ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Τμήμα Επιστήμης Διαιτολογίας- Διατροφής ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΗΠΙΑΣ ΑΦΥΔΑΤΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΑΘΛΗΤΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΑΙ ΤΗ ΘΕΡΜΟΡΥΘΜΙΣΗ»
ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Τμήμα Επιστήμης Διαιτολογίας- Διατροφής ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΗΠΙΑΣ ΑΦΥΔΑΤΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΑΘΛΗΤΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΑΙ ΤΗ ΘΕΡΜΟΡΥΘΜΙΣΗ» Ελένη-Νίκη Σαμαρά, Α.Μ: 20860 Τριμελής επιτροπή: Κάβουρας Σταύρος (Υπεύθυνος καθηγητής) Παναγιωτάκος Δημοσθένης Τέντα Ρωξάνη Αθήνα, Φεβρουάριος 2014
Ευχαριστίες: Αρχικά θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα καθηγητή μου κ Κάβουρα για την ανάθεση της πτυχιακής και την καθοδήγηση καθ όλη τη διάρκεια διεκπεραίωσης της. Ιδιαίτερες ευχαριστίες θα ήθελα να απευθύνω στον Κώστα Μπάρδη για το αμείωτο ενδιαφέρον και τη συνεχή υποστήριξη. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους εθελοντές που συμμετείχαν στην έρευνα, την Αντιγόνη Τσιαφίτσα για τη πολύτιμη βοήθεια που προσέφερε κατά τη διάρκεια των αιμοληψιών, τον καθηγητή Δημοσθένη Παναγιωτάκο, την καθηγήτρια Καλλιόπη Καράντζη, καθώς και τον Τριαντάφυλλο Ξένο.
Περίληψη Η αφυδάτωση είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας, που επιφέρει επιπτώσεις στη συνολική σωματική υγεία του ατόμου, καθώς και στην αθλητική απόδοση, ιδιαίτερα όταν η άσκηση εκτελείται σε θερμό περιβάλλον Σύμφωνα με την επίσημη θέση του Αμερικάνικου Κολεγίου Αθλητιατρικής το 2007, μείωση της ισορροπίας των υγρών του σωματικού βάρους των αθλητών κατά 2%, οδηγεί σε μείωση της αθλητικής απόδοσης. Σε πιο πρόσφατες μελέτες παρατηρήθηκε ότι και ότι ακόμα και πιο ήπια αφυδάτωση του οργανισμού κατά 1-2% απωλειών του σωματικού βάρους, πιθανόν να οδηγεί σε μειωμένη αθλητική απόδοση, ωστόσο τα αποτελέσματα είναι αντικρουόμενα. Σκοπός: H διερεύνηση των επιπτώσεων της κατανάλωσης υγρών σύμφωνα με το εξατομικευμένο πρωτόκολλο υδάτωσης και της κατά βούλησης κατανάλωσης υγρών, στους θερμορυθμιστικούς μηχανισμούς και στην ποδηλατική απόδοση των αθλητών σε επαναλαμβανόμενα ανηφορικά επίπεδα στο εργαστήριο, σε θερμό περιβάλλον (31,6 ± 0,5 C) Μεθοδολογία: Δέκα ποδηλάτες, αθλητές υψηλού επιπέδου (ηλικία: 30 ± 5 ετών, βάρος: 76,5 ± 7,2 kg, ύψος: 1,81 ± 0,07 m, VO2max:61,3 ± 5,2 ml min-1 kg-1, ποσοστό σωµατικού λίπους: 10,5 ± 3,3 %, μέση παραγωγή ισχύος: 392 ± 33 W) θερμοεγκλιματισμένοι, εκτέλεσαν 2 φορές το ίδιο πρωτόκολλο προσομοίωσης αγώνα ποδηλασίας. Το πρωτόκολλο αποτελείται από 3 κομμάτια των 5 χιλιόμετρων στο 50 % της μέγιστης προσπάθειας και 3 κομμάτια των 5 χιλιόμετρων ανηφορικής απόστασης (κλίση: 3% ), σε αγωνιστικό ρυθμό. Τα επίπεδα κομμάτια προηγούνται των ανηφορικών κομματιών. Τη μια φορά που πραγματοποιήθηκε το πρωτόκολλο
είχαν δοθεί οδηγίες στους εθελοντές να πίνουν όσο νερό ήθελαν κατά βούληση, ενώ την άλλη φορά έπιναν προκαθορισμένη ποσότητα νερού κάθε 1 χιλιόμετρο, σύμφωνα με το ρυθμό εφίδρωσης τους, ώστε να διατηρούνται πλήρως ενυδατωμένοι. Η πραγµατοποίηση των πρωτοκόλλων έγινε µε τυχαιοποιηµένη σειρά. Δείγματα αίµατος και ούρων συλλέχθηκαν κατά την έναρξη της δοκιµασίας και µετά την ολοκλήρωση του πρωτοκόλλου και έγινε ανάλυση αυτών. Αποτελέσματα: O χρόνος ολοκλήρωσης που καταγράφηκε στο τρίτο ανηφορικό κοµµάτι στην δοκιµασία συνταγογραφούμενης κατάποση υγρών (PD) συγκριτικά με τη δοκιμασία κατά βούλησης πρόσληψης υγρών (AD) ήταν σηµαντικά µικρότερος. (PD: 10,0 ± 0,8 λεπτά, ΑD:10,5 ± 0,9 min), (Ρ< 0,05). Η µέση απόδοση ισχύος των αθλητών τα τελευταία 5 ανηφορικά χιλιόμετρα της 3ης περιόδου ήταν καλύτερα στην PD (326 ± 44 W, 304 W ± 53,, 316 ± 49* W) συγκριτικά με την AD διαδικασία (323 ± 42 W, 297 ± 45 W, 292 ± 53 W), (Ρ<0,05) Η θερμοκρασία δέρματος, καθώς και η θερμοκρασία σώματος ήταν αυξημένες στην δοκιμασία AD συγκριτικά με την PD υποδηλώνοντας μεγαλύτερο θερμικό φορτίο (P<0.05). Συμπέρασμα: Η συνταγογραφούμενη κατάποση υγρών βελτιώνει την αθλητική απόδοση κατά την ποδηλασία σε θερμό περιβάλλον, σε ανηφορικό τερέν ατομικής χρονομέτρησης, σε αντίθεση με την κατά βούληση κατανάλωση υγρών που οδηγεί σε ήπιο βαθμό αφυδάτωσης (<2 % ΣΒ) προκαλώντας μεγαλύτερο θερμικό φορτίο.
