• Workout Intelligence

Υψηλές θερμοκρασίες και προπόνηση δύναμης: Πόσο επηρεάζεται η απόδοση;

Έγινε ενημέρωση: 3 Ιουλ




Tο συγκεκριμένο άρθρο είναι τμήμα εργασίας που πραγματοποιήσαμε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού μας "Μεγιστοποίηση της ανθρώπινης απόδοσης" του ΤΕΦΑΑ ΑΠΘ.


Είναι γενικά αποδεκτό ότι το το ανθρώπινο σώμα μπορεί να προσαρμοστεί και να αποδώσει με μικρές διαφορές, σε ένα μεγάλο εύρος συνθηκών. Στην περίπτωση όμως υψηλών θερμοκρασιών περιβάλλοντος, τα πράγματα γίνονται πιο δύσκολα. Σε αυτές τις συνθήκες εκτός από την πτώση της απόδοσης παρατηρείται και αυξημένος κίνδυνος θερμοπληξιας. Σύμφωνα με Galloway & Maughan (1997) η θερμοκρασία των 11οC ήταν η ιδανική για απόδοση σε παρατεταμένη άσκηση σε μη εγκλιματισμένα στην ζέστη άτομα και καθώς αυξανόταν πάνω από 20ο C, η ανοχή μειωνόταν δραματικά. Παρόμοια δεδομένα βρήκαν και οι Parkin,Carey, Zhao, Febbraio (1999) όπου παρατήρησαν σχεδόν γραμμική πτώση της απόδοσης από τους 30ο έως τους 40ο C.



Δείτε το προηγούμενο άρθρο μας

Ξεκίνησε η ζέστη? Οδηγός για την γυμναστική σε υψηλές θερμοκρασίες



Η απόδοση σε υψηλές θερμοκρασίες, έχει απασχολήσει σημαντικά τους ερευνητές λόγω της αύξησης του αριθμού των διοργανώσεων που πραγματοποιούνται σε ακραίες συνθήκες περιβάλλοντος (μαραθώνιοι-υπερμαραθώνιοι) καθώς και οι μεγάλες διοργανώσεις του ποδοσφαίρου (Euro, Mundial) αλλά και οι ολυμπιακοί αγώνες. Η ασφάλεια των αθλητών σε αυτές τις συνθήκες δεν είναι δεδομένη και για αυτό πρέπει να τηρούνται βασικές αρχές. Οι υψηλές θερμοκρασίες ουκ ολίγες φορές έχουν συμβάλει στην κατάρρευση αθλητών αλλά ακόμα και σε θανάτους. Χαρακτηριστικά στοιχεία δίνει η μελέτη των Peiser & Reilly (2004) όπου δείχνει ότι ο χρόνος των τερματισμών , παρουσίαζε αύξηση όσο αυξανόταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος. Σύμφωνα με Gerrett et al (2019), μπορεί να γίνει ένας υπολογισμός της «επιβάρυνσης» που βιώνει ο αθλητής από τις συνθήκες του περιβάλλοντος με συνδυασμό παραγόντων έτσι ώστε να προβλεφθεί πόσο προσεκτικός πρέπει να είναι ένας αθλητής κατά την συμμετοχή του σε αγώνες με ακραίες συνθήκες και να αποφύγει την «θερμική εξάντληση».




Πως η υψηλή θερμοκρασία και υγρασία επηρεάζουν το σώμα μας


Η υψηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος δεν δρα από μόνη της στην υπερθερμία. Σύμφωνα με Ζοrba (2009) συνδυάζεται με την υγρασία και οδηγεί στην αύξηση της θερμοκρασίας πυρήνα. Όταν για παράδειγμα η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι σταθερή ακόμα και στους 50-55οC, το ανθρώπινο σώμα, μπορεί να διατηρήσει σταθερή την θερμοκρασία του. Αν όμως αυξηθεί η υγρασία στο 100% τότε η ικανότητα θερμορύθμισης μέσω της εξάτμισης του ιδρώτα μηδενίζεται και η θερμοκρασία πυρήνα αρχίζει να ανεβαίνει ακόμα και από τους 35ο C στο περιβάλλον (Cakir et al., 2016). Με την χρήση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και την υγρασία η ομάδα του Gerrett (2019) υπολόγισε τον λεγόμενο heat index, για να υπολογισθεί η επιβάρυνση στους αθλητές που θα αγωνίζονταν στο Τόκυο.



Όταν η θερμοκρασία πυρήνα τείνει να ξεπεράσει τους 37,5ο C, το σώμα αρχίζει μπαίνει σε κατάσταση υπερθερμιας. Τότε αρχίζει και αξιοποιεί τους διαθέσιμους μηχανισμούς για να την κρατήσει σταθερή. Η αύξηση αυτή της θερμοκρασίας του πυρήνα, αποτελεί ένα φυσικό αποτέλεσμα της γύμνασης. Αν όμως συνδυαστεί με υψηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος και υψηλή υγρασία, ο οργανισμός αδυνατεί να ανταπεξέλθει και η θερμοκρασία αυξάνεται. Σημαντικό ρόλο στην αύξηση της θερμοκρασίας παίζει και η αφυδάτωση (Gonzalez, 2007) η οποία ενισχύει την αύξηση της θερμοκρασίας του πυρήνα και η οποία μπορεί από μόνη της να μειώσει σημαντικά την απόδοση (Judelson et al., 2007).


