Fyziologie zátěže - horko, chlaU
MUDr.Kateřina Kapounková, Ph.D.
Cateni
Termoregulace
► člověk- teplokrevný
► teplota jádra u člověka bez horečky stabilní (± 0,5°C)
► nemění se ani v závislosti na teplotě okolí (12-54 °C)
ota kůže
ni nu
9s
► není u každého stejná
► měřeno v ústech: 36-37.5°C
► za průměr se považuje 36.6 - 37°C, o 0.6°C více (rektálně - v konečníku)
► Teplota vyšší:
37 - 37,9°C - subfebrilní teplota ( zvýšená) 38°C a více - febrilní teplota ( horečka) nad 39°C - poruchy tělesných funkcí nad 41 °C snese jen krátkou dobu
► extrémní teplo (fyzická námaha) : 40°C, extrémní zima pod 35.5°C
► Ideální teplota okolí v klidu: 28°C (teplota kůže 33°C, kůží - průtok 5% minutového výdeje
Produkce tepla
= vedlejší produkt metabolismu:
► bazálni metabolismus
► svalová aktivita (včetně třesu)
Ztráta tepla
► teplo vzniká v orgánech (svaly, játra), proniká do kůže a z ní se ztrácí
► ztrátu tepla proto určuje:
► rychlost vedení tepla z hloubky do kůže
► rychlost ztráty tepla z kůže
► tepelný izolátor
► kůže, podkoží a podkožní tuk izolují (na 1/3), srovnatelné s oblečením
► zabraňuje oboustranným ztrátám tepla za cenu velkých výkyvů teploty kůže
► izolátor „porušují" krevní cévy - nosiče tepla ( kožní cirkulace )
- do cév nemusí téci nic nebo až 30% srdečního výdeje - obrovská schopnost regulace
- 8 násobné zvýšení tepelné vodivosti při plné vazodilataci (sympatikus, hypothalamus)
nahý člověk při pokojové teplotě ztrácí 60% tepla radiací
2. vedení (kondukce):
- předávání tepla kontaktem s pevnými předměty (minimum), do vzduchu ale
kolem 15 %
- vítr: vzduch proudí pryč dříve a je nahrazen studeným(ztráty tepla podstatně větší)
3. odpařování (evaporace): - pocení
- perspiratio insensibilis (i plíce): 450-600 ml denně (nelze nijak regulovat)
□ radiace
□ kondukce
□ konvekce
□ evaporace
Evaporace (odpařování)
► PO(
Člověk až 10-12 I /24 hod
► perspiratio insensibilis (i plíce): 450-600 ml denně (12-16 kcal za hodinu, až 384 kcal denně)
nelze nijak regulovat
Pocení a jeho regulace
► Termoreceptory : hypotalamus, v kůži
► Centrum termoregulace : hypothalamus (tepelná nebo elektrická stimulace) - autonomní dráhy do míchy -sympatikus do kůže
► cholinergni inervace, ale adrenalin a noradrenalin kupodivu potní žlázy stimulují také (význam při cvičení)
centrální termoreceptory
periferní termoreceptory
hypotalamus
cholinergni
výdej tepla odpařováním
sympatikus
re,-adrenergní
cévy
vedení tepla uvnitř těla (jádro —.> kůže)
pradrenergní
hnědý tuk
netresova termogeneze (u kojence)
somatické nervstvo cholinergni
kosterní svalstvo
třesová termogeneze
(svalový třes)
Hypotalamické centrum
► v přední hypotalamické-preoptické oblasti množství termosenzitivních neuronů (2/3 reagují akčními potenciály na teplo, 1/3 na chlad)
► zahřátí této oblasti: okamžité pocení, masivní rozšíření kožních cév, inhibice ) tlumení) tvorby tepla
vobhl HOSrOOAftSTVi
► Povrchové termoreceptory: tepelné a chladové (1 Ox víc) receptory v kůži, při ochlazení okamžitý reflex:
► třes, inhibice pocení, kožní vazokonstrikce
► Hloubkové termoreceptory: v míše, břišních orgánech a kolem velkých žil: registrace teploty jádra
receptor bolesti (smyslové nervové zakončení)
hlavním úkolem je prevence hypotermie (snížení teploty)
1. Vazodilatace kožních cév: 8x zvýšení přísun tepla do kůž téměř na celém těle
2. Pocení: nastupuje při 37°C, velmi efektivní
3. Pokles v produkci tepla: silná inhibice třesu a chemické
termogeneze ( zadní část hypotalamu)
z. .4. * s~ - » a -i „4-a
eine vyčerpání
► Překročení termoregulační kapacity (i u fyziologické aklimatizace na teplo)
► Náhlé zatížení teplem + intenzivního sportovního výkonu přetížení oběhového systému
( akutní snížení minutového výdeje, hypotenze - snížení TK)
