Jak zapobiegać przegrzaniu organizmu: kluczowe aspekty w sporcie i codziennym życiu

Podczas intensywnych ćwiczeń czy pracy fizycznej, szczególnie przy wysokich temperaturach organizm człowieka narażony jest na stres cieplny, a w konsekwencji na jego przegrzanie. Proces ten wynika zarówno z ciepła generowanego przez mięśnie podczas wysiłku, jak i z warunków środowiskowych. Odkryj jakie mechanizmy stoją za tym zjawiskiem oraz poznaj skuteczne metody chłodzenia organizmu, które pomogą Ci uniknąć przegrzania i poprawić wyniki sportowe. Dowiedz się, jak wykorzystać akcesoria chłodzące INUTEQ, by radzić sobie w gorących warunkach.

Dlaczego podczas wysiłku organizm się przegrzewa

Temperatura wewnątrz ciała (np. temperatura mózgu, serca i innych narządów) jest utrzymywana na poziomie ~36,6°C. W wyniku ćwiczeń, szczególnie w gorącym otoczeniu, może ona wzrosnąć nawet do 41,5°C. Ludzkie ciała posiada jednak szereg mechanizmów obronnych, które regulują temperaturę wewnętrzną organizmu. Dodatkowym “czujnikiem”, który działa jako łącznik ze środowiskiem, jest skóra. Jednak w przeciwieństwie do temperatury wewnętrznej organizmu, temperatura skóry nie jest regulowana i zmienia się na całym ciele w odpowiedzi na warunki cieplne otoczenia.

W trakcie aktywności wzrost temperatury naszego organizmu jest zależny od dwóch czynników, ciepła generowanego podczas ćwiczeń oraz warunków środowiskowych.

Ciepło metaboliczne

Mięśnie są zasilane energią w wyniku przekształcania (utleniania) energii zgromadzonej w węglowodanach i tłuszczach. Proces ten jest jednak nieefektywny, bo tylko 20-25% energii metabolicznej przekształcane jest w pracę mechaniczną mięśni. Pozostała pula energii jest uwalniana w postaci ciepła.

Aby rywalizować o podium w wieloetapowych wyścigach kolarskich, czołowi kolarze są w stanie generować moc na poziomie ~6,5 W/kg. Oznacza to, że tegoroczny zwycięzca Tour de France, Tadej Pogačar, ważący 65 kg jest w stanie generować moc w postaci ciepła wynoszącą ~1600 W przez blisko 40 minut. Taka ilość energii wystarczyłaby do zasilenia średniej wielkości grzejnika elektrycznego. Jeśli organizm nie potrafiłby skutecznie pozbywać się produkowanego podczas wysiłku ciepła, bardzo szybko doprowadziłoby to do jego przegrzania. Na nasze szczęście istnieje szereg mechanizmów oraz strategii, dzięki którym możemy regulować temperaturę wewnętrzną organizmu.

Stres środowiskowy – ciepło zewnętrzne

Dodatkowo organizm może być narażony na stres cieplny w wyniku ekspozycji na gorące warunki środowiskowe, które są wypadkową temperatury otoczenia, wilgotności powietrza, prędkości wiatru oraz promieniowania słonecznego.

Temperatura otoczenia wyższa niż temperatura skóry prowadzi do gromadzenia ciepła przez organizm. Wysoka wilgotność powietrza zaburza z kolei proces utraty ciepła przez parowanie, ponieważ pot i wilgoć z błon śluzowych nie są w stanie wyparować do otoczenia nasyconego parą wodną. Natomiast jeśli powietrze wokół ciała się przemieszcza (np. dzięki wiatrowi lub wentylatorowi), zabiera to ciepło z powierzchni skóry sportowca. Przemieszczające się powietrze zabiera ciepło z ciała, co pomaga w jego schłodzeniu. Oznacza to, że jeśli wysiłek fizyczny jest wykonywany w bezwietrzny dzień, proces regulowania temperatury organizmu jest zaburzony.

