X
Reakcje wazomotoryczne polegają na zredukowaniu temperatury przez skórę szybciej niż krew jest ją w stanie ogrzać. Następuje wazokonstrykcja – skurcz mięśni gładkich w ścianie naczyń krwionośnych, czyli zwężenie światła naczyń na całej powierzchni ciała poddanego ekspozycji na zimno. Proces rozpoczyna się już, kiedy temperatura skóry spadnie do 3 stopni, a swoje maksymalne natężenie osiąga przy temperaturach skóry spadających do 31 stopni i niżej. Kolejnym mechanizmem jest indukowana zimnem wazodylatacja, a więc rozszerzanie naczyń krwionośnych. Ten kontr-intuicyjny efekt jest objawem procesu nazywanego zjawiskiem Fala Lewisa, który polega na krótkotrwałym rozszerzeniu naczyń krwionośnych pozwalając na dopłynięcie ciepłej krwi. Fale Lewisa (hunting reaction) obserwuje się u osób pracujących na zimnie bez rękawic. Wystąpienie tego zjawiska, pozwala zachować odpowiednią do pracy temperaturę dłoni oraz zapobiegać odmrożeniom.
Do drugiej grupy reakcji obronnych organizmu wystawionego na działania zimna należą reakcje metaboliczne. Przyspieszenie tempa metabolizmu powoduje produkcję większej ilości ciepła, które zastępuje to utracone w wyniku ekspozycji na zimno. Głównym źródłem ciepła w ludzkim organizmie są mięśnie (mają one 70% udziału w produkcji ciepła), a ich wykorzystywanie w treningu lub do wykonania pracy wiąże się z produkcją ciepła. Jeżeli podczas ekspozycji na zimno nie będziemy używali intencjonalnie mięśni w stopniu, który zapewni produkcję ciepła, która zrównoważy straty, rozpoczynają się drgawki, a więc mimowolne, rytmiczne napięcia mięśni. Mogą rozpoczynać się tuż po rozpoczęciu ekspozycji na zimno lub do kilku minut po jej zakończeniu. Drgawki powodują zwiększoną konsumpcję tlenu, co z kolei powoduje zwiększenie objętości krwi, jaką serce tłoczy jednocześnie. Drgawki jak każdy inny ruch ciała, są energochłonne, a ich natężenie zależy od ilości wydalanego ciepła, które organizm musi wyrównać. Na zimnie metabolizm ubranej osoby, które nie wykonuje żadnej umyślnej aktywności może przyspieszyć w związku z drgawkami od dwu do pięciu razy w porównaniu z metabolizmem w warunkach neutralnych termicznie.
W tekstach związanych z ekspozycją na zimno często pojawia się skrót BAT (brown adipose tissue). Jest to tłuszcz brunatny, którym niedawno zainteresował się świat nauki. Wcześniej zakładano, że posiadają go jedynie noworodki i dzieci, a wraz z wiekiem zaczyna zanikać. Jego głównym zadaniem jest termoregulacja i termogeneza nie polegająca na drgawkach mięśni. Tłuszcz brunatny metabolizuje biały tłuszcz w celu produkcji ciepła. Małe dzieci nie mają zbyt dużo mięśni przez co nie są w stanie wytwarzać ciepła przez aktywność lub drgawki mięśni. Z uwagi na powyższe, adaptacją do warunków chłodu jest wykorzystanie BAT. Rozwijające się, z wiekiem, mięśnie efektywnie wytwarzają energię, co w połączeniu z brakiem kontaktu z chłodem, powoduje, że nieużywany BAT zaczyna zanikać, a ta forma adaptacji do zimna zostaje utracona.
Eksponowanie ciała na niskie temperatury zarówno anegdotycznie jak i eksperymentalnie wpływa na zwiększenie podatności organizmu na infekcje, szczególnie górnych dróg oddechowych. Nie jest jasne czy owa zwiększona podatność jest wynikiem osłabienia funkcjonowania komórek uczestniczących w reakcjach immunologicznych czy innego wpływu zimnego środowiska jak np. wysychanie śluzówki nosa, spowolnienie ruchów rzęsek tchawicy lub osłabienie funkcji skory jako wrodzonego mechanizmu odpornościowego. Badania na zwierzętach pokazały, że ekspozycja na zimno indukuje zmiany w układzie odpornościowym zarówno na poziomie komórkowym jak i humoralnym (czyli związanym z czynnikami rozpuszczonymi w płynach ustrojowych). Warto jednak podkreślić, że w tych badaniach zwierzęta poddane były ekspozycji na zimno, która nie była dla nich naturalną sytuacją (zanurzenie w zimnej wodzie przez długi czas) oraz nie otrzymały żadnej formy zaprawy bądź możliwości adaptacji. Takie działanie nałożyło na zwierzęta dodatkową dawkę stresu psychicznego, który sam w sobie mógł wpłynąć na osłabienie odpowiedzi układu odpornościowego.
