Dossier: Fietsen en wetenschap

Menskracht.

De fiets is enorm efficiënt als transportmiddel. In feite is fietsen efficiënter dan elke ander manier om je voor te bewegen, inclusief lopen! De 1 miljard fietsen over de wereld zijn het bewijs van zijn effectiviteit. De moter voor deze efficiënte manier van transport is het menselijk lichaam. Omdat eten voor de brandstof in het lichaam zorgt, speelt het dieet een belangrijke rol in hoe het lichaam zich laat zien. Verschillende spiergroepen en soorten bepalen de kracht. Genetisch erfgoed, intensieve training en competitie-drang helpen de top-atleten de grenzen van uithoudingsvermogen en snelheid te verleggen.

Hoe ver wil je gaan?

Het kost minder energie om een kilometer te te fietsen dan te lopen. Een fiets kan namelijk 5 keer zo efficiënt zijn als lopen. Als we de hoeveelheid calorieën vergelijken die worden verbrand door fietsen en de hoeveelheid die een auto verbrandt is het verschil verbazingwekkend. Honderd calorieën geeft de fietser energie voor ongeveer 5km., terwijl de auto er maar 85 meter mee verder komt!

Een vergelijking van het energieverbruik van verschillende soorten transport laat zien dat de fiets de hoogste energie-efficiëntie heeft.

De nodige brandstof

In tegenstelling tot auto's, die fossiele brandstoffen gebruiken, hebben fietsers voedsel nodig voor de brandstof, een onuitputtelijke energiebron. Het soort voedsel kan invloed hebben op de prestatie. We hebben allemaal water, proteïnen, koolhydraten, vetten, vitaminen en mineralen nodig om gezond te blijven. Voor topatleten is het erg belangrijk om een juiste balans in deze levensmiddelen na te streven. De VS vrouwen cross-country-kampioen verklaart: "Als ik niet fiets eet ik veel fruit, groenten en koolhydraten maar niet zo extreem als tijdens het fietsen; dan eet ik alleen rijst en aardappelen en mix er proteïnen in." Tijdens wedstrijden gebruiken veel fietsers drankjes met veel koolhydraten, repen en zelfs gels met instant- energie.
    
Vloeistoffen

Het menselijk lichaam bestaat voor het grootste deel uit water, maar zelfs het verliezen van 2% water door zweet kan invloed hebben op de fietsprestatie. Atleten die in warme condities fietsen over een lange periode moeten voorzichtig zijn. Hevige uitdroging kan hitte-uitputting of een hitte-beroerte veroorzaken wat in extreme gevallen zelfs de dood tot gevolg kan hebben. Het is de fietsers aanbevolen om een paar glazen water voor het fietsen te drinken en vaak te drinken tijdens het fietsen.

Hoe werken je spieren?

De benen van de fietser zorgen voor de kracht om te kunnen fietsen. De spieren die aan het dijbeen en aan het scheenbeen zitten doen voornamelijk het werk. Je dijbeen werkt als een hefboom en als het langer is dan je scheenbeen zal het meer hefboomkracht opleveren bij elke draai van de trappers. De lengte van je dijbeen is genetisch bepaald, dus wanneer deze kort zijn kun je je ouders de schuld geven. Dit is echter niet het hele verhaal want er zijjn spieren nodig om deze botten te bewegen.

Duizenden dunne spaghetti-achtige vezels vormen het spierweefsel. Deze vezels ontvangen boodschappen vanuit de hersenen om samen te trekken. De belangrijkste spieren die tijdens het fietsen aan het werk zijn zijn de quadriceps en de hamstrings in het bovenbeen, en de gastrocnemius en soleus in de kuit. Deze spieren wisselen elkaar af tijdens het trappen op de pedalen.     

 image

Tijdens het fietsen doen de quadriceps en de hamstrings het meeste werk.

Anaerobisch versus Aerobisch

Aan de ene kant sturen de hersenen berichten naar de spieren, maar wat voorziet de spieren van brandstof tijdens de duizenden samentrekkingen die ontstaan tijdens langdurig fietsen? Je hebt misschien wel gehoord van de termen aerobisch en anaerobisch. Deze termen beschrijven twee manieren waarop je spieren energie krijgen.

Bij een aerobische-beweging worden de spieren voorzien van zuurstof; ook worden glucose en vetzuren via het bloed vervoerd om adenosine triphosphate of ATP te produceren. ATP is de bron die het de spieren mogelijk maakt samen te trekken. De mogelijkheid om op de aerobische manier te bewegen hangt af van de aanvoer van zuurstof en brandstofmoleculen (glucose- en vetzuren) naar je spieren. Dit hangt samen met de inademing en circulatie waar je hart en longen voor zorgen.

Bij anaerobische oefening werken spieren op glycogeen (ontstaan uit glucose) die ze omzetten in ATP.Tijdens dit type van inspannende oefening produceren de spieren energie zonder zuurstof; het hart-en-vaten stelsel is niet in staat aan de vraag te voldoen. Er moet een prijs betaald worden om anaerobisch te bewegen; er ontstaat een afvalproduct, namelijk melkzuur. Dit zuur zorgt voor het brandende gevoel in je spieren en voor sneller vermoeide spieren.

Tijdens wedstrijden zijn fietsers zich erg bewust van hun fysieke grenzen en proberen hun beperkte anaerobische capaciteit strategisch te gebruiken. Ruthie Matthes zegt:
"Een van de moeilijkste dingen van mountainbike-racen is het moment dat je een sprint inzet. De eerste persoon die er vandoor fietst of die een sprong in het veld maakt heeft een voordeel vanaf het begin van de start dat hij in een anaerobische zone binnen gaat. Dat kan erg moeilijk zijn. We moeten ons lichaam trainen om zich daarop in te stellen."
    
Langzame en snelle trekvezels

Elke spier heeft twee soorten vezels; snelle trekvezels bewegen twee tot drie keer sneller dan langzame trekvezels, maar deze zijn sneller vermoeid. Snelle trekvezels worden vanzelfsprekend gebruikt voor sprinten en snelle stijgingen, de langzame trekvezels worden gebruikt voor lange afstanden en matige inzet.

De meeste mensen hebben voor de helft langzame en voor de helft snelle trekvezels in hun spieren. Maar ook hier spelen de genen weer een rol. Sommige lange afstand renners hebben 80% langzame trekvezels, terwijl sprinters meer snelle trekvezels hebben.

De drijfveer om te fietsen

De genen spelen een grote rol in de beslissing of een wielrenner een kampioen zal worden of niet, maar de drijfveer te winnen en te wedijveren moet ook aanwezig zijn. Lange uren van training en intensieve competitie vereist van de fietser extreme vastberadenheid. Daarnaast vereist het wedstrijdfietsen om tot in de details te gaan van afgestemde technieken.

Mensen die zich per fiets verplaatsen of recreatief fietsen hebben niet die extreme aandrang van een prof wielrenner, maar toch zorgt het fietsen voor bijna iedereen voor uitdaging en voldoening. Fietsers beamen dat fietsen niet alleen de fysieke gezondheid verbetert maar ook de mentale kant. De gevoelens van voldoening en van onafhankelijkheid zijn gevoelens die elke fietser deelt. Daarom is fietsen voor de meeste mensen waarschijnlijk meer dan alleen een sport of een manier van transport... het is een passie.