Invloed vochttekort op spierkracht en spiermassa

Geschatte leestijd: 8 minuten

Welke rol speelt water precies bij krachttraining, spierkracht en spiermassa? Wat zijn de gevolgen van een tekort aan vocht? In dit artikel gaan we dieper in op de sportieve prestaties in relatie met de vochtinname. 

Invloed vochttekort op duurvermogen

Er zijn meerdere onderzoeken geweest die de invloed van een vochttekort (“hypohydrat(at)ie”) hebben aangetoond als het gaat duurvermogen, dus inspanningen van langere tijd op gematigde intensiteit [1,2,3]. Hierbij is aangetoond dat een vochttekort een negatieve invloed heeft op sportieve prestaties hoewel er grote verschillen van persoon tot persoon zijn [4].

Invloed van vochttekort op spierkracht

Gaat het echter om de invloed van vocht en een vochttekort op inspanningen met hoge intensiteit waar vooral spierkracht voor korte duur voor nodig is, verschillen de onderzoeken nogal van uitkomst. Sommigen toonden een negatieve invloed op prestaties aan [5 tm 10,31]. Andere toon geen effect aan en zien dus geen verschil in prestaties [7, 11 tm 16]. Als je heel scherp bent op de referenties, heb je al gezien dat één van deze onderzoeken zelfs beide als conclusie noteerde [7]. Er waren echter meer onderzoeken tussen die conflicterende resultaten toonden [12,13].

De resultaten van een deel van de onderzoeken kunnen bovendien niet direct aan water en vochtinname  worden toegeschreven omdat de onderzoekers andere variabelen onvoldoende hebben gecontroleerd [10,14,17]. Zo werd bijvoorbeeld geen rekening gehouden met de invloed van lichaamstemperatuur, menstruatie, calorie-inname etc.

Een ander nadeel is dat in veel gevallen is gekeken naar een maximale eenmalige inspanning [31]. Niet echt vergelijkbaar dus met een training zoals de meesten die zullen doen (namelijk meerdere oefeningen met meerdere sets en meerdere herhalingen per set).

De uitdaging is dus ook het vinden van onderzoeken die hier wel allemaal rekening mee houden. Er zijn in dit verband drie onderzoeken die we kunnen bekijken. Eén van deze dateert alweer uit 1979 [8] de ander zijn recenter, uit 2007 en 2008 [18]. Gezien ik echter de volledige tekst van het onderzoek uit 1979 niet kan vinden, beperk ik me hier tot de recentere onderzoeken.

“Vochttekort beperkt prestaties bij krachttraining”

Onderzoekers van de California State University startte hun onderzoek met zeven jonge mannen die bekend waren met de “back squat” (de squat zoals de meesten die kennen met halterstang in de nek). Hier hebben we natuurlijk meteen een beperking van het onderzoek te pakken want zeven mensen is nou niet bepaald een grote populatie. Ze werden dan ook niet verdeeld over groepen met verschillende vochtinnames, maar volgden alle zeven een trainingsprotocol onder drie verschillende omstandigheden:

1. Normale vochtbalans (“euhydration”)  – “EU”
2. Vochttekort (“hypohydration”) 2,5% lichaamsmassa – “HY25”
3. Vochttekort 5% lichaamsmassa. -“HY50”

Tussen de verschillende trainingsprotocollen zat steeds een week tijd. De vochtbalans werd de dag voorafgaand aan de verschillende trainingen teweeggebracht door oefening en hitte in combinatie met gecontroleerde vochtinname. De mate van het tekort werd bepaald door de afname in lichaamsmassa te berekenen en aan de hand van de zogenaamde “urine specific gravity” [19].

Eerst werd het maximale gewicht waarmee ze één squat konden doen, (1RM, one repetition maximum), gemeten. De squats werden uitgevoerd op een Smit Machine om de beweging zoveel mogelijk gecontroleerd te houden. De echte training begon pas bij het volgende bezoek. Deze bestond uit zes sets van squats met een intensiteit van 80% van de 1RM. Hierbij deden ze tien herhalingen per set of het maximaal haalbare als de tien reps niet gehaald werden. Tussendoor werd twee minuten gerust en na elke set gaven ze aan hoe vermoeid ze zich voelden.

Behalve de squats werden ook jump squats en hoogtesprongen gedaan om te beoordelen hoeveel kracht gegenereerd kon worden bij een eenmalige inspanning.

De onderzoekers hebben veel moeite gedaan om met alle omstandigheden rekening te houden zoals calorie-inname en lichaamstemperatuur.

