Przygotowanie sportowca do zawodów w warunkach wysokiej temperatury otoczenia – aklimatyzacja, nawodnienie i chłodzenie ciała – część I      

Zbigniew Trzaskoma (AWF Warszawa)

Problem szkoleniowy

            Igrzyska Olimpijskie XXXII Olimpiady w 2020 roku w Tokio stawiają przed szkoleniowcami, nie tylko polskimi, wielkie wyzwanie – jak skutecznie przygotować sportowców do udziału w najważniejszych zawodach czterolecia 2016-2020, które odbędą się w niezwykle trudnych warunkach, wymagających adaptacji zarówno czasowej (różnica 9 godzin, kierunek wschodni), jak i do warunków atmosferycznych (temperatura i wilgotność). W okresie trwania Igrzysk „Tokio 2020”, tj. na przełomie lipca i sierpnia, można przewidywać średnią temperaturę ok. 27⁰C (zakres od 17 do 36⁰C), 1/3 tego okresu z temperaturą powyżej 32⁰C i średnią wilgotnością względną ok. 90%, najwyższą ok. godziny 17.00.

            Przygotowanie sportowca do udziału w zawodach, które odbędą się w wysokiej temperaturze otoczenia wymaga starannego zaplanowania nie tylko obciążeń treningowych, ale i odpowiednio wcześniej przeprowadzonej aklimatyzacji, właściwego uzupełniania płynów oraz sprawdzonego sposobu chłodzenia ciała sportowca przed, w trakcie wysiłku i podczas przerw (jeżeli występują) w czasie zawodów.

Ponieważ wiedza i doświadczenia praktyczne dotyczące aklimatyzacji i nawodnienia sportowca, gromadzone przez wiele lat są dość powszechnie zarówno znane, jak i stosowane, to w tej pracy zajmiemy się przede wszystkim zagadnieniem chłodzenia ciała sportowca przed i w trakcie wysiłku.

Wykorzystanie zimna zarówno w medycynie (krioterapia - głównie w celu zmniejszenia bólu, leczenia ostrych stanów pourazowych i przewlekłych stanów zapalnych, czy obniżania napięcia spastycznego mięśni), jak i w procesie treningowym (natychmiastowe chłodzenie w przypadku nagłych urazów podczas treningów i zawodów,  restytucja powysiłkowa) jest od wielu lat wręcz powszechne i dokładnie uzasadnione [1]. W ostatnich latach widoczne są próby wykorzystania czasowego chłodzenia ciała sportowca do utrzymania (a może i podwyższenia?) jego możliwości fizycznych oraz obniżenia zmęczenia, głównie w warunkach wysokiej temperatury otoczenia. W podanych poniżej przykładach skupimy się przede wszystkim na chłodzeniu ciała, ale wspomnimy i o innych, bardzo ważnych czynnikach podczas wysiłku, jakimi są m. in. przyjmowanie płynów w celu utrzymywania prawidłowego stanu gospodarki wodno-elektrolitowej oraz dostarczania energii.

Przykłady chłodzenia ciała sportowca podczas wysiłku – dobrze czy źle?

            Przykład pierwszy, w pełni wiarygodny, bo pokazywany podczas transmisji telewizyjnej. Mecz w piłce nożnej, rozgrywany w temperaturze ok. 30⁰C, w którym uczestniczą drużyny zaliczane do najlepszych na świecie. W regulaminowym czasie gry nie ma rozstrzygnięcia (0:0), a więc piłkarze przygotowują się do dogrywki 2 x 15 minut. Poza uzupełnianiem płynów i masażami na murawie stadionu, część z nich zakłada kamizelki chłodzące.                   .

            Przykład drugi, w pełni wiarygodny, bo pokazywany podczas transmisji telewizyjnych. Bieg maratoński, rozgrywany w temperaturze powyżej  28⁰C, w którym uczestniczą najlepsi biegacze na świecie. Już na pierwszych punktach żywieniowych poza uzupełnianiem płynów prawie wszyscy polewają wodą głowy, często nie zdejmując czapek.

            Przykład trzeci, w pełni wiarygodny, bo pokazywany podczas transmisji telewizyjnej z wyścigu ze startu wspólnego mężczyzn podczas Mistrzostw Świata w Kolarstwie Szosowym, które odbyły się w okresie 9-16 października 2016 r. w stolicy Kataru, Dosze. Wyścig odbywał się na 257. km trasie, w temperaturze 36⁰C, w pełnym słońcu i ukończyło go tylko 53 kolarzy (sic!) ze 197. Do wozu technicznego podjeżdża jeden z kolarzy w celu pozbycia się spod koszulki, prawdopodobnie ze specjalnej kamizelki, kapsuł chłodzących, które – należy sądzić – po wymianie na zimne będą ponownie chłodziły jego ciało.

            Przykład czwarty, od wielu lat często dostrzegany na zawodach lekkoatletycznych, a więc w pełni wiarygodny. Rozgrzewka sprinterów przed biegiem finałowym na 100 m, który odbędzie się za pół godziny. Temperatura otoczenia ok. 22⁰C. Zawodnicy w dresach. Wykonują ćwiczenia ogólnorozwojowe, przebieżki, niektórzy rozciąganie statyczne. W tym samym czasie rozgrywane są skok wzwyż kobiet i skok o tyczce mężczyzn. Po każdej próbie zawodniczki i zawodnicy zakładają dresy, niektórzy okrywają nogi kocami. Między próbami starają się przebywać w miejscach osłoniętych przed działaniem promieni słonecznych.

            Przykład piąty, nie w pełni wiarygodny, bo nie widziany przez autora tej pracy, a tylko znany z relacji, jakkolwiek z wiarygodnych ust. Mecz piłkarski, rozgrywany w temperaturze ok. 20⁰C, przy dużym zachmurzeniu, w którym uczestniczą drużyny zaliczane do polskiej Ekstraklasy. Sędzia kończy pierwszą połowę, po której nastąpi ok. 15-minutowa przerwa. Zawodnicy jednej z rywalizujących drużyn biegną do szatni i zanurzają się w basenie z zimną wodą.