Η αυξημένη θερμοκρασία πυρήνα, φαίνεται ότι οδηγεί το σώμα να κάνει συγκεκριμένες αντιδράσεις έτσι ώστε να μπορέσει να διατηρήσει την ομοιόστασή του. Κάποιες από αυτές είναι η αύξηση της κυκλοφορίας του αίματος στο δέρμα (άρα μείωση στην αιμάτωση των ζωτικών οργάνων, των μυών και του εγκεφάλου), μείωση της διέγερσης καθώς και της δραστηριότητας του νευρικού συστήματος, με στόχο την μείωση της παραγωγής θερμότητας (Nybo & Nielsen, 2001b; Nybo et al., 2002; Rasmussen et al., 2004) σε θερμοκρασίες πυρήνα, άνω των 39ο C. Λόγω αυτών των μηχανισμών, εκτός από την επίδραση στην απόδοση στην αντοχή έγιναν μελέτες με στόχο την εξακρίβωση της επίδρασης και σε άλλες παραμέτρους όπως η γνωστική ικανότητα, ο κινητικός έλεγχος, η αντικειμενική αντίληψη της κόπωσης, η ταχύτητα (Racinais, Ihsan & Périard, 2019:, Νybo & Nielsen, 2001:, Todd et al., 2005:, Walter & Carraretto, 2016)


Εκτός από την περιβαλλοντική επιβάρυνση, το μέγεθος της επίδρασης στην απόδοση, φαίνεται να εξαρτάται και από την διάρκεια της άσκησης. Παρατεταμένη δραστηριότητα, συνοδεύεται από μεγαλύτερη πτώση της απόδοσης του αθλητή, πιθανόν λόγω της επιπλέον αύξησης της θερμοκρασίας του πυρήνα του αθλητή αλλά και της φυσικής κόπωσης που επέρχεται.


Για τον λόγο αυτό έγιναν προσπάθειες από ερευνητικές ομάδες, να αφαιρέσουν την επίδραση της άσκησης στην εξάντληση του αθλητή, έτσι ώστε να μπορέσει να μελετηθεί αποκλειστικά η επίδραση της υψηλής θερμοκρασίας του πυρήνα στην αθλητική απόδοση. Αυτό έγινε δυνατό με την εισαγωγή μεθόδων παθητικής «υπερθέρμανσης» των αθλητών με ειδικούς θαλάμους και φορητό εξοπλισμό, των οποίο φοράει ο αθλητής, όπως ειδικά θερμικά γιλέκα που λειτουργούν με την κυκλοφορία υγρών (Liquid conditioning garmet) Morrison, Gordon, Sleivert, Stephen, Cheung, 2004). Με αυτό τον τρόπο η θερμοκρασία πυρήνα του αθλητή, μπορεί να αυξηθεί και να μειωθεί ανάλογα την βούληση των ερευνητών, χωρίς να αναγκαστεί ο αθλητής να ξεκινήσει άσκηση, για να μελετηθεί η επίδραση της υπερθερμίας στις παραμέτρους απόδοσής του.


Ο μεγαλύτερος όγκος ερευνών έχει επικεντρωθεί στην μελέτη της επίδρασης της υψηλής θερμοκρασίας περιβάλλοντος στην απόδοση στην αντοχή λόγω της μεγάλης σημασίας για την ασφάλεια του αθλητή. Σχετικά με την επίδραση στην μέγιστη δύναμη, την ισχύ αλλά και την αντοχή στην δύναμη, υπάρχουν λιγότερα δεδομένα. Έχει παρατηρηθεί ότι, όταν οι μύες βρίσκονται σε υψηλότερη θερμοκρασία (άνω των 35ο C έως και 38,5ο C) αποδίδουν καλύτερα (Asmussen and Bøje,1945:, Βall et al., 1999) πιθανόν μέσω της βελτίωσης της συσταλτικότητας, της βελτίωσης της νευρικής αγωγιμότητας καθώς και της ροής αίματος. Αυτός βέβαια είναι και ο λόγος για τον οποίο προτείνεται η προσθήκη προθέρμανσης πριν την συμμετοχή σε προπόνηση ή σε αγώνα, ειδικά σε κρύες συνθήκες.


Σκοπός λοιπόν αυτής της ανασκόπησης ήταν να συγκεντρώσει μελέτες που ασχολούνται συγκεκριμένα με την επίδραση της υπερθερμίας στην απόδοση και λειτουργία των μυών ενός αθλητή, καθώς η βιβλιογραφία έχει δώσει περισσότερη έμφαση στην αντοχή. Έτσι ώστε να διαπιστωθεί το αν επηρεάζει αρνητικά την μέγιστη δύναμη, την ισχύ καθώς και την αντοχή στην δύναμη αλλά και σε ποιο βαθμό. Πληροφορίες χρήσιμες για αθλητές και προπονητές για τον κατάλληλο σχεδιασμό και περιοδισμό της προπόνησης.




Πόσο η υψηλή θερμοκρασία επηρεάζει την απόδοση των μυών μας

Αποτελέσματα της ανασκόπησης της επιστημονικής βιβλιογραφίας στο αντικείμενο

(θα γίνει αναφορά σε κάθε επιμέρους μελέτη που εξετάσαμε)


Συνολικά βρέθηκαν 12 μελέτες που να τηρούν τα κριτήρια συμπερίληψης στην ανασκόπηση.

Σημαντικό είναι να γίνει αναφορά αρχικά στην μελέτη των Periard, Racinais, Thompson (2014), όπου παρατήρησαν μειωμένη μυϊκή απόδοση (P<0.05) στην υπερθερμία σε σχέση με την φυσιολογική θερμοκρασία πυρήνα. Μάλιστα ο μεθοδολογικός τους σχεδιασμός τους, τους επέτρεψε να δείξουν ότι εκτός από το γεγονός ότι η αυξημένη θερμοκρασία πυρήνα επηρεάζει την μυϊκή απόδοση, συγκεκριμένα η ενεργητική αύξηση της θερμοκρασίας, μπορεί να συμβάλει επιπλέον στην μείωση της μυϊκής απόδοσης μέσω των μηχανισμών κόπωσης. Γεγονός που πρέπει να ληφθεί υπόψιν στα αποτελέσματα άλλων μελετών.


