להרגיל את הגוף לחום

כולנו מכירים את ימי השרב שמופיעים בהפתעה בסוף החורף ותחילת האביב. עומס החום הכבד שנוחת עלינו בתקופות אלו עלול לעתים להוות סכנה לעוסקים בפעילות גופנית. שינוי חד בתנאי הסביבה מעמיד את הגוף הפעיל בפני אתגר, שבכדי לצלוח אותו בשלום עליו לעבור שלב של הסתגלות (או אקלום).

מידע על מנגנוני איבוד החום מהגוף ועל הדרכים להתמודד עם עומס החום עשוי לעזור לעוסקים בספורט, למאמנים ולאנשי הרפואה לצורך גיבוש המלצות מתאימות לפעילות בתנאים הקיצוניים. במאמר זה נסקור בקצרה את מנגנוני חילוף החום בין הגוף לסביבה בכלל ותחת תנאי עומס חום בפרט, וננסה להבהיר את החשיבות של תהליך האקלום לחום.

גופנו מורכב ממספר עצום של תאים, שפעילויות אנזימתיות שונות מתרחשות בהם באופן רציף. האנזימים בגוף מתפקדים בטווח הטמפרטורות שבין אפס ל-40 מעלות, אולם לרובם נחוצה טמפרטורת סביבה קבועה, בסביבות 37 מעלות. בטמפרטורות העולות על 41 מעלות עלולים להישבר הקשרים הכימיים שבאנזימים, ובכך נפגע תפקודם. ירידה של טמפרטורת הגוף מקטינה אף היא את יכולת התפקוד של האנזימים השונים, ומכאן שפעילות מטבולית תקינה בגוף תלויה בשמירה על טמפרטורה קבועה של פנים הגוף בתחום הסבילות של האנזימים. כל ריאקציה מטבולית המתרחשת בגוף מייצרת אנרגיית חום. כדי לשמור על טמפרטורת גוף קבועה, קיימים מנגנונים שונים המונעים מחום זה להצטבר בגוף.

חילופי החום בין הגוף לסביבה מתרחשים בארבע דרכים:

1. קרינה - פליטה של קרני אור באורכי גל שונים. קרינה שפוגעת בגוף מומרת לאנרגיית חום. הגוף קולט ופולט קרינה. עיקר הקרינה הנפלטת מהגוף היא קרינה תת-אדומה. חילוף החום בין הסביבה לגוף בקרינה תלוי במפל הטמפרטורות ביניהם ובשטח הפנים של הגוף. לדוגמה: הגוף קולט קרינה סולרית ישירות מהשמש וחלק שמוחזר מהקרקע.

2. הולכה - מעבר חום מגוף חם לגוף קר. מעבר חום זה מתרחש כאשר גופנו בא במגע ישיר עם עצם מוצק, נוזל או גז. מעבר החום תלוי במפל הטמפרטורה, ומתקבל במגע עם גופים הקרים מגופנו. עיקר איבוד החום בהולכה נעשה לאוויר המקיף אותנו. עם זאת חום עובר בהולכה למים פי 25 יותר מאשר לאוויר. לדוגמה: בטבילת הגוף באמבט מים חמים או קרים, רוב מעבר החום נעשה בהולכה.

3. הסעה - העברת חום על ידי תנועת מסה של גז (אוויר) או נוזל (מים). בגוף מוסע החום באמצעות הדם מהרקמות המייצרות חום לרקמות חמות פחות. רוח תורמת לאיבוד חום בהסעה, בהשוואה לאוויר "עומד". חשוב לזכור שבתהליך כזה לוקחת חלק גם הולכה. לדוגמה: הוצאת יד מחלון מכונית נוסעת.

4. התאדות - תהליך של הפיכת נוזל לגז. במנוחה, כ-25% מסך איבוד החום מהגוף נעשה באידוי. במהלך פעילות גופנית האידוי הופך למנגנון החשוב ביותר לסילוק חום לסביבה, ברוב תנאי הסביבה. בתהליך זה, חום עובר מהגוף לנוזל הזיעה שעל פני העור. כאשר מים אלו מתחממים תוך כדי קליטת אנרגיית חום, הם מתאדים ומסלקים בכך את עודפי החום מהגוף.