            Powyższe przykłady świadczą o tym, że w przedziale temperatury otoczenia od 20 do ponad 30⁰C niektórzy sportowcy szukają zimna, a inni ciepła! Którzy postępują prawidłowo? Jak można zinterpretować zachowanie sportowców w podanych powyżej przykładach? Korzystne dla ich dalszej dyspozycji startowej, czy niekorzystne?

            Przed oceną celowości postępowań podanych w pięciu powyższych przykładach wyjaśnijmy na bazie aktualnej wiedzy kiedy i jak zaleca się chłodzić ciało sportowca przed i podczas wysiłku.

Jakie reakcje fizjologiczne zachodzą w organizmie człowieka podczas chłodzenia ciała?

Podczas obniżania temperatury ciała w organizmie człowieka zachodzą różnorodne zmiany. W tej pracy skupimy się na tych, które mają wpływ na zmęczenie oraz zmiany siły i mocy, a więc w efekcie, mają istotny wpływ na wynik sportowy.

Schładzanie ciała człowieka w zimnej wodzie (5-15⁰C) powoduje obniżenie temperatury wewnątrzmięśniowej, co oznacza zmniejszenie rozwijanej siły z powodu:
- obniżenia pobudzenia mięśni i prędkości przewodzenia impulsów nerwowych,
- zmiany wzorca włączania się jednostek ruchowych,
- zwiększenia lepkości sarkoplazmy i właściwości lepkosprężystych mięśni, co oznacza zwiększenie oporu w cyklu połączenia miozynowego mostka poprzecznego z aktyną i osłabienie uwalniania jonów wapnia z retikulum sarkoplazmatycznego, a więc obniżenie sprawności działania mostków poprzecznych, czyli zmniejszenie siły na poziomie sarkomerów, tj. najmniejszych „mięśniowych generatorów” (mechanizm skurczu mięśnia – przyp. Z.T.) [2]. Wymienione zmiany fizjologiczne w organizmie człowieka prowadzą także do większego zmęczenia i w efekcie obniżenia wyników sportowych.

Jednocześnie wymienia się reakcje fizjologiczne, które mogą zmniejszać zmęczenie, takie jak: zmiana odczuwania bodźców (percepcja sensoryczna), zmniejszanie bólu (lokalne znieczulenie), podniesienie progu odczuwania bólu, usprawnienie czynności ekscentrycznej, zwłaszcza w warunkach izokinetycznych (stała prędkość ruchu – przyp. Z.T.), zmiana wzorca ruchowego włączania się jednostek ruchowych tak, że zwiększa się rekrutacja jednostek ruchowych wolno kurczących się opóźniając włączenie się jednostek ruchowych szybko kurczących się, przez co te pierwsze są dłużej aktywne i czas wykonywanej pracy wydłuża się [2].

Jako jeden z możliwych mechanizmów, który wyjaśnia pozytywny wpływ chłodzenia ciała człowieka na zmniejszenie bólu, wymienia się Bramkową Teorię Bólu (ang. Gate Control  Theory), nazywaną także Teorią Kontroli Wejścia Melzacka i Walla [za  2]. Według tej teorii każdy impuls nerwowy informujący o bólu zanim dotrze do mózgu musi przejść przez rdzeń kręgowy, w którym znajduje się mechanizm kontrolujący przepływ impulsów między włóknami obwodowymi a ośrodkowym układem nerwowym (tzw. system kontroli wejścia). Ten mechanizm decyduje, czy dany impuls ma być przesłany do mózgu. Jeżeli w tym samym czasie do tego systemu kontroli dotrze impuls silniejszy (odczucie zimna), to impuls nerwowy informujący o bólu nie dotrze do mózgu, co oznacza, że nie odczujemy bólu. Obrazowo można to określić jako „zamknięcie bramy” dla transmisji bólu. Wykazano, że takie bodźce jak zimno, ciepło, wibracje, czy masaż mogą „zamykać bramę” dla bólu  i podnosić próg jego odczuwania. Ta teoria wyjaśnia także możliwość obniżania bólu występującego w jednym miejscu przez np. masowanie innego miejsca ciała człowieka (tzw. przeciwpodrażnienie, ang. counter-irritation). Ponadto wykazano, że w takich sytuacjach skuteczność zimna jest większa niż ciepła, a bodźce przerywane są efektywniejsze niż stałe [za 2]. Można przypuszczać, że pozytywny wpływ chłodzenia ciała człowieka na zmniejszenie bólu ma znaczenie także w obniżaniu stopnia odczuwania wysiłku fizycznego  i to nie tylko wtedy, gdy towarzyszy temu wysiłkowi ból.

Na bazie  Bramkowej Teorii Bólu Kwon i wsp. [2] sformułowali hipotezę dotyczącą centralnego układu nerwowego, że jeżeli bezpośrednio przed treningiem o wysokiej intensywności do mózgu dotrze sygnał termiczny (np. zimno), to jest możliwe, że zmieni on wejście do ośrodka ruchu w centralnym układzie nerwowym podczas wykonywania ćwiczenia, zmniejszy stopień zmęczenia i w efekcie umożliwi wykonanie większej pracy. Autorzy [2] potwierdzili tę hipotezę wynikami eksperymentu, podczas którego wykazali, że oziębianie ręki podczas treningu siłowego umożliwiło wykonanie nie tylko większej pracy (serii ćwiczeń), ale i obniżyło temperaturę mierzoną w przełyku i odczucie ciężkości wysiłku.  Ten efekt nazwano „czasowo nadrzędnymi mechanizmami zmęczenia” (ang. temporarily overriding of fatigue mechanisms).

Jakie mechanizmy uzasadniają celowość chłodzenia ciała sportowca przed i w czasie wysiłku wykonywanego w wysokiej temperaturze otoczenia?

