W sporcie wyczynowym skuteczna regeneracja po wysiłku jest kluczem do zapobiegania urazom mięśni, przyspieszenia procesu powrotu do stanu homeostazy i osiągnięcia gotowości na przyjęcie kolejnych obciążeń. Istnieje wiele strategii poprawy regeneracji powysiłkowej, a jedną z nich jest zastosowanie niskich temperatur – pisze specjalnie dla „Forum Trenera” Kamila Płoszczyca z Zakładu Kinezjologii Instytutu Sportu – Państwowego Instytutu Badawczego.

Zimno jest od wielu lat wykorzystywane w celu regeneracji oraz leczenia urazów układu mięśniowo-szkieletowego. Z powodzeniem stosuje się je także przed i w trakcie wysiłku. Techniki aplikacji zimna w sporcie ewoluowały wraz z rozwojem technologii oraz potrzebami sportowców. Podczas ekspozycji na niskie temperatury dochodzi do korzystnych zmian w układzie hormonalnym, krążeniowym, nerwowo-mięśniowym i immunologicznym człowieka, dzięki czemu zimno jest chętnie wykorzystywane w praktyce sportowej.

Chłodzenie po wysiłku

Zastosowanie zimna po wysiłku ma zasadniczo dwa cele. Po pierwsze, wspomaganie leczenia urazów, po drugie, przyspieszenie regeneracji. Chłodzenie ciała może być korzystne w ograniczeniu rozprzestrzeniania się początkowych uszkodzeń tkanek oraz wzmacnianiu odpowiedzi regeneracyjnej. Wśród mechanizmów wyjaśniających korzystne działanie zimna wyróżnia się obniżenie temperatury mięśni i łagodzenie stanu zapalnego, zwężenie obwodowych naczyń krwionośnych, zmniejszenie obrzęków, ograniczenie uszkodzenia komórek i działanie przeciwbólowe, a także przyspieszone usuwanie metabolitów.

Krioterapia całego (Whole-Body Cryotherapy, WBC) lub części ciała (Partial-Body Cryotherapy, PBC)

Tradycyjną formą krioterapii jest krioterapia ogólnoustrojowa (WBC) polegająca na krótkotrwałej (od 2 do 5 minut) ekspozycji całego ciała na ekstremalnie niskie temperatury w komorach o kontrolowanych warunkach środowiskowych. Alternatywą jest zastosowanie krioterapii części ciała (PBC; zwane kriosauną) z wykorzystaniem kabin, w których głowa osoby poddanej zabiegowi pozostaje odsłonięta. Zależnie od zastosowanej technologii, temperatura w kriokomorze waha się od -60 do -195º C. Po trzyminutowej ekspozycji w kriokomorze, temperatura skóry obniża się średnio o 8-14ºC.

Czy poza aspektem regeneracyjnym, krioterapia może być również stosowana w celu poprawy wydolności i możliwości wysiłkowych sportowców przed zawodami? Teoretycznie, korzystne zmiany hormonalne (np. wzrost poziomu testosteronu), zwiększone dotlenienie mięśni, czy poprawa samopoczucia psychicznego zawodnika, mogą wpływać na poprawę wyniku podczas zawodów. Jednak, jak dotąd, nieliczne badania naukowe wykazują sprzeczne wyniki w tym zakresie.

Głównym efektem WBC/PBC jest działanie przeciwbólowe, związane z oddziaływaniem bardzo niskich temperatur na układ nerwowy, co skutkuje zmniejszeniem wzmożonego napięcia mięśniowego. Zastosowanie WBC/PBC zmniejsza obrzęki pourazowe oraz łagodzi stany zapalne poprzez ułatwienie wymiany produktów stanu zapalnego, usuwania dwutlenku węgla, a także przyspieszenie przemiany materii i dostarczania składników odżywczych oraz tlenu do tkanek. Kriostymulacja ułatwia regenerację powysiłkową również poprzez zmniejszenie opóźnionej bolesności mięśniowej (DOMS) i uszkodzeń mięśni wywołanych wysiłkiem fizycznym. Ponadto zastosowanie kriostymulacji w okresie intensywnych treningów prowadzi do poprawy jakości snu u zawodników. Dostępne dane wskazują, że zarówno WBC, jak i PBC wywołują podobny efekt, co w praktyce umożliwia wybór odpowiedniej metod krioterapii zgodnie z aktualnymi możliwościami sportowca i jego sztabu szkoleniowego.

