Is het marathonrecord van twee uur breekbaar?

De wetenschap heeft veel ontdekt over de mens als langeafstandsloper. Maar het doel om nog snellere races te lopen, is tot nu toe niet bereikt.Thursday, November 9, 2017

Door Michelle Z. Donahue
Lelisa Desisa loopt met zijn trainingsgroepje richting de opkomende zon boven Sululta, een kamp voor hoogtetraining in de buurt van Addis Abeba in Ethiopië. Desisa is een van de drie door Nike gesponsorde topatleten die op 6 mei zullen proberen de marathon in minder dan twee uur te lopen.

Wat kun je in twee uur zoal doen?

Je kunt een uitgebreide maaltijd bereiden, de was doen of misschien een flinke tijd zweten in de sportschool. Maar zou je ook een hele marathon kunnen lopen?

Voor veel mensen is het idee om twee volle uren aaneen hard te lopen, laat staan om in die tijd ruim 42 kilometer af te leggen, pure fantasie. Maar op zaterdag 6 mei zullen drie van de sterkste hardlopers op aarde juist dat proberen te doen. Als ze erin slagen de marathon in iets minder dan twee uur af te leggen, zullen ze daarmee niet alleen een nieuw wereldrecord hebben gebroken maar ook de grenzen van het menselijke loopvermogen hebben verlegd.

Halverwege een trainingsloop van 35 kilometer in de buitenwijken van Addis Abeba, Ethiopië, deelt coach Haji Adillo water uit aan zijn hardlopers. Zulke ‘lange runs’ spelen een belangrijk rol in de opbouw van het uithoudingsvermogen van de spieren en het hart-en-vaatstelsel, dat nodig is om ultrasnelle marathons te kunnen lopen.

De atleten – Eliud Kipchoge (32) uit Kenia, Lelisa Desisa (26) uit Ethiopië en Zersenay Tadese (34) uit Eritrea – zullen in het kader van het project Breaking2 van Nike een traject in de buurt van Milaan afleggen. Het project heeft tot doel de onbreekbaar geachte tijdsbarrière voor deze klassieke duurafstand in de sport te verpulveren.

Het huidige wereldrecord van Dennis Kimetto uit Kenia, dat in 2014 in Berlijn werd gevestigd, ligt net boven die barrière van twee uur: 2 uur, 2 minuten en 57 seconden; de gemiddelde tijd die marathonlopers nodig hebben om een race uit te lopen ligt in de buurt van de vier uur. Maar denk vooral niet dat het een fluitje van een cent is om amper drie minuten van het staande record af te knabbelen; in de wereld van de toprenners is dat een eeuwigheid. Het gaat om seconden.

De wetenschap is de afgelopen jaren hard bezig geweest om het geheim achter de snelheid van deze absolute toplopers te ontrafelen. Dat onderzoek heeft tot nieuwe antwoorden geleid op de vraag waarom de beste lopers zo anders zijn, hoe ze hun prestaties nog kunnen verbeteren en ook hoe amateurs tijdens hun duurloopervaring gezonder kunnen blijven.

Eliud Kipchoge (midden) loopt op z’n gemak tijdens een halve marathon (ruim 21 kilometer), op de voet gevolgd door Zersenay Tadese. Het vasthouden van een hoog maar niet al te snel looptempo aan het begin van een marathon stelt de deelnemers in staat om later doorslaggevende reserves in te zetten, wanneer ze hun snelheid in de tweede helft van de race moeten opvoeren.
Lelisa Desisa loopt tijdens zijn hoogtetraining in de buurt van het Entoto-bos buiten Addis Abeba in Ethiopië. ‘​Train hoog, race laag’ luidt het parool voor deze toplopers; het trainen op hoogten van meer dan duizend meter boven de zeespiegel stimuleert het lichaam tot de aanmaak van rode bloedlichaampjes – en daarmee tot een beter zuurstoftransport – als reactie op de ijlere lucht.