Abstract Dehydration may have implications on the overall physical health and athletic performance, particularly, when exercise is performed in heat. According to the official position of the American College of Sports Medicine in 2007, dehydration by 2% of body weight leads to a decrease in athletic performance. In more recent studies observed that even mild dehydration of the body by 1-2 % loss of body weight, may lead to decreased athletic performance, but the results are conflicting. Purpose: To study the effect of prescribed protocol matching fluid losses on repeated hill cycling performance during circuit course in the heat in the heat (31,6 ± 0,5 C) Methods: Ten elite, heat-acclimated, male endurance cyclists (age: 30±5 y, weight: 76.5±7.2 kg, height: 1.81±0.07 m, VO2max: 61.3±5.2 ml min-1 kg-1,body fat: 10.5±3.3%, Power max: 392±33 W) performed a circuit twice on a laboratory ergometer. The circuit consisted of 5 km at 50% of max power output and 5 km of hill (3%) cycling at a race pace. Subjects ride the performance test on two separate occasions and in random order either Ad-Libitum Drinking (AD), cyclists were instructed to drink water as they wished and Prescribed Drinking (PD), cyclists were ingesting water during each 1 km to match fluid losses. To design the PD subjects also performed a familiarization trial. Subjects started the 1st 5 km climbing race pace bout either in PD trial at 0% loss or in AD trial by -0.3±0.3% of body weight. Post-exercise body weight was for PD: -0.5±0.3% vs. AD: -1.8±0.7%. Blood and urine samples were collected at the beginning and the end of the test and after they were analyzed. Results: Time to completion for the 3rdbout of the 5km race hill cycling was shorter in PD
(10.0±0.8 min) than in the AD trial (10.5±0.9 min), by 5.1±4.8%; (P<0.05). The average power output of the athletes during the last 5 km uphill of the 3rd period was better in PD (326 ± 44 W, 304 W ± 53,, 316 ± 49 * W) compared to the AD process (323 ± 42 W, 297 ± 45 W, 292 ± 53 W), ( P < 0.05). Tsk, and Tb immediately after the last hill climbing were greater in the AD than in the PD trial. (P<0.05) Conclusion: The prescribed drinking improved cycling performance during the circuit repeated hilly course in the heat, as opposed to ad libitum drinking, leading to a small degree of dehydration (<-2%bw).
