3.3.1 Te weinig koolhydraten

KOOLHYDRATEN
Voorstudie voor presentatie
Pieter de Heer
Hillebrand Verkroost
René Schoen
Januari 2008
Koolhydraten
1. Wat zijn koolhydraten?
De energie die voeding levert, komt slechts uit vier groepen brandstoffen. Dit zijn
eiwitten, vetten, koolhydraten (verzamelnaam voor zetmeel en suikers) en alcohol. De
hoeveelheid energie die een brandstof levert, wordt uitgedrukt in kilocalorieën (kcal) of
kilojoules (kj). 1 Kcal staat gelijk aan 4,2 kJ. Zo leveren eiwitten en koolhydraten per
gram 4 kcal (= 17 kJ), alcohol 7 kcal (= 29 kj) en vetten 9 kcal (= 38 kJ).
Koolhydraten zijn verbindingen tussen de elementen koolstof, zuurstof en waterstof.
Aangezien de verhouding tussen de elementen zuurstof en waterstof gelijk is aan de
verhouding die men bij water aantreft, spreekt men van koolhydraten.
De koolhydraten zijn onder te verdelen in de mono-, di-, oligo- en polysachariden.
Monosachariden: enkelvoudige suikers. De bekendste zijn: glucose, fructose en
galactose
Glucose. Dit is kortweg de meest basale vorm van suiker.
Disachariden: tweevoudige suikers. Bijvoorbeeld: tafel- of
rietsuiker, maltose, lactose.
Lactose (melksuiker)
Oligosachariden: suikers die uit 3 tot 10 glucose-eenheden bestaan, bijvoorbeeld
maltodextrine.
Polysachariden: moleculen met meer dan 10 en tot in de duizenden suikereenheden. De
belangrijkste voorbeelden hiervan zijn: zetmeel, cellulose en glycogeen.
1
2. Wat is de functie van koolhydraten in ons lichaam?
Na de spijsvertering met allerlei enzymen in ons maag-darmkanaal en in de lever
ontstaan uit deze uit de voeding opgenomen brandstoffen kleinere deeltjes.. Het bloed
neemt de stoffen op uit de darmen en vervoert die naar spieren, hersenen, lever enz.
De vertering van koolhydraten begint zelfs al bij het speeksel in de mond. Het is
verreweg de snelst in energie om te zetten bron. Is het niet acuut nodig dan wordt het
opgeslagen in de vorm van suiker (glucose, voornamelijk in het bloed) en als glycogeen
(in feite een soort opeenstapeling van suikers) in de spieren en de lever. Het is bekend
dat er verschillende processen zijn voor de levering van energie. Het gebruik van
koolhydraten, samen met zuurstof om de brandstof ATP te leveren speelt bij vrijwel alle
vormen van langdurige grote inspanning - en dus zeker bij duursport - een hoofdrol.
Als we langdurig een forse prestatie leveren (meer dan 50% van de maximale
zuurstofopname) zal deze energiebron relatief het meest worden aangesproken. Als deze
bron, na 1,5 tot 2 uur vrijwel op is, zullen de andere bronnen (verbranding van vrije
vetzuren en eiwitten) relatief meer moeten leveren. De verbranding van deze vervolgprocessen verloopt echter veel minder efficiënt: deze processen kosten meer zuurstof. Bij
een gelijkblijvend maximaal zuurstofopnamevermogen betekent dit onvermijdelijk het
terugdraaien van onze inzet (geleverde prestatie). Wielrenners en schaatsers kennen
hiervoor een bekende uitdrukking: zij ontmoeten "de man met de hamer".
We moeten ons daarbij tevens realiseren dat de enige brandstof voor onze hersenen
glucose is. Een te laag glucose-gehalte (bloedsuikergehalte) is van invloed op de
prestaties van ons zenuwstelsel. Hierdoor kunnen effecten optreden, zoals
ongecontroleerde bewegingen, die niet meer zijn te verklaren door een te kort aan
energie bij de spieren alleen.
3 energiesystemen en hun brandstofmengsel
Naargelang de duur en de intensiteit van de inspanning, kan het lichaam beroep doen op 3
verschillende energiesystemen om de opgeslagen energie om te zetten in mechanische energie en
dus ATP te vormen.
2
Enkele getallen
Onder gewone omstandigheden beschikken we over een voorraad van ca. 300 gram
koolhydraten. Per gram koolhydraat wordt een hoeveelheid energie van ca. 16,5 kjoule
(4 kcal) geleverd. Zo levert onze voorraad van 300 gram een totale hoeveelheid energie
die overeenkomend met ca. 5000 kjoule (ca. 1200 kcal).
Als we hardlopen met een snelheid van ca. 15 km/uur (marathon wordt dan in ca. 2 uur
en 50 minuten afgelegd) verbruiken we bijvoorbeeld 70 kjoule/minuut (1 6,6
kcailminuut). In 2 uur en 50 minuten (=1 70 minuten) wordt zodoende 170 x 70 =1 1
900 kjoule (ca. 2800 kcal) verbruikt. We zien dat de totaal benodigde hoeveelheid
energie in dit voorbeeld ca. 2,5 maal zo veel is dan alleen door de voorraad koolhydraten
geleverd kan worden. Om de prestatie vol te houden dient men:


over extra voorraden koolhydraten te beschikken;
andere energie-leveranciers (vetten en eiwitten) aan te spreken.
Het is inderdaad mogelijk om extra koolhydraten tijdens inspanning of daarvoor op te nemen.
3. Wat zijn de gevolgen bij te veel of te weinig koolhydraten?
3.1 Te veel
Bij een overdaad aan koolhydraten zal ons lichaam deze als reserve wegzetten rondom
spieren en organen. Dit gebeurt in de vorm van vetten. Dit kan de functie van spieren en
organen belemmeren. Ook de onderhuidse vetreserve neemt toe. Dat is zinvol in strenge
winters of voor hongersnood. Voor prestaties op kortere termijn zijn zij belastend
doordat het skelet, gewrichten en banden het zwaar te verduren krijgen.
Een teveel aan enkelvoudige suikers kan de vochtopname belemmeren omdat de maag
wordt afgesloten. Handig als toetje bij een karige maaltijd, minder handig bij topsport bij
warm weer.
Overigens is de verbranding niet bij iedereen gelijk. Wat voor de een te veel is is voor de
ander net aan voldoende:
We kunnen het menselijk lichaam in drie typen verdelen: ectomorf, mesomorf, en endomorf. Je lichaamstype bepaalt
voornamelijk of je aanleg hebt om spieren op te bouwen en of je aanleg hebt om dik te worden. De Amerikaanse psycholoog
William Sheldon was de bedenker van deze lichaamstypen.
Meestal zijn we een combinatie van twee van deze typen (op uitzonderingen na). Het is voor jezelf belangrijk om je te spiegelen
aan een type. Zo kun je rekening houden met je training en je voeding.
3
De ectomorf heeft een overwegend snelle stofwisseling. Hij heeft van nature een vetpercentage en moeite bij het opbouwen
van spieren. Om spieren op te bouwen, moet een ectomorf veel koolhydraten eten. Een ectomorf heeft vaak lange vingers,
lange tenen en een lange nek. Het gezicht verbrandt vaak erg snel onder invloed van zonlicht en ectomorfen hebben vaak last
van temperatuurswisselingen (onder andere door het lage vetpercentage kunnen ze slecht tegen lage temperaturen). Ook het
haar is vaak dun en groeit zeer snel.
De mesomorf is atletisch gebouwd. Hij heeft meer aanleg om spieren te krijgen dan dik te worden. Een mesomorf heeft zware
botten en vaak een dik gezicht. Ook heeft de mesomorf aanleg om snel bruin te worden in de zon.
De endomorf is het stevigste lichaamstype. De endomorf heeft een hoog vetpercentage en aanleg om spieren op te bouwen.
De spieren zijn echter vaak niet goed te zien door de grote hoeveelheid onderhuids vet. De endomorf heeft zware botten en
vaak korte armen en benen. Mensen die endomorf zijn, moeten niet teveel koolhydraten eten.
4
3.2 Onevenwichtige voeding
Ook een onevenwichtige verhouding van voedingsstoffen kunnen tot een verstoring
leiden. De energie uit koolhydraten is belangrijk bij de spijsvertering van eiwitten en
vetten. Ruwvezels prikkelen de darmen tot meer activiteit. Alcohol levert wel energie,
