Training en mitochondriën: wat het bewijs zegt

Mitochondriën zijn een populair gespreksonderwerp in de wellnesswereld, en het advies erover gaat twee kanten op. Het ene kamp zegt dat lange, rustige ritten in zone 2 het allerbeste zijn wat je voor ze kunt doen. Het andere belooft dat een paar minuten zware intervallen ze binnen enkele dagen herstellen. Onderzoek met spierbiopten geeft een nuttiger antwoord dan beide: beide soorten training bouwen mitochondriën op, ze bouwen verschillende dingen op, en wat je wint hangt af van hoeveel je blijft doen.

Wat doen mitochondriën, en waarom verandert training ze?

Mitochondriën zijn de structuren in je cellen die zuurstof gebruiken om brandstof om te zetten in bruikbare energie. Je skeletspieren zitten er vol mee, en als je die spieren harder laat werken dan ze gewend zijn, reageren ze door meer mitochondriaal eiwit aan te maken en de bestaande machinerie efficiënter te maken. Onderzoekers meten meestal twee aparte dingen. Mitochondriale inhoud is hoeveel van deze machinerie je hebt, vaak gevolgd via een enzym dat citraatsynthase heet. Mitochondriale ademhalingsfunctie is hoeveel zuurstof die machinerie kan gebruiken als ze tot het maximum wordt gedreven.

Dat onderscheid doet ertoe, omdat de twee niet altijd samen bewegen. Een review van trainingsstudies in menselijke spieren concludeerde dat het totale trainingsvolume een cruciale factor lijkt te zijn voor veranderingen in mitochondriale inhoud, terwijl de relatieve inspanningsintensiteit een belangrijke aanjager is van veranderingen in de ademhalingsfunctie. De auteurs merkten ook op dat de moleculaire signalen na een enkele sessie niet betrouwbaar voorspellen wat een trainingsprogramma oplevert (Granata et al., 2018). Als een training de beste voor je mitochondriën wordt genoemd, vraag je dan af over welke van de twee de bewering gaat.

Dit koppelt mitochondriën aan VO₂max, de maximale hoeveelheid zuurstof die je lichaam tijdens zware inspanning kan gebruiken en een van de sterkste meetbare markers voor een lang leven.

Maakt intensiteit uit voor het opbouwen van mitochondriën?

Voor de ademhalingsfunctie wijst het bewijs op ja. Een van de zuiverste tests gebruikte fietsen met één been, zodat elk van 10 jonge, actieve mannen het ene been met intervallen en het andere been continu trainde. Het intervalbeen deed vier inspanningen van 5 minuten op 65% van zijn piekvermogen met herstelperiodes van 2,5 minuut. Het andere been fietste 30 minuten op 50% van het piekvermogen. Het werk per sessie was gelijk, ongeveer 144 kJ per been. Na zes sessies in twee weken had het intervalbeen een hogere citraatsynthase-activiteit (10,2 tegenover 8,4 eenheden) en een hogere maximale ademhaling via complex I en II (58,2 tegenover 42,2 eenheden). De onderzoekers concludeerden dat intensiteit, of het contractiepatroon, een belangrijke bepalende factor is voor hoe spieren zich aanpassen (MacInnis et al., 2017).

Een tweede studie vergeleek drie intensiteiten gedurende vier weken en 12 fietssessies bij 29 gezonde mannen. Eén groep deed sprintintervallen van vier tot tien all-out inspanningen van 30 seconden, één groep deed vier tot zeven intervallen van 4 minuten op ongeveer 90% van het piekvermogen, en één groep fietste 20 tot 36 minuten continu onder de lactaatdrempel, waarbij de laatste twee gelijk waren in totaal werk. De maximale mitochondriale ademhaling steeg alleen na de sprintintervallen, met 25%, en de signaaleiwitten PGC-1α en p53 stegen alleen in die groep, met 60% tot 90%. Citraatsynthase-activiteit en markers voor mitochondriale inhoud veranderden in geen enkele groep (Granata et al., 2016). In die korte periode veranderden de zwaarste inspanningen hoe goed de mitochondriën werkten, maar geen van de programma's voegde er meetbaar meer aan toe.

Leeftijd lijkt de deur niet te sluiten. In een studie van 12 weken bij jongere en oudere volwassenen in de Mayo Clinic verbeterden hoogintensieve intervaltraining en gecombineerde training het aerobe vermogen en de mitochondriale ademhaling, terwijl krachttraining alleen dat niet deed. Intervaltraining keerde veel leeftijdsgebonden verschillen in spiereiwitten om, vooral in mitochondriale eiwitten, samen met een toegenomen mitochondriale eiwitsynthese (Robinson et al., 2017).

Is zone 2 de beste training voor je mitochondriën?