Περιεχόμενα Κεφάλαιο 1...13 1.1. Νερό...13 1.2. Λειτουργίες νερού...14 1.3. Υδατική ισορροπία...15 1.1. Μηχανισμός δίψας...17 1.2. Συστάσεις για πρόσληψη υγρών...19 1.3. Ρυθμός εφίδρωσης...22 1.4. Αφυδάτωση...23 1.5. Αφυδάτωση και αθλητική απόδοση...24 1.6. Ήπια αφυδάτωση και αθλητική απόδοση...25 1.7. Θερμορύθμιση και αθλητική απόδοση...26 Κεφάλαιο 2...27 2.1 ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ...27 Κεφάλαιο 3...27 3.1 Μεθοδολογία...27 Κεφάλαιο 4...36 Κεφάλαιο 5...40 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ...43
Βιβλιογραφία...50
Κεφάλαιο 1 1.1. Νερό Το νερό είναι το βασικό χημικό στοιχείο του ανθρώπινου οργανισμού [1] και χαρακτηρίζεται ως «απαραίτητο θρεπτικό συστατικό». Ο χαρακτηρισμός αυτός προκύπτει από το γεγονός, ότι ο ανθρώπινος οργανισμός χωρίς πρόσληψη νερού, ιδίως σε θερμό περιβάλλον, μπορεί να οδηγηθεί σε θάνατό μέσα σε λίγες μέρες. Αντίθετα, χωρίς πρόσληψη τροφής μπορεί να ζήσει μέχρι και 60-70 μέρες [2]. Ποσοστιαία, το νερό αποτελεί περίπου το 50-70% του σωματικού βάρους ενός υγιή ενήλικα [1, 2] και το 55% των ηλικιωμένων [3]. Ενδεικτικά, σε έναν μέσο άντρα 70 κιλών, η συνολική ποσότητα νερού που περιέχεται στο σώμα του, είναι 42 λίτρα [1]. Οι διαφοροποιήσεις στη συνολική ποσότητα νερού, προκύπτουν από διαφορές στη σωματική σύσταση του ατόμου οι οποίες οφείλονται σε παράγοντες όπως η ηλικία, το φύλο, η φυσική κατάσταση [1]. Η ισχνή μάζα του σώματος αποτελείται περίπου κατά 73% από νερό, ενώ η λιπώδης μάζα μόλις κατά 10% [1]. Συνεπώς, μπορούμε να συμπεράνουμε πως η συνολική ποσότητα νερού στο σώμα (TBW) έχει σχέση αντιστρόφως ανάλογη με το ποσοστό λιπώδους ιστού [2]. Το γλυκογόνο των μυών συγκρατεί 3 γραμμάρια νερού ανά γραμμάριο γλυκογόνου [4]. Για αυτό, οι αθλητές έχουν μεγαλύτερες τιμές TBW συγκριτικά με έναν μη αθλητή, αφού έχουν χαμηλότερο ποσοστό λίπους, μεγαλύτερο ποσοστό ισχνής μάζας, και συνεπώς υψηλά επίπεδα γλυκογόνου στο σώμα τους [5]. Αντίστοιχα, οι γυναίκες και οι ηλικιωμένοι έχουν πιο χαμηλό ποσοστό νερού στο σώμα καθώς έχουν περισσότερο λιπώδη ιστό και λιγότερη μυϊκή μάζα [1]. Τέλος στα νεογνά το 75% του συνολικού σωματικού βάρους τους είναι νερό [6]. Το συνολικό σωματικό νερό (TBW) που αντιστοιχεί περίπου σε 600 ml/kg διανέμεται στον εξωκυττάριο (400ml/kg) και τον ενδοκυττάριο χώρο (200ml/kg). (Εικόνα 1)
Τα δύο διαμερίσματα συνδέονται έτσι ώστε το νερό μπορεί να περάσει μεταξύ τους όταν απαιτείται. Το 75% (150ml/kg) του εξωκυττάριου νερού βρίσκεται στο διάμεσο χώρο ενώ το 25% ( 50ml/kg) στο πλάσμα [2]. Εικόνα 2.Διαμερισματοποίηση του νερού Οι ανάγκες του οργανισμού σε υγρά διαφέρουν από άτομο σε άτομο, και μπορεί να τροποποιηθούν από πολλούς παράγοντες, όπως το κλίμα, η σωματική δραστηριότητα και η διατροφή. Κατά μέσο όρο, ο μέσος ενήλικας που ακολουθεί καθιστικό τρόπο ζωής πρέπει να πίνει 1,5 λίτρα νερό την ημέρα [7]. 1.2. Λειτουργίες νερού Το νερό είναι απαραίτητο για τις λειτουργίες του μεταβολισμού, τη ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος και επίσης συμβάλει σε πολυάριθμες άλλες φυσιολογικές διεργασίες που επάγουν την καλή υγεία του οργανισμού [8, 9]. Χρησιμεύει ως δομικό υλικό, δρα ως διαλύτης, λειτουργεί ως φορέας των θρεπτικών συστατικών και των αποβλήτων. Επιπλέον, αποτελεί μέσο για τη ρύθμιση της λειτουργίας της κυκλοφορίας, των βιοχημικών αντιδράσεων, της μεταφοράς
υποστρωμάτων σε όλες τις κυτταρικές μεμβράνες και διευκολύνει τη θερμική ισορροπία στα κύτταρα [7]. 1.3. Υδατική ισορροπία Η επαρκής κάλυψη των υδατικών απωλειών, βοηθάει στη διατήρηση της ενυδάτωσης, προωθεί την υγεία, την ασφάλεια, και τη βέλτιστη σωματική απόδοση των ατόμων που συμμετέχουν σε τακτική σωματική δραστηριότητα.[10] Η ημερήσια πρόσληψη νερού, καθώς και οι αντίστοιχες απώλειες, ρυθμίζουν την υδατική ισορροπία στον οργανισμό. Μικρές αλλαγές στην ωσμωτικότητα του πλάσματος, είναι οι κύριοι παράγοντες που πυροδοτούν ομοιοστατικούς μηχανισμούς [7]. Περίπου το 5-10% του συνολικού σωµατικού νερού ανανεώνεται καθημερινά. Το ποσοστό αυτό αντιστοιχεί συνήθως σε μεταβολή της τάξεως των 2-3 λίτρων ημερησίως. Το άτομο προσλαμβάνει νερό μέσω της τροφής και των υγρών που καταναλώνει, ως απάντηση στο ερέθισμα της πείνας και της δίψας [1]. Επιπλέον, μια μικρή ποσότητα την προσλαμβάνει από την οξείδωση των μακροθρεπτικών συστατικών (μεταβολικό νερό) [3]. Mια μελέτη που έγινε στις ΗΠΑ συμπέρανε πως το 22 % της πρόσληψης νερού προέρχεται από τα τρόφιμα, ενώ τα ποσοστά είναι πολύ υψηλότερα σε χώρες της Ευρώπης, και ιδίως σε χώρες όπως η Ελλάδα όπου η κατανάλωση φρούτων και λαχανικών είναι υψηλότερη [3]. Όσο αφορά τις υδατικές απώλειες από το σώμα, αυτές γίνονται μέσω τεσσάρων οδών: των αναπνευστικών αεραγωγών, του γαστρεντερικού σωλήνα, της επιδερμίδας και του ουροποιητικού συστήματος [2, 11].
