70%

Om

trek

(cm

)

Omtrek bovenbeen 30%, 50% en

70%

Duurlopers

Sprinters

* * ~

41,0

42,0

43,0

44,0

45,0

46,0

47,0

48,0

6,95 7,00 7,05 7,10 7,15 7,20

Om

trek

(cm

)

Sprinttijd (sec)

Correlatie prestatie 60m en omtrek

bovenbeen 70% p = 0,061

r = -0,791

Resultaten

48

3. Ultrasonografie

Wat betreft de spierdikte van de M. gastrocnemius medialis en lateralis werden geen

significante verschillen teruggevonden tussen duurlopers en sprinters (tabel 5). Bij de

knie-extensoren waren er wel significante verschillen. De spierdikte van de M. rectus

femoris van de duurlopers bedroeg 24,89 mm (± 2,06) en was significant kleiner (p =

0,005) dan deze van de sprinters. De M. rectus femoris van de sprinters had namelijk een

dikte van 30,28 mm (± 3,38). De spierdikte van M. vastus lateralis was eveneens

significant kleiner (p = 0,010) bij duurlopers (22,26 mm ± 2,77) dan bij sprinters (26,52

mm ± 2,10). De spierdikte van M. vastus medialis was niet significant verschillend tussen

beide groepen.

Tabel 5: spierdikte van M. gastrocnemius medialis en lateralis, M. rectus femoris en M. vastus medialis en

lateralis bij duurlopers en sprinters.

Spier Spierdikte duurlopers (mm) Spierdikte sprinters (mm)

Plantair flexoren

M. gastrocnemius medialis 19,21 ± 3,70 19,70 ± 1,86

M. gastrocnemius lateralis 15,86 ± 4,49 17,20 ± 2,94

Knie-extensoren

M. rectus femoris 24,89 ± 2,06* 30,28 ± 3,38*

M. vastus medialis 26,49 ± 9,03 28,60 ± 4,66

M. vastus lateralis 22,26 ± 2,77* 26,52 ± 2,10*

* = p<0,05; duurlopers vs. sprinters

Tabel 6 geeft weer dat er geen significante verschillen terug te vinden waren tussen

duurlopers en sprinters wat betreft de pennatiehoek van M. gastrocnemius medialis en

lateralis en M. vastus lateralis.

Resultaten

49

Tabel 6: pennatiehoek van M. gastrocnemius medialis en lateralis en M. vastus lateralis bij duurlopers en

sprinters.

Spier Pennatiehoek duurlopers

(°)

Pennatiehoek sprinters

(°)

Plantair flexoren

M. gastrocnemius medialis 16,30 ± 3,33 14,58 ± 1,49

M. gastrocnemius lateralis 14,39 ± 2,12 13,37 ± 1,01

Knie-extensoren

M. vastus lateralis 14,30 ± 2,42 14,00 ± 1,96

Bij de berekening van de fascicle lengte was er enkel een significant verschil tussen beide

groepen atleten ter hoogte van de M. vastus lateralis (tabel 7). De fascicle lengte van

duurlopers (97,05 mm ± 10,65) was significant kleiner (p = 0,009) dan deze van sprinters

(123,13 mm ± 18,85) (grafiek 4).

Tabel 7: fascicle lengte van de M. gastrocnemius medialis en lateralis en de M. vastus lateralis bij duurlopers en

sprinters.

Spier Fascicle lengte

duurlopers (mm)

Fascicle lengte sprinters

(mm)

Plantair flexoren

M. gastrocnemius medialis 70,95 ± 19,17 79,12 ± 7,75

M. gastrocnemius lateralis 70,14 ± 17,89 78,27 ± 12,64

Knie-extensor

M. vastus lateralis 97,05 ± 10,65* 123,13 ± 18,85*

* = p<0,05; duurlopers vs. sprinters

Resultaten

50

Grafiek 4: fascicle lengte van M. vastus lateralis bij duurlopers en sprinters.

Er werden geen significante correlaties teruggevonden tussen enerzijds spierdiktes,

pennatiehoeken of fascicle lengtes en anderzijds de beste prestatie, voor zowel duurlopers

als sprinters.

4. NMR

4.1 MRI

In tabel 8 werd de lengte van de beenspieren vergeleken tussen duurlopers en sprinters.

Enkel voor de M. vastus lateralis werd een trend tot significant verschil vastgesteld (p =

0,091). De M. vastus lateralis bedroeg gemiddeld 34,53 cm (± 2,08) bij de duurlopers,

terwijl diezelfde spier bij de sprinters gemiddeld 33,02 cm (± 2,80) lang was (grafiek 5).

De andere spierlengten verschilden niet significant tussen duurlopers en sprinters.

Bijkomend werd de lengte van de bovenbeen- en onderbeenspieren relatief bekeken

ten opzichte van de respectievelijke bovenbeen- en onderbeenlengte. Hierbij werden

geen significante verschillen vastgesteld tussen duurlopers en sprinters.

Geen correlaties werden gevonden tussen spierlengte en de beste prestatie voor zowel

duurlopers als sprinters.

97,05

123,13

0

20

40

60

80

100

120

140

160

M. Vastus lateralis

Fa

scic

le l

eng

te (

mm

)

Fascicle lengte M. vastus lateralis

Duurlopers

Sprinters

*

Resultaten

51

Tabel 8: spierlengtes van M. soleus, M. gastrocnemius medialis en lateralis, M. rectus femoris en M. vastus

medialis en lateralis bij duurlopers en sprinters.

Spier Spierlengte duurlopers

(cm)

Spierlengte sprinters

(cm)

Plantair flexoren

M. soleus 33,40 ± 4,57 33,15 ± 2,42

M. gastrocnemius medialis 26,77 ± 2,31 27,22 ± 1,68

M. gastrocnemius lateralis 24,13 ± 2,94 24,63 ± 2,01

Knie-extensoren

M. rectus femoris 34,83 ± 2,28 33,12 ± 2,03

M. vastus medialis 34,53 ± 2,09 33,02 ± 2,80

M. vastus lateralis 39,37 ± 2,08~ 37,27 ± 2,00~

~ = p<0,10: duurlopers vs. sprinters

Grafiek 5: lengte M. vastus lateralis bij duurlopers en sprinters.

Spiervolumes van plantair flexoren en knie-extensoren werden vergeleken tussen

duurlopers en sprinters (tabel 9). Er werden geen significante verschillen teruggevonden

tussen de plantair flexoren van beide groepen. Bij vergelijking van spiervolumes van de

knie-extensoren werd een significant verschil gevonden tussen duurlopers en sprinters

voor het spiervolume van de M. rectus femoris. Er werd een significant (p = 0,013)

kleinere waarde gevonden bij duurlopers (306,06 cm³ ± 51,34) dan bij sprinters (373,42

cm³ ± 20,33). Dit resultaat wordt weergegeven in grafiek 6. Er werden geen significante

verschillen teruggevonden tussen duurlopers en sprinters wat betreft het totaal

39,37 37,27

25

27

29

31

33

35

37

39

41

43

M. vastus lateralis

Len

gte

M. v

ast

us

late

ra

lis

(cm

)

Lengte M. vastus lateralis

Duurlopers

Sprinters

~

Resultaten

52

spiervolume van M. gastrocnemius medialis en lateralis, M. soleus, M. rectus femoris en

M. vastus medialis en lateralis.

Tabel 9: spiervolumes van M. soleus, M. gastrocnemius medialis en lateralis, M. rectus femoris en M. vastus

medialis en lateralis bij duurlopers en sprinters.

Spier Spiervolume duurlopers

(cm³)

Spiervolume sprinters

(cm³)

Plantair flexoren

M. soleus 452,61 ± 102,96 483,37 ± 78,09

M. gastrocnemius medialis 262,43 ± 59,39 249,88 ± 9,35

M. gastrocnemius lateralis 176,19 ± 31,13 196,01 ± 30,06

M. gastrocnemius 438,63 ± 84,63 445,89 ± 24,62

SOL + GM + GL 891,23 ± 178,39 929,25 ± 86,93

Knie-extensoren

M. rectus femoris 306,06 ± 51,34* 373,42 ± 20,33*

M. vastus medialis 485,59 ± 98,02 490,48 ± 53,04

M. vastus lateralis 1292,40 ± 229,81 1417,22 ± 152,81

RF + VM + VL 2084,07 ± 366,49 2281,12 ± 199,56

Totaal been

SOL + GM + GL + RF + VM +

VL

2975,30 ± 513,78 3210,37 ± 268,05

* = p<0,05: duurlopers vs. sprinters

Resultaten

53

Grafiek 6: spiervolume van M. rectus femoris bij duurlopers en sprinters.