De evolutie zegt: kalm en constant

In 2004 behoorde Dan Lieberman, evolutionair bioloog aan de Harvard University, tot de schrijvers van een studie waarin werd gesteld dat de evolutie van de lange benen, korte tenen en gespierde billen van de moderne mens – tezamen uiterst handig voor het lopen – zo’n twee miljoen jaar geleden ook plaatsvond om het hardlopen van de mens te vergemakkelijken. De combinatie van snelheid en uithoudingsvermogen zou vroege mensachtigen het voordeel hebben gegeven om rivalen te verslaan, bijvoorbeeld in een race naar een afgelegen kadaver, of prooidieren over lange afstanden en gedurende vele uren te kunnen afmatten.

Lieberman heeft zijn onderzoek naar de mechanica van de menselijke voortbeweging inmiddels voortgezet, waarbij hij zich vooral richt op de stelling dat hardlopen met superlicht schoeisel of zelfs blootvoets beter aansluit op de wijze waarop de functie van onze voeten is geëvolueerd.

In een recent onderzoek naar de loopstijlen bij leden van een eliteteam van Harvard-atleten vergeleken Lieberman en zijn collega’s de blessuregevoeligheid bij lopers die gewoonlijk op de bal van de voet landen (‘voorvoetlanders’) en bij lopers die de grond eerst met de hiel raken (‘hielvoetlanders’). De benen van de voorvoetlanders absorbeerden en verdeelden de krachten van het landen heel anders dan de hielvoetlanders; en hoewel de voorvoetlopers niet ongevoelig waren voor blessures, ontdekte Lieberman dat de hielvoetlanders 2,3-maal méér kans op blessures liepen.

‘Tegenwoordig lopen mensen anders dan vroeger, waarbij ze grote en met zachte stof omzwachtelde schoenen gebruiken en dan weer lange tijd achtereen zitten,’ zegt Lieberman. ‘Hardlopen is nog altijd een vaardigheid, en die wordt mensen niet meer geleerd.’

Lieberman benadrukt dat zijn hardloopbenadering, in combinatie met een goede conditie en de juiste looptechniek (die mensen pas na maanden of zelfs jaren echt onder de knie zouden hebben), van doorslaggevend belang is voor het verbeteren van hardloopprestaties en ook voor het voorkomen van de gebruikelijke hardloopblessures en -klachten. Maar critici menen dat zijn benadering hooguit het soort blessures zal veranderen waarmee lopers uiteindelijk te maken zullen krijgen.

Een kolonne van hardlopers uit Ethiopië en Kenia voeren Eliud Kipchoge en Zersenay Tadese mee op het laatste gedeelte van een testrace van 21 kilometer in Monza in Italië. Door gedurende de race af en toe een tijdje achter andere lopers te worden ‘voortgetrokken’, hoeven de deelnemers aan het Breaking2-project minder luchtweerstand te overwinnen, zodat ze minder vermoeid raken.

‘Hardlopen op blote voeten is aangeprezen als dé manier om meer spierkracht en evenwicht te creëren en tevens als een natuurlijker hardloopstijl,’ schreef de American Podiatric Medical Association in 2014 in een verklaring. ‘Echter, tot de risico’s van het blootvoets hardlopen behoren het gebrek aan bescherming, dat kan leiden tot verwondingen door bijvoorbeeld scherpe voorwerpen, en de grotere krachten op benen en voeten. Er wordt inmiddels onderzoek gedaan naar de risico’s en voordelen van blootvoets hardlopen.’

Feit blijft dat sommige lopers – wat ze ook aan hun voeten dragen – geboren lijken te zijn om lange afstanden zeer snel af te leggen; het onderzoek naar de verborgen processen waarmee zij hun hardloopprestaties leveren, heeft meer inzicht opgeleverd in de redenen waarom deze lopers zo snel zijn.

‘De Grote Drie’

Al lange tijd wordt vermoed dat de uitzonderlijke hardloopprestaties van Oost-Afrikaanse lopers berusten op een of andere erfelijke of genetische eigenschap. Maar het zou ook kunnen zijn dat hardlopen in de arme dorpjes waar veel van deze hardlopers vandaan komen een manier van leven is of dat het zelfs een manier is om aan die armoede te ontsnappen, aangezien toplopers miljoenen aan prijzengeld in de wacht kunnen slepen.

