Wpływ wysokiej temperatury i wilgotności na wydajność w kolarstwie

Jednym z najbardziej forsownych i niebezpiecznych oddziaływań na organizm człowieka jest intensywny wysiłek w środowisku gorącym i wilgotnym. Wysokie temperatury mogą znacząco osłabić zdolności wysiłkowe oraz wpływać na spadek generowanej mocy mechanicznej. Podczas upalnych dni, sportowcy muszą zmagać się z dodatkowymi wyzwaniami, takimi jak odwodnienie, zwiększony wysiłek termoregulacyjny organizmu oraz zmęczenie. To czynniki, które są związane z hipertermią (stanem przegrzania organizmu) oraz stresem cieplnym. Przyjrzyjmy się zagadnieniu bliżej.

Jak reaguje organizm obciążony wysoką temperaturą?

Wysoka temperatura otoczenia oraz wysoka wilgotność, będą zwiększały trudność w oddaniu ciepła przez organizm. Aby zapewnić skuteczne działanie w oddaniu nadmiernej ilości ciepła w trakcie wysiłku fizycznego, organizm będzie reagował wzmożonym przepływem krwi przez naczynia skóry, oraz będzie konkurować z pracującymi mięśniami o dostępną objętość krwi. Dlaczego tak się dzieje? Organizm musi pompować krew do pracujących mięśni, aby dostarczyć tlen i składniki odżywcze, ale jednocześnie musi pompować krew do skóry, aby oddać ciepło i schłodzić organizm. Efektem będzie zwiększona częstość akcji serca oraz zwiększona pojemność minutowa.

Wzrost tętna postępujący w miarę trwania wysiłku o określonej intensywności nazywamy dryfem sercowo-naczyniowym. Jest to mechanizm termoregulacji. W środowisku gorącym może również zmaleć wydajność pracy mechanicznej, ponieważ dopływ krwi do mięśni zostanie zredukowany, aby utrzymać mechanizmy termoregulacji. Wysoka temperatura otoczenia będzie również wpływała na zwiększenie wentylacji płuc, może nastąpić również większe zużycie tlenu przez pracujące mięśnie.

W celu utrzymania homeostazy podczas wysiłku w wysokiej temperaturze i oddawaniu nadmiaru ciepła, organizm będzie intensyfikował mechanizm pocenia się (parowania potu). Poziom tego zjawiska może uaktywnić różna temperatura ciała, należy jednak zabrać pod uwagę indywidualne czynniki jak poziom wytrenowania oraz stopień aklimatyzacji. Można przyjąć za regułę tezę, że im większy stres cieplny, tym silniejsze pocenie się. Maksymalne wydzielanie potu może osiągać wskaźnik 2-3 l/h i prowadzić do znacznej utraty płynów (oraz masy ciała). Efektem będzie zmniejszona objętość osocza, która powoduje zmniejszenie objętości krwi oraz objętości wyrzutowej serca. Wskutek tego zwiększa się praca mięśnia sercowego oraz jego częstotliwość (serce bije szybciej).

Wpływ wysokiej temperatury na wydajność

Badania wykazały, że wydajność fizyczna kolarzy może znacznie spadać w wysokich temperaturach. Przykładowo, w badaniach przeprowadzonych przez Nybo i Nielsen (2001) stwierdzono, że wysokie temperatury mogą obniżać wydolność fizyczną o 8-10% w temperaturach wynoszących 30-32°C. Podobnie, Brazaitis i Skurvydas (2010) wskazują na spadek wydolności o 6-10% w temperaturze około 30°C, a Ely et al. (2007) odnotowali spadek o 7% przy podobnych warunkach.

W mojej praktyce trenerskiej zaobserwowałem u zawodnika wykonującego 20-minutową próbę czasową, różnicę 21W pomiędzy temperaturą optymalną (18-23°C) a warunkami wysokiego stresu cieplnego (~39°C). Testy zostały przeprowadzone w północnej Hiszpanii.

Ryzyko wysiłku w gorącym środowisku

Jeżeli organizm nie będzie nadążał z odprowadzeniem energii termicznej powstającej w pracujących mięśniach oraz z utrzymaniem właściwej temperatury ciała, możemy mówić o wystąpieniu kilku schorzeń wynikających z przegrzania organizmu.

Drżenie cieplne – jest najmniej groźnym sygnałem ostrzegawczym o przegrzaniu organizmu. Występuje prawdopodobnie wskutek zaburzeń elektrolitowych oraz znacznej utraty płynów. W przypadku wystąpienia takich objawów – wysiłek powinno się przerwać, poszukać chłodnego miejsca oraz jeżeli jest możliwość poszukać pomocy medycznej.

