אימונים בסביבות חמות או קרות מציבים אתגר למנגנונים שמווסתים את טמפרטורת הגוף. טמפרטורת הגוף שלנו היא פחות או יותר קבועה, עם שינויים של כמעלה לכל היותר מעלה או מטה. המצבים בהם הטמפרטורה חורגת מערכים אלה הם מחלה (חום), סביבה עם טמפרטורה חמה או קרה באופן קיצוני או במהלך אימון קשה וממושך (גם ללא טמפרטורות מאוד קיצוניות). במאמר זה נדון במנגנונים השונים שמאפשרים לגוף לשמור על טמפרטורה יחסית קבועה במהלך האימון, על הנזקים שיכולים להיגרם מאימונים בסביבות קיצוניות מבחינת טמפרטורה ועל דרכים להימנע מנזקים אלה.

טמפרטורת הגוף משקפת את האיזון בין החום שאנו יוצרים לבין החום שאנו מאבדים. כאשר איזון זה מופרע, הטמפרטורה משתנה. הגוף שלנו מייצר אנרגיה בתהליכים מטבוליים. למעשה, רק חלק קטן (בד"כ פחות מ25%) מהאנרגיה שהגוף יוצר משמשת לתפקודים פיזיולוגיים (למשל, התכווצות שריר). שאר האנרגיה משוחררת בצורה של חום. אם כמות החום שאנו מייצרים גדולה מכמות החום שאנו פולטים, טמפרטורת הגוף תעלה ולהיפך. במהלך פעילות גופנית, ייצור החום בגוף גובר ולכן עלינו לפלוט כמות גדולה יותר של חום על מנת לשמור על טמפרטורת הגוף.

קיימות מספר דרכים בהן מתקיימת החלפת חום בין הגוף לבין הסביבה. מעבר של חום בין שני חומרים מוצקים באמצעות מגע ישיר נקרא "הולכה" – מנגנון זה אינו חשוב במיוחד במהלך פעילות גופנית כיוון שאין מגע רב עם גופים מוצקים. "הסעה" היא מעבר של חום ממקום אחד לאחר על ידי תנועה של גז או נוזל על פני המשטח החם – במקרה שלנו, האויר שנע סביבנו יכול לקבל חום מהגוף ויכולת זו גוברת ככל שתנועתו מהירה יותר. "הקרנה" היא פליטת חום בצורת של קרינת אינפרה-אדום. שלושת המנגנונים שצוינו תלויים בטמפרטורה – כאשר הסביבה חמה יותר מהגוף, הגוף יקלוט חום וכאשר הגוף חם יותר מהסביבה, הוא יפלוט חום. בידוד מונע את יכולתם של מנגנונים אלו להעביר חום. אידוי הוא מנגנון שבו ניתן לאבד חום בלבד – אנו מזיעים וכאשר הזיעה מתאדה מהגוף, אנו מאבדים חום. זהו המנגנון העיקרי שבו אנו מאבדים חום במהלך פעילות גופנית. חשוב לזכור שעל מנת לאבד חום, על הזיעה להתאבד – אם הזיעה מטפטפת מהגוף או נספגת בבגדים, היא לא עוזרת לאבד חום. ככל שהסביבה לחה יותר, יכולת האידוי פוחתת, כיוון שהאוויר מכיל כבר כמות רבה של אדי מים ויכולתו לקבל אדי מים נוספים פחותה. זו הסיבה שאנו "מזיעים יותר" כשאחוזי הלחות גבוהים – הזיעה מתאדה פחות מהגוף, בניגוד למצב שבו אחוזי הלחות נמוכים ולכן אנו חשים בה יותר.

האדם מסוגל לעמוד בטמפרטורת גוף פנימית (נמדדת על ידי חום רקטלי) שחורגת מ35-41 מעלות רק לפרקי זמן קצרים. טמפ' הגוף שלנו במנוחה עומדת על כ37 מעלות. עליה קלה בטמפ' יכולה לגרום לעליה ביעילות של השרירים, אך עליה משמעותית יכולה להשפיע בצורה שלילית על מערכת העצבים ולהפחית את המאמץ כדי להפחית את ייצור החום. ישנם מספר מנגנונים פיזיולוגים שמטרתם לשמור על טמפרטורת הגוף בטווחים אלו.