Fietsen in zone 2, een constante inspanning die je kunt volhouden terwijl je nog kunt praten, heeft overtuigde voorstanders, en het werkt duidelijk. Het punt is dat de studies hierboven het niet als superieur laten zien. In de vergelijkingen met gelijk werk hierboven gaven intervallen gelijke of grotere mitochondriale veranderingen dan continu fietsen. Weinig studies definiëren zone 2 zoals coaches dat nu doen, dus de dichtstbijzijnde tests zijn gematigde continue sessies zoals hierboven beschreven.

Waar rustig fietsen zijn plek verdient, is volume. In een studie bij 10 gezonde mannen veranderden vier weken intervalfietsen, drie keer per week, geen van de gemeten mitochondriale markers. Daarna trainden de mannen 20 dagen lang twee keer per dag. Mitochondriale ademhaling en citraatsynthase-activiteit stegen met ongeveer 40% tot 50%, en eiwitten van de elektronentransportketen stegen met ongeveer 10% tot 40% (Granata et al., 2016). Die studie gebruikte intervallen, maar suggereert dat mitochondriale inhoud reageert op hoeveel werk je in totaal doet, en rustig fietsen is een praktische manier om daar veel van op te bouwen. Als je van lange, constante sessies houdt, zijn ze een goede manier om volume op te bouwen. Ze zijn niet de enige weg naar gezondere mitochondriën.

Hoe snel veranderen mitochondriën, en hoe snel verlies je het weer?

De winst kan binnen weken beginnen, niet binnen dagen. Een studie van 12 weken bij inactieve mannen vergeleek sprinttraining met verminderd volume, drie all-out sprints van 20 seconden binnen een sessie van 10 minuten, met 45 minuten continu fietsen op ongeveer 70% van de maximale hartslag, drie keer per week. De piekzuurstofopname steeg in beide groepen met 19%, de insulinegevoeligheid verbeterde in beide groepen, en de mitochondriale inhoud nam vergelijkbaar toe, terwijl de sprintgroep maar een vijfde van de tijd trainde (Gillen et al., 2016). De groepen waren klein, met 9 en 10 mannen, dus zie de gelijkwaardigheid als bemoedigend in plaats van vaststaand.

De minder prettige bevinding is hoe snel de winst verdwijnt. In de studie met hoog volume hierboven gingen de mannen daarna terug naar vijf sessies in twee weken. Daarna verschilde elke mitochondriale meting behalve citraatsynthase-activiteit niet meer van het startpunt, en citraatsynthase bleef ongeveer 36% boven het uitgangsniveau (Granata et al., 2016). Je mitochondriën weerspiegelen wat je recent hebt gedaan. Een programma dat je week na week volhoudt, doet meer voor ze dan een korte uitbarsting van heroïsche inspanning.

Hoogintensieve intervaltraining met verminderde inspanning (REHIT), met twee korte all-out sprints binnen een rit van 10 minuten, zit aan het uiterste lage eind qua tijdsinvestering. Bij 35 inactieve mannen en vrouwen verhoogden zes weken REHIT het maximale aerobe vermogen van 2,54 naar 2,78 L/min, zonder verschil tussen mannen en vrouwen. Dezelfde studie vond grote verschillen tussen individuen in hoeveel ze verbeterden (Metcalfe et al., 2016). Ze mat het aerobe vermogen, niet direct de mitochondriën.

Kunnen supplementen mitochondriën bovenop training een extra boost geven?

Veel supplementen worden aangeprezen voor mitochondriale gezondheid, en voor de meeste bestaan weinig trainingsgegevens bij mensen. Eén bekende studie waarschuwt ervoor aan te nemen dat meer ondersteuning beter is. Jonge mannen namen tijdens vier weken training dagelijks 1.000 mg vitamine C en 400 IE vitamine E. Training verbeterde de insulinegevoeligheid alleen bij de mannen die de antioxidanten niet namen, en de stijging van PGC-1α, een belangrijke regulator van mitochondriale aanpassing, trad alleen op zonder die antioxidanten (Ristow et al., 2009). De stress die een zware sessie veroorzaakt, lijkt deel uit te maken van het signaal dat je spieren vertelt zich aan te passen. Als je hoge doses antioxidanten neemt, bespreek dan met je arts of je ze nodig hebt.

Conclusie

Training is de best onderbouwde manier om je mitochondriën te verbeteren, en zowel intensiteit als volume telt. Zware intervallen lijken te verbeteren hoe goed je mitochondriën zuurstof gebruiken, vaak meer dan rustig fietsen bij gelijk werk. Het totale trainingsvolume lijkt te bepalen hoeveel mitochondriale machinerie je opbouwt, en daar helpen lange, rustige sessies. Veranderingen kunnen binnen een paar weken beginnen en binnen een paar weken weer verdwijnen als je minder doet. Het meeste bewijs komt van kleine groepen jonge mannen, en individuele reacties lopen sterk uiteen, dus een routine die je kunt volhouden is belangrijker dan de perfecte training vinden. Combineer korte, zware inspanningen met het rustige fietsen dat je leuk vindt, en blijf het doen.