Cardiorespiratoire fitheid: hoe goed voeren hart en longen zuurstof aan je spieren?
Stel je een auto voor met een krachtige motor, maar ook met dunne benzineleidingen. Hoeveel pk's die motor ook heeft, als de brandstof niet snel genoeg wordt aangevoerd, presteert de auto slecht. Cardiorespiratoire fitheid werkt vergelijkbaar bij mensen: het is een maat voor hoe goed je hart, longen en bloedvaten in staat zijn om tijdens inspanning zuurstof naar je spieren te transporteren, en hoe efficiënt die spieren die zuurstof vervolgens gebruiken. Iemand met een hoge cardiorespiratoire fitheid kan langer en intensiever doorgaan zonder buiten adem te raken, omdat het hele aanvoersysteem van zuurstof soepel werkt.
Het begrip duikt steeds vaker op buiten de sportwereld, bijvoorbeeld in gezondheidsonderzoek en op smartwatches die een 'VO2max-schatting' tonen. Dat komt doordat wetenschappers cardiorespiratoire fitheid inmiddels beschouwen als een van de sterkste voorspellers van hoe lang en gezond iemand leeft, sterker zelfs dan roken of bloeddruk in sommige studies. Tegelijk is het meten ervan lastig: de meest nauwkeurige methode vereist een laboratorium, terwijl de laagdrempelige schattingen via horloges en apps minder betrouwbaar zijn. Dat spanningsveld tussen precisie en toegankelijkheid staat centraal in dit artikel.
Wat is het precies?
De kern van cardiorespiratoire fitheid is een getal: de VO2max, ofwel de maximale hoeveelheid zuurstof die je lichaam per minuut kan opnemen en gebruiken tijdens intensieve inspanning. Dit wordt uitgedrukt in milliliter zuurstof per kilogram lichaamsgewicht per minuut (ml/kg/min). Hoe hoger dat getal, hoe groter je 'aerobe motor'.
Om VO2max echt precies te meten, loop of fiets je in een laboratorium op een steeds zwaarder wordende belasting, terwijl je een masker draagt dat exact meet hoeveel zuurstof je inademt en hoeveel kooldioxide je uitademt. Dit heet een cardiopulmonale inspanningstest (CPET). Zodra je lichaam geen extra zuurstof meer kan opnemen ondanks toenemende inspanning, is het maximum bereikt. Deze test wordt gezien als de gouden standaard, maar is duur, tijdrovend en vereist gespecialiseerde apparatuur en getraind personeel.
Omdat een volledige labtest niet praktisch is voor grote groepen mensen, gebruiken onderzoekers en fabrikanten van sporthorloges alternatieven. Submaximale testprotocollen, zoals de Bruce-protocol of de Ã…strand-fietstest, schatten VO2max op basis van hartslag bij een lagere, veiligere inspanning. Slimme horloges van merken als Apple, Garmin en Polar gaan nog een stap verder: zij combineren hartslag, looptempo, GPS-gegevens en persoonlijke kenmerken zoals leeftijd en gewicht in een algoritme dat continu een VO2max-schatting bijwerkt, zonder dat je ooit een formele test hoeft te doen.
Wat wil men ermee bereiken?
Het uiteindelijke doel is tweeledig: individuele gezondheid verbeteren en bevolkingsbreed ziekterisico beter voorspellen. Al sinds de jaren zeventig laten onderzoekers zien dat mensen met een hogere cardiorespiratoire fitheid een lager risico hebben op hart- en vaatziekten, sommige vormen van kanker, diabetes type 2 en vroegtijdig overlijden, ongeacht hun gewicht of leefstijl overigens.
Om die reden pleit de American Heart Association er sinds 2016 voor om cardiorespiratoire fitheid te behandelen als een soort vijfde vitale functie, naast bloeddruk, hartslag, ademhalingsfrequentie en temperatuur. Het idee is dat artsen fitheid net zo routinematig zouden moeten meten of schatten als bloeddruk, om mensen met een verhoogd risico vroeg te signaleren en gerichter leefstijladvies te geven.
Daarnaast willen fabrikanten van draagbare technologie fitheid meetbaar en motiverend maken voor gewone gebruikers. Een concreet getal en trendlijn op je pols kan mensen aansporen om te bewegen, ook zonder dat ze ooit een sportschool of laboratorium bezoeken. Zo verschuift een wetenschappelijk concept langzaam van de kliniek naar de huiskamer.