Απώλεια νερού μέσω αναπνευστικών αεραγωγών Η μικρή ποσότητα υγρών που χάνεται μέσω της αναπνοής ίσως εκτιμάται με βάση τον όγκο αερισμού και τη σχετική υγρασία περιβάλλοντος. Παράγοντες όπως η άσκηση, ο υπερεαρισμός, ο πυρετός και η χαμηλή περιβαλλοντική σχετική υγρασία αυξάνουν τις υδατικές απώλειες. Σε μια μέρα με ήπιες περιβαλλοντικές συνθήκες, σε ένα άτομο με μέτρια φυσική δραστηριότητα οι απώλειες σε νερά μέσω της αναπνευστικής οδού κατά μέσο όρο, δεν ξεπερνάνε τα 200 ml [2]. Απώλεια νερού μέσω γαστρεντερικού σωλήνα Μια σχετική μικρή ποσότητα υγρών (περίπου 100 ml) αποβάλλονται καθημερινά με τα κόπρανα. Σε άλλες περιπτώσεις όπως η διάρροια ή ο έμετος, οι απώλειες νερού αυξάνονται υπερβολικά και μπορεί να προκαλέσουν σοβαρή αφυδάτωση [2] Απώλεια νερού μέσω νεφρών-ούρα Υπό φυσιολογικές συνθήκες, τα νεφρά είναι οι κύριοι ρυθμιστές της υδατικής ισορροπίας μέσω ορμονών, εκ των οποίων οι πιο βασικές είναι η αντιδιουριτική ορμόνη (ΑDH) και το σύστημα ρενίνης-αγγειοτενσίνης. Η ADH ενεργοποιείται από αλλαγές στην πίεση και την ωσμωτικότητα. Παράγοντες που προκαλούν αφυδάτωση, όπως η έκθεση σε ζεστό περιβάλλον, ο πυρετός, η μη επαρκής πρόσληψη υγρών και η φυσική δραστηριότητα έχουν σαν αποτέλεσμα αύξηση της ωσμωτικότητας, μείωση στον όγκο του πλάσματος και αύξηση της αντιδιουριτικής ορμόνης (ΑDH). Έτσι πυροδοτείται το αίσθημα της δίψας, οπότε αυξάνεται η πρόσληψη υγρών εάν είναι εφικτό, ενώ λόγω της αυξημένης συγκέντρωσης της ADH έχουμε μειωμένη αποβολή ούρων και αυξημένη σωληναριακή επαναρρόφηση νερού.[2]
Απώλεια νερού μέσω δέρματος Η απώλεια νερού μέσω δέρματος παίζει σημαντικό ρόλο στη θερμορύθμιση του οργανισμού. Για κάθε λίτρο ιδρώτα που αποβάλλει ο οργανισμός, παράγονται 580 θερμίδες. Οι υδατικές απώλειες μέσω του ιδρώτα εκτιμάται ότι είναι περίπου 500 ml/d. Αυτές αυξάνονται υπερβολικά κατά τη διάρκεια φυσικής δραστηριότητας [2]. Ο ιδρώτας που παράγεται κατά τη διάρκεια της άσκησης βοηθάει να αποβληθεί η επιπλέον θερμότητα που παράγεται από την αύξηση του μεταβολικού ρυθμού [12]. Πρέπει να σημειωθεί πως το νάτριο είναι ο κύριος ηλεκτρολύτης που χάνεται με τον ιδρώτα και η αναπλήρωση των απωλειών σε αυτό, είναι εξίσου σημαντική προκειμένου να επιτευχθεί η υδατική ισορροπία [13]. 1.1. Μηχανισμός δίψας Δίψα είναι ο μηχανισμός μέσω του οποίου επέρχεται η υδατική ισορροπία στον οργανισμό. [14]. Όταν η ωσμωτικότητα του πλάσματος αυξάνεται ή ο όγκος του πλάσματος μειώνεται, η υποκειμενική αίσθηση της δίψας διεγείρεται [15]. Η αύξηση της ωσμωτικότητας είναι ο κύριος ρυθμιστής, μιας και μία μικρή αύξηση της τάξεως του 2-3% διεγείρει ισχυρά το αίσθημα της δίψας [15] ενώ αντίστοιχα απαιτείται μεταβολή στη μείωση του όγκου πλάσματος μεγαλύτερη του 10% [16]. Πιο αναλυτικά, η δίψα αναπτύσσεται με την ακόλουθη διαδικασία: Φυσιολογική απώλεια νερού (π.χ. εφίδρωση) ή κατανάλωση αλμυρών τροφών αυξάνει τη συγκέντρωση νατρίου στον εξωκυττάριο χώρο.