Venkovní teplota ve vztahu k cvičení
°c	Sportovní aktivita
méně než 25°C	Bez omezení
25 - 27	Delší přestávky ve stínu Pít každých 15 min Sledovat varovné známky tepelné zátěže
	Jako výše + Ukončit cvičení neaklimatizovaných osob Omezit trvání cvičení, prodloužit přestávky Nepovolit běhy na dlouhé tratě
nad 29                Ukončit všechny sportovní činnosti	
Termoregulační selhání |
► Vzniká víc tepla, než se tělo dokáže zbavit
► hodně tepla z venku
► velká vlastní tvorba tepla
► Často fatální nebo dlouhodobé neurologické následky
► Hypotenze (z dehydratace) -> omdlévání
► Tachykardie, zrychlené dýchání (pokus o kompenzaci hypotenze)
► Kůže nejdřív červená (vazodilatace), později bledá (vazokonstrikce pro kompenzaci hypotenze)
► Hypoperfuze trávicího traktu + jeho teplem zvýšený metabolismus -> ischemické poškození bariérové funkce -> endotoxemie -> cytokiny, aktivace koagulace, další zhoršení termoregulace
Varovné signály prehratí
Horečka
► teplota zvýšená nad normu
► infekce, mozkové nádory, další příčiny
► proteiny, rozpadové produkty proteolýzy, lipopolysacharidy
► bakteriální toxiny, produkty rozpadu tkání
Působení:
► některé přímo v hypotalamu ( nádor, mechanická stimulace)
► Nepřímo v hypotalamu : po fagocytóze produkují leukocyty interleukin - endogenní pyrogen (v hypotalamu do 10 min zvýší teplotu, stačí několik ng )
Úžeh
► člověk vydrží 55 °C na suchém vzduchu, 34 °C při 100% vlhkosti
► stoupne-li teplota těla nad 40°C - úžeh:
Projevy zvracení, zmatenost, delirium, ztráta vědomí, oběhový šok
► několik minut extrémní teploty může být fatální: poškození mozku
► poškození jater a ledvin může způsobit smrt i po několika dnech po úžehu
► lokální chlazení možná lepší než celkové (vyvolává třes- zvýšení teploty)
Adaptace na horko
Během 1-3 týdnů
► snížení rektální teploty ( za 14 dní) o 18-40%
► t kardiovaskulární výkonnost (zvýšení SV, snížení TF)
► i ztráty NaCI potem a močí (t aldosteron)
► t objem plazmy
► t maximální schopnost pocení (2x)
► Je méně využíván glykogen, více tuk
Adaptovaní se začínají potit na nižší úrovni tělesné teploť
Už trénink v normální teplotě vede ke zvýšení odolnosti proti horku. Ale pobyt v horku bez zátěže podobnou adaptaci nevyvolá
95% adaptace fyziologických funkci
adaptace
dny aklimatizace
8      9     10    11     12     13 14
Průběh adaptace
2- ó.den	pokles TF, zvyšuje se objem plazmy
4.-10.den	pokles rektální teploty pokles Na a Cl v potu a moči
8.-14.den	zvyšuje se rychlost pocení
za 2.-3.ty dny se adaptace na teplo ztrácí
41
40
O
i *
38
37 0
AklmttizovAnv
I
30 60 Čt* 24*2« (rr«n>
90
au
- 180
1 ,ro
160 150 140 130 120
o'
30 60 U* ZĚHte {mni
Trénink a aklimatizace na ■ horko vyvolá souhrnné změny
► Zvýšení aerobní zdatnosti + větší oběhová rezerva
► Snížené energetické nároky na cvičení stejné intenzity, snížený metabolismus glykogenu o 50 - 60% ( více využívány tuky)
► Zvýšené pocení a menší ztráty iontů
► Snížení TF (pokles tonu sympatiku)
► Lepší individuální tolerance zátěže
Kritéria tolerance cvičení v horku:
1. Teplota nepřekročí 39,2°C
2. SF se udrží na 95% SFmax po dobu 3 min
3. Adaptovaný je schopen dokončit závod
Reakce na chlad
► Chlad jako stresor-vyplavení katecholamínů (reakce TKJF),
► Centralizace oběhu ,aktivace osy hypotalamus-nadledvinka,
► aktivace thyreoidních hormonů jako součást metabolické reakce. 'MSL
Hypoglykémie a nevyspaní zvyšuje rychlost podchlazení. Rychlejší nástup svalové únavy s možností úrazu úponů
Mechanizmy udržení teploty jádra
► Ť svalový tonus (t tepelné produkce)
► Vazokonstrikce kožních cév: stimulace sympatického centra v zadním hypothalamu, také téměř všude
► Piloerekce: sympatikus na musculi orrectores, u člověka malý význam, „izolační vrstva vzduchu"
