Termoregulacja podczas aktywności fizycznej – o czym warto pamiętać?

Termoregulacja to zdolność utrzymywania równowagi między ciepłem wytwarzanym i przyjmowanym przez organizm a ciepłem oddawanym do otoczenia. Mechanizmy termoregulacyjne są jednymi z najważniejszych w zachowaniu homeostazy, czyli równowagi wewnątrzustrojowej, gwarantującej prawidłową pracę wszystkich narządów ciała. Organizm człowieka funkcjonuje prawidłowo, gdy temperatura w jego wnętrzu nie odchyla się znacząco od 370C (temperatura skóry 340C). Podwyższenie lub obniżenie tej temperatury wpływa deprymująco na metabolizm.

Równowagę cieplną organizmu zaburza wysiłek fizyczny. Dzieje się tak, gdyż aktywność fizyczna powoduje znaczący wzrost tempa metabolizmu, a w związku z tym również wzrost ilości powstającego w organizmie ciepła. Ilość ciepła wytworzonego przez pracujące mięśnie może być nawet 10-20 razy większa w porównaniu do ilości ciepła produkowanego przez mięśnie w stanie spoczynku. Na początku długotrwałego wysiłku produkcja ciepła jest większa niż jego rozpraszanie, przez co następuje jego akumulacja i szybki wzrost temperatury ciała. Stabilizacja temperatury jest wynikiem uruchomienia mechanizmów usuwania ciepła, tj. zwiększenia przepływu krwi przez skórę i pocenia się.

 

Rola biernej utraty ciepła

Wzrost przepływu krwi przez naczynia krwionośne skóry umożliwia tzw. bierną utratę ciepła. Bierne, czyli niewymagające zużycia energii oddawanie ciepła przez organizm polega na: emisji ciepła w postaci promieni podczerwonych (ich przenikanie utrudnia wilgotność powietrza), zabieraniu ciepła z ustroju przez ruch powietrza wokół ciała (wiatr przyspiesza oddawanie ciepła) oraz na nagrzewaniu się cząsteczek powietrza przy skórze (woda i wilgotne ubranie nasilają oddawanie ciepła). Praca gruczołów potowych wymaga zużycia energii, jest więc czynnym mechanizmem broniącym ustrój przed przegrzaniem. Nasilone pocenie się powoduje również szybki ubytek wody z organizmu (odwodnienie), któremu towarzyszy zmniejszenie ilości elektrolitów, przede wszystkim jonów sodowych i chlorkowych. Jednakże w przypadku wysokiej temperatury otoczenia (około 350C), kiedy ustaje oddawanie ciepła przy pomocy mechanizmów biernych, parowanie potu pozostaje jedynym skutecznym sposobem eliminacji ciepła z ciała. Stymulacja czynności gruczołów potowych występuje zazwyczaj przy temperaturze otoczenia > 28-320C. Efektywność tego procesu może być jednak znacznie ograniczona w przypadku dużej wilgotności powietrza. W takich warunkach wydzielony pot nie paruje, lecz spływa kroplami z powierzchni skóry. Organizm traci wodę nie tracąc ciepła!

 

Sprawność mechanizmów termoregulacyjnych a płeć

Wysiłek fizyczny wykonywany w wysokiej temperaturze otoczenia zmniejsza różnicę pomiędzy temperaturą skóry i środowiska, a w konsekwencji znacznie ogranicza możliwość biernej utraty ciepła przez skórę. Jedyny działający w tych warunkach mechanizm chłodzenia organizmu - produkcja potu – może dochodzić do 10, a nawet 15 l i więcej na dobę. Ilość wydzielanego potu oraz usuwanego w ten sposób nadmiaru ciepła z ustroju zależy przede wszystkim od czasu trwania i intensywności wysiłku, temperatury otoczenia, wilgotności powietrza, jak również od kondycji fizycznej osoby ćwiczącej i jej adaptacji do gorącego klimatu. Z dostępnych w piśmiennictwie danych wynika, że na sprawność mechanizmów termoregulacyjnych istotny wpływ ma także płeć. Wykazano, że kobiety są mniej odporne na wysiłek fizyczny w gorącym środowisku, co jest w dużej mierze uzależnione od kondycji fizycznej. W przypadku osób dobrze wytrenowanych i zaaklimatyzowanych do gorącego klimatu, mechanizmy termoregulacyjne u kobiet działają w sposób zbliżony do mężczyzn.

