Nawadnianie i przegrzanie z perspektywy fizjologii [ROZMOWA]

Nawadnianie podczas biegu w upale jest kluczowe. Fot. BIKE Life

Warunki atmosferyczne potrafią być bardzo niebezpieczne dla biegacza. Wiele osób zapomina o tym, jak ważne jest odpowiednie nawadnianie. Postanowiliśmy porozmawiać z fizjologiem z krakowskiej Akademii Wychowania Fizycznego, dr. Łukaszem Totą o tym, czym naprawdę jest odwodnienie i przegrzanie organizmu.

„Ale był upał, trzeba było pić na całej trasie”, „Dostałem wycisk, po biegu jestem 3 kilogramy chudszy” „Miało być x na mecie, a wyszło y” – zwykle po upalnym weekendzie z imprezą biegową w roli głównej takie komentarze przeważają na moim Facebook’u. „Wycisk”, choć daje satysfakcję, może być niebezpieczny dla zdrowia biegacza.

Miała być życiówka, a wyszło, jak wyszło, można wywnioskować ze strumienia postów poweekendowych. Dobrze, jeśli wspomniany wyżej wycisk kończy się tylko gorszym czasem na mecie, a nie omdleniem i interwencją lekarza. Zazwyczaj przyczyną takiego wyniku jest zła strategia nawadniania.

Doktor Łukasz Tota w w rozmowie z MagazynBiegnanie.pl omawia, jak odwodnienie i przegrzanie wpływają na zdolność wysiłkową biegacza.

Co to znaczy, że ktoś jest odwodniony?

Łukasz Tota: Na niekorzystne warunki biometeorologiczne wpływ ma temperatura i wilgotność powietrza, natężenie promieniowania słonecznego oraz prędkość wiatru. Czynniki te stanowią poważne zagrożenie szczególnie dla zawodników trenujących dyscypliny wytrzymałościowe, w tym bieganie.

Warunki środowiskowe są często niedocenianym przeciwnikiem, który dla wielu sportowców podczas zawodów staje się głównym przeciwnikiem. Gdy temperatura otoczenia w bezwietrznym zacienionym miejscu wynosi od 18 do 23 stopni Celsjusza, mówimy o warunkach termoneutralnych. Każda temperatura wyższa, uruchamia szereg reakcji termoregulacyjnych chroniących organizm przed przegrzaniem.

Podczas wysiłku fizycznego mięśnie w wyniku przemian metabolicznych wytwarzają ciepło o 10-20 razy większe niż w stanie spoczynku. Jednym z podstawowych mechanizmów, który najefektywniej eliminuje ciepło z ustroju jest parowanie wody z potu. Dlatego też odwodnienie, a tym samym zaburzenie gospodarki wodno-elektrolitowej jest niebezpiecznym zjawiskiem, z którym większość sportowców trenujących dyscypliny wytrzymałościowe musi się zmierzyć.

OK. Wyobraźmy sobie taką sytuację. Mamy biegacze, nazwijmy go Kowalski. Mężczyzna, lat 33, 82 kilogramy wagi. Poziom wytrenowania – maraton 4:00. Nasz Kowalski biegnie w upalny dzień, kiedy temperatura powietrza wynosi 30 stopni Celsjusza. Jak powolne odwadnianie organizmu wpływa na jego zdolności wysiłkowe?

Przy odwodnieniu stanowiącym 1% masy ciała notuje się pogorszenie czynności układu krążenia, przede wszystkim poprzez spadek objętości krwi. Odwodnienie stanowiące 1% masy ciała, według wielu badań nie stanowi jeszcze zagrożenia powodującego obniżenie się poziomu VO2max. Przy odwodnieniu sięgającym 2% BM pojawiają się symptomy uczucia zmęczenia, obserwuje się spadek maksymalnego minutowego poboru tlenu, jak również obniżenie się mocy beztlenowej.

Przy odwodnieniu sięgającym 3% BM, czyli dla naszego Kowalskiego jest to utrata 2,5kg, może nastąpić znaczne obniżenie poziomu wydolności fizycznej, towarzyszyć temu mogą pojawiające się skurcze cieplne. Według wielu doniesień naukowych jest to krytyczny punkt w rozwoju odwodnienia.

Następuje upośledzenie mechanizmów termoregulacyjnych, obniżone zapasy wody w organizmie powodują utrudnienie procesu produkcji potu. Przy odwodnieniu rzędu 5-10%, czyli 4,2kg-10kg u naszego Kowalskiego mogą pojawić się reakcje towarzyszące wyczerpaniu cieplnemu.

Czy jesteśmy w stanie określić po jakim czasie nasz Kowalski biegnąć tempem 5 minut/kilometr w podanych wcześniej warunkach, odwodni się?