W eksperymencie na ludziach stwierdzono, że niedługa ekspozycja na działanie zimnego powietrza miała działanie immunostymulujące. Nie jest jednak jasne, czy dochodzi do tego przez serie adaptacji do chłodu czy przez krótkotrwałe pobudzanie układu współczulnego odpowiadającego za reakcje typu „walka lub ucieczka”, a więc pierwotnych mechanizmów odpowiadających za przetrwanie. W eksperymencie badano zagadnienie wpływu aktywnej rozgrzewki lub pasywnego przebywania w cieple przed ekspozycją na układ odpornościowy. Zarówno ćwiczenie przed jak i przebywanie w cieple dało podobne rezultaty. Co daje pewien wgląd w kwestie palącego problemu czy rozgrzewać się przed morsowaniem. Zgodnie z sugestiami autorów badani, morsowanie może dać negatywny wpływ na układ odpornościowy, jeśli jest wykonane na wychłodzeniu ciała. Jeżeli jedziemy do miejsca, w którym morsujemy samochodem, w którym jest temperatura pokojowa a my jesteśmy ciepło ubrani możemy przejść od razu do morsowania lub też poświecić kilka minut na plaży na techniki oddechowe, w tym czasie ciało nie zdąży się wychłodzić, jeżeli nie czujemy się ciepło, rozgrzewka nie zaszkodzi.
W randomizowanym badaniu potwierdzono, że metabolizm osób, które systematycznie eksponowały się na zimno przyspieszył, natomiast metabolizm osób, które miały unikać uczucia zimna zwolnił. Zaobserwowano również niewielki trend przybierania na wadze w grupie unikającej zimna oraz istotny statystycznie trend zwiększenia ilości tłuszczu wisceralnego w tej samej grupie. To samo badanie sugeruje, że adaptacje fizjologiczne organizmu względem ekspozycji na zimno cofnęły się po sześciu tygodnia unikania ekspozycji.
Inne badanie wykazało, że po 2 godzinnej ekspozycji na umiarkowany chłód (19 stopni Celsjusza) osoby posiadające BAT zauważalnie przyspieszyły swój metabolizm natomiast u osób nie posiadających BAT metabolizm się nie zmienił a spadek temperatury skóry w miejscach, gdzie skrywa się BAT był niższy u osób z grupy posiadającej zasoby BAT. W badaniu zauważono również, że osoby posiadające BAT charakteryzują się niższym poziomem białej tkanki tłuszczowej.
W eksperymencie naukowym przeprowadzonym na myszach, grupa zwierząt regularnie eksponowanych na zimno (4 stopnie Celsjusza) posiadała więcej BAT, szczególnie w przeliczeniu na kilogram masy ciała.
W tym samym eksperymencie mierzono wydatek energetyczny u myszy na ujemnym bilansie kalorycznym eksponując je na zimno. Myszy z grupy eksponowanej na chłód faktycznie wydatkowały więcej energii podczas samej ekspozycji jednak ich mózgi uruchamiały mechanizmy kompensacyjne i ograniczały ilość wydatków energetycznych podczas pozostałej części dnia, zmniejszając ilość zbędnych ruchów i aktywności do takiego stopnia, żeby dobowy wydatek energetyczny pozostawał taki sam jak u grupy kontrolnej - nie poddawanej ekspozycji na zimno. Tak więc myszy, które eksponowano na zimno charakteryzowały się większą skłonnością do „lenistwa” po ekspozycji naturalnie wyrównując wydatek energetyczny. Autorzy eksperymentu stwierdzili, że manipulacja termogenezą nie jest rokującym rozwiązaniem w celu redukcji tkanki tłuszczowej. Należy jednak pamiętać, że identyczny mechanizm zauważono w związku z ćwiczeniami. Myszy które spędziły określoną ilość czasu na bieżni (running wheel) wyrównywały wydatek zmniejszając ilość aktywności w pozostałej części dnia, co nie oznacza, że aktywność treningowa jest złym rozwiązaniem w celu redukcji tkanki tłuszczowej. Zwierzę nie jest świadome i oddaje się pierwotnym mechanizmom mającym na celu jak najefektywniejsze przetrwanie i oszczędzanie energii. Człowiek posiada swoje codzienne zadania do wykonania, z których nie może zrezygnować, posiada świadomość swoich działań oraz po części świadomość swojej biologii, przez co będzie w stanie w pewnym stopniu sam regulować ilość swojej aktywności. Oczywiście, może nastąpić zmniejszenie objętości mimowolnych ruchów jak gestykulacja czy szybkości chodu, ale jeżeli ktoś rano podda się ekspozycji na zimno to nie znaczy, że zrezygnuje z wieczornej sesji cardio zaplanowanej na ten dzień pomimo odczuwanej niechęci, nie można tego samego powiedzieć o myszach.
