CNS vermoeidheid: Hoe zit het nou echt?
- Weet je waarom squats en deadlifts je zo vermoeien?
- Weet je waarom je moeite hebt om te slapen na een zware training?
- Weet je waarom compound- en hoge-intensiteitstraining vermoeiender zijn dan isolatiewerk en sets met hogere herhalingen?
Dat is vermoeidheid van het centrale zenuwstelsel (CNS: Central Nervous System). Vermoedelijk… CNS vermoeidheid is namelijk een onderwerp dat vol zit met broscience.
Laten we eens kijken wat centrale vermoeidheid nu werkelijk is, wat het veroorzaakt, wat het betekent voor je training en welke mythes erover bestaan.
Wat is CNS vermoeidheid?
CNS vermoeidheid gaat over je centrale zenuwstelsel; de hersenen en je ruggenmerg. Als je CNS vermoeid is, heeft deze moeite met het aansturen van je spieren. Dus ondanks dat je spieren wel veel kracht kunnen leveren, zouden ze hierin beperkt worden. Ze krijgen niet meer de juiste instructies. Centrale vermoeidheid ontstaat wanneer stimulatie vanuit de motorcortex en/of de motorneuronactiviteit afneemt. Oftewel: het is een afname van vrijwillige spieractivatie.
CNS vermoeidheid is iets anders dan perifere vermoeidheid, welke optreedt buiten het CNS. Spierschade en metabole stress binnen je spieren zijn een voorbeeld van perifere vermoeidheid. Deze effecten zijn lokaal en specifiek aan de spier waarin het plaatsvindt. Als je een hamstring scheurt, zal dat niet per se invloed hebben op je quadriceps. Dit staat in contrast met neurale vermoeidheid, wat je gehele lichaam kan aantasten.
Mythe 1: Hoe hoger de oefeningsintensiteit, hoe meer CNS vermoeidheid je opwekt
Van CNS vermoeidheid wordt veelal gezegd dat het doorgaans ontstaat bij hogere neurale vereisten, ofwel hoge-intensiteitstraining. Het klinkt erg aannemelijk: Hoe hoger het percentage van je 1RM, hoe meer werk het CNS moet verrichten, hoe vermoeiender het CNS wordt. Toch?
Fout. Het is exact het tegenovergestelde. Gedurende duurtraining met all–out inspanning, is de centrale vermoeidheid hoger na lagere intensiteit training, dan bij hogere intensiteit training [2, 3, 4].
CNS vermoeidheid bij duurtraining
Neurale vermoeidheid zie je makkelijk na duurtraining, zoals marathons. Maar wetenschappers moeten vaak nog enorme moeite doen om op betrouwbare wijze de CNS vermoeidheid op te wekken bij krachttraining.
CNS vermoeidheid bij krachttraining
Als voorbeeld van een ‘krachttraining’ studie, die significante centrale vermoeidheid bevond, bestudeerde Smith et al. (2007) een biceps contractie van 70 minuten. Ik weet niet hoe het met jou zit, maar dat is niet de manier waarop ik mijn ‘guns’ train. Een vergelijkbare studie bevond centrale vermoeidheid na een dorsiflexor contractie van 4 minuten.
Een realistischer programma vergeleek 3 sets van 12 herhalingen, met 1 minuut rust tussen sets; vs. 5 sets van 3 herhalingen, met 3 minuten rust tussen sets. Welke van de twee veroorzaakte meer neurale vermoeidheid? Strikvraag: geen van beide trainingen veroorzaakte enige CNS vermoeidheid. Ander onderzoek faalde ook in het bevinden van CNS vermoeidheid bij krachttraining, ongeacht de gebruikte intensiteit.
Sterker nog; beide studies bevonden een ophoging van centrale motor output, waarschijnlijk om de perifere vermoeidheid te compenseren. Dus niet alleen was alles perifere vermoeidheid; het CNS was daadwerkelijk overuren aan het draaien om te compenseren voor de lokale vermoeidheid.
Een enorme beperking van alle bovenstaande studies is dat de trainingen uit niets anders bestonden dan isolatieoefeningen. Compoundoefeningen zouden volgens velen meer CNS vermoeidheid veroorzaken dan een enkel lichaamsdeel trainen. Laten we eens kijken wat er gebeurt gedurende een daadwerkelijk realistische trainingssetting.
