Alle quattro del mattino soldati ben addestrati e adattati al calore della Forza di Difesa Nazionale sudafricana hanno iniziato a percorrere 50 chilometri di percorso in modalità completa (45 kg). Era un giorno caldo e la temperatura raggiungeva i 37,5 ° C. Dopo tredici ore di esercizio, il soldato ventenne è stato trovato privo di conoscenza a circa 2 km dal traguardo. La sua temperatura corporea era di 42.6 C. Non rispondeva, aveva gli occhi rotolati indietro, emetteva rumori incomprensibili, aveva difficoltà a respirare e esibiva movimenti tonico-clonici. Tutte queste condizioni sono associate al colpo di calore. Nonostante tutti gli sforzi per salvarlo, il soldato è morto nell’ospedale il giorno successivo.
Questo tragico episodio descritto in “The Physician and Sportsmedicine” (Nolte, Hew-Butler, Noakes, & Duvenage, 2015), purtroppo non è molto insolito. Di tanto in tanto incidenti analoghi si verificano durante esercizi sportivi e militari, specialmente in condizioni ambientali estreme.
Tuttavia alcune circostanze hanno reso questo caso eccezionale. In quell’esercizio sfortunato, il soldato era stato monitorato da un gruppo di scienziati sportivi sudafricani. Hanno raccolto dati sull’assunzione di liquidi, sulla temperatura interna, sulla velocità / distanza e sul suo stato di idratazione (insieme ai suoi pari). Dopo un attento esame di tutti i dati e le circostanze, gli scienziati hanno suggerito che la ragione della morte era un colpo di calore provocato dal caldo, dal carico di lavoro estremo e… da “overdrinking”! Questa combinazione sembra così illogica che è difficile credere che sia possibile.
Una sostituzione fluida aggressiva è considerata da molti atleti e allenatori come una delle misure principali che possono prevenire il colpo di calore. Quindi, come può essere possibile il contrario?
Ruolo dell’acqua nelle Prestazioni Sportive
L’acqua è l’ingrediente principale del corpo umano. Circa il 60% di noi è composto da acqua. Due terzi dell’acqua corporea totale si trovano all’interno delle cellule del corpo mentre un terzo è un fluido extracellulare. A sua volta, l’acqua extracellulare consiste di acqua tra le cellule del corpo (acqua interstiziale) e il sangue. Questi volumi non sono statici e si scambiano fluidi e soluti tra loro. L’acqua è essenziale per le reazioni biochimiche, la termoregolazione, i materiali di trasporto, fornisce i volumi per tessuti e cellule, ecc. Possiamo sopravvivere senza di essa solo per pochi giorni (Sawka & Coyle, 1999).
Gli sforzi fisici, specialmente nell’ambiente caldo, mettono sotto notevole stress fisiologico il nostro corpo. Per far fronte a questa sfida, dobbiamo mantenere l’omeostasi entro limiti accettabili. Ci sono tre problemi principali durante un esercizio che sono strettamente legati all’acqua:
- termoregolazione,
- efficienza cardiovascolare
- concentrazione di elettroliti.
Termoregolazione
Gli esseri umani possono operare solo all’interno di un particolare intervallo di temperatura corporea. Simile ai motori meccanici, il corpo umano crea calore durante il suo lavoro, che aumenta drammaticamente durante l’esercizio. Questo calore dovrebbe essere rimosso altrimenti il sistema si surriscalda e smette di funzionare. L’acqua corporea fornisce un serbatoio naturale per l’assorbimento del calore e un meccanismo per la sua rimozione.
Il sangue assorbe il calore dai muscoli che lavorano e lo sposta verso gli estremi del sistema – la pelle dove il calore può essere dissipato nell’ambiente. Un altro modo è ancora più efficace durante il lavoro intenso – la sudorazione. Il sudore è prodotto da speciali ghiandole che assorbono acqua dal sangue e dallo spazio interstiziale e lo pompano sulla superficie della pelle dove questa acqua evapora fornendo un grande effetto rinfrescante.
Efficienza cardiovascolare
Durante l’esercizio fisico la funzione di trasporto del sangue, che sta erogando ossigeno, ormoni e sostanze energetiche ai tessuti di lavoro, oltre a rimuovere metaboliti e CO2 da essi, aumenta drammaticamente. Ciò richiede che la quantità di acqua, circolante nel sistema cardiovascolare, sia mantenuta al livello richiesto per una pressione ottimale. Se il sangue ritorna al cuore, che può accadere a causa delle perdite di sudore e / o dell’aumento del flusso sanguigno alla pelle, la pressione sanguigna potrebbe diminuire. Al fine di mantenere la pressione, il cuore inizia a pompare a velocità più elevate, tuttavia la diminuzione del volume della corsa porta ad una compromissione dell’efficienza del sistema cardiovascolare.
