Біг у спеку: стратегія і тактика на довгих дистанціях

Літо – чудова пора для бігу.
Це – з одного боку. А з іншого, в переважній більшості регіонів світу, – це також серйозний виклик для організму. Адже підвищена температура навколишнього середовища робить сам біг не просто некомфортним а, навіть, небезпечним. Що й казати, часто можна побачити як досвідчені професійні атлети під час змагань потерпають від викликаних тепловим стресом судом, втрачають свідомість на дистанції чи отримують тепловий удар. У любительському спорті такі випадки ще частіші й, на жаль, можуть мати фатальні наслідки.

А тому розуміння того як працює “система охолодження” нашого організму, а також які прийоми можуть ефективно охолодити тіло – є вкрай важливими аби уникнути проблем бігаючи влітку.
Цей матеріал є доповненням статті написаної рік тому:

Біг і спека: фізіологія, акліматизація та практичні рекомендації

А тому, неодмінно прочитайте її аби мати більш цілісну картину в плані підготовок до тривалих забігів по спеці. Адже акліматизація (чи аклімація) до спеки чи її відсутність може серйозно вплинути на ваш фінішний час. І в багатьох випадках жодні хитромудрі стратегії охолодження до чи під час самого рейсу не допоможуть виправити низький рівень адаптації організму атлета до гонки у спекотних умовах вцілому.
Побігли!

Тепло: механізми продукції та відведення

З точки зору використання енергії ми, люди, не надто ефективні істоти. Лише ~20–30% енергії, яку ми виробляємо, перетворюється на механічну роботу, а решта ~70–80% енергії вивільняється у вигляді тепла. При цьому, виробництво тепла нашим тілом під час фізичних вправ буде в 3-12 разів більше порівняно з перебуванням у стані спокою.

Однак, було встановлено, що наша фізична працездатність починає знижуватися, коли температура, при якій ми тренуємося/змагаємося, досягає 21 С, а у дослідженнях атлети за температури 30С долали на 10% менше дистанції за 15 хвилин аніж при 14С (за умов фіксованого рівня вологості). Слід зазначити, що у випадку, коли вологість збільшується разом зі збільшенням температури, продуктивність людського організму знижується ще більше, оскільки зменшується здатність розсіювати тепло через випаровування.

Під час бігу по спеці нам доводиться давати раду двом основним джерелам тепла, які потрібно зменшувати: внутрішнє тепло, яке виробляє наше тіло при кожному скороченні м’язів, і зовнішнє тепло від навколишнього середовища.

Нагадаю, що теплообмін між нашим тілом та навколишнім середовищем здійснюється за рахунок 4 основних способів (Рис. 1):

• випромінювання (іррадіація) тепла – тепло передається за допомогою довгохвильового інфрачервоного випромінювання, як прямого так і непрямого (наприклад, промені, які відбиваються від нагрітого асфальту, яким біжить марафонець);
• конвекції – віддача тепла з поверхні тіла (шкірі) при її контакті з більш холодним повітрям чи водою (наприклад, легенький вітерець, що дме з моря, бризки холодної води від фонтана чи розпилювача);
• кондукції (проведення) – передача тепла при фізичному контакті між двома об’єктами (наприклад, від гарячого піску на березі моря по якому ви йдете босоніж);
• випаровування – втрата тепла через перетворення води на газ, зокрема, випаровування поту або води з поверхні вашої шкіри.

Рис. 1: https://www.irunfar.com/stay-cool-cooling-techniques-in-endurance-running

Всі чотири діють способи теплообміну працюють одночасно під час бігу, нагріваючи чи охолоджуючи нас. Але внесок кожного постійно змінюються залежно від зовнішніх умов довкілля та наших дій.

Як працює “система охолодження” у людини

Терморегуляція в організмі людини здійснюється рефлекторно (автоматично), під впливом подразнень, які надходять від терморецепторів шкіри, внутрішніх органів і слизових оболонок до центру терморегуляції в головному мозку, який міститься в гіпоталамусі та підпорядковується корі великих півкуль головного мозку.

Можна виділити щонайменше 2 рівні терморегуляції: “хімічну” (посилення чи уповільнення процесів метаболізму в клітинах й пов’язаної з цим теплопродукції) та “фізичну”, яка вже здійснюється через регуляцію рівня тепловіддачі за рахунок випромінювання, кондукції, конвекції та потовиділення, про які йшла мова вище.

Отримавши сигнал від терморецепторів шкіри, м’язів чи органів мозок в першу чергу надсилає команду серцю на збільшення частоти серцевих скорочень (ЧСС) та розширює судини аби посилити циркуляцію крові. При цьому надлишок тепла з кровотоком відводиться від самих м’язів та важливих органів, натомість підводиться ближче до шкіри, де вже може відбутися його розсіювання у зовнішнє середовище.

