De mens heeft eigenlijk een hybride motor: De spieren bevatten twee soorten spiervezels, die elk op een eigen manier brandstof verbruiken. Deze twee manieren om energie vrij te maken zijn enerzijds de Aėrobe cyclus en anderzijds de Anaėrobe cyclus.

De Aėrobe energieproductie

De spiervezels van het type 1 werken voornamelijk door oxidatie van vetten en suikers en deze oxidatie gebeurt met zuurstof die aangevoerd wordt door de longen en de bloedsomloop. Dit zijn de aėrobe spiervezels, ook nog rode of trage spiervezels genoemd. deze spieren kunnen blijven werken zolang er brandstof en zuurstof beschikbaar zijn. Marathon en ultramarathon lopers hebben bijna uitsluitend type 1 spieren. De figuur hiernaast toont een aėroob schema.
Door in te ademen krijgen we zuurstof uit de lucht, die 21 % zuurstof bevat, om deze brandstof om te zetten in energie. Veruit het grootste deel van deze omzetting gebeurt in de vorm van warmte, die we nodig hebben om in de eerste plaats in leven te blijven, maar bij het beoefen van sport is deze warmte overtollig en is een soort "afvalproduct" samen met het uitgeademde  koolzuurgas CO2 en  waterdamp. De longen nemen ook niet alle beschikbare zuurstof op zodat het grootste deel (17 %) terug wordt uitgeademd. Gelukkig wordt ook een klein deel van de energie omgezet in elektriciteit in de vorm van ontladingen, die de spiervezels doen samentrekken. Deze samentrekking veroorzaakt de bewegingen b.v. van bovenbeen, knie en onderbeen die nodig zijn om de pedalen te bewegen. Deze beweging zal tenslotte de nuttige arbeid verrichten.

Het mechanisch rendement van een machine, en dus ook van de mens, is de verhouding van de nuttig geleverde arbeid tot de totale hoeveelheid verbruikte energie, dus rendement R = geleverde arbeid / verbruikte energie.
Hoe kan men het rendement meten?
Het mechanisch rendement wordt gemeten d.m.v. een inspanningstest waarbij ook het zuurstofverbruik en de productie van CO2  gemeten wordt.
Meting van het totale zuurstofverbruik VO2 alleen is niet voldoende omdat iedere molecule zuurstof kan  verbruikt worden hetzij in vetverbranding, hetzij in suikerverbranding. Uit de verhouding VCO2 tot VO2 kunnen we de verhouding vet/suiker - verbranding berekenen. (Nota; strikt genomen moet op VCO2 en VO2 een puntje staan om aan te duiden dat dit volumes gas per minuut zijn).  (Klik)

In het beste geval is deze nuttige arbeid 25 % van de beschikbare energie in de brandstof. Het rendement van de menselijke motor is dus ongeveer 25 %. Bij een aėrobe inspanning blijft het ganse lichaam in principe in evenwicht, hetgeen betekent dat het ganse systeem de inspanning zeer lang kan volhouden; Er is voldoende brandstof aanwezig, er wordt voldoende zuurstof opgenomen, er wordt voldoende zuurstof naar de spiercellen gevoerd, en er worden voldoende afvalstoffen afgevoerd.

Wat gebeurt er met de andere 75 % die vrijkomt als warmte? Dit is een groot probleem want die moeten we kwijt raken, zoniet zou ons lichaam zo erg opwarmen dat het op de kortste keren verdere dienst zou weigeren.  Bij een matige inspanning van 200 Watt zouden we zonder efficiėnt fysiologisch koelsysteem na 15 minuten reeds een lichaamstemperatuur van meer dan 38 °C hebben (Klik)

We kunnen deze warmte afvoeren door middel van 3 fysische mechanismen n.l. door straling, door convectie en door verdamping of zweten.

De  Anaėrobe energieproductie

De spiervezels van het type 2 gebruiken energie die in de spieren is opgeslagen, zonder aanvoer van extra zuurstof. Dit zijn de anaėrobe spiervezels, ook witte of snelle vezels genoemd. Sprinters hebben meer type 2 spieren.
De analogie met de hybride automotor is dus duidelijk; Type 1 spieren zijn zoals de benzinemotor, en type 2 spieren zijn zoals een elektrische motor werkende op een batterij.
Deze anaėrobe batterij is snel leeg. Een sprinter kan alles geven gedurende 5 tot 15 seconden, en dan is het over and out! Dit is de werkelijke reden waarom sprinters zo moeilijk een echte col kunnen rijden. Dus niet omdat zij zwaarder zijn, maar wel omdat zij de verkeerde spieren hebben. Omgekeerd kan een "strijkijzer" nooit een sprinter worden.

Hiernaast zien we de spiersamenstelling van verschillende soorten sporters. De meest extreme duursporters zijn de marathon lopers, die tot 95% type 1 spieren hebben.

Fietsers hebben typisch tussen 40% en 80% type1 spieren. De extreem gespecialiseerde sprinters hebben 40%, terwijl de tempobeulen dichter bij de 80% zitten.

Hardlopers-sprinters hebben dan extreem weinig type1 en extreem veel type2 spieren.

 

 

 

Kritisch vermogen en Anaėrobe werk capaciteit

Hoe gaat ons lichaam om met deze twee vormen van energieproductie? Voor inspanningen met een lage intensiteit is het aėrobe systeem ruim voldoende, en kunnen we bijna zonder beperking blijven sporten. Zo kan men berekenen dat van uit energetisch standpunt een normale mens genoeg aėrobe energievoorraad heeft om 5 marathons na elkaar te lopen! Het hoogste vermogen waarbij we de inspanning zeer lang (oneindig lang?) kunnen volhouden  noemen we het Kritisch vermogen, aangeduid als PKV. Om meer vermogen te leveren dan PKV moeten we beroep doen op anaėrobe energie. We gaan dan "in het rood" en zullen dus snel onze anaėrobe batterij uitputten. Kunnen we op een of andere manier testen hoe groot onze PKV is? En hoeveel energie er in onze anaėrobe batterij zit, m.a.w. hoe groot onze Anaėrobe Werk Capaciteit - AEWC is?