Voorbeelden uit de praktijk
Het Cooper Institute in Dallas, opgericht door arts Kenneth Cooper, verzamelt sinds de jaren zeventig gegevens van tienduizenden patiënten in de zogeheten Cooper Clinic-cohort. Deze langlopende dataset vormde de basis voor talloze studies die het verband tussen fitheid en levensduur aantoonden, en gaf ook de aanzet tot de term 'aerobics'.
In 2016 publiceerde de American Heart Association een invloedrijk wetenschappelijk standpunt (Ross e.a.) waarin cardiorespiratoire fitheid formeel werd aanbevolen als klinische vitale waarde, met concrete richtlijnen voor artsen over hoe ze fitheid kunnen schatten zonder dure apparatuur.
Een grote studie van de Cleveland Clinic uit 2018, gepubliceerd in JAMA Network Open door Mandsager en collega's, analyseerde gegevens van meer dan 122.000 patiënten die een inspanningstest ondergingen. De conclusie was opvallend: het sterfterisico bleef dalen naarmate fitheid toenam, zelfs bij extreem fitte mensen, zonder duidelijk plafond waarboven meer fitheid geen extra voordeel meer opleverde.
In Noorwegen ontwikkelden onderzoekers van de HUNT-studie (Nes e.a., rond 2011) een non-exercise algoritme waarmee VO2max redelijk betrouwbaar geschat kan worden op basis van simpele vragen over leeftijd, buikomvang, rusthartslag en beweeggewoonten, zonder dat iemand ook maar hoeft te bewegen. Dit leidde tot een publiek toegankelijke online VO2max-calculator.
Sinds de introductie van watchOS 7 in 2020 toont de Apple Watch gebruikers een 'Cardio Fitness'-schatting, gebaseerd op hartslag- en bewegingsdata tijdens buitenwandelingen en -runs. Garmin gebruikt voor vergelijkbare functionaliteit technologie van het Finse bedrijf Firstbeat, dat het bedrijf in 2020 overnam.
Hoe ver is de techniek?
De laboratoriummeting via een cardiopulmonale inspanningstest is wetenschappelijk goed onderbouwd en verandert nauwelijks; het obstakel zit niet in de nauwkeurigheid, maar in de opschaalbaarheid. Een test kost al snel een uur tijd, gespecialiseerde apparatuur en getraind personeel, waardoor het ondenkbaar is om dit bij iedereen standaard te doen.
De schattingsmethoden via wearables ontwikkelen zich sneller, maar zijn nog niet even betrouwbaar. Validatiestudies laten zien dat de foutmarge van horlogeschattingen kan oplopen tot ruim tien procent ten opzichte van een echte labtest, en die afwijking verschilt bovendien per merk, per activiteit (hardlopen buiten geeft doorgaans betere data dan fietsen binnen) en per individu. Mensen met een zeer hoge of juist zeer lage fitheid worden vaker minder nauwkeurig ingeschat dan mensen met een gemiddelde conditie.
Klinisch gezien is de aanbeveling om fitheid als vitale waarde te meten, ondanks het pleidooi uit 2016, nog allerminst gangbare praktijk in ziekenhuizen en huisartsenpraktijken. De meeste elektronische patiëntendossiers hebben er simpelweg geen vast veld voor, en er is geen internationale consensus over welke schattingsmethode dan het meest geschikt zou zijn voor routinegebruik. Onderzoekers werken nog aan het standaardiseren van niet-inspannende voorspellingsformules en aan het valideren van wearable-data tegen de gouden standaard in grotere, diversere bevolkingsgroepen.
Wie werken eraan?
In de Verenigde Staten zijn het Cooper Institute in Dallas, de American Heart Association en het American College of Sports Medicine (ACSM) toonaangevend in onderzoek en richtlijnen rond cardiorespiratoire fitheid. Academische ziekenhuizen zoals de Cleveland Clinic dragen bij met grootschalige patiëntendata.
In Noorwegen speelt de Norwegian University of Science and Technology (NTNU) in Trondheim een centrale rol via de HUNT-studie, een van de grootste doorlopende bevolkingsonderzoeken ter wereld naar onder meer fitheid en gezondheid. In het Verenigd Koninkrijk levert de UK Biobank, met submaximale fietstestgegevens van honderdduizenden deelnemers, een belangrijke bron voor epidemiologisch onderzoek.
Op het gebied van consumententechnologie investeren Apple, Garmin (met de overgenomen Finse technologie van Firstbeat), Google/Fitbit, Whoop en Polar allemaal in algoritmes om VO2max te schatten via dagelijks draagbare apparaten. Deze bedrijven werken deels samen met academische onderzoeksgroepen om hun schattingen te valideren, al zijn de exacte algoritmes vaak bedrijfsgeheim.