‘De klimaatkamer is mijn natuurlijke habitat’, grapt Hein Daanen. Het is begin juli, de bewegingswetenschapper van de Vrije Universiteit spreekt op het symposium van Perspectief-programma Citius Altius Sanius (CAS), dat plaatsvindt op sportcentrum Papendal. Dit is de thuisbasis van sportkoepel NOC*NSF, dat met onder andere de voetbal-, hockeybond, Sailing Innovation Centre en het Watersportverbond deelnemer is in het brede onderzoeksprogramma.
Daanen doet in zijn deel specifiek onderzoek naar sporten in extreme hitte en het voorkomen van hitte gerelateerde klachten. In een speciale klimaatkamer op de VU kunnen de onderzoekers zware weersomstandigheden nabootsen en monitoren wat het effect op het lichaam is.
Acclimatiseren noodzakelijk
‘Een topsporter produceert veel warmte. Die probeert het lichaam op twee manieren kwijt te raken, legt Daanen uit. ‘Het gaat meer bloed naar de huid sturen om af te koelen. Daarbij pakt de huid wat zuurstof af van de spieren. Dat leidt tot prestatieverlies.’ Daarnaast ga je zweten, maar een hoge luchtvochtigheid maakt dat de druppeltjes op de huid niet verdampen. ‘Een 1 graad hogere kerntemperatuur van het lichaam leidt al tot een verminderde efficiëntie van 1 procent. Gezien de kleine verschillen in de topsport is dat enorm. Zonder acclimatisatie heb je een heel groot nadeel.’
Door acclimatisatie past het lichaam zich aan de warmte aan. Daanen en collega’s onderzochten hoe dat het beste in z’n werk gaat en stelden een hitteprotocol op. ‘Idealiter heb je veertien dagen nodig om aan hitte te acclimatiseren. In die periode lever je elke dag een inspanning, waarbij het de bedoeling is dat je lichaamstemperatuur stijgt naar tussen de 38 en 38.5 graden Celsius. Dan ontstaan er fysiologische aanpassingen in het lichaam.’
Zo loopt de hartslagfrequentie bij dezelfde inspanning per dag terug. ‘Dat komt doordat het lichaam meer bloedvolume krijgt en meer vocht vasthoudt. Dat maakt dat je beter kunt zweten en koelen. Het lichaam kan makkelijker warmte van de kern aan de huid afgeven.’ Een andere aanpassing is dat de kerntemperatuur bij opstaan steeds iets lager wordt. ‘Je lichaam past zich aan de nieuwe omstandigheden aan. Zo kan een atleet het prestatieverlies door hitte deels terugwinnen, we denken dat het om minstens de helft gaat.’
Wanneer acclimatiseren?
Gezien de volle trainingsschema’s is een belangrijke vraag voor topsporters wanneer dat acclimatiseren plaats moet vinden. Daanen: ‘Een atleet traint lange tijd op de grens van wat het lichaam aankan. Daarna volgt voor een wedstrijd een fase waarin de training minder intensief is, het zogenoemde taperen. Maar die fase valt samen met hitte-acclimatisatie, waarin je juist een inspanning in de hitte moet leveren.’
De onderzoekers onderzochten daarom wat er gebeurt als je de acclimatisatieperiode 28 dagen naar voren haalt. Daaruit bleek dat de positieve effecten beter behouden blijven dan gedacht. ‘Na acclimatisatie bouwt het lichaam als het ware een soort geheugen op. Bij terugkeer in de hitte kost het veel minder tijd om weer te wennen.’ Wel loopt het opgebouwde vermogen om veel te zweten snel terug. Maar door na die 28 dagen weer vier of vijf dagen te reacclimatiseren, kun je dat vermogen weer snel terugwinnen, zegt Daanen.