Στην συγκεκριμένη μελέτη έλαβαν μέρος 10 ενεργοί αθλητικά άντρες (τρίαθλο, τένις, ποδηλασία). Συνολικά πήγαν στο εργαστήριο για 3 μετρήσεις. Η πρώτη περιλάμβανε πρωτόκολλο μέγιστης κόπωσης στο εργοποδήλατο και στην συνέχεια τεστ με ισομετρικές συσπάσεις στον τετρακέφαλο μυ. Η δεύτερη περιλάμβανε παθητική υπερθερμία έως τους 38,5 βαθμούς και η τρίτη υπερθερμία έως τους 38,5% μέσω ενός πρωτοκόλλου άσκησης στο εργοποδήλατο. Και στις 2 περιπτώσεις πραγματοποιήθηκε ξανά το ίδιο τεστ ισομετρικών συσπάσεων, αλλά αυτή τη φορά μέσα σε ειδικό θάλαμο σταθερής θερμοκρασίας 44ο C και υγρασίας 45%. Το πιο χαρακτηριστικό αποτέλεσμα ήταν ότι υπήρξε αύξηση της συχνότητας εκπόλωσης που χρειάζεται για να επιτευχθεί το 50% της μέγιστης μυικής σύσπασης (σύμφωνα με τα δεδομένα pre-test) γεγονός που περιγράφει την πτώση της μυικής απόδοσης καθώς σε μικρότερες συχνότητες, παράγεται μικρότερη δύναμη. Μεγαλύτερη η επίδραση παρατηρήθηκε να έχει η ενεργητική υπερθερμία μέσω της άσκησης, πιθανόν μέσω της αυξημένης κόπωσης.


Σημαντικές πληροφορίες προσθέτει η μελέτη των Morrison, Sleivert και Cheung (2004) όπου εξετάστηκε η επίδραση της παθητικής υπερθερμίας (39,4ο C) στην μέγιστη ισομετρική δύναμη του τετρακέφαλου και την ικανότητα ενεργοποίησης κινητικών μονάδων και μάλιστα αν παίζει ρόλο η θερμοκρασία πυρήνα, η θερμοκρασία της περιοχής ή και τα δύο. Συμφωνεί με την μελέτη Periard et al., (2014) ως προς την μείωση της μυικής απόδοσης (αν και χρησιμοποιεί πιο μεγάλη θερμοκρασία πυρήνα) η οποία μπορεί να φτάσει ακόμα και το 13% (13% πτώση της μέγιστης ισομετρικής σύσπασης και 11% πτώση της ικανότητας ενεργοποίησης κινητικών μονάδων).


Επίσης δεν σταμάτησαν σε αυτά τα συμπεράσματα και προσπάθησαν να εξηγήσουν αν η θερμοκρασία του δέρματος ή του πυρήνα αποτελεί αίτιο των αποτελεσμάτων. Αυτό το πέτυχαν μέσω της εκτέλεσης τεστ στους 22 συμμετέχοντες (άντρες, αθλητές αντοχής) ισομετρικών συσπάσεων μετά την ψύξη της περιοχής με ειδικό εξοπλισμό, όπου παρατήρησαν συνέχεια της μειωμένης απόδοσης. Τότε μείωσαν με ειδικό γιλέκο και την θερμοκρασία πυρήνα και ξαναεκτέλεσαν τεστ. Μόνο μετά την επαναφορά της θερμοκρασίας πυρήνα στους 37,6 βαθμούς επανήρθε η μυική απόδοση στα προηγούμενα επίπεδα. Σημαντικό στοιχείο είναι ότι μελετήθηκε αποκλειστικά επίδραση της υπερθερμίας, χωρίς να υπάρχει το confounding effect της ενεργητικής υπερθερμίας.


Σε επόμενη δουλειά της ίδιας ερευνήτριας (Μοrrison et al., 2005), ακολουθήθηκε το ίδιο πρωτόκολλο με την διαφορά ότι έγινε σύγκριση προπονημένων στην αντοχή και απροπόνητων ατόμων. Αφού έγινε διαχωρισμός ανάλογα το προπονητικό επίπεδο, βρέθηκε παρόμοια αντίδραση στις υψηλές θερμοκρασίες. Γεγονός που οδήγησε την ερευνητική ομάδα στο συμπέρασμα ότι το προπονητικό επίπεδο δεν παίζει ρόλο. Δημιουργείται βέβαια το ερώτημα αν θα υπήρχε διαφορά στην περίπτωση των εγκλιματισμένων και μυ αθλητών στην ζέστη.


Μείωση της μυικής απόδοσης παρατηρήθηκε και στην πρόσφατη μελέτη των Gordon et al. (2021 επιβεβαιώνοντας την επίδραση ακόμα και της παθητικής υπερθερμίας στην μέγιστη ισομετρική σύσπαση αλλά και στον ρυθμό ανάπτυξης ροπής. Τα επιπλέον στοιχεία αυτής της μελέτης ήταν ότι πραγματοποιήθηκαν ισομετρικά τεστ σε σταδιακά αυξανόμενες θερμοκρασίες (από 37 έως 39ο C) πυρήνα και συγκρίθηκαν με τις μετρήσεις σε control συνθήκες (37ο C). Tα αποτελέσματα έδειξαν ότι με την αύξηση της θερμοκρασίας πυρήνα υπήρξε μείωση στην παραγωγή μέγιστης ροπής (p < 0.05), ειδικά στην φάση 100-150ms καθώς και μειωμένη ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα στις υψηλότερες θερμοκρασίες.


Παράλληλα παρατήρησαν το εξής ενδιαφέρον στοιχείο, ότι οι τιμές στα 0-100ms δεν παρουσίασαν μείωση γεγονός που σύμφωνα με τους συγγραφείς μπορεί να οφείλεται στην βελτίωση της συσταλτικότητας του μυοτενόντιου συστήματος που προσφέρει η αυξημένη θερμοκρασία του μυ (Bergh & Ekblom, 1979) και να ισορροπεί εν μέρη την μειωμένη ένταση του νευρικού ερεθίσματος λόγω τ ης υψηλή θερμοκρασίας πυρήνα.


