tologie zátěže - horko, chlal MUDr.Kateřina Kapounková, Ph.D. )r. Zdeněk Pospíšil Termoregulace ► člověk - teplokrevný ► teplota jádra u člověka bez horečky stabilní (± 0/5°C) ► nemění se ani v závislosti na teplotě okolí (12-54 °C) ni n ► 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: i ► 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) Ztrá 1. záření (radiace): 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) odpařováni tep'o produkované s .a .,' kondukce □ 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 ► cholinergní inervace, ale adrenalin a noradrenalin kupodivu potní žlázy stimulují také (význam při cvičení) centrální termoreceptory periferní termoreceptory hypotalamus sympatikus cholinergní výdej tepla odpařováním re,-adrenergní v cévy vedení tepla uvnitř těla (jádro —.> kůže) pYadrenergní hnědý tuk netresova termogeneze (u kojence) somatické nervstvo cholinergní 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 %'ODMl HOUPOĎÁAt; IV . lil WfcS HL^O K*CVM TI A« Ml»|IM«f 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, úpal ► člověk vydrží vzduchu, 34 °C oři 100% vil 55 °C na suchem vlhkosti 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 |RPE 4Na'. Cl v potu f rychlost pocen dny aklmatizace 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 LTÍF 1 f objem plazmy ■J,Na'. Cl v močil Průběh adaptace 2- ó.den pokles TF, zvyšuje se objem plazmy *" pokles rektální teploty pokles Na a Cl v potu a moči 8.-14.den zvyšuje se rychlost pocení za 2.-3 .týdny se adaptace na teplo ztrácí 41 40 i * M 37 0 I 30 60 tt»UMit(Tn>n) 90 Ml 190 180 170 160 150 140 130 120 0 ?0 60 ta iitéi* (min) 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 reakc v 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" ► Zvýšená termogei Třesová - klíčový (motorické centrum v hypotalamu^ současné záškubv antaaonistickvch svalů snížené teplota krve snížené teplota kúže a'nebo a. impulsy * informaci se dostávají do hypotalamu který Situaci vyhodnotí t tvorbu tepla 2-3x při adaptaci se víc třesou svaly u efektivnější ohřívání jádra v kožních cévách probíhá vazokonstrkce neuniká pfihs mnoho tepla do okolního prostředí kosterní svaly jsou aktivovány, vzniká svalový třes, což zvyiuje metabolismus a teplo teplota tála se zvyiu.e jvnitř té Hypothalamus a třes ► v dorzomediální části zadního hypotalamu primární motorické centrum třesu normálně inhibováno termickým centre preanino nypotaiamu ► při 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-schoulení x 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 teplot 35°C Podle závažnosti ji dělíme na: • mírná (rektální teplota - 32°C) • strední(rektální teplota- 30°C) • těžkáfrektální teplota- 28°C) ► 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