Wat is loopefficiëntie?

Als je een slow-motion video bekijkt van een elite afstandloper, dan lijkt het alsof hij moeiteloos doorloopt, waarbij hij weinig moeite hoeft te doen om snelheden te halen die gewone stervelingen nauwelijks zouden kunnen halen als ze voluit sprinten! Efficiëntie, in algemene zin, betekent iets op de meest efficiënte manier doen, d.w.z. zo weinig mogelijk middelen verspillen. In staat zijn om met zo weinig mogelijk inspanning een bepaalde snelheid te halen, is wenselijk, en we zouden zulke lopers dan ook efficiënt noemen. Wetenschappelijk gezien wordt efficiëntie echter gedefinieerd als het nuttige werk dat door een machine wordt verricht, gedeeld door de verbruikte energie; aangezien er door een hardloper geen nuttig werk wordt verricht (bergop lopen of de kleine hoeveelheid werk tegen de luchtweerstand buiten beschouwing gelaten) hebben alle weekendlopers dezelfde efficiëntie als de topatleet, namelijk nul!

In plaats van de term efficiëntie gebruiken wetenschappers de term loopeconomie, die vergelijkbaar is met het brandstofverbruik van een auto: een maatstaf voor de hoeveelheid brandstof die wordt verbruikt om een bepaalde afstand af te leggen. Om de zaken iets ingewikkelder te maken, gebruiken afstandslopers hoofdzakelijk twee brandstoffen: vet of koolhydraten, waarbij ze meer van de laatste gebruiken naarmate de inspanning toeneemt. Vet heeft een hogere energiedichtheid, dus meten we de loopzuinigheid als de afgelegde afstand bij een bepaalde snelheid gedeeld door de energie-inhoud van de gebruikte brandstof, in plaats van de hoeveelheid brandstof. Het is ook gebleken dat het energieverbruik van gelijk getrainde atleten varieert met het gewicht, dus delen we door het gewicht (strikt genomen massa), om een running economy cijfer te produceren gemeten in kcal per kg per kilometer die kan worden vergeleken tussen atleten.

Het is aangetoond dat loopeconomie sterk gerelateerd is aan loopprestaties, een studie uit Italië in 1993 voorspelde dat een 5% verbetering in loopeconomie zou leiden tot een 3,8% vermindering in tijd voor een 5 km race, en een andere studie uit 1980 suggereerde dat het grootste deel van de variatie in prestaties op een 10 km tijdrit verklaard werd door loopeconomie.

Hoe kan ik mijn loopeconomie verbeteren?

Nu we weten wat loopeconomie is, en dat het een belangrijke factor is voor de prestaties, is de voor de hand liggende vraag: hoe kan ik die verbeteren? Helaas is het onderzoek tegenstrijdig over hoeveel economie kan worden gewijzigd, of de beste manier om het te doen.

Het is gevonden dat lopers met een langere geschiedenis van training een betere loopeconomie hebben, maar het is onduidelijk wat het mechanisme voor deze verandering is, dus het is moeilijk om specifieke training aan te bevelen om het te maximaliseren. Bovendien is gebleken dat de economie daalt met de leeftijd, mogelijk als gevolg van een verminderd vermogen om elastische energie op te slaan en te gebruiken, dus gewoon ouder worden is geen goede aanpak!

Er zijn veel potentiële beïnvloeders die de loopeconomie beïnvloeden: gewicht, luchtweerstand, spiervezeltype, voedingsstofmetabolisme om er een paar te noemen. Echter, de periode dat de voet in contact is met de grond is de fase van het hardlopen waarin bijna alle energie wordt verbruikt, en ook wat meetbaar is met RunScribe, dus dat zal de focus van dit artikel zijn.

