Vorige week verscheen het bericht dat de Amerikaan Jim Walmsley op 23 januari 2021 in Arizona de 100 km liep in een fenomenale tijd van 6 uur 9 minuten en 25 seconden. Hij kwam daarmee slechts 11 luttele seconden tekort op het officiële wereldrecord van de Japanner Nao Kazami. Gelukkig voor Walmsley was het wel een Amerikaans record.
Op internet verschenen beelden waarop Walmsley met krachtige 7-mijls passen finishte in zijn ultraloop van ruim 6 uur. Wat een indrukwekkend toonbeeld van kracht en uithoudingsvermogen! Wij zijn zelf al volledig uitgewoond na een marathon en vroegen ons af hoe het mogelijk is om 6 uur lang te lopen met een snelheid van 16 km/h?
Uiteraard heb je dan veel talent, training, doorzettingsvermogen en uithoudingsvermogen nodig, maar hoe bijzonder is de prestatie van Walmsley in vergelijking met de unieke sub-2hour marathon van Eliud Kipchoge en de wereldrecords op de klassieke afstanden?
En hoe zit het met de brandstofvoorraad (met name de koolhydraten/glycogeen) in zijn spieren? Voor ons gewone mensen zijn de spieren al leeg na zo’n 30 km en ben je blij het einde van de marathon te halen, zonder een al te grote dreun van de man met de hamer te krijgen.
Hans heeft vele malen tijdens de marathon meegemaakt dat na zo’n 30-35 km zijn soepele tred veranderde in het voortstrompelen naar de finish. Zoals onder meer bekend uit ons boek ‘Hardlopen met Power!’ komt dat omdat je voorraad aan koolhydraten/glycogeen uitgeput zijn, zodat je spieren moeten overschakelen op vetzuren als brandstof. Maar vetzuren leveren veel minder energie en verbruiken meer zuurstof, vandaar dat je tempo dan enorm inzakt en je flink gaat hijgen. Hoe zit dat dan met je brandstofverbruik tijdens de 100 km? Hoe kun je zo hard lopen en het toch 6 uur volhouden?
In dit artikel geven we een analyse van de bijzondere prestatie van Walmsley en beantwoorden we de bovenstaande vragen.
Wie is Jim Walmsley?
Jim Walmsley is een 31-jarige Amerikaanse toploper. In het afgelopen decennium heeft hij vele ultralopen (50 mijl, 100 km, 100 mijl) op zijn naam gebracht. Van 2016 tot 2019 werd hij uitgeroepen tot ultrarunner van het jaar. Bij de US Olympic Trials in 2020 in Atlanta liep hij een marathontijd van 2:15:05. Op de baan liep hij eerder tijden van 13:52 op de 5000 meter en 29:08 op de 10.000 meter.
De wereldrecords en vermogens bij lange afstand lopen
Om de prestatie van Walmsley in perspectief te plaatsen, gaan we zijn prestatie eerst vergelijken met die van de wereldrecords op de klassieke lange afstanden. In de onderstaande tabel hebben we de wereldrecords van 5 km tot 100 km samengevat.
In de tabel staan naast de namen en tijden van de wereldrecordhouders ook de gelopen snelheid en de berekende vermogens in Watt/kg. We hebben deze vermogens berekend met ons universele model, dat beschreven is in onze boeken en diverse artikelen. Zowel het vermogen om de loopweerstand Pr te overwinnen als de luchtweerstand Pa zijn aangegeven, samen vormen deze totale vermogen Pt dat de wereldrecordhouders hebben moeten lopen om hun tijden te halen.
We zien een eenduidig en logisch verloop, waarbij de snelheid en het vermogen steeds lager worden naarmate de afstand langer wordt. Het verschil tussen de marathon en de 100 km lijkt relatief groot, met een snelheidsafname van 20,81 km/h naar 16,25 km/h en een vermogensafname van 6,07 Watt/kg naar 4,62 Watt/kg.
Het is echter de vraag of dit betekent dat het wereldrecord op de 100 km aanzienlijk minder scherp staat of dat dit een logisch gevolg is van de uitputting van de voorraad aan koolhydraten/glycogeen waardoor het onmogelijk wordt om het tempo vast te houden?
Het geheim van de marathon en de ultraloop: de optimale brandstofmix
In onze boeken en ook in meerdere artikelen bij ProRun hebben we eerder uit de biochemie afgeleid dat de maximale energieproductie in de spieren van een afgetrainde topatleet (vetpercentage slechts enkele procenten) uit de aerobe omzetting van glycogeen 7,76 Watt/kg bedraagt.
De energieproductie uit de aerobe omzetting van vetzuren is veel lager, namelijk slechts 2,36 Watt/kg. Dit verschil is, zoals bekend, de reden voor de man met de hamer: als de voorraad aan glycogeen op is, moeten je spieren overschakelen op vetzuren en dat levert veel minder energie/vermogen.