Uzyskanie jednoznacznej odpowiedzi no to pytanie nie jest możliwe. Suma czynników, które trzeba by uwzględnić w tym wypadku jest zbyt duża. Problem odwodnienia i przegrzania należy traktować indywidualnie. Gdybym starał się podać uniwersalne kryteria czasowe, byłoby to bardzo duże uproszczenie i podejście lekceważące do problemu.

Każdy organizm jest inny i wymaga indywidualnego potraktowania. Trening sportowy jest sztuką połączenia wielu aspektów dotyczących indywidualnej reakcji na czynnik stresogenny jakim jest wysiłek fizyczny w podwyższonej temperaturze.

Najogólniej można jedynie stwierdzić, że subiektywne uczucie pragnienia odczuwalne jest przy odwodnieniu sięgającym 2% BM. Jednak uczucie pragnienia nie powinno być informacją dla sportowca, aby rozpoczął nawadnianie organizmu. Jest to już zdecydowanie za późno.

fot. Bieganie w trudnych warunkach atmosferycznych może doprowadzić do odwodnienia i przegrzania organizmu

Ludzkie ciało składa się w około 50-60% z wody. Jak takie odwodnienie wpływa na skład procentowy ludzkiego ciała?

Woda stanowi około 58-60 procent składu ciała u kobiet i 61-62 procent u mężczyzn. Pozostała część to białko, tłuszcze, składniki mineralne i witaminy oraz węglowodany. Woda wewnątrzkomórkowa stanowi około 55 procent, w płynach międzykomórkowych znajduje się około 39 procent, natomiast w osoczu krwi i limfie jest około 6 procent wody.

Utrzymanie prawidłowego nawodnienia organizmu, nie tylko podczas treningów czy zawodów, wpływa na prawidłowy stan zdrowia. Woda jest podstawowym składnikiem wszystkich komórek, transportuje składniki odżywcze i metabolity, oczyszcza organizm i przede wszystkim jest odpowiedzialna za prawidłowy proces termoregulacji. Należy pamiętać, że organizm będzie bronić się przed przegrzaniem poprzez wytwarzanie potu dopóki będzie miał zapasy wody, które pozwolą mu na jego produkcję.

Ile jednostek płynu potrzebujemy w przypadku naszego Kowalskiego żeby podczas wysiłku utrzymał odpowiedni stan nawodnienia organizmu?

Możemy mówić o pewnych zaleceniach, wskazówkach, na podstawie których powinno się tworzyć indywidualny program nawadniania oparty o własne doświadczenie i panujące warunki klimatyczne. Uniwersalnej strategii nie ma. Personalizacja to klucz do sukcesu.

Wracając jednak do zaleceń, sportowiec przystępujący do zawodów powinien być dobrze nawodniony. Zaleca się spożywanie wody średniozmineralizowanej. Dzień przed zawodami mocz powinien mieć jasny słomkowy kolor. Na 2-3 godziny przed startem zaleca się spożycie 200-600 ml wody lub płynu izotonicznego. Na około 20 minut przed startem można przyjąć 120-180 ml płynu izotonicznego.

Według International Society of Sports Nutrition (2010) zaleca się spożywanie co 15-20 minut 170-225 mililitrów płynu. Spożywanie czystej wody zamiast płynów izotonicznych podczas przedłużającego się wysiłku fizycznego nie jest wskazane.

Podczas wysiłku trwającego 3 godziny straty chlorku sodu mogą wynieść nawet 10-15 gramów, stąd konieczność uzupełniania strat NaCl. Duże znaczenie ma także sama temperatura płynu izotonicznego – zalecana to około 10-15 stopni Celsjusza. Taka temperatura płynu spełnia także zadanie chłodzenia organizmu podczas pracy w gorącym otoczeniu.

Po wysiłku fizycznym zaleca się przyjąć 125-150 procent utraconych płynów, przy czym 2/3 płynów powinno zostać uzupełnione do 2 godzin od przerwania wysiłku. Zaleca się też, aby do rozpuszczania suplementów szczególnie napoi izotonicznych stosować wodę niskozmineralizowaną lub źródlaną, natomiast wodę wysokozmineralizowaną powinno stosować się bez dodatku suplementów.

Zachęcam jednak do stworzenia własnej strategii nawadniania, poprzez monitorowanie masy ciała rano po przebudzeniu, przed i po treningu. Możliwością sprawdzenia stworzonej dla siebie strategii nawadniania powinien być trening sportowy a nie zawody sportowe. Eksperymentowanie na swoim organizmie podczas zawodów sportowych może dać często nieoczekiwane, choć często spotykane problemy jelitowe.

Kto się szybciej odwadnia – mężczyźni czy kobiety?

U kobiet występuje bardziej oszczędna gospodarka wodno-elektrolitowa, która może wynikać z mniejszej zawartości wody w organizmie. Ponadto, choć u kobiet występuje większa liczba gruczołów potowych, działanie estrogenów wpływa na zmniejszenie ilości wydzielanego potu. U kobiet mechanizm termoregulacji jest w dużym stopniu zależny od poszczególnych faz cyklu miesiączkowego.