Με τις παραπάνω μελέτες συμφωνεί και η μελέτη των Thomas et al. (2006) και βρήκε ότι υπήρχε στατιστικά σημαντική μείωση της μέγιστης ισομετρικής σύσπασης του τετρακέφαλου μυ (5% μ.ο. ) και της ικανότητας επιστράτευσης κινητικών μονάδων κατά (8%) σε θερμοκρασίες πυρήνα 39,5ο C. Η διαφορά στον πειραματικό σχεδιασμό ήταν ότι το ένα σκέλος διατηρήθηκε σε φυσιολογική θερμοκρασία και το άλλο ακολούθησε την παθητική διαδικασία υπερθερμίας. Παρά την διαφορά στην θερμοκρασία των δύο σκελών, είχαν παρόμοια πτώση της απόδοσης στους 39,5ο πυρήνα . Γεγονός που δείχνει την επίδραση της θερμοκρασίας πυρήνα και όχι του δέρματος της περιοχής. Το γεγονός αυτό επιβεβαιώνεται και από το ότι, όταν έριξαν την θερμοκρασία πυρήνα στους 37,6ο C, παρατηρήθηκε επαναφορά των επιδόσεων με το αρχικό επίπεδο. Όπως ακριβώς και στην μελέτη των Morisson et al., (2004).


Η παλιότερη μελέτη των Hedley, Climstein, Hansen (2002) αποδείκνυε το ίδιο αποτέλεσμα με τους παραπάνω σχετικά με την πτώση της μυικής απόδοσης, αλλά προσπάθησε επιπλέον να ξεχωρίσει ποια μορφή δύναμης επηρεάζεται περισσότερο. Για να το καταφέρουν αυτό, χώρισαν τους συμμετέχοντες σε 2 ομάδες, όπου στη μία εκτέθηκαν για μισή ώρα σε θερμοκρασία περιβάλλοντος 22ο C και φυσιολογική υγρασία ενώ στην άλλη σε θερμοκρασία 65-75ο C μέσα σε σάουνα και εκτέλεσαν τεστ μέγιστης δύναμης, ισχύος και αντοχής στη δύναμη. Για τον έλεγχο της μέγιστης δύναμης και της αντοχής στη δύναμη εκτελέστηκε bench press και leg press, ενώ για την ισχύ κάθετο άλμα.



Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι υπήρχε μείωση στην μέγιστη απόδοση στη δύναμη στο leg press και όχι στο bench press. Παράλληλα η αντοχή στη δύναμη είχε μείωση 29.2% και 15.8% αντίστοιχα. Παραδόξως το κάθετο άλμα είχε βελτίωση 3,1 % ίσως λόγω της βελτίωσης της συσταλτικότητας του μυός. Το συμπέρασμα των ερευνητών ήταν ότι η μορφή της δύναμης που επηρεάζεται δραματικά είναι η αντοχή στη δύναμη, χωρίς να είναι ξεκάθαρα τα αποτελέσματα για τις άλλες μορφές. Πιθανόν να έπαιξε ρόλο ο τρόπος παθητικής υπερθερμίας (οι πιο πρόσφατες μελέτες χρησιμοποιούσαν ειδικά γιλέκα) καθώς και ο τρόπος ελέγχου της θερμοκρασίας των συμμετεχόντων, η οποία σε αντίθεση με τις προηγούμενες μελέτες, έγινε λήψη τυμπανικής θερμοκρασίας. Επιπλέον φάνηκε ότι, το μέγεθος της μυϊκής ομάδας που γυμνάζεται να συνδέεται με την υπερθερμία. Δηλαδή η απόδοση στα κάτω άκρα, πιθανόν να επηρεάζεται περισσότερο από την απόδοση στα άνω άκρα σε συνθήκες υπερθερμίας.


Σε σχέση με το τελευταίο συμπέρασμα της παραπάνω μελέτης η ομάδα του Garvey et al. (2006) μελέτησε αν η υπερθερμία που προκαλείται από την άσκηση του άνω μέρους ή του κάτω μέρους, μειώνει την μυϊκή απόδοση περισσότερο. Για να το εξετάσουν αυτό έβαλαν τους συμμετέχοντες να εκτελέσουν τεστ wingate στο άνω μέρος μετά από πρωτόκολλο ενεργητικής υπερθερμίας στο κάτω μέρος και αντίστοιχα wingate test στο κάτω μέρος, ενώ είχε προηγηθεί πρωτόκολλο ενεργητικής υπερθερμίας για το άνω μέρος. Στο πρωτόκολλο ενεργητικής υπερθερμίας του άνω μέρους η θερμοκρασία πυρήνα έφτασε τους 38,2ο C ενώ στου κάτω μέρους 39,3ο C. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η απόδοση μειώθηκε και στις 2 περιπτώσεις με την υπερθερμία που παρήγαγε το πρωτόκολλο του κάτω μέρους να επηρεάζει περισσότερο την απόδοση αναλογικά. Το συμπέρασμα που βγήκε από την μελέτη είναι ότι η αύξηση της θερμοκρασίας πυρήνα μειώνει την απόδοση ακόμα και σε μυϊκή ομάδα η οποία δεν ασκούνταν καθώς και ότι η άσκηση μεγαλύτερων μυϊκών ομάδων κοινοποιεί περισσότερο τον μηχανισμό προστασίας του οργανισμού προς την υπερθέρμανση.


Aκόμα μία μελέτη (Martin et al., 2005) βρήκε ότι η αντοχή στη δύναμη μειώνεται σημαντικά σε συνθήκες ενεργητικής υπερθερμίας, πιθανόν μέσω της μείωσης της έντασης του νευρικού ερεθίσματος που στέλνει το κεντρικό νευρικό σύστημα στους μύες. Για να το αποδείξουν αυτό, έβαλαν τους συμμετέχοντες να εκτελέσουν δυναμικές συσπάσεις σε ισοκινητικό δυναμόμετρο στις 240ο για το άνω και κάτω μέρος μετά από πρωτόκολλο ενεργητικής υπερθερμίας. Η μυική δραστηριότητα ελεγχόταν με ηλεκτρομυογράφημα. Η απόδοση στους μύες των κάτω άκρων είχε στατιστικά σημαντική μείωση της τάξεως του 6 με 9% σε σχέση με την μη ύπαρξη υπερθερμίας.