maar vervuilt het lichaam met gifstoffen. Voor de verwerking daarvan is extra vocht
nodig.
Toch kan onevenwichtige voeding onvermoede effecten hebben. Op gebrek aan een
voedingsstof zal het lichaam reageren door er extra zuinig mee om te gaan. Bij
vernieuwde aanwezigheid van de eerst schaarse stof zal het lichaam overcompenseren
en deze voedingsstof extra opslaan. Een theorie, die al wel toegepast wordt voor
duursporters. Eerst een periode koolhydraatarm eten, waarna een koolhydraatrijk dieet
in de week voorafgaand aan de duurprestatie.
Ook het Atkinsdieet maakt gebruik van koolhydraatarme voeding.
Naast koolhydraten kan het lichaam ook eiwitten en vetten verbranden, al hebben deze niet de voorkeur omdat
ze eigenlijk andere functies hebben. Eiwitten zijn namelijk opgebouwd uit aminozuren, de bouwstenen voor het
lichaam. Vet dient zoals gezegd voor de langdurige opslag van energie en als isolatielaag. De verbranding van
eiwitten en vetten verloopt dan ook lang niet zo snel als
die van koolhydraten.
Figuur 2.Producten uit de basis van de voedingspiramide
kunnen volgens Atkins vermeden worden.
Dat laatste aspect is waar Atkins gebruik van maakt. Het eten van koolhydraten stimuleert namelijk de vorming
van het hormoon insuline. Insuline zorgt ervoor dat glucose wordt omgezet in glycogeen, dat kan worden
opgeslagen in de spieren tot er zich een behoefte aan snel beschikbare energie aandient. Insuline stimuleert
echter ook de omzetting van koolhydraten in vet (en de opslag daarvan) en veroorzaakt een hongergevoel.
Wanneer je minder koolhydraten eet, maak je minder insuline aan en sla je minder snel vet op. En je hebt ook
nog eens minder honger!
5
3.3.1 Te weinig koolhydraten
Een tekort aan koolhydraten kan vele problemen veroorzaken. Na een training kan je
lichaam meer glucose opnemen in de spiercellen, een eigenschap die van groot belang is
voor het aanvullen van het glycogeengehalte (je lichaam blijft in deze staat tot 2 uur na
een training). Als je geen koolhydraten eet na je training, zal je glycogeengehalte dalen
en zal er een glucosetekort ontstaan. Hierdoor zullen je spieren de energie missen om te
kunnen groeien. Of je nu vlak na je training suikers eet of complexe koolhydraten maakt
geen verschil, zolang het aantal koolhydraten dat je eet maar voldoende is. Het aantal
koolhydraten dat je na de training moet eten ligt tussen 0,7 en 1 gram per kilogram
lichaamsgewicht. Eén a twee uur later zou je deze zelfde hoeveelheid nogmaals moeten
nuttigen. Om een zo hoog mogelijk glycogeengehalte te bereiken heb je 7-10 gram
koolhydraten per kilo lichaamsgewicht nodig per dag. Uiteraard is dit niet aan te raden
voor wie een dieet volgt. Het is daarentegen een echte must voor iedereen die onder
12% vetgehalte zit. Wie tussen 12% en 15% lichaamsvet heeft, kan dit ook volgen, mits