להיפותלמוס (איזור במח) יש תפקיד מרכזי בויסות טמפרטורת הגוף. חיישני טמפרטורה מזהים שינויים בטמפרטורת הגוף ומעבירים את המידע לאזור בהיפותלמוס שמשמש כתרמוסטט. בתגובה, ההיפותלמוס מפעיל מנגנונים שמעלים או מורידים את טמפ' הגוף כדי לשמור על טמפ' גוף קבועה. חיישני הטמפרטורה נמצאים במקומות רבים, בעיקר בעור ובמערכת העצבים המרכזית (מח וחוט השדרה). החיישנים שממוקמים בעור משמשים לאזהרה מוקדמת, כיוון שטמפרטורת העור משתנה במהירות רבה יותר בהשוואה לטמפרטורה הפנימית כתוצאה מהשינויים בטמפרטורת הסביבה. החיישנים שנמצאים במערכת העצבים המרכזית רגישים הרבה יותר ומגיבים לשינויים קטנים בטמפרטורת הדם.

כיצד ההיפותלמוס משפיע על טמפרטורת הגוף? ישנן מספר מערכות שעליהן ההיפותלמוס משפיע. האחת, היא כלי הדם בעור – ההיפותלמוס שולח הוראה דרך מערכת העצבים הסימפתטית לכלי הדם על מנת לכווץ אותם וכך למנוע איבוד חום. כאשר יש צורך באיבוד חום, ישנה הרחבה של כלי הדם. השינויים בכלי הדם הם מהירים ומשמשים לוויסות המיידי של טמפ' הגוף.

כאשר טמפ' העור או הטמפ' הפנימית עולות בצורה משמעותית יותר, ההיפותלמוס שולח הוראה דרך מערכת העצבים הסימפתטית לבלוטות הזיעה שגורמת להזעה.

בסביבה קרה או כאשר הטמפ' הפנימית יורדת, חיישני הטמפ' חשים בקור ומדווחים להיפותלמוס. ההיפותלמוס מפעיל אזורים במח שאחראים על שליטה בשרירים וגורם לרעד – רצף לא רצוני של כיווצים והרפיות על מנת לייצר חום.

ישנם מספר הורמונים שיכולים להשפיע על המטבוליזם. עלייה במטבוליזם תגרום להגברת ייצור החום. קירור של הגוף גורם לשחרור של הורמוני התירואיד, שיכולים להגביר את קצב חילוף החומרים. בנוסף, מערכת העצבים הסימפתטית (על ידי נוראדרנלין שמופרש מהעצבים הסימפתטיים ואדרנלין שמופרש לדם מבלוטת האדרנל כאשר המערכת הסימפתטית מופעלת) מגבירה את הפעילות קצב חילוף החומרים.

אפילו אימון בטמפ' של 21-24 מעלות יכול לגרום לקושי בשליטה על טמפרטורת הגוף. כעת נבחן את השינויים שמתרחשים במהלך חשיפה של הגוף לחום וההשפעה על הביצועים.

במהלך האימון, על מערכת הלב וכלי הדם להזרים חלק נכבד מנפח הדם אל השרירים הפועלים. במהלך אימון בסביבה חמה, ישנה הרחבה של כלי הדם בעור שמחייבת את הלב להזרים כמות משמעותית של דם גם אל העור. כיוון שכמות הדם שלנו היא מוגבלת, מתרחשים שני שינויים שמאפשרים המצב: הראשון הוא הגברה של תפוקת הלב (על ידי המערכת הסימפתטית שמגבירה את קצב הלב וכמות הדם שהלב מוציא בכל פעימה) והשני הוא ירידה בזרימת הדם לאיברים הפנימיים כמו המעי. חשוב לציין שכאשר העומס גדול מאוד, גם זרימת הדם לעור תופסק על מנת לספק מספיק דם לשרירים וטמפ' הגוף יכולה לעלות בצורה משמעותית.