In een eerder artikel hebben we laten zien dat je eenvoudig kunt uitrekenen hoe hard je kunt lopen met een bepaald vermogen: v = P/1,04. Hierbij is v de snelheid in m/s en P het vermogen in Watt/kg. In de onderstaande tabel berekenen we als voorbeeld de maximaal haalbare snelheid als onze spieren voor 100% gebruik zouden maken glycogeen en vetzuren.
Bovenstaand staatje toont duidelijk aan dat de snelheid enorm daalt als de spieren omschakelen van glycogeen naar vetzuren!
In werkelijkheid gebruiken je spieren nooit of 100% glycogeen of 100% vetzuren, maar een mix van beiden. Als je rustig loopt is het percentage aan vetzuren hoog en dat aan glycogeen laag. Als je sneller gaat lopen is je lichaam gedwongen om een hoger percentage aan glycogeen te gebruiken, anders haal je het noodzakelijke vermogen niet om snel te lopen.
We hebben een nadere analyse gemaakt van de bestaande wereldrecords tussen de 5 km en de 100 km. Voor iedere afstand weten we uit de eerdere tabel het totale vermogen dat de wereldrecordhouders nodig gehad hebben om hun tijden te lopen. Vervolgens hebben we uitgerekend bij welke brandstofmix (percentage glycogeen en percentage vetzuren) deze vermogens/snelheden mogelijk zijn. Het resultaat staat in de onderstaande tabel.
We zien weer een eenduidig en logisch verloop: hoe langer de afstand, hoe lager het percentage glycogeen en hoe hoger het percentage vetzuren. In onze boeken hebben we eerder laten zien dat de berekende percentages voor de afstanden tussen de 5 km en de marathon ook overeenkomen met hetgeen met in het laboratorium bij spierbiopsies heeft gevonden.
Voor de 100 km is dit de eerste keer dat we zo’n berekening gemaakt hebben. De vraag die we ons hierbij onmiddellijk gesteld hebben is of de voorraad aan glycogeen in het lichaam wel voldoende zou zijn om het berekende glycogeenverbruik te kunnen leveren? Van de marathon weten we immers dat dit zeer nauw komt en dat de glycogeenreserves nagenoeg volledig uitgeput zijn bij de finish.
We hebben daarom tot slot ook een balans gemaakt van het verbruik aan koolhydraten/glycogeen tijdens de wereldrecords van de marathon en de 100 km. In de onderstaande tabel berekenen we eerst het vermogen dat geleverd is uit glycogeen en daaruit het verbruik aan koolhydraten in kcal.
Bij de marathon heeft Kipchoge dus zo’n 1892 kcal aan glycogeen verbruikt. Om dit te kunnen leveren, heeft hij onderweg natuurlijk ook maximaal sportdrank tot zich genomen. De maximale opname van koolhydraten via het maag-darmkanaal tijdens de marathon wordt in de literatuur vaak op 40 gram/uur gesteld. Tijdens 2 uur levert dit dus een bijdrage van 2*40*4 (kcal/g) = 320 kcal. Dit betekent dat de glycogeenvoorraad in het lichaam van Kipchoge aan de startstreep dus minimaal 1892-320 = 1572 kcal had moeten zijn. Deze waarde komt goed overeen met literatuurgegevens over de glycogeenvoorraad in sporters.
Bij de 100 km hebben we dezelfde berekeningen gemaakt, waarbij we nu de minimaal beschikbare voorraad bij de startstreep gelijk gesteld hebben aan de waarde van 1572 kcal. Vervolgens hebben er teruggerekend hoeveel inname van koolhydraten dan nodig geweest zijn om het verbruik te kunnen leveren. Het resultaat is een inname aan sportdrank/gels van 1059 kcal ofwel 44 gram per uur. Deze waarde is dus iets hoger dan het algemeen gehanteerde maximum van 40 gram per uur.
Conclusies
De prestatie van Jim Walmsley is niet alleen op het eerste gezicht indrukwekkend. Om 100 km in 6 uur te kunnen lopen, vereist meer dan alleen talent, training, doorzettingsvermogen en een enorm uithoudingsvermogen. Zijn snelheid van 16 km/h is alleen mogelijk bij een glycogeenverbruik van minimaal 42%, waardoor het risico op uitputting van de glycogeenvoorraad zeer groot is. Om dit vervolgens 6 uur vol te houden, is Walmsley er kennelijk in geslaagd om onderweg 44 gram/uur aan koolhydraten in de vorm van sportdrank en gels op te nemen via zijn maagdarmstelsel. Dit is indrukwekkend hoog en zal mede het resultaat zijn van vele jaren training op ultralopen en voeding (‘training the gut’). Ondanks de lagere snelheid in vergelijking tot de marathon, staat het record op de 100 km dus zeker niet aanzienlijk minder scherp en kan zijn prestatie zeker ook zeer uitzonderlijk genoemd worden. Jim Walmsley is daarmee een bron van inspiratie voor velen! (maar wij houden het zelf maar bij de marathon….😀)