Suorituskyvyn optimointi kuumassa


Huolellinen valmistautuminen on aina suositeltavaa ennen fyysisesti haastavia suorituksia, mutta valmistautumisen tärkeys korostuu kuumassa ilmanalassa. Kuumudella on merkittävä negatiivinen vaikutus kestävyyssuorituskykyyn, mutta tätä vaikutusta voidaan lieventää lämpösopeutumisella. Lämpösopeutumisesta voikin olla hyötyä monenlaisissa tilanteissa esimerkiksi urheilijoille ja kuntoilijoille, tehtäviään kuumassa suorittaville sotilaille, helteessä työskenteleville työntekijöille, lämpösairauksille alttiille riskiryhmille ja kaikille, jotka tietävät altistuvansa kuumuudelle lähitulevaisuudessa.1

Lämpötasapainoon vaikuttavien tekijöiden ymmärtäminen voi auttaa oman lämpösopeutumisstrategian kehittämisessä. Ympäristön olosuhteilla, kuten ilmankosteudella, ilmavirralla ja lämpösäteilyllä, on merkittävä vaikutus ihmisen lämpötasapainoon: suurempi suhteellinen ilmankosteus heikentää lämmönpoistoa hikoilemalla, ja suuri ympäristön lämpösäteily esimerkiksi auringosta lisää lämmön kertymistä kehoon. Ilman virtaus iholla, johon vaikuttaa sekä tuulen että liikkumisen nopeus, voi joko poistaa lämpöä tai kerryttää sitä riippuen ihon ja virtaavan ilman välisestä lämpötilaerosta. Lisäksi myös yksilöön ja suoritukseen liittyvät tekijät kuten liikunnan kesto ja intensiteetti, päällä oleva vaatetus tai suojavarustus, ikä, kehonpaino ja mittasuhteet, sukupuoli sekä aerobinen kunto vaikuttavat ihmisen lämpötasapainoon.1 Ihmisen lämpötasapainoon vaikuttavien tekijöiden ymmärtäminen on tärkeää kuumalle altistuville, mutta suurta lisäarvoa saadaan siitä, että ymmärretään lämpötasapainon merkitys fyysiselle suorituskyvylle sekä lämpösopeutumisen hyödyt.

Lämpösopeutuminen

Lämpökuormitus voimistaa monia pitkäkestoisen ja intensiivisen liikunnan fysiologisia vasteita. Käytännössä ylimääräinen lämpökuorma näkyy nopeampana uupumisena vakiotehoisessa työssä ja heikentyneenä tehona omatahtisessa työskentelyssä. Nämä kuumuuden negatiiviset vaikutukset suorituskykyyn johtuvat verenkiertoelimistössä, keskushermostossa sekä luurankolihaksissa tapahtuvista muutoksista. Lämpökuorman aiheuttamiin epäedullisiin muutoksiin pystytään kuitenkin vaikuttamaan toistuvan ja pitkäkestoisen kuuma-altistuksen avulla, sillä se synnyttää fysiologisia adaptaatioita, jotka parantavat kuumansietokykyä ja suorituskykyä kuumassa, minkä lisäksi kuumaan sopeutuminen pienentää lämpösairauksien riskiä.1

Lämpösopeutuminen alkaa nopeasti altistuksen alkamisen yhteydessä, ja merkittäviä hyötyjä, kuten alhaisempi syketaajuus levossa ja submaksimaalisessa kuormituksessa sekä alhaisempi ydinlämpötila, voidaan saada jo ensimmäisen altistusviikon aikana. Niiden, jotka haluavat kuitenkin maksimoida sopeutumisesta saatavilla olevat hyödyt, tulee kuitenkin pyrkiä vähintään 10—14 päivää kestävään päivittäiseen altistukseen, koska osa adaptaatioista, kuten hikoilun lisääntyminen, vaatii pidemmän sopeutumisajan.1 Tarvittaessa sopeutumisjakson aikana voi olla yksittäisiä ei-peräkkäisiä päiviä, jolloin lämpöaltistusta ei ole. Jos näitä päiviä on kuitenkin useita, enemmän kuin 1—3, pidentää tämä puolestaan sopeutumisjakson kestoa.3

