Czy bieganie w zimie może powodować astmę?

W zimie dużo łatwiej przekroczyć własne granice. Przy dużym mrozie w płucach pali najmocniej, warto więc wiedzieć, że jest fizjologiczna granica oddzielająca trening, który organizm wzmocni, od takiego, który go dobije.

Wraz z podjęciem aktywności fizycznej organizm domaga się dostarczenia dodatkowej dawki tlenu, by utrzymać równowagę. Właśnie dlatego na początku biegu zwykle brakuje nam tchu, a już kilka chwil później adaptujemy się do nowej sytuacji i oddychamy spokojniej. Zwiększona dawka tlenu służy później przede wszystkim do produkcji energii, np. z tłuszczy.

Jak układ oddechowy reaguje na wysiłek?

Odpowiedź układu oddechowego można opisać liczbowo. Reakcją układu na wysiłek fizyczny jest wzrost wentylacji minutowej płuc (hiperwentylacji minutowej, czyli ilości powietrza, jaka przepływa przez płuca w ciągu jednej minuty) oraz wzrost pojemności dyfuzyjnej płuc (ilościowy przebieg gazów z pęcherzyków płucnych do płucnych naczyń włosowatych). Maksymalna wentylacja minutowa płuc osiągana podczas wysiłku waha się w zależności od rozmiarów ciała od 80 do 220 l/min, częstość oddechów od 40 do 60 w ciągu minuty, a objętość oddechowa od 2 do 3,8 l.
Adaptacja układu oddechowego do wysiłku fizycznego opiera się również na trzech działaniach: dostarczeniu dodatkowego tlenu, usunięciu dwutlenku węgla i zapobieganiu kwasicy metabolicznej (wiąże się ona z zaburzeniem równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie i w konsekwencji wzrostu stężenia kwasu mlekowego). Częstość wentylacji płuc związana jest z intensywnością wysiłku. Im cięższy (okołoprogowy, submaksymalny i maksymalny), tym wartość tego wskaźnika gwałtowniej wzrasta.

U wytrzymałościowców niezwykle istotnymi wskaźnikami są również VO2max (maksymalny pobór tlenu – dotyczy poboru, transportu i wykorzystania tlenu przez pracujące tkanki, a dodatkowo ma duże znaczenie podczas restytucji powysiłkowej) oraz iloraz oddechowy (stosunek ilości wydychanego dwutlenku węgla do poboru tlenu, w wysiłkach bardzo intensywnych jego wartość przekracza 1).

Pod wpływem długoletniego treningu wytrzymałościowego następuje polepszenie wielu wskaźników, np. pojemności życiowej płuc, wzrost wentylacji minutowej płuc, objętości oddechowej, zwiększenie siły mięśni oddechowych i ruchomości klatki piersiowej, wzrost poboru tlenu oraz przesunięcie progu wentylacyjnego w kierunku wyższych obciążeń. Dla biegacza oznacza to nic innego, jak możliwość dłuższego, efektywniejszego biegu, późniejsze przechodzenie w strefy wysiłków beztlenowych i zwiększenie możliwości wysiłkowych.

Dlaczego mamy zadyszkę?

Odczucie duszności pojawia się podczas ciężkich wysiłków i ma związek z wielkością wentylacji płuc (gdy jego wartość przekroczy 50 proc. naszych maksymalnych wartości). Jest tym silniejsze, im mniejsza jest rezerwa oddechowa, a więc różnica pomiędzy wentylacją na szczycie wysiłku a wentylacją spoczynkową. Stąd też u najlepszych maratończyków dwugodzinne wybieganie z prędkością 16-18 km/h nie będzie stanowić problemu (bo mają duży zapas), a u słabo wytrenowanej osoby bieg z szybkością 12 km/h spowoduje zadyszkę i osiągniecie swoich maksymalnych możliwości.

Odczucie duszności, ból w klatce piersiowej, piekące płuca to podstawowe reakcje organizmu na solidną dawkę wysiłku. Zadyszka może wystąpić nawet u zdrowych osób i jeśli ma miejsce sporadycznie, jest czymś naturalnym. Taka duszność zazwyczaj szybko mija. U osób trenujących najczęściej pojawia się, gdy organizm poddawany jest interwałom, sprawdzianom lub zawodom i jest efektem pożądanym. Tak zwane „przepalenie” w perspektywie czasu daje szanse zwiększenia możliwości, podniesienia formy i łagodniejszej reakcji ze strony układu oddechowego przy największym wysiłku. Innymi przyczynami słabszego dotlenienia mogą być anemia, choroby serca i naczyń krwionośnych. I o ile chwilowe niedotlenienie i reakcje obronne organizmu na maksymalny wysiłek nie powinny martwić, o tyle stan permanentny już tak.

Jak na płuca wpływa otoczenie zewnętrzne?