Tot nu toe zijn pogingen om eventuele genetische factoren vast te stellen, op niets uitgelopen. Wetenschappers moeten eerst de genetische eigenschappen van een veel groter aantal hardlopers bepalen om te kunnen zien of ze over genencombinaties beschikken die voor hun topprestaties verantwoordelijk zouden kunnen zijn, volgens een studie van Yannis Pitsiladis, professor in de sport- en bewegingswetenschappen aan de University of Brighton. Hij leidt ook een ander project dat tot doel heeft het 2-uursrecord in de marathon te doorbreken en ‘Sub2’ wordt genoemd, en ook nog het Athlome Project, een wereldwijd programma om aan de hand van de genetica en fysiologische aanpassingen van topatleten hun gezonde menselijk functioneren en aandoeningen te bestuderen.

Afgezien van de genen zijn er drie fysiologische aspecten die het belangrijkst zijn gebleken in het vermogen van de allerbeste toplopers om de rest van het veld op achterstand te zetten: de zuurstofopname, de melkzuurdrempel en de loopefficiëntie. Hoewel er talloze atleten zijn die over één of twee van deze Olympische kwaliteiten beschikken, lijkt er geen enkele topsporter te zijn die alle drie kenmerken in de ideale verhouding in zich verenigt.

In 1991 berekende onderzoeker Michael Joyner van de Mayo Clinic een hypothetische toptijd voor de marathon, die door iemand met maximale waarden voor deze drie factoren gelopen zou kunnen worden. Hij kwam uit op een tijd van 1:58:57.

Lelisa Desisa loopt bij het vallen van avond buiten Addis Abeba in Ethiopië.

Hardlopers kunnen twee van de drie eigenschappen verbeteren. Zo kan de zuurstofopname worden aangezwengeld door te trainen op grotere hoogten, waardoor de productie van rode bloedlichaampjes wordt bevorderd en het bloed meer zuurstof kan transporteren. Met behulp van weerstands- en intervaltrainingen kan een loper zijn melkzuurdrempel verhogen, oftewel het punt waarop de spieren vermoeid beginnen te raken en minder gaan presteren. Maar de loopefficiëntie of -economie leek niet iets te zijn dat door middel van training kon worden verbeterd.

De loopefficiëntie is vergelijkbaar met het aantal kilometers dat een auto op één liter benzine kan rijden: kortom, hoeveel energie er wordt gebruikt ten opzichte van de snelheid die wordt bereikt. Die efficiëntie verschilt van persoon tot persoon. Als een loper zijn loopeconomie al weet te verbeteren, dan is dat meestal over zeer lange duurtijden.

‘Er is een gerichte poging gedaan om het efficiëntie-gedeelte van deze drie factoren te maximaliseren,’ zegt Joyner. Hij voegt eraan toe dat het project van Nike tot nu toe waarschijnlijk een van de meest volledige pogingen is geweest om alle drie waarden bij de drie deelnemende hardlopers te optimaliseren. Dankzij de prestatiegegevens die tijdens het project over deze lopers zijn verzameld, heeft het wetenschappelijke team van Nike specifieke aanbevelingen aan ieder van de atleten kunnen doen, waaronder het soort en de hoeveelheid koolhydraten (de brandstof waarop ze lopen) die zij tijdens de race in Italië moeten innemen en de tijdstippen waarop ze dat moeten doen.

Joyner wijst ook op onderzoek dat elders op efficiëntiegebied wordt verricht en waaruit zou blijken dat té grote stappen een negatief effect kunnen hebben, en op weer andere studies die aantonen dat hardlopers met lossere spieren hun efficiëntie juist zouden verlagen. ‘Stijvere spieren en pezen slaan energie op, en sommige resultaten lijken erop te wijzen dat je niet al te soepel moet zijn als je snel wilt zijn,’ zegt Joyner.

Achter een groep top-‘hazen’ weet Eliud Kipchoge de eerste kilometers van de 21-kilometertest in Monza in relatieve rust af te leggen. Een van de tactieken om een snellere marathon te kunnen lopen: de atleten gaan pas voluit op de racedag zelf. Door nauwkeurig onderzoek te doen naar het ‘​taperen’, oftewel het optimaliseren van de trainings- en herstelcyclussen van het lichaam, kunnen de drie deelnemers aan de race van 6 mei worden voorzien van individuele trainingsregimes.