Resultaten en conclusie:

Op de maximale kracht bij eenmalige leg-extensions  had de vochtbalans nauwelijks invloed. Op de zes sets van squats echter wel. Rechts zie je de resultaten bij het squaten.

The primary findings of this study were that hypohydration 1) has little demonstrable effect on single, maximal-effort strength and power, but it 2) limited the ability of healthy, resistance-trained males to perform a six-set back squat protocol. These results suggest that hypohydrated individuals who complete isotonic, multiple-repetition, multiple-set, intermittent resistance exercise tasks will likely experience impaired performance.

…In conclusion, hypohydration up to 4.8% body mass loss 1) failed to affect vertical jump height, peak lower-body power, and peak lower-body force, but it 2) significantly compromised the ability to perform a resistance exercise bout. Preliminary results evaluating the effect of hypohydration on the ability of the central nervous system to maximally stimulate the musculature suggest further work should continue to investigate this plausible mechanism.

-D. Judelson, California State University

Wanneer er zes sets werd gesquat, verminderde een vochttekort dus de prestaties.

“Drinken tijdens trainen verhoogt testosteron en verlaagt cortisol”

Dezelfde onderzoekers onderzochten een jaar later welk effect een vochttekort heeft op de hormoonspiegels tijdens training. Wat doet het bijvoorbeeld met de “goede” hormonen zoals testosteron, insuline, IGF-1 en groeihormoon en wat doet het bijvoorbeeld met cortisol dat we normaal graag laaghouden? Dit deden ze met dezelfde opzet als in het voorgaande onderzoek. Ook weer zeven deelnemers met dezelfde verschillen in vochtbalans.

Tijdens het doen van de sets met squats van 80%1RM keken ze naar de reacties van de hormonen. Rechts zie je enkele van de resultaten. Hieruit blijkt duidelijk dat een vochttekort niet zo fijn is voor je hormoonspiegels.

Testosteron en groeihormoon nemen beiden tijdens de training meer af wanneer er een vochttekort is. Dit verschil is echter statistisch niet significant in dit onderzoek (kon dus door toeval veroorzaakt zijn). Cortisol echter, het stresshormoon dat spierafbrekend werkt, neemt echter significant toe bij een vochttekort van 5% (bij 2,5% was het verschil niet significant). Maar liefst een verschil van ruim 46% ten opzichte van een normale vochtbalans.

Diezelfde stijging van cortisol werd ook al gezien bij duursporten met een vochttekort en wordt vermoedelijk veroorzaakt door de stijging in lichaamstemperatuur die dit veroorzaakt [21 tm 27].

Wat de onderzoekers niet verwacht hadden, is dat het anabole hormoon IGF-1 zou stijgen bij een vochttekort. Ze denken dat dit een vertraagde reactie is op de toename in groeihormoon een dag eerder toen er lang gelopen moest worden om vocht kwijt te raken. Uit eerder onderzoek is al gebleken dat langdurige inspanning van lage intensiteit groeihormoon verhoogt [28,29]. Door de verlengde temperatuurverhoging door uitdroging zou meer groeihormoon aangemaakt zijn. Groeihormoon verhoogt IGF-1, maar met vertraging [30]. De gestegen IGF-1 zou dus een reactie kunnen zijn op de gestegen groeihormoon een dag eerder.

 In conclusion, hypohydration up to 4.8% body mass loss significantly altered the endocrine and metabolic internal environments before and after intense resistance exercise. The stress of hypohydration significantly enhanced the exercise-induced increase in catabolic hormones and modified the anabolic hormonal response. Likely secondary to these hormonal shifts, hypohydration stimulated a large influx of metabolic substrates. These data demonstrate that body water status is an important consideration in modulating the hormonal and metabolic responses to resistance exercise.

-D. Judelson, California State University

Dit is de invloed op een eenmalige training. Stel dat iedere training testosteron en groeihormoon lager zijn dan en cortisol hoger dan kan je je voorstellen dat dit ook effect gaat hebben op spiermassa die grotendeels door deze hormonen gereguleerd wordt. Hiernaar moet echter meer onderzoek verricht worden.

Hierbij moet ook opgemerkt worden dat deze onderzoeken uit 2008 en 2007 deels gefinancierd zijn door The Gatorade Sports Science Institute. Deze hebben een commercieel belang bij het aantonen van nadelige effecten van een vochttekort omdat hun sportdrank die problemen natuurlijk zou voorkomen. Dat betekent niet automatisch dat het onderzoek niet betrouwbaar is, maar dient wel in het achterhoofd gehouden te worden.