Η υπερθερμία φαίνεται να επηρεάζει και την απόδοση στα συνεχόμενα sprint μέσω της μείωσης της ικανότητας παραγωγής ισχύος. Μείωση η οποία δεν δικαιολογείται από την συσσώρευση μεταβολιτών, ξεπερνάει την θετική επίδραση που θα έπρεπε να έχει η αυξημένη θερμοκρασία των μυών στην απόδοση στα sprint σύμφωνα με την μελέτη Drust et al. (2005).


Μία ακόμα μελέτη που επιβεβαιώνει την μείωση της μυικής απόδοσης σε συνθήκες υπερθερμίας ακολούθησε λίγο διαφορετική προσέγγιση. Η ομάδα του Siegel (2011) χώρισε τους συμμετέχοντες σε δύο ομάδες. Η πρώτη αφού εκτέλεσε ενεργητικό πρωτόκολλο υπερθερμίας (θερμοκρασία πυρήνα 39ο C) πραγματοποίησε τεστ μέγιστης ισομετρικής δύναμης στον τετρακέφαλο μυ μετά την κατανάλωση διαλύματος 40ο C. Η δεύτερη εκτέλεσε το ίδιο πρωτόκολλο με την διαφορά ότι κατανάλωσε παγωμένο ρόφημα -1ο C. Παρατηρήθηκε ότι η ικανότητα παραγωγής ροπής ήταν υψηλότερη στην ομάδα που κατανάλωσε το παγωμένο ρόφημα. Αφήνοντας να εννοηθεί ότι η πτώση της θερμοκρασίας του πυρήνα, βοήθησε στο να μην έχει επίδραση το πρωτόκολλο υπερθερμίας.


Παράλληλα μία ενδιαφέρουσα μελέτη (Cleary et al, 2005) έδειξε ότι η προπόνηση σε συνθήκες ενεργητικής υπερθερμίας σε συνδυασμό με αφυδάτωση μπορεί να αυξήσει σημαντικά το DOMS (delayed on muscle soreness) μαζί με την στατιστικά σημαντική μείωση της μέγιστης ισομετρικής δύναμης. Μέσα από αυτή τη μελέτη μπορεί να φανεί η επίδραση της υπερθερμίας καθώς οι μισοί συμμετέχοντες ασκήθηκαν με χορήγηση ροφήματος ενώ οι άλλοι μισοί όχι. Οπότε οι μισοί είχαν φυσιολογική ενυδάτωση και θερμοκρασία πυρήνα άνω των 38ο C και οι άλλοι μισοί αφυδάτωση 3,3% και θερμοκρασία πυρήνα άνω των 38ο C. Και οι δύο ομάδες παρουσίασαν σημαντική πτώση στην μέγιστη ισομετρική δύναμη μισή ώρα ακόμα και 24 ώρες μετά την δοκιμασία, με την αφυδατωμένη ομάδα να παρουσιάζει ισχυρότερο DOMS.




Σε τι οφείλεται η μείωση της μυϊκής απόδοσης?


Προσπάθεια να βρει την αιτία της μείωσης της μυικής απόδοσης έκανε η ομάδα των Tucker et al., (2004) καθώς και οι ίδιοι παρατήρησαν μείωση της ηλεκτρομυογραφικής δραστηριότητας και της παραγωγής ισχύος του τετρακέφαλου μυ κατά την ποδηλάτιση σε ζεστές συνθήκες (θερμοκρασία 35ο C και θερμοκρασία πυρήνα 39,2 Μ.Ο.). Mπορεί αυτή η μελέτη να μην έκανε τεστ μέγιστης ισομετρικής σύσπασης, αλλά παρατήρησε το εξής ενδιαφέρον στοιχείο. Ότι η πτώση της μυικής απόδοσης ξεκίνησε πριν υπάρξει αύξηση των δεικτών εσωτερικής επιβάρυνσης (RPE, HR). Γεγονός που σημαίνει ότι πιθανόν να υπάρχει ένας μηχανισμός πρόβλεψης του οργανισμού, ο οποίος μειώνει την μυική δραστηριότητα σε ενδεχόμενη αύξηση της θερμοκρασίας του πυρήνα, για προστατευτικούς σκοπούς. Βέβαια τα δεδομένα σχετικά με την μυική λειτουργία πρέπει να τα συμπεριλάβουμε με σκεπτικισμό καθώς εκτός από υψηλή θερμοκρασία, υπήρχε στοχευμένη αφυδάτωση 2% καθώς και παρατεταμένη ποδηλάτιση 20km.




Συμπεράσματα από την εξέταση των μελετών ως προς την επίδραση της ζέστης στην δύναμη


Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία των μυών και του πυρήνα επηρεάζει την απόδοση είτε θετικά, είτε αρνητικά, ανάλογα και το στοιχείο της απόδοσης το οποίο εξετάζουμε (Berg & Ekblom, 1979:, Racinais et al., 2017:, Nybo & Nielsen, 2001:, Maughan & Shirreffs, 2004).


Από τις εργασίες που εξετάστηκαν φαίνεται ότι η υψηλή θερμοκρασία πυρήνα επηρεάζει αρνητικά γενικά την μυϊκή απόδοση και συγκεκριμένα την ικανότητα μέγιστης ισομετρικής σύσπασης και την αντοχή στην δύναμη, μέσω της μείωσης της ικανότητας επιστράτευσης πολλών κινητικών μονάδων. Η επίδραση φαίνεται να είναι μεγαλύτερη στις μεγάλες μυικές ομάδες (κάτω άκρα) όπου παρουσιάζουν μειωμένη απόδοση μετά από παθητική ή ενεργητική υπερθερμία (Martin et al., 2005:, Hedley et al., 2002:, Garvey et al., 2006). Από την άλλη, σχετικά με την απόδοση στην ισχύ τα πράγματα δεν είναι τόσο ξεκάθαρα, ίσως λόγω της θετικής επίδρασης της υψηλής θερμοκρασίας στην συσταλτικότητα του μυοτενόντιου συστήματος.