De tijd op de 60 m bij sprinters correleerde significant met het spiervolume van de M.

rectus femoris (p = 0,047; r = - 0,817). De correlatie was negatief, dus hoe groter het

spiervolume, hoe korter de tijd (grafiek 7).

Grafiek 7: significante correlatie tussen de prestatie op de 60m en spiervolume van M. rectus femoris bij

sprinters.

Naast de absolute spiervolumes zijn in tabel 10 de relatieve spiervolumes terug te

vinden. Het spiervolume werd telkens gedeeld door het volume van de spiergroep. Deze

waarden werden nog eens vermenigvuldigd met 100 om een percentage te bekomen. Bij

de plantair flexoren werden voor deze verhoudingen geen significante verschillen

306,06

373,42

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

M. rectus femoris

Sp

ierv

olu

me

(cm

³)

Spiervolume M. rectus femoris

Duurlopers

Sprinters

*

340

360

380

400

420

6,95 7,00 7,05 7,10 7,15 7,20

Sp

ierv

olu

me

(cm

³)

Sprinttijd (sec)

Correlatie prestatie 60m en

spiervolume M. rectus femoris

Resultaten

54

teruggevonden tussen duurlopers en sprinters. Zoals weergegeven in grafiek 8 werd een

significant verschil vastgesteld tussen duurlopers en sprinters wat betreft de verhouding

tussen het spiervolume van de M. rectus femoris en het totaal volume van M. rectus

femoris, M. vastus medialis en lateralis. Deze verhouding was significant (p = 0,023)

kleiner bij duurlopers (14,74% ± 0,98) dan bij sprinters (16,45% ± 1,35). In dezelfde

grafiek is nog een trend tot significantie (p = 0,066) weergegeven. De verhouding van het

spiervolume van M. vastus medialis op totaal volume van M. rectus femoris, M. vastus

medialis en lateralis is groter bij duurlopers (23,21% ± 1,62) dan bij sprinters (21,48% ±

1,41). Bij het relatief spiervolume van de spiergroepen ten opzichte van het totaal

spiervolume van het been werden geen significante verschillen teruggevonden tussen

duurlopers en sprinters.

Tabel 10: relatieve spiervolumes (%) van M. soleus, M. gastrocnemius, M. rectus femoris en M. vastus medialis

en lateralis bij duurlopers en sprinters.

Spier Relatief spiervolume

duurlopers (%)

Relatief spiervolume

sprinters (%)

Plantair flexoren

(Spiervolume/volume spiergroep)*100

M. gastrocnemius 49,39 ± 3,49 48,22 ± 3,75

M. soleus 50,61 ± 3,49 51,78 ± 3,75

Knie-extensoren

(Spiervolume/volume spiergroep)*100

M. rectus femoris 14,74 ± 0,98* 16,45 ± 1,35*

M. vastus medialis 23,21 ± 1,62~ 21,48 ± 1,41~

M. vastus lateralis 62,03 ± 1,73 62,03 ± 1,83

(Spiergroep/totaal spiervolume)*100

(GM + GL + SOL )/totaal 29,91 ± 2,56 28,95 ± 1,38

(RF + VM + VL)/totaal 70,09 ± 2,56 71,05 ± 1,38

~ = p<0,10; * = p<0,05: duurlopers vs. sprinters

Resultaten

55

Grafiek 8: spiervolume M. rectus femoris/totaal en spiervolume M. vastus medialis/totaal bij duurlopers en

sprinters.

Een negatieve significante correlatie (p = 0,004; r = - 0,913) werd vastgesteld bij

duurlopers tussen de tijd op de 3000 m en de verhouding van het spiervolume van M.

vastus lateralis tot het totaal spiervolume van M. rectus femoris en M. vastus medialis en

lateralis (grafiek 9). Hoe groter de verhouding, hoe korter de tijd en dus hoe beter de

prestatie.

Grafiek 9: significante correlatie tussen de prestatie op de 3000m en (M. vastus lateralis/totaal RF + VM +

VL)*100 bij duurlopers.

14,74

23,21

16,45 21,48

0

5

10

15

20

25

30

RF/totaal VM/totaal

(Sp

ierv

olu

me/

tota

al

vo

lum

e

bo

ven

bee

n)*

10

0 (

%)

Spiervolume M. rectus femoris/totaal en spiervolume M.

vastus medialis/totaal

Duurlopers

Sprinters

*

˜

58

60

62

64

66

480 500 520 540

(Sp

ierv

olu

me/

tota

al

vo

lum

e R

F +

VM

+

VL

)*1

00

(%

)

Looptijd (sec)

Correlatie prestatie 3000m en (M.

vastus lateralis/totaal RF + VM +

VL)*100

Resultaten

56

Verder werden spiervolumes bekeken ten opzichte van de botlengtes (tabel 11).

Wanneer deze relatieve waarden tussen duurlopers en sprinters werden vergeleken,

werden voor twee spieren significante verschillen gevonden tussen beide groepen (grafiek

10). Spiervolume ten opzichte van botlengte van M. rectus femoris was significant (p =

0,001) groter bij de sprinters in vergelijking met de duurlopers (respectievelijk 8,79 ±

0,70 en 6,81 ± 0,93). Bij de M. vastus lateralis was er een trend tot significantie (p =

0,079). Spiervolume ten opzichte van botlengte bij duurlopers was lager (28,75 ± 4,10)

dan bij sprinters (33,41 ± 4,60). Voor de andere spieren werden geen significante

verschillen tussen de groepen teruggevonden. Wanneer het totaal spiervolume van M.

rectus femoris, M. vastus medialis en M. vastus lateralis relatief bekeken werd ten

opzichte van de botlengte werd eveneens een trend tot significant verschil (p = 0,062)

gevonden tussen duurlopers en sprinters. Duurlopers hadden een waarde van 46,37 ±

6,59. Sprinters hadden een hogere waarde, namelijk 53,72 ± 6,11. Voor beide groepen

atleten werden geen correlaties teruggevonden tussen spiervolumes ten opzichte van

botlengte enerzijds en beste prestatie anderzijds.

Tabel 11: de verhouding tussen spiervolumes en botlengtes van M. soleus, M. gastrocnemius medialis en

lateralis, M. rectus femoris en M. vastus medialis en lateralis bij duurlopers en sprinters.

Spier Duurlopers Sprinters

Plantair flexoren

(spiervolume/botlengte)

M. soleus 11,25 ± 2,36 12,34 ± 2,12

M. gastrocnemius medialis 6,53 ± 1,38 6,38 ± 0,48

M. gastrocnemius lateralis 4,38 ± 0,68 5,00 ± 0,78

SOL + GM + GL 22,16 ± 4,02 23,71 ± 2,57

Knie-extensoren

(spiervolume/botlengte)

M. rectus femoris 6,81 ± 0,93* 8,79 ± 0,70*

M. vastus medialis 10,80 ± 1,88 11,52 ± 1,27

M. vastus lateralis 28,75 ± 4,10~ 33,41 ± 4,60~

RF + VM + VL 46,37 ± 6,59~ 53,72 ± 6,11~

Totaal been

Totaal spiervolume/beenlengte 32,59 ± 4,36 36,6 ± 4,00

~ = p<0,10; * = p<0,05: duurlopers vs. sprinters

Resultaten

57

Grafiek 10: spiervolume t.o.v. botlengte bij M. rectus femoris, M. vastus lateralis en (RF + VM + VL)/botlengte

bij duurlopers en sprinters.

Bij vergelijking van de fysiologische dwarsdoorsnede van M. gastrocnemius medialis en

lateralis en M. vastus lateralis tussen duurlopers en sprinters werden geen significante

verschillen opgemerkt (tabel 12). De fysiologische dwarsdoorsnede werd berekend door

het spiervolume van een bepaalde spier (cm³) te delen door de fascicle lengte van

dezelfde spier (cm). Geen enkele fysiologische dwarsdoorsnede correleerde met de beste

prestatie.

Tabel 12: fysiologische dwarsdoorsnede van M. gastrocnemius medialis en lateralis en M. vastus lateralis bij

duurlopers en sprinters.