Vochttekort en de werking mTOR en proteïne synthese

Kijken we naar proteïne-synthese (de aanmaak van nieuwe proteïne en een zeer belangrijk proces in spiergroei naast hypertrofie) dan is het handig om de invloed van mTOR, mammalian target of rapamycin,  te kennen. mTOR speelt namelijk een belangrijke rol in de start van eiwitsynthese onder invloed van insuline [32]. Dit proces in de spiercellen kan echter inactief worden door een vochttekort, zelfs als er voldoende insuline aanwezig is [33].

Conclusie

Ok, de meeste onderzoeken zijn niet ideaal opgezet. Vaak laten de omstandigheden waaronder ze zijn verricht te wensen over waardoor al te harde uitspraken niet mogelijk zijn. Onderzoeken die in de buurt komen van de juiste omstandigheden hebben de schijn van belangenverstrengeling tegen.

Spraken we hier over een supplement, of bijvoorbeeld een pre workout, dan zou ik waarschijnlijk zeggen: “Bespaar je geld totdat de toegevoegde waarde (beter) bewezen is”. We praten hier echter over water. Over vochttekorten en de effecten daarvan op andere zaken als bijvoorbeeld vetverbranding, maar ook mentale functies kan ik nog de nodige stukken schrijven, maar samengevat levert een vochttekort vrijwel nooit voordelen op. Uitzondering zijn die enkele dagen dat een bodybuilder al het vocht uit de huid wil krijgen voor een wedstrijd, maar daarbuiten is er geen reden om te weinig te drinken.

Wat ik wel in het eerstvolgende artikel zal beschrijven, is hoe je je water het beste drinkt door in te gaan op de gevaren van de plastic drinkflessen.