Zarówno wysiłek, jak i jakość wdychanego powietrza mogą powodować choroby układu oddechowego. Bardzo częste u sportowców są zachorowania na górne drogi oddechowe (z ang. under respiratory tract infection). Przejawiają się katarem, gorączką, bólem gardła. Łatwiej o zachorowanie jest oczywiście w okresach przejściowych: na przedwiośniu i jesienią. Wilgotne powietrze, z temperaturą około zera stopni, są najbardziej optymalne do rozprzestrzeniania i bytowania bakterii w otoczeniu. Organizm w tym czasie musi dobrze uzbrajać się w odporność, by nie zachorować.

Teoria szyi mówi, że dopóki infekcja nie zejdzie poniżej górnych dróg oddechowych, czyli na obszar oskrzeli i płuc – biegać można. Zupełnie inaczej jest, gdy praktycznie każdy wysiłek powoduje duszność, kaszel i ból w klatce piersiowej, a suche lub zimne powietrze nasila jeszcze te objawy. W takich sytuacjach możemy mieć do czynienia z wywoływaną wysiłkiem astmą lub nadreaktywnością oskrzelową (z ang. bronchial hyperresponsivenes, BHR).

Astma i jej pochodne

Osoby aktywne fizycznie mogą cierpieć na astmę od dzieciństwa lub zachorować na nią lub BHR wraz z rozpoczęciem treningów. Obie choroby występują najczęściej u osób uprawiających dyscypliny wytrzymałościowe, takie jak narciarstwo biegowe, biathlon i pływanie. Często dotyczą starszych sportowców. Zwiększenie częstotliwości występowania tych schorzeń tłumaczy się faktem, że np. sportowcy wytrzymałościowi mogą wdychać potencjalnie szkodliwe substancje zawarte w powietrzu, które to mogą wywoływać objawy astmy lub bezpośrednio uszkadzać płuca.

Przy BHR, który jest miarą zwężenia i ograniczenia przepływu w drogach oddechowych, przyczynami mogą być różne bodźce, np. ćwiczenia fizyczne, infekcje wirusowe, zapachy, zanieczyszczenia oraz suche lub zimne powietrze. Na te ostatnie często narażeni są przedstawicieli sportów zimowych: biegacze narciarscy, biatloniści, kombinatorzy norwescy. W szczególności dotyczy to Norwegów, którzy od wieku dziecięcego narażeni są na treningi w niekorzystnych warunkach atmosferycznych.

Nie dziwi więc, że wielu zawodników ma wyłączenie terapeutyczne na zażywanie glikokortykosteroidów wziewnych i niektórych wziewnych beta-2 agonistów (salbutamolu i salmeterolu). Jeśli u danej osoby występują objawy astmy, ale testy nie dają pozytywnych wyników, można stosować leki przeciwleukotrienowe lub bromek ipratropium. Zażywanie tych leków nie podlega żadnym ograniczeniom. W przypadku łagodnej postaci astmy można stosować leki przeciwzapalne, takie jak sterydy wziewne. Przeciwdziałają one szkodliwym skutkom wynikającym z uprawiania sportu i ograniczają ryzyko powstania długotrwałych uszkodzeń.

Zimne i suche powietrze to jednak nie wszystko. Stan dróg oddechowych może znacznie pogorszyć również organiczny chlorek wodoru, jak np. chloroamina i trichloroamina stosowana w wodzie na pływalni. Inną szkodliwą substancją wpływającą na stan płuc jest tlenek azotu z urządzeń chłodniczych i ultradrobne cząstki z urządzeń polerujących stosowane w tunelach śnieżnych (np. w Oberhofie) lub torach łyżwiarskich i na lodowiskach. Bardziej podatni na występowanie astmy i BHR są więc uprawiający sporty zimowe: biegacze, łyżwiarze, hokeiści, biathloniści.

Bieganie a zniszczenia w oskrzelach i płucach

Dwie hipotezy próbują wyjaśnić związek między aktywnością fizyczną a astmą wysiłkową. Jedna z nich odnosi się do ochładzania dróg oddechowych spowodowanego nasilonym oddychaniem w trakcie wysiłku (tu będzie miało wpływ również środowisko zewnętrzne). Druga hipoteza opiera się na zjawisku zwiększonych strat wody z dróg oddechowych podczas wysiłku, również wskutek nasilenia oddychania. Obie powodują zwężanie naczyń oskrzeli, w reakcji, na które następuje wtórne przekrwienie, powodujące obrzęk i zwężenie dróg oddechowych i duszności.

Zjawisko to zostało po raz pierwszy zaobserwowane przez Norweski Instytut Naukowy w 1989 r. u pływaków wyczynowych po treningu na odcinku 3000 metrów, a następnie w 1994 r. u młodych narciarzy w trakcie zawodów. Wykazano, że ciężki trening wytrzymałościowy, szczególnie realizowany w niekorzystnym środowisku, obciąża błonę śluzową dróg oddechowych. Podobne wyniki zostały przedstawione przez Sue Chu i współpracowników w wynikach biopsji oskrzelowych młodych narciarzy niechorujących na astmę.