Spier Fysiologische

dwarsdoorsnede

duurlopers (cm²)

Fysiologische

dwarsdoorsnede

sprinters (cm²)

Plantair flexoren

M. gastrocnemius medialis 37,83 ± 8,16 31,86 ± 3,63

M. gastrocnemius lateralis 26,00 ± 5,44 25,56 ± 5,17

Knie extensor

M. vastus lateralis 132,79 ± 15,13 117,50 ± 21,39

6,81

28,75

46,37

8,79

33,41

53,72

0

10

20

30

40

50

60

70

M. rectus femoris M. vastus lateralis RF + VM + VL

Sp

ierv

olu

me

(cm

³)/b

otl

eng

tre (

cm)

Spiervolume/botlengte voor M.

rectus femoris, M. vastus lateralis en

RF + VM + VL

Duurlopers

Sprinters

*

˜

˜

Resultaten

58

0

10

20

30

40

50

60

70

Sol GM GL TotOB RF VM VL TotBB

%

t.o

.v. p

roxim

aa

l

% MMP

Duurlopers

Sprinters

In tabel 13 zijn de massamiddelpunten procentueel ten opzichte van proximaal voor

duurlopers en sprinters terug te vinden. De massamiddelpunten werden voor iedere spier

berekend en vervolgens werd het massamiddelpunt van het totale onder- en bovenbeen

berekend. De resultaten zijn ook grafisch weergegeven in grafiek 11. Er werden geen

significante verschillen teruggevonden tussen de ligging van het massamiddelpunt van

duurlopers en sprinters.

Tabel 13: massamiddelpunten (%) voor duurlopers en sprinters.

Spier MMP duurlopers (%) MMP sprinters (%)

Plantair flexoren

M. soleus 40,7 ± 2,69 41,4 ± 1,0

M. gastrocnemius medialis 20,3 ± 2,01 20,4 ± 1,5

M. gastrocnemius lateralis 16,6 ± 1,98 16,4 ± 2,0

Totaal onderbeen 29,9 ± 1,61 30,5 ± 0,8

Knie-extensoren

M. rectus femoris 28,1 ± 1,57 29,1 ± 1,3

M. vastus medialis 63,3 ± 1,59 63,3 ± 1,7

M. vastus lateralis 42,7 ± 1,26 43,3 ± 0,9

Totaal bovenbeen 45,3 ± 1,19 45,3 ± 0,9

Grafiek 11: massamiddelpunten (%) t.o.v. proximaal voor duurlopers en sprinters.

Resultaten

59

Correlaties werden nagegaan tussen de locatie van het massamiddelpunt en de beste tijd.

Bij de duurlopers werden geen significante correlaties teruggevonden, bij de sprinters

wel. Er werd een trend tot correlatie teruggevonden tussen het massamiddelpunt van M.

vastus lateralis met de tijd op de 60 m (p = 0,068; r = 0,778). Hoe meer proximaal het

massamiddelpunt van M. vastus lateralis ligt, hoe korter de sprinttijd. Het

massamiddelpunt van de M. soleus correleerde negatief (p = 0,026; r = -0,866) met de tijd

op de 60 m. Het massamiddelpunt van het onderbeen correleerde eveneens negatief (p =

0,018; r = -0,889) met de tijd op de 60 m (grafiek 12). Hoe meer proximaal het

massamiddelpunt, hoe langer de sprinttijd en dus hoe slechter de prestatie.

Grafiek 12: significante correlatie tussen de prestatie op de 60 m en massamiddelpunt van het onderbeen bij

sprinters.

Wanneer de massamiddelpunten werden gecorreleerd met de pennatiehoeken werden

voor beide groepen geen significante correlaties gevonden.

4.2 H-MRS

Uit het onderzoek bleek dat duurlopers een trend tot lagere carnosineconcentratie (3,49

mmol ± 0,96) hadden in de M. soleus dan sprinters (4,51 mmol ± 1,07) (p = 0,099) (tabel

14). Wanneer de carnosineconcentraties van beide groepen vergeleken werden in de M.

gastrocnemius werd een significant verschil gevonden (p = 0,019). De duurlopers hadden

gemiddeld 5,80 mmol (± 1,02) carnosine in de M. gastrocnemius en de sprinters 9,24

mmol (± 3,16) (grafiek 13).

29,00

29,50

30,00

30,50

31,00

31,50

32,00

6,95 7,00 7,05 7,10 7,15 7,20Ma

ssa

mid

del

pu

nt

t.o

.v. p

roxim

aa

l (%

)

Sprinttijd (sec)

Correlatie prestatie 60m en

massamiddelpunt onderbeen

Resultaten

60

Tabel 14: carnosineconcentratie (mmol) in M. soleus en M. gastrocnemius bij duurlopers en sprinters.

Carnosineconcentratie

duurlopers (mmol)

Carnosineconcentratie

sprinters (mmol)

M. soleus 3,49 ± 0,96~ 4,51 ± 1,07~

M. gastrocnemius 5,80 ± 1,02* 9,24 ± 3,16*

~ = p<0,10; * = p<0,05: duurlopers vs. sprinters

Grafiek 13: carnosineconcentratie in M. soleus en M. gastrocnemius bij duurlopers en sprinters

Er werden noch voor duurlopers, noch voor sprinters significante correlaties gevonden

tussen de carnosineconcentraties en de beste prestaties.

3,49 5,8

4,51

9,24

0

2

4

6

8

10

12

14

M. soleus M. gastrocnemius

Ca

rno

sin

eco

nce

ntr

ati

e (m

mo

l)

Carnosineconcentratie in M. soleus

en M. gastrocnemius

Duurlopers

Sprinters˜

*

61

IV. DISCUSSIE

Discussie

62

1. Proefpersonen en studiedesign

In deze vergelijkende observationele cross-sectionele studie werden 13 proefpersonen

onderzocht: zeven duurlopers en zes sprinters. Aangezien er op basis van het

puntensysteem, opgesteld door de International Association of Athletics Federations,

geen uitbijters gevonden werden onder de atleten kan besloten worden dat geen enkele

atleet extreem beter of slechter was dan de anderen. Bovendien was er geen significant

verschil terug te vinden tussen de gemiddelde scores van de onderzochte duurlopers en

sprinters. Beide groepen atleten kunnen dus terecht met elkaar vergeleken worden.

Het aantal proefpersonen in deze studie was relatief laag waardoor significantie soms

moeilijk aan te tonen was. De reden van dit lage aantal is drieledig. Ten eerste zijn de

atleten allemaal van subtop- en topniveau. Wegens hun drukbezette leven zijn deze

atleten moeilijk te overtuigen om deel te nemen aan wetenschappelijke studies.

Bovendien was de NMR- scanner drukbezet. Vaak kon deze enkel ’s avonds en in het

weekend gebruikt worden. Als laatste vergt deze onderzoekstechniek een zeer intensieve

en tijdrovende dataverwerking. De proefpersonen moesten allen getest worden tussen

begin januari en eind maart waardoor meer dan 13 proefpersonen praktisch niet haalbaar

was. Daarentegen kunnen met deze studie heel wat interessante zaken aangetoond

worden.

In een later stadium kan de studie nog uitgebreid worden met meer proefpersonen.

Onder de atleten kan in de toekomst een onderscheid gemaakt worden tussen subtoppers

en toppers. Het zou bovendien interessant zijn om een controlegroep toe te voegen. Deze

controlepersonen kunnen sedentaire personen zijn. Er kan echter ook gebruik gemaakt

worden van tienkampers als controles. Volgens Van Damme et al. (2002) kunnen

tienkampers beschouwd worden als generalisten. Ze scoren in de tien onderdelen van de

tienkamp goed, maar ze blinken niet uit in één bepaald atletieknummer. Toch kan de

bedenking gemaakt worden dat tienkampers morfologisch dichter bij sprinters aanleunen

dan bij duurlopers. Een andere mogelijkheid is het gebruik van halve fond lopers (800 tot

1500 m) als controles. Hun loopafstand bevindt zich namelijk tussen de voorkeurafstand

van de onderzochte duurlopers (3000 m) en sprinters (60 – 100 m).

Discussie

63

2. Prestatiebepalende factoren bij duurlopers en sprinters

Voor de verschillende onderzochte factoren uit de schema’s van de rode draad werd

nagegaan of er significante verschillen bestaan tussen duurlopers en sprinters. In figuur

33 worden een aantal onderzochte factoren weergegeven. Factoren waarvan de waarde

rond 1 schommelt waren quasi gelijk tussen duurlopers en sprinters. Waarden groter dan

1 duiden op grotere waarden bij sprinters dan bij duurlopers, terwijl waarden minder dan

1 wijzen op grotere waarden bij duurlopers dan bij sprinters. De factoren staan

gerangschikt van groot naar klein; de eerste factor in de rij is het meest uitgesproken bij

sprinters en de laatste is het meest uitgesproken bij duurlopers.

In wat volgt worden opvallende antagonistische kenmerken besproken en verklaard.

