Minttu Hukka Blogi: Kuumaan tottuminen urheilusuorituksen parantamiseksi

Vuosi 2023 oli maailmanhistorian lämpimin vuosi (1). Ilmaston lämpeneminen viimeisten 30 vuoden aikana on ollut paljon nopeampaa kuin pitkän aikavälin trendi: joissakin paikoissa keskilämpötila on noussut yli 0,55 astetta vuosikymmenessä (1). Vaikka suuria väestöjä elää lähes kaikissa vuosikeskilämpötiloissa (2), on esitetty, että ihmisten väestötiheydet saattavat olla keskimäärin korkeampia lauhkealla vyöhykkeellä (3).

Yleinen trendi näyttää olevan, että suuria urheilumestaruuskilpailuja järjestetään paitsi vuoden lämpimimpien kuukausien aikana, myös yhä lämpimämmissä ja kosteammissa olosuhteissa: esimerkiksi viimeisimmät kesäolympialaiset Tokiossa (keskimääräinen päivittäinen korkein lämpötila 30 °C), 2016 kesäolympialaiset Rio de Janeirossa (keskimääräinen päivittäinen korkein lämpötila 26 °C); yleisurheilun maailmanmestaruuskilpailut Dohassa (2019; 37 °C) ja Eugenessa (2022; 30 °C); Ironmanin maailmanmestaruuskilpailut Kailua-Konassa (30 °C) ja FIFAn maailmanmestaruuskilpailut Brasiliassa (2014; yli 32 °C stadionin sisällä); ja Qatarissa (2022), jossa pelien siirtämisestä marras-joulukuuhun huolimatta lämpötila oli edelleen 30 °C ja kosteus 60 % (4,5,6). Tämä aiheuttaa valtavan terveysriskin ja voi olla erityisen ongelmallista monille lauhkeista tai kohtalaisista olosuhteista tuleville urheilijoille, jotka kilpailevat näissä kisoissa, koska he eivät ole luonnostaan sopeutuneet. Maailman yleisurheiluliiton puheenjohtaja Sebastian Coe ilmaisi huolensa ja ehdotti mahdollisia muutoksia kesäkuukausina pidettävien mestaruuskilpailujen tyypilliseen aikatauluun (7). On kuitenkin syytä huomata, että ympäristön lämpörasitus voi olla yleistä suhteellisen lauhkeissa olosuhteissa ja niissä, jotka henkilö on aiemmin sietänyt (8). Rasituksen aiheuttama lämpöhalvaus aiheuttaa pitkäaikaisia terveysriskejä, ja sen uusiutumisaste on 10–30 % (8).

Mitä on lämpöakklimaatioharjoittelu ja mitä se tekee?

Lämpöakklimaatioharjoittelu (HAT) on tarkoituksellista altistumista kuumuudelle harjoituksen aikana, yleensä sisätiloissa ilman ilmastointia/ilmankiertoa kehon jäähdyttämiseksi ja/tai ylimääräisillä vaatekerroksilla; tavoitteena parantaa kehon sietokykyä kuumuudelle ja ehkäistä siitä johtuvaa urheilusuorituksen heikkenemistä (9). Se on erityisen hyödyllistä urheilijoille, jotka asuvat kylmissä tai kohtalaisissa ilmastoissa ja valmistautuvat lämpimämpien ilmastojen tapahtumiin. Lämpöakklimaatiota ja -aklimatisoitumista käytetään usein toistensa synonyymeinä puhuttaessa lämpösopeutumisesta, vaikka niiden merkitykset eroavat hieman: lämpöaklimatisoituminen tarkoittaa luonnostaan indusoitua (esim. kausiluonteista) lämpösopeutumista, kun taas lämpöakklimaatio on keinotekoista lämpösopeutumista ja seuraavaa fysiologista sopeutumista toistuvien ydin- ja/tai ihon lämpötilannousujen seurauksena (10). Tämän blogikirjoituksen tarkoituksena näitä termejä käytetään vaihtokelpoisesti viittaamaan kehon sopeutumiseen kuumuuteen.

HAT parantaa lämpömukavuutta ja fysiologista rasitusta sekä parantaa aerobista suorituskykyä kuumuudessa. HAT vähentää myös vakavan lämpösairauden riskiä kuumuudelle altistumisen aikana. Lämpöakklimatisoitumiseen liittyviä biologisia sopeutumisia ovat integroidut lämmönsäätelyn, sydän- ja verisuoniston, neste- ja elektrolyyttitasapainon, metabolian ja molekyylitason vasteet. Näiden sopeutumisten suuruus riippuu suuresti kuumuudelle altistumisen intensiteetistä, kestosta, tiheydestä ja kokonaismäärästä (10-13).

