Vraag effecten waterstofsuppletie

Kort antwoord

Het idee achter suppletie met waterstof is dat het als een selectieve antioxidant werkt. Het precieze werkingsmechanisme en de weg die waterstof door het menselijk lichaam aflegt zijn echter grotendeels onbekend.

Er zijn aanwijzingen dat waterstofsuppletie gunstige effecten kan hebben, maar hierover zijn geen harde uitspraken te doen. Dit komt doordat het op dit moment nog ontbreekt aan grote studies van toonaangevende onderzoeksgroepen in belangrijke voedingsgerelateerde wetenschappelijke tijdschriften. Er zijn achttien studies bekend waarin wetenschappers waterstofsuppletie bij gezonde mensen en sporters onderzochten. Uit de meeste van deze onderzoeken blijken gunstige effecten voor de prestatie, vermoeidheid en fysiologische variabelen die samenhangen met prestaties. Waterstofsuppletie kan daarom mogelijk zinvol zijn om de prestaties te verbeteren of vermoeidheid te verminderen.

Door de diversiteit van de gebruikte protocollen zijn er geen aanbevelingen te doen over de optimale manier van waterstofsuppletie. Bij normaal gebruik is waterstof veilig. Voor antioxidanten in het algemeen geldt dat langdurig gebruik niet aan te raden is, omdat dit de trainingsaanpassingen kan hinderen.

Uitgebreid antwoord

Vrije zuurstofradicalen

Het belangrijkste veronderstelde werkingsmechanisme van waterstof dat in de literatuur naar voren komt, is dat het werkt als een antioxidant. Waterstof bindt zich goed met vrije zuurstofradicalen, en maakt ze daardoor onschadelijk ^[1,2]. Vrije zuurstofradicalen zijn stoffen die als bijproduct van lichaamsprocessen ontstaan. Doordat ze een elektron missen zijn ze reactief: ze reageren met andere stoffen en zijn in sommige gevallen schadelijk voor lichaamscellen ^[1,2]. De kleine waterstofmoleculen kunnen makkelijk door celmembranen diffuseren, en daardoor vrije zuurstofradicalen in de weefsels snel bereiken. Tevens zou waterstof zich specifiek binden aan de meest schadelijke zuurstofradicalen ^[1,2].

Topsporters

Volgens bovenstaande gedachtegang kan waterstofsuppletie voor topsporters interessant zijn, omdat intensieve inspanning leidt tot een verhoogde productie van vrije zuurstofradicalen. Vrije zuurstofradicalen lijken bij te dragen aan vermoeidheid, ontstekingsprocessen en microschade die optreedt in actieve weefsels en organen ^[1,3]. Daarnaast zou waterstofsuppletie de pH verhogen en daarmee ook de door intensieve inspanning veroorzaakte lokale verzuring van spierweefsel tegengaan ^[1,3]. Hoewel sommige vrije zuurstofradicalen inderdaad schadelijk zijn, lijken andere juist op te treden als signaalstof voor trainingsaanpassingen die optreden door training ^[1,4]. Het is niet zeker of waterstofsuppletie volgens het veronderstelde mechanisme werkt: dit is nog niet bij mensen aangetoond ^[5].

Wetenschappelijk bewijs

Japanse wetenschappers publiceerden in 2007 in het journal Nature Medicine een studie over waterstofsuppletie ^[6]. Sindsdien is hier vooral in Azië veel onderzoek naar gedaan, maar er zijn nog geen grote, langlopende studies door toonaangevende onderzoeksgroepen in belangrijke voedingsgerelateerde journals gepubliceerd. Het gaat vaak om kleine, kortlopende studies waarin ook veelal kleine effecten worden gevonden. Er zijn achttien studies bekend waarin waterstofsuppletie bij gezonde mensen en sporters is onderzocht. De meeste uitkomsten duiden op gunstige effecten op prestaties, vermoeidheid en fysiologische parameters ^[7–16]. In vier studies vonden de onderzoekers geen effect, of varieerden de effecten sterk: sommige individuen lieten verbetering zien, anderen helemaal niet ^[4,15,17,18].

Prestatie

Er zijn zes studies waarin onderzoekers een prestatiebevorderend effect van waterstofsuppletie vonden ^{[7–10,13,15]}. Zo leverden sporters tijdens volledig anaerobe – maar ook bij gedeeltelijk aerobe inspanningen waarbij ze “all-out” gingen – een hoger gemiddeld en piekvermogen ^[7,9,10,13]. Ook bij herhaald sprinten waren de resultaten positief: er trad minder verval op in sprinttijden en geleverd vermogen ^[8,15]. Er zijn echter ook studies waarin de effecten op prestaties een grote spreiding kenden – een deel van de proefpersonen ging vooruit en een deel niet – of die in het geheel geen effect van waterstof vonden ^[4,17,18].

Vermoeidheid

In drie studies lijkt suppletie met waterstof de vermoeidheid van sporters gunstig te beïnvloeden; ze hadden een lagere rate of perceived exertion (RPE) of vermoeidheidsindex ^[9,12,13]. In alledrie dronken de sporters met waterstof verrijkt water, dat niet te onderscheiden was van normaal water. Desondanks zijn er ook hier drie studies die geen positieve effecten op vermoeidheid vonden ^[15,17,18]. 