Крім того, посилюється потовиділення через шкіру – інший потужній механізм виведення надлишку тепла. На випаровування 1 г води з поверхні шкіри витрачається 0,58 ккал енергії. В умовах максимального напруження потові залози людини можуть виділяти до 1,5 л поту на годину та до 10 л поту на добу.

Ефективність тепловідведення буде залежати від низки факторів. Перш за все від рівня гідратації, – за умови нестачі води в організмі відведення надлишку тепла від внутрішніх органів та м’язів суттєво утруднюється. Крім того, від градієнту температури між шкірою та ядром тіла. Cередня температура шкіри може значно варіювати залежно від температури зовнішнього середовища, втім її можна охарактеризувати як прохолодну (<30°C), теплу (30–34,9°C) і гарячу (≥35°C). А от температура ядра тіла (тобто мозку, серця та інших центральних органів) зазвичай складає ~36,6°C (загалом в межах від 35,7 до 37,3°C). Чим менший цей градієнт, тим важче провести надлишок тепла через шкіру. А ще – від вологості повітря, оскільки випаровування поту утруднюється при збільшенні ступіня вологості повітря.

Якщо ж вжитих заходів по зменшенню і стабілізації температури тіла не достатньо і вона перевищує порогове значення 40-40,5°C розвивається гіпертермія та відбувається суттєве зниження продуктивності. А тривалий вплив такої температури призводить до виснаження тіла та, зрештою, може завершитися тепловим ударом.

Стратегії зменшення температури до і під час рейсів

Загалом, поведінкова теорія терморегуляції людини стверджує, що самостійно обрана інтенсивність фізичних вправ збільшується або зменшується залежно від величини теплового або серцево-судинного навантаження та оцінки сприйняття навантаження, які інтегруються центральним регулятором у мозку. Як показували дослідження, учасники, які відчували себе прохолодніше під час виконання вправ чи змагань відчували, що можуть збільшити інтенсивність, а відтак – покращувалася їхня продуктивність.

Однак, тут є серйозне застереження. Поліпшення сприйняття рівня спеки – безперечно корисно для еліти, яка змагатиметься за медалі у Парижі на Олімпійських іграх. Однак у випадку початківців і малодосвідчених атлетів, таке зменшення сприйняття зусиль й підвищення інтенсивності бігу (чи їзди на велосипеді, тощо) суттєво збільшує ризики негативних наслідків, пов’язаних із спекою: від судом до втрати свідомості та теплового удару. Це слід враховувати як самим атлетам, так і їхнім тренерам й команді підтримки.

***

Згідно розрахунків вчених, в середньому застосування різноманітних технік/способів охолодження дозволяє підвищити продуктивність на 9,3%. При цьому можна виділити 2 основні підходи: охолодження перед змаганнями та охолодження під час змагань. Застосування того чи іншого підходу буде визначатися в першу чергу тривалістю рейса.

Охолодження перед змаганнями

Концепція охолодження рнонд змаганнями була досить ретельно досліджена протягом останніх двох десятиліть. Основна ідея полягає в тому, що можна використовувати стратегії попереднього охолодження для швидкого відведення тепла саме з ядра тіла перед початком змагань, щоб створити більшу ємність для накопичення тепла під час наступної активної фізичної роботи.

Стратегії попереднього охолодження включають занурення в холодну воду, розміщення пакетів з льодом, в ключових областях кровотоку (пахви, пах і навколо шиї), носіння жилетів з льодом, розпилення холодної води та вживання напоїв з льодом.

Покращення показників витривалості в першу чергу пов’язують з фізіологічними змінами (тобто зниженням внутрішньої температури та температури шкіри в стані спокою), спричиненими попереднім охолодженням, яке зменшує також серцево-судинне навантаження під час забігів на витривалість у спеку. Однак, позитивний вплив протоколів попереднього охолодження на продуктивність під час рейсу практично зникає після 30-40 хвилин. А тому в контексті бігу на довгі дистанції починаючи від півмарафонської та закінчуючи ультрарейсами, охолодження під час самих змагань відіграватиме значно більшу роль.

Способи охолодження під час рейсів

Маємо визнати, що ультратрейли дають великий спектр можливостей для застосування різноманітних способів охолодження атлетів під час рейсу порівняно з шосейними забігами. У багатьох ультратрейлах маршрут проходить повз річки (або ж, навіть, перетинає їх:) чи озера, пункти підтримки, де волонтери або ж власна команда підтримки атлета може застосовувати ті чи інші способи охолодження (лід, холодні напої тощо). І, звісно, є певні опції пов’язані з використанням одягу і спорядження з метою уникнення перегрівання.