אידוי הזיעה מהעור תלוי בשלושה גורמים:

1. טמפרטורת הסביבה והלחות היחסית.
2. זרימת האוויר סביב הגוף.
3. שטח פני הגוף החשוף לסביבה. הכוח המניע לתהליך האידוי הוא ההפרשים בין לחץ האדים שעל פני העור ללחץ האדים באוויר העוטף את הגוף.

לחץ האדים הוא הלחץ המופעל על ידי מולקולות המים שהפכו לגז. כאשר טמפרטורת הסביבה והלחות היחסית גבוהות, הפרשי לחץ האדים בין פני העור לסביבה קטן וקצב האידוי יצומצם מאד. במצבים כאלה אין לתהליך ההזעה תרומה ממשית לקירור הגוף, והיא מסתכמת באיבוד נוזלים חסר תועלת. במילים אחרות: תהליך האידוי, ולא ההזעה לבדה, הוא זה שתורם לקירור פני הגוף.

מרכזי הבקרה על טמפרטורת הגוף נמצאים בהיפות?ל?מוס. מדובר באיזור במוח הקדמי שאחראי בין היתר על שמירת התנאים הפיזיקליים והכימיים בסביבה הפנימית של הגוף בטווח המתאים לפעילות התאים, בכלל זה מאזן המים והמלחים ובקרת הטמפרטורה. מרכזי בקרת הטמפרטורה מקבלים אותות רציפים מחיישני טמפרטורה הנמצאים בעור ובאברי הגוף הפנימיים, ומפעילים בהתאם שורה של תגובות פיזיולוגיות והתנהגותיות מורכבות. בתגובות אלו מעורבים, בין השאר, שרירי השלד, שרירים העוטפים את כלי הדם בעור ובלוטות זיעה. בעקת קור, תגובות הגוף העיקריות הן עלייה במטבוליזם ובכלל זה תגובת רעד שרירי שלד, היצרות של כלי הדם בעור למניעת איבוד חום לסביבה, סימור השיער ליצירת שכבת אוויר מבודדת ועוד.

בעקת חום, התגובות העיקריות של הגוף הן התרחבות כלי דם בעור, התורמת לתהליכי ההסעה וההולכה, ואיבוד חום בהתאדות, בעיקר בהזעה ובדרכי הנשימה (עלייה בקצב הנשימות). בעורו של אדם ממוצע יש יותר מ-2.5 מיליון בלוטות זיעה. בזמן מאמץ תחת עומס חום כבד, כמות הזיעה המופרשת יכולה להגיע ל- 2.5 ליטר לשעה ויותר (כלומר איבוד של 2.5 ק"ג ממשקל הגוף בשעה!). עם כל ליטר זיעה שעובר אידוי, מאבד הגוף כ-600 קילוקלוריות של אנרגיית חום. חשוב לזכור כי בנוסף לתגובות הפיזיולוגיות, שברובן אינן רצוניות, שורה של תגובות התנהגותיות תורמות אף הן לשמירה על טמפרטורת הגוף הקבועה- כמות וסוג הבגדים שאנו לובשים, חשיפה או הימנעות מקרינת שמש ישירה, האצה או האטה של הפעילות הגופנית ועוד.

במהלך פעילות עולה ייצור החום כתוצאה מהתכווצות השרירים, והוא פרופורציוני לעצימות הפעילות. במעבר ממנוחה לפעילות גופנית מאומצת, כמות אנרגיית החום המיוצרת בתהליכים המטבוליים עשויה לעלות עד פי 10 באדם בריא ופעיל, ועד פי 20 בספורטאי מאומן היטב. כיוון שהיעילות האנרגטית של גוף האדם אינה עולה לרוב על 30-20%, רוב האנרגיה המיוצרת במהלך הפעילות (80-70%) משתחררת מהגוף בצורת חום, ורק מרכיב קטן ממנה מומר לעבודה. על מנת להימנע מאגירת חום ועליית טמפרטורת הגוף, החום המטבולי מועבר בדם הוורידי מליבת הגוף להיקפו (העור) ומשם לסביבה.