Nieustanna wymiana ciepła miedzy człowiekiem a środowiskiem zewnętrznym odbywa się czteroma drogami: przewodzenie, promieniowanie, odparowywanie potu i konwekcję (przenoszenie ciepła przez prądy powietrza).

Spróbujmy w świetle aktualnej wiedzy odpowiedzieć na kluczowe pytanie:

Czy i w jakich sytuacjach szkoleniowych warto chłodzić ciało sportowca przed i podczas wysiłku?

            Najlepszą odpowiedzią na to pytanie są rekomendacje opracowane przez siedemnastu (sic!) międzynarodowych ekspertów podczas Konferencji, która odbyła się 23-24 marca 2014 r. w Katarze i poświęcona była treningom i zawodom w wysokiej temperaturze otoczenia. Te rekomendacje opublikowano w renomowanym czasopiśmie naukowym „Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports” w 2015 r. [3].

            Jakkolwiek rekomendacje dotyczą optymalizacji wyników sportowych, osiąganych w warunkach wysokiej temperatury otoczenia, to autorzy [3] wyraźnie podkreślają, ze kierują te rekomendacje do przedstawicieli dyscyplin i konkurencji wytrzymałościowych.  W wysiłkach krótkotrwałych (np. sprinty, skoki, rzuty lekkoatletyczne) wysoka temperatura sprzyja osiąganiu bardzo dobrych rezultatów, a jej negatywny wpływ może wystąpić tylko w niektórych sytuacjach (np. dłuższe przebywanie w pełnym słońcu w przerwach między kolejnymi próbami).

Wymienione powyżej rekomendacje dotyczą poszczególnych etapów postępowania, którego celem jest zarówno przygotowanie sportowca do skutecznego działania w wysokiej temperaturze otoczenia, jak i osiągania w tych utrudnionych warunkach jak najwyższych rezultatów sportowych. Ważny jest także aspekt ochrony sportowca przed chorobą  z przegrzania ciała i udarem cieplnym.

W dalszej części tej pracy kolejne rekomendacje autorstwa Racinaisa i wsp. [3] będą uzupełniane wynikami najnowszych badań eksperymentalnych, dotyczących omawianego zagadnienia.

Aklimatyzacja do wysokiej temperatury otoczenia - rekomendacje

            Na wstępie należy wyjaśnić, że w piśmiennictwie anglojęzycznym, poświęconym zagadnieniom omawianym w tej pracy, występują dwa terminy odpowiadające polskiemu znaczeniu aklimatyzacji. Pierwszy, tj. acclimatization lub acclimatisation, używany jest wówczas, gdy ten proces przebiega w warunkach naturalnych. Drugi, tj. acclimation, określa proces aklimatyzacji prowadzony w warunkach sztucznych (np. w laboratorium lub poza laboratorium, ale z wykorzystaniem specjalnych komór ciśnieniowych lub temperaturowych).

            Jakkolwiek regularny trening nawet w umiarkowanych temperaturach wywołuje częściową aklimatyzację do wysokich temperatur, to takie postępowanie nie jest wystarczające. Celowe jest przebywanie przez kilka lub kilkanaście dni w warunkach wysokiej temperatury otoczenia w celu zwiększenia pocenia się, ukrwienia skóry, zwiększenia objętości osocza i w efekcie poprawienia stabilności układu krążenia (zdolność do utrzymania ciśnienia krwi i pojemności minutowej serca) oraz równowagi wodno-elektrolitowej. Aklimatyzacja do wysokich temperatur ma bardzo duże znaczenie  w przygotowaniach sportowców do udziału w zawodach, które odbędą się w takich warunkach.

Ile powinna trwać aklimatyzacja  do wysokich temperatur?

Obniżenie częstości skurczów serca i temperatury skóry oraz zwiększenie wskaźnika pocenia się i poprawa zdolności wysiłkowych zachodzi już w pierwszym tygodniu aklimatyzacji. Tempo tych zmian w kolejnych dwóch tygodniach zmniejsza się. Sportowcy wysokiej klasy adaptują się ok. dwukrotnie szybciej niż osoby nietrenujące i okres 6-10 dni jest wystarczający, by osiągnąć prawie całkowitą adaptację układu krążenia i funkcji potowo-wydzielniczej. W czasie 14 dni można osiągnąć pełną zdolność do wykonania długotrwałego wysiłku w warunkach wysokiej temperatury otoczenia.

Wyniki badań eksperymentalnych

Mee i wsp. [4] na podstawie specjalistycznych badań laboratoryjnych (m.in. funkcjonowanie gruczołów potowych), których celem była ocena różnic międzypłciowych  w termoregulacyjnej i fizjologicznej adaptacji do wysokiej temperatury otoczenia (40⁰C, wilgotność względna = 40%), stwierdzili, że kobiety wymagają dłuższej adaptacji. W odniesieniu do badanej temperatury i wilgotności autorzy [4] określili dla kobiet czas kompletnej adaptacji na 16 dni.

Wingo [5] w pracy przeglądowej, omawiającej zagadnienie oceny intensywności treningu w warunkach wysokiej temperatury otoczenia, zwraca uwagę na brak w tych warunkach proporcjonalności między często stosowanym wskaźnikiem – zwłaszcza  w dyscyplinach wytrzymałościowych - jakim jest częstość skurczów serca (HR) -   a intensywnością wysiłku. Autor [5] wyjaśnia, że pod wpływem wielu czynników (m.in. zmniejszenia poboru tlenu) zachodzi tzw. dryft układu krążenia, tj. przy stałej intensywności HR sukcesywnie rośnie, a objętość wyrzutowa serca spada. W tej sytuacji trzeba  w poszczególnych dyscyplinach/konkurencjach poszukiwać trafniejszych – niż HR – wskaźników intensywności treningów.

Jak trenować w okresie aklimatyzacji do wysokich temperatur?