 

Picie wody podczas ćwiczeń

Utrata dużej ilości potu wywołuje uczucie pragnienia, służące uzupełnieniu ustrojowych zasobów wodnych. Warto podkreślić, że zaspokojenie pragnienia następuje wcześniej, zanim wyrównany zostanie niedostatek płynów ustrojowych. Oznacza to, że ugaszenie pragnienia nie jest równoznaczne z całkowitym uzupełnieniem strat wody. Przyjmuje się, że w ten sposób organizm człowieka może pokryć straty wody jedynie w 65-70%, podczas gdy pozostałe 30-35% stanowi tzw. „odwodnienie dowolne”. Dlatego zaleca się wypijanie większej ilości wody niż potrzeba do zaspokojenia pragnienia. Do pełnego nawodnienia organizmu dochodzi zwykle dopiero po upływie kilku godzin lub też następnego dnia. Należy również dodać, iż mężczyźni pocą się bardziej niż kobiety, stąd ich zapotrzebowanie na wodę jest większe.

 

Niebezpieczny udar cieplny

Podczas wysiłków długotrwałych o dużej intensywności, wykonywanych w warunkach wysokiej temperatury otoczenia i dużej wilgotności powietrza może dojść do załamania mechanizmów termoregulacyjnych. W efekcie temperatura wewnętrzna organizmu rośnie i może osiągnąć wartość 40-410C. Wzrasta wówczas ryzyko wystąpienia groźnego dla życia udaru cieplnego. Do najważniejszych jego objawów należą: temperatura głęboka: 40,60C i więcej, gorąca, sucha skóra (pocenie się występuje w 50% przypadków udaru cieplnego związanego z wysiłkiem fizycznym), wyczerpanie, ból głowy, omdlenie, uderzenia gorąca, wymioty, biegunka. Na udar cieplny najbardziej narażone są osoby mające mniej sprawne mechanizmy termoregulacyjne (dzieci, osoby starsze), ale warto pamiętać, że wysiłek fizyczny może doprowadzić do jego wystąpienia także u zdrowych, młodych osób, jeżeli będą ćwiczyć bez odpowiedniego przygotowania.

Zasadnicze znaczenie we właściwym przygotowaniu do wysiłku fizycznego ma aklimatyzacja do warunków otoczenia, w jakich ma być wykonywany, oraz odpowiednie nawodnienie organizmu. Zaleca się ograniczenie aktywności fizycznej, szczególnie w trakcie pierwszych kilku dni ekspozycji na gorąco. Intensywne ćwiczenia fizyczne powodują dodatkowe obciążenie cieplne i mogą zaburzać apetyt, a w ten sposób interferować z normalną adaptacją do gorącego środowiska. W gorącym środowisku należy stopniowo dozować obciążenie fizyczne (zwłaszcza dotyczy to kobiet). Przyjmuje się, że na każdą kcal pożywienia ustrój potrzebuje 1ml wody, a przy zwiększonym wysiłku fizycznym wartość ta może być większa.

 

Czytaj więcej:

Aktywność fizyczna zimą

  1. Błażejczyk K, Szyguła Z. Wpływ gorącego otoczenia na zdolność wysiłkową sportowca. Sport Wycz 2004, 5-6, 45-63,
  2. Hubing KA et al. Exercise-associated hyponatremia: the influence of pre-exercise carbohydrate status combined with high volume fluid intake on sodium concentrations and fluid balance. Eur J Appl Physiol 2011, 111, 797,
  3. Kenefick RW, Cheuvront SN. Hydration for recreational sport and physical activity. Nutr Rev 2012, 70(suppl 2), S137-S142,
  4. McArdle WD, Katch FI, Katch VL. Sports and Exercise Nutrition. Lippincott Williams & Wilkins 2013,
  5. Mountjoy M, Alonso JM, Bergeron MF, et al. Hyperthermic-related challenges in aquatics, athletics, football, tennis and triathlon. Br J Sports Med 2012, 46(11), 800-804.