Przykładowe protokoły WBC:

• 7 zabiegów WBC (3min; −140 do −195ºC) wykonywanych raz dziennie,
• 10 zabiegów WBC (3min; −120ºC) wykonywanych podczas 5 kolejnych dni (2x/dzień),
• 10 zabiegów WBC  (30 s w temp. −60ºC + 3min w temp. −110ºC) wykonywanych raz dziennie 2 godz. po treningu,
• 20 zabiegów WBC (3 min;–120°C do –140°C) wykonywanych podczas 10 kolejnych dni (2x/dzień).

Zanurzenia w zimnej wodzie (Cold-Water Immersion, CWI)

Zanurzenie w zimnej wodzie (CWI) jest metodą powszechnie stosowaną przez sportowców w celu wspomagania regeneracji mięśni. Jest też procedurą bezpieczniejszą i bardziej dostępną niż zabiegi w kriokomorze ponieważ nie wymaga stosowania ciekłego azotu. Zabieg CWI polega na całkowitym lub częściowym zanurzeniu ciała w wodzie o temperaturze ~ 10–15°C przez 5–20 min bezpośrednio po wysiłku fizycznym. CWI może być wykonane jednym ciągiem lub jako wielokrotne, przerywane sesje. Ponieważ podczas zabiegów CWI ważnym czynnikiem wpływającym na poprawę regeneracji jest ciśnienie hydrostatyczne, sugeruje się, że im głębiej sportowiec jest zanurzony, tym większe mogą być odnoszone korzyści. Ponadto, ponieważ celem zanurzenia jest przemieszczenie płynów z obwodu w kierunku klatki piersiowej, generalnie zaleca się, aby podczas zanurzenia przyjąć pozycję pionową.

CWI wpływa na przyspieszenie regeneracji poprzez redukcję zmęczenia ośrodkowego układu nerwowego oraz poprawę funkcji autonomicznego układu nerwowego, zmniejszenie obciążenia układu krążeniowego i poprawę dostępności tlenu i substratów w mięśniach, przyspieszone usuwanie metabolitów powysiłkowych oraz zmniejszenie uszkodzenia mięśni wywołanego wysiłkiem fizycznym. Potencjalne korzyści wynikające z zastosowania CWI i tradycyjnej krioterapii (WBC) są bardzo zbliżone. Natomiast na korzyść CWI przemawia znacznie większa liczba doniesień naukowych, które potwierdzają jej skuteczność u sportowców, oraz, jak wspomniano wcześniej, większa łatwość w wykonaniu zabiegów, niezależnie od miejsca realizacji treningu.

Czy poza aspektem regeneracyjnym, krioterapia może być również stosowana w celu poprawy wydolności i możliwości wysiłkowych sportowców przed zawodami? Teoretycznie, korzystne zmiany hormonalne (np. wzrost poziomu testosteronu), zwiększone dotlenienie mięśni, czy poprawa samopoczucia psychicznego zawodnika, mogą wpływać na poprawę wyniku podczas zawodów. Jednak, jak dotąd, nieliczne badania naukowe wykazują sprzeczne wyniki w tym zakresie. Choć pojawiły się doniesienia o zwiększeniu biogenezy mitochondriów oraz poprawie unaczynienia mięśni, a także o niewielkiej poprawie maksymalnego poboru tlenu po zastosowaniu kriostymulacji, skuteczność konkretnych protokołów wymaga weryfikacji. Co więcej, w ostatnim czasie w kilku pracach zwrócono uwagę na fakt, że narażenie na zimno może być szkodliwe dla adaptacji treningowych. Wynika to z faktu, że stan zapalny jest ważnym składnikiem procesu naprawy mięśni, a jego ograniczenie, w przypadku długotrwałych adaptacji treningowych, może przynieść efekt przeciwny do zamierzonego. Należy z ostrożnością podchodzić do regularnego stosowania kriostymulacji, zwłaszcza podczas realizacji treningu oporowego oraz bloków treningowych, których celem jest hipertrofia mięśniowa, oraz poprawa siły i mocy. Udowodniono, że zastosowanie krioterapii wpływa na osłabienie anabolicznej odpowiedzi na trening, ogranicza syntezę białek i aktywację komórek satelitarnych, przyczyniając się w ten sposób do osłabienia przyrostu mięśni i rozwoju siły mięśniowej. Nie stwierdzono natomiast negatywnego wpływu kriostymulacji na indukowaną treningiem poprawę możliwości aerobowych.