Stopień adaptacji zależy od czasu trwania, intensywności i częstotliwości treningów  w warunkach gorąca, które mają wpływ na zwiększenie temperatury ciała, obfitość pocenia się i ukrwienie skóry. Codzienny trening do zmęczenia na poziomie 60% VO₂max w temperaturze 40⁰ C i wilgotności względnej 10% po 9-12 dniach umożliwia istotne zwiększenie wydolności wysiłkowej. Zauważono, że czas adaptacji był podobny dla wysiłków zarówno o umiarkowanej (30-35 min., 75% VO₂max), jak i niskiej intensywności (60 min., 50% VO₂max). Na kolejnych treningach w tym okresie należy starać się zwiększać intensywność, gdyż stałe obciążenie treningowe może powodować zwolnienie tempa adaptacji. W uzasadnionych przypadkach warto zastosować tzw. treningi izotermiczne, odbywane w warunkach laboratoryjnych, podczas których staramy się uzyskać stan kontrolowanej hipertermii z temperaturą ciała co najmniej 38,5⁰ C.     

Jakie środowisko zewnętrzne wybierać w okresie aklimatyzacji?

Aklimatyzacja w suchym klimacie poprawia adaptację do wysiłku w klimacie wilgotnym i odwrotnie, przy czym w tym drugim ze względu na wyższą temperaturę skóry i adaptację układu krążenia następuje intensywniejsza utrata ciepła przez parowanie. Pomimo że dostrzega się możliwości transferu aklimatyzacji między tymi dwoma środowiskami zewnętrznymi, to jednak zaleca się dostosowanie aklimatyzacji do warunków, w jakich odbędą się zawody.

Aklimatyzacja do wysokich temperatur może przebiegać w warunkach zarówno naturalnych, jak i w sztucznych, tj. laboratoryjnych. Jakkolwiek fizjologiczne zmiany adaptacyjne są podobne w obu warunkach, to aklimatyzacja w warunkach naturalnych jest dla sportowca zdecydowanie korzystniejsza.

Jaki program aklimatyzacji zastosować?

Uzyskane efekty adaptacyjne wygasają w różnym czasie, ale upraszczając można stwierdzić, że im krótsza była aklimatyzacja, to tym szybciej wygasną jej efekty. Czas potrzebny do aklimatyzacji jest krótszy od czasu jej wygaszenia. Aklimatyzacja ponowna jest krótsza od aklimatyzacji pierwszej (pierwotnej).

W tabeli 1 podano przykłady szkoleniowych strategii aklimatyzacji do wysokich temperatur.

Tabela 1. Strategie aklimatyzacji do wysokich temperatur [zmodyfikowano za 3]

Jak indywidualizować aklimatyzację?

Uważa się, że na skuteczność zarówno działania sportowca w warunkach wysokiej temperatury otoczenia, jak i proces aklimatyzacji do tych warunków istotny wpływ mają takie czynniki osobnicze jak: budowa i skład ciała, poziom wydolności tlenowej, czy dotychczasowe doświadczenie aklimatyzacyjne [za 6]. Podkreśla się, że poza cechami sportowca - uwarunkowanymi zarówno genotypowo, jak i fenotypowo – jest coś takiego, jak wrodzona tolerancja ciepła. Wysokiej klasy sportowcy przeważnie mają skuteczniejsze mechanizmy odprowadzania ciepła, m.in. dzięki niższym progom temperatury rozszerzania naczyń krwionośnych i pocenia się [za 6]. Osoby z większą tkanką tłuszczową mają szybszy przyrost temperatury ciała. Sportowcy, dla których będzie to kolejna aklimatyzacja przeważnie reagują pozytywnie i ich wyniki podczas zawodów w wysokiej temperaturze nie będą obniżone, natomiast ci, dla których będzie to pierwsza aklimatyzacja mogą znacznie obniżyć wyniki. Ponadto, nawet ci pierwsi mogą nie przenieść efektów aklimatyzacji na inne zawody odbywane w umiarkowanej temperaturze [za 6].

Nie ma wątpliwości, że podczas aklimatyzacji do wysokich temperatur możliwości fizyczne sportowca – zwłaszcza na początku – przeważnie będą zmniejszone, ale reakcje indywidualne mogą być różne. Nieodzowne jest monitorowanie tego etapu szkoleniowego z zastosowaniem m. in. częstości skurczów serca podczas submaksymalnego wysiłku, wskaźnika pocenia się, zawartości sodu, temperatury ciała, czy objętości osocza. Ten ostatni czynnik jest dyskusyjny i jakkolwiek wzrost objętości osocza nie musi poprawiać funkcji termoregulacyjnych, to zmiany hematokrytu korelują z poziomem wydolności fizycznej. Podkreśla się, że wartości ww. zmiennych zmierzone w warunkach umiarkowanej temperatury w żadnym wypadku nie mogą być wskaźnikami adaptacji do wysokich temperatur.

Biorąc pod uwagę różnice międzyosobnicze - zarówno w osiąganiu, jak i wygaszaniu adaptacji do wysokich temperatur – zaleca się na kilka miesięcy przed docelowymi zawodami, które będą rozgrywane w wysokiej temperaturze, przeprowadzić test aklimatyzacyjny dla danego sportowca.

W wnioskach formułowanych przez autorów wielu prac dotyczących indywidualizacji procesu aklimatyzacji, jak np. Girarda i wsp. [6], podkreśla się, że strategie postępowania ze sprinterem są znacznie łatwiejsze niż np. z tenisistą, czy piłkarzem nożnym. Decyduje o tym przede wszystkim charakterystyka zarówno fizjologiczna (głównie czas wysiłku), jak i biomechaniczna (głównie liczba wysiłków o mocy maksymalnej i jej wartości).

Analizując taktykę gry zawodników futbolu australijskiego zauważono, że w warunkach gorąca zmienia się ich wzorzec aktywności, głównie przez zmniejszenie przebieganych kilometrów (o 7%), biegów z wysoką intensywnością (o 26%), a zwiększeniem prędkości (o 4%) w sprintach. Określono te zmiany jako efekt wewnętrznej kontroli obciążenia cieplnego [za 6].