Δεν βρέθηκε να υπάρχει διαφορά μεταξύ των πρωτοκόλλων ενεργητικής και παθητικής υπερθερμίας καθώς και οι 2 συνθήκες οδήγησαν σε στατιστικά σημαντική επίδραση στην μυική απόδοση αλλά και στην θερμοκρασία πυρήνα. Μάλιστα μελέτες όπως των Periard et al. (2014) εφάρμοσαν και 2 πρωτόκολλα και τα σύγκριναν μεταξύ τους, καταλήγοντας στο ίδιο συμπέρασμα.


Αναφορικά με το ποια θερμοκρασία πυρήνα και πάνω αρχίζει να υπάρχει στατιστικά σημαντικός επηρεασμός της μυικής απόδοσης, φαίνεται ότι όταν ξεπεράσει το σώμα τους 38,5ο C, αρχίζει να υπάρχει μείωση της απόδοσης. Με τις περισσότερες μελέτες να έχουν εφαρμόσει πρωτόκολλα με στόχο την αύξηση του πυρήνα τουλάχιστον στους 39ο C (Gordon et al., 2021). Παράλληλα φάνηκε ότι ο παράγοντας που επηρεάζει αποκλειστικά την μυική απόδοση είναι η θερμοκρασία πυρήνα και όχι η τοπική θερμοκρασία του δέρματος (Morrison et al., 2004:, Thomas et al., 2006).


Τέλος δεν βρέθηκαν μελέτες που να αποδεικνύουν ότι τέτοιες τιμές θερμοκρασίας πυρήνα δεν προκαλούν μείωση στην μέγιστη δύναμη και την αντοχή στην δύναμη. Το φαινόμενο αυτό φαίνεται να προκαλείται μέσω προστατευτικών μηχανισμών και μηχανισμών πρόβλεψης που διαθέτει το σώμα μας για να αποφύγει την δυσάρεστη κατάσταση της θερμοπληξίας (Νybo, 2008:, Todd et al., 2005:, Racinais, Cocking, Periard, 2017).


Με τα παραπάνω συμπεράσματα φαίνεται να συμφωνούν και άλλες ανασκοπηκές μελέτες όπως Racinais et al., (2017), Gonzalez-Alonso (2007), Nybo & Nielsen (2001), Hasegava & Chueng (2013), Girard et al., (2015), Maughan & Shirreffs (2011), Pilcher, Nadler, Busch (2010) οι οποίες καταλήγουν στα ίδια συμπεράσματα, ότι δηλαδή η υψηλή θερμοκρασία πυρήνα, μέσω κεντρικών μηχανισμών προστασίας, μειώνει την ένταση του νευρικού ερεθίσματος που στέλνεται στους μυες, με συνέπεια την πτώση της ικανότητας επιστράτευσης πολλών κινητικών μονάδων, της μέγιστης δύναμης καθώς και της ικανότητας αντοχής στη δύναμη. Θέτουν παράλληλα το ανώτατο όριο, στο οποίο η υψηλή θερμοκρασία πυρήνα είναι βοηθητική στην αθλητική απόδοση (κύριος λόγος που εκτελούμε προθέρμανση) και που αρχίζει να επηρεάζει αρνητικά την μυϊκή απόδοση.

Παράλληλα η επίδραση της υπερθερμίας έχει βρεθεί ότι είναι σημαντική και στον κινητικό έλεγχο αλλά και στην γνωστική ικανότητα (Racinais et al., 2008:, Walter & Carraretto, 2016:, Gonzalez-Alonso, 2007:, Racinais et al., 2019). Όπου η ακρίβεια των κινήσεων, η ικανότητα λήψης αποφάσεων, η ταχύτητα αντίδρασης καθώς και η μνήμη επηρεάζονται αρνητικά.


Επιπροσθέτως, η υπερθερμία προκαλεί πιο έντονα συμπτώματα συνδυαστεί και με αφυδάτωση, η οποία βέβαια από μόνη της μπορεί να οδηγήσει σε παρόμοιο επηρεασμό της αθλητικής απόδοσης (Judelson et al., 2007:, Rodriguez et al., 2008) συνεπώς σε μελέτες όπου στο πρωτόκολλο υπάρχει και αφυδάτωση, τα αποτελέσματα πρέπει να λαμβάνονται με προσοχή. Βέβαια μελέτες όπως των Creary et al., (2005) ξεχώρισαν τα δύο στον ερευνητικό σχεδιασμό τους και έδειξαν την επίδραση και ξεχωριστά.


Ενδιαφέρον είναι και το συμπέρασμα της μελέτης όπου συγκρίθηκε η επίδραση της υπερθερμίας σε διαφορετικά επίπεδα αθλητών. Φάνηκε ότι το επίπεδο δεν παίζει ρόλο στην προκείμενη περίπτωση. Αυτό που μένει να μελετηθεί με μεγαλύτερη λεπτομέρεια είναι αν ο εγκλιματισμός σε ζεστές συνθήκες, μπορεί να αναστείλει ή εστω να μειώσει το μέγεθος της επίδρασης (Lorenzo et al., 2010).



Προβληματισμοί-πρακτικές εφαρμογές για την προπόνηση δύναμης σε υψηλές θερμοκρασίες


Η υπερθερμία (θερμοκρασία πυρήνα, άνω των 38,5ο C) σύμφωνα με τα δεδομένα αυτής της ανασκόπησης μπορεί να επιφέρει αρνητικές επιπτώσεις και στην μυική δύναμη. Συνεπώς είναι χρήσιμο, ένας αθλητής ο οποίος ενδιαφέρεται να δουλεύει με την μέγιστη ικανότητά του για να επιτύχει τις επιθυμητές προσαρμογές, θα πρέπει να αποφεύγει να προπονείται σε συνθήκες περιβάλλοντος που προκαλούν σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας πυρήνα. Βέβαια η υπερθερμία δεν αφορά μόνο την προπόνηση, αλλά και την απόδοση στον αγώνα. Όπου αθλητής μπορεί να εκτεθεί σε ακραίες συνθήκες και να επηρεαστεί σημαντικά η απόδοσή του. Για αυτό είναι σημαντικό να υπάρχει γνώση των κινδύνων τη υπερθερμίας και να λαμβάνονται τα ανάλογα μέτρα, όπως κρύα ροφήματα, γιλέκα ψύξης (Siegel, 2011).