Wyczerpanie cieplne – jego najczęstsze objawy to duże zmęczenie, zaburzenia koncentracji, zawroty głowy, wymioty czy omdlenia. Ciśnienie krwi może być obniżone, a puls słaby. Organizm jest w stanie skrajnego wycieńczenia spowodowanego przegrzaniem. Tak jak w przypadku drżenia cieplnego należy przerwać wysiłek oraz spróbować schłodzić organizm lub poszukać pomocy medycznej.

Udar cieplny – jest najczęściej rozwinięciem wyczerpania cieplnego. To najgroźniejsze zjawisko, które może doprowadzić do śmierci. Systemy termoregulacji przestają funkcjonować, występuje ogólna utrata koncentracji, utrata przytomności, a pocenie ustaje. Temperatura ciała może wzrosnąć powyżej 40°C. Konieczna jest jak najszybsza pomoc medyczna, która polega na obniżeniu temperatury ciała (np. poprzez zastosowanie zimnych okładów z wody lub lodu. Jeśli temperatura ciała nie zostanie obniżona, tkanki np. mięśnie będą ulegać zniszczeniu, uwalniając białka do krwi (rozpad mięśni prążkowanych) co z kolei uszkadza inne narządy jak serce i nerki w wyniku czego jest duże prawdopodobieństwo śmierci.

Co ciekawe, symptomy przegrzania mogą wystąpić we wszystkich rodzajach wysiłku fizycznego oraz wśród wytrenowanych wysokiej klasy sportowców, jak i słabo wytrenowanych amatorów. Słabe przygotowanie, atletyczna budowa, niedostateczne uzupełnianie płynów oraz bardzo silna motywacja (oraz adrenalina) – mogąca spowodować przeoczenie symptomów ostrzegawczych. Dlatego bardzo ważną sprawą jest ocena możliwości organizmu (rozsądna decyzja), zwracanie uwagi na sygnały ostrzegawcze oraz wcześniejsza aklimatyzacja cieplna.

Aklimatyzacja cieplna

Organizm wykazuje dość duże możliwości adaptacji do powtarzającej się ekspozycji na wysiłek w gorącym i wilgotnym środowisku (przynajmniej 25°C i conajmniej 70% wilgotności). Aklimatyzacja cieplna powoduje, że temperatura spoczynkowa ciała obniża się, zwiększa się objętość osocza, oraz tempo pocenia się.

Do najważniejszych zmian fizjologicznych zachodzących w wyniku aklimatyzacji do ciepła należą:

• Obniżenie częstości akcji serca (obniżenie tętna).
• Niższa temperatura ciała podczas wysiłku (zmniejszenie ryzyka chorób związanych z przegrzaniem organizmu).
• Zwiększony przepływ krwi do mięśni szkieletowych oraz innych tkanek.
• Wolniejsze tempo wyczerpywania glikogenu.
• Zwiększona liczba czerwonych krwinek i zwiększona wydajność transportu tlenu do mięśni.
• Pot jest bardziej rozcieńczony, co pomaga w zmniejszeniu zaburzeń gospodarki. elektrolitowej.

Trzeba jednak zabrać pod uwagę indywidualną reakcję na aklimatyzację cieplną. Jako jednym z protokołów może być  aklimatyzacji cieplnej oraz jej utrzymania będzie długotrwałe podwyższenie temperatury ciała o 1-2 stopnie Celsjusza przez 60-90 minut w ciągu 4-10 dni.

W procesie adaptacji do wysokich temperatur można zastosować pasywną aklimatyzację cieplną w postaci pobytu w saunie lub gorących kąpieli. Można również rozważyć trening cieplny w pomieszczeniu na trenażerze (HEAT TRAINING), czyli ok. 50-60 minutowej sesji o niskiej intensywności w celu podniesienia temperatury ciała do 38,5-39°C. Dobrym narzędziem do kontroli temperatury ciała może być czujnik CORE. Całkowite bierne przebywanie w gorącym środowisku nie spowoduje całkowitej adaptacji – konieczny jest trening w takich warunkach.

W treningu amatorskim zawsze trzeba rozważyć, czy taki trening pasywnej bądź aktywnej ekspozycji na wysoką temperaturę nie będzie powodowało zbyt dużego stresu dla sportowca oraz w mojej ocenie nie powinien on zastępować treningu głównego.

Warto również zwrócić uwagę na ciągłość przebywania w środowisku o podwyższonej temperaturze. Jeżeli spędzamy większość czasu w klimatyzowanym biurze, a nasz czas na ekspozycją na wysoką temperaturę jest krótki, nasz proces adaptacji do ciepła będzie ograniczony.

Czy wysoka sprawność tlenowa poprawia adaptację cieplną?