Konsekwencje przegrzewania się organizmu

Niesprzyjające warunki pogodowe w połączeniu z intensywnym lub/i długotrwałym wysiłkiem fizycznym mogą prowadzić do zwiększonego stresu cieplnego (tj. wzrostu temperatury wewnętrznej organizmu i skóry) oraz wzrostu całkowitej potliwości ciała. To z kolei może prowadzić do odwodnienia organizmów i skutków z nim związanych.

Pogorszenie zdolności wysiłkowych

Zwiększone obciążenie stresem cieplnym wpływa negatywnie na zdolności wysiłkowe, szczególnie w sportach wytrzymałościowych, ale nie tylko. Oddziaływuje ono na organizm za pośrednictwem różnych mechanizmów, powodując:

• Obciążenie układu sercowo-naczyniowego (tj. zwiększoną częstotliwość pracy serca, zwiększony przepływ krwi w obrębie skóry i wtórnie zmniejszony przepływ krwi do mięśni), co negatywnie przekłada się na wydajność.
• Zaburzenie w funkcjonowaniu szlaków metabolicznych (np. zwiększone zużycie glikogenu mięśniowego) oraz osłabienie funkcji nerwowo-mięśniowych (np. zmniejszona dobrowolna aktywacja mięśni).
• Utratę płynów w organizmie i odwodnienie co obniża formę sportową i nasila przegrzanie – jednym z głównych mechanizmów utraty ciepła podczas ćwiczeń jest parowanie potu, co w efekcie prowadzi do utraty płynów w organizmie. W przypadku niewystarczającej podaży płynów w trakcie ćwiczeń może pogłębiać się odwodnienie organizmu, które dodatkowo potęguje zjawisko wzrostu temperatury wewnętrznej organizmu i dalszy negatywny wpływ na zdolności wysiłkowe. Na każdy 1% utraconej masy ciała z powodu odwodnienia, temperatura wewnętrzna organizmu wzrasta o 0,22°C, a tętno zwiększa się o 3 uderzenia na minutę. Poza tym, niezależnie od stresu cieplnego, samo odwodnienie również oddziałuje negatywnie na formę sportową.
• Potencjalne obniżenie motywacji i chęci kontynuowania wysiłku.

Choroba cieplna wysiłkowa (ang. exertional heat illness, EHI)

W zależności od skali problemu, przegrzanie organizmu może ewoluować w chorobę cieplną wysiłkową (ang. exertional heat illness, EHI). Choroby cieplne wysiłkowe stanowią spektrum schorzeń medycznych związanych ze wzrostem temperatury ciała. Nasilenie EHI jest zróżnicowane w całym spektrum: od łagodnych do poważnych dolegliwości:

• skurcze mięśni związane z wysiłkiem i nadmiernym poceniem się,
• omdlenia cieplne,
• wyczerpanie cieplne,
• stany zagrażające życiu, takie jak udar cieplny.

Dobrym przykładem tego jakie skutki niesie za sobą przegrzanie organizmu jest maraton mężczyzn na Igrzyskach Olimpijskich w 2021 roku w Japonii. O godzinie 7:00 rano, czyli w momencie startu, temperatura powietrza wynosiła 28°C, a wilgotność względna powietrza osiągnęła 72%. W wyniku tych skrajnych warunków pogodowych prawie 30% uczestników (30 z 106) nie było w stanie ukończyć biegu.

Jeśli trenujesz lub startujesz w gorących warunkach, istnieją jednak sprawdzone sposoby, które mogą pomóc zmniejszyć wpływ upału na Twoją formę sportową. Dowiesz się o nich z dalszej części artykułu.

Jak skutecznie chłodzić swój organizm

Już wiesz jak niekorzystnym zjawiskiem jest przegrzanie organizmu. Jednak dzięki odpowiedniemu postępowaniu możesz mu zapobiec, nawet podejmując wysiłek przy wysokich temperaturach. Kluczowe strategie to aklimatyzacja cieplna, odpowiednie nawodnienie i techniki chłodzenia. Te metody pomagają twojemu ciału lepiej radzić sobie z wysoką temperaturą, zmniejszając obciążenie układu sercowo-naczyniowego, a także minimalizując ryzyko odwodnienia.