Sopeutuminen kuumuuteen tapahtuu toistuvien harjoitus-lämpöaltistusten jälkeen, kun ne ovat riittävän stressaavia aiheuttamaan voimakasta hikoilua ja kohonneen koko kehon lämpötilan. Tämä vaatii tyypillisesti vähintään 1-2 viikkoa noin 90 minuutin päivittäistä altistumista kuumuudelle (9,11). Suurin osa olemassa olevassa kirjallisuudessa löydetyistä lämpöakklimaatiomenettelyistä kehitettiin ammatti-/sotilasympäristöihin eikä kilpaurheilijoille (12). Siksi nämä protokollat eivät välttämättä sovellu kilpaurheilijoille, jotka ovat paremmassa kunnossa ja osallistuvat tehtäviin, jotka vaativat suurempaa metabolista intensiteettiä (9). Harjoituksen intensiteettiä ja kestoa tai vain lämpöaltistuksen pituutta tulisi asteittain lisätä jokaisena lämpöakklimaatioprosessin päivänä (2). CORE-kehonlämpötila-anturi on laite, joka voi auttaa urheilijoita menestymään paremmin lämpöakklimaatioprosessissaan sekä harjoittelemaan oikealla intensiteetillä ja ylläpitämään haluttua tehoa harjoituksen tai kilpailun aikana kuumissa ilmastoissa. Lämpöharjoitteluvyöhyke on optimaalinen kehonlämpötila-alue lämpöharjoitteluun. Tämä voidaan määrittää lämpökokeella – lisätietoja löytyy COREn verkkosivustolta (6). Tyypillisesti lämpöharjoituksen tulisi koostua 45-60 minuutista lämpöharjoitteluvyöhykkeellä, kokonaisaktiivisuuden keston ollessa 90 minuuttia, aluksi 6-7 kertaa viikossa (6). On normaalia, että teho/nopeus on pienempi tietyllä rasitustasolla kuumuudessa harjoiteltaessa, ja rasitusta tulisi säädellä lämpöharjoitteluvyöhykkeen mukaan (6). On syytä huomata, että enemmän ei ole parempi, eikä optimaalisen lämpöharjoitteluvyöhykkeen ylittäminen tuota suurempia etuja. Suorituskyvyn optimoimiseksi harjoitus-lämpöärsykkeen tulisi mahdollisimman tarkasti jäljitellä odotettuja olosuhteita ja kilpailun vaatimuksia (9). Lämpöakklimaatio on spesifistä ilmaston lämpörasitukselle (kuiva vs. kostea) ja fyysisille harjoitusintensiteeteille altistumisen aikana (9,13).

Lämpöakklimaatio ja siitä seuraavat sopeutumiset

Lepääminen kuumissa olosuhteissa (esim. sauna) tai harjoittelu lauhkeassa ympäristössä mahdollistavat joitakin (rajallisia) sopeutumisia. Sauna tai poreallas voi olla hyödyllinen nostamaan kehon ydinlämpötilaa tai ylläpitämään kehon ydinlämpötilaa lämpöharjoituksen jälkeen hitaampaa jäähtymistä varten (9). On esitetty, että kohonneen kehon ydinlämpötilan ylläpitäminen heti lämpöharjoituksen jälkeen voi auttaa pidentämään lämmön fysiologisia vaikutuksia säästäen samalla fyysistä ponnistelua (14), ja positiivisia vaikutuksia harjoitteluun ja hematologisiin arvoihin on havaittu jopa silloin, kun normaaleja (ei-HAT) harjoituksia seuraa sauna (15). Yleisesti ottaen on suositeltavaa välttää nopeaa jäähtymistä HAT-sessioiden jälkeen, koska se voi haitata sopeutumisprosessia (14).Tutkimukset viittaavat siihen, että lämpöharjoittelu ei ainoastaan paranna suorituskykyä kuumissa/kosteissa olosuhteissa, vaan voi olla hyödyllistä myös suorituskyvylle lauhkeissa olosuhteissa (16,17,18). Yksi pääsyy voi olla lisääntyneet plasma- ja siten verimäärät, mikä mahdollistaa tehostetun hapen toimituksen sekä parantuneet kehon jäähdytysmekanismit.

