Теплота та ходові характеристики

Спека часто римується із сонцем, літом, відпустками, шортами, спідницями та шльопанками, морозивом ... словом, це сезон, на який чекають усі! Усім? За винятком, можливо, бігуна, адже біг у спекотну погоду часто набагато менш приємний і складніший, ніж біг у прохолодну погоду. Отже, ось кілька пояснень щодо регулювання температури тіла під час фізичних вправ та зниження працездатності у спекотну погоду ...

Біг на сонці ... ефективний для засмаги, але не для продуктивності ... Фото: Вілл Окенден.

Терморегуляція

Термо-що? Терморегуляція є досить простою механізм регулювання температури тіла. Ви знаєте, що це 37 ° C (незважаючи на коливання протягом дня, як ми бачили в статті про найкращий час доби для бігу). Будь-які зміни навколо цього значення регулюються гіпоталамусом (структурою центральної нервової системи), який спрацьовує термогенез якщо температура тіла занадто низька або термоліз якщо тіло потрібно охолодити.

Теплообмін

Тіло усуває надлишок тепла, викидаючи його зсередини на зовнішню частину тіла. Тепло в основному «міститься» у молекулах води плазми крові. Потрапивши на поверхню, існує кілька процесів, які дозволяють евакуації тепла в навколишнє повітря [Wendt et al. 2007]:

випромінювання: воно відповідає теплу, яке випромінюється у вигляді інфрачервоного випромінювання (поза видимим спектром і, отже, невидиме неозброєним оком, але деякі пристрої дозволяють його виділити, див. зображення нижче 😉). У спокої в такому вигляді втрачається до 60% тепла.
конвекція: це відповідає теплообміну з повітрям, яке циркулює навколо тіла. Навіть без справжнього "протягу" конвекційні втрати тепла в спокої можуть досягати 15% від загальних втрат тепла.
провідності: це відповідає обміну теплом між 2 предметами, які стикаються один з одним, тепло, яке йде від найгарячішого об’єкта до найхолоднішого. Це становить лише 3-4% від загальних втрат тепла.
випаровування: це відповідає втраті тепла через втрату води, як неконтрольовану диханням, так і через пори шкіри дифузією, а також способом, регульованим потовиділенням. У спокої близько 25% тепла втрачається за рахунок випаровування.

Демонстрація випромінювання як засобу відводу тепла. Зліва: нормальна фотографія, праворуч: інфрачервоне зображення, що відображає втрати тепла (отже, гарячі місця) випромінюванням. Я дам вам здогадатися, в якій чашці є гаряча вода ... (підказка: ніс досить холодний). Зображення з відеоролика з поясненнями випромінювання НАСА (можна переглянути тут: http://www.nasa.gov/externalflash/wise/index.html).

Механізми випромінювання, конвекції та провідності залежать головним чином від різниці температур між тілом і зовні. Чим більша різниця, тим ефективніші ці механізми. Навпаки, коли спекотно, різниця температур між повітрям і тілом зменшується, що зменшує розсіювання тепла цими механізмами. Понад 36 ° C відносини навіть зворотні: це тіло отримує тепло! На щастя, у нас є активні механізми для збільшення тепловіддачі.

Механізми регулювання температури тіла

Ці механізми є активними механізмами регулювання, тобто організм контролює їх активацію (навпаки, ви не можете, наприклад, керувати своїми теплообмінами випромінюванням, це фізичний принцип. Діє для будь-якого гарячого тіла). Давайте детальніше розглянемо ці 2 механізми регулювання.

Піт

Потіння - цевідведення тепла через піт. Потовиділення спрацьовує, коли тіло не може розсіювати тепло за допомогою інших механізмів, наприклад, коли воно занадто жарко (інші механізми стають неефективними), коли ви тренуєтесь (тіло стає спекотнішим) або обидва! Тіло пристосовує швидкість потовиділення відповідно до ситуації, часто між 1 і 2,5 л/год, але це може досягати 3,5 л/год в екстремальних умовах !

Розширення судин шкіри

Розширення судин - це розширення судин. Таким чином, розширення судин, розташованих близько до шкіри, дозволяє збільшити відведення тепла по периферії тіла та обмінюється зовні. Навпаки, коли холодно, звуження судин шкіри судин зменшує циркуляцію назовні і тим самим обмежує втрати тепла.

Коли ми біжимо, багато тепла для трохи енергії !

Коли наше тіло перетворює хімічну енергію з вуглеводів, жирів або білка на механічну енергію для бігу, ефективність становить лише 25%, а це означає, що 75% енергії перетворюється на тепло. Тому, щоб уникнути перегріву, тілу потрібно виділяти це тепло зсередини (особливо м’язи) назовні (повітря). Це тепло набагато складніше розсіяти, оскільки зовнішня температура висока, оскільки механізми, які покладаються на різницю температур (конвекція, випромінювання, провідність), неефективні. Тоді тепло в основному розсіюється через потовиділення. Однак, коли повітря вологе, воно менш швидко приймає більшу вологість, тому тепловіддача зменшується. Тому гаряче і вологе середовище особливо вороже ставиться до будь-яких зусиль..