Загалом, стратегії охолодження під час рейсів спрямовані на охолодженням шкіри та зменшення температурного дискомфорту пов’язаного зі сприйняттям спеки нашим центральним терморегулятором – гіпоталамусом (вийняток – вживання холодної рідини). Перше дозволяє підтримувати градієнт температури між ядром тіла та шкірою, що забезпечує циркулювання холоднішої крові до ядра тіла. Друге, допомагає уникнути “примусового відключення” тіла мозком, коли головному регулятору здасться, що ми вже вийшли за межі можливостей свого організму. Однак, всі ці способи потребують постійного контролю рівня гідратації, а також моніторингу загального стану атлета.

1. Вживання охолоджених напоїв чи суміші напоїв та льоду

Це один із найбільш ефективних методів охолодження. По-перше, дозволяє досить швидко знизити температуру ядра тіла. По-друге, – доставляє в організм так потрібну у спеку воду. Рекомендована температура охолоджуючих напоїв становить від 10 °C до 24 °C. В той же час, температура напоїв з льодом складає <0 °C і їхнє вживання має кілька нюансів.

Зокрема, надходження занадто хододної води з льодом, може створити певну невідповідність між справжньою температурою тіла та сприйняттям температури гіпоталамусом, центром терморегуляції у мозку, який отримує сигнал від температуро-чутливих рецепторів шлунку. І, попри те, що температура ядра тіла на певний час знизиться, може відбутися порушення загальної терморегуляції, через надходження команди від мозку для зменшення виділення поту. А це в свою чергу посилить акумуляцію тепла у тілі, що за досить короткий час може призвести до швидкого перегрівання. Крім того, споживання великих обсягів напоїв із льодом може спричинити шлунково-кишковий дистрес та, навіть, викликати нудоту та головний біль. А тому, краще щоб холодна вода, яку вживаєте під час рейсу була не занадто холодною, – так ефективність охолодження буде вищою, а ризики отримання негативних наслідків – менші.

І останній нюанс, про який варто пам’ятати, – це втрата електролітів під час потовиділення. Тому, якщо ми п’ємо багато води (ще більше зменшуючи концентрацію електролітів) – треба вживати сольові таблетки. Або ж можна просити вашу команду підтримки давати вам охолоджений напій з електролітами.

2. Занурення в холодну воду

Наявність природніх водойм по дистанції ультразабігів створює додаткові можливості для охолодження для ультрабігунів. Так, занурення в холодну воду допомагає швидко знизити температуру тіла шляхом збільшення передачі тепла від ядра тіла до периферії. Зокрема при зниженні температури шкіри, відбувається збільшення градієнта температури між ядром тіла та шкірою. Це посилює процес виведення надлишку тепла з організму.

Найбільш ефективним буде саме повне занурення, оскільки для досягнення достатньої тепловіддачі необхідна велика площа поверхні. Менш ефективним але дієвим – обливання корпуса тіла чи, принаймні голови, рук та ніг, що можна зробити на пунктах підтримки.
Цікаво, що на тих рейсах, де це дозволено, атлети інколи використовують портативні діжки чи, навіть, “труну” з льодом в яку можна залізти та швидко охолодитися. Якщо не читали – почитайте книгу Скотта Джурека:  «Їж і біжи. Неймовірна історія вегана-ультрамарафонця», мав приємність допомагати в підготовці україномовної редакції книги.

3. Охолоджуючі жилети

Охолодження верхньої частини тіла за допомогою охолоджувального жилета виявилося також достатньо ефективним. Адже площа поверхні тіла, яка охолоджується досить велика (~24%). Однак, цей метод поза лабораторних умов, є малопрактичним під час рейсів. Бо й досі вага таких жилетів досить значна (1 кг або більше), як зазначають дослідники. Втім, на таких ультрарейсах як Badwater Ultramarathon з охолоджуючими жилетами доволі часто експериментують.

4. Спреї холодної води та холодний вітер

Цей метод, як і попередній, показав свою високу ефективність у лабораторних умовах. Однак застосування його під час переважної більшості ультрарейсів обмежене пунктами підтримки, що буде малоефективно по співвідношенню проведеного часу на дистанції та на самому пункті підтримки. Втім, розпилювання холодної води активно застосовується на вищезгаданому Badwater Ultramarathon, де правила та формат змагань це дозволяють.