Třesová - klíčový (motorické centrum v hypotalamu^
cm iňncnó vr^čĽi nn+r^nr^nie+i/^Ľx/^h c\/r^11 i
sn,:zená teplota krve a'n« iniiená teplota kúže
t tvorbu tepla 2-3x
při adaptaci se víc třesou svaly u efektivnější ohřívání jádra
edý tuk)
vnitř tě
í letresova termoqeneze
impulsy * informaci se dostávají do hypotalamu který situaci vyhodnotí
v kožních cávách probíhá vazokonstrkce neuniká přilis mnoho tepla do okolního prostředí
kosterní svaly jsou aktivovány, vzniká svalový třes. což zvyšuje metabolismus a teplo
teplota tála se zvyiuje
Větší výdej tepla při svalové práci-nevýhoda v extrémním chladu
Hypothalamus a třes
► v dorzomediální části zadního hypotalamu primární motorické centrum třesu
normálně inhibováno termickým centre
preanino nyporaiamu
► pri chladu aktivováno periferními senzory
zvyšuji tonus
► impulsy nemají rytmus, pouz když přesáhne kritickou hranici - třes
► až 5x vyšší produkce tepla než v klidu
Extrémní chlad
► výrazný stresor - vyplavení katecholaminů
► 20-30 minut v ledové vodě fatální (zástava srdce), teplota těla
25 °C
► pokles pod 34°C nebezpečný - nízká tvorba chemického tepla, spavost, kóma (není třes)
► arteficiální hypotermie: srdeční operace (32°C): buňky vydrží bez kyslíku i 1 hod
Ochrana proti tepelným ztrátám | |
► Omezení tepelného výdeje-vazokonstrikce kůže a neaktivních svalů
► Chovania oděv-schouleníx tělesná aktivita, přiměřený oděv
► Rozdíly v povrchu těla-děti relativně větší povrch -větší
ztráty
► Termogeneze -tresová (včetně svalové aktivity)
netresová (vliv katecholamínů a hnědé tukové tkáně) tres tu nastupuje později
► Adaptace, otužování-prodloužení nástupu tepelných ztrát
Zdravotní rizika PA v chladu
► Hypotermie-hovoríme o ní pokud klesne teplota poc 35°C
Podle závažnosti ji dělíme na:
• mírná(rektální teplota - 32°C)
• strední(rektální teplota- 30°C)
• těžká (rektální teplota- 28°C)
Příznaky: vliv na vodivý systém srdce -prodloužení PQ intervalu, komorové extrasystoly, tachykardie i fibrilace komor, pokles TK, mělké dýchání, poruchy mentálních funkcí
► Diving reflex-náhlé ponorení obličeje nebo těla do chladné vody,apnoe a vagový mechanismus poruchy srdečního rytmu s možnou zástavou srdce.
► Pozátěžový bronchospasmus-vdechováním chladného vzduchu.
► Další príznaky : časté křeče kosterních svalů, pri pohybu v chladu hrozí ruptúry
Adaptace na chlad
► Genetická- australští domorodci, eskymáci, sibir
► Aklimatizace-získaná positivní reakce na komplex podmínek
► Aklimace-získaná reakce posit.na jednu složku
► Habituace(privykání)-zmenšená reakce na chlad
► Typy:
• metabolická - zvýšená tvorba tepla
• izolační - tuková vrstva, vazokonstrikce
• hypotermická - tělesná teplota klesá, organismus se adaptuje na nižší teplotu
Poznámka:
- děti mají v chladu větší tepelné ztráty
- senioři mají zhoršenou vazokonstrikci kůže a omezené vnímání chladu a tepla-hrozí rovněž větší tepelné ztráty_
Otužování
= činnost, jejímž výsledkem je schopnost organis správně a pohotově reagovat na klimatické výkyvy zevního prostředí
► Význam jako prevence nemoci z nachlazení a zvýšení adaptace na chlad-výhody pro kvalitu života
► Běžné otužování - chladnější místnosti, přiměřený oděv, sprchování a mytí studenou vodou, saunování
► Sportovní otužování - plavání v ledové vodě
Extremní výkony v chladu
► Prežití horolezce bez kyslíku 2 dny ve výšce 8.000m pri teplotě v noci až -25°C s príznaky obou forem AHN jen s omrzlinami po jeho snesení a ošetrení
► Ledový muž - Rusko/Sibir/ uběhl maratón v teplotě -16°C za 5 a půl hodiny jen v trenkách s čelenkou a nazouvacími trepkami. To vše bez omrzlín a viditelné újmě na zdraví.
► Tentýž muž podplaval 50m pod ledem ve vodě +4°C jen v plavkách (pod dohledem potápěčů s lékařským zázemím) 4