במהלך הפעילות, תהליך האידוי בהזעה הוא כאמור המשמעותי ביותר לסילוק החום מהגוף, כבר בטמפרטורת סביבה של 20 מעלות. במהלך אימונים בסביבה חמה, התאמה ראשונית של הלב וכלי הדם היא עלייה בזרימת הדם לעור. עלייה זו בזרימת הדם העורית משפרת כאמור את היכולת לסלק חום מהגוף לסביבה, אולם יחד עם זאת מקטינה את היכולת של הגוף לספק כמויות רצויות של חמצן לשרירים הפעילים. כתוצאה מכך, בתנאי עומס חום המערכת הקרדיווסקולארית חייבת להתמודד עם הדרישות המתחרות של ויסות חום הגוף מצד אחד ושל מטבוליזם השרירים מצד שני. זה ההסבר המרכזי לעובדה שרוב שיאי העולם בענפי הסבולת מושגים בתנאי סביבה נוחים. במלים אחרות, ללב וכלי הדם יש יכולת מוגבלת לאספקת דם ביחידת זמן, ויכולת זו נחלקת בין דרישת השרירים לחמצן ובין הצורך בהזרמת הדם לעור לצורך קירור.

בתנאי סביבה נוחים, טמפרטורת ליבת הגוף במהלך מאמץ גופני נשמרת בטווח צר, תוך איבוד מהיר של עודפי החום באידוי. אולם כאשר טמפרטורת הסביבה והלחות גבוהות, הספורטאי נחשף לעומס חום כפול: הפנימי - הנוצר ממטבוליזם השרירים הפעילים והחיצוני - המתפתח מתנאי הסביבה. במצב זה המפל התרמי בין הגוף לסביבה קט?ן, וקיימת סכנה להתפתחות היפרתרמיה - הצטברות חום ועליית טמפרטורת הגוף מעל 39 מעלות. אידוי של זיעה משטח פני העור מסלק חום מהגוף גם כאשר טמפרטורת העור נמוכה מזו של הסביבה, זאת כל עוד האוויר יבש. אולם כאשר הלחות היחסית גבוהה, תהליך האידוי מצטמצם ויעילות תהליך ההזעה נפגעת, במיוחד כאשר המאמץ ממושך (מעל שעה) והשתייה אינה מספקת.

הדרך העיקרית המאפשרת לספורטאים להתמודד עם תנאי עומס חום כבדים היא הא?קלו?ם. תהליך הא?קלו?ם כולל התאמות לתנאי סביבה חדשים. א?קלו?ם לחום מתרחש כאשר האדם עובר מאזור שבו מזג האוויר קר לאזור שבו מזג האוויר חם, או מסביבה חמה ויבשה לסביבה חמה ולחה, או עובר התאמה בין עונות השנה, למשל מעבר מהאביב לקיץ. רבים מהשינויים הפיזיולוגיים המתרחשים בתהליך הא?קלו?ם לחום דומים לאלו המתרחשים כתוצאה מאימון גופני בתנאים רגילים: ירידה בקצב הלב ובטמפרטורת הגוף, ירידה בזרימת הדם העורית, עלייה בנפח הפלזמה ועלייה במשך זמן העבודה (אימון) לפני הגעה לתשישות. במהלך תקופת הא?קלו?ם חלה עלייה בקצב ההזעה וירידה בסף ההזעה, כלומר האדם המאוקלם מתחיל להזיע בטמפרטורת סביבה נמוכה יותר; כמו כן כמות המלחים והחומרים השונים המומסים בזיעה יורדת.

אמנם חלק מתהליך הא?קלו?ם לחום עשוי להיעשות בסביבה קרה, אך כדי שיושלם בצורה מיטבית - על הספורטאי לבצעו בסביבה חמה. ההתאמות העיקריות המתפתחות בתהליך א?קלו?ם לעומס חום הן עלייה בנפח הפלזמה (נוזל הדם), תחילת הזעה בשלב מוקדם יותר ובקצב גבוה יותר (עד פי שלושה), ירידה בכמות המלחים המופרשים בזיעה וירידה בזרימת הדם לעור. העלייה בנפח הפלזמה היא של 12-10%, והיא מתקבלת הודות לעלייה בכמות חלבוני הפלזמה.

קצב הא?קלו?ם מושפע מהכשירות והיכולת האירובית - ספורטאים מאומנים יותר מתאקלמים לחום מהר יותר. כשבוע לאחר שנפסקת החשיפה לעקת החום מתחילות להיעלם ההתאמות שהושגו בתהליך הא?קלו?ם. יעילות הא?קלו?ם עולה אם הספורטאי מקפיד על שתייה נכונה ועל תוספות מלחים מתאימות בדיאטה, לפחות במשך ימי הא?קלו?ם הראשונים.