Sportowcy wykazywali zwiększoną reaktywność dróg oddechowych na zimne powietrze(1) i przejawiali nasilone stany zapalne w drogach oddechowych. Dzięki tym badaniom udowodniono, że ciężki i powtarzalny trening dyscyplin wytrzymałościowych, prowadzony w długotrwale i skojarzony z nieoptymalnymi warunkami środowiskowymi może przyczyniać się do rozwoju astmy i nadwrażliwości oskrzelowej, spotykanej wśród czołowych sportowców.

Biegać czy nie biegać?

Norwescy badacze wykazali u zdrowych osób po godzinnym, bardzo intensywnym codziennym wysiłku, istotny wzrost stężenia tlenku azotu w wydychanym powietrzu. To wynik uszkodzenia oskrzeli. Przy umiarkowanym wysiłku nie odnotowano zmian. Wykazano także zależność między czasem intensywnego i bardzo intensywnego wysiłku a stężeniem tlenku azotu.

Stwierdzono, że intensywny wysiłek fizyczny może wywoływać zapalenie w drogach oddechowych niezależnie od astmy, a zimne i wilgotne powietrze może nasilać te objawy. Powstają jednocześnie uszkodzenia, stany zapalne i zwiększa się produkcja śluzu w płucach, co stwarza ponadto korzystne środowisko dla rozmnażania bakterii i wirusów. Zmiany są jednak przejściowe i ulegają naprawie w kilka do kilkudziesięciu godzin po zakończeniu wysiłku. Organizm ma wyjątkowo sprawne mechanizmy obronne i regulacyjne, które nie tylko pozwalają na powysiłkową odnowę, ale również skutecznie adaptują do kolejnych wysiłków.

Nawet najbardziej intensywny i obciążający wysiłek wymaga po prostu odpowiedniego czasu odpoczynku. Temperaturą, w której układ oddechowy wyraźnie traci swoją sprawność (przede wszystkim poprzez wysoką utratę wody) i powoduje problem z wdechem powietrza jest -20 stopni Celsjusza i mniej. Stąd też m.in. przepis o możliwości odwołania zawodów przez FIS (Międzynarodową Federację Narciarską) przy takich warunkach atmosferycznych lub wskazanie stosowania specjalnych masek ochronnych w okolicach tej temperatury.

Przepisem na zdrowie w zimie podczas biegania jest przestrzeganie niezmiennych zasad, jak np. unikanie dłuższego zatrzymywania się podczas biegania, kiedy wiatr może nas szybko przewiać, stronienie od przebywania w miejscach, gdzie łatwo o zarażenie się (galerie handlowe, szpitale, przychodnie) oraz dbanie o prawidłowe odżywianie i choćby przebranie się tuż po wysiłku. Trening przy około zerowej temperaturze, gdy namnażanie bakterii często w wilgotnym środowisku jest wyjątkowo skuteczne i łatwo wtedy o chorobę, powinien uwzględniać wcześniejsze wskazówki. Przy bardzo dużym mrozie, gdy układ oddechowy traci swoją sprawność, należy zmniejszyć intensywność wysiłku, skrócić czas jego trwania (zależy od indywidualnych predyspozycji) lub zupełnie zrezygnować z aktywności na świeżym powietrzu na rzecz siłowni lub bieżni elektrycznych.

Obniżona bariera immunologiczna utrzymuje się do około dwóch godzin po wysiłku i to, co robimy w tym czasie, często decyduje, czy następnego dnia wykonamy kolejny trening, czy też spędzimy dzień z termoforem i lekami pod ręką. Intensywny, powtarzany wysiłek może skutkować pojawieniem się np. astmy wysiłkowej lub innych zmian w układzie oddechowym, ale jak podają naukowcy, dotyczy to przede wszystkim sportowców uprawiających dyscypliny zimowe lub tych narażonych na oddychanie zanieczyszczonym powietrzem. Biegacze trenujący umiarkowanie w okresie zimowym, uwzględniając zalecenia prozdrowotne, mogą nawet wzmocnić swoją odporność dzięki adaptacji. Jednak zwiększanie intensywności i wykonywanie treningów w wyjątkowo niesprzyjających warunkach będzie w mniejszym lub większym stopniu negatywnie wpływać na układ oddechowy.

* Więcej informacji o badanich: Karjalainen E.M., Laitinen A., Sue-Chu M., Altraja A., Bjermer L., Laitinen L.A., Evidence of airway inflammation and remodeling in ski athletes with and without bronchial hyperresponsiveness to methacholine.

Artykuł pochodzi z magazynu BIEGANIE styczeń-luty 2017