Factoren die correleren met de beste prestatie van duurlopers en/of sprinters worden

eveneens vermeld en toegelicht. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen lengtematen,

spiereigenschappen en spiermassaverdeling.

Figuur 33: antagonistische karakteristieken bij duurlopers en sprinters. Waarden > 1: sprinters groter dan duurlopers;

waarden < 1: duurlopers groter dan sprinters. ~ = p<0,10; *=p<0,05: duurlopers vs. sprinters.

Discussie

64

2.1 Lengtematen

Wat betreft de lichaamslengte van duurlopers en sprinters zijn er in de literatuur geen

eenduidige resultaten terug te vinden. Onderzoek van Radford (1990) toonde aan dat

duurlopers gemiddeld groter zijn dan sprinters, terwijl een studie van Weyand en Davis

(2005) net het omgekeerde beweerde. In dit onderzoek werd geen verschil teruggevonden

tussen de lichaamslengte van duurlopers en sprinters. De gemiddelde lichaamslengte van

de sprinters (176,52 cm ± 5,14) lag in de optimale zone beschreven door Uth (2005).

Deze zone is echter zo ruim (gaande van 168 tot 191 cm) dat dit gegeven niet

verwonderlijk is. Uit bovenstaande tegenstrijdige onderzoeken en niet-significante

resultaten van het onderzoek kan besloten worden dat de lichaamslengte op subtopniveau

vermoedelijk een weinig prestatiebepalende rol speelt. Als gekeken wordt naar de

lichaamslengte van enkele wereldtoppers kan een verschil verwacht worden tussen

topduurlopers en topsprinters. Topduurlopers zoals Daniel Komen en Kenenisa Bekele

meten respectievelijk 170 cm en 174 cm. Topsprinter Usain Bolt heeft een veel grotere

lengte van 196 cm, Asafa Powell meet 190 cm. In de toekomst kan het nuttig zijn om

verschillen te zoeken in lichaamslengte tussen topatleten èn tussen de verschillende

rassen op wereldtopniveau. Hoogstwaarschijnlijk komt er daar wel een significant

verschil naar boven.

Naast lichaamslengte werden ook op het vlak van onder- en bovenbeenlengte een aantal

resultaten gevonden in dit onderzoek die tegenstrijdig leken aan de literatuur. Lee en

Piazza (2009) vonden een gematigde correlatie tussen de onderbeenlengte en de beste tijd

voor de 100 m sprint: een kleinere onderbeenlengte bij sprinters zou zorgen voor een

betere prestatie. Deze correlatie kon echter met dit onderzoek niet bevestigd worden. Er

werd een trend tot significant verschil gevonden tussen de bovenbeenlengte van beide

groepen atleten met een langere bovenbeenlengte bij duurlopers (44,80 cm ± 2,21) dan bij

sprinters (42,60 cm ± 2,15). Aangezien dit slechts aangetoond werd op het 90%

betrouwbaarheidsniveau (p = 0,097), zou dit kunnen wijzen op een toevalligheid. Relatief

ten opzichte van de lichaamslengte is er bovendien geen verschil in bovenbeenlengte

tussen duurlopers en sprinters gevonden. Verder onderzoek hieromtrent is nodig.

Bij onderzoek van de spierlengtes werd een grotere spierlengte van de M. vastus lateralis

gevonden bij duurlopers dan bij sprinters (p = 0,091). Wegens de grotere

bovenbeenlengte bij duurlopers, lijkt een grotere spierlengte hieruit een logisch gevolg.

Discussie

65

Er kan besloten worden dat de lichaamslengte niet significant verschilt tussen duurlopers

en sprinters van subtopniveau en dus waarschijnlijk ook geen prestatiebepalende factor is.

In de toekomst kan lichaamslengte vergeleken worden tussen atleten van verschillende

rassen van topniveau. Bovendien kan het nuttig zijn om aanvullend onderzoek te doen

rond de ligging van het lichaamszwaartepunt en een eventueel verschil tussen rassen. Een

hoger lichaamszwaartepunt zou voordelig kunnen zijn bij het lopen door de hogere

voorwaartse valsnelheid dat dit gegeven met zich meebrengt (Bejan et al., 2010).

Hierdoor zou dus sneller gelopen kunnen worden. Onderzoek van de lengte van de tenen

en de momentsarm van de achillespees zijn eveneens te onderzoeken factoren voor een

toekomstig onderzoek.

2.2 Spiereigenschappen

Als hypothese werd gesteld dat duurlopers zouden beschikken over kortere fascicle

lengtes en grotere pennatiehoeken in de M. gastrocnemius lateralis en medialis en in de

M. vastus lateralis. Bij duurlopers zouden bovenstaande zaken een invloed hebben op de

loopeconomie wat op zijn beurt zorgt voor een betere prestatie. Bij sprinters moeten deze

factoren zorgen voor een zo groot mogelijke spierverkortingssnelheid om de netto

voorwaartse impuls zo groot mogelijk te maken tijdens de acceleratiefase. Een tweede

hypothese beweert dat duurlopers over minder type 2 vezels beschikken dan sprinters. In

wat volgt wordt nagegaan of bovenstaande hypotheses kloppen.

Enkel bij de M. vastus lateralis is de fascicle lengte significant kleiner bij duurlopers dan

bij sprinters. Wel werden ook voor de M. gastrocnemius medialis en de M. gastrocnemius

lateralis kleinere waarden gevonden voor de fascicle lengte bij duurlopers in vergelijking

met sprinters. Dit verschil kon echter niet significant worden aangetoond. Een mogelijke

verklaring voor de kortere fascicles bij duurlopers is de hogere metabole kost die een

langere fascicle lengte met zich meebrengt. Een langere fascicle lengte betekent immers

dat er meer sarcomeren in serie staan. Elk van deze sarcomeren moet van ATP voorzien

worden om te kunnen samentrekken tijdens spiercontractie. De energiebehoefte is dus

groter wat nadelig is voor de loopeconomie en bijgevolg ook voor de duurprestatie. Uit de

resultaten van dit onderzoek bleek bovendien dat de pennatiehoek van de M.

gastrocnemius medialis, de M. gastrocnemius lateralis en de M. vastus lateralis van de

duurlopers telkens groter was dan die van de sprinters. Helaas kon dit verschil niet

significant aangetoond worden.

Discussie

66

Tijdens het onderzoek werd het percentage type 2 vezels indirect bepaald aan de hand

van de gemeten carnosineconcentratie in de M. soleus en M. gastrocnemius. Er was een

trend tot lagere carnosineconcentratie bij duurlopers in de M. soleus en een significant

lagere carnosineconcentratie in de M. gastrocnemius. Lagere carnosineconcentraties

werden gevonden in de M. soleus. Dit is evident want de M. soleus is een trage spier met

een hoog oxidatief potentieel. Deze spier bevat meer mitochondriën en bijgevolg meer

type 1 vezels dan de M. gastrocnemius die als een snelle spier beschouwd wordt met een

hoog glycolytisch potentieel en meer type 2 vezels. Deze spier produceert kracht voor

kortere periodes dan de M. soleus en is bijgevolg sneller moe. Uit de literatuur (Baguet et

al., 2011) bleek dat sprinters gemiddeld 1,9 keer hogere carnosine-inhouden hadden dan

duuratleten in de M. gastrocnemius. In dit onderzoek bleek de carnosine-inhoud van

sprinters gemiddeld 1,59 keer groter dan die van de duurlopers. De lagere waarde in dit

onderzoek kan verklaard worden door het feit dat de duurlopers in de studie van Baguet et

al. (2001) marathonlopers en triatleten waren. Zij bezaten gemiddeld een lagere

carnosineconcentratie dan de duurlopers uit ons onderzoek. Aan de hand van de

regressievergelijking (y = 0,1139x + 0,1926) gevonden door Baguet et al. (2011) waarbij

y staat voor de carnosineconcentratie in mmol en x voor het percentage type 2 vezels kon

een schatting gemaakt worden van het percentage type 2 vezels. Zo hadden duurlopers

gemiddeld ongeveer 37% type 2 vezels in de M. gastrocnemius. Bij de sprinters was dit

ongeveer 60%. De percentages gevonden in de M. gastrocnemius komen overeen met de

literatuur (Baguet et a., 2011; Costill et al., 1976) (figuur 34).