Referenties

1. Barr SI: Effects of dehydration on exercise performance. Can J Appl Physiol 1999, 24:164–172.
2. Sawka MN: Physiological consequences of hypohydration: exercise performance and thermoregulation. Med Sci Sports Exerc 1992, 24:657–670.
3. Cheuvront, S. N., R. Carter, and M. N. Sawka. Fluid balance and endurance performance. Curr. Sports Med. Rep. 2:202-208, 2003.
4. Sawka MN, Coyle EF: Influence of body water and blood volume on thermoregulation and exercise performance in the heat. Exerc Sports Sci Rev 1999, 27:167–218.
5. Caterisano, A., D. N. Camaione, R. T. Murphy, and V. J. Gonino. The effect of differential training on isokinetic muscular endurance during acute thermally induced hypohydration. Am. J. Sports Med. 16:269-273, 1988.
6. Schoffstall, J. E., J. D. Branch, B. C. Leutholtz, and D. P. Swain. Effects of dehydration and rehydration on the one-repetition maximum bench press of weight-trained males. J. Strength Cond. Res. 15:102-108, 2001.
7. Smith, S. A., J. H. Williams, C. W. Ward, and K. P. Davy. Dehydration effects on repeated bouts of short-term, high-intensity exercise in college wrestlers. Med. Sci. Sports Exerc. 23:S67, 1991.
8. Torranin, C., D. P. Smith, and R. J. Byrd. The effect of acute thermal dehydration and rapid rehydration on isometric and isotonic endurance. J. Sports Med. Phys. Fitness 19:1-9, 1979.
9. Yoshida, T., T. Takanishi, S. Nakai, A. Yorimoto, and T. Morimoto. The critical level of water deficit causing a decrease in human exercise performance: a practical field study. Eur. J. Appl. Physiol. 87:529-534, 2002.
10. Judelson, D. A., C. M. Maresh, J. M. Anderson, et al. Hydration and muscular performance: does fluid balance affect strength, power, and high-intensity endurance? Sports Med. (in press).
11. Bigard, A. X., H. Sanchez, G. Claveyrolas, S. Martin, B. Thimonier, and M. J. Arnaud. Effects of dehydration and rehydration on EMG changes during fatiguing contractions. Med. Sci. Sports Exerc. 33:1694-1700, 2001.
12. Bosco, J. S., J. E. Greenleaf, E. M. Bernauer, and D. H. Card. Effects of acute dehydration and starvation on muscular strength and endurance. Acta Physiol. Pol. 25:411-421, 1974.
13. Bosco, J. S., R. L. Terjung, and J. E. Greenleaf. Effects of progressive hypohydration on maximal isometric muscular strength. J. Sports Med. Phys. Fitness 8:81-86, 1968.
14. Cheuvront, S. N., R. Carter, E. M. Haymes, and M. N. Sawka. No effect of moderate hypohydration or hyperthermia on anaerobic exercise performance. Med. Sci. Sports Exerc. 38:1093-1097, 2006.
15. Greiwe, J. S., K. S. Staffey, D. R. Melrose, M. D. Narve, and R. G. Knowlton. Effects of dehydration on isometric muscular strength and endurance. Med. Sci. Sports Exerc. 30:284-288, 1998.
16. Viitasalo, J. T., H. Kyrolainen, C. Bosco, and M. Alen. Effects of rapid weight reduction on force production and vertical jumping height. Int. J. Sports Med. 8:281-285, 1987.
17. Evetovich, T. K., J. C. Boyd, S. M. Drake, et al. Effect of moderate dehydration on torque, electromyography, and mechanomyography. Muscle Nerve 26:225-231, 2002.
18. Judelson DA, Maresh CM, Farrell MJ, Yamamoto LM, Armstrong LE, Kraemer WJ,Volek JS, Spiering BA, Casa DJ, Anderson JM. Effect of hydration state on strength, power, and resistance exercise performance. Med Sci Sports Exerc. 2007 Oct;39(10):1817-24. PubMed PMID: 17909410.
19. En.wikipedia.org/wiki/Urine_specific_gravity
20. Judelson DA, Maresh CM, Yamamoto LM, Farrell MJ, Armstrong LE, Kraemer WJ,Volek JS, Spiering BA, Casa DJ, Anderson JM. Effect of hydration state on
    resistance exercise-induced endocrine markers of anabolism, catabolism, and metabolism. J Appl Physiol (1985). 2008 Sep;105(3):816-24.
21. Bishop NC, Scanlon GA, Walsh NP, McCallum LJ, Walker GJ. No effect of fluid intake on neutrophil responses to prolonged cycling. J Sports Sci 22: 1091–1098, 2004
22. Maresh CM, Whittlesey MJ, Armstrong LE, Yamamoto LM, Judelson DA, Fish KE, Casa DJ, Kavouras SA, Castracane VD. Effect of hydration state on testosterone and cortisol responses to training-intensity exercise in collegiate runners. Int J Sports Med 27: 765–770, 2006.
23. McGregor SJ, Nicholas CW, Lakomy HKA, Williams C. The influence of intermittent high-intensity shuttle running and fluid ingestion on the performance of a soccer skill. J Sports Sci 17: 895–903, 1999
24. Mitchell JB, Dugas JP, McFarlin BK, Nelson MJ. Effect of exercise, heat stress, and hydration on immune cell number and function. Med Sci Sports Exerc 34: 1941–1950, 2002.
25. Moquin A, Mazzeo RS. Effect of mild dehydration on the lactate threshold in women. Med Sci Sports Exerc32: 396–402, 2000.
26. Roy BD, Green HJ, Burnett M. Prolonged exercise following diuretic-induced hypohydration effects on fluid and electrolyte hormones. Horm Metab Res 33: 540–547, 2001.
27. Roy BD, Green HJ, Burnett ME. Prolonged exercise following diuretic-induced hypohydration: effects on cardiovascular and thermal strain. Can J Physiol Pharmacol 78: 541–547, 2000.
28. Francesconi RP, Sawka MN, Pandolf KB. Hypohydration and acclimation: effects on hormone responses to exercise/heat stress. Aviat Space Environ Med 55: 365–369, 1984.
29. Saini J, Bothorel B, Brandenberger G, Candas V, Follenius M. Growth hormone and prolactin response to rehydration during exercise: effect of water and carbohydrate solutions. Eur J Appl Physiol 61: 61–67, 1990.
30. Copeland KC, Underwood LE, Van Wyk JJ. Induction of immunoreactive somatomedin C human serum by growth hormone: dose-response relationships and effect on chromatographic profiles. J Clin Endocrinol Metab50: 690–697, 1980.
31. Hayes LD, Morse CI. The effects of progressive dehydration on strength and power: is there a dose response? Eur J Appl Physiol. 2010 Mar;108(4):701-7. doi: 10.1007/s00421-009-1288-y. Epub 2009 Nov 12. PubMed PMID: 19908058.
32. Wang X, Proud CG. The mTOR pathway in the control of protein synthesis. Physiology (Bethesda). 2006 Oct;21:362-9. Review. PubMed PMID: 16990457.
33. Schliess, F., Richter, L., Vom Dahl, S., & Häussinger, D. (2006). Cell hydration and mTOR-dependent signalling. Acta physiologica (Oxford, England), 187(1-2), 223–9. doi:10.1111/j.1748-1716.2006.01547.x