сонячний удар визначається температурою тіла вище 40 ° C. Під час фізичних вправ часто організм не може виділитись через надмірне утворення тепла. Енергетичний баланс "виробництво тепла - розряд" не збалансований, і тіло накопичує тепло під час фізичних вправ, в результаті чого температура тіла підвищується. Тіло зазвичай запобігає тепловому удару, змушуючи вас сповільнити рух, але порушення функції цього регулювання може призвести до теплового удару.

Симптоми гіпертермії

Симптоми теплового удару численні: втома та/або інтенсивна спрага, напружені та болючі м’язи, озноб, головні болі, нудота та блювота. Тепловий удар також може супроводжуватися зупинкою потовиділення при дуже гарячій і сухій шкірі.

Що робити при тепловому ударі ?

Поперше, припиніть свої зусилля (або скажіть людині з тепловим ударом негайно зупинитися). Тоді дивовижного лікування не існує: треба спробувати заспокойся. Усі засоби хороші: починайтетінь щоб уникнути сонячних променів, до провітрюване місце для максимального обміну конвекцією, обприскати себе водою, зніміть одяг, який обмежує теплообмін з повітрям.

Зниження продуктивності при нагріванні

Ви напевно пережили це, біг, коли спекотна погода, важкий, відчуття менш гарні, а продуктивність часто знижується.

Скорочений час змагань

Графік нижче, взятий з дослідження Елі та співавт. (2007), показує зниження продуктивності як функцію часу, проведеного на марафоні з різними кліматичними умовами. Індекс WBGT не відповідає безпосередньо температурі, але включає кілька параметрів, таких як, звичайно, температура, але також вологість, сонячне випромінювання або навіть вітер. Чим вищий індекс WBGT, тим складніші умови.

Вплив тепла на ходові характеристики. Чим вищий показник WBGT, тим складніші погодні умови. Ми помічаємо, що на найкращих марафонців (близько 130-140 хвилин) спека не впливає. Навпаки, бігун за 3 години може бачити, що його ефективність знижується більш ніж на 10% у важких умовах. За даними Ely та співавт. (2007).

Ми чітко помічаємо зниження продуктивності на марафоні (вертикальна вісь) незалежно від останнього часу. Досить логічно, що падіння показників тим помітніше, чим складніші умови (індекс WBGT 25 відповідає найскладнішим умовам). Однак, на більш повільні бігуни найбільше впливає падіння продуктивності. Таким чином, найшвидші бігуни не втрачають більше 3% своїх показників у прохолодну погоду. Навпаки, бігун, який зазвичай займає 3 години, може втратити до 12% у спекотну погоду або більше 20 хвилин! Тому встановлення особистого рекорду в жарку погоду є досить складною справою. !

Як пояснити, що найбільше постраждали повільні бігуни? Можливі кілька пояснень:

більш повільні бігуни проводять більше часу під впливом тепла;
швидкі бігуни фізіологічно краще пристосовані до тепла;
є більше повільних бігунів, тому бігуни часто перебувають у групах, поруч з іншими, що перешкоджає механізмам регулювання тепла. Тому, евакуація тепла конвекцією може бути зменшена більш ніж на 50% при роботі в групі [Freitas та ін. 1985]. Загалом тепловий стрес може бути в 3 рази вищим під час бігу в групі порівняно з сольним бігом.

Можливі причини зниження продуктивності

Падіння показників у спекотну погоду здається неминучим. Чому? Перш за все, відчуття болю збільшується, коли погода спекотна, що не сприяє продуктивності. Крім того, шкірне розширення судин, необхідне для евакуації тепла, збільшує поверхневий кровообіг і, отже, зменшує це в м’язах. Тому м’язи отримують менше крові, отже, менше кисню використовувати для виробництва енергії.

Ще одна причина: підвищення температури пов'язане з інтенсивністю зусиль, оскільки значна частина виробленої енергії втрачається у вигляді тепла. Чим швидше ви біжите, тим більше у вас виробляється тепла, яке потрібно виділити. Це пов’язано з тим, що організм запобігає перегріванню, змушуючи пригальмувати. Коли спекотно, тепловіддача ускладнюється, тому температура тіла піднімається вище за однакові зусилля, і наше тіло змушує нас швидше сповільнитися.

Зрештою, біг у сильну спеку не сприяє працездатності, але це не причина не тренуватися, тим більше, що тіло адаптується до спеки, як ми побачимо в майбутньому. Стаття 😉