Koolhydraatverbranding nader bekeken. Een onderzoek naar verschillen in suikerverbranding.

In de begeleiding van atleten proberen we zoveel mogelijk aspecten aan bod te laten komen. Een onderdeel waarop de laatste jaren meer focus ligt is voeding. Door met voeding te werken merk je ook het potentieel van begeleiding op dat vlak. Om zo goed mogelijk atleten te begeleiden blijven wij zoeken naar artikels met nieuwe informatie. Zo kwamen we een tijdje geleden uit op de studie  “Fructose and Sucrose Intake Increase Exogenous Carbohydrate Oxidation during Exercise” van Trommelen et al 2017.1 Deze studie vergeleek de inname van water, glucose en mengelingen van glucose en fructose naar exogene koolhydraatverbranding. Eenvoudig gezegd welk type suiker dat je eet, wordt het meest verbrand. Hieruit bleek dat elke mengeling van glucose met fructose zorgt voor meer exogene suikerverbranding dan water en dan glucose alleen. Dit is ook al een principe dat al langer gekend is door zowel topsporters als voedingsmerken Tegenwoordig wordt in sportvoeding dan ook een mengeling van glucose en fructose voorzien tijdens inspanning. Hieruit bleek nogmaals dat een mengeling van glucose en fructose betere indicaties geeft voor maximale prestatielevering, in lijn met vele eerdere onderzoeken.2, 3

In het doorzoeken van het artikel viel echter één grafiek op. Dit is de eerste studie die ik heb gezien waarbij tijdens de inspanning (een constante inspanning van 50% Wmax, lees een duurinspanning) ook de lactaatwaarden werden gemeten tijdens de verschillende innames van suikers. Uit de lactaatmetingen bleek dat fructose inname leidt tot een beduidend hogere lactaatconcentratie tussen minuut 30-90 van de inspanning ten opzichten van water en glucose. Je fietst dus rustig in duurzone, maar door inname van fructose stijgt je lactaat wel significant.

Voor de onderzoekers was dit geen verrassing, want dit volgt uit de pathways welke fructose volgt in het lichaam. Het menselijk lichaam is enkel in staat glucose te verbranden, eender welke andere ingenomen suiker moet omgezet worden naar glucose. Voor fructose gebeurd dit hoofdzakelijk in de lever, waarbij dit (deels) wordt afgebroken tot lactaat en zo de bloedbaan ingaat voor verdere verbranding. Ja, ook lactaat kunnen we verbranden en gebruiken als energiebron.

Gezien dit nieuw was voor ons zijn we toch even gaan zoeken of dit fenomeen al gekend is. Hierbij vonden we meerdere studies die wel al gelijkaardige bevinden uitkwamen.5-9 Fructose inname zorgt voor hogere lactaatwaarde bij rustige inspanning ongeveer tussen minuut 30-120 van de inspanning. Ondanks dat de eerste onderzoeken al in 2003 werden vrijgegeven en het mechanisme al vroeger beschreven is, is dit klein feitje bij ons nog nooit naar boven gekomen.

De vraag die dan volgt is of dergelijke toename eigenlijk belangrijk is. De toename in de studies is +/-1mmol/l lactaat in het bloedplasma. Wij meten, net als de meeste labo’s echter bloedlactaat en geen plasmalactaat. Hieruit kunnen we op basis van literatuur schatten dat 1mmol/l stijging in plasma lactaat ongeveer overeenkomt met 0.5mmol/l lactaat in bloed.10 Wel, 0.5mmol/l is best wel een toename voor rustige inspanning. De lactaatdrempel wordt gelijk gesteld aan de eerste stijging in lactaat met ongeveer 0.5mmol/l.4 Dit zou dus betekenen dat indien een renner rustig fiets en een voldoende dosis fructose inneemt al vanzelf na +/- 30min fietsen een stijging krijgt van 0.5mmol/l? Een andere belangrijke bemerking is dat studies voor de wetenschap zeer goed gecontroleerd zijn. In alle studies werd voor de testen gevast voor 10-12uur. Dit is natuurlijk niet de reële setting van coaches, waar +/- 3u na een maaltijd een test of training wordt uitgevoerd of zelfs minder. Heeft het feit van minder tijd voor vertering invloed op de lactaatwaarden?

