Kylmässä harjoitellessa lieväkin kehon lämpötilan lasku voi lisätä lihasten jäykkyyttä ja heikkoutta, heikentää supistumisvoimaa, liikenopeutta, tehon- ja voimantuottokykyä sekä nopeuttaa väsymistä.
Lämmönsäätely | Kylmän vaikutus nestetasapainoon | Kylmän vaikutus hengityselinten toimintaan | Kylmän vaikutus suorituskykyyn ja vammariskiin | Hypotermia | Muistilista
Lämmönsäätely
Kehon normaali lämpötila levossa on noin 37 °C. Elimistöllä on erilaisia keinoja säädellä lämmön tuottoa ja sen vapautumista. Lämmönsäätelymekanismit jaetaan neljään toimintoon, jotka ovat johtuminen, kuljetus (konvektio), säteily ja haihdutus. Näiden avulla elimistö pyrkii vastaamaan ympäristön olosuhteisiin, jotta lämmön liiallista varastoitumista tai sen liiallista menetystä ei tapahtuisi.
Lämmönsäätely toimii hierarkisesti siten, että ensisijaisesti pyritään turvaamaan kehon syvien keskiosien lämpötila, sen jälkeen ihon keskimääräinen lämpötila ja viimeisimpänä ihon paikallinen ja ääreisosien lämpötila. Tämän vuoksi kämmenien ja jalkaterien iho jäähtyy yleensä pakkasessa ensimmäisenä, koska ääreisverisuonet supistuvat verenkierron ohjautuessa kehon keskiosiin.
Elimistön lämmönsäätelymekanismit mahdollistavat myös pienissä määrin sopeutumisen kylmään, ja toistuva altistuminen kylmälle talvisin (alle 5 °C lämpötiloille) tehostaakin kehon kykyä tuottaa lämpöä. Kylmän sietoon sekä suorituskykyyn kylmässä vaikuttavat sopeutumisen lisäksi monet eri tekijät, kuten kehonkoostumus ja -koko, sukupuoli, ikä, vaatetus, väsymys-, ravitsemus- ja stressitila. Rasvakudoksella on eristäviä ominaisuuksia, joten sillä on suuri rooli erityisesti lämmön varastoimisessa. Kehon suuri pinta-ala suhteessa kokoon vaikuttaa lämmönsäätelyyn lisäten lämmön vapautumista elimistöstä. Tämän vuoksi lapsilla lämmönsäätely toimii aikuisia heikommin. Hyvä fyysinen kunto voi mahdollistaa elimistön tehokkaamman lämmöntuoton. Jotkin lääkitykset tai esimerkiksi alkoholin käyttö voivat puolestaan heikentää elimistön lämmönsäätelykykyä.
Vaikka elimistön sopeutuminen kylmään on jossain määrin mahdollista, kapasiteetti tähän on kuitenkin rajallinen. Vaatetuksella on keskeinen rooli lämmönsäätelyssä, sillä sen avulla lämmön karkaamista iholta saadaan vähennettyä. Kerrospukeutumisen avulla voidaan ennaltaehkäistä kehon jäähtymistä ja paleltumien syntyä. Asianmukainen kerrospukeutuminen mahdollistaa kerrosten lisäämisen tai vähentämisen helposti ja nopeasti sekä kerrosten vaihtamisen tarvittaessa (esim. kilpailuissa taukojen aikana). Vaatetuksen materiaali vaikuttaa lämmönsäätelyyn kylmässä harjoiteltaessa, erityisesti silloin, kun kangas kastuu. Kylmässä harjoittelevien urheilijoiden tulisikin suosia vaatteita, jotka eivät varastoi kosteutta lämmittelyn aikana ja ovat lisäksi eristäviä ja kosteutta iholta siirtäviä.
Lihasten lisäksi erityisesti kasvojen ja kaulan alueen suojaaminen voi auttaa elimistön lämpötilan säätelyssä ja lisätä mukavuutta erityisesti kylmissä (alle 10 °C) ja tuulisissa olosuhteissa (yli 5 m/s). Ihon suojaaminen on tärkeää myös, jotta mahdolliset kylmän aikaansaamat ihovauriot eivät aiheuta kroonisia kudosvammoja. Lisäksi silmien ja ihon suojaaminen on tärkeää lumen valonheijastusominaisuuksien vuoksi, erityisesti aurinkoisina pakkaspäivinä.