Το νερό κινείται από τον ενδοκυττάριο χώρο που έχει μικρότερη συγκέντρωση νατρίου στον εξωκυττάριο, για να μειώσει τη συγκέντρωση νατρίου σε αυτόν και αυτό οδηγεί σε μείωση της ενδοκυττάριας ποσότητας νερού. Εξειδικευμένοι υποδοχείς στον εγκέφαλο (ωσμω-υποδοχείς) εντοπίζουν την αλλαγή αυτή και ενεργοποιούν το αίσθημα της δίψας. Παράλληλα παράγεται η αντιδιουρητική ορμόνη ( ADH ) για να διατηρήσει την ισορροπία υγρών, δρώντας στα νεφρά και μειώνοντας την απώλεια υγρών μέσω ούρων. Η πόση νερού εξισορροπεί τις συγκεντρώσεις νατρίου στον ενδο- και εξωκυττάριο χώρο, και έτσι τα επίπεδα της ADH πέφτουν και αυξάνεται η παραγωγή ούρων [17]. Η πλειοψηφία των ατόμων που είναι υγιείς μπορούν να καλύπτουν τις ανάγκες σε υγρά ακολουθώντας το αίσθημα της δίψας. Καθώς ο άνθρωπος καταναλώνει υγρά και εκούσια, μια συμπεριφορά που επηρεάζεται από κοινωνικές και ψυχολογικές συνθήκες, το αν η κατανάλωση υγρών με βάση το αίσθημα της δίψας προάγει τη βέλτιστη κατάσταση υδάτωσης είναι ένα πολυπαραγοντικό θέμα [14]. Όταν το φαγητό και το νερό είναι σε περίσσεια και οι κλιματικές συνθήκες είναι σταθερές, το αίσθημα της δίψας σπάνια υφίσταται. Η σύσταση πιείτε με βάση τη δίψα σας " είναι οδηγία που δίνεται σε υγιή άτομα [15]. Όμως σε ειδικές περιπτώσεις όπως αυτές των αθλητών, των ηλικιωμένων, των αρρώστων καθώς και των βρεφών το αίσθημα της δίψας δεν είναι επαρκές ερέθισμα για να καλύψει ο οργανισμός τις ανάγκες του σε υγρά [14]. Αξίζει να σημειωθεί πως το αίσθημα της δίψας ενεργοποιείται όταν ο οργανισμός είναι ήδη αφυδατωμένος κατά 1 με 2% του συνολικού σωματικού του βάρους [18].
1.2. Συστάσεις για πρόσληψη υγρών Κατά τη διάρκεια της άσκησης υπάρχουν κάποιοι παράγοντες που επηρεάζουν τις απώλειες υγρών. Συνοπτικά αυτοί είναι: ο τύπος της άσκησης η διάρκεια της άσκησης η ένταση της άσκησης οι περιβαλλοντικές συνθήκες ο ρυθμός εφίδρωσης οι δυνατότητες κατανάλωσης υγρών Οι αθλητές θα πρέπει να μάθουν να αξιολογούν τις ανάγκες τους σε υγρά και συνίσταται η χρήση εξατομικευμένου πρωτόκολλου ενυδάτωσης που λαμβάνει υπόψιν τους παράγοντες που προαναφέρθηκαν [19]. Θα πρέπει να ξεκινάνε την άσκηση έχοντας τα βέλτιστα επίπεδα υδάτωσης και να πίνουν αρκετά υγρά κατά τη διάρκεια και μετά από αυτήν για την εξισορρόπηση των υδατικών απωλειών [19]. Σε γενικές γραμμές, συνίσταται η πρόσληψη υγρών να είναι επαρκής για την ελαχιστοποίηση της αφυδάτωσης σε λιγότερο από 2% της απώλειας σωματικού βάρους [20]. Πιο συγκεκριμένα, το 2000 δημοσιεύτηκε η θέση της National Athletic Trainers Association (ΝΑΤΑ) που συνοψίζει πως οι υδατικές απώλειες πρέπει να συνυπολογίζουν τις απώλειες μέσω ιδρώτα και ούρων και η αφυδάτωση δεν πρέπει να ξεπερνάει το 2% του σωματικού βάρους [21]. Παρακάτω παραθέτονται οι συστάσεις για την πρόσληψη υγρών, πριν, κατά τη διάρκεια, και μετά την άσκηση.