Okłady z wykorzystaniem materiału o przemianie fazowej (Phase Change Material, PCM)

W ostatnich latach proponuje się zastosowanie materiału zmiennofazowego (PCM) jako nowoczesnej metody krioterapii do regeneracji po ćwiczeniach. PCM to substancja, która przechodzi przemianę fazową między stanami materii bez wykrywalnej zmiany temperatury.

Wśród strategii chłodzenia wstępnego wyróżnić można podawanie zimnych napojów i lodu, okłady chłodzące, kamizelki chłodzące, zmrożone ręczniki, pobyt w chłodzonym pomieszczeniu oraz stosowanie zimnej wody w formie zanurzenia lub natrysków, a także kombinacje powyższych metod. Zimne napoje oraz chłodzenie okolicy szyi i twarzy przez kołnierz chłodzący lub polewanie głowy i twarzy wodą wykorzystuje się również podczas wysiłku, gdy specyfika danej konkurencji na to pozwala.

Sugeruje się, że w celu utrzymania istotnego klinicznie zmniejszenia temperatury wewnątrzmięśniowej, czas trwania krioterapii powinien być przedłużony. Wynika to z przebiegu reakcji zapalnej na uraz lub wywołane wysiłkiem uszkodzenie tkanki mięśniowej –  wtórna reakcja na obrażenia rozciąga się na kilka godzin po wysiłku. Przy tradycyjnych formach kriostymulacji przedłużenie zabiegu jest trudne do osiągnięcia ze względu na bezpieczeństwo i zdrowie osób poddanych zabiegowi oraz dyskomfort wywołany zimnem. Właściwość PCM jest korzystna, ponieważ substancja ta może pochłaniać duże ilości ciepła przez dłuższy czas, co prowadzi do uzyskania niższej temperatury wewnątrzmięśniowej niż podczas stosowania innych strategii kriostymulacji. Najpopularniejszym materiałem PCM wykorzystywanym w praktyce jest lód, z punktem przemiany fazowej 0ºC. Jednak jego zdolność do pochłaniania ciepła i utrzymywania stałej, obniżonej temperatury tkanek ograniczona jest do około 30 min, po czym temperatura zaczyna gwałtownie wzrastać. Badania prowadzone w ostatnich latach wskazują, że pakiety wypełnione specjalną mieszanką substancji PCM, których punkt przemiany fazowej wynosi 15ºC, są w stanie bezpiecznie przedłużyć i utrzymać czas schładzania tkanek przez 3 h. Pakiety PCM 15ºC gdy są zamrożone są twarde i wyglądają jak wosk, natomiast gdy osiągną stan stopionej cieczy, przypominają olej roślinny. Pakiety PCM 15ºC można nakładać bezpośrednio na skórę pod ubraniem. Często stosowane są także jako wkłady do kamizelek chłodzących. W celu ich schłodzenia należy zanurzyć je w zimnej wodzie lub umieścić w lodówce/zamrażarce, aż do osiągnięcia formy stałej. Choć niewątpliwie potrzebne są dalsze badania nad skutecznością zastosowania PCM po różnych typach wysiłku oraz określenie optymalnego czasu ich aplikacji, PCM stanowią obiecującą alternatywę dla dotychczasowych metod krioterapii.