Για τον λόγο αυτό μεγάλοι διεθνείς οργανισμοί αθλητισμού εκδίδουν οδηγίες με σκοπό την ασφάλεια των αθλητών αλλά και την βέλτιστη απόδοσή τους, τόσο στην προπόνηση όσο και στον αγώνα (Racinais et al, 2015).


Περιορισμοί της συγκεκριμένης ανασκόπησης είναι το γεγονός ότι δεν ελέγχθηκε η ορθότητα και η μεθοδολογία των στατισιτικών στοιχείων των μελετών που ελήφθησαν υπόψιν καθώς και το ότι το πλήθος των μελετών έχει πραγματοποιηθεί πριν το 2007. Επίσης το δείγμα στις περισσότερες μελέτες ήταν μικρό (κάτω των 10) και δεν μπορούν τα στοιχεία να γενικευτούν και σε άλλους πληθυσμούς καθώς η πλειοψηφία αφορούσε ενήλικες άντρες αθλητές. Πιθανόν νέες μελέτες να προσθέσουν ή να αφαιρέσουν στοιχεία από την συγκεκριμένη ανασκόπηση.


Κλείνοντας, χρήσιμο θα ήταν να γίνουν επιπλέον μελέτες οι οποίες να εξετάζουν την επίδραση της υπερθερμίας στην μυϊκή απόδοση και σε πιο συγκεκριμένους πληθυσμούς όπως προέφηβους-έφηβους, master αθλητές, άτομα με κακή θερμορύθμιση καθώς και στον γυναικείο πληθυσμό με τις διακυμάνσεις της έμμηνου ρήσεως.


Πρακτικές εφαρμογές


Στην περίπτωση της υπερθερμίας το σημαντικότερο στοιχείο είναι η ασφάλεια του αθλητή. Συνεπώς όταν οι συνθήκες περιβάλλοντος είναι ακραίες ή πρέπει ο αθλητής να προετοιμαστεί για να αποδώσει σε τέτοιες συνθήκες, είναι χρήσιμο να ελέγχεται η εσωτερική επιβάρυνση που βιώνει ο αθλητής καθώς και οι φυσιολογικές αντιδράσεις του (Θερμοκρασία πυρήνα, εφίδρωση) και να γίνονται οι κατάλληλες ενέργειες ως προς την αποφυγή θερμοπληξίας και αφυδάτωσης μέσω της στοχευμένης ενυδάτωσης και τον κατάλληλο σχεδιασμό της προπόνησης. Στην περίπτωση του αγώνα, η χρήση pre-cooling τεχνικών καθώς και η ενυδάτωση με κρύα ροφήματα είναι χρήσιμη. Παράλληλα είναι σημαντικό, όταν οι συνθήκες του περιβάλλοντος δεν τον επιτρέπουν να αποφεύγεται η προπόνηση μέγιστης δύναμης και ισχύος, λόγω της μειωμένης ικανότητας του αθλητή να δώσει το μέγιστό του.



Ευχαριστούμε για τον χρόνο σας


Από την ομάδα του Workout Intelligence


Για περισσότερα άρθρα πάνω σε θέματα γυμναστικής, μπορείτε να επισκεφτείτε το blog μας workoutintelligence.com/fitness-ygeia-apodosi-blog



Βιβλιογραφία

  1. Heat acclimation improves exercise performanceSantiago Lorenzo, John R. Halliwill, Michael N. Sawka, and Christopher T. MinsonJournal of Applied Physiology 2010 109:4, 1140-1147

  2. Racinais, S., Alonso, J. M., Coutts, A. J., Flouris, A. D., Girard, O., González-Alonso, J., Hausswirth, C., Jay, O., Lee, J. K., Mitchell, N., Nassis, G. P., Nybo, L., Pluim, B. M., Roelands, B., Sawka, M. N., Wingo, J., & Périard, J. D. (2015). Consensus recommendations on training and competing in the heat. British journal of sports medicine, 49(18), 1164–1173. https://doi.org/10.1136/bjsports-2015-094915

  3. Ron Maughan & Susan Shirreffs (2004) Exercise in the heat: challenges and opportunities, Journal of Sports Sciences, 22:10, 917-927, DOI: 10.1080/02640410400005909

  4. Racinais, S., Cocking, S., & Périard, J. D. (2017). Sports and environmental temperature: From warming-up to heating-up. Temperature (Austin, Tex.), 4(3), 227–257. https://doi.org/10.1080/23328940.2017.1356427

  5. Todd, G., Butler, J.E., Taylor, J.L. and Gandevia, S.C. (2005), Hyperthermia: a failure of the motor cortex and the muscle. The Journal of Physiology, 563: 621-631. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2004.077115

  6. Hyperthermia and fatigue Lars Nybo Journal of Applied Physiology 2008 104:3, 871-878

  7. Hyperthermia and central fatigue during prolonged exercise in humans Lars Nybo and Bodil Nielsen Journal of Applied Physiology 2001 91:3, 1055-1060

  8. Périard, J. D., Caillaud, C., & Thompson, M. W. (2011). Central and peripheral fatigue during passive and exercise-induced hyperthermia. Medicine and science in sports and exercise, 43(9), 1657–1665. https://doi.org/10.1249/MSS.0b013e3182148a9a

  9. ASMUSSEN, E. and BØJE, O. (1945), Body Temperature and Capacity for Work. Acta Physiologica Scandinavica, 10: 1-22. https://doi.org/10.1111/j.1748-1716.1945.tb00287.x

  10. Hasegawa, H., & Cheung, S.S. (2013). Hyperthermia effects on brain function and exercise capacity. The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine, 2, 429-438.

  11. Judelson DA, Maresh CM, Farrell MJ, et al. Effect of hydration state on strength, power, and resistance exercise performance. Medicine and Science in Sports and Exercise. 2007 Oct;39(10):1817-1824. DOI: 10.1249/mss.0b013e3180de5f22. PMID: 17909410.

  12. Nybo, L., & Nielsen, B. (2001). Hyperthermia and central fatigue during prolonged exercise in humans. Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 91(3), 1055–1060. https://doi.org/10.1152/jappl.2001.91.3.1055

  13. Racinais, S., Gaoua, N. and Grantham, J. (2008), Hyperthermia impairs short-term memory and peripheral motor drive transmission. The Journal of Physiology, 586: 4751-4762. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2008.157420

  14. Rodrigues, Rodrigo; Baroni, Bruno M.; Pompermayer, Marcelo G.; de Oliveira Lupion, Raquel; Geremia, Jeam M.; Meyer, Flávia; Vaz, Marco A. Effects of Acute Dehydration on Neuromuscular Responses of Exercised and Nonexercised Muscles After Exercise in the Heat, Journal of Strength and Conditioning Research: December 2014 - Volume 28 - Issue 12 - p 3531-3536 doi: 10.1519/JSC.0000000000000578

  15. Walter, E.J., Carraretto, M. The neurological and cognitive consequences of hyperthermia. Crit Care 20, 199 (2016). https://doi.org/10.1186/s13054-016-1376-4

  16. González-Alonso, José. (2007). Hyperthermia Impairs Brain, Heart and Muscle Function in Exercising Humans. Sports medicine (Auckland, N.Z.). 37. 371-3. 10.2165/00007256-200737040-00025.

  17. Racinais, S., Ihsan, M., Périard, J.D. (2019). Neural and Muscular Function in the Heat. In: Périard, J., Racinais, S. (eds) Heat Stress in Sport and Exercise. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-93515-7_4

  18. Cleary, M. A., Sweeney, L. A., Kendrick, Z. V., & Sitler, M. R. (2005). Dehydration and symptoms of delayed-onset muscle soreness in hyperthermic males. Journal of athletic training, 40(4), 288–297.

  19. June J. Pilcher, Eric Nadler & Caroline Busch (2002) Effects of hot and cold temperature exposure on performance: a meta-analytic review, Ergonomics, 45:10, 682-698, DOI: 10.1080/00140130210158419

  20. Racinais, S. and Oksa, J. (2010), Temperature and neuromuscular function. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 20: 1-18. https://doi.org/10.1111/j.1600-0838.2010.01204.x

  21. Périard, J.D., Racinais, S. and Thompson, M.W. (2014), Adjustments in the force–frequency relationship during passive and exercise-induced hyperthermia. Muscle Nerve, 50: 822-829. https://doi.org/10.1002/mus.24228

  22. Morrison, S., Sleivert, G.G. & Cheung, S.S. Passive hyperthermia reduces voluntary activation and isometric force production. Eur J Appl Physiol 91, 729–736 (2004). https://doi.org/10.1007/s00421-004-1063-z

  23. Ralph J.F.H. Gordon, Christopher J. Tyler, Federico Castelli, Ceri E. Diss, Neale A. Tillin,Progressive hyperthermia elicits distinct responses in maximum and rapid torque production, Journal of Science and Medicine in Sport, Volume 24, Issue 8, 2021, Pages 811-817, ISSN 1440-2440 https://doi.org/10.1016/j.jsams.2021.03.007.

  24. Voluntary muscle activation is impaired by core temperature rather than local muscle temperatureMelissa M. Thomas, Stephen S. Cheung, Geoff C. Elder, and Gordon G. SleivertJournal of Applied Physiology 2006 100:4, 1361-1369

  25. Hedley AM, Climstein M, Hansen R. The effects of acute heat exposure on muscular strength, muscular endurance, and muscular power in the euhydrated athlete. Journal of Strength and Conditioning Research. 2002 Aug;16(3):353-358. DOI: 10.1519/1533-4287(2002)016<0353:teoahe>2.0.co;2. PMID: 12173948.

  26. Tucker, R., Rauch, L., Harley, Y.X. et al. Impaired exercise performance in the heat is associated with an anticipatory reduction in skeletal muscle recruitment. Pflugers Arch - Eur J Physiol 448, 422–430 (2004). https://doi.org/10.1007/s00424-004-1267-4

  27. Garvey SE, Cleary MA, Eberman LE, Stubblefield Z. Effects of active hyperthermia on upper- and lower-extremity anaerobic muscular power. In Cleary MA, Eberman LE, Odai ML, eds. Proceedings of the Fifth Annual College of Education Research Conference: Section on Allied Health Professions. [online conference proceedings]. April 2006;1:21-25. Miami: Florida International University. http://coeweb.fiu.edu/research_conference/.

  28. Drust, B., Rasmussen, P., Mohr, M., Nielsen, B. and Nybo, L. (2005), Elevations in core and muscle temperature impairs repeated sprint performance. Acta Physiologica Scandinavica, 183: 181-190. https://doi.org/10.1111/j.1365-201X.2004.01390.x

  29. Siegel, R., Maté, J., Watson, G. et al. The influence of ice slurry ingestion on maximal voluntary contraction following exercise-induced hyperthermia. Eur J Appl Physiol 111, 2517–2524 (2011). https://doi.org/10.1007/s00421-011-1876-5

  30. Martin, P.G., Marino, F.E., Rattey, J., Kay, D. and Cannon, J. (2005), Reduced voluntary activation of human skeletal muscle during shortening and lengthening contractions in whole body hyperthermia. Experimental Physiology, 90: 225-236. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2004.028977

  31. Bergh, U., & Ekblom, B. (1979). Influence of muscle temperature on maximal muscle strength and power output in human skeletal muscles. Acta physiologica Scandinavica, 107(1), 33–37. https://doi.org/10.1111/j.1748-1716.1979.tb06439.x

  32. Zorba, E., Saygın, Ö. (2009). Fiziksel aktivite ve fiziksel uygunluk. İnceler Ofset Mat. Amb. San. Tic. Ltd. Şti. İstanbul