È novembre, presto sarà dicembre, e ci sono ancora gare ciclistiche in corso. Per i pochi resistenti (pazzi?) che stanno ancora gareggiando nel profondo dell’inverno, farà solo più freddo. I corridori dovranno considerare quale effetto avrà il freddo sulle loro prestazioni. Ma che tu sia un visitatore per la prima volta alla grotta del dolore ghiacciato o un veterano esperto, avere una comprensione di come il corpo regola la temperatura durante l’esercizio al freddo ha il potenziale per renderti più a tuo agio e forse anche aumentare le tue prestazioni.
Infatti, per quanto riguarda i fattori che si possono controllare il giorno della gara, si potrebbe sostenere che essere consapevoli dei fattori che influenzano la termoregolazione di un atleta è importante quanto il ritmo e l’alimentazione corretta prima di una gara. Questo argomento delle corse al freddo sarà affrontato in una serie di blog correlati. La maggior parte degli esempi si concentrerà sulle gare di cross, ma gran parte di ciò che viene presentato qui può anche tradursi in altre forme di competizione di resistenza al freddo. Questo questo blog tratterà le basi della termoregolazione. Si tratta principalmente di come il corpo mantiene un equilibrio termico e dei fattori ambientali che influenzano tale equilibrio.
Capire il calore
Per capire la performance al freddo dobbiamo prima cogliere il concetto di calore. Affinché gli esseri umani funzionino, devono mantenere e regolare una normale temperatura corporea. Questa temperatura è di ~ 98,6 ° F e varia da individuo a individuo. Se la temperatura corporea scende al di fuori dell’intervallo di 95-105,8 ° F, gli atleti vedranno forti diminuzioni delle loro prestazioni (ma in realtà, se cadi fuori da quell’intervallo, una diminuzione delle prestazioni sarà l’ultima delle tue preoccupazioni). Quando il corpo scompone il cibo per l’energia per fare il lavoro, solo il 20 percento circa di quell’energia viene effettivamente utilizzato per fare il lavoro; come spingere i pedali. Il restante 80% viene perso sotto forma di energia termica. Durante l’esercizio, quando l’intensità aumenta, aumenta anche la quantità di calore generato. Per mantenere una temperatura sana, il corpo deve dissipare il calore extra che viene generato. Il corpo lo fa pompando il sangue riscaldato dai processi metabolici alla pelle. Funziona molto come un radiatore in un’auto.
Il calore, una volta portato sulla pelle, viene ceduto all’ambiente in quattro diverse modalità: convezione, conduzione, irraggiamento ed evaporazione. La convezione si verifica quando il calore viene perso in un fluido che circonda il corpo, come aria o acqua. Quando guidi una bicicletta, la convezione aumenta quando corri più veloce o quando il vento soffia più forte su di te. Il tasso di perdita di calore su una bici da cross tenderà ad essere inferiore rispetto a una bici da strada, perché le velocità sono inferiori. La conduzione è la perdita di calore che avviene tra due solidi che sono in contatto tra loro. Nel ciclismo questa perdita di calore si verifica con tutto ciò che tocca la pelle (es. manubrio). La perdita di calore radiativo si verifica quando gli oggetti circostanti hanno temperature superficiali inferiori rispetto al corpo. Questo tipo di dispersione termica è indipendente dal movimento o dalla temperatura dell’aria circostante. Nel ciclismo pensiamo principalmente ai trasferimenti di calore per irraggiamento in termini di calore acquisito. Pensa a due corse alla stessa temperatura dell’aria, ma una corsa è di notte e l’altra durante il giorno. La corsa durante il giorno si sentirà più calda a causa del calore radiante guadagnato dal sole. L’ultimo metodo di perdita di calore, l’evaporazione, è ciò a cui la maggior parte di noi pensa quando pensiamo alla perdita di calore dal corpo. È il modo più importante di perdita di calore quando la temperatura dell’aria supera quella del corpo.
Rimozione del calore
È importante notare che, anche se è fondamentale che il corpo elimini il calore in eccesso durante l’esercizio in modo che possa funzionare bene, l’atto effettivo di rimuovere il calore di scarto è di per sé potenzialmente dannoso per le prestazioni. Quando il sangue riscaldato viene pompato sulla pelle per consentire il raffreddamento, si verifica un calo della pressione sanguigna. Questo calo della pressione sanguigna fa aumentare la frequenza cardiaca anche se la quantità di lavoro svolto dall’atleta non è aumentata. Questo effetto è chiamato deriva cardiaca e può avere un impatto negativo sul VO2 max (il livello più alto di ossigeno che può essere consumato) e sui livelli di produzione di lavoro relativi alla frequenza cardiaca. Diminuzioni delle prestazioni durante la dissipazione del calore possono verificarsi anche quando aumentiamo il nostro tasso di perdita di calore per evaporazione sudando di più. La sudorazione ci fa perdere liquidi corporei, che a loro volta riducono il volume plasmatico e la pressione sanguigna e, ancora una volta, provocano un aumento della frequenza cardiaca quando la quantità di lavoro non è aumentata.