Dzięki odpowiedniemu przygotowaniu i wdrożeniu strategii chłodzenia i nawadniania w trakcie ćwiczeń możesz zminimalizować negatywne skutki gorącego środowiska (jak wysoka temperatura, promieniowanie słoneczne, wilgotność i wiatr) i zyskać przewagę nad mniej przygotowanymi rywalami. Warto więc zadbać o te elementy, aby poprawić swoje wyniki sportowe w upalne dni.

Techniki chłodzenia można podzielić na metody chłodzenia od zewnątrz i wewnątrz. Połączenie metod chłodzenia od wewnątrz i zewnątrz może być szczególnie korzystne w łagodzeniu i prewencji objawów przegrzania organizmu.

Celem chłodzenie od zewnątrz jest zmniejszenie uczucie ciepła w wyniku różnicy temperatur pomiędzy wnętrzem organizmu a skórą, co ułatwia utratę ciepła z wnętrza organizmu w kierunku skóry, ale także poprawia psychiczne uczucie komfortu cieplnego. Metody chłodzenia od zewnątrz to m.in. ubrania i akcesoria chłodzące, kąpiel w zimnej wodzie czy też chłodzenie wiatrakami. Z kolei techniki chłodzenia od wewnątrz mają za zadanie zmniejszenie temperatury wewnętrznej organizmu. Efekt ten można osiągnąć pijąc zimne lub mrożone (ice slurry) napoje.

Techniki chłodzenia od zewnątrz

Odzież i akcesoria chłodzące oraz kąpiele w zimnej wodzie mają na celu zmniejszenie stresu cieplnego i złagodzenie wzrostu temperatury wewnętrznej organizmu w wyniku zwiększenie przekazywania ciepła z wnętrza organizmu na obwód (w kierunku skóry). Efekt ten jest osiągany poprzez obniżenie temperatury skóry i stworzenie różnicy temperatur pomiędzy wnętrzem organizmu a skórą, co ułatwia obniżenie temperatury wewnętrznej organizmu.

Aby osiągnąć istotny efekt obniżenia temperatury wewnętrznej ciała, techniki chłodzenia od zewnątrz wymagają zakrycia/ zanurzenia dużej powierzchni ciała. W przypadku ubrań często jest to kamizelka, która zakrywa ~24% powierzchni ciała, z kolei w przypadku zimnych kąpieli, zanurzenie się do wysokości klatki piersiowej pozwala na pokrycie około 90% powierzchni ciała.

Ubrania i akcesoria chłodzące

Przykładami ubrań chłodzących są np. kamizelki chłodzące czy też kamizelki chłodzące ze specjalnymi wkładami. Można również stosować akcesoria, takie jak ręczniki, kaszkiety czy też kołnierze chłodzące.

W zależności od użytej technologii ubrania i akcesoria chłodzące wymagają wcześniej aktywacji, które polega na zamoczeniu ubrania w wodzie lub jego wcześniejszym schłodzeniu w lodowatej wodzie, lodówce lub zamrażarce.

W przypadku ubrań i akcesoriów chłodzących kluczowe jest pokrycie jak największej powierzchni ciała oraz odpowiednie dopasowanie ubrania, aby umożliwić przewodzenie ciepła pomiędzy skórą a materiałem.

Akcesoria takie jak czapki na głowę czy też kołnierze na szyję mają niewielki wpływ na zmniejszenia temperatury wewnętrznej ciała, ze względu na niewielką powierzchnię chłodzącą (odpowiednio 1% i 8% powierzchni ciała). Mimo wszystko chłodzenie szyi i głowy może obniżyć temperaturę skóry i w znacznym stopniu poprawić odczucie ciepła i komfort cieplny poprzez stymulację termoreceptorów.