מספר גורמים בלתי תלויים זה בזה יכולים להשפיע על רגישות הספורטאי לפגיעות חום:

1. כושר גופני: כושר גופני גבוה מקטין את הסיכוי להיפגע פגיעת חום. ספורטאי מאומן יותר מותאם יותר לאימון בתנאי עקת חום ומתאקלם לתנאים אלו מהר יותר.

2. א?קלו?ם: אימונים בתנאי עומס חום בעצימות נמוכה (עד 50% מצריכת החמצן המרבית) ובמשך 100-60 דקות, או בעצימות בינונית (75% מצריכת החמצן המרבית) במשך 35-30 דקות, מעלים את קצב ההזעה ומקטינים את קצב איבוד המלחים. בנוסף, תהליך הא?קלו?ם גורם לירידה בטמפרטורת הגוף ובקצב הלב במהלך המאמץ.

3. כמות המים בגוף (מ?יו?ם): רמת מיום לא תקינה (נמוכה) מקטינה את קצב ההזעה ומעלה את הסיכוי לפגיעת חום. ההמלצות הכלליות הן: שתייה של 300-150 מ"ל מדי 15 דקות במהלך האימון. לצורך החלפת נוזלי הגוף האובדים בזמן מאמץ טובים כל סוגי התחליפים: מים, משקאות אלקטרוליטיים, משקאות פחמימניים. אם האימון ממושך (מעל שעה) יש מקום לצרוך משקה המכיל 10-20 mEq מלחים (NaCl) ו-6%-8% סוכרים.

4. טמפרטורת הסביבה: איבוד חום מהגוף תלוי במפל הטמפרטורות בינו לבין הסביבה. אימון בטמפרטורת סביבה הגבוהה מזו של העור גוררת מעבר חום מהסביבה לגוף. במצבים כאלו תהליך האידוי בהזעה מפצה על מגמה זו לצורך שמירה על טמפרטורת גוף בטווח הרצוי.

5. ביגוד: חשיפת חלקי גוף גדולים ולבישת בגדים 'נושמים' חשובות לצורך הגברת תהליך האידוי בהזעה.

6. לחות: תהליך האידוי תלוי במפל הלחצים של אדי המים בין פני העור לאוויר בסביבה הקרובה לגוף. בסביבה שבה הלחות היחסית נמוכה, קצב האידוי יהיה גבוה יותר.

7. קצב מטבולי: בהתחשב בכך שטמפרטורת פנים הגוף פרופורציונית לעוצמת האימון, ייצור החום המטבולי משחק תפקיד מרכזי בהתפתחות עומס החום על הגוף.

8. רוח: הרוח מביאה למגע של מולקולות אוויר רבות יותר עם העור ויכולה להשפיע על איבוד החום מהגוף בשתי דרכים: אם קיים מפל חום בין הגוף לסביבה, רוח תעלה את קצב איבוד החום בתהליך ההסעה; בנוסף, הרוח תורמת לקצב האידוי מפני העור כל עוד לחץ האדים באוויר נמוך מזה שעל פני העור.

לסיכום, מומלץ שהמתאמן בתנאי עומס חום גבוהים, הרוצה גם לשמור על כושרו הגופני ובו בזמן להימנע מפגיעות חום, יכיר את הגורמים שהוזכרו לעיל וישמור על מספר כללים נוספים:

* יש להכיר את הסימנים המאפיינים פגיעות חום שונות.
* חשוב לנסות ולהתאמן בחלקים הקרים יותר של היממה.
* להיחשף בהדרגה לתנאי עומס החום במהלך האימונים, כך שתהליך הא?קלו?ם יהיה בטיחותי יתר.
* להקפיד לשתות לפני, תוך כדי ואחרי הפעילות. כמו כן, שקילות יומיומיות יכולות לנטר שינויים בכמויות המים בגוף.
* לדאוג לווסת את עצימות האימונים לטווחי הדופק הייעודיים באמצעות ניטור רציף של קצב הלב.

הכותב הינו פיזיולוג במרכז לרפואת ספורט ולמחקר ע"ש ריבשטיין במכון וינגייט

פורסם במקור באתר של מכון וינגייט.

בואו לדבר על זה בפורום אימון וכושר גופני.