Rozważa się – zwłaszcza pod kątem tenisa i piłki nożnej – koncepcję tzw. tolerancji skrzyżowanej (ang. cross-tolerance), która zakłada, że adaptacja do jednego czynnika zewnętrznego (np. wysokiej temperatury otoczenia) może poprawić także adaptację do innych czynników zewnętrznych (np. do warunków hipoksji) lub odwrotnie, tj. warunki hipoksji do lepszej tolerancji wysokiej temperatury. Ta koncepcja opiera się na założeniu, że istnieje aktywny, wspólny szlak ochronny (np. zwiększenie objętości osocza, czy poprawa pracy serca), który może transferować efekty aklimatyzacyjne między różnymi czynnikami środowiska zewnętrznego [za 6]. Zagadnienie jest rzeczywiście interesujące, ale – jak dotychczas – nie potwierdzono dowodami naukowymi słuszności tej koncepcji.

Aklimatyzacja w wysokiej temperaturze – nowy bodziec treningowy

Badania prowadzone w warunkach zarówno laboratoryjnych, jak i treningowych potwierdzają, że fizyczne przygotowanie sportowców po okresie aklimatyzacji do wysokich temperatur poprawia się. Zgrupowania szkoleniowe aklimatyzacyjne można zatem stosować nie tylko w okresie startowym, ale i przygotowawczym. Trening w wysokiej temperaturze może nawet u doświadczonych sportowców stanowić nowy bodziec, ale nie ma pewności, czy uzyskane korzyści będą transferowane do przeciwnych warunków, np. zawody w niskiej temperaturze otoczenia.

 Aklimatyzacja do wysokiej temperatury otoczenia – wnioski

1.      Sportowcy w przygotowaniach do zawodów, które odbędą się w wysokiej temperaturze otoczenia, powinni odbyć treningi w takich warunkach w celu uzyskania adaptacji biologicznej, umożliwiającej jak najmniejsze obniżenie zdolności wysiłkowych podczas startu docelowego.

2.      Treningi w wysokiej temperaturze powinny obejmować okres dwóch tygodni,  trwać co najmniej 60 minut dziennie i wywoływać wzrost temperatury ciała i skóry, a także obfitsze pocenie się. 

3.      Sportowcy powinni trenować w warunkach maksymalnie zbliżonych do miejsca zawodów, a jeżeli nie jest to możliwe, to zaleca się treningi w specjalnych komorach klimatycznych.

Nawodnienie podczas wysiłku w wysokiej temperaturze otoczenia - rekomendacje

Podczas wysiłku w wysokiej temperaturze otoczenia należy zadbać o niezbędne nawodnienie organizmu. Jeżeli podczas wzmożonego pocenia się dostarczane płyny nie zapewnią wyrównywania strat, to może dojść do odwodnienia organizmu i w jego następstwie obniżenia objętości osocza i wzrostu jego osmolalności, które są proporcjonalne do zmniejszenia całkowitej objętości wody w organizmie. Zwiększenie progu temperatury ciała dla rozszerzenia naczyń i pocenia się w chwili rozpoczęcia wysiłku jest ściśle związane ze wzrostem osmolalności i hipowolemii (obniżenie objętości krwi). Podczas wysiłku wzrost osmolalności osocza zmniejsza pocenie się i wydalanie ciepła przez parowanie. Odwodnienie wpływając negatywnie na pracę serca i układu krążenia obniża zdolność wysiłkową.

Pomimo dość ugruntowanego – na podstawie wieloletnich badań – przekonania, że odwodnienie o ok. 2% masy ciała wyraźnie zmniejsza możliwości wysiłkowe (zwłaszcza wytrzymałościowe), to wyniki badań prowadzonych w ostatnich latach z udziałem doświadczonych kolarzy (właściwe nawodnienie, wysiłek 60 min. w temperaturze 33⁰C, wilgotność względna 60%) świadczą o tym, że odwodnienie nie przekraczające 4% masy ciała nie musi negatywnie wpływać na rezultat sportowy, jeżeli inne warunki zewnętrzne (np. zanieczyszczenie powietrza) są w normie.

Uważa się, że w biegach na dystansach do 400 m wyniki osiągane w umiarkowanej temperaturze otoczenia mogą być wysokie nawet przy odwodnieniu sięgającym 3-5% masy ciała [za 6].

Zaleca się, by podczas wysiłku sportowcy przyjmując płyny kierowali się pragnieniem, ale w warunkach wysokiej temperatury może mimo tego występować deficyt wody w organizmie, przekraczający 2-3% masy ciała.

Badania przeprowadzone przez Krafta i wsp. [za 6] wykazały, że podczas powtarzanych wysiłków krótkotrwałych o maksymalnej intensywności (6 x 15-s sprintów) z przerwami 30 s. zarówno kąpiel w temperaturze 39⁰C, jak i odwodnienie do 3% masy ciała obniżyły rozwijaną moc (maksymalną i średnią) oraz podwyższyły subiektywne odczuwanie ciężkości wysiłku.

W niektórych przypadkach, zwłaszcza u osób ćwiczących rekreacyjnie może dochodzić do nadmiernego nawodnienia, tzw. „zatrucia wodnego”, przeważnie w biegach maratońskich, częściej u kobiet i osób o niskiej wartości BMI.

Nawodnienie przed wysiłkiem

Zaleca się picie wody w objętości 6 ml/kg masy ciała co 2-3 godziny. W monitorowaniu stanu nawodnienia organizmu sportowca stosuje się różne metody oceny, jak np. zmiany masy ciała (tolerancja ok. 1%), pomiary osmolalności osocza (powyżej 290 nmol/kg), czy ciężar właściwy moczu (1,023 – 1,035 g/mL). Ważne jest prawidłowe ustalenie bazowej masy ciała i w tym celu zaleca się kontynuowane przez kilka dni poranne ważenie nago (lub w tej samej odzieży) po wypróżnieniu, po spożyciu poprzedniego dnia wieczorem 1-2 litrów płynów. W przypadku monitorowania nawodnienia na podstawie pomiarów moczu zaleca się analizowanie pierwszej porannej próbki.

Nawodnienie podczas wysiłku

Podczas wysiłku w wysokiej temperaturze otoczenia utrata płynów z potem może się różnić bardzo znacznie w zależności m. in. od tempa metabolizmu, temperatury otoczenia i wilgotności względnej, czy stopnia adaptacji danego sportowca do tych warunków. Głównym elektrolitem, którego ubywa wraz z potem jest sód i jego uzupełnianie jest niezbędne dla utrzymania jego równowagi w osoczu. W tym celu zaleca się – zarówno przed, jak i po treningu – jego uzupełnianie np. przez dodanie 3 g soli do napoju węglowodanowo-elektrolitowego o objętości 0,5 L. Podczas wysiłku trwającego dłużej niż godzinę zaleca się picie napojów zawierających 0,5-0,7 g/L soli, a sportowcom, którzy doświadczają skurczów mięśni, należy zwiększyć dawkę soli do 1,5 g/L. Towarzyszyć temu powinno dostarczanie węglowodanów (30-60 g/godz.), zwiększone do 90 g/godz. (płyny i pokarmy stałe, np. batony energetyczne) podczas wysiłków dłuższych niż 2,5 godziny.

Nawodnienie po wysiłku

Po treningu lub zawodach odbywanych w wysokiej temperaturze nawodnienie jest ważnym czynnikiem regeneracji organizmu sportowca. Zaleca się przy dużych stratach masy ciała uzupełnienie w ciągu godziny po zaprzestaniu wysiłku – zarówno płynami, jak i pokarmami stałymi  z dużą zawartością soli – 150%, a w przypadku np. zaburzeń żołądkowo-jelitowych, co najmniej  100-120% utraconej masy ciała.

Wysiłek w wysokiej temperaturze zwiększa metabolizm węglowodanów, co uzasadnia uzupełnianie po wysiłkach wytrzymałościowych nie tylko wody i sodu, ale i zasobu węglowodanów. Uwzględniając znany fakt, że najwyższe tempo resyntezy glikogenu mięśniowego zachodzi w pierwszej godzinie po wysiłku, zaleca się w tym czasie spożycie napoju zawierającego węglowodany (0,8 g/kg/godz.) i białka (0,2-0,4 g/kg/godz.), co umożliwi także zwiększenie syntezy białka. Zapewni to np. mleko czekoladowe, zawierające również sód. 

Nawodnienie podczas wysiłku w wysokiej temperaturze otoczenia – wnioski

1.      Stosowany przez sportowca schemat nawodnienia podczas wysiłku wytrzymałościowego powinien uwzględniać napoje zawierające węglowodany, białka i sód.

2.      Kontrolowanie stanu nawodnienia sportowców podczas wysiłków wytrzymałościowych powtarzanych przez kilka dni (np. wieloetapowy wyścig kolarski, czy turniej tenisowy) może odbywać się przez codzienne, poranne ważenie się i/lub określanie ciężaru właściwego moczu.

3.      Należy zadbać o to, by podczas posiłków spożywać dużo płynów.

Strategie chłodzenia ciała sportowca - rekomendacje

Podczas wysiłku w wysokiej temperaturze otoczenia chłodzenie ciała sportowca może odbywać się lokalnie, tj. określonej części ciała przez skórę (ang. skin cooling), lub całkowicie, tj. całego ciała (ang. whole-body cooling). Ten pierwszy sposób głównie zmniejsza obciążenie układu krążenia, natomiast drugi może zmniejszać temperaturę zarówno mięśni szkieletowych, jak i organów wewnętrznych.  Na podstawie licznych badań eksperymentalnych - prowadzonych w warunkach zarówno laboratoryjnych, jak i treningowych - można stwierdzić pozytywny wpływ chłodzenia przed wysiłkiem (ang. precooling) w przypadku wysiłków wytrzymałościowych (np. wielogodzinny wyścig kolarski), dyskusyjny wpływ przed przerywanymi wysiłkami o wysokiej intensywności (np. walka w zapasach lub w judo) lub powtarzanymi w kilku- lub kilkudziesięciosekundowych seriach (np. mecz w koszykówkę) oraz zdecydowanie negatywny przed pojedynczymi wysiłkami krótkotrwałymi o maksymalnej mocy (np. sprinty, rzuty i skoki lekkoatletyczne).

Od tych generalnych, podanych powyżej tendencji, mogą występować różnice. Na przykład wykazano, że zastosowanie chłodzenia przez zanurzenie w wodzie (12 min. w wodzie o temperaturze 14°C) podczas 27-minutowej przerwy po przebiegnięciu przez 15 długodystansowców średnio dystansu 18,6 km w temperaturze 27°C w ciągu ok. 86 min (średnia prędkość ok. 13 km/godz) poprawiło  czas wykonywanego następnie biegu na 2 mile (czas trwania 12-13 min.) średnio o 6%. Należy jednak podkreślić, że w wodzie zanurzano ciało od barków do bioder z kończynami górnymi, ale bez kończyn dolnych, co oznacza, że mięśnie głównie zaangażowane w tym wysiłku, tj. mięśnie kończy dolnych, nie były chłodzone!

Uważa się, że korzyści stosowania chłodzenia całego ciała wynikają przede wszystkim z redystrybucji przepływu krwi ze skóry do głównego obiegu, jak również z efektu psychologicznego (placebo).

Zwraca się uwagę na to, że mogą występować różnice w ocenie wpływu chłodzenia ciała sportowca na wyniki osiągane na zawodach między pomiarami w warunkach laboratoryjnych i terenowych. Przeważnie w tych pierwszych warunkach uzyskuje się bardziej optymistyczne wyniki.