CNS vermoeidheid onderzoek elite-atleten
Howatson et al. (2016) bestudeerden het neuromusculaire herstel van elite atleten. Deze gasten squatten ruim 190 kg en renden de 100 meter in 10,44 seconden. Het wereldrecord is 9,58 seconden, gezet door Usain Bolt in 2009. De dames rockten een 108 kg squat en renden de 100 m in 11,73 seconden. Het wereldrecord is 10,49 seconden, gezet door Florence Griffith-Joyner in 1988.
Deze elite-atleten verrichtten vervolgens een van hun normale trainingen, bestaande uit 4 sets van 5 herhalingen squats, split squats en push press: een totaal van 12 sets aan zwaar compoundwerk. Split squats zijn een sterke kandidaat voor de meest brute oefening binnen krachttraining. Push presses omvatten de gehele menselijke beweegketen van voeten tot handen en omvatten meer spieren dan squats en deadlifts. Hoe lang denk je dat het duurde voordat centrale vermoeidheid na deze training herstelde?
Dat was een strikvraag: Er was geen centrale vermoeidheid. Vrijwillige CNS activatie nam niet af van pre- tot postworkout en was 24 uur later nog steeds stabiel. Uiteraard was er significante neuromusculaire vermoeidheid, zoals bleek uit de verlaagde contractiekracht van de spieren en een insignificante trend voor lagere sprongkracht.
Er was ook metabole stress, gemeten middels een toename van lactaat in het bloed. Maar het zenuwstelsel had geen enkele moeite met het activeren van de spieren. De spieren zelf waren simpelweg vermoeid, waarschijnlijk door de schade van de training en de metabole stress. De vermoeidheid was lokaal, binnenin de spieren en niet in het centrale zenuwstelsel.
Als 12 sets aan zwaar compoundwerk geen CNS vermoeidheid veroorzaakt, wat voor sadomasochistische trainingen zouden dit dan wel doen?
Spiervermoeidheid vs. neurale vermoeidheid
Als je erover nadenkt is het logisch dat het CNS niet makkelijk vermoeid raakt. Spiervermoeidheid kun je je makkelijk inbeelden: Het kan op mechanische wijze ontstaan. Spiervezels kunnen letterlijk scheuren door de spanning van harde contracties.
Bij het CNS spreken veel mensen van ‘neurale vermoeidheid’. Hoe werkt dat?
Het CNS kun je beter vergelijken met een computer, dan een spier. Een computer raakt niet vermoeid door gebruik. Natuurlijk kan deze oververhitten en wordt hij na verloop van tijd trager, maar de computer zal niet op acute wijze vermoeien. Hij wordt niet trager en trager binnen dezelfde zit. Dus hoe zou het CNS vermoeid raken?
Sommige wetenschappers betwisten überhaupt het bestaan van CNS vermoeidheid. Het gros waarvan men voorheen dacht dat het CNS vermoeidheid zou zijn, kan in werkelijkheid worden uitgelegd door lokale vermoeidheid. Zoals we desondanks hierboven hebben laten zien, is CNS vermoeidheid een echt fenomeen. CNS ‘vermoeidheid’ ontstaat waarschijnlijk via andere mechanismen.
Het zou bijvoorbeeld neurochemisch kunnen zijn: door de effecten van neurotransmitters. Of het zou metabool kunnen zijn: Musculaire ammoniakproductie tijdens de training kan naar het bloed lekken en de bloed-hersenbarriere kruisen, wat neurotoxiciteit veroorzaakt [2, 3]. Hoge mate van activiteit de motorcortex op zichzelf, zal in ieder geval niet voor CNS vermoeidheid zorgen. Dus lage herhalingen veroorzaken niet meer neurale vermoeidheid dan hogere herhalingen.
Mythe 2: hoe hoger de ‘compound-factor’ van de oefening is, hoe meer CNS vermoeidheid deze opwekt
De bro wijsheid van weleer stelt dat deadlifts de ondergang van je CNS zouden betekenen. Zware deadlifts zouden zoveel CNS vermoeidheid opwekken, dat je ze maar eens in de zoveel tijd zou kunnen doen; anders raak je overtraind. Squats zouden de troonopvolger zijn. Isolatieoefeningen zouden geen CNS vermoeidheid veroorzaken.
De wetenschap heeft hier een andere mening over.
De zware training die we eerder noemden, met push presses, squats en split squats, veroorzaakten geen neurale vermoeidheid. Meerdere studies die neurale vermoeidheid bevonden, gebruikten leg extensions of biceps curls. Dus isolatieoefeningen kunnen aantoonbare CNS vermoeidheid opwekken, waarbij compoudoefeningen dit niet per se doen. Hoe zit het dan met een directe vergelijking binnen dezelfde studie?