Wel wij namen de proef op de som en gingen het zelf even na. We lieten 5 atleten aan 50% van Wmax fietsen en namen elke 15min lactaat na een inname van water, glucose of glucose + fructose die gelijk was aan het studieopzet van Trommelen et al. Hieronder de uitkomsten van de meest belangrijke waarde lactaat:

Zoals we kunnen zien is de curve van lactaat verschillend in beide condities. We zien een duidelijk een verschil voor 30 en 45 minuten. Dit verschil komt na 30 en 45 minuten overeen met 0.3mmol/l verschil gemiddeld genomen. In de groep hadden we ook één ‘niet-responder’. In tegenstelling tot alle andere subjecten was er bij hem geen toename, zonder zijn data was de gemiddelde toename na 45min 0.4mmol/l. De eerste drie personen hebben we ook een zuivere glucose drank gegeven, deze data zijn niet weergegeven, maar hier waren de lactaatwaarden gelijk aan water inname, in lijn met vorige studies.

Waarom we dit aanhalen? Wel naar maximaal presteren toe heeft dit ons inzien geen impact. Er zijn voldoende studies die aantonen dat het innemen van glucose met fructose leidt tot betere prestaties dan andere innames. Maar een atleet wil niet elke dag maximaal presteren. Indien lactaat stijgt door enkel fructose inname en dit met een toename van +/-0.3mmol/l en bij sommige subjecten in onze studie zelfs meer, kan dit ook grote invloed hebben op bijvoorbeeld testing. De eerste drempel of lactaatdrempel wordt namelijk gedefinieerd door de eerste toename in lactaat met ongeveer 0.5mmol/l boven baseline.4 Je kan dit dus in sommige personen bekomen door enkel fructose inname en niet door het effectief bereiken van de lactaatdrempel. Verder zijn veel protocols voor testing op lactaat gebaseerd en is de invloed van fructose-inname bij hogere inspanningsintensiteit op lactaat onbekend bij ons weten. De definitie van MLSS, maximale lactaat steady state, is dat de productie van lactaat gelijk is aan lactaatafbraak. De vraag is dan of het invoeren van een extra ‘bron’ van lactaatproductie invloed heeft op de MLSS. Indien dit zo zou zijn, kan je bij testen opnieuw een vertekend beeld krijgen enkel door de inname van fructose. Daarnaast hebben we tegenwoordig veel VLamax testen, die enkel op lactaatproductie zijn gebaseerd, zou hierop ook invloed zijn? Naast deze vraag komt er nog een tweede punt naar boven. Lactaat is eigenlijk een ‘primaire’ brandstof voor de spiervezels. Indien lactaat beschikbaar is, gaat de spiercel dan ook lactaat gebruiken. Indien er meer lactaat is, zal het dus de voorkeur krijgen op andere bronnen, hoofdzakelijk vetten. Hoewel de limiterende en regulerende factoren van energieproductie niet goed bekend zorgde dit in de andere studies voor een beperking van de vetverbranding.  Deze beperking is hoger dan wanneer enkel glucose wordt ingenomen. Is het verder uitschakelen van deze pathway door inname van fructose dan mogelijks negatief voor de trainingsadaptaties op dit proces? En is de training van dit pathway belangrijk naar optimaal presteren? Daarnaast is er nieuwe interesse in lactaat als ook signaal molecule. Mogelijk zorgt lactaat net ook voor adaptaties in de spier, dus is het trainen met fructose-inname misschien net beter om trainingsadapaties te bekomen? Verder zorgt het innemen van fructose ook voor een mindere afbraak van glycogeen in de spieren, wat mogelijks ook een parameter is die invloed heeft op de trainingsadaptaties. Het onderzoek leverde dus meer vragen op dan antwoorden en stimuleerde ons om verder te blijven zoeken naar elk klein detail.