Tuuli vaikuttaa siihen, kuinka kylmältä ilman lämpötila tuntuu ihoa vasten, koska ilmavirta kuljettaa mukanaan ihon pinnalta elimistön vapauttamaa lämpöä. Ilman lämpötilan ja tuulen yhteisvaikutusta kuvataan viimaindeksillä (wind chill index, WCI). Kuvassa 1 on esitetty viimaindeksikaavio, joka kertoo pakkasen purevuudesta ja paleltuman syntymiseen kuluvasta ajasta tietyissä lämpötila- ja tuuliolosuhteissa. Liikkuminen ilmavirtaa vastaan kasvattaa viiman kylmentävää vaikutusta entisestään. Esimerkiksi 4 km/h vauhdilla juokseminen 12 km/h tuulta vastaan vastaa 16 km/h vastatuulta samassa lämpötilassa paikallaan ollessa.
Kuva 1. Viimaindeksikaavio kuvaa pakkasen purevuutta ottaen huomioon lämpötilan lisäksi tuulen viilentävän vaikutuksen. Mukailtu: U.S. National Weather Service and Meteorological Services of Canada.
Kylmän vaikutus nestetasapainoon
Elimistön nestetasapainon heikkenemisen (dehydraatio) riski kasvaa kylmässä harjoiteltaessa, koska nesteiden menettäminen hengityksen, sekä liikkumisen aikaansaaman hikoilun kautta lisääntyy. Tämän lisäksi verenkierron ohjaaminen kehon ääreisosista elimistön keskiosiin voi lisätä diureesia. Kylmässä usein janontunne on heikentynyt, minkä lisäksi juomista saatetaan tietoisesti vältellä virtsaamistarpeen lisääntymisen pelossa. Myös nesteiden saatavuus voi olla kylmissä olosuhteissa nesteiden jäätymisominaisuuksien vuoksi heikompaa. Kohonneen dehydraatioriskin vuoksi kofeiinin ja muiden diureettien käytön välttäminen on nestetasapainon näkökulmasta suositeltavaa ennen harjoittelua kylmässä.
Kylmän vaikutus hengityselinten toimintaan
Ylähengitysteissä on tehokkaat mekanismit, joiden tehtävänä on kosteuttaa ja lämmittää sisään hengitettyä ilmaa. Siksi kevyessä rasituksessa on hyvä hengittää mahdollisimman paljon nenän kautta. Kylmän ilman hengittäminen ja sen aikaansaama kehon lämpötilan lasku saattaa kuitenkin heikentää hengityselinten suojausmekanismien toimintaa. Runsas kylmän, kuivan ilman sisäänhengitys johtaa lisääntyneeseen nesteen menetykseen hengityksen kautta erityisesti niillä urheilijoilla, jotka harjoittelevat toistuvasti kylmissä olosuhteissa. Tämä voi altistaa keuhkojen pintasolujen ärtymiselle ja tulehdusta lisäävien aineiden erityksen lisääntymiselle keuhkoissa. Seurauksena voi olla rasituksen aiheuttama keuhkoputkien supistuminen (kirjallisuudessa myös EIB, exercise-induced brochoconstriction), johon liittyen voi ilmetä yskää, lisääntynyttä limaneritystä, paineentunnetta rintakehällä sekä hengityksen vinkumista, eli astmalle tyypillisiä oireita.