Wyniki badań eksperymentalnych

Metaanaliza przeprowadzona przez Kwona i wsp. [2] poświęcona była ocenie wpływu lokalnego chłodzenia ciała sportowca – zarówno przed, jak i podczas wysiłku - na wykonanie krótkotrwałych wysiłków o dużej intensywności. Na podstawie analizy 17 prac zawierających wyniki badań eksperymentalnych autorzy sformułowali następujące wnioski:

- w większości (57%) badań stwierdzono znaczące obniżenie wyników, w 39% pracach nie wykazano istotnego wpływu, a tylko w 5,3% zauważono pozytywny wpływ na wykonanie krótkotrwałych wysiłków o dużej intensywności;

- przyjmując jako układ odniesienia lokalne chłodzenie ciała sportowca w czasie 5 min. wykazano prawidłowość: im dłuższy czas chłodzenia tym większe obniżenie wyników;

- pozytywne efekty zauważono tylko wówczas, gdy czas chłodzenia wynosił poniżej 3 min. i był powtarzany w przerwach między seriami ćwiczenia, przy czym temperatura wody wynosiła ok. 18°C i chłodzono powierzchniowo skórę, okolice stawów, rękę lub twarz.

Negatywny wpływ 20-min. chłodzenia kończyn dolnych (temperatura wody = 13°C) na wysokość wyskoku i czas biegu wahadłowego u 20 piłkarzy nożnych i futbolistów USA stwierdzili Cross i wsp. [za 2]. Do podobnych wniosków doszli Richendollar i wsp. [za 2] dodając, że jakkolwiek ponowna rozgrzewka po aplikacji zimnych okładów na mięśnie czworogłowe uda niwelowała częściowo ten negatywny wpływ, to jednak nie przywracała poziomu skoczności i mocy kończyn dolnych, jaki uzyskiwano po klasycznej rozgrzewce bez chłodzenia.  

Chłodzenie przez zanurzenie w wodzie (ang. CWI – cold water immersion)

W piśmiennictwie wymienia się różne sposoby stosowania CWI, ale najczęściej zaleca się zanurzenie całego ciała w wodzie o temperaturze 22-30°C przez około 30 min. lub zanurzenie segmentów ciała (np. kończyn dolnych) w niższej temperaturze (10-18°C). Ten drugi sposób zmniejsza szybkość przewodzenia impulsów nerwowych i prędkość skracania się mięśni, co może wymagać ponownej rozgrzewki przed startem. W celu uniknięcia tego niekorzystnego zjawiska poszukuje się innych technik chłodzenia, które umożliwiają chłodzenie klatki piersiowej (obniżenie całkowitego obciążenie termicznego, w tym układu krążenia) bez chłodzenia mięśni kończyn górnych i dolnych.

Wyniki badań eksperymentalnych

Celem badań Taylora i wsp. [7] było sprawdzenie wpływu 20-min. chłodzenia (specjalna komora, natrysk o temperaturze 22°C na kończyny dolne, pozycja stojąca) na wynik testu 2 000 m na ergometrze wioślarskim. Badane kobiety wykonały test w trzech warunkach: kontrolnych (22°C, wilgotność względna = 38,8%), gorących + wilgotnych (35°C, wilgotność względna = 60,0%) oraz gorących + wilgotnych, poprzedzonych 20-min. chłodzeniem (35°C, wilgotność względna – 60,0%). Na podstawie pomiarów siły maksymalnej mięśni prostujących kończynę dolną w stawie kolanowym (warunki izometryczne) wykazano, że jakkolwiek czas w teście 2 000 m na ergometrze wioślarskim nie różnił się statystycznie, to jednak był on nieco lepszy (o 1,1%) w wariancie z 20-min. chłodzeniem. Tych wyników nie można uogólniać, a wniosków kierować do wioślarek, gdyż po pierwsze, zbadanych było tylko 8 kobiet; po drugie, choć badane były aktywne fizycznie, to nie były wioślarkami.

Odzież chłodząca

Wykorzystując wieloletnie doświadczenia praktyczne w chłodzeniu ciała przez stosowanie mokrych ręczników zaczęto produkować kamizelki chłodzące, wykorzystywane zarówno przed, jak i podczas wysiłku. Jakkolwiek obniżenie temperatury ciała jest mniejsze niż podczas CWI (chłodzenie przez zanurzenie w wodzie), to tego rodzaju kamizelki umożliwiają zachowanie temperatury mięśni, przede wszystkim kończy dolnych, i mogą być stosowane podczas rozgrzewki, wysiłku i w przerwach między wysiłkami.

Wyniki badań eksperymentalnych

Lorente i wsp. [8] badali skuteczność zastosowania kamizelek chłodzących w przerwie symulacyjnego „meczu piłkarskiego” (zamiast rzeczywistej połowy meczu piłkarze wykonali 5 x 9 min. wysiłków na bieżni ruchomej) na skoczność i moc lokomocyjną połączoną z mocą kopnięcia piłki podczas strzału u hiszpańskich piłkarzy nożnych. W czasie 15-min przerwy sprawdzano wariant biernego odpoczynku w kamizelce chłodzącej (grupa eksperymentalna) i bez kamizelki (grupa kontrolna). Wykazano obniżenie po przerwie zarówno skoczności, jak i mocy piłkarzy z obu grup, natomiast nie stwierdzono, by zastosowanie kamizelek chłodzących miało istotny wpływ na skoczność i moc piłkarzy w II połowie „meczu piłkarskiego”. 