Wetenschappers kunnen niet echt naast hun onderzoeksobjecten gaan lopen en ze elke paar minuten in de vinger te prikken om hun bloed af te nemen en zo hun fysiologische toestand te meten. Daarom hebben de bloedwaarden die in een tredmolen in een laboratorium zijn afgenomen – en die marathontijden van ruim onder de twee uur voorspellen – ook de neiging om tijdens het echte werk in rook op te lossen. Maar mochten deze tekortkomingen nog niet volledig zijn gecorrigeerd door het intensieve verzamelen van gegevens over de Oost-Afrikaanse toplopers, dan heeft dat onderzoek in elk geval veel nieuwe studieterreinen opgeleverd.

Tot het onderzoek naar onbekend terrein behoort ook de vraag wat precies het menselijke uithoudingsvermogen bepaalt. ‘Vanuit fysiologisch standpunt is er een gebrek aan informatie over de processen die zich later in de race in de hardlopers afspelen,’ zegt Andrew Jones, professor in de toegepaste fysiologie aan de University of Exeter en medewerker van Nike’s Breaking2-project.

‘Alleen al op basis van de statistiek zouden er meer dan genoeg mensen moeten zijn die de 2-uursgrens zouden moeten doorbreken,’ zegt Jones. Maar volgens hem is het duidelijk dat er tijdens een lange race iets in het lichaam van de hardlopers verandert, en het bestuderen van deze veranderingen zou kunnen helpen om het uithoudingsvermogen te vergroten, bijvoorbeeld door de voeding tijdens een race te verbeteren.

Net als de atleten die tijdens recente Olympische Spelen hun wereldrecords mede hebben gebroken omdat ze vernuftige nieuwe uitrustingen en tactieken hebben toegepast, zo zullen de hardlopers van Breaking2 starten op nieuwe lichtgewicht schoenen met zoolplaten van koolstofvezel, die hun loopefficiëntie met vier procent zou moeten verhogen, althans volgens Nike. Ook zullen de hardlopers behoedzaam worden meegetrokken door ‘hazen’, die gedurende korte perioden voor de atleten uit zullen lopen en zo een slipstream met weinig luchtweerstand zullen creëren. Of deze strategieën worden vertaald in aanzienlijke verbeteringen in de prestaties, zal pas op de racedag zelf duidelijk worden.

De race in het hoofd

Ten slotte is er nog een weinig bestudeerde factor die vooral bij toplopers een buitengewoon sterk effect kan hebben: psychologische training.

Volgens Steve Magness, atletiekcoach voor professionele, college- en universiteitslopers en auteur van het boek Peak Performance, kunnen hardlopers altijd nog iets meer geven dan wat zij als hun maximale prestatie beschouwen. Er is meer onderzoek nodig naar de psychologische factoren die dat maximum oprekken (of verlagen).

De Keniaan Eliud Kipchoge komt over de finish van een halve marathon, in 59 minuten en 17 seconden; dit was een testloop voor zijn poging om dit weekeinde het 2-uursrecord op de hele marathon te breken. Maar omdat er nog veel onbekende factoren een rol spelen in de fysiologische veranderingen die toplopers in de late fase van een lange, snelle race ondergaan, is deze geslaagde generale repetitie allerminst een garantie voor het doorbreken van de 2-uursbarrière.

‘In een marathon heb je het over iemand die gedurende twee uur héél hard loopt,’ zegt Magness. ‘We moeten niet alleen meer aandacht besteden aan fysieke vermoeidheid, maar ook aan de mentale vermoeidheid die optreedt als je al die tijd alleen bent in je hoofd en je door de inspanning heen moet vechten.’

Intussen meent Lieberman dat mensen zich niet druk moeten maken over het breken van wereldrecords. Ga naar buiten en geniet van iets waar het lichaam zo goed in is: een stevig stuk hardlopen.

Lees meer