Naast acclimatiseren is er nog de mogelijkheid om extra te koelen. Dat kan het beste vóór de prestatie gebeuren. ‘Door te koelen stijgt de lichaamstemperatuur bij inspanning minder snel. Je hebt als het ware een koudebuffer’, zegt Daanen. De onderzoekers ontwikkelden en testten met TU Delft en bedrijven speciale koelvesten met daarin zogenoemde phase change materials, een vaste stof die bij een bepaalde huidtemperatuur gaat smelten. Juist dan treedt het grootste koelingseffect op. Daarnaast ontwikkelden de TU Delft samen met NOC*NSF en bedrijven een reflecterende koelpet die gebruik maakt van hetzelfde materiaal. Sporters hebben de pet in de klimaatkamer op de VU getest.
Onderzoek Paralympische sporters
Welke atleet welke middelen inzet, daarover is nog niet veel bekend, daarover moet onderzoek onder Paralympische sporters meer duidelijkheid geven. Promovenda Puck Alkemade gaat een vragenlijst uitzetten onder internationale atleten: ‘Vooraf vragen we naar hun ervaringen met hitte en of ze wel eens hitte gerelateerde klachten zoals hoofdpijn of overgeven hebben gehad. Na de Spelen vragen we ze naar hun ervaringen en hoe ze voorbereid waren. Als die voorbereiding beperkt is, weten we dat er veel winst te behalen valt.’ Daarnaast hopen de onderzoekers meer te weten te komen over welke lichamelijke beperkingen meer risico geven op hitte gerelateerde klachten.
Van ideaal naar praktijk
De nauwe betrokkenheid van de sportbonden is van groot belang voor de uitkomsten van het onderzoek, zegt Daanen. ‘Als wetenschappers zijn we vooral geïnteresseerd in het achterhalen van hoe iets precies werkt. De sportbonden houden ons bij de les. Zij zeggen bijvoorbeeld: “Dit kan heel interessant zijn, maar wij willen ook praktische protocollen hebben.”’ Het betekent goed overleggen en de verschillende belangen bespreken. ‘Zij leggen hun uitdagingen op tafel, wij onze wetenschappelijke gegevens. En dan kijken we wat praktisch gezien handig is en wat niet. Daarbij moet ik proberen om uit de ivoren toren te komen, want wat ik zeg kan soms helemaal niet.’
Hij haalt een voorbeeld aan: wielrenster Annemiek van Vleuten vindt het verschrikkelijk om in een klimaatkamer te trainen. ‘Die fietst liever in de hitte met extra kleding aan. Coaches en sporters hebben vaak te maken met andere omstandigheden of belangen. Daar maakt iedereen een eigen afweging in. Wij adviseren, zij moeten vaak een compromis sluiten. Ons advies gaat over een geïdealiseerd plaatje, de werkelijkheid is vaak veel complexer.’
De onderzoekers proberen actief hun kennis over te brengen op de gebruikers. Maar dat kan toch lastig zijn. ‘Onderzoek geeft niet altijd clear-cut resultaten’, zegt Alkemade. ‘We proberen onze kennis wel in een praktische mal te gieten, maar er zijn altijd mitsen en maren. Dat maakt dat afstand tussen onderzoeker en praktijk nog wel groot is.’
Embedded scientist
Dat komt ook terug in de overdracht van kennis, zegt Daanen. ‘De vraag is vaak: moeten wij het naar hun toe brengen of komen zij het halen? Het is belangrijk om dat uit te spreken, anders komt de kennis niet in de praktijk terecht. Wij hebben de neiging om resultaten te publiceren in wetenschappelijke tijdschriften. Maar NOC*NSF zegt wel eens tegen ons: “Dat hadden we wel eerder willen weten.” Maar de vraag lag er niet. Het gaat om beter communiceren. Daar hebben we beiden van geleerd.’
De onderzoekers proberen de kennis zoveel mogelijk uit te dragen, bijvoorbeeld in artikelen, podcasts of onlangs nog in tv-programma Sportlab Sedoc. ‘Daarnaast kunnen coaches me altijd bellen’, zegt Daans. Grete Koens belde me laatst, de bondscoach van de Atletiekunie. We luisteren mee en kijken of we onze adviezen daarop kunnen aanpassen.’