er voldoende cardiotraining aan te pas komt. Het is in elk geval, voor iedereen die
spieren wil opbouwen, een aanrader om direct na en vervolgens nog eens 1 a 2 uur later
0,7 tot 1 gram koolhydraten per kilo lichaamsgewicht te nuttigen.
Een algeheel tekort aan voedingsstoffen betekent dat we eerder een beroep zullen doen
op vetvoorraden en wanneer die niet voldoende aanwezig zijn zelfs eiwitten. We eten
onze eigen spieren en ons eigen lichaam op.
3.3.2 Ondervoeding algemeen en de gevolgen voor de longfunctie
Uit verschillende onderzoekingen is gebleken dat ondervoeding verschillende aspecten
van de longfunctie negatief beïnvloedt. Zo is bij patiënten met ongeveer 30%
gewichtsverlies geconstateerd dat de hoeveelheid spier van het middenrif aanzienlijk
(circa 40%) vermindert, het maximale inademingsvolume kan afnemen tot 35% en de
vitale capaciteit van de longen eveneens flink reduceert. Bij ondervoede proefdieren werd
emfyseem in de longen geconstateerd, alsmede een afname van de alveolaire
oppervlaktespanning, een afname in hoeveelheid en lengte van elastische spiervezels en
een afname van de hoeveelheid onverzadigd lecithine, wat weer een belangrijke
component is van longsurfactant. Ook bij gezonde proefpersonen die enkele weken op
een laag energetisch dieet werden gezet (variërend van 550-1500 kcal/dag) werden
reducties gevonden in vitale longcapaciteit en andere parameters voor de longfunctie.
6
4. Welke koolhydraten zijn verstandig bij inspanning?
Inspanning vraagt veel brandstoffen en een evenwichtige water- en mineralenhuishouding. Bij een gebrek aan koolhydraten gaan we over op vetverbranding. Omdat
deze trager energie levert zullen we ook trager lopen. Maar niet allleen de spierfuncties
gaan achteruit. De coördinatie neemt tijdelijk af evenals het denkvermogen. Ook
andere vitale functies gaan achteruit. Je loopt geen marathon, je loopt
gezondheidsrisico’s. Als je zeker weet dat je in de vetverbranding terecht komt (en bij
een marathon weet je dat) zul je extra getraind moeten zijn op extra opslag van
koolhydraten, opname van koolhydraten tijdens de inspanning en een lijf dat een tikkie
hebben kan. Het innemen van snelle suikers geeft eerst heen sterke stijging van het
bloedsuikergehalte (hyperglykemie) gevolgd door een sterke stijging van de
insulineproductie met een suikertekort (hypoglykemie) in het bloed als gevolg. Vooral de
duursporter zit daar niet op te wachten Complexere koolhydraten geven een rustiger
beeld. Algemeen is dan ook de aanbeveling om complexere koolhydraten te gebruiken.
Het bloedbeeld blijft evenwichtiger. Bovendien is een effect van een grote
insulineproductie de behoefte aan nog meer (snelle) suikers. Daar word je alleen maar
dik van.
7
5. In welke voedingsmiddelen zitten koolhydraten?
5.1 algemeen
Bronnen van koolhydraten die langzaam verbranden zijn onder andere:

Havermout

Volkoren brood

Granen

Aardappelen, Zoete aardappelen

Pasta

Rijst
Niet alle complexe koolhydraten verbranden even snel, bijvoorbeeld volkoren
brood verbrandt langzamer dan wit brood, witte rijst verbrandt sneller dan bruine
rijst. Let er ook op dat pasta sneller verbrandt dan de meeste andere complexe
koolhydraten.
Bronnen van koolhydraten die sneller verbranden zijn onder andere:

Snoep

Frisdrank

Cake, Gebak

Suiker van elke soort

Vruchtensap - Niet zo goed als fruit, maar een betere keuze dan bovengenoemde
voedingswaren

Fruit - Nog steeds een goede bron van vezels, vitaminen, en mineralen.
Een banaan bevat veel koolhydraten. Hoe rijper de banaan,
des te meer enkelvoudige koolhydraten deze bevat.
Enkelvoudige koolhydraten worden veel sneller opgenomen
in het bloed dan samengestelde koolhydraten.
Deze samengestelde vind je veel in een nog groene banaan.
Koolhydraten hebben ook invloed op bloedsuiker, het peil van de glycogeenvoorraden en
de productie van insuline. Als je enkelvoudige koolhydraten (zoetwaren, suikers) neemt,
stijgt je bloedsuiker relatief snel om vervolgens nog sneller te dalen (behalve als je ze na
de training inneemt), waardoor je je moe en slaperig voelt, en zelfs naar nog meer
suikers en koolhydraten verlangt. Dit is een andere reden waarom complexe
koolhydraten de voorkeur hebben.
8
5.2 Energiedranken
De laatste 10-15 jaar is er enorm veel onderzoek gedaan naar de effecten van
koolhydraatrijke dranken op de stofwisseling tijdens inspanning en het
prestatievermogen. Ofschoon een relatie tussen voeding en prestatie al werd
gesuggereerd door Hippocrates (360 BC), is gestructureerd onderzoek pas laat op gang
gekomen. Het eerste onderzoek waarin iets gebruikt werd wat op een sportdrank lijkt
was in 1923 toen tijdens de Boston marathon aan een aantal lopers een
koolhydraatoplossing dronken. Het bleek dat de lopers die deze drank kregen beter in
staat waren om hun bloedsuikerspiegel op peil te houden. Pas in de jaren ‘80 werd er
meer vooruitgang geboekt en werd duidelijk aangetoond dat koolhydraatdranken de
duurprestatie van meer dan 2 uur konden verbeteren.
Ook werd aangetoond dat dehydratie tot prestatiedaling leidt en dat dit kon worden
voorkomen met bepaalde dranken. Daarna heeft het onderzoek zich meer specifiek
gericht op het optimaliseren van deze dranken: welke soort koolhydraten, hoeveel en
wanneer moet de inname gebeuren.
Tegelijkertijd werden onderzoeken uitgevoerd naar de maagledigingssnelheid en de
absorptiesnelheid van verschillende dranken.
Tabel 1: maximaal aanbevolen hoeveelheden koolhydraten in sportdranken
Fructose (a)
35 g/L
Glucose (b)
55 g/L
Sucrose
100 g/L
Maltose
100 g/L
Maltodextrines 100 g/L
Zetmee (c)
100 g/L
Fructose (a) 35 g/L
Glucose (b) 55 g/L
Sucrose 100 g/L
Maltose 100 g/L
Maltodextrines 100 g/L
Zetmee (c) 100 g/L
(a) Fructose ingenomen in grotere hoeveelheden kan maag-darmproblemen veroorzaken
zal ook de osmolaliteit erg hoog maken
(b) Glucose in grotere hoeveelheden zal de drank hypertoon maken
(c) Dit geldt alleen voor oplosbaar zetmeel (amylopectine). Het gebruik van onoplosbaar
zetmeel (amylose) wordt volledig afgeraden.
Meer recentelijk werd aangetoond dat koolhydraatrijke dranken ook het
prestatievermogen bij korter durende inspanningen van ongeveer een uur kan
verbeteren (Jeukendrup et al 1998).
De vraag of sportdranken het duurprestatievermogen kunnen verbeteren kan daarom
unaniem met ja beantwoord worden. Meer informatie kan gevonden worden in een
eerder artikel in Bodytalk (nr. 198). In wat volgt wordt nagegaan over welke
bestanddelen en eigenschappen een sportdrank zou moeten beschikken.
9
5.2.1 De ingrediënten
De ingrediënten van een sportdrank zijn water, koolhydraten en elektrolyten.
Elektrolyten zijn mineralen zoals Natrium (Na+), Kalium (K+), Magnesium (Mg2+),