Er kan geconcludeerd worden dat de hypotheses (duurlopers beschikken over kortere

fascicle lengtes, grotere pennatiehoeken en minder type 2 vezels dan sprinters) niet

volledig kunnen bevestigd worden. Duurlopers beschikken enkel over kortere fascicle

lengtes in de M. vastus lateralis. Pennatiehoeken lijken groter bij duurlopers dan bij

sprinters maar dit kon niet significant bevestigd worden. De hypothese dat duurlopers

minder type 2 vezels hebben, werd wel bevestigd aan de hand van de gemeten

carnosineconcentratie. Dit laatste kan gezien worden als een duidelijke antagonistische

factor waarbij duurlopers lage waarden hebben terwijl bij sprinters hoge waarden worden

vastgesteld.

Discussie

67

Vervolgens kan men zich afvragen of bovenstaande spiereigenschappen

prestatiebepalend zijn voor de duurloop- of sprintprestatie. Hieronder wordt gepoogd

daarop een antwoord te geven.

Ten eerste werd in dit onderzoek zowel voor duurlopers als voor sprinters geen

significante correlatie gevonden tussen de fascicle lengte en de prestatie. Doordat

duurlopers daarenboven een lagere fascicle lengte hebben dan sprinters zou het idee van

een optimale zone voor de fascicle lengte kunnen ontstaan. Vanuit dit idee zouden

duurlopers en sprinters van topniveau een fascicle lengte moeten hebben die zich in een

welbepaalde zone bevindt. Deze zone zou voor beide groepen verschillend zijn. Wanneer

een sprinter een fascicle lengte zou hebben die nog langer is dan de optimale zone dan

zou dit geen verder voordeel opwekken. Wanneer de lengte van de fascicles bij sprinters

echter lager zou zijn dan de optimale zone, zou het topniveau niet behaald kunnen

worden. Dit kan verklaard worden door de theorie van de verkortingssnelheid (Abe et al.,

2001). Zo staan er bij een langere fascicle lengte meer sarcomeren in serie. Hierdoor kan

een bepaalde verkortingssnelheid verdeeld worden over de verschillende sarcomeren. Op

die manier kan iedere sarcomeer aan een lagere snelheid werken waardoor een grotere

Figuur 34: carnosineconcentratie in de M. gastrocnemius gemeten bij verschillende

atletengroepen en het overeenkomend percentage type 2 vezels (Baguet et al., 2011).

Discussie

68

kracht geproduceerd kan worden volgens de kracht-snelheidscurve. Bij duurlopers

daarentegen zou een fascicle lengte die groter is dan de optimale zone nadelig kunnen zijn

vanwege de grotere metabole kost. Een fascicle lengte die zich onder de optimale zone bij

duurlopers bevindt zou dan weer voor een te kleine krachtproductie zorgen.

In de literatuur (Abe et al., 2000) vond men dat de pennatiehoek van sprinters een

positieve correlatie vertoonde met de sprinttijd op de 100 m. Een kleinere pennatiehoek

zou dus zorgen voor een betere prestatie. In deze studie werden zowel voor de sprinters

als voor de duurlopers geen correlaties gevonden tussen pennatiehoek en prestatie. Het

ontbreken van correlaties in deze studie zou kunnen liggen aan het relatief lage aantal

proefpersonen (7 duurlopers en 6 sprinters) in vergelijking met de studie van Abe et al.

(2000) waar men gebruik maakte van 24 duurlopers en 23 sprinters. De pennatiehoek zou

een prestatiebepalende factor kunnen zijn. Doordat er in deze studie geen correlaties

konden aangetoond worden, terwijl dit in andere studies wel het geval was, is verder

onderzoek vereist.

Bij duurlopers bleek tussen de carnosineconcentratie en de prestatie geen significante

negatieve correlatie te bestaan zowel in de M. soleus als de M. gastrocnemius. Bijgevolg

bestaat er ook geen positieve correlatie tussen het percentage type 1 vezels en de

prestatie. Dit is tegenstrijdig aan de literatuur. Costill et al. (1976) vonden immers wel

een positieve correlatie tussen het percentage type 1 vezels en de duurloopprestatie: hoe

meer type 1 vezels, hoe beter de prestatie. Een verklaring voor de afwezigheid van een

correlatie in dit onderzoek kan zijn dat een duurloper met wat minder type 1 vezels toch

nog over veel type 2a vezels kan beschikken. Type 2a vezels hebben een veel hoger

oxidatief potentieel dan type 2x vezels. Met uithoudingstraining kan het oxidatief

potentieel nog verhoogd worden tot een punt waar het dat van de type 1 vezels van

sedentairen benadert (Henriksson & Reitman, 1976). Op deze manier kan een atleet met

minder type 1 vezels toch een goede duurloper zijn, met als voorwaarde dat hij over een

bepaald minimum aan type 1 vezels beschikt. Zo kan iemand met 60% type 1 vezels in de

M. gastrocnemius een even goede duurloper zijn als iemand met 80% type 1 vezels

vanwege de compensatie door de oxidatieve type 2a vezels. Iemand met 30% type 1

vezels kan echter nooit een goede duurloper zijn.

Bij sprinters bleek er eveneens geen correlatie te bestaan tussen de carnosineconcentratie

en de prestatie. De carnosineconcentratie is wel hoger dan bij duurlopers zoals eerder

Discussie

69

reeds vermeld. Het ontbreken van een correlatie kan wijzen op het bestaan van een

optimale zone voor de carnosineconcentratie. Eenmaal de carnosineconcentratie een

bepaalde waarde overstijgt, zal een verdere verhoging van de carnosine geen verdere

verbetering van de prestatie met zich meebrengen. Voorzichtigheid bij deze conclusie is

echter geboden wegens het lage aantal proefpersonen.

Samenvattend kan gesteld worden dat er geen significante correlaties werden gevonden

tussen de spiereigenschappen (fascicle lengte, pennatiehoek en spiervezeltype) en de

prestatie zowel bij duurlopers als bij sprinters. Toch moet het idee van een optimale zone

in rekening gebracht worden bij de fascicle lengte. Vervolgens werd reeds aangetoond in

de literatuur (Abe et al., 2000) dat de pennatiehoek van sprinters een significante

positieve correlatie vertoonde met de sprinttijd op de 100 m. Dit werd in dit onderzoek

niet teruggevonden. Bij de duurlopers werd eveneens geen correlatie teruggevonden.

Verder onderzoek zal hier eenduidigheid moeten brengen. Als laatste konden

carnosineconcentratie en prestatie niet gecorreleerd worden met elkaar. Toch bleek uit

een eerdere studie (Abe et al., 2000) dat de carnosineconcentratie bij duurlopers als een

prestatiebepalende factor beschouwd kan worden. De afwezigheid van een significante

correlatie tussen de carnosineconcentratie en de prestatie zou echter kunnen verklaard

worden door het hoge oxidatieve potentieel van de type 2a vezels. Een minimum aantal

type 1 vezels is hier uiteraard vereist. Bij de sprinters wordt het idee van een optimale

zone aangewend. De sprinters moeten een bepaalde carnosineconcentratie bezitten om bij

de top te behoren, maar een verdere verhoging zou geen verder voordeel opleveren.

2.3 Spiermassaverdeling

Voor de beschrijving van de spiermassaverdeling werd in dit onderzoek gebruik gemaakt

van omtrekken, spierdiktes en spiervolumemetingen. Als eerste werden voor het

onderbeen geen verschillen in omtrek gevonden tussen de duurlopers en de sprinters

(figuur 35). Dit stemt niet overeen met de resultaten van Vučetić et al. (2005). Uit dit

onderzoek bleek namelijk dat sprinters een grotere onderbeenomtrek hadden dan

controles én afstandslopers. De omtrekken van het bovenbeen op 30 % en 50%

proximaal ten opzichte van de trochanter major, waren in dit onderzoek echter wel groter

bij de sprinters dan bij de duurlopers (Figuur 35). Op 70% was er een trend tot grotere

omtrek bij sprinters dan bij duurlopers.

Discussie

70

Figuur 35: gemiddelde omtrekken bij duurlopers en sprinters. Strepen in het rood duiden op een significant

verschil tussen beide groepen.

Vervolgens werden de spiervolumes tussen beide groepen vergeleken. Een opmerkelijk

resultaat uit dit onderzoek was dat het totale spiervolume tussen de twee groepen niet

significant verschilde. Onderzoek van Vučetić et al. (2005) toonde nochtans aan dat de

hoogste waarden voor volumemetingen bij sprinters werden gevonden. Een verklaring

hiervoor is de extreem grote standaardvariatie die in deze studie werd gevonden bij de

duurlopers door de grote interindividuele verschillen. Zo hadden de duurlopers een totaal

beenvolume van 2975,30 cm³ (± 513,78), terwijl de sprinters een totaal beenvolume

hadden van 3210,37 cm³ (± 268,05). Wanneer de volumes voor de spieren afzonderlijk

werden bekeken konden er wel verschillen tussen beide groepen werden vastgesteld. Er

werd echter alleen maar voor de M. rectus femoris een absoluut verschil aangetoond

(figuur 36 en figuur 37). Deze resultaten komen sterk overeen met de omtrekmetingen uit

dit onderzoek.