Een belangrijke rol als intermediair tussen wetenschappers en coaches en sporters is weggelegd voor de embedded scientist. Een relatief nieuwe rol, die binnen steeds meer sportbonden bekleed wordt. Ook binnen CAS zijn ze betrokken (zie onder). ‘Zij zijn in staat dit soort kennis te vertalen. Tegelijkertijd zitten ze in hetzelfde spanningsveld’, zegt Daanen. Zo stuiten ze in de voetbalwereld vaak op een conservatief denkende technische staf: ‘Ze moeten constant hun plek bevechten. Aan de andere kant neemt het besef toe dat het verzamelen van data en het reageren daarop belangrijk zijn voor sportief succes. Dat is de wind die ze meehebben.’
Grete Koens: ‘Ik werk met N=1-groep’
‘Welk tempostrategie moeten we tijdens de wedstrijd toepassen? Want als je het normale wedstrijdtempo aanhoudt, gaat het zeker mis.’ Met die vraag belde Grete Koens, bondscoach van de midden- en langeafstandlopers wetenschapper Hein Daanen onlangs voor advies.
Voor lopers liggen bij hitte veel gevaren op de loer. ‘Bij de 5 en de 10 kilometer is de intensiteit heel hoog. Marathonlopers kunnen uitgedroogd raken. Dan krijg je die zwalkende taferelen. Bij duursport heeft de omgeving grote invloed op het vermogen van het menselijk lichaam.’
‘Ik ben met enkele atleten in de klimaatkamer van Papendal gaan trainen. Ik wil sporters laten ervaren hoe het is om in die omstandigheden te sporten. Dat voelt heftig. We hebben ook geëxperimenteerd met het koelprotocol. Ik volg niet één op éen de adviezen op die ik krijg van onderzoekers. In tegenstelling tot de wetenschap werk ik met een N=1-groep. Bij normaal onderzoek gaat het om gemiddelden, ik moet uitgaan van wat voor die persoon werkt. Maar het is wel fijn dat aannames bevestigd worden door onderzoek.’
Het maakt dat ze niet helemaal het wiel hoeft uit te vinden. ‘We krijgen de beste methodes te horen. Vervolgens testen we uit wat werkt voor de sporters. Zo werk ik met een atleet voor wie vanwege een gevoelig darmstelsel koelen met ijsdrank geen optie is.’ Weerstand merkt ze niet: ‘Atleten weten uit ervaring hoe vervelend die warmte is. Het is gewoon een kwestie van doen. Als je niet acclimatiseert en aan koelstrategie werkt, kun je een veel slechtere prestatie leveren dan gedacht.’
Kamiel Maase: ‘Soms duwen en trekken’
Dat de omstandigheden in Tokio zwaar zijn, beseft Kamiel Maase, performance manager Research & Innovation, al vroeg. ‘Ik heb bij verschillende mensen in mijn netwerk, waaronder Hein Daanen, aan de bel getrokken en gevraagd om hun kennis. Toen kreeg ik de wedervraag of ik wilde meedoen in onderzoeksprogramma CAS.’
‘We hebben meegeschreven aan het onderzoeksvoorstel. Onze vragen staan erin. Aan de andere kant heb je te maken met de specialisatie van de onderzoekers. Daar zit verschil tussen. Een wetenschapper kijkt naar fundamentele mechanismen, onze verantwoordelijkheid is om iets te kunnen toepassen.
‘Neem bijvoorbeeld de koelpet. Voor ons heel welkom. Maar een onderzoeker vraagt zich af of dit nog wel wetenschap is. De TU Delft heeft de pet ontworpen, de VU heeft meetbaar gemaakt of mensen zich er comfortabeler mee voelen en ze misschien prestatie bevorderend werkt. Zo vind je elkaar. Soms is het duwen en trekken, maar dat is niet erg.’
‘Na het ontwerp van het prototype bleek er nog geen fabrikant te zijn. Ik heb die er zelf bij gehaald. Vervolgens hebben we het prototype om moeten bouwen naar een variant die in een fabriek gemaakt kan worden. We delen dezelfde mentaliteit, wetenschappers zijn net als sporters gedreven. Maar je moet wel continu alert zijn, zorgen dat je met elkaar blijft communiceren. Ook als een onderzoeker voor langere tijd het lab induikt, moet je tussentijds verbindingen leggen.’