Chloor (Cl-) en hebben een elektrische lading. Andere substanties worden vaak
toegevoegd, maar dat is grotendeels om de smaak van de drank of de houdbaarheid te
verbeteren (bv. citroenzuur). De dranken verschillen niet alleen in de soort koolhydraten
en elektrolyten, maar ook in de respectievelijke hoeveelheden die ze ervan bevatten.
Belangrijke eigenschappen van een drank zijn de osmolaliteit en de zuurgraad. Helaas
worden deze niet altijd vermeld op de verpakking. Het Human Performance Laboratory
aan de Universiteit van Birmingham (UK) deed deze metingen op een gamma van
dranken. In de bespreking wordt vooral ingegaan op het koolhydraatgehalte, het soort
koolhydraten, de osmolaliteit en de zuurgraad. Gegevens over elektrolytgehaltes kunnen
hier (nog) niet worden gepresenteerd
5.2.2 Soorten koolhydraten
De meest voorkomende koolhydraten in sportdranken zijn glucose, fructose en
maltodextrines. Een aantal dranken bevatten ook zetmeel (bv. Isostar Long Energy) of
sucrose (bv. Gatorade). Maltodextrine is een goede koolhydraatbron omdat het minder
effect heeft op de osmolaliteit dan glucose (zie verder) en omdat het bijna geen smaak
heeft. Fructose heeft een zoete, fruitige smaak, maar heeft als nadeel dat het maagdarm problemen veroorzaakt wanneer het in grotere hoeveelheden wordt geconsumeerd.
Daarnaast wordt fructose ook minder snel geoxideerd in het lichaam. Dat geldt ook voor
amylose wat we daarom ook nooit in sportdranken aantreffen. Kort samengevat:
maltodextrines en glucose zijn de beste energiebronnen en deze moeten het
hoofdbestanddeel van de koolhydraten vormen. Een kleine hoeveelheid fructose wordt
vaak toegevoegd voor de smaak. Te grote hoeveelheden van de enkelvoudige
koolhydraten kan zorgen voor een te hoge osmolaliteit (zie hieronder).
Koolhydraatgehalte: dorstlesser versus energiedrank
Sportdranken worden vaak in twee categorieën ingedeeld: dorstlessers en
energiedranken (ook vaak “voeding” genoemd). Het verschil zit hem uitsluitend in het
koolhydraatgehalte. Wanneer een drank 40 tot 80 gram koolhydraten per liter bevat,
wordt het een dorstlesser genoemd, wanneer een drank 80-200 gram koolhydraten bevat
spreekt men van een energiedrank. De term “dorstlesser” is overigens misleidend want
deze dranken zullen de dorst niet lessen en zelfs dorstgevoelens oproepen vanwege hun
relatief hoge zoutgehalte.
Onderzoeken hebben duidelijk aangetoond dat men een minimaal een bepaalde
hoeveelheid koolhydraten moet innemen wil de drank een effect hebben op de prestatie.
Minder dan 20 gram koolhydraten per uur heeft geen effect. Omdat er maximaal 60-70
gram koolhydraten per uur uit een drank verbruikt kunnen worden, wordt algemeen
aangeraden om 60- 70 gram koolhydraten per uur te nemen (Jeukendrup en Jentjens,
2000).
Dranken die meer dan 50 gram enkelvoudige suikers (zoals glucose en fructose) per liter
bevatten remmen de maaglediging. Energiedranken (>80 gram koolhydraten per liter)
remmen dus in alle gevallen de maaglediging.
Zowel dorstlessers als energiedranken kunnen genoeg energie (koolhydraten) leveren
tijdens inspanning. In het geval van de dorstlesser moet er wel een aanzienlijke
hoeveelheid gedronken worden. Het nadeel van een energiedrank is dat deze de
maaglediging kan remmen en daardoor de vochtopname kan remmen. Energiedranken
zijn daarom alleen geschikt in situaties met minimaal vochtverlies (bv. koud weer). Als
men de onderzoeksresultaten samenvat komt men tot de vaststelling dat een drank die
60 tot 80 gram koolhydraten per liter bevat in veel gevallen ideaal is voor de aanvoer
van zowel vocht als energie.
10
6. Bronnen
Fysiologie voor de sportpraktijk – Houtman e.a. 5e druk 2000
Lichamelijke oefening – Midas Dekkers 2007
Cursusboek Trainer Loopgroepen – KNAU 2007
Internet:
www.gezondsporten.be
www.kernkracht.org
www.schooltv.nl
www.kennisnet.nl
www.nationaalkompas.n
www.nutricia.nl/medisch
11