De erfenis van Armstrong en Ferrari

Sinds de dominantie van Lance Armstrong wordt zijn rijstijl met een trapfrequentie van rond de 100 door velen gekopieerd en geadviseerd. Maar is het ideaal? Armstrong is er naar eigen zeggen mee begonnen op advies van dopingdokter Michele Ferrari. Ferrari verwachtte meer effect van het extra bloed in het lichaam (door EPO en bloeddoping) bij een toegenomen bloeddoorstroming door een hogere trapfrequentie. Los van het feit dat dit nooit wetenschappelijk onderzocht is, gebruiken wij, als amateur wielrenners, geen doping. Dus is de hoge trapfrequentie wel zinvol?

Het optimum is niet makkelijk te meten

Er is veel wetenschappelijk onderzoek gedaan naar de trapfrequentie met het laagste energieverbruik voor een gegeven vermogen. Het energieverbruik wordt gemeten door middel van de zuurstofopname (VO₂). Nu zijn de onderzoeken niet zo makkelijk te interpreteren omdat het energieverbruik van veel factoren afhankelijk is, naast de trapfrequentie:

• Intensiteit (intensiever is efficiënter)
• Vezeltype (type I is efficiënter)
• Getraindheid (beter getraind is efficiënter)
• Duur van de inspanning (langer is efficiënter)

Daarnaast wordt een onderzoek al snel te groot wordt om uit te voeren wanneer veel trapfrequenties worden bestudeerd. Helemaal als je dat voor verschillende vermogens en met verschillende inspannningsduur gaat doen. Dus vaak wordt de zuurstofopname gemeten bij een trapfrequentie van 40, 60, 80, 100 en 120. Het optimum wordt dan berekend.

Hoe zit het voor een cyclo?

Het vermogen dat je rijdt tijdens een cycloon zal ergens halverwege de aerobe en anaerobe drempel te liggen. Dit komt neer op 55-60% van het VO₂max vermogen liggen. Dat is hetzelfde als 80-85% van het FTP (omslagpunt) vermogen.
In de literatuur varieert de optimale cadans voor deze intensiteit tussen de 60 en 80. Er zijn ook onderzoeken waarbij het optimum nog lager ligt, soms zelfs 40 of 50. Dit is zeker het geval als het vermogen laag ligt. De resultaten van de onderzoeken wisselen sterk omdat de getraindheid van de testpersonen, het vermogen en de duur van de inspanning wisselt. Het is dus niet eenduidig wat de beste trapfrequentie is. Op basis van alle studies zou mijn beste schatting een trapfrequentie van 70 zijn voor het cyclo vermogen. Maar zoals in de grafieken hieronder te zien is, wisselen de resultaten sterk.

Is het de moeite waard om op trapfrequentie te rijden?

De verschillen voor trapfrequenties tussen 50 en 80 zijn niet zo groot. Maar boven een trapfrequentie van 80 neemt de efficiëntie snel af. Helemaal op trapfrequenties boven de 100 kan de zuurstofopname en dus ook het energie verbruik wel 20% hoger zijn. Zo’n grote hoeveelheid energieverlies zal zeker een effect hebben op de eindtijd. Het is dus de moeite waard om op de trapfrequentie te letten.

Van de andere kant: als je wilt afvallen dan kun je significant meer kcal verbranden met een hogere trapfrequentie.

Is de optimale trapfrequentie anders tijdens klimmen?

Met klimmen daalt de optimale trapfrequentie. Echter het vermogen is ook vaak hoger met klimmen. Dit heft elkaar waarschijnlijk redelijk op. Als het vermogen niet hoger wordt dan is de optimale trapfrequentie waarschijnlijk rond de 60 bij een gemiddeld stijgingspercentage van 7%.

Vormt een lage trapfrequentie een risico op blessures?

Dit wordt vaak gesuggereerd vanwege de potentieel hogere piekkrachten. In wetenschappelijk onderzoek is dit nog niet aangetoond. Maar er is ook geen goed onderzoek naar gedaan.