Lämpösopeutuminen alentaa ydin- ja ihon lämpötilaa, tehostaa hikoilua, alentaa hikoilun alkamiskynnystä ja laimentaa hien elektrolyyttipitoisuutta, lisää plasman tilavuutta ja alentaa syketaajuutta submaksimaalisessa kuormituksessa ja levossa. Suuri osa saatavilla olevista adaptaatioista saavutetaan ensimmäisen altistusviikon aikana, mutta täysi sopeutuminen vaatii yleensä noin kaksi viikkoa päivittäistä altistusta.
Lajista ja yksilön ominaisuuksista riippuen fyysinen suorituskyky voi laskea 0—40 %, jos kuumaan ei ole sopeuduttu. Lämpösopeutumisella voidaan vaikuttaa erityisesti submaksimaaliseen ja maksimaaliseen aerobiseen suorituskykyyn. Lyhyissä suorituksissa, joissa nopeus-, taito- ja voimaominaisuudet ovat suuremmassa roolissa, sopeutumisen vaikutukset eivät ole yhtä merkittäviä. Lämpöviihtyvyydellä voi kuitenkin joissain tapauksissa olla vaikutusta myös lyhyissä suorituksissa.
Kun lämmöntuotto ja lämpökuorma ympäristöstä ylittävät lämmönpoistokyvyn, nousee kehon ydinlämpötila yhdessä lämpösairauksien riskin kanssa. Lämpösairauksien vakavuus vaihtelee lievistä lämpökrampeista hengenvaarallisiin lämpöhalvauksen oireisiin. Lämpösairauksien riskiä voidaan vähentää lämpösopeutumisella

Lämpösopeutumisen menetelmät

On useita erilaisia tapoja toteuttaa lämpösopeutumista. Sopeutuminen voidaan tehdä joko luonnollisesti kuumassa ympäristössä (akklimatisaatio) tai simuloidussa ympäristössä (akklimaatio) adaptaatioiden aikaansaamiseksi. Vaikka pohjimmiltaan näiden toteutustapojen välillä on selkeä ero, eivät ne juurikaan eroa saatavilla olevien adaptaatioiden suhteen vaan tuottavat samankaltaisia hyötyjä suorituskyvylle, terveydelle ja lämpöviihtyvyydelle. Lämpökuormaa voidaan tuottaa joko aktiivisesti tai passiivisesti. Aktiivisilla menetelmillä lämpökuormaa lisätään sekä ympäristön lämpökuorman että elimistön liikunnan aikana tuottaman lämmön avulla. Passiivissa menetelmissä lämpökuorma tuotetaan suurimmilta osin vain korkealla ympäristön lämpötilalla.1 Jos ympäristön lämpötila ei ole riittävä lämpökuorman aikaansaamiseksi, voidaan käyttää myös ylimääräisiä vaatekerrastoja kehon lämpötilan nostamiseksi.5

Aktiiviset menetelmät yhdistävät liikunnan ja ympäristön korkean lämpötilan, jolla saadaan aikaan riittävän suuri lämpöimpulssi adaptaatioiden syntymiseksi. Kuumassa liikkuessa liikunnan intensiteetin säätäminen on tärkeää lämpösairauksien ehkäisemiseksi. Tutkijat, valmentajat, urheilijat ja sotilaat ovat käyttäneet omatahtista harjoittelua, vakiotehoista harjoittelua, kontrolloidun syketaajuuden harjoittelua sekä kontrolloidun hypertermian harjoittelua liikunnan intensiteetin säätämiseksi. Menetelmillä on omat hyvät ja huonot puolensa, mutta tärkeäintä on kuitenkin riittävän lämpöimpulssin aikaansaaminen ilman lämpösairauksien syntymistä. Koska lämpösopeutuminen parantaa suorituskykyä kuumassa, tulee lämpökuormaa säätää sopeutumisen edetessä joko liikunnan intensiteettiä tai pituutta lisäämällä tai ympäristön lämpötilaa nostamalla, jotta voidaan varmistua riittävän lämpöimpulssin saamisesta myös sopeutumisen loppuvaiheilla.4 Liikunnan intensiteetin säätäminen syketaajuuden tai ydinlämpötilan mukaan mahdollistaa objektiivisen lämpökuorman hienosäädön, kun taas ympäristön lämpötilan nostaminen mahdollistaa lämpökuorman säätämisen ilman muutoksia liikunnan intensiteetissä tai pituudessa. Joustavuutta sopeutumisen toteuttamiseen saadaan, kun käytetään useita menetelmiä rinnakkain harjoituksen tavoitteiden mukaisesti.3 On joka tapauksessa tärkeää, että sopeutuminen aloitetaan maltillisesti alhaisella intensiteetillä ja lyhyillä harjoituksilla, sillä lämpösairauksien riski on kaikkein suurin sopeutumisen alussa. Ensimmäisten päivien jälkeen voidaan lämpökuormaa tai liikunnan intensiteettiä nostaa, kun sopeutuminen kuumaan on alkanut. Liikunnan intensiteetin nostaminen lisää myös yleensä harjoittelun lajinmukaisuutta, minkä tärkeys korostuu, jos parasta mahdollista suorituskykyä tavoitellaan sopeutumisjakson päätteeksi.3