Compound v.s isolatie
De deadlift zou volgens velen de grootste hoeveelheid CNS vermoeidheid opwekken. Barnes et al. (2017) besloten deze claim aan de tand te voelen. Ze lieten getrainde mannen 8 sets van 2 herhalingen doen op 95% 1RM met 5 minuten rust tussen sets bij de squat en deadlift op verschillende momenten. Deze zware powerlifttrainingen leidden inderdaad tot centrale vermoeidheid, maar niet zo heel veel: Een 5-10% afname van centrale neurale output.
Ondanks de hogere gebruikte gewichten, en grotere hoeveelheid spieren die betrokken waren, en meer totale verichtte arbeid gedurende de deadlifts, leidden de deadlifts niet tot meer centrale vermoeidheid dan de squats. Geen van beide trainingen veranderden de cortisol- of testosteronconcentraties significant.
Al met al, laat het onderzoek dus geen relatie zien tussen de hoeveelheid spieren die betrokken zijn bij een oefening en de hoeveelheid neurale vermoeidheid die deze opwekt. Isolatie oefeningen kunnen ook CNS-vermoeidheid veroorzaken. Compound oefeningen doen dit niet altijd.
Als er überhaupt al een relatie tussen de twee is, is deze zeker niet zo sterk als voorheen gesteld werd. Dit komt weer neer op het feit dat je het CNS meer kan vergelijken met een computer, dan een spier: complexere taken zorgen niet per se voor meer vermoeidheid.
Mythe 3: CNS vermoeidheid vergt meer hersteltijd dan spiervermoeidheid
Je hoort vaak het gezegd dat je spieren prima herstellen tussen trainingen, maar je CNS niet. Na verloop van tijd kan deze opstapeling van vermoeidheid leiden tot overtraining. Toffe theorie, maar laat de data maar eens zien.
Latella et al. (2016) bestudeerde het verloop van CNS-herstel na krachttraining. Ze slaagden erin om een welgetelde 46% afname van corticospinale prikkelbaarheid op te wekken. Dit betekent enorme neurale vermoeidheid. Hoeveel dagen denk je dat het duurde, voordat het CNS herstelde?
Het duurde 20 minuten, voordat het CNS hersteld was.
Er was al geen significant verlies van MEP (motor-evoked potential) meer na 10 minuten. Ander onderzoek bevestigt dat CNS vermoeidheid alleen zichtbaar is in de periode direct na de training, ondanks dat spierpijn en perifere neuromusculaire vermoeidheid meer dan 3 dagen herstel koste.
Dit verklaart waarschijnlijk het gebrek aan CNS vermoeidheid in de studie met elite atleten, die we eerder besproken: Howatson et al. meetten CNS vermoeidheid 10 minuten na de training. Dat was mogelijk al te laat geweest. Interessant genoeg bevonden Latella et al. ook bewijs van een opregulatie van het CNS in de dagen na de training, in plaats van vermoeidheid. Zie hiervoor de grafiek hieronder.
MEP = Motor-Evoked Potential, wat ruwweg de signaalsterkte is van de motorcortex, naar de getrainde spier. Een afname suggereert dat het CNS de spier niet meer volledig kan activeren; dit suggereert dus neurale vermoeidheid.
Alle andere metingen van centrale vermoeidheid in de studie van Latella et al., lieten geen afzwakkingen zien gedurende de 72-urige herstelperiode die onderzocht werd. Zelfs de periode direct na de training was er geen invloed. Dus alleen bepaalde delen van CNS-functioneren lijken vatbaar te zijn voor vermoeidheid.
Conclusie
Het gros van de vermoeidheid die je opbouwt tijdens een krachttraining is van lokale aard, met name spierschade en metabole stress. Enige vorm van centrale zenuwstelsel-vermoeidheid, als dit überhaupt al plaatsvindt, lijkt volledig acuut te zijn. Het duurt geen dagen voordat je zenuwstelsel herstelt; dit kan binnen minuten gebeuren. Dus dit is geen zorg voor herstel.
Interessant artikel! Ik mis wel een uitgebreid antwoord mbt de vraag die in het begin wordt gesteld ‘Weet je waarom je moeite hebt om te slapen na een zware training?’. Ik vermoed dat dit komt door de ‘opregulatie’ van het CNS wat dan de oorzaak kan zijn van ‘exercise induced insomnia’. Maar heel duidelijk blijkt het niet uit het artikel