Powyższe dane sugerują, iż morsowanie i ekspozycja na zimno mogą być potencjalnie użytecznym narzędziem do zwiększania swojego wydatku energetycznego, chłodniejsze ubieranie się (po odpowiednim zaadoptowaniu) może zmusić ciało do zwiększenia termogenezy w celu wyrównania temperatury. Tego typu zabiegi mogą być kolejnym elementem po ustanowieniu odpowiedniej kaloryczności oraz dodaniu aktywności fizycznej które pomogą walczyć z falą otyłości jak i zoptymalizować spojrzenie na bilans energetycznych u osób, które sport traktują poważnie.
Uczestnicy pewnego eksperymentu na 30 dni zmienili swoje przyzwyczajenia względem temperatury wody pod prysznicem i każdą kąpiel kończyli zimnym (30, 60 i 90 sekundowym) prysznicem. Badani zaraportowali 29% spadek ilości dni absencji w pracy z powodu przeziębień względem grupy kontrolnej. Dodatkowo, sama aktywność fizyczna spowodowała spadek zachorowalności o 35% a kombinacja zimnych pryszniców i aktywności fizycznej spowodowała spadek o 54%. Co ciekawe, długość ekspozycji (czasu pod zimnym prysznicem) nie wpłynęła w żaden sposób na utrwalenie lub wzmocnienie efektu. Pomimo, że znaczna większość uczestników raportowała odczuwalny dyskomfort podczas zimnych pryszniców, 91% zadeklarowała, iż pozostanie to ich stałą praktyką, z czego 64% faktycznie została z zimnymi prysznicami. Najczęściej wspominanym przez badanych odczuciem związanym z ekspozycją na zimno (poza dyskomfortem w trakcie) był przyjemny wzrost odczuwalnej ilości energii często porównywany do działania kofeiny.
Nawet ekspozycja na zimną wodę, z kranu która w zależności od pory roku i lokalizacji może mieć między 8 a 15 stopni Celsjusza, dawać może pozytywną reakcję organizmu względem odporności na zasadzie adaptacji, do zimna które staje się coraz mniejszym stresorem dla organizmu.
W kolejnym eksperymencie zauważono, że po 14 dniach ekspozycji na zimno u myszy poprawiła się tolerancja glukozy i zwiększyła się wrażliwość insulinowa. Autorzy stwierdzili, że ekspozycja na zimno w młodym wieku u ludzi może poprawić homeostazę glukozowa i wytwarzanie BAT i jest obiecująca metodą inferencji w przypadku chorób metabolicznych.
Inny eksperyment, w którym badano wpływ ekspozycji na zimno na funkcje kognitywne stwierdzono, ze wpływa ona negatywnie na funkcje poznawcze podczas samej ekspozycji przez rozdrażnienie, może też wpływać negatywnie jak i pozytywnie w wyniku pobudzenia. Odczuwanie zimna jest mocno osobnicze, dla niektórych może to być pobudzające doświadczenie, dla innych nieprzyjemne rozdrażnienie. Wiele też zależy od nastawienia, budując pozytywne doświadczenie wspólnego morsowania z przyjaciółmi, nastawiając się na rywalizacje z zimnem na zasadach jakich walczymy z obciążaniem podczas treningu doświadczymy więcej w kwestii kontroli swojego ciała i panowaniu nad bodźcami z otoczenia a być może sam kontakt z zimnem okaże się mniej nieprzyjemny.