Discussie

71

Figuu 36: gemiddelde spierdiktes en spiervolumes van de knie-extensoren (M. vastus lateralis, M. rectus femoris

en M. vastus medialis) bij duurlopers en sprinters. Cijfers in het rood duiden op een significant verschil tussen

beide groepen.

Figuur 37: gemiddelde spierdiktes en spiervolumes van de plantair flexoren (M. gastrocnemius lateralis, M.

gastrocnemius medialis en M. soleus) bij duurlopers en sprinters.

Als laatste werden de spierdiktes gemeten. Deze werden bepaald met behulp van

ultrasonografie. Deze methode kan nadelig zijn omdat niet alle spieren dezelfde vorm

hebben én omdat de spieren licht verschillend georiënteerd kunnen zijn. Toch werd de

foutenmarge beperkt doordat de metingen steeds werden uitgevoerd op standaardplaatsen.

In dit onderzoek werden enkel voor de M. vastus lateralis en de M. rectus femoris grotere

waarden voor spierdikte gevonden bij de sprinters in vergelijking met de duurlopers

(figuur 36 en 37). Deze resultaten vinden aansluiting bij de gevonden waarden voor de

omtrekmetingen en de volumemetingen.

Concluderend kan gesteld worden dat bovenbeenomtrekken van de sprinters groter zijn

dan die van de duurlopers. Dit werd ondersteund door de resultaten van de

volumemetingen. Hieruit bleek dat de M. rectus femoris meer volume had bij sprinters in

vergelijking met duurlopers. Ook wanneer de spierdikte werd gemeten werd een

Discussie

72

gelijkaardig resultaat gevonden. Hierbij was de M. vastus lateralis en de M. rectus

femoris significant dikker bij sprinters in vergelijking met duurlopers.

In wat volgt worden enkele opmerkelijke resultaten besproken. Hiervoor wordt telkens

een mogelijke verklaring gezocht. Als eerste blijkt uit de volume- en spierdiktemetingen

dat de M. rectus femoris dikker is bij sprinters. Verder werd een negatieve correlatie

gevonden tussen het volume van de M. rectus femoris en de sprinttijd voor de 60 m. Hoe

groter het spiervolume, hoe beter de prestatie.

Uit deze gegevens kan besloten worden dat de M. rectus femoris een van dé

belangrijkste spieren is bij sprinters. Deze bi-articulaire spier zorgt voor een

kniestrekkend en een heupbuigend moment. Deze twee bewegingen zijn essentieel bij de

sprintprestatie. Zo zorgt de voorovergebogen positie bij de acceleratiefase ervoor dat het

kniestrekkend moment maximaal kan zijn. De voorovergebogen positie zorgt er namelijk

voor dat er in de heup weinig kracht moet aangewend worden, waardoor het overgrote

deel van de kracht naar het kniestrekkend moment kan gaan. Wanneer de sprinter

vervolgens in de maximale snelheidsfase meer rechtop komt, zorgt het heupbuigend

moment er dan weer voor dat het been snel en krachtig omhoog geheven kan worden.

Ten tweede werden bij de vergelijking van de fysiologische dwarsdoorsnedes van M.

gastrocnemius medialis en lateralis en M. vastus lateralis tussen duurlopers en sprinters

geen significante verschillen opgemerkt. De waarden lagen zelfs iets hoger bij duurlopers,

terwijl men eerder hogere waarden bij de sprinters zou verwachten wegens hun grotere

spierdikte. Fysiologische dwarsdoorsnede is een maat voor de spierkracht. Bij de

sprintprestatie moet in een heel korte tijd heel veel kracht aangewend worden, dus het

lijkt logisch dat sprinters baat hebben bij een grote fysiologische dwarsdoorsnede. Een

mogelijke verklaring voor het niet vinden van een significant verschil tussen duurlopers

en sprinters kan de volgende zijn. De fysiologische dwarsdoorsnede is gelijk aan het

oppervlak van de doorsnede loodrecht op de spiervezelrichting. Aangezien duurlopers

beschikken over grotere pennatiehoeken (al werd dit niet significant aangetoond) zou dit

kunnen leiden tot een gelijke fysiologische doorsnede bij duurlopers en sprinters ondanks

de grotere spierdikte bij sprinters (figuur 38).

Discussie

73

Figuur 38: schets van een spier met aanduiding van mogelijke spiervezelrichting en fysiologische

dwarsdoorsnede bij duurlopers en sprinters

Vervolgens vertonen duurlopers en sprinters volgens de literatuur een verschil in

spiervorm (Abe et al., 2000). Beide groepen hadden verschillende spierdiktes op 30% en

50% van het bovenbeen, terwijl er geen verschil werd teruggevonden op 70% van het

bovenbeen. In dit onderzoek werden echter zowel op 30%, 50% en 70% van het

bovenbeen verschillen gevonden tussen duurlopers en sprinters. Bovendien werd er geen

verschil teruggevonden in de positie van het massamiddelpunt bij sprinters en duurlopers.

Een verschillende spiervorm kan hier dus niet bevestigd worden. Toch was het verschil

op 70% maar aantoonbaar op het 10% betrouwbaarheidsniveau (p=0,095). Aangezien

deze trend zo zwak is, zou dit verschil een toevalligheid kunnen zijn en zou de spiervorm

van het bovenbeen dus wel kunnen verschillen tussen beide groepen. Hierdoor zouden de

resultaten uit de studie van Abe et al. (2000) wel bevestigd kunnen worden.

Een vierde aspect dat aandacht verdient om te bespreken, is de correlatie tussen de

ligging van het massamiddelpunt en de prestatie bij sprinters. Zo bleek een

significante correlatie te bestaan tussen het massamiddelpunt van het volledige onderbeen

en de prestatie. Een lager massamiddelpunt zou zorgen voor een betere tijd. Dit lijkt niet

logisch omdat een lager massamiddelpunt zou zorgen voor een groter traagheidsmoment.

Blijkbaar weegt het positieve effect van de extra distale massa en de daarbij horende

krachtlevering meer door dan het negatieve effect dat deze extra massa op het

traagheidsmoment uitoefent. De extra distale massa zou kunnen verklaard worden door de

langere fascicle lengtes die werden teruggevonden bij sprinters. Bij de duurlopers werd

verwacht dat een hoger gelegen massamiddelpunt in het onderbeen positief zou correleren

Discussie

74

met de beste prestatie. Dit werd gedacht omdat duurlopers vaak heel smalle benen hebben

waarbij de spiermassa zich vooral aan de proximale kant van het onderbeen situeert. Dit

gegeven valt vooral op bij de absolute top van de duurlopers zoals de Kenianen en andere

Oost-Afrikanen. Deze correlatie ontbrak echter in dit onderzoek. Het zou dus kunnen dat

een hoog gelegen massamiddelpunt van ondergeschikt belang is om te kunnen

meedraaien aan de Belgische top.

Een laatste opmerkelijk resultaat omvat de negatieve correlatie die in deze studie werd

gevonden tussen de omtrek van het bovenbeen 70 % en de sprinttijd voor de 60 m bij

sprinters. Volgens deze correlatie zorgt een grotere omtrek voor een kortere sprinttijd en

dus voor een betere prestatie.

Zoals hierboven reeds aangereikt, zorgt distaal gelegen massa voor een negatieve invloed

op het traagheidsmoment bij het naar voor slingeren van het been tijdens het lopen.

Blijkbaar weegt ook hier de grotere spiermassa met daarbij horende grotere

krachtlevering meer door dan het negatief effect op het traagheidsmoment. Verder

onderzoek omtrent deze prestatiebepalende factor bij sprinters is aangewezen.

3. Conclusie

Om tot een schematische conclusie te komen in dit onderzoek worden de schema’s uit de

rode draad opnieuw aangehaald. Hierbij zijn echter enkele aanvullingen gedaan (figuur 39

en 40). Zo zijn de antagonistische eigenschappen aangeduid, alsook de prestatiebepalende

factoren, die in dit onderzoek bevestigd werden. Er werd ervoor gekozen de factoren aan

te duiden waarbij ofwel significantie ofwel trend tot significantie werd gevonden. Het

opnemen van de trends was een bewuste keuze omdat de kans op significantie groot is bij

onderzoek met een groter aantal proefpersonen.