Varaa lämpösopeutumiselle vähintään 14 päivää, mutta lyhytkin sopeutumisjakso on parempi kuin ei mitään. Käytä lisävaatekerrastoja, jos kuumaa ympäristöä ei ole saatavilla. Nauti riittävästi nesteitä optimaalisen tuloksen saamiseksi, sillä pitkittynyt nestevaje voi haitata adaptaatioiden syntymistä. Vähäistä liikunnan aikaista dehydraatiota ei tarvitse täysin välttää, ja se voi osaltaan tehostaa adaptaatioiden syntymistä, mutta palauta nestetasapaino juomalla riittävästi harjoituksen jälkeen.
Aktiiviset menetelmät yhdistävät liikunnan ja ympäristön lämpökuorman adaptaatioiden tuottamiseksi, ja ne voivat tuottaa lajinmukaisempia adaptaatioita. Käytä lämpötilaa, joka vastaa tai ylittää kuumimman odotetun lämpötilan, johon valmistaudut. Korkean intensiteetin harjoittelu tulisi tehdä heti altistuskerran alussa tai kokonaan omana harjoituksenaan viileämmässä ympäristössä harjoituksen laadun maksimoimiseksi.
Passiiviset menetelmät ovat käytännöllisiä, kun aktiivisten menetelmien toteuttaminen on haastavaa. Niitä voidaan käyttää myös tärkeiden harjoitusten laadun säilyttämiseksi.
Omatahtista harjoittelua voi helposti toteuttaa sekä ulko- että sisätiloissa. Teho vaihtelee, mutta pyri 60—90 minuutin kestoon 30—40 °C lämpötilassa.
Harjoittelu tehdään pyöräillen, soutaen, juosten tai muilla keinoin, jolla voidaan ylläpitää tasaista tehoa. Maastonvaihtelut voivat tehdä vakiotehoisesta harjoittelusta haastavaa luonnollisessa ympäristössä. Harjoituksen kesto 60—90 minuuttia 30—40 °C lämpötilassa.
Liiku kunnes syketaajuuden tavoite on saavutettu (esim. 65 % maksimista). Säädä liikunnan intensiteettiä syketaajuuden säilyttämiseksi. Harjoituksen kesto 60—90 minuuttia 30—40 °C lämpötilassa.
Liiku kunnes ydinlämpötilan tavoite saavutetaan (esim. 38.5°C). Säädä liikunnan intensiteettiä ydinlämpötilan säilyttämiseksi. Harjoituksen kesto 60—90 minuuttia 30—40 °C lämpötilassa.
Nosta ihon lämpötilaa ja ydinlämpötilaa saunomalla tai kylpemällä lämpimässä vedessä. 40°C vesi tai 70—90°C sauna tuottavat riittävän lämpökuorman. Altistusaika noin 30—60 minuuttia (kylpy) tai 20—30 minuuttia (sauna).
Nosta ihon lämpötilaa ja ydinlämpötilaa liikunnan jälkeen saunomalla tai kylpemällä lämpimässä vedessä. 40°C vesi tai 70—90°C sauna tuottavat riittävän lämpökuorman. Altistusaika noin 20—40 minuuttia (kylpy) tai 20—30 minuuttia (sauna).

Sopeutumisvasteiden katoaminen ja uudelleen sopeutuminen

Monet syyt voivat estää päivittäisen lämpöaltistuksen esimerkiksi urheilijan kisaviimeistelyn aikana, jolloin lämpösopeutuminen on heikkoa. Tällöin voi tulla kyseeseen sopeutumisen suorittaminen etukäteen ennen kisaviimeistelyn alkamista. Käytännön järjestelyt, harjoittelun rakenne ja henkilökohtaiset mieltymykset määrittävät sen, miten lämpösopeutuminen pitäisi yksilötasolla toteuttaa. Kun lämpösopeutuminen on tehty muutamaa viikkoa aikaisemmin, voidaan lyhyellä, muutamien päivien uudelleen sopeutumisjaksolla saada aikaan täyden lämpösopeutumisen adaptaatiot.4 Toisaalta on myös mahdollista ylläpitää lämpösopeutumisen hyötyjä jaksottaisella altistuksella, jossa viikoittain tehdään 1—2 lämpöaltistusta. Tämä ei kuitenkaan ylläpidä sopeutumista täydellisesti, vaan adaptaatiot vähitellen heikkenevät päivittäisen altistuksen loputtua.7 Jos käytetään useampia viikoittaisia altistuksia kisaviimeistelyn aikana, on suositeltavaa tehdä ainakin osa altistuksista passiivisilla menetelmillä harjoittelun laadun ylläpitämiseksi.3 Kuten harjoitusvasteet yleensä, myös sopeutumisvasteet häviävät, kun lämpöaltistus loppuu. Vasteiden heikkenemisessä on yksilökohtaista vaihtelua, mutta tutkimuskirjallisuus osoittaa, että kahden viikon kuluttua altistuksen loppumisesta menetetään keskimäärin 35 % syketaajuuden, 30 % hikoilun määrän ja 6 % ydinlämpötilan adaptaatioista.4