Kąpiel w zimnej wodzie

Kąpiel w zimnej wodzie jest niezwykle skuteczną techniką chłodzenia organizmu ze względu na ekspozycję dużej powierzchni ciała na kontakt z zimną wodą. Warto jednak pamiętać, że strategia ta może być niekomfortowa dla niektórych zawodników i zawodniczek, co z kolei może skrócić czas ekspozycji. Dodatkowo bardzo zimna woda może silnie obkurczać naczynia krwionośne w obrębie skóry, co kolei może utrudniać wymianę ciepła między organizmem a wodą.

Po wyjściu z wody zimna krew obwodowa może co prawda mieszać się z cieplejszą krwią z wnętrza organizmu, co w efekcie prowadzi do spadku temperatury wewnętrznej organizmu, ale równie skuteczne może być po prostu zanurzenie w nieco cieplejszej wodzie przez dłuższy czas (od 20 do 25°C przez 15-20 minut). Świetnym urządzeniem, które pozwala regulować w precyzyjny sposób temperaturę wody jest Zestaw Hanki.

Pewną wadą zanurzenia w zimnej wodzie przed lub/i w trakcie ćwiczeń, poza praktycznymi aspektami (dostęp do prądu, możliwość skorzystania z urządzenia), jest potencjalnie negatywny wpływ obniżenia temperatury mięśni na zdolność generowania mocy, siły czy też szybkość skurczu mięśni. Oznacza to, że ta technika jest bardziej polecana po aktywności fizycznej.

Wentylatory powietrza

Uzupełniającą techniką chłodzenia z zewnątrz może być zwiększenie przepływu powietrza za pomocą wentylatora. W efekcie dochodzi do zwiększenia utraty ciepła poprzez konwekcję (przenoszenie ciepła z powierzchni skóry do otaczającego powietrza za pomocą ruchu powietrza) i parowanie. Zraszanie ciała wodą lub zwilżenia skóry w połączeniu z wiatrakiem może jeszcze bardziej zwiększyć odprowadzanie ciepła (poprzez parowanie), pod warunkiem że w pomieszczeniu jest gorąco i sucho (niska wilgotność powietrza).

Techniki chłodzenia od wewnątrz

Zimne napoje powinny mieć temperaturę pomiędzy 10°C a 24°C. Mrożone napoje w postaci małych pokruszonych kawałków lodu (ice slurry) mają temperaturę poniżej 0°C i składają się z miliona bardzo mały cząsteczek lodu zanurzonego w płynie. Mały rozmiar cząstek lodu zapewnia większą powierzchnię do wymiany ciepła i wymaga znacznie ilości energii do zmiany stanu skupienia lodu na wodę, niż w przypadku konieczności ogrzania chłodnej wody. Dodatkowo mrożone napoje pozwalają na przewodzenie ciepła w wyniku kontaktu między cząsteczkami lodu a przewodem pokarmowym. Wszystkie te procesu prowadzą do skutecznego obniżenia temperatury wewnętrznej ciała i poprawy zdolności wysiłkowych.

Komfort termiczny i odczucie ciepła również ulegają poprawie, ponieważ zimne/mrożone napoje stymulują termoreceptory w jamie ustnej i jelitach. Dodatkową zaletą chłodzenia wewnętrznego organizmu jest nawodnienie organizmu przed lub/i w trakcie ćwiczeń.

Zimne / mrożone napoje wymagają jednak odpowiedniego sprzętu i zaplecza w celu ich przygotowania i przechowywania, co nie zawsze jest ani praktyczne, ani możliwe. Poza tym bardzo zimne płyny mogą powodować różne nieprzyjemne dolegliwości żołądkowo-jelitowe, czy tzw. efekt “zamrożenia mózgu” lub po prostu ból głowy.

src="https://weron.pl/img/cms/Wiedza/Przegrzanie%20organizmu/Zdj%EF%BF%BDcie%20WhatsApp%202024-07-16%20o%2019-57-36_73666213%20(1)%20(1).jpg" alt="Chłodzenie przed oraz w trakcie wysiłku" width="960" height="720" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" />

Chłodzenie przed oraz w trakcie wysiłku

Metody chłodzenia można wykorzystać w dwóch sytuacjach, przed rozpoczęciem ćwiczeń (precooling) oraz w trakcie ich trwania (per-cooling).