Concentrazione di elettroliti
Parametro molto importante dell’omeostasi è la concentrazione di soluti nel sangue, nel liquido interstiziale e nelle cellule del corpo. È fondamentale per la manutenzione della pressione osmotica, i bilanci ionici e idrici. Queste concentrazioni devono essere mantenute all’interno di confini fisiologici accettabili, altrimenti l’omeostasi e di conseguenza le funzioni corporee saranno disturbate. Questo può accadere durante l’esercizio a causa di perdite di liquidi e / o elettroliti.
Disidratazione
La disidratazione è un processo di perdita d’acqua. Potrebbe essere più significativo durante l’esercizio. La prima “vittima” potrebbe essere il sangue. Abbiamo già visto il problema della perdita di pressione. Un altro problema dovuto all’insufficiente volume del sangue è la competizione tra i sistemi di alimentazione periferici (pelle) e centrali (muscoli di lavoro) per le risorse. La carenza di sangue per il primo porta al surriscaldamento, mentre la carenza di quest’ultimo causa un calo dell’efficienza del lavoro.
Ci sono altri problemi. La riduzione del volume del sangue può dare un segnale per la diminuzione della produzione di sudore, quindi compromette il raffreddamento. Il sangue più viscoso causa una diminuzione della penetrazione attraverso i piccoli capillari, riducendo così l’ossigeno e l’apporto energetico. È generalmente accettato che la disidratazione possa seriamente disturbare l’omeostasi e compromettere le prestazioni.
I cambiamenti nel peso corporeo sono un indicatore affidabile della disidratazione?
La misurazione dei parametri del sangue e delle urine sono metodi scientifici per determinare lo stato di idratazione. Tuttavia, questo non è sempre pratico. Rilevare i cambiamenti nel peso corporeo è il metodo più semplice per stimare la perdita di acqua durante l’esercizio. Generalmente è affidabile, ma non senza alcune limitazioni. Una di queste è ovvia: non è solo l’acqua che viene spesa durante l’esercizio. È il carburante (soprattutto grasso e glicogeno). La quantità di carburante che viene bruciato non contribuisce molto al totale cambiamento di peso negli eventi a basso consumo energetico, tuttavia può essere significativo nelle competizioni di endurance e ultra-endurance.
Un altro problema con la valutazione della perdita di acqua attraverso le misurazioni del peso è che perdiamo non solo acqua durante l’esercizio. Qualche perdita di peso deriva dall’acqua metabolica che è un prodotto di grassi (1. 3 grammi di acqua per 1 grammo) e carboidrati (0,6 grammi di acqua per 1 grammo) di ossidazione (Nicholas Tam e Noakes, 2013). Una quantità aggiuntiva di acqua non libera proviene da un fluido legato al glicogeno che è di circa 3-4 grammi di acqua per grammo. Il contributo di acqua non libera alla perdita di peso può essere di circa 2 kg durante la maratona (Pastene, Germain, Allevard, Gharib e Lacour, 1996, Nicholas Tam e Noakes, 2013).
Probabilmente, questa perdita non richiede una sostituzione immediata e può essere ripristinata insieme al recupero del glicogeno dopo l’esercizio. Sembra che la misurazione del peso sia un metodo pratico ma non preciso che può sovrastimare la perdita di acqua libera.
Quanta acqua possiamo perdere?
Attualmente uno degli enti più rispettati nelle scienze dello sport – l’American College of Sports Medicine – raccomanda il limite del 2% del peso corporeo come perdita d’acqua accettabile (Sawka et al., 2007). Tuttavia molte ricerche sostengono che questo numero proveniva principalmente da studi di laboratorio non adeguatamente progettati. Spesso i partecipanti sono stati testati senza flusso d’aria e sono stati disidratati artificialmente, limitando l’acqua prima e / o durante l’esercizio o somministrando diuretici. Questo non è il tipo di disidratazione che accade nella vita reale in cui gli atleti solitamente hanno libero accesso all’acqua, quindi la loro disidratazione è “volontaria” (Nicholas Tam & Noakes, 2013).