Van Daanen kreeg hij adviezen over omgang met hitte. ‘Een van de vragen was hoe je de reacclimatisatie doet: actief of passief. Dat bleek niet zoveel uit te maken. Verrassender was dat de terugval ná de periode van acclimatisatie erg meeviel. Natuurlijk hoop je op verrassingen waarmee je een voordeel kunt pakken op anderen. Maar de onderzoeken hebben vooral aan alle kanten bevestigd dat de dingen die we doen juist zijn. En het allerbelangrijkste is de sporters zover te krijgen dat ze er iets mee doen. Ze hebben een vol programma, er spelen andere belangen. Er zijn sporters geweest tegen wie we zeiden dat ze meer moesten doen. Hun reactie: “We zijn bezig met onze kwalificatie, als dat niet lukt, heeft hittevoorbereiding helemaal geen zin.’”
Douwe Broekens: ‘Praktijk vraagt om keuzes’
‘Met wind tegen heb je nog verkoeling, maar met wind mee valt die weg, terwijl je nog hard moet werken. Dan krijg je het gevoel dat je ontploft.’ Dat zegt Douwe Broekens, embedded scientist bij het Sailing Innovation Centre. Ook voor de Olympische zeilers vormt hitte een grote uitdaging. ‘We hadden al lijntjes, met NOC*NSF, met koelvestproducenten. Toen kwam onderzoeksprogramma CAS langs. We hebben het probleem van Tokio aangestipt.’
‘Het onderzoek naar acclimatiseren heeft ons belangrijke inzichten gegeven. Voor onze zeilers is het allerbelangrijkst dat ze zo hard mogelijk kunnen zeilen. Ze willen zich op hitte voorbereiden, maar hun focus ligt er niet op. Ze hebben al kracht-, conditie- en zeiltraining. De vraag is dus hoe ze met zo min mogelijk inspanning een zo groot mogelijk resultaat kunnen boeken. Hoe lang moet je in de klimaatkamer, hoe vaak en wanneer? Dat willen we weten.
‘Een wetenschapper spreekt zich pas uit of iets A of B is, als het goed is onderzocht. Maar in de praktijk moet je soms al een keuze maken. Ik kan niet in het midden blijven hangen. Dat is mijn rol richting de coaches. Dan is het zaak de wetenschapper te triggeren om op basis van wel aanwezige kennis een advies uit te brengen. Dat is goed gelukt. De wetenschap heeft daar echt aan bijgedragen.
‘De zeilers weten hoe zwaar de hitte is. Maar ze zijn ook kritisch. Als er een extra activiteit bij hun drukke programma komt, moet je dat kunnen onderbouwen. Om de drempel te verlagen hebben we op onze thuisbasis zelf klimaatkamers gebouwd. Uiteindelijk ga je de race hier niet door winnen. Maar als je niet je normale fysieke output kunt leveren, ga je de race er zeker wel door verliezen.’
Onderzoeksprogramma Citius Altius Sanius
Hoe krijg je mensen aan het sporten? En voorkom je vervolgens dat ze daarbij blessures oplopen? Op die vragen is Perspecitief-programma Citius Altius Sanius (sneller, hoger, gezonder) gericht. De onderzoekers ontwikkelen en gebruiken innovatieve draagbare sensoren, bijvoorbeeld verwerkt in kleding, om de fysieke en fysiologische belasting te meten, data science om het blessurerisico voor individuele sporters te berekenen, en bewezen effectieve gepersonaliseerde feedbackmethoden om het gedrag van sporters op alle prestatieniveaus te beïnvloeden. Het onderzoek is een samenwerking tussen universiteiten, academische ziekenhuizen, NOC*NSF, sportbonden en sportploegen en -artsen.
Lees meer over Citius Altius Sanius
Dit artikel verscheen eerder op de website van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO)