Chłodzenie przed i w trakcie wysiłku

Wysokie temperatury otoczenia i wilgotność prowadzą do wzrost temperatury wewnętrznej ciała, co w rezultacie prowadzi do upośledzenia wydolności fizycznej. Aby przeciwdziałać potencjalnemu spadkowi wydajności podczas zawodów w gorącym otoczeniu, stosuje się różne metody chłodzenia ciała przed i w trakcie rywalizacji sportowej. Chłodzenie przed wysiłkiem (tzw. pre-cooling) jest stosowane w praktyce przez wielu sportowców w celu obniżenia temperatury ciała, a w konsekwencji zmniejszenia stresu cieplnego i poprawy możliwości wysiłkowych. Wstępne schłodzenie może korzystnie wpływać na układ sercowo-naczyniowy (dystrybucja krwi do pracujących mięśni), metabolizm (zachowanie optymalnej temperatury dla aktywności enzymów), a także na ośrodkowy i obwodowy układ nerwowy. Wśród strategii chłodzenia wstępnego wyróżnić można podawanie zimnych napojów i lodu, okłady chłodzące, kamizelki chłodzące, zmrożone ręczniki, pobyt w chłodzonym pomieszczeniu oraz stosowanie zimnej wody w formie zanurzenia lub natrysków, a także kombinacje powyższych metod. Zimne napoje oraz chłodzenie okolicy szyi i twarzy przez kołnierz chłodzący lub polewanie głowy i twarzy wodą wykorzystuje się również podczas wysiłku, gdy specyfika danej konkurencji na to pozwala.

Wśród mechanizmów tłumaczących korzystne efekty chłodzenia wstępnego wymienia się zwiększoną zdolność magazynowania ciepła w ciele podczas wysiłku i zmniejszenie stresu cieplnego. Prowadzi to do obniżenia częstości skurczów serca, a także spowolnienia tempa pocenia się, a co za tym idzie, wolniejszej redukcji objętości osocza i zmniejszenia ryzyka odwodnienia. Ponadto dochodzi do poprawy przepływu krwi przez mięśnie. Istotny wydaje się również efekt psychologiczny i obniżone postrzeganie ciężkości wysiłku przez zawodników.

Wstępne chłodzenie jest najbardziej korzystne przed wysiłkami wytrzymałościowymi realizowanymi w wysokich temperaturach. Należy jednak pamiętać, że zbyt duże obniżenie temperatury wewnętrznej ciała może przynieść efekt przeciwny do oczekiwanego i prowadzić do pogorszenia możliwości wysiłkowych. Ponadto nie należy przesadnie chłodzić grup mięśniowych, które będą wykonywały główną pracę podczas zawodów, ponieważ nadmierne ochłodzenie może negatywnie wpłynąć na ich wydajność. Z praktycznego punktu widzenia najbardziej korzystne wydaje się zastosowanie kamizelek chłodzących i ewentualne wzmocnienie efektu poprzez spożycie zimnych napojów. Strategię chłodzenia warto przetestować podczas treningów, w warunkach jak najbardziej zbliżonych do tych, których można spodziewać się na zawodach.

Przykładowe protokoły chłodzenia przed wysiłkiem:

• Kamizelka chłodząca podczas rozgrzewki (40-45 min)
• Okłady chłodzące stosowane na całe ciało (25-30 min)
• Schłodzenie całego ciała w wodzie o temp. 24ºC (60 min)
• Kąpiel pod prysznicem w temp. 24-28ºC (60 min)
• Schłodzenie całego ciała w wodzie o temp. 24-29ºC (30 min) + kamizelka chłodząca (40 min)
• Pobyt w chłodzonym pomieszczeniu w temp. 0-18ºC (90 min)
• Spożycie kruszonego lodu (6,8g/kg; 30 min)
• Spożycie zimnych napojów (4ºC)