• Contact tijd: De gegevens over de contacttijd (de tijd dat de voet op de grond staat) zijn tegenstrijdig: sommige studies beweren dat kortere contacttijden leiden tot een betere economie, terwijl andere (waaronder studies bij andere diersoorten) melden dat langere contacttijden een betere economie opleveren. Een studie van 14 sub-elite afstandslopers toonde aan dat de economie verbeterde naarmate de contacttijd langer werd, en dat het slaan met de middenvoet tot een betere economie leidde dan met de achtervoet, maar ook een kortere contacttijd opleverde, wat de voordelen tenietdeed. Daarentegen bleek uit een Fins onderzoek bij 25 hardlopers dat een kortere contacttijd met de grond de enige variabele was die een betere loopweerstand voorspelde. In ons eigen werk hebben we gemengde resultaten gezien, waarbij een kortere contacttijd een betere loopweerstand voorspelde bij vrouwen, maar geen effect bij mannen. Aangezien zowel van traditionele krachttraining op basis van weerstand als van plyometrische training is aangetoond dat ze de economie verbeteren, waarschijnlijk door het vermogen om snel kracht op te wekken te verbeteren, is het verkorten van de contacttijd door krachttraining een benadering die het onderzoeken waard kan zijn.
• Type voetcontact: Er is recent veel publiciteit geweest over blote voeten en minimalistisch schoeisel, met suggesties dat dit leidt tot een natuurlijker en efficiënter looppatroon. De feitelijke gegevens ondersteunen dit niet – in één studie kreeg een groep van 12 hardlopers 8 weken lang loopscholing om minimalistisch schoeisel te gebruiken. Aan het begin van de trainingsperiode liep 75% van de deelnemers op conventionele schoenen met een achter-voet-slag, dit daalde tot 50% na de training, maar er was geen verandering in loopefficiëntie voor de groep. Een andere studie met 15 getrainde blote-voet lopers toonde aan dat er geen verschil was in economie tussen achter- en voorvoet aanzetten.
• Schoentype: In de eerste bovengenoemde studie was er een verbetering van 2,7% in loopeconomie tijdens het dragen van de minimalistische schoenen, in de tweede studie was er een verbetering van 2,4% voor het voorvoet lopen en een vermindering van 3,3% voor het achter-voet slaan in minimalistische schoen. Dit is waarschijnlijk te wijten aan twee effecten, de lagere massa van de schoenen (zie volgende sectie) en het feit dat er meer elastische energie kan worden opgeslagen in de achillespees en voetbogen. Opgemerkt moet worden dat de overgang naar minimalistische schoenen voorzichtig moet worden geprobeerd om blessures te voorkomen.
• Schoenmassa en demping: Studies melden een daling van 1% in loopeconomie voor elke 100g extra schoenmassa, dus schoenen met een lagere massa zouden loopeconomie moeten helpen, mits er voldoende demping is – de dempinghypothese suggereert dat onvoldoende schoendemping het lichaam verplicht om demping te genereren, met een daaruit voortvloeiend kostenverlies van economie. In één studie bleken goed gedempte schoenen tot 2,8% zuiniger te zijn dan stijvere schoenen van hetzelfde gewicht. In een andere studie werd vastgesteld dat 10 mm oppervlaktedemping beter was voor de loopeconomie dan geen demping of 20 mm demping.
• Cadans: De meeste hardlopers lopen van nature met een cadans (frequentie) die dicht bij optimaal ligt, en als deze wordt veranderd in een wiskundig optimale cadans, is het onwaarschijnlijk dat er een significante verandering in loopeconomie optreedt. Hetzelfde geldt echter niet voor beginnende lopers, die doorgaans een te lage cadans hebben en er baat bij kunnen hebben hun pasfrequentie te verhogen.

Samenvatting

Dit was een korte blik op slechts enkele van de factoren die de loopeconomie kunnen beïnvloeden, het is duidelijk dat er niet één factor is die duidelijk geassocieerd is met een verbeterde economie voor alle lopers. De redenen hiervoor kunnen te wijten zijn aan de enorme variatie in loopstijlen, lichaamsgrootte en spiertype tussen lopers. Om de economie te verbeteren, moeten hardlopers persoonlijk experimenteren met deze en andere aanpasbare factoren, met behulp van tools zoals RunScribe om veranderingen te kwantificeren en eventuele positieve of negatieve effecten op de loopeconomie te noteren.

Dr. Ben Heller is een principal research fellow in het Centre for Sports Engineering Research (CSER) aan de Sheffield Hallam University waar hij werkt aan revalidatie en meting en analyse van informatie voor sporttoepassingen.