W interesującym eksperymencie badającym zależność terapii zimnem, hipertrofii i siły, jednoznacznie stwierdzono negatywny wpływ zimna na budowę tkanki mięśniowej bez żadnego wpływu na siłę maksymalną. Ekspozycja na zimno (badana do 48h po treningu) zmniejsza stan zapalny w mięśniach wywołany treningiem przez co przyspiesza regeneracje i niweluje uczucie DOMS (zakwasy) jednak to ten stan zapalny jest czynnikiem wpływającym na zwiększenie objętości mięśnia. W innym badaniu spekulowano, iż zmniejszenie ilości krwi w mięśniach w wyniku ekspozycji zmniejsza ilość aminokwasów dostarczanych do mięśni co skutkuje osłabieniem ich rozbudowy. Co ciekawe, pomimo istotnego wpływu na hipertrofie terapia zimnem nie wpłynęła na zwolnienie rozbudowy siły i mocy mięśni. Jest to bardzo dobra informacja dla osób trenujących sporty z podziałem na kategorie wagowe (szczególnie sporty walki!), ekspozycja na zimno staje się interesującym narzędziem dającym możliwości budowania siły i mocy i jednoczesnego ograniczania zbędnej rozbudowy muskulatury.
Zgodnie z przedstawionymi danymi ekspozycja na zimno powinna być krótka, szczególnie na początku, ma być jedynie bodźcem, z którego organizm jest w stanie bez problemu się zregenerować a ścieżki regeneracji powinien optymalizować na przestrzeni czasu. Czas jest też niezbędny do wytworzenia zasobów BAT, rozpoczynając wiec przygodę z morsowaniem, podobnie jak w przypadku treningów, warto postawić na regularność. Po odpowiednim zahartowaniu można wydłużyć czas ekspozycji, aby wykorzystać efekt energochłonności utrzymywania przez organizm odpowiedniej temperatury ciała i spalania białej tkanki tłuszczowej. Warto postawić na morsowanie bez neoprenowych butów, rękawiczek i czapek, aby wzmocnić sile ekspozycji, skracając jednoczenie jej czas.
Aby zmniejszyć efekt wazokonstrykcji logiczne wydają się krótsze interwałowe serie przebywania w zimnej wodzie oraz ćwiczeń fizycznych. Podczas ćwiczeń naczynia krwionośne w stopach i dłoniach otwierają się a następnie podczas kolejnego zanurzenia ciało jest bardziej wyeksponowane na chłód i musi wykonać więcej pracy, zmniejsza się też ryzyko odmrożeń. Dobrym protokołem może okazać się kilka rund składających się z 2-3 minut ekspozycji i 2-3 minut ćwiczeń każda. Podczas ćwiczeń na mrozie warto pamiętać, aby oddychać tylko przez nos, powietrze zanim dostanie się do gardła i płuc zostanie ogrzane a mimo wszystko może ono spowodować infekcje.
Drgawki bywają określane jako semi-excercise, gdyż są mimowolnymi spięciami mięśni (coś jak EMS!), potrafią też być energochłonne. Nie znalazłem informacji, aby mogły być niebezpieczne, pomimo że są raczej nieprzyjemne. Jeżeli chcemy się im poddać po ostatnim wejściu do wody nie wykonujemy zbyt intensywnej rozgrzewki, ciało rozgrzeje się samo w ten sposób. Jeżeli chcemy ich uniknąć wykonujemy rozgrzewkę do momentu rozgrzania. Po ekspozycji warto wziąć gorącą kąpiel, aby bezpiecznie rozgrzać ciało i zmniejszyć ryzyko infekcji. Nie powinno się eksponować na zimno będąc przeziębionym lub posiadając stany zapalne.
Przytoczone eksperymenty jak i wyciągnięte na ich podstawie wnioski budują obraz krótkotrwałych ekspozycji na zimno jako interesującej i dobrze rokującej aktywności zarówno na potrzeby sportu jak i medycyny. Zdaje się być najlepszą alternatywą dla klasycznych ćwiczeń fizycznych oraz dobrym ich uzupełnieniem. Należy jednak pamiętać, że chęć zbudowania masy mięśniowej będzie przeciwwskazaniem do częstych ekspozycji na zimno.
Polecamy także:
