Zimno a wytrzymałość: Jak niskie temperatury obniżają Twoją wydolność?

Zdjęcie: Zimno a wytrzymałość: Jak niskie temperatury obniżają Twoją wydolność?

Niska temperatura jest zwykle kojarzona z lepszymi wynikami osiąganymi w bieganiu na długie dystanse. To upał jest czynnikiem, który o wiele bardziej wpływa na pogorszenie zdolności wysiłkowych, powodując przegrzanie i odwodnienie. Nowe doniesienia naukowe wskazują, iż zbytnie wychłodzenie również znacząco pogarsza naszą wydolność.

Nie zmarznij przed treningiem lub startem!

Organizm człowieka można porównać do silnika samochodu. W obu przypadkach większość (około trzech czwartych) zużywanej energii jest uwalniane (a więc „marnowane”) w postaci ciepła. Sportowcy konkurencji wytrzymałościowych obawiają się zwykle, iż w ciepłych warunkach grozi im przegrzanie, ale zimno nie kojarzy się ze zbytnią utratą wydolności. Jak pokazują niedawne badania, wychłodzenie (szczególnie przed rozpoczęciem wysiłku) również będzie dla nas bardzo niekorzystne.

Badania opublikowane na początku 2024 roku w Journal of Applied Physiology sugerują, iż zimno znacznie zmniejsza zdolności wysiłkowe, choćby przy maksymalnej koncentracji i motywacji. Wcześniejsze badania często obejmowały ochotników, których wprowadzano do zimnego pomieszczenia, a następnie natychmiast wykonywali oni testy, przez co ciało wciąż pozostawało rozgrzane i wyniki nie były gorsze. W nowym badaniu ochotnicy zmarzli, ale później nie dawali rady odpowiednio się rozgrzać, bez względu na to, jak ciężko ćwiczyli. Dlatego w zimie tak ważna jest odpowiednia rozgrzewka i nie dopuszczanie do momentów, kiedy zmarzniemy, bo efektywność takiego treningu (lub startu) będzie dużo gorsza.

Zimno szkodzi?

Badania wykazały, iż ekspozycja na zimne powietrze (0°C) negatywnie wpływa na wytrzymałość, przy czym różne poziomy wychłodzenia ciała prowadzą do różnych skutków. Dziesięciu mężczyzn w wieku średnio 27 lat uczestniczących w badaniu było poddanych testom do odmowy podczas jazdy na rowerze w czterech różnych temperaturach. Wyniki pokazały, iż chłodzenie skóry znacznie obniżało czas wysiłku do odmowy (o około 31%), a wychłodzenie wnętrza ciała dodatkowo pogarszało wyniki (o kolejne 30–40%). Nie stwierdzono istotnych różnic między łagodną hipotermią (-0,5°C), a umiarkowaną hipotermią (-1,0°C). Wnioski sugerują, iż już samo chłodzenie skóry wpływa negatywnie na zdolność wysiłkową, a efekt ten pozostało silniejszy przy wychłodzeniu wnętrza ciała.

Przebieg eksperymentów

Eksperyment został przeprowadzony przez Phillipa Wallace’a w ramach jego pracy doktorskiej w laboratorium Stephena Cheunga na Uniwersytecie Brock w Kanadzie. W warunkach kontrolnych (temperaturze „naturalnej”) badani siedzieli w komorze o kontrolowanej temperaturze ustawionej na 22°C przez 30 minut. Następnie rozpoczynano test na rowerze poprzedzony pięciominutową rozgrzewką przy 100 watach, a następnie odbywał się test do odmowy przy 70 procentach VO₂max, co zajęło średnio nieco poniżej 24 minut. W warunkach ochładzania skóry komora była ustawiona 0°C i dodano prędkość wiatru ok. 1 m/s. Pół godziny w tych warunkach wystarczyło, aby znacząco obniżyć temperaturę skóry bez obniżania temperatury wewnętrznej, po czym rozpoczynano test maksymalny.

W przypadku dwóch pozostałych eksperymentów, badani przebywali w komorze o temperaturze 0°C na tyle długo, aby obniżyć temperaturę wewnętrzną o 0,5 lub 1,0°C przed testem maksymalnym, wywołując łagodną hipotermię. Ze względu na różnice w wielkości, kształcie i składzie ciała, ludzie stygną w różnym tempie, ale średnio osiągnięcie pierwszego progu zajmowało 116 minut. W przypadku drugiego progu, średnia wyniosła 160 minut, chociaż trzech badanych w ogóle nie wychłodziło ciała wystarczająco przed upłynięciem maksymalnego czasu narzuconego przez komisję etyki badań. Podczas wszystkich prób chłodzenia, badani mieli na sobie koszulkę T-shirt lub koszulkę kolarską i spodenki kolarskie, a także nauszniki, zimowe rękawiczki i polarowy koc wokół butów. Modyfikacje te wprowadzono po przeprowadzeniu testów pilotażowych.

Dlaczego wytrzymałość spada w zimnych warunkach?

Istnieje wiele powodów świadczących o tym, iż wytrzymałość ucierpi na zimnie. Naczynia krwionośne przy samej skórze zwężą się, zmniejszając przepływ tlenu do mięśni. Zimno ma również bardziej subtelne skutki na chemię transportu tlenu we krwi (ogółem: pogarsza się transport tlenu). Sytuację potęguje drżenie, przez które tracimy dużą ilość energii. Ciepło generowane przez badane osoby podwoiło się z równowartości około 10% VO₂max w normalnej temperaturze do 20% w warunkach hipotermii. Dreszcze mogą również zakłócać skurcze mięśni i koordynację, a choćby powodować zmęczenie samych mięśni.

Co ciekawe, wcześniejsze badania wykazywały zupełnie odmienne wyniki. Przy testach maksymalnych w temperaturze od 2,8 do 3,9°C wytrzymałość nie uległa pogorszeniu lub choćby się poprawiła w porównaniu z umiarkowanymi temperaturami. Jednak wyniki Wallace’a, kiedy uczestników poddano wcześniejszemu schłodzeniu, były już zupełnie inne. Czas „do odmowy” skrócił się z 23,8 do 16,2 minuty w warunkach ochłodzenia skóry, do 8,5 minuty w pierwszych warunkach hipotermii i do 6,5 minuty w drugich. Wyniki dostarczają bezpośrednich dowodów na to, iż samo wychłodzenie skóry wystarczy, aby zmniejszyć wytrzymałość o około 30% procent, a chłodzenie wnętrza ciała odbiera kolejne 30–40%.

Podczas wysiłku jesteśmy w stanie się rozgrzać, ale wyniki i tak będą gorsze

Interesujące wnioski wynikają także z obserwacji tego, jak zmieniała się temperatura wewnętrzna podczas badań. Zarówno w przypadku prób podczas normalnych temperatur, jak i wychłodzenia skóry, temperatura wewnętrzna stale rośnie. Z drugiej strony, w przypadku dwóch prób hipotermii, temperatura wzrasta kilka (wyniki zaprezentowane są poniżej na wykresie). Tak naprawdę temperatura wewnętrzna choćby spada na początku testu, być może dlatego, iż ciepła krew jest pompowana do mięśni obwodowych, a zimna krew jest odprowadzana z powrotem do wewnątrz. Niuanse dotyczące tego, jak ciepło jest magazynowane i przemieszcza się w ciele, są złożone, ale wydaje się, iż choćby test do odmowy może nie wystarczyć, aby się rozgrzać, jeżeli jesteśmy mocno wychłodzeni (np. przez temperaturę bliską 0°C).

Legenda: TN – warunki neutralnej temperatury, CS – schłodzenie skóry, Hypo-0,5°C – łagodna hipotermia, Hypo-1,0°C – umiarkowana hipotermia

Jak zimno pogarsza wydolność?

Informacje o tym, iż przemarznięcie jest niekorzystne dla wytrzymałości jest intuicyjne, choć powinniśmy rozróżnić dwie rzeczy. Same ćwiczenia przy niskiej temperaturze nie wydają się niekorzystne, ale już znaczne przemarznięcie przed rozpoczęciem ćwiczeń osłabi nasze wyniki. Dlatego tak ważne jest, by przed ciężkim treningiem lub startem w zimnych warunkach jak najdłużej utrzymywać ciepło ciała, a także zadbać o odpowiednią rozgrzewkę. Wychłodzenie przed startem może zniweczyć nasze wysiłki, co może okazać się „zimnym prysznicem” na mecie.

Źródła:

• Wallace PJ, Hartley GL, Nowlan JG, Ljubanovich J, Sieh N, Taber MJ, Gagnon DD, Cheung SS. Endurance capacity impairment in cold air ranging from skin cooling to mild hypothermia. J Appl Physiol (1985). 2024 Jan 1;136(1):58-69. doi: 10.1152/japplphysiol.00663.2023. Epub 2023 Nov 9. PMID: 37942528.
• How Cold Weather Saps Your Endurance? Alex Hutchinson, outsideonline.com