Is dit studie design een reëel situatie, waarmee we moeten rekening houden? Want het studieopzet is natuurlijk niet de realiteit. De suikerinname in de studies werd gericht op 1.8g/min of 108g/u. Dit is een hele portie, maar steeds meer profatleten nemen dit wel effectief in. Verder gaan we in op de fructose, want deze beïnvloed lactaatproductie en kwam uit op 0.6g/min of 36g/u. Indien we de huidige richtlijnen volgen van 90g/u op 2/1 verhouding zitten we aan 30g/u fructose, dus denkbaar dat dit invloed kan hebben. Verder geven studies aan dat meer fructoseverhouding mogelijks beter is voor de totale opname, zo zijn er al producten op de markt met 0.8/1 verhouding in fructose/glucose, richt je hier naar 90g/u eet je per uur 40g fructose, zeer vergelijkbaar dus met het huidige studie design.

Welk advies of idee hebben wij na dit onderzoek? Naar optimaal presteren is er consensus dat inname van fructose nodig is en dat grote dosissen meer effect hebben. Hierop blijft het advies 90g/u in een 2/1 verhouding met mogelijkheid tot meer indien getraind. Naar testing toe adviseren we standaardisatie, ook van voeding/sportproducten. Indien je uw inspanningstest aflegt met water zal je zeker voldoende energie hebben, indien je sportdrank verkiest is een glucose mengeling waarschijnlijk voldoende, gezien een test 30-45min duurt en hiervoor exogene koolhydraten weinig prestatieverbetering geven. Naar een veldtest zoals in de Inscydtest kan je wel een vast voedingspatroon adviseren. Voor trainingen laten we het advies nog in het midden. Het trainen van de pathway voor fructose opname is mogelijks even nuttig of noodzakelijk dan het zuiver trainen van de Beta-oxidatie voor de vetverbranding. Verder zijn de concentratieverschillen te klein en kan de impact op trainingsadaptaties momenteel onmogelijk worden ingeschat.

Volg de pagina want binnenkort hebben we nog een nieuwe post!

1) Trommelen, J., Fuchs, C. J., Beelen, M., Lenaerts, K., & Jeukendrup, A. E. (2017). Fructose and Sucrose Intake Increase Exogenous, 1, 1–12. https://doi.org/10.3390/nu9020167

2) Jeukendrup, A. E. (2017). Nutrition for endurance sports : Marathon , triathlon , and road cycling, 0414(August). https://doi.org/10.1080/02640414.2011.610348

3) Jeukendrup, A. (2014). A Step Towards Personalized Sports Nutrition : Carbohydrate Intake During Exercise, 44. https://doi.org/10.1007/s40279-014-0148-z

4 ) Jeukendrup, A. E. (n.d.). Relation Between Plasma Lactate Concentration and Fat Oxidation Rates Over a Wide Range of Exercise Intensities.

5) Millet, P., Tappy, L., Schneiter, P., Lecoultre, V., Benoit, R., Carrel, G., & Schutz, Y. (2010). Fructose and glucose co-ingestion during prolonged exercise increases lactate and glucose fluxes and oxidation compared with an equimolar intake of glucose 1 – 3, 1071–1079. https://doi.org/10.3945/ajcn.2010.29566.1

6) Jentjens, R. O. Y. L. P. G., Achten, J., & Jeukendrup, A. E. (n.d.). High Oxidation Rates from Combined Carbohydrates Ingested during Exercise, 1551–1558. https://doi.org/10.1249/01.MSS.0000139796.07843.1D

7) Jentjens, R. L. P. G., Moseley, L., Waring, R. H., & Harding, L. K. (2004). Oxidation of combined ingestion of glucose and fructose during exercise, (April). https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00974.2003

8) Jeukendrup, A., & Moseley, L. (2006). Exogenous carbohydrate oxidation during ultraendurance exercise, (May). https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00981.2004

9) Jentjens, R. L. P. G., & Jeukendrup, A. E. (2014). High exogenous carbohydrate oxidation rates from a mixture of glucose and fructose ingested during prolonged cycling exercise High rates of exogenous carbohydrate oxidation from a mixture of glucose and fructose ingested during prolonged cycling exercise, (May 2005). https://doi.org/10.1079/BJN20041368

10) Goodwin, M. L., Harris, J. E., Ed, M., Hernández, A., Gladden, L. B., & Ph, D. (2007). Blood Lactate Measurements and Analysis during Exercise :, 1(4), 558–569.