Co to znaczy, że ktoś doznał przegrzania? Czy zwiększenie temperatury ciała o 1 stopień Celsjusza to już przegrzanie?

Wykonywanie wysiłku w temperaturze 30 stopni Celsjusza i wyższej powoduje poważne obciążenie układu termoregulacji. Temperatura rektalna – temperatura wnętrza ciała (Tre) wynosząca 38,1 stopnia Celsjusza stanowi granicę komfortu cieplnego, natomiast temperatura 39,4 stopnia Celsjusza stanowi górną granicę tolerancji cieplnej.

Wysiłek wykonywany w temperaturze 30 stopni Celsjusza powoduje istotne, niekorzystne z punktu widzenia wydolności fizycznej zmiany temperatury wnętrza ciała. Gdybyśmy nie posiadali mechanizmów termoregulacyjnych, co uniemożliwiłoby usuwanie ciepła z ustroju, to po zaledwie 15 minutach wysiłku temperatura wewnętrzna organizmu wzrosłaby o 3 stopnie Celsjusza.

Dzięki sprawnym mechanizmom termoregulacyjnym ciepło z wnętrza organizmu może być transportowane poprzez krew do powierzchni skórnych, gdzie następuje jego eliminacja. Wzrost temperatury wewnętrznej zaledwie o 1 stopień Celsjusza powoduje podwyższenie częstości skurczów serca o około 9 skurczów na minutę oraz spadek objętości wyrzutowej serca o około 11 mililitrów krwi. Przy braku odpowiedniego nawadniania, które ma odpowiednio bilansować straty wody, a także uczestniczyć w procesie chłodzenia organizmu dochodzi do kolejnych reakcji, które są konsekwencją wzrostu temperatury: zakłócenie podstawowych procesów metabolicznych, upośledzenie funkcjonowania narządów, spadek wydolności, upośledzenie funkcji psychicznych.

A jak to wygląda z poziomu komórkowego?

Za homeostazę termiczną odpowiedzialne są termoreceptory zlokalizowane w skórze, błonach śluzowych, drogach oddechowych, rdzeniu kręgowym i mięśniach szkieletowych, a także ośrodek termoregulacji i efektory. Ośrodek termoregulacji zlokalizowany jest w podwzgórzu. Na jego przednim płacie zlokalizowane są termodetektory, które reagują na zmiany temperatury mózgu i krwi.

Podstawowe reakcje, które umożliwiają oddawanie ciepła z ustroju do otocznia, to reakcja naczynioruchowa, wzrost skórnego przepływu krwi, przyspieszenie akcji serca oraz aktywacja gruczołów potowych. Przepływ skórny podczas wysiłku fizycznego w podwyższonej temperaturze otoczenia może zwiększyć się do 8 l/min. W spoczynku, w temperaturze otoczenia wynoszącej około 20 stopni Celsjusza tracimy około 25 mililitrów potu na godzinę. Podczas intensywnego wysiłku ilość produkowanego potu może zwiększyć się do 4 litrów na godzinę.

Jednak, gdy wilgotność względna przekroczy 60 procent, niemożliwym staje się wyparowanie takiej ilości potu. To z kolei powoduje zaburzenie oddawania ciepła z ustroju i w konsekwencji dochodzi do hipertermii.

Poprzez intensywne pocenie się tracone są cenne dla organizmu sole mineralne, głównie sód (10-100 mmol/l potu), chlor (30-70 mmol/l) potas (1-15 mmol/l) i magnez (1,5-5 mmol/l). W mniejszych ilościach tracone są witaminy, żelazo, wapń fosforany i siarczany.

Następuje zachwianie równowagi osmotycznej i przemieszczanie się wody z komórek do przestrzeni międzykomórkowej. Upośledzenie procesów fizjologicznych, stanowi duże zagrożenie dla zdrowia i życia. Dlatego też indywidualnie dopasowane strategie nawadniania oraz przeprowadzenie aklimacji cieplnej daje większą swobodę w pokonywaniu kolejnych kilometrów podczas zawodów rozgrywanych w podwyższonej temperaturze otoczenia.

Konsekwencją hipertermii, czyli przegrzania jest przede wszystkim spadek wytrzymałości mięśni, zmiana energetyki mięśniowej na beztlenową, przesunięcie krwi do powłok skórnych , co z kolei wpływa negatywnie na dostarczanie tlenu do pracujących mięśni oraz pogorszenie psychofizycznych predyspozycji zawodnika.

Następstwem hipertermii są również bolesne kurcze cieplne, omdlenia, bóle głowy, nudności, obrzęki, wyczerpanie cieplne, a nawet udar cieplny.