ככל שטמפרטורת הסביבה חמה יותר, מנגנון ההזעה נעשהמשמעותי יותר על מנת לאבד חום. למעשה, כשטמפ' הסביבה חמה מטמפ' הגוף, המנגנונים האחרים (הולכה, הסעה, הקרנה) מעלים את טמפ' הגוף כפי שציינו. הזיעה דומה בהרכב האלקטרוליטים שלה להרכב הדם ולמעשה מקור הזיעה הוא בדם. ישנם מנגנונים בבלוטות הזיעה שמטרתם לשאוב חזרה את הנתרן והכלור כדי למנוע איבוד מוגזם שלהם במהלך ההזעה. ככל שהקצב ההזעה מהיר יותר, פחות נתרן וכלור מספיקים להיספג חזרה והאיבוד שלהם נעשה משמעותי יותר. ככל שהאדם מאומן יותר וחשוף פעמים רבות יותר לחום, יכולת הספיגה של הנתרן והכלור גדלה. מנגנון זה תקף רק לנתרן ולכלור ואלקטרוליטים אחרים (סידן, אשלגן, מגנזיום) מופרשים בזיעה בריכוזים שדומים לריכוזים בדם. גם הגנטיקה משפיעה על קצב ההזעה. במהלך אימון כבד ביום חם אדם ממוצע יכול לאבד כ-2 ליטרים של זיעה בשעה. הזעה ממושכת מובילה לירידה בנפח הדם, שדורשת עליה נוספת בקצב הלב אך בסופו של דבר הלב לא יכול לפצות על כך וחלה ירידה בביצועים הספורטיביים. התייבשות קשה יכולה גם להגביל את ההזעה ובכך להעלות את הסיכון לנזקים כתוצאה מהחום. ההורמונים ADH ואלדוסטרון פועלים בכליה על מנת להפחית את הפרשת השתן ולשמור על נפח הדם. גם הירידה בזרימת הדם לכליה מסייעת למניעת איבוד נוזלים דרכה.

האימון בחום יכול להוביל לשלוש בעיות: התכווצויות חום, תשישות חום ומכת חום – כאשר ההתכווצויות הן הקלות ביותר ומכת החום היא החמורה ביותר.

ההתכווצויות מאופיינות בכיווצים כואבים בשרירי שלד גדולים, בעיקר אלו שפועלים באימון. ההתכווצויות נובעות מאבדן נתרן ונוזלים כאשר ישנה הזעה רבה. ניתן למנוע את ההתכווצויות על ידי צריכת מלחים ושתייה מספקת לפני האימון.

תשישות חום מלווה בד"כ בתסמינים של עייפות, סחרור, בחילה, הקאות, התעלפויות ודופק מהיר וחלש. היא נגרמת עקב חוסר יכולת של הלב לעמוד בדרישות האימון בזמן התייבשות קשה. מנגנוני בקרת הטמפ' של הגוף תקינים ולמעשה תופעה זו יכולה להתרחש גם כאשר הטמפ' הפנימית לא גבוהה באופן מיוחד. אנשים שאינם בכושר או שאינם רגילים לאימון בחום נמצאים בסיכון גבוה יותר לתשישות חום.

מכת חום היא מצב מסכן חיים שדורש טיפול רפואי מיידי. מנגנוני בקרת הטמפ' של הגוף כושלים והטמפ' הפנימית עולה מעל 40 מעלות, ההזעה מפסיקה, הדופק והנשימה מהירים וישנם שינויים מנטליים שמתבטאים בבלבול, חוסר אוריינטציה או אבדן הכרה. השינויים המנטליים הם המאפיין העיקרי של מכת חום והם נובעים מהרגישות של המח לשינויים בטמפ'. ללא טיפול, טמפ' הגוף תמשיך לעלות כיוון שמנגנוני הבקרה לא עובדים ותתפתח תרדמת ובסופו של דבר מוות.

על מנת למנוע עליה מסוכנת בחום הגוף, יש להקפיד על מספר כללים: להתאמן מוקדם בבוקר או מאוחר בערב, כאשר הטמפ' יחסית נמוכה; לשתות במהלך האימון על מנת להחזיר את כמות הנוזלים שאבדה; ללבוש בגדים שיאפשרו אידוי של הזיעה – רצוי שיהיו בהירים על מנת שיספגו פחות חום; ולחבוש כובע במידה והאימון מתקיים בשמש ואין עננים רבים. שתייה לפני ובמהלך האימון מפחיתה באופן משמעותי את העלייה בחום הגוף.

ביצוע של אימונים ממושכים בעצימות נמוכה גורם לשיפור מהיר ביכולת הגוף לאבד חום. השינוי מתרחש תוך 9-14 ימים כאשר לאתלטים מיומנים לוקח פחות זמן להסתגל מאשר לאנשים שאינם מאומנים. בימים הראשונים ישנה עליה בנפח הדם אך נפח הדם חוזרת לקדמותו תוך 10 ימים – כנראה שמטרתה של העלייה בנפח הדם היא לסייע לגוף במהלך הסתגלות המערכות השונות. עם הזמן, קצב הלב וטמפ' הגוף באימון יורדים, וההזעה מוגברת בעיקר באזורים שחשופים לסביבה ולכן מתקיים בהם אידוי אופטימלי. ההזעה מתחילה מוקדם יותר ויש פחות איבוד של נתרן לאחר ההסתגלות.