Suurin osa sopeutumisesta saavutetaan HAT-prosessin ensimmäisen viikon aikana (19,20). Syke (HR) kehittyy nopeimmin ja saavutetaan tyypillisesti 4–5 päivässä, ja se on valmis ensimmäisen viikon jälkeen (19,20). Lämpösäätelyedut saavutetaan yleensä 10–14 päivän lämpöaltistuksen jälkeen, ja pieniä lisäetuja voi esiintyä sen jälkeen (20). Sopeutumiset katoavat vähitellen, ellei niitä ylläpidetä toistuvalla harjoitus-lämpöaltistuksella (9,19). Edut säilyvät noin viikon ajan, ja noin 75 % menetetään kolmen viikon kuluttua, jos altistuminen lopetetaan (11). Uudelleenakklimatisoituminen tapahtuu kuitenkin nopeammin kuin alkuperäinen akklimaatio (21), ja muutama päivä viileämmässä ilmastossa ei häiritse akklimaatioprosessia (9). Kun akklimatisoitumisprosessi on valmis, 2–3 päivän välein toistuva altistuminen riittää ylläpitämään sopeutumiset (12,13). Aerobisesti hyväkuntoiset urheilijat pystyvät tyypillisesti sopeutumaan nopeammin (50 %), ja edut kestävät pidempään (19,22). Lämpöakklimatisoitumisen tärkeimpiä merkkejä ovat matalampi syke ja kehon ydinlämpötila sekä korkeampi hikoilunopeus kuumuudessa harjoiteltaessa (10,20,23). Matalammat ihon lämpötilat ja hikoilun aikaisempi alkaminen matalammissa kehon lämpötiloissa ovat myös merkkejä lämpöakklimatisoitumisesta (9). Aikaisempi ja voimakkaampi hikoilu parantaa haihdutusjäähdytystä ja vähentää kehon lämmön varastoitumista ja ihon lämpötilaa. Lämpöakklimatisoituminen lisää myös kokonaiskehon vettä ja verimäärää sekä natriumin säilyttämistä hikirauhasissa (11).

Taulukko 1. Joitakin lämpöakklimaation jälkeisiä tuloksia ja sopeutumisia. Mukailtu Sawkalta et al. (11).

Koska lämpöharjoittelu lisää hikoilua, urheilijoiden tulisi varmistaa riittävä natriumin saanti, etenkin lämpöön tottumisprosessin alussa, sillä suolavaje voi johtaa nestehukkaan runsaasta nesteiden nauttimisesta huolimatta. Älä luota pelkästään janon tunteeseen: vaikka se paranee lämpöön tottumisen jälkeen, juot todennäköisesti silti liian vähän prosessin aikana (9). Muista, että yksilöllisiä eroja on hien kokonaismäärässä ja sisällössä, ja nesteytyssuunnitelma tulisi räätälöidä vastaamaan näitä yksilöllisiä tarpeita. Nestehukka heikentää urheilullista suorituskykyä (lue: Nesteytyksen perusteet). Helppo tapa arvioida hien määrää ja sisältöä on mitata painosi ennen ja jälkeen harjoituksen ja tarkistaa vaatteista näkyvät suolakerrokset. Jos näet suolakerroksia treenivaatteissasi, todennäköisesti hyödyt lisäelektrolyyteistä; tarkempi menetelmä on käyttää Nix Hydration Biosensoria hien sisällön määrittämiseen ja henkilökohtaisten suositusten saamiseen juomisen ajankohdasta ja määrästä.

References:

1. Lindsley, R. and Dahlman, L. (2024, Jan 18). Climate Change: Global Temperature. Climate.gov. https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-global-temperature
2. Klinger BA, Ryan SJ (2022) Population distribution within the human climate niche. PLOS Climate 1(11): e0000086.
3. Xu C, Kohler TA, Lenton TM, Svenning J-C, Scheffer M. Future of the human climate niche, Proc Nat Acad Sci. 2020;117: 11350–11355. pmid:32366654 
4. WeatherSpark. https://weatherspark.com/
5. N.p. (2014, Jun 29). World Cup 2014: Heat forces first cooling breaks in Brazil. BBC. https://www.bbc.com/sport/football/28075216
6. Sanderson, K. (2022, Nov 18). How will World Cup footballers cope in Qatar heat? Nature. https://www.nature.com/articles/d41586-022-03771-9
7. Elton, C. (2023, Feb 17). World’s biggest sports events may have to be held in cooler months due to global warming. Euronews. https://www.euronews.com/green/2023/02/17/worlds-biggest-sports-events-may-have-to-be-held-in-cooler-months-due-to-global-warming
8. Kenney, L. (2022) Exertional Heat Stroke: Updates and Controversies. [PowerPoint slides 6-9].  IRONMAN World Championships Medical Symposium. 
9. Hough, P. (n.d.). Heat Acclimation Training. St. Mary’s University Sport and Exercise Physiology Blogs. https://www.stmarys.ac.uk/blog/physiology/heat-acclimation-training.aspx
10. Taylor N. A. (2014). Human heat adaptation. Comprehensive Physiology, 4(1), 325–365. 
11. Sawka, M.N., Périard, J.D., and Racinais, S. (2016). Heat Acclimatization to Improve Athletic Performance in Warm-Hot Environments. Gatorade Sports Science Institute. https://www.gssiweb.org/sports-science-exchange/article/sse-153-heat-acclimatization-to-improve-athletic-performance-in-warm-hot-environments
12. Périard, J.D., S. Racinais, and M.N. Sawka (2015). Adaptation and mechanisms of human heat acclimation. Scand. J. Med. Sci. Sports. 25:S20-S38.
13. Sawka, M.N., S.N. Cheuvront, and M.A. Kolka (2003). Human adaptations to heat stress. In: H. Nose, G.W. Mack and K. Imaizumi (eds.) Exercise, Nutrition and Environmental Stress, Traverse City, MI: Cooper Publishing, 3:129-153.
14. Heat Training for Sporting Performance (n.d.). CORE. https://corebodytemp.com/pages/heat-training-for-sporting-performance
15. Stanley, J., Halliday, A., D’Auria, S. et al. (2015). Effect of sauna-based heat acclimation on plasma volume and heart rate variability. Eur J Appl Physiol 115, 785–794 (2015). https://doi.org/10.1007/s00421-014-3060-1
16. Kirby, N. V., Lucas, S. J. E., Armstrong, O. J., Weaver, S. R., & Lucas, R. A. I. (2021). Intermittent post-exercise sauna bathing improves markers of exercise capacity in hot and temperate conditions in trained middle-distance runners. Eur J Appl Physiol 121(2), 621–635. 
17. Scoon, G. S., Hopkins, W. G., Mayhew, S., & Cotter, J. D. (2007). Effect of post-exercise sauna bathing on the endurance performance of competitive male runners. Journal of science and medicine in sport, 10(4), 259–262. 
18. Minson, C. T., & Cotter, J. D. (2016). CrossTalk proposal: Heat acclimatization does improve performance in a cool condition. The Journal of physiology, 594(2), 241–243.
19. Pandolf, K.B. (1998). Time course of heat acclimation and decay. Int. J. Sports Med. 19:S157-S160.
20. Sawka, M.N., C.B. Wenger, and K.B. Pandolf (1996). Thermoregulatory responses to acute exercise-heat stress and heat acclimation. In: M.J. Fregly and C.M. Blatteis (eds) Handbook of Physiology, Section 4, Environmental Physiology. Oxford University Press, New York, Section 4, pp. 157-185.
21. Weller, A., Linnane, D., Jonkman, A., & Daanen, H. (2007)  Quantification of the Decay and Re-induction of Heat Acclimation in Dry-Heat following 12 and 26 days without Exposure to Heat Stress. European Journal of Applied Physiology, 102, 57-66.
22. Armstrong, L.E., and K.B. Pandolf (1988). Physical training, cardiorespiratory physical fitness and exercise-heat tolerance. In K.B. Pandolf, M.N. Sawka and R.R. Gonzalez (eds.) Human Performance Physiology and Environmental Medicine at Terrestrial Extremes. Benchmark Press, Indianapolis, IN, pp. 199-226.
23. Sawka, M.N., L.R. Leon, S.J. Montain, and L.A. Sonna (2011). Integrated physiological mechanisms of exercise performance, adaptation, and maladaptation to heat stress. Compr. Physiol. 1:1883-1928.

--

Minttu Hukka is a professional triathlete and an exercise physiologist, with experience in wearable technology research. Minttu currently works at Huawei Technologies Finland as a human performance laboratory specialist, while pursuing her professional triathlon career.

Looking for guidance on planning heat acclimation for your key race or how to leverage sports technology for heat training? Our exercise physiologists are ready to assist. Book a free session with our expert for personalized advice on heat acclimation. Schedule your session here and now! :-)