Istnieją pewne zależności pomiędzy poziomem sprawności tlenowej (aerobowej), a reakcją na gorące otoczenie. Lepsza wydolność tlenowa oznacza zwiększoną objętość osocza i wyższą objętość wyrzutową serca, czego efektem będzie mniejsza rywalizacja między mięśniami a skórą o dystrybucję krwi podczas wysiłku i obciążenia wysoką temperaturą (Sawka i inni, 1992). Inną ważną korzyścią może być obniżona spoczynkowa temperatura ciała oraz podniesienie wartość temperatury, przy której następuje wyczerpanie.

Wskazówki praktyczne

Zmęczenie wywołane przegrzaniem podczas treningu lub zawodów będzie miało aspekt wielowymiarowy i będzie dotyczyło układu krążenia, pracy mózgu, czy zmniejszenia dostawy ilości tlenu do pracujących mięśni. Aby ograniczyć niekorzystny wpływ wysokich temperatur na wysiłek fizyczny, możemy zastosować kilka praktycznych wskazówek:

Podczas treningu:

• Pilnuj stanu nawodnienia.
• Wybieraj jasne ubrania (białe, np. koszulka, kask, skarpetki, buty), które będą obijały promienie słoneczne w przeciwieństwie do czarnych do ubrań czarnych, które absorbują ciepło.
• Stopniowo zwiększaj czas ekspozycji na wysoką temperaturę podczas treningu.
• Jeżeli masz możliwość, wybierz jazdę w parku lub lesie. Korony drzew mogą działać jak parasol i ograniczać wpływ promieni słonecznych oraz obniżać temperaturę otoczenia.
• Sprawdź masę ciała przed i po treningu i skontroluj ubytek płynów.

Podczas zawodów:

• Wykonaj rozgrzewkę krótszą niż zwykle, najlepiej w zacienionym miejscu.
• Jeżeli decydujesz się wykonać rozgrzewkę na trenażerze, zapewnij sobie dodatkowe chłodzenie za pomocą wiatraków.
• Unikaj ekspozycji na słońce i upał przed rozpoczęciem zawodów.
• Pilnuj stanu nawodnienia podczas dni poprzedzających zawody oraz rano przed samym startem. Odwodnienie będzie wpływało na zmniejszoną zdolność do tolerowania obciążenia wysoką temperaturą przez zmniejszenie objętości krwi służącej rozpraszaniu ciepła.
• Jeżeli masz możliwość, zastosuj kamizelki chłodzące w trakcie rozgrzewki.
• Możesz zastosować okłady z zimnego ręcznika w okolicy szyi na około 30 minut przed startem.
• Napoje które będziesz spożywać podczas zawodów najlepiej, aby były schłodzone (12-15°C).
• W trakcie zawodów polewaj się schłodzoną wodą w temperaturze (12-15°C).
• Jeżeli korzystasz z czujnika CORE, monitoruj wskaźnik obciążenia cieplnego (Heat Strain Index). CORE określa obciążenie w czasie rzeczywistym, wykorzystując algorytmiczną kombinację temperatury ciała i skóry.
• Na 7-10 dni przed zawodami, możliwie zwiększ poziom adaptacji cieplnej, monitorując stan za pomocą np. Garmina lub dokładniej używając czujnika CORE.
• Do kontroli intensywności użyj w pierwszej kolejności skali RPE, następnie obserwuj tętno, moc prawdopodobnie będzie niższa (ok. 5-10%) niż w optymalnych warunkach termicznych.
• Zmniejsz intensywność wysiłku w początkowej fazie startu w zawodach, zbyt mocny początek, może zwiększyć ryzyko przegrzania organizmu i zmniejszenia wydajności w dalszym czasie trwania zawodów.

Zwiększając świadomość i pamiętając o wszelkich zagrożeniach wysiłku fizycznego w ciepłym i wilgotnym środowisku, jeżeli ryzyko jest zbyt duże, należało by przemyśleć ponownie, czy udział w zawodach w ekstremalnych warunkach cieplnych (np. >37°C) jest tego wart, a jeżeli zostanie podjęta decyzja o starcie, należy zabrać uwagę, aby odpowiednio wcześniej wychwycić symptomy związane z przegrzaniem. Trzeba również pamiętać, że racjonalna decyzja może być utrudniona, przez silną motywację i adrenalinę, która utrzymuje się w trakcie zawodów, dlatego w takich przypadkach to organizator powinien podjąć ostateczną decyzję o zmniejszeniu czasu trwania zawodów lub całkowitemu przesunięciu startu w innym terminie.

Piśmiennictwo:

• K. Birch, D. MacLaren, K. George., Fizjologia Sportu, 2009.

• Hunter Allen, Stephen S. Cheung., Kolarstwo Zaawansowane, 2016.

• https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4602249/