Ten eerste was het doel van dit onderzoek om de schema’s voor de duurloop- en

sprintprestatie te justifiëren. Hierbij was het de bedoeling de correctheid na te gaan van de

prestatiebepalende factoren en hun onderlinge relaties. Zoals uit de schema’s blijkt,

werden enkel correlaties met de beste prestatie teruggevonden bij de factor

spiermassaverdeling. Bij de sprinters kan geconcludeerd worden dat het volume van de

M. rectus femoris een prestatiebepalende factor is waarbij een groter volume zorgt voor

een betere prestatie. Wat de duurlopers betreft werden op één trend na geen opmerkelijke

Discussie

75

correlaties gevonden. In totaliteit werden dus weinig factoren gevonden die correleren

met de prestatie, zowel bij duurlopers als bij sprinters.

Vervolgens was een tweede opzet van dit onderzoek om na te gaan of de onderzochte

factoren een atleet konden classificeren als typische duurloper of eerder als typische

sprinter. Zowel voor spierdikte als spiervolume werden lagere waarden gevonden bij de

duurlopers. De fascicle lengte bij duurlopers ligt lager dan bij sprinters. Voor de

duurlopers zou een te grote fascicle lengte voor een te grote metabole kost zorgen. Bij de

sprinters daarentegen laat een langere fascicle lengte toe om te werken op een lagere

verkortingssnelheid waardoor de krachtproductie wordt bevorderd. Een laatste verschil

tussen duurlopers en sprinters is eveneens de meest uitgesproken en de meest beschreven,

namelijk de carnosineconcentratie. Zo blijken sprinters een hogere carnosineconcentratie

te bezitten dan duurlopers. De grootste verschillen blijken zich dus te situeren ter hoogte

van de spiermassaverdeling en de spiereigenschappen. Dit werd schematisch

weergegeven in figuur 39 en 40.

Tot slot rijst de vraag of de gevonden verschillen te wijten zijn aan training of eerder

een genetische oorsprong hebben. In dit onderzoek werden atleten onderzocht van

Belgisch subtop- en topniveau. Geen enkele van deze atleten heeft medaillekansen op een

Europees of Wereldkampioenschap. Om op dit Belgische niveau te kunnen meedraaien,

zou het kunnen dat vooral goede trainingsmethoden een grote rol spelen en genetica

eerder van ondergeschikt belang is. Als echter gekeken wordt naar de wereldtop, worden

de sprintnummers duidelijk gedomineerd door atleten van West-Afrikaanse oorsprong.

Duuratleten op wereldniveau zijn voornamelijk Oost-Afrikanen en heel dikwijls

Kenianen. Aangezien de trainingsmethoden in Afrika waarschijnlijk niet beter zijn dan

deze in Europa, kan gesuggereerd worden dat naast een goede trainingsmethode

morfologische erfelijkheid van de onderste ledematen op dit niveau een doorslaggevende

rol speelt.

Discussie

76

Fig

uu

r 39

: schem

a m

et de p

restatieb

epa

lend

e facto

ren v

oo

r de d

uu

rloo

pp

restatie (3

-10

km

)

Discussie

77

Fig

uu

r 4

0:

sch

ema

met

de

pre

sta

tieb

epa

len

de

fact

ore

n v

oo

r d

e sp

rin

tpre

sta

tie

(60

–10

0 m

)

78

79

V. BIBLIOGRAFIE

Bibliografie

80

Abe, T. (2002). Fascicle length of gastrocnemius muscles in monozygous twins. Journal

of Physiological Anthropology, 21(6), 291-295

Abe, T., Brown, J.B. and Brechue, W.F. (1999). Architectural characteristics of muscle in

black and white college football players. Medicine & Science in Sports & Exercise,

31(10), 1448-1452

Abe, T., Fukashiro, S., Harada, Y. and Kawamoto, K. (2001). Relationship between sprint

performance and muscle fascicle length in female sprinters. Journal of Physiological

Anthropology, 20 (2), 141-147

Abe, T., Kumagai, K. and Brechue, W.F. (2000). Fascicle length of leg muscles is greater

in sprinters than distance runners. Medicine & Science in Sports & Exercise, 32(6), 1125-

1129

Adams, G.R., Foley, J.M. and Meyer, R.A. (1990). Muscle buffer capacity estimated

from pH changes during rest-to-work transitions. Journal of Applied Physiology, 69, 968-

972

Adams, G.R., Foley, J.M. and Meyer, R.A. (1990). Muscle buffer capacity estimated

from pH changes during rest-to-work transitions. Journal of Applied Physiology, 69, 968-

972

Ama, P.F., Simoneau, J.A., Boulay, M.R., Serresse, O., Theriault, J. and Bouchard, C.

(1986). Skeletal muscle characteristics in sedentary black and Caucasian males. Journal

of Applied Physiology, 61, 1758-1761

Baguet, A., Bourgois, J., Vanhee, L., Achten, E. and Derave, W. (2010) Important role of

muscle carnosine in rowing performance. Journal of Applied Physiology, 109, 1096–1101

Baguet, A., Everaert, I., Hespel, P., Petrovic, M., Achten, E. and Derave, W. (2011). A

new method for non-invasive estimation of human muscle fiber type composition. Plos

one, 6(7), 1-6

Baxter, J.R., Novack, T.A., Van Werkhoven, H., Pennell, D.R. and Piazza, S.J. (2012).

Ankle joint mechanics and foot proportions differ between human sprinters and non-

sprinters. Proceedings of the Royal Society, 279, 2018-2024

Bibliografie

81

Bejan, A., Jones, E.C. and Charles, J.D. (2010). The evolution of speed and athletics: why

the fastest runners are black and swimmers white. International Journal of Design &

Nature, 5(0), 1-13

Beneke, R. and Taylor, M.J.D. (2010). What gives Bolt the edge – A.V. Hill knew it

already! Journal of Biomechanics, 43, 2241-2243

Bernús, G., González de Suso, J.M., Alonso, J., Martin, P.A., Prat, J.A. and Arús, C.

(1993). 31P-MRS of quadriceps reveals quantitative differences between sprinters and

long-distance runners Medicine and Science in Sports and Exercise, 25(4), 479-484

Bogdanis, G.C., Nevill, M.E., Lakomy, H.K. and Boobis, L.H. (1998). Power output and

muscle metabolism during and following recovery from 10 and 20s of maximal sprint

exercise in humans. Acta Physiologica Scandinavica, 163, 261-272

Boobis, L.H., Williams, C. and Wooton, S.A. (1983). Influence of sprint training on

muscle metabolism during brief maximal exercise in man. Journal of Physiology, 342,

36-37

Buchthal, F. and Schmalbruch, H. (1969). Spectrum of contraction times of different fibre

bundles in the brachial biceps and triceps muscles of man. Nature, 89, 670-672

Charles, J.D. and Bejan, A. (2009). The evolution of speed, size and shape in modern

athletics. The Journal of Experimental Biology, 212, 2419-2425

Conley, D.L. and Krahenbuhl, G.S. (1980). Running economy and distance running

performance of highly trained athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise,

12(5), 357-360

Costill, D.L., Daniels, J., Evans, W., Fink, W., Krahenbuhl, G. and Saltin, B. (1976).

Skeletal muscle enzymes and fiber composition in male and female track athletes.

Journal of Apllied Physiology, 40, 149-154

Costill, D.L., Fink, W.J. and Pollock M.L. (1976). Muscle fiber composition and enzyme

activities of elite distance runners. Medicine and Science in Sports, 8(2), 96-100

Costill, D.L., Thomason, H. and Roberts, E. (1973). Fractional utilization of the aerobic

capacity during distance running. Medicine and Science in Sports, 5(4), 248-252

Bibliografie

82

Crowther, G.J., Jubrias, S.A., Gronka, R.K. and Conley, K.E. (2002). A "functional

biopsy" of muscle properties in sprinters and distance runners. Medicine and Science in

Sports and Exercice, 34(11), 1719-1724

Dawson, B., Fitzsimons, M., Green, S., Goodman, C., Carey, M. and Cole, K. (1998).

Changes in performance, muscle metabolites, enzymes and fibre types after short sprint

training. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 78, 163-

9

Eriksson, B.O., Gollnick, P.D. and Saltin, B. (1973). Muscle metabolism and enzyme

activities after training in boys 11-13 years old. Acta Physiologica Scandinavica, 87(4),

485–497

Gollnick, P.D and Matoba, H. (1984). The muscle fiber composition of skeletal muscle as

a predictor of athletic success. An overview. The American Journal of Sports Medicine,

12(3), 212-217

Gollnick, P.D., Oakley, C.R., Bayly, W.M., Allen, J.R. and Matoba, H. (1985).