Przed rozpoczęciem ćwiczeń można wykorzystać zarówno techniki chłodzenia od wewnątrz jak i od zewnątrz, w celu obniżenia temperatury wewnętrznej organizmu, w efekcie czego pojemność cieplna naszego ciała jest większa. W przypadku wykorztstania metod dla precoolingu obserwuje się średnio 4,7% poprawę zdolności wysiłkowych w przypadku ćwiczeń w gorącym otoczeniu. Najskuteczniejsze wydają się być kąpiele w zimnej wodzie, spożywanie zimnych / zmrożonych napojów oraz połączenie kilku metod jednocześnie.

Obniżenie temperatury ciała przed rozpoczęciem ćwiczeń ma efekt krótkotrwały, bo już po 25 minutach od rozpoczęcia ćwiczeń temperatura wewnętrzna organizmu wraca do punktu wyjścia. Z tego powodu strategie ukierunkowane na zmniejszenie stresu cieplnego w trakcie wysiłku fizycznego wydają się mieć większy potencjał sportowy. Według badań stosowanie per-coolingu prowadzi do 5,3% poprawy zdolności wysiłkowych. Największy efekt obserwuje się w przypadku stosowania kamizelek chłodzących.

src="https://weron.pl/img/cms/Wiedza/Przegrzanie%20organizmu/Tour%20de%20France%20voor%20etappe-2%20(1)%20(1).jpg" alt="Kamizelki chłodzące Inuteq" width="960" height="720" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" />

Praktyczne wykorzystanie ubrań i akcesoriów chłodzących

Przykładem różnych rozwiązań chłodzących, które możesz dostosować do specyficznych scenariuszy sportowych (np. chłodzenie w trakcie przerwy meczu, chłodzenie w trakcie wysiłku etc.) jest asortyment produktów marki INUTEQ.

Przed wysiłkiem i w przerwie

Jako metoda precoolingu, czyli chłodzenie organizmu przed rozpoczęciem ćwiczeń, idealnie sprawdzi się kamizelka PCM CoolOver. Po umieszczeniu kamizelki w wodzie z lodem, lodówce lub w zamrażarce, płynny materiał chłodzący PCM przechodzi w stan stały. Podczas użytkowania kamizelki stopniowo i równomiernie schładza ciało, zapewniając komfort termiczny, aż do pełnego rozpuszczenia. Dzięki temu kamizelka chłodząca zapewnia stałą temperaturę chłodzenia (w zależności od modelu 6-15°C i równomiernie schładza ciało, zabezpieczając przed przegrzaniem organizmu oraz jego następstwami.

Innym scenariuszem zastosowania kamizelki PCM CoolOver jest przerwa w trakcie ćwiczeń (np. przerwa w trakcie meczu piłki nożnej).

W trakcie wysiłku

Kamizelka chłodząca BODYCOOL XTREME świetnie sprawdzi się w trakcie ćwiczeń, jako technika per-coolingu. W celu aktywacji kamizelki wystarczy zanurzyć ją w zimnej wodzie przez minutę i odcisnąć z nadmiaru wody. Ten model kamizelki został wykonany w technologii INUTEQ-PVA®, która wykorzystuje specjalną tkaninę o wysokiej chłonności wody. Jej działanie wspomaga proces pocenia się – poprzez odparowanie wody koszulka schładza ciało. Kamizelka z wykorzystaniem tej technologii działa najlepiej w środowiskach o niskim lub średnim stopniu wilgotności. Co ważne, kamizelka musi dobrze przylegać do ciała i nic nie może być na nią założone.