5. Охолодження голови та шиї

Ці два способи охолодження базуються на тому факті, що області голови/обличчя та шиї людини мають більшу чутливість до температури ніж решта тіла, що дозволяє дуже швидко відчути зменшення температурного дискомфорту в усьому тілі. Важливо наголосити, що йдеться саме про сприйняття наскільки нам спекотно, а не про зниження температури тіла (!)

Відповідно, у такий спосіб можна трохи надурити мозок й змусити тіло рухатися далі, що добре, бо таким чином можна буде дістатися наступного пункту підтримки, а зрештою і заповітного фініша. Але при цьому важливо дотримуватися режиму гідратації та інших стратегій зменшення температури усього тіла. Інакше, можна зіткнутися з усіма проблемами пов’язаними з перегрівом, яких намагалися уникнути.

6. Технології екстракції надлишку тепла

Технологія екстракції тепла використовують метод кондукції для передачі тепла від поверхонь шкіри, де мало волосся (а, значить, і потових залоз), зокрема долоні рук та підошви. В цих ділянках тіла є так звані артеріо-венозні анастомози (сплетіння судин артерій та вен), які є ефективними механізмами відведення тепла, коли температура тіла підвищується. Низка досліджень показала ефективність застосування всеможливих “рукавиць” та подібних засобів для охолодження та підвищення аеробної та силової продуктивності. Професор Крейг Хеллер (Стенфорд) в багатьох своїх інтерв’ю наголошує, що такий спосіб охолодження є значно ефективнішим за застосування жилетів чи пакетів з льодом.

Втім, це на разі, тільки лабораторні умови і для реалій ультрарейсів наявні зразки обладнання не підходять. Крім того, є дослідження, в яких було показано відсутність позитивного ефекту застосування таких пристроїв. Тож вплив охолодження поверхонь долонь потребує подальших досліджень та розробки більш портативних зразків охолоджувачів.

7. Одяг: щільність прилягання та колір

Одяг діє як бар’єр між шкірою та зовнішнім середовищем, змінюючи властивості теплообміну залежно від умов навколишнього середовища. Властивості матеріалу та щільність прилягання одягу можуть впливати на теплове навантаження під час фізичних вправ, зменшуючи розсіювання тепла чи, навпаки, сприяючи збереженню тепла. Ключовими характеристиками, на які потрібно звернути увагу є: щільність тканини, здатність “дихати” (пропускати вологу), здатність відбивати сонячну радіацію, наявність прошарку повітря між одягом та тілом атлета.

Щільність тканини одягу, її ізоляційні властивості й здатність пропускати водяну пару мають бути якомога нижчими. Так само як і здатність вбирати в себе вологу, оскільки піт, який утримується в одязі, не випаровується і не забезпечує охолодження.

Фото: Cappadocia Medium Trail (2018)

Здатність відбивати сонячну радіацію – важливі в умовах високого радіаційного навантаження (пустеля, степ) на відкритих ділянках. Мені на такі рейси регулярно “щастить”, починаючи від моєї першої ультра Chornohora Sky marathon (2017), значна частина маршруту якої пролягає Чорногірським хребтом на відкритому сонці, до забігів в степу Казахстану (Tengri Ultra), Каппадокії (Туреччина) та каньйоні неподалік озера Тахо, де проводять також знамениті Western States 100.

8. Ментол

Відомо, що ментол викликає відчуття свіжості, прохолоди та покращення прохідності носа шляхом стимуляції спеціальних рецепторів відчуття холоду. При цьому, оскільки щільність чутливих до холоду терморецепторів на язиці та слизових оболонках порожнини ротоглотки більша, оральне застосування ментолу дає кращий ефект порівняно з аналогічною дозою на поверхні шкіри. Було показано, що ментолове полоскання ротової порожнини покращує продуктивність бігу та їзди на велосипеді у спеку в поєднанні зі зниженням сприйняття навантаження.

Втім, як і з низкою вищеописаних стратегій варто бути обережним, використовуючи метод, який змінює сприйняття теплових сигналів. Оскільки невідповідність між реальним станом організма та сприйняттям може збільшити ризик розвитку патологій індукованих надмірним теплом.

***

Наостанок, хочеться ще раз наголосити, що не варто легковажити спекою. Особливо, якщо вам потрібно бігти довгі дистанції віддалені від міст чи сіл. Адже якщо щось там з вами трапиться – надати допомогу вам зможуть дуже не скоро.

А тому варто в першу чергу при підготовці приділити увагу акліматизації (чи аклімації), щоб загалом краще переносити спеку, а далі, залежно від довжини дистанції, особливостей рел’єфу та наявних ресурсів – продумати свою стратегію охолодження по дистанції.

Бігайте швидко, бігайте з розумом та – не перегрівайтеся!

Фото обкладинки статті: unsplash