Le prestazioni più veloci si verificano a ~50 °F, ma ovviamente variano a seconda dell’individuo e dello sport. Quando la temperatura aumenta oltre questo valore ottimale, le prestazioni rallentano in modo esponenziale. Questa diminuzione è probabilmente causata dagli effetti negativi che il calore ha su molti dei sistemi del corpo: uno di questi è l’effetto dannoso che il calore ha sul sistema cardiovascolare sopra descritto. Si può argomentare che molti degli effetti negativi della risposta del corpo alla produzione di calore possono essere annullati quando un atleta si esercita a temperature più fredde. Ciò è dovuto al fatto che il trasferimento di calore all’ambiente diventa più facile quando c’è un gradiente termico maggiore.
Fattori che influenzano la termoregolazione
A questo punto dovrebbe essere chiaro che la termoregolazione è influenzata da fattori ambientali come la temperatura dell’aria, il vento freddo e la luce solare. Insieme a questi fattori, anche fattori specifici degli individui influenzano la capacità del corpo di termoregolare. La percentuale di grasso corporeo e la circolazione sono probabilmente i due aspetti più familiari della capacità di termoregolazione di un individuo. Questi sono entrambi concetti di termoregolazione a cui la maggior parte di noi è stata esposta ad un certo punto. Il grasso corporeo influisce sulla termoregolazione in quanto isola il corpo e rende più difficile la perdita di calore durante l’esercizio. La nostra capacità di far circolare il sangue influisce anche sulla nostra capacità di dissipare il calore. Questa capacità è determinata in gran parte dalla nostra gittata cardiaca (la quantità di sangue che possiamo pompare) e dalla struttura e funzione dei nostri vasi sanguigni.
Altri fattori che si possono presumere siano ugualmente importanti nel determinare la capacità di un individuo di termoregolare, ma non così facilmente considerati, sono il rapporto superficie/volume di una persona e l’intensità dell’esercizio che possono mantenere a lungo. Il concetto di superficie a volume è un tema predominante in natura e fisiologia. Si occupa di quanto calore si ha il tessuto metabolico (volume) rispetto a quanta area si ha per perdere quel calore (superficie). Il modo migliore per concettualizzare questo è pensare in termini di due cubi. Un cubo di 1 x 1 x 1 cm ha una superficie totale di 6 cm2 e un volume di 1 cm3, che è un rapporto superficie/volume di 6:1. D’altra parte, un cubo di 2 x 2 x 2 cm ha una superficie totale di 24 cm2 e un volume di 8 cm3, che è un rapporto di 3:1. Il cubo di 1 x 1 x 1 cm ha il doppio della superficie per unità di volume! Se entrambi i cubi stessero producendo la stessa quantità di calore per unità di volume, il cubo più piccolo sarebbe in grado di raffreddarsi più rapidamente a causa del suo rapporto superficie/volume superiore. In termini di atleti, se abbiamo due individui, entrambi dello stesso peso e con la stessa percentuale di grasso corporeo e uno è basso e tozzo mentre l’altro è lungo e magro, l’atleta lungo e magro, in teoria, dovrebbe avere una capacità migliore per dissipare il calore. Anche i rapporti superficie/volume sono qualcosa da considerare con parti del corpo. Le dita delle mani, dei piedi, le orecchie, le braccia e la testa perdono calore più velocemente del tuo core e gran parte di questo è dovuto al loro rapporto superficie/volume.
Oltre alla quantità di tessuto metabolico che un atleta deve lavorare e generare calore, anche l’intensità che un atleta può esercitare è un fattore nel suo schema generale di termoregolazione. Se guardiamo ancora due atleti, questa volta uguali in tutto tranne che per la quantità di potenza che possono mantenere nell’arco di un’ora, diciamo che uno può contenere 200 watt, mentre l’altro può contenere 300 watt; l’atleta più in forma che può mantenere 300 watt produrrà più calore. Questo perché la persona che pedala a 300 watt per un’ora sta facendo più lavoro e bruciando più calorie (ricordando che il 20% di una caloria bruciata funziona effettivamente, mentre il restante 80% viene perso come energia termica). A sua volta, l’atleta che si esercita a un’intensità di 300 watt dovrebbe indossare meno indumenti rispetto all’atleta che si esercita a un’intensità di 200 watt se sta pedalando alla stessa temperatura.
Come con l’esposizione a calore estremo, l’esposizione a basse temperature può portare all’acclimatamento degli individui. Fortunatamente, per gli atleti che viaggiano in climi freddi da climi caldi, questa acclimatazione sembra avere un impatto molto minore sulle prestazioni rispetto alla situazione inversa e all’acclimatazione al calore. Fondamentalmente, gli atleti che si sono abituati al freddo si sentiranno più a loro agio (tremano di meno, ecc.) quando non si allenano e stanno in piedi prima e dopo la gara, ma devo ancora vedere qualcosa che dice che una volta che l’esercizio inizia e gli atleti sono riscaldati, un atleta acclimatato al freddo si esibirà meglio di uno non acclimatato al freddo.