Uno degli argomenti più forti contro l’orientamento del 2% è che la disidratazione, che supera questo limite, in realtà non pregiudica la performance (Goulet, 2011). Al contrario, molto spesso i vincitori di eventi di resistenza e ultra-resistenza sono tra gli atleti più disidratati in quelle gare. Se misuriamo la disidratazione come percentuale della perdita di peso corporeo, possono essere disidratati fino al 10% della loro massa corporea (Beis, Wright-Whyte, Fudge, Noakes e Pitsiladis, 2012).
Tuttavia, atleti ben allenati e adattati al calore, sono abbastanza bravi a difendere la propria omeostasi. Nonostante le significative perdite di acqua con sudorazione, il loro volume di sangue che, come menzionato prima, è un parametro molto importante, può rimanere costante durante l’esercizio a causa della ridistribuzione dell’acqua dagli spazi interstiziali (N. Tam, Nolte, & Noakes, 2011) . Inoltre,
La disidratazione è il nostro principale nemico nell’esercizio?
È una credenza comune non solo tra gli atleti e gli appassionati di fitness, ma anche tra gli allenatori e gli scienziati sportivi che anche una lieve disidratazione è molto pericolosa. Tuttavia non tutte le apprensioni, legate alla disidratazione, sono scientificamente fondate. Ad esempio, è diffusa la convinzione che la perdita di liquidi è la ragione principale del colpo di calore da sforzo (EHS) che è associato all’esercizio. Il colpo di calore è una condizione pericolosa per la vita, che ogni anno causa numerosi incidenti fatali in esercizi sportivi e militari. Si sviluppa molto rapidamente.
Guarda cosa è successo recentemente a John Brownlee in Messico https://www.youtube.com/watch?v=CS0GkCfljqk. Dopo l’evento, con il famoso senso dell’umorismo britannico, Jonny ha twittato dall’ospedale che forse sembrava un ubriaco ma era il contrario. Qual è il contrario? Molto probabilmente intendeva la disidratazione. Tuttavia molti scienziati non supportano l’idea che la disidratazione sia la ragione principale di EHS. Sostengono che l’intensità dell’esercizio combinato con le condizioni meteorologiche estreme sono le cause principali.
È interessante notare che l’EHS si verifica più spesso in esercizi relativamente brevi ed intensi in condizioni climatiche calde e umide piuttosto che in eventi di lunga durata. Ciò è dovuto all’incapacità del sistema di termoregolazione di far fronte alle sfide di intensità e di ambiente, sebbene l’atleta abbia ancora abbastanza liquido corporeo.
Guarda un altro esempio eclatante di EHS, che è successo all’atleta US-URSS nel luglio del 1959, durante la guerra fredda https://www.youtube.com/watch?v=HecRmHa2W8A. Due atleti su quattro (uno americano e uno russo) hanno subito un forte colpo di calore durante la gara di 10000 m. Questo filmato è in russo ma puoi capire tutto senza traduzione. Era una distanza relativamente breve rispetto alla gara di triathlon di Jonny, quindi gli atleti non potevano essere gravemente disidratati, tuttavia c’erano condizioni meteorologiche davvero difficili (33 ° C, 88% di umidità) e un tasso di esercizio estremamente alto basato su enormi motivazioni per vincere. In conclusione: la disidratazione è improbabile che sia il motivo principale per EHS.
Un altro problema, per il quale la disidratazione viene abitualmente attribuita, è la comparsa di crampi muscolari. Anche qui non è così semplice. Collegato a gravi disturbi di disidratazione nell’equilibrio ionico può essere uno dei motivi per i crampi. Tuttavia, i nemici più comuni sono: storia precedente di crampi, danni muscolari pre-esercizio e carico ad alta intensità durante l’esercizio (Hoffman & Stuempfle, 2015).
Una grave perdita d’acqua può causare un metabolismo disturbante, contribuire all’EHS e ai crampi muscolari. Inoltre, le statistiche sopra menzionate sui vincitori degli eventi di resistenza non dimostrano la relazione causa-effetto. Quindi non possiamo dire che per vincere una maratona dovresti perdere più peso di altri concorrenti o bere meno. Forse i vincitori spesso perdono un peso significativo a causa del loro più alto tasso di perdita di sudore anche se potrebbero bere molto (Beis, et al., 2012). Tuttavia voglio sottolineare che lo stato di idratazione è solo una delle variabili interagenti in omeostasi complessamente regolata durante l’esercizio e non possiamo definire limiti universali di disidratazione, specialmente se si baseranno esclusivamente sulle variazioni di peso corporeo.
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