Skuteczność kamizelki chłodzącej w połączeniu z elektrostymulacją w osiąganiu maksymalnej dyspozycji startowej w warunkach wysokiej temperatury otoczenia wysokiej klasy kajakarzy (K1 - 1000 m) oceniali Borne i wsp. [9]. Autorzy wykorzystując ergometr kajakowy poddali sportowców w komorze termicznej  (38,1⁰C, wilgotność względna = 26,4%, WBGT (ang. Wet Bulb Globe Temperature) ok. 32⁰C, jest to wskaźnik służący do oceny średniego wpływu oddziaływania ciepła na człowieka, a wartości powyżej 30⁰C świadczą o bardzo trudnych warunkach – przyp. Z.T) dwukrotnemu testowi „1000 m” stosując w 70-min przerwie między nimi trzy różne protokoły 30-min odnowy: 
a) niskoczęstotliwościową elektrostymulację (częstotliwość nośna 250 Hz),
b) wiosłowanie o niskiej intensywności + kamizelka chłodząca (lodowe pakiety, tułów i szyja),
c) elektrostymulacja + kamizelka chłodząca. Wykazano, że zastosowanie tego ostatniego protokołu dało najlepsze efekty, gdyż tylko po tym protokole kajakarze nieznacznie poprawili wynik w powtórzonym teście „1000 m”, podczas gdy po dwóch pozostałych zanotowali pogorszenie wyników.

Faulkner i wsp. [10] porównali skuteczność przedwysiłkowego chłodzenia ciała z zastosowaniem różnych rodzajów kamizelek chłodzących na możliwości wysiłkowe kolarzy i triatlonistów w warunkach wysokiej temperatury otoczenia.  Wykazano, że zastosowanie kamizelek z pakietami lodowymi, które zapewniały stopniową zamianę lodu w płyn, umożliwiło badanym sportowcom osiągnięcie w godzinnym teście na cykloergometrze wyższej mocy średniej (o 4,3%) w stosunku do warunków standardowych, tzn. bez chłodzenia ciała.   

Wykazano, że zastosowanie specjalnych koszulek chłodzących (22⁰C) przed i w trakcie 30 min biegu w wysokiej temperaturze otoczenia (30⁰C, wilgotność względna = 44%) istotnie obniżyło temperaturę ciała i poprawiło komfort wykonania wysiłku [11].

Zimne płyny

Uważa się, że spożycie zimnych płynów przed startem może zwiększyć możliwości wytrzymałościowe, ale odradza się ich stosowanie podczas wysiłku, gdyż aktywują one termoreceptory znajdujące się w okolicy brzucha i w efekcie zmniejszają pocenie się, a więc odparowywanie ciepła przez skórę.

Zawiesiny lodowe

Z teorii entalpii wiadomo, że zamiana lodu w ciecz wymaga większej energii cieplnej niż zwiększenie temperatury wody. Dlatego spożycie zawiesin lodowych może być efektywniejsze w obniżaniu temperatury ciała sportowca niż zimne napoje. Wykazano, że spożycie litra kruszonego lodu zarówno przed, jak i trakcie wysiłku wytrzymałościowego dawało pozytywne efekty, których nie zanotowano wówczas, gdy taką zawiesinę stosowano między wysiłkami.

Wyniki badań eksperymentalnych

W pracy przeglądowej Tana i Lee [12], dotyczącej temperatury i formy płynów stosowanych w celu obniżenie temperatury ciała sportowców w warunkach wysokiej temperatury otoczenia, potwierdzono wyższą skuteczność zawiesin lodowych w porównaniu z zimnymi płynami. Jednakże poza tym, że brakuje jednoznacznych dowodów skuteczności takiego postępowania, należy brać pod uwagę, że u niektórych sportowców ten sposób może wywoływać odczuwalny dyskomfort układu pokarmowego.

Mieszane metody chłodzenia ciała sportowca

            Doświadczenia piłkarzy nożnych i kolarzy szosowych wskazują wyraźnie, że połączone metody chłodzenia ciała mają większą skuteczność niż te same metody stosowane pojedynczo. Najczęściej poleca się łączenie spożycia zawiesin lodowych, użycie kamizelek chłodzących i – tam gdzie to możliwe – wentylację chłodnym powietrzem.

            Strategie chłodzenia ciała sportowca – wnioski

1.      Metody chłodzenia ciała sportowca można podzielić na zewnętrzne (kamizelki chłodzące, ręczniki, zanurzenie w wodzie, wentylacja strumieniami powietrza) i wewnętrzne (zimne napoje i zawiesiny lodowe).

2.      Chłodzenie przed wysiłkiem daje wyraźne korzyści w ciągłych wysiłkach wytrzymałościowych (biegi średnie i długie, kolarstwo szosowe, tenis, zespołowe gry sportowe) rozgrywanych w wysokiej temperaturze otoczenia.   W wysiłkach ciągłych o długim czasie trwania (biegi długie, kolarstwo) zaleca się stosowanie podczas wysiłku zawiesin lodowych, natomiast w wysiłkach przerywanych o długim czasie trwania (tenis i zespołowe gry sportowe) podczas regulaminowych przerw można stosować metody mieszane. 

3.      Chłodzenia ciała sportowca  przed i podczas wysiłku nie zaleca się stosować     w wysiłkach krótkotrwałych o maksymalnej mocy (sprinty, rzuty i skoki lekkoatletyczne), nawet wówczas, gdy rozgrywane są w wysokich temperaturach otoczenia. 

4.      Zalecaną metodą chłodzenia ciała jest stosowanie kamizelek chłodzących, które po pierwsze, nie obniżają temperatury mięśni; po drugie, są stosunkowo łatwe w zastosowaniu.

5.      Metody chłodzenia ciała – zwłaszcza podczas wysiłku – powinny być dostosowane zarówno do indywidualnych reakcji sportowca, jak i charakterystyki dyscypliny/konkurencji, która determinuje kiedy i jak możemy chłodzić. Ważne jest też zminimalizowanie różnego rodzaju zakłóceń, jakie mogą występować podczas stosowania chłodzenia. Uwzględniając wymienione czynniki zaleca się wcześniejsze przetestowanie zaplanowanej strategii chłodzenia na zawodach o mniejszej randze.

Koniec części I.

Zapraszamy do lektury części II.