Kylmän ilman hengittäminen vaikuttaa hengitysteiden epiteelikudokseen kaikilla, ei vain niillä, joilla on todettu keuhkoputkien supistumista rasituksen seurauksena. Siksi olisi tärkeää pyrkiä minimoimaan vauriot niiden lajien urheilijoilla, joiden laji vaatii toistuvaa kovatehoista harjoittelua kylmissä olosuhteissa. Esimerkiksi hiihtäjillä korkeat harjoitusmäärät ovat yhteydessä ei-allergiseen astmaan. Jo keskitehoinen liikuntasuoritus pakkasessa (-15°) voi saada aikaan keuhkotoiminnan heikkenemistä, epiteelikudoksen vaurioita ja/tai hengitystieoireita. Hengitysteiden suojaamiseen on siis hyvä kiinnittää huomiota erityisesti pakkassäällä. Osassa tutkimuksissa vaikutuksia keuhkotoimintaan ei kuitenkaan ole havaittu vielä -10 °C pakkasessa, ainoastaan lieviä hengitystieoireita. Lämpimän ja kostean ilman hengittely saattaa joidenkin tutkimusten mukaan vähentää keuhkokudoksen pintasolujen vaurioita.
Riskiä kylmästä aiheutuville hengitystieongelmille lisää entisestään jo olemassa olevat hengityselinsairaudet, sekä hengitysilman saastuneisuus. Esimerkiksi astmaan liittyy 70–90:llä prosentilla keuhkoputkien supistuminen rasituksen jälkeen.
Kylmän vaikutukset suorituskykyyn ja vammariskiin
Kylmäaltistuksen aikaansaama lieväkin hypotermia ja lihasten lämpötilan lasku voivat lisätä lihasten jäykkyyttä ja heikkoutta, heikentää supistumisvoimaa, liikenopeutta, tehon- ja voimantuottokykyä sekä nopeuttaa väsymistä. Nämä kylmän aiheuttamat muutokset voivat kasvattaa vammojen, mm. lihasrevähdysten riskiä. Huolellinen lämmittely on erityisen tärkeää ennen kylmässä harjoittelua.
Tahdosta riippumaton lihasvärinä on yksi elimistön keinoista lisätä lämmöntuottoa kylmissä olosuhteissa. Kasvanut lihasvärinä voi kuitenkin heikentää tahdonalaista lihaskontrollia, lihasten tehon tuottokykyä sekä lisätä väsymyksen tuntemuksia. Kylmällä on vaikutuksia myös hermoston toimintaan, mikä voi ilmetä kömpelyytenä, koordinaation häiriöinä ja kognition heikkenemisenä. Nämä vaikutukset voivat kestää hetken senkin jälkeen, kun elimistön keskuslämpötila on palautunut normaaliksi. Jo pelkästään kehon ääreisosien kylmettyminen voi aiheuttaa epämukavuutta ja häiritä hienomotoriikkaa ja keskittymistä.
Kylmät olosuhteet vaikuttavat myös kestävyyssuorituskykyyn. Akuutti kylmäaltistus heikentää lihasten hapensaantia ääreisverisuonten supistumisen sekä hemoglobiinin hapenvapautuksen heikentymisen seurauksena. Kylmissä olosuhteissa hapenkulutus on suurempi ja harjoitussyke matalampi tietyssä kuormituksessa, myös, vaikka harjoitusintensiteetti olisi matala. Myös maksimaalinen suorituskyky laskee, kun kehon lämpötila alenee.
Muutokset lihasten hapenkäyttökyvyssä aiheuttavat aineenvaihdunnan muuttumisen anaerobisemmaksi tietyllä kuormitusintensiteetillä, mikä lisää veren ja lihasten happamoitumista ja voi nopeuttaa väsymystä. Harjoituksen aikana nautittava hiilihydraattilisä saattaa tehostaa lihasten toimintaa, erityisesti pitkässä suorituksessa, ja pidentää harjoituksen kestoa. Fysiologisten vaikutusten lisäksi kylmäaltistus voi vaikuttaa kestävyyssuorituskykyyn heikentäen tarkkaavaisuutta ja refleksejä.