Enkele voorbeelden van onderzoeksresultaten

Referenties

1. Arkesteijn M, Hopker J, Jobson SA, Passfield L. The effect of turbo trainer cycling on pedalling technique and cycling efficiency. International journal of sports medicine. 2013;34(6):520-525. doi:10.1055/s-0032-1327658
2. Bertucci W, Grappe F, Girard A, Betik A, Rouillon JD. Effects on the crank torque profile when changing pedalling cadence in level ground and uphill road cycling. Journal of biomechanics. 2005;38(5):1003-1010. doi:10.1016/j.jbiomech.2004.05.037
3. Bini RR, Tamborindeguy AC, Mota CB. Effects of saddle height, pedaling cadence, and workload on joint kinetics and kinematics during cycling. Journal of sport rehabilitation. 2010;19(3):301-314.
4. Boone J, Barstow TJ, Celie B, Prieur F, Bourgois J. The impact of pedal rate on muscle oxygenation, muscle activation and whole-body VO(2) during ramp exercise in healthy subjects. European journal of applied physiology. 2015;115(1):57-70. doi:10.1007/s00421-014-2991-x
5. Casaburi R, Whipp BJ, Wasserman K, Koyal SN. Ventilatory and gas exchange responses to cycling with sinusoidally varying pedal rate. J Appl Physiol. 1978;44(1):97-103.
6. Ettema G, Loras H, Leirdal S. The effects of cycling cadence on the phases of joint power, crank power, force and force effectiveness. J Electromyogr Kinesiol. 2009;19(2):e94-101. doi:10.1016/j.jelekin.2007.11.009
7. Farina D, Macaluso A, Ferguson RA, De Vito G. Effect of power, pedal rate, and force on average muscle fiber conduction velocity during cycling. Journal of applied physiology. 2004;97(6):2035-2041. doi:10.1152/japplphysiol.00606.2004
8. Hansen EA, Jorgensen LV, Jensen K, Fregly BJ, Sjogaard G. Crank inertial load affects freely chosen pedal rate during cycling. Journal of biomechanics. 2002;35(2):277-285.
9. Hug F, Bendahan D, Le Fur Y, Cozzone PJ, Grelot L. Heterogeneity of muscle recruitment pattern during pedaling in professional road cyclists: a magnetic resonance imaging and electromyography study. Eur J Appl Physiol. 2004;92(3):334-342.
10. Jameson C, Ring C. Contributions of local and central sensations to the perception of exertion during cycling: effects of work rate and cadence. Journal of sports sciences. 2000;18(4):291-298. doi:10.1080/026404100365027
11. Leirdal S, Ettema G. Freely chosen pedal rate during free cycling on a roller and ergometer cycling. European journal of applied physiology. 2009;106(6):799-805. doi:10.1007/s00421-009-1087-5
12. Leirdal S, Ettema G. Pedaling technique and energy cost in cycling. Med Sci Sports Exerc. 2011;43(4):701-705. doi:10.1249/MSS.0b013e3181f6b7ea
13. Lepers R, Millet GY, Maffiuletti NA. Effect of cycling cadence on contractile and neural properties of knee extensors. Medicine and science in sports and exercise. 2001;33(11):1882-1888.
14. McGhie D, Ettema G. The effect of cadence on timing of muscle activation and mechanical output in cycling: on the activation dynamics hypothesis. J Electromyogr Kinesiol. 2011;21(1):18-24. doi:10.1016/j.jelekin.2010.04.007
15. Ryan MM, Gregor RJ. EMG profiles of lower extremity muscles during cycling at constant workload and cadence. J Electromyogr Kinesiol. 1992;2(2):69-80. doi:10.1016/1050-6411(92)90018-E
16. Sanderson DJ. The influence of cadence and power output on the biomechanics of force application during steady-rate cycling in competitive and recreational cyclists. Journal of sports sciences. 1991;9(2):191-203. doi:10.1080/02640419108729880
17. Sanderson DJ, Hennig EM, Black AH. The influence of cadence and power output on force application and in-shoe pressure distribution during cycling by competitive and recreational cyclists. Journal of sports sciences. 2000;18(3):173-181. doi:10.1080/026404100365072
18. Sarre G, Lepers R, Maffiuletti N, Millet G, Martin A. Influence of cycling cadence on neuromuscular activity of the knee extensors in humans. European journal of applied physiology. 2003;88(4-5):476-479. doi:10.1007/s00421-002-0738-6
19. Takaishi T, Ishida K, Katayama K, Yamazaki K, Yamamoto T, Moritani T. Effect of cycling experience and pedal cadence on the near-infrared spectroscopy parameters. Medicine and science in sports and exercise. 2002;34(12):2062-2071. doi:10.1249/01.MSS.0000039304.91231.76
20. Takano N. Effects of pedal rate on respiratory responses to incremental bicycle work. J Physiol. 1988;396:389-397.21. Vercruyssen F, Missenard O, Brisswalter J. Relationship between oxygen uptake slow component and surface EMG during heavy exercise in humans: influence of pedal rate. J Electromyogr Kinesiol. 2009;19(4):676-684. doi:10.1016/j.jelekin.2008.02.005