רוב ההסתגלויות הפיזיולוגיות שלנו הן לאימון בחום ולא בקור. התגובות שלנו לקור הן בעיקר התנהגותיות. ירידה בטמפ' הגוף הפנימית או העור מורגשת על ידי חיישני הטמפ' שמדווחים להיפותלמוס וההיפותלמוס גורם לכיווץ של כלי דם בעור על מנת למנוע איבוד חום. כאשר כיווץ כלי הדם לא מספיק על מנת למנוע את איבוד החום, ישנה עליה במטבוליזם שמגבירה את הפקת החום על ידי הגוף. קו ההגנה הבא של הגוף הוא רעידות של השרירים, כפי שהוזכר, שיכולות להגביר את הפקת החום פי 4-5. מנגנונים התנהגותיים כוללים ביגוד חם למשל.

ככל שהבדל הטמפ' בין הגוף לסביבה גדול יותר, איבוד החום מהיר יותר. עם זאת, ישנם מספר גורמים שמשפיעים על קצב איבוד החום. השרירים והשומן התת עורי משמשים כמבודדים ומונעים איבוד חום. היחס בין שטח הפנים של הגוף לבין משקל הגוף גם משחק תפקיד – ככל ששטח הפנים גדול יותר, איבוד החום גדול יותר. ככל שהרוח נושבת במהירות רבה יותר יש עליה באיבוד החום כתוצאה מהגברה של "הסעת" החום. איבוד החום בסביבה מימית מהיר פי 4 מאשר בחשיפה לאוויר (באותה הטמפ') כיוון שלמים יש מוליכות גדולה יותר לחום.

קירור של שריר גורם לו להפיק פחות כח ולהתכווץ לאט יותר. השרירים העמוקים לרוב מתקררים בצורה משמעותית. אם הביגוד והחום שמופק באימון מספיקים על מנת לשמור על טמפ' הגוף, הביצועים לא נפגעים. כאשר העייפות גורמת לירידה בפעילות השריר הפקת החום פוחתת – מצב זה יכול להתרחש בריצה/שחיה ארוכה בקור. ההיפותרמיה שנוצרת פוגמת עוד ביכולת השרירים להפיק חום וכך ההיפותרמיה מחריפה.

אימונים בקור גורמים להסתגלויות פחותות ביחס לאימונים בחום. ישנן שלוש תגובות עיקריות לקור: הראשונה היא ירידה בתגובה הפיזיולוגית בחשיפות חוזרות. התגובות הנוספות כוללות תגובה מטבולית מוגברת (כוללת גם את הגברת הרעידות) או עליה בבידוד ע"י הגברת כיווץ כלי הדם.

כאשר הטמפ' הפנימית יורדת מכ-34.5 מעלות, ההיפותלמוס מתחיל לאבד את היכולת שלו לווסת את הטמפ'. כאשר הטמפרטורה צונחת ל29.5 מעלות, היכולת לווסת את טמפ' הגוף אובדת לחלוטין. חילוף החומרים יורד ב50% על כל ירידה של 10 מעלות בטמפ' התאים. כתוצאה מכך, טמפ' פנימית נמוכה (היפותרמיה) יכולה להוביל לישנוניות ואפילו לתרדמת.

סיכום

במאמר זה סקרנו את השפעתה של הטמפרטורה על הגוף ועל האמונים. ישנה חשיבות גדולה לשמירה על טמפרטורת הגוף ויש להתכונן בצורה מתאימה למאמצים בתנאי אקלים קיצוניים. ההסתגלויות הפיזיולוגיות שלנו מתאימות בעיקר לסביבות חמות ובסביבות קרות הסתגלויות התנהגותיות, כמו לבוש מתאים, יהיו מועילות יותר.

סמוכין:

1. Exercise in Hot and Cold Environments: Thermoregulation. In Wilmore JH, Costill DL, Kenney WL: Physiology of Sport and Exercise, 4th edition, 2007, Human Kinetics.
2. Levy MN: Interplay of Central and Peripheral Factors in the Control of the Circulation. In Berne RM, Levy MN: Physiology, 5th edition, 2003, Elsevier Mosby.
3. Pappano AJ: Integrated Control of the Cardiovascular System. In Koeppen BM, Stanton BA: Berne & Levy Physiology, 6th edition, 2008, Elsevier Mosby.
4. Kane AB, Kumar V: Environmental and Nutritional Pathology. In Kumar V, Abbas AK, Fausto N: Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease, 7th edition, 2005, Elsevier Saunders.

עורך : גיל גרנות - מאמן ויועץ בריאות וכושר. מרצה בבית הספר למאמנים "שיאים" באוניברסיטת ת"א בנושא תוספי תזונה. ומייסד רשת ישראלבודי.