Comparison of fiber types in skeletal muscles from ten animal species based on

sensitivity of the myofibrillar actomyosin ATPase to acid or copper. Histochemistry,

82(2), 175-183

Gollnick, P.D., Armstrong, R.B., Saltin B., Saubert C.W. IV, Sembrowich, W.L. and

Shepherd, R.E. Effect of training on enzyme activity and fibre composition of human

skeletal muscle. Journal of Applied Physiology, 34, 107-111

Gollnick, P.D., Armstrong, R.B., Saubert, C.W. IV, Piehl, K. and Saltin, B. (1972).

Enzyme activity and fiber composition in skeletal muscle of untrained and trained men.

Journal of Applied Physiology, 33(3), 312-319

Hautier, C.A., Wouassi, D., Arsac, L.M., Bitanga, E., Thiriet, P. and Lacour, J.R. (1994).

Relationships between postcompetition blood lactate concentration and average running

velocity over 100m and 200m races. European Journal of Applied Physiology and

Occupational Physiology, 68(6), 508-513

Henriksson, J. and Reitman, J.S. (1976). Quantitative measures of enzyme activities in

type I and type II muscle fibres of man after training. Acta Physiologica Scandinavica,

97(3), 392-397

Bibliografie

83

Hirvonen, J., Rehunen, S., Rusko, H. and Härkonen, M. (1987). Breakdown of high

energy phosphate compounds and lactate accumalation duringshort supramaximal

exercise. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 56(3),

253-259

Jacobs, I., Esbjörnsson, M., Sylvén, C., Holm, I. and Jansson, E. (1987). Sprint training

effects on muscle myoglobin, enzymes, fiber types and blood lactate. Medicine and

Science in Sports and Exercise, 19(4), 368-374

Joyner, M.J. and Coyle, E.F. (2008). Endurance exercise performance: the physiology of

champions. Journal of Physiology, 586(1), 35-44

Karamanidis, K., Albracht, K., Braunstein, B., Catala, M.M., Goldmann, J.P. and

Brüggemann, G.P. (2011). Lower leg musculoskeletal geometry and sprint performance.

Gait & Posture, 34, 138-141

Kubo, K., Ikebukuro, T., Yata, H., Tomita, M. and Okada, M. (2011). Morphological and

mechanical properties of muscle and tendon in highly trained sprinters. Journal of

Applied Biomechanics, 27, 336-344

Kumagai, K., Abe, T., Brechue, W.F., Ryushi, T., Takano, S. and Mizuno, M. (2000).

Sprint performance is related to muscle fascicle length in male 100-m sprinters. Journal

of Applied Physiology, 88, 811-816

Kuno, S., Katsuta, S., Inouye, T., Anno, I., Matsumoto, K. and Akisada, M. (1988).

Relationship between MR relaxation time and muscle fiber composition. Radiology,

169(2), 567-568

Larsen, B. (2003). Kenyan dominance in distance running. Comparative Biochemistry

and Physiology, 136, 161-170

Lee, S.S.M. and Piazza, S.J. (2009). Built for speed: musculoskeletal structure and

sprinting ability. The Journal of Experimental Biology, 212, 3700-3707

Linnosier, M.T., Domois, D., Perier, C., Frey, J., Geyssant, A. and Denis, C. (1997).

Enzyme adaptations of human skeletal muscle during bicycle short-sprint training and

detraining. Acta Physiologica Scandinavica, 161(4), 439-445

Bibliografie

84

Locatelli, E. and Arsac, L. (1995). The mechanics and energetic of the 100m sprint. New

Stud Athletics, 10(1), 81-87

Maganaris, C.N., Baltzopoulos, V., Sargeant A.J. (1998). In vivo measurements of the

triceps surae complex architecture in man: implications for muscle function. Journal of

Physiology, 512(2), 603-614

McCully, K.K., Vandenborne, K., DeMeirleir, K., Posner, J.D. and Leigh, J.S Jr. (1992).

Muscle metabolism in track athletes, using 31P magnetic resonance spectroscopy.

Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, 70(10), 1353-1359

Nygaard, E. and Goricke, T. (1976). Morphological studies of skeletal muscles in women.

August Krogh Institute

Parra, J., Cadefeau, J.A., Rodas, G., Amigo, N. and Cusso, R. (2000). The distribution of

rest periods affects performance and adaptations of energy metabolism induced by high-

intensity training in human muscle. Acta Physiologica Scandinavica, 169, 157-165

Pitsiladis, Y.P. and Scott, R. (2005). The makings of the perfect athlete. Medicine and

sport. 366, 16-17

Rolian, C., Lieberman, D.E., Hamill, J., Scott, J.W. and Werbel, W. (2008). Walking,

running and the evolution of short toes in humans. The Journal of Experimental Biology,

212, 713-721

Ross, A. and Leveritt, M. (2001). Long-term metabolic and skeletal muscle adaptations to

short-sprint training: implications for sprint training and tapering. Sports Medicine,

31(15), 1063-1082

Saltin, B., Henriksson, J., Nygaard, E, Andersen, P. and Jansson, E. (1977). Fiber types

and metabolic potentials of skeletal muscles in sedentary man and endurance runners.

Annals of the New York Academy of Sciences, 301, 3-29

Saunders, P.U., Pyne, B., Telford, R.D. and Hawley, J.A. (2004). Factors affecting

running economy in trained distance runners. Sports Med, 34(7), 465-485

Scholz, M.N., Bobbert, M.F., van Soest, A.J., Clark, J.R. and van Heerden, J. (2008).

Running biomechanics: shorter heels, better economy. The Journal of Experimental

Biology, 211, 3266-3271

Bibliografie

85

Scott, S.H., Engstrom, C.M. and Loeb, G.E. (1993). Morphometry of human thigh

muscles. Determination of fascicle architecture by magnetic resonance imaging. Journal

of Anatomy, 182, 249-257

Spiriev, B. and Spiriev, A. (2011). IAAF scoring tables of athletics.

Thorstensson, A., Larsson, L., Tesch, P. and Karlsson, J. (1977). Muscle strength and

fiber composition in athletes and sedentary men. Medicine and Science in Sports, 9(1),

26-30

Thorstensson, A., Sjodin, B. and Karlsson, J. (1975). Enzyme activities and muscle

strength after ‘sprint training’ in man. Acta Physiologica Scandinavica, 94(3), 313-318

Uth, N. (2005). Anthropometric comparison of world-class sprinters and normal

population. Journal of Sports Science and Medicine, 4, 608-616

Van Damme, R., Wilson, R.S, Vanhooydonck, B. and Aerts, P. (2002). Performance

constraints in decathletes. Nature, 415, 755-756

Vucetic, V., Babic, V., Sentija, D. and Nekic, B. (2005). Anthropometric and

morphological characteristics of runners. Science and profession – challenge for the

future, 612-615

Watts, A.S., Coleman, I. and Nevill, A. (2012). The changing shape characteristics

associated with success in world-class sprinters. Journal of Sports Sciences, 30(11), 1085-

1095

Weyand, P.G. and Davis, J.A. (2005). Running performance has a structural basis. The

Journal of Experimental Biology, 208, 2625-2631

86

87

VI. BIJLAGEN

Bijlagen

88

Bijlage 1: vragenlijst voor de atleet

Gegevens:

Naam:

Geboortedatum:

Gewicht:

Lengte:

Trainingsinfo:

Persoonlijke records (= jaartal):

Aantal jaar training:

Disciplineshift? + jaartal:

2011-12 actief atleet of gekwetst:

Aantal trainingen per week/dag:

Hoeveel daarvan snelheid: kracht: uithouding :

Welk soort training heb je gisteren en/of vandaag gedaan?

Bijlagen

89

Dieet:

Voedingssupplementen:

Welke voedingssupplementen nam je de laatste 3 maand?

Heb je ooit creatine genomen? Wanneer, hoeveel, hoelang?

Heb je ooit beta-alanine genomen? Wanneer, hoeveel, hoelang?

Heb je ooit carnosine genomen? Wanneer, hoeveel, hoelang?

Voedingspatroon:

Volg je een specifiek dieet? Zoja, welk?

Ben je vegetarisch of niet?

Eet je zowel rood vlees als kip en kalkoen?

Hoeveel keer per week gemiddeld eet je kip/ kalkoen?

Hoeveel vlees eet je ongeveer per dag (aantal gram?)