Kylmään liittyvät kehon toiminnan muutokset voivat lisätä vammariskiä lajeissa, joissa vaaditaan nopeaa lihasten tehontuottoa (kuten alppihiihto), tai jotka ovat kestoltaan pitkiä ja aiheuttavat lihasväsymystä (maastohiihto, biathlon). Lajeja, joissa on suuri riski kylmän aiheuttamille vammoille/terveysongelmille ovat kestävyysjuoksu, hiihto, pyöräily, vuorikiipeily, vaellus ja jotkin vesiurheilulajit, joissa vaaditaan pitkäkestoista oleilua kylmässä. Avovesiuimarit ovat suurimmassa hypotermian riskissä, koska kylmävesiupotus laskee kehon lämpötilaa neljä kertaa nopeammin kuin saman lämpöinen ilma. Elimistön kylmän sieto on vedessä huomattavasti heikompi kuin kuivalla maalla.
Huolellisella lämmittelyllä ennen harjoitusta voidaan ennaltaehkäistä kylmän suorituskykyä heikentäviä vaikutuksia. Tehokkaan lämmittelyohjelman olisi hyvä nostaa lihasten lämpötilaa, ei pelkästään ylläpitää sitä. Lihasten toiminnan edistämisen lisäksi lämmittelyn on havaittu ehkäisevän myös rasituksen aiheuttamaa keuhkoputkien supistumista.
Hypotermia
Elimistö ajautuu hypotermiaan, kun kehon sisäosien lämpötila laskee alle 35 °C:n. Lievän hypotermian oireina ovat ääreisosien palelu, lisääntynyt lihasvärinä, sykkeen kiihtyminen, virtsaamistarpeen lisääntyminen, lievät koordinaatiohäiriöt sekä heikentynyt nestetasapaino. Vakavassa hypotermiatilassa voi ilmetä sekavuutta, kyvyttömyyttä lihasvärinään, rytmihäiriöitä, keuhkoödeemaa, verenpaineen ja sykkeen laskua sekä tajunnan häiriöitä. Hypotermian riski on pieni hyväkuntoisilla, olosuhteiden mukaisesti pukeutuneilla urheilijoilla.
Muistilista kylmässä harjoitteluun
- Suunnittele harjoitukset järkevästi olosuhteet huomioiden ja kommunikoi urheilijan/valmentajan kanssa.
- Vältä hyvin rasittavia harjoituksia kylmässä.
- Huolehdi riittävästä (mielellään lämpimästä) ravinnosta ja nesteytyksestä.
- Lämmittele hyvin ennen varsinaista suoritusta.
- Pukeudu säänmukaisesti.
- Peitä pää ja raajojen ääreisosat, kun lämpötila laskee alle +5 °C. Erittäin suositeltavaa tämä on silloin, kun lämpötila on alle -5°C ja/tai kun tuuli on kova.
- Pyri minimoimaan kylmän ilman ja/tai veden pääsy vaatekerrosten väliin (ilma/vesilukot hihoissa ja helmoissa, riittävän pitkät hihat).
- Älä sido kenkiä liian tiukalle ja vaihda sukat aina, kun ne kastuvat.
- Huolehdi, että vaatetus on riittävän eristävä ja tuulenpitävä, mutta mahdollistaa kuivan ilman pääsyn lähelle ihoa. Eristävyyttä olisi hyvä pystyä myös säätelemään helposti tarvittaessa (vetoketjujen avaaminen, kerrosten helppo pois ottaminen).
- Valitse ihoa vasten sellaisia materiaaleja, jotka mahdollistavat kosteuden siirron. Kosteuden kerääntyminen iholle vähentää vaatteiden lämmönvarastointikykyä.
- Lopeta harjoitus, kun olosuhteet muuttuvat liian kylmiksi ja hakeudu kylmältä suojaan.
FIS ja ACSM suosittelevat urheilutapahtumien perumista/siirtämistä, kun lämpötila laskee alle -20 °C. Suomen hiihtoliitto kieltää aikuisten kilpailujen järjestämisen kokonaan alle -20 °C:n lämpötiloissa sekä kehottaa huomioimaan ympäristöolosuhteet (mm. tuuli ja kosteus) ilman lämpötilan ollessa -15 – -20 °C. Alle 17-vuotiaille suunnattujen hiihtokilpailujen järjestämisen lämpötilaraja Suomessa on -15 °C.
Lisää tietoa aiheesta: www.kylmainfo.fi
Asiantuntijat: Iida Mustakoski, LitM – Piia Kaikkonen, LitT