Sopeutumisen voi tehdä täysin ennen matkustamista kuumaan ympäristöön käyttäen simuloitua ympäristöä, kuten kuumahuoneita, saunaa ja kuumia kylpyjä, jolloin kuumasuorituskyky on hyvä heti paikan päälle saapuessa.
Järjestelyjen niin salliessa, voidaan sopeutuminen tehdä varsinaisella kisa- tai muulla toimintapaikalla luonnollisessa ympäristössä.
Osa sopeutumisesta voidaan tehdä ennen matkustamista simuloituja ympäristöjä hyödyntäen, ja osa paikan päällä luonnollisessa ympäristössä.
Varsinainen sopeutuminen voidaan tehdä hyvissä ajoin edeltävinä viikkoina, ja adaptaatioita voidaan ylläpitää jaksottaisella altistuksella. Mahdollisesti lyhyt uudelleen sopeutumisjakso tulee kyseeseen, jos ylläpitovaihe on pitkä.

Esimerkkejä erilaisista sopeutumisjaksoista. Mukailtu Racinais ym. 2019.

Lämpösopeutuminen on tärkeää urheilijoille, harrastajille, sotilaille, työntekijöille ja riskiryhmille, jotka haluavat maksimoida suorituskyvyn ja turvallisuuden kuumassa. Lämpösopeutumiseen voi käyttää monenlaisia menetelmiä ja sopeutumisjakson rakentaminen tehdään aina yksilön tarpeiden ja mieltymysten sekä käytännön rajoitteiden mukaan. On tärkeää tiedostaa, koska parasta suorituskykyä kuumassa tarvitaan oikea-aikaisen sopeutumisen suorittamiseksi, ja harkita, tarvitaanko uudelleen sopeutumista tai jaksottaista altistusta. EP2 FINLAND -ohjelman myötä saatavilla on asiantuntevaa apua lämpösopeutumisen suunnitteluun ja toteutukseen, ja näiden saatavilla olevien resurssien käyttäminen voi tasoittaa edessä olevaa tietä kohti parempaa suorituskykyä.


Lähteet:

1. Périard, J., Eijsvogels, T., Daanen, H. 2021. Exercise Under Heat Stress: Thermoregulation, Hydration, Performance Implications, and Mitigation Strategies. Physiological Reviews 101, 1873—1979.
2. de Korte, J.Q., Bongers, C.C.W.G., Hopman, M.T.E., & Eijsvogels, T. M. H. 2021. Exercise Performance and Thermoregulatory Responses of Elite Athletes Exercising in the Heat: Outcomes of the Thermo Tokyo Study. Sports Medicine 51, 2423–2436. https://doi.org/10.1007/s40279-021-01530-w
3. Pryor, J., Johnson, E., Roberts, W., & Pryor, R. 2019. Application of evidence-based recommendations for heat acclimation: Individual and team sport perspectives. Temperature 6 (1), 37—49.
4. Daanen, H., Racinais, S., & Périard, J. 2017. Heat Acclimation Decay and Re-Induction: A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports Medicine 48, 409—430.
5. Lundby, C., Svendsen, I., Urianstad, T., Hansen, J., & Rønnestad, B. 2021. Training Wearing Thermal Clothing and Training in Hot Ambient Conditions Are Equally Effective Methods of Heat Acclimation. Journal of Science and Medicine in Sport 24, 763—767.
6. Racinais, S., Périard, J.D., Alonso, J.M., Adami, P.E., & Bermon, S. 2019. Beat the Heat. IAAF World Athletics Championships Doha 2019 and the Tokyo 2020 Olympics.
7. Pryor, J.L., Pryor, R., Casa, D., Armstrong, L., Distefano, L., Anderson, J., Li, X., & Maresh, C. 2017. Effectiveness of an Intermittent Exercise-Heat Exposure Protocol to Sustain Heat Acclimation Adaptations. British Journal of Sports Medicine 51 (4). 375.2-375. 10.1136/bjsports-2016-097372.232.


Kirjoittajat:

Jere Borgenström, LitM;
Juha Peltonen, LitT, dosentti
Christina Kuorelahti, LitT
Dominique Gagnon, LitT, Adjunct Professor