Cardiovasculair

Onderzoekers melden diverse effecten van waterstof op het cardiovasculaire systeem. Zo zijn er twee studies die vonden dat de hartslag bij inspanning lager was, of dat de hartslag na inspanning sneller naar de rustwaarde terugkeerde ^[7,14]. Dit kunnen tekenen zijn dat de efficiëntie van de bloedsomloop toenam (met een minder hoge hartslag werd evenveel zuurstof opgenomen) of dat het hart sneller van de inspanning herstelde. Het meest genoemde effect van waterstofsuppletie is echter een lagere bloedlactaatconcentratie bij dezelfde inspanningsintensiteit, of eenzelfde bloedlactaatconcentratie bij betere prestaties of een hogere inspanningsintensiteit ^[8,10,12,16]. Soortgelijke effecten zijn aanwezig in de concentratie antioxidanten in het bloed: bij eenzelfde inspanningsintensiteit zijn er na waterstofsuppletie meer antioxidanten aanwezig, of bij een hogere inspanningsintensiteit is de hoeveelheid antioxidanten hetzelfde ^{[10,11,19,20]}. Individuen die waterstof kregen presteerden ook daadwerkelijk beter: ze lieten minder verval zien tijdens herhaalde sprints en spiervermoeidheidsprotocollen ^[8,11,16] en konden een hogere belasting aan tijdens een maximaaltest op de fiets ^[10]. In een aantal studies werkten de onderzoekers met opgelegde inspanningsintensiteiten, waardoor niet te zeggen is of de lagere lactaatconcentraties en hogere hoeveelheden antioxidanten met betere prestaties gepaard gingen ^[12,19,20]. Uit één studie bleek tenslotte een toename van de pH en concentratie bicarbonaten in het bloed ^[21], maar in een recenter onderzoek spreken wetenschappers dit juist tegen ^[4]. Als de pH toeneemt (meer basisch) zou in theorie minder snel verzuring optreden, hetgeen de afname in prestatie beperkt.

Zuurstofopname

Twee onderzoeken noemen effecten van watersuppletie op de zuurstofopname. Eén onderzoek vond dat door waterstof de hoogste zuurstofopname in een maximale inspanningstest toenam ^[10]. Een andere studie meldt dat door waterstofsuppletie het ventilatoir equivalent van zuurstof afneemt ^[12]. Dit betekent dat een sporter meer zuurstof aan de ingeademde lucht kan onttrekken, en dus minder lucht hoeft in te ademen om evenveel zuurstof op te nemen.

Trainingsstatus

Twee studies stellen dat de trainingsstatus van de sporter de effecten van waterstof beïnvloedt. Eén onderzoek meldt dat waterstofsuppletie bij een anaerobe inspanning meer effect heeft bij getrainde dan in ongetrainde personen ^[9]. In een ander onderzoek lijkt het erop dat ongetrainde personen meer profijt hebben van waterstofsuppletie dan getrainde personen als ze zo snel mogelijk vier kilometer moeten rennen ^[18].

Blessures

Niet alleen de effecten op prestaties, maar ook de effecten van waterstof op het herstel van blessures zijn onderzocht. In één onderzoek vonden wetenschappers dat sporters 24 uur na een acuut enkelletsel qua zwelling, beweeglijkheid en balans even goed af zijn als ze hun enkel in met waterstof verrijkt water hebben gehouden, als na een conventionele behandeling ^[22]. Andere onderzoekers keken of het drinken van waterstofrijk water en het aanbrengen van waterstof op een spier- of bandletsel ervoor zorgde dat ze sneller herstelden. Dit was zo: de sporters die waterstof gebruikten wonnen sneller hun normale beweeglijkheid terug ^[23]. Gezien de snelheid waarmee waterstof vervliegt (zie onder) zijn deze interventies en resultaten echter twijfelachtig.

Praktisch

Het is niet mogelijk om op basis van de beschikbare studies aanbevelingen te doen over de optimale manier om waterstofsuppletie toe te passen – de gebruikte protocollen lopen flink uiteen. Vanuit praktische overwegingen kiezen onderzoekers het meest voor het drinken van met waterstof verrijkt water ^{[7–10,12–21]}. Ook inademen van waterstofgas uit een gesloten circuit, via een gezichtsmasker of neuscanule behoort tot de mogelijkheden ^[1,3]. De duur en dosis variëren van eenmalig 400-500 ml waterstofrijk water kort voor of na het sporten ^[8,12,13] tot dagelijks 2 liter gedurende twee weken ^[15,21]. Precieze dosering is bovendien lastig: waterstof is een zeer vluchtig gas dat makkelijk uit zijn opslagmedium ontsnapt, waardoor de concentratie moeilijk te controleren is ^[1,3].

Veiligheid

De algemene consensus is dat waterstof een veilige stof is, en in geen van de onderzoeken werden negatieve effecten van waterstofsuppletie gemeld. Desondanks is de waarde waarboven de stof toxisch is nog niet vastgesteld ^[24]. In het algemeen geldt voor antioxidanten dat langdurig gebruik niet aan te raden is, omdat het de trainingsaanpassingen kan hinderen. Bovendien geldt voor waterstof in gasvorm dat de maximale veilige concentratie 4 procent is; hierboven is de stof licht ontvlambaar ^[1].