Dodatkowym wsparciem w ochronie organizmu przed przegrzaniem w trakcie wysiłku fizycznego może być czapka chłodząca Headcool Smart, która działa w podobny sposób co kamizelka BODYCOOL XTREME.

Innymi akcesoriami, które mogą być pomocne w chłodzeniu organizmu w trakcie aktywności są ręczniki chłodzące Body Cooling oraz ręcznik Bodycool Towel, który kształtem dostosowany jest do chłodzenia karku, głowy czy też twarzy. Uzupełnieniem tych akcesoriów jest także opaska na kark Neckcool Pro.

Pamiętaj, że w przypadku chłodzenia organizmu istotne jest pokrycie jak największej powierzchni ciała, dlatego warto połączyć kilka akcesoriów.

Specyficzne wykorzystanie każdej metody powinno być dostosowane do warunków, rodzaju sportu oraz preferencji sportowca. Warto łączyć także ze sobą metody precoolingu i per-cooling, np. poprzez zasostowanie kamizelki PCM CoolOver przed ćwiczeniami oraz poprzez użycie kamizelki BODYCOOL XTREME oraz czapki Headcool Smart w ich trakcie, np. podczas biegu.

Innym scenariuszem może być wykorzystanie kamizelki PCM CoolOver w trakcie przerwy meczu piłki nożnej w połączeniu z ręcznikami Body Cooling oraz ręcznikiem Bodycool Towel, w celu zakrycia jak największej powierzchni ciała. Efekt chłodzenia spotęgować może wentylator oraz uwzględnienie technik chłodzenia od wewnątrz, np. spożycie zimnych/ zmrożonych napojów.

Przydatnym akcesorium, który dopełni strategie chłodzenia jest również plecak termiczny, w którym możesz przechowywać schłodzone napoje.

Podsumowanie

Zrozumienie mechanizmów termoregulacji i wpływu warunków środowiskowych na przegrzewanie się organizmu jest kluczowe dla efektywnego zarządzania stresem cieplnym podczas wysiłku fizycznego.

Dzięki zastosowaniu odpowiednich strategii, takich jak aklimatyzacja cieplna, nawodnienie oraz techniki chłodzenia od wewnątrz i z zewnątrz, można zminimalizować negatywne skutki upału i poprawić swoje wyniki sportowe. Właściwe przygotowanie do treningów w gorących warunkach nie tylko zwiększa komfort termiczny, ale także chroni przed poważnymi konsekwencjami przegrzania, takimi jak choroba cieplna wysiłkowa.

Warto zainwestować w odpowiednie metody chłodzenia, aby zapewnić sobie bezpieczeństwo i osiągnąć optymalną wydajność w każdych warunkach. Do najskuteczniejszych metod chłodzenia należą kamizelki i akcesoria chłodzące oraz kąpiele w zimnej wodzie.

1. O’Connor, Francis G., and David W. DeGroot. "Heat-Related Illness in Athletes." JAMA (2024).

2. Adams, William M., Yuri Hosokawa, and Douglas J. Casa. "Body-cooling paradigm in sport: maximizing safety and performance during competition." Journal of sport rehabilitation 25.4 (2016): 382-394.

3. Racinais, Sebastien, et al. "IOC consensus statement on recommendations and regulations for sport events in the heat." British journal of sports medicine 57.1 (2023): 8-25.

4. Roberts, William O., et al. "ACSM expert consensus statement on exertional heat illness: recognition, management, and return to activity." Current sports medicine reports 20.9 (2021): 470-484.

5. Périard, Julien D., Thijs MH Eijsvogels, and Hein AM Daanen. "Exercise under heat stress: thermoregulation, hydration, performance implications, and mitigation strategies." Physiological reviews (2021).

6. Bongers, Coen CWG, Johannus Q. de Korte, and Thijs Eijsvogels. "Infographic. Keep it cool and beat the heat: cooling strategies for exercise in hot and humid conditions." British journal of sports medicine 55.11 (2021): 643-644.