Πριν την άσκηση Ο στόχος της ενυδάτωσης πριν την άσκηση είναι να ξεκινήσει ο αθλητής τη δραστηριότητα πλήρως ενυδατωμένος και με φυσιολογικά επίπεδα ηλεκτρολυτών στο πλάσμα. Ενδείκνυται η κατανάλωση 5-7 ml ανά κιλό σωματικού βάρους τουλάχιστον 4 ώρες πριν την άσκηση [19] ή πιο πρακτικά ποσότητα που αντιστοιχεί σε 300-500 ml. Την ημέρα πριν τον αγώνα. ο αθλητής πρέπει να καταναλώνει άφθονα υγρά και τρόφιμα υψηλής περιεκτικότητας σε νερό. [22]. Εάν δε παράγει ούρα ή το χρώμα των ούρων του είναι σκούρο συστήνεται επιπλέον κατανάλωση τουλάχιστον 3-5 ml ανά κιλό σωματικού βάρους 2 ώρες πριν τον αγώνα [19]. Κατά τη διάρκεια της άσκησης Κατά τη διάρκεια της άσκησης, οι περισσότεροι αθλητές πίνουν λιγότερα υγρά συγκριτικά με τις αντίστοιχες απώλειες [23]. Ο στόχος της κατανάλωσης υγρών κατά τη διάρκεια της άσκησης, είναι η αναπλήρωση των απωλειών σε ίση ποσότητα με αυτή που χάνεται κατά τη διάρκεια αυτής με σκοπό να αποφευχθεί απώλεια μεγαλύτερη του 2% του σωματικού βάρους η οποία μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρή αφυδάτωση, υπονατριαιμία και θερμικές διαταραχές [19]. Πρακτικά προτείνεται η κατανάλωση 150-250 ml κάθε 15-20 λεπτά άσκησης. Επειδή όμως υπάρχει σημαντική μεταβλητότητα στο ρυθμό εφίδρωσης του κάθε ατόμου, συνίσταται η χρησιμοποίηση προσαρμοσμένων πρωτόκολλων ενυδάτωσης για κάθε αθλητή [22]. Οι αθλητές θα πρέπει να μάθουν να αξιολογούν τις ανάγκες ενυδάτωσης τους και να αναπτύξουν μια εξατομικευμένη στρατηγική ενυδάτωσης που λαμβάνει υπόψιν το είδος της άσκησης, το περιβάλλον και τις ατομικές ανάγκες.[23]
Πρέπει να δίνεται προσοχή στην ποσότητα υγρών που καταναλώνονται, έτσι ώστε να μην υπάρχουν στομαχικές ενοχλήσεις από υπερκατανάλωση, οι οποίες ενδεχομένως μειώσουν την τελική απόδοσή [21]. Μετά την άσκηση Για άτομα που πραγματοποιούν τακτική άσκηση, εάν προκληθεί αφυδάτωση κατά τη διάρκεια μια προπόνησης, μπορεί ενδεχομένως να επηρεαστεί αρνητικά η επόμενη περίοδος άσκησης εάν δεν επιτευχθεί επαρκής αναπλήρωση των απωλειών [24]. Μετά την άσκηση η αποκατάσταση της υδατικής ισορροπίας υγρών προλαμβάνει τις αρνητικές επιπτώσεις στη φυσιολογική λειτουργία του οργανισμού και την επακόλουθη μείωση στην αθλητική απόδοση που μπορεί να προκληθεί από την αφυδάτωση. Για την αποτελεσματική αποκατάσταση της ισορροπίας των υγρών, συνίσταται η κατανάλωση όγκου υγρών σε περίσσεια της απώλειας ιδρώτα και αντικατάσταση των ηλεκτρολυτών, ιδιαίτερα νατρίου. Τα αποτελέσματα για ενδοφλέβια χορήγηση υγρών με σκοπό την αναπλήρωση υγρών μετά την άσκηση είναι διφορούμενα [25]. Ο στόχος της κατανάλωσης υγρών μετά την άσκηση είναι η άμεση αναπλήρωση υγρών και ηλεκτρολυτών [22]. Συνίσταται η πόση 450-675 ml υγρών για κάθε απώλεια 0,5 kg [19].. Σε περίπτωση άνεσης χρόνο η υδατική ισορροπία μπορεί να επιτευχθεί μέσα από τα υγρά και τα γεύματα που θα καταναλωθούν εντός της ημέρας [19]. Η ιδανική αναπλήρωση υγρών επέρχεται όταν μέσα σε 6 ώρες μετά την άσκηση καταναλωθεί ποσότητα υγρών που αντιστοιχεί σε ποσοστό 150% των απωλειών [21]
1.3. Ρυθμός εφίδρωσης Ο ρυθμός εφίδρωσης κάθε αθλητή μπορεί να υπολογιστεί από την εξίσωση : ρυθμός εφίδρωσης = (σωματικό βάρος πριν την άσκηση-σωματικό βάρος μετά την άσκηση + όγκος πρόσληψης υγρών- όγκος ούρων) / χρόνος άσκησης( σε ώρες) υπό αντιπροσωπευτικές περιβαλλοντικές και αγωνιστικές συνθήκες. (εικόνα.3) [26] Αυτή η διαδικασία είναι χρονοβόρα και μπορεί να γίνει πιο πρακτική ζυγίζοντας μεγάλο αριθμό αθλητών πριν από 1 ώρα έντονης άσκησης και στη συνέχεια επαναζύγιση, στο τέλος της προπόνησης. Ιδανικά να μην επιτρέπεται ενυδάτωση ή ούρηση κατά τη διάρκεια αυτής της μιας ώρας. Ο μέσος όρος ρυθμού εφίδρωσης σε αθλητές όπως προκύπτει από την επιστημονική βιβλιογραφία κυμαίνεται από 0,5 L / h -2,5 L / h αλλά αυτά τα στοιχεία δεν είναι ιδανικά για πρακτική χρήση [21]. Εικόνα 3:Υπολογισμός ρυθμού εφίδρωσης
1.4. Αφυδάτωση Αφυδάτωση είναι η διαδικασία απώλειας του νερού από το σώμα που οδηγεί τελικά σε υπουδάτωση. Μπορεί να ταξινομηθεί σε 3 κατηγορίες (ισοτονική, υπέρτονη ή υποτονική) ανάλογα την αναλογία απώλειας νερού - ηλεκτρολυτών. Η ισοτονική αφυδάτωση χαρακτηρίζεται από απώλεια τόσο του νερού όσο και των ηλεκτρολυτών π.χ. μέσω έμετου, διάρροιας ή ανεπαρκούς πρόσληψης υγρών. Κατά την υπερτονική αφυδάτωση, η απώλεια νερού υπερβαίνει την απώλεια άλατος, π.χ. υπερβολική εφίδρωση, οσμωτική διούρηση ή μετά από χρήση κάποιων διουρητικών φαρμάκων, ενώ κατά την υποτονική αφυδάτωση, χάνεται περισσότερο νάτριο από νερό, π.χ. γαστρεντερικές απώλειες υγρών [7]. Όλα τα φυσιολογικά συστήματα του ανθρώπινου σώματος επηρεάζονται από την αφυδάτωση [27] και η έκταση της φθοράς του εκάστοτε συστήματος εξαρτάται από τον βαθμό της αφυδάτωσης [28]. Μπορεί να προκληθεί δυσλειτουργία των αισθήσεων, διαταραχές στην ομιλία, αδυναμία, ορθοστατική υπόταση και ταχυκαρδία [7]. Επίσης, έχει φανεί πως επηρεάζει αρνητικά την καρδιαγγειακή λειτουργία, αυξάνοντας τον κίνδυνο υπέρτασης [29], ενδέχεται να ευθύνεται για κίνδυνο εμφάνισης στεφανιαίας νόσου [30] ενώ φαίνεται να επηρεάζει αρνητικά τη διάθεση σε άνδρες και γυναίκες [31]. Τέλος, να σημειωθεί πως σε μεγαλύτερο κίνδυνο αφυδάτωσης βρίσκονται τα νεαρά βρέφη και οι ηλικιωμένοι [7].
1.5. Αφυδάτωση και αθλητική απόδοση Κατά τη διάρκεια της άσκησης σε θερμό περιβάλλον, οι υδατικές απώλειες λόγω ιδρώτα συχνά υπερβαίνουν την πρόσληψη νερού, με αποτέλεσμα υπουδάτωση και αυξημένες απώλειες ηλεκτρολυτών [32]. Η κατά βούληση πόση νερού, δηλαδή η κατανάλωση νερού σύμφωνα με το αίσθημα της δίψας, έχει φανεί ότι δεν επαρκεί για να αναπληρώσει τις απώλειες υγρών. Συγκεκριμένα μόνο το ½ των απωλειών και στη καλύτερη περίπτωση τα 2/3, αναπληρώνονται. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «εθελοντική αφυδάτωση» [33]. Η μέτρια αφυδάτωση (<2%) έχει ποικίλες επιπτώσεις στην αθλητική απόδοση. Αρχικά παρατηρείται αύξηση της θερμοκρασίας του πυρήνα του σώματος. Για κάθε απώλεια 1% του σωματικού βάρους λόγω εφίδρωσης, η θερμοκρασία του πυρήνα αυξάνεται κατά 0.15 με 0.20 C [34, 35]. Η θερμική καταπόνηση οφείλεται στο συνδυασμό μειωμένης αιματικής ροής στο δέρμα καθώς και σε μεταβολές στην ικανότητα εφίδρωσης [36, 37].Η αφυδάτωση έχει αρνητικές επιπτώσεις και στην καρδιαγγειακή λειτουργία. Μειώνεται ο όγκος παλμού, η αιματική ροή, αυξάνεται η καρδιακή συχνότητα και συνεπώς μειώνεται η καρδιακή παροχή και η μέση αρτηριακή πίεση [38, 39] [40]. Επίσης έχει αποδειχτεί ότι η αφυδάτωση οδηγεί σε αύξηση του αισθήματος αντιλαμβανόμενης κόπωσης (RPE) [41] και των επίπεδων του άγχους [42]. Εκτός των άλλων, έχει φανεί ισχυρή αρνητική σχέση μεταξύ αφυδάτωσης και πνευματικής λειτουργίας. Πιο συγκεκριμένα σε μελέτη της Shirreffs φάνηκε ότι όσο αυξάνεται ο χρόνος στέρησης της κατανάλωσης υγρών, τόσο μειώνεται η ικανότητα συγκέντρωσης αλλά και εγρήγορσης [43]. Τέλος τα αποτελέσματα μελετών δείχνουν, ότι υπάρχει σημαντικά αρνητική επίδραση στην ικανότητα αντοχής [20] [44]. Οι επιπτώσεις που αναφέρθηκαν είναι μεγαλύτερες αν η άσκηση πραγματοποιείται σε θερμό περιβάλλον [11, 23,
44]. Όσο θερμότερο το περιβάλλον τόσο μειώνεται η αθλητική απόδοση ενώ παράλληλα αυξάνεται η συσσώρευση θερμότητας και μειώνεται η ανεκτικότητα του ατόμου στη ζέστη [32]. Αφυδάτωση της τάξης του 4% και μεγαλύτερη, έχει πιο σοβαρές επιπτώσεις στην απόδοση, και εκτός των άλλων που προαναφέρθηκαν, παρατηρούνται δυσκολίες στη συγκέντρωση, πονοκέφαλοι, ευερεθιστότητα, υπνηλία. Τέλος, αφυδάτωση που υπερβαίνει το 8 % μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο [45]. 1.6. Ήπια αφυδάτωση και αθλητική απόδοση Όπως έχει φανεί από την πλειοψηφία των ερευνών που έχουν διεξαχθεί, το κρίσιμο «κατώφλι» για τη μείωση της αερόβιας ικανότητας είναι όταν οι απώλειες σε υγρά ξεπεράσουν το 2% της συνολικής σωματικής μάζας [19]. Ωστόσο έχει φανεί σημαντική μείωση της απόδοσης και σε περιπτώσεις όπου οι απώλειες σε υγρά κυμαίνονται στο 1-2% της συνολικής σωματικής μάζας και η άσκηση πραγματοποιείται σε θερμό περιβάλλον [46, 47]. Η παρατεταμένη άσκηση σε θερμό περιβάλλον με απώλεια υγρών που αντιστοιχεί σε 1% του σωματικού βάρος αυξάνει τη θερμοκρασία του σώματος, λόγω μειωμένης εφίδρωσης και μειωμένης αιματικής ροής στο δέρμα.[48]. Επίσης έχει ως αποτέλεσμα μειωμένα επίπεδα όγκου πλάσματος και μικρή επίδραση στην ωσμωτικότητα του πλάσματος [35].
1.7. Θερμορύθμιση και αθλητική απόδοση Κατά τη διάρκεια της θερμικής καταπόνησης, είτε αυτή προέρχεται από έκθεση σε θερμότητα, είτε από την άσκηση ή άλλες φυσικές δραστηριότητες, η επίτευξη θερμικής και υδατικής ισορροπίας καθώς και η ομαλή λειτουργία του καρδιαγγειακού συστήματος είναι ζωτικής σημασίας. Η θερμική καταπόνηση προκαλεί θερμορυθμιστικές προσαρμογές όπως εφίδρωση, αγγειοδιαστολή και λαχάνιασμα, οι οποίες επάγουν την αφυδάτωση [49]. Επανειλημμένη προπόνηση και έκθεση σε θερμότητα προάγουν τον θερμοεγκλιματισμό και αλλαγή στη φυσιολογική λειτουργία του οργανισμού μέσω της οποίας βελτιώνεται η ανοχή στη θερμική καταπόνηση [50]. Ο εγκλιματισμός στη θερμότητα αυξάνει το χρόνο άσκησης μέχρι να επέλθει κόπωση, μειώνει τη θερμοκρασία του πυρήνα και τη ροή αίματος στο δέρμα και μειώνει τον κίνδυνο θερμικής εξάντλησης και θερμοπληξίας [51].
Κεφάλαιο 2 2.1 ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να αξιολογήσει την πρόσληψη υγρών σύμφωνα με τη συνταγογραφούμενη κατάποση σε σχέση με την κατά βούληση, σε επαναλαμβανόμενα ανηφορικά κομμάτια κατά τη διάρκεια διαδρομής τύπου circuit σε θερμό περιβάλλον (Τ= 31,6± 0,5 C). Επίσης να διερευνήσει τις επιπτώσεις της ήπιας υπουδάτωσης, όπως προκύπτει από την κατά βούληση πρόσληψη υγρών, στη θερμορύθμιση και την αθλητική απόδοση καθώς και τους μηχανισμούς μέσω των οποίων επιτυγχάνεται αυτό. Κεφάλαιο 3 3.1 Μεθοδολογία Δείγμα Στην παρούσα έρευνα, έλαβαν μέρος 10 άντρες, ποδηλάτες υψηλού επιπέδου των οποίων τα ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά αναγράφονται στον πίνακα 1. Οι εθελοντές έπρεπε να είναι μη καπνιστές, να μην πάσχουν από κάποιο νόσημα, καθώς και να μην κάνουν χρήση κάποιου
φαρμάκου ή διουρητικών. Αφού πρώτα το πρωτόκολλο είχε εγκριθεί από την επιτροπή Βιοηθικής του Χαροκοπείου Πανεπιστημίου, οι εθελοντές έδωσαν γραπτά τη συγκατάθεση για τη συμμετοχή τους. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν τους θερινούς μήνες στα εργαστήρια του Χαροκοπείου Πανεπιστημίου. Οι εθελοντές επισκέφτηκαν το εργαστήριο συνολικά 4 φορές, αρχικά για την μέτρηση των ανθρωπομετρικών χαρακτηριστικών και κατόπιν για την διεκπεραίωση των δοκιμασιών που θα αναφερθούν παρακάτω. Πίνακας 1: Ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά εθελοντών Kωδ/ός εθελοντή 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Μean SD Ηλικία (έτη) 26 26 27 32 24 37 33 38 23 32 30 5 Σ.Β.(kg) 90 81 72 82 68 75 76 80 65 76