Piśmiennictwo

1. Allan, R., Malone, J., Alexander, J., Vorajee, S., Ihsan, M., Gregson, W., Kwiecien, S., & Mawhinney, C. (2022). Cold for centuries: a brief history of cryotherapies to improve health, injury and post-exercise recovery. European journal of applied physiology, 122(5), 1153–1162. https://doi.org/10.1007/s00421-022-04915-5
2. Azevedo, K. P., Bastos, J. A. I., de Sousa Neto, I. V., Pastre, C. M., & Durigan, J. L. Q. (2022). Different Cryotherapy Modalities Demonstrate Similar Effects on Muscle Performance, Soreness, and Damage in Healthy Individuals and Athletes: A Systematic Review with Metanalysis. Journal of clinical medicine, 11(15), 4441. https://doi.org/10.3390/jcm11154441
3. Bleakley, C. M., Bieuzen, F., Davison, G. W., & Costello, J. T. (2014). Whole-body cryotherapy: empirical evidence and theoretical perspectives. Open access journal of sports medicine, 5, 25–36. https://doi.org/10.2147/OAJSM.S41655
4. Bouzigon, R., Dupuy, O., Tiemessen, I., De Nardi, M., Bernard, J. P., Mihailovic, T., Theurot, D., Miller, E. D., Lombardi, G., & Dugué, B. M. (2021). Cryostimulation for Post-exercise Recovery in Athletes: A Consensus and Position Paper. Frontiers in sports and active living, 3, 688828. https://doi.org/10.3389/fspor.2021.688828
5. Broatch, J. R., Petersen, A., & Bishop, D. J. (2018). The Influence of Post-Exercise Cold-Water Immersion on Adaptive Responses to Exercise: A Review of the Literature. Sports medicine (Auckland, N.Z.), 48(6), 1369–1387. https://doi.org/10.1007/s40279-018-0910-8
6. Hyldahl, R. D., & Peake, J. M. (2020). Combining cooling or heating applications with exercise training to enhance performance and muscle adaptations. Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 129(2), 353–365. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00322.2020
7. Kwiecien, S. Y., McHugh, M. P., & Howatson, G. (2020). Don’t Lose Your Cool With Cryotherapy: The Application of Phase Change Material for Prolonged Cooling in Athletic Recovery and Beyond. Frontiers in sports and active living, 2, 118. https://doi.org/10.3389/fspor.2020.00118
8. Kwiecien, S. Y., & McHugh, M. P. (2021). The cold truth: the role of cryotherapy in the treatment of injury and recovery from exercise. European journal of applied physiology, 121(8), 2125–2142. https://doi.org/10.1007/s00421-021-04683-8
9. Malta, E. S., Dutra, Y. M., Broatch, J. R., Bishop, D. J., & Zagatto, A. M. (2021). The Effects of Regular Cold-Water Immersion Use on Training-Induced Changes in Strength and Endurance Performance: A Systematic Review with Meta-Analysis. Sports medicine (Auckland, N.Z.), 51(1), 161–174. https://doi.org/10.1007/s40279-020-01362-0
10. Ross, M., Abbiss, C., Laursen, P., Martin, D., & Burke, L. (2013). Precooling methods and their effects on athletic performance : a systematic review and practical applications. Sports medicine (Auckland, N.Z.), 43(3), 207–225. https://doi.org/10.1007/s40279-012-0014-9
11. Stephens, J. M., Halson, S., Miller, J., Slater, G. J., & Askew, C. D. (2017). Cold-Water Immersion for Athletic Recovery: One Size Does Not Fit All. International journal of sports physiology and performance, 12(1), 2–9. https://doi.org/10.1123/ijspp.2016-0095
12. Stevens, C. J., Taylor, L., & Dascombe, B. J. (2017). Cooling During Exercise: An Overlooked Strategy for Enhancing Endurance Performance in the Heat. Sports medicine (Auckland, N.Z.), 47(5), 829–841. https://doi.org/10.1007/s40279-016-0625-7
13. Wegmann, M., Faude, O., Poppendieck, W., Hecksteden, A., Fröhlich, M., & Meyer, T. (2012). Pre-cooling and sports performance: a meta-analytical review. Sports medicine (Auckland, N.Z.), 42(7), 545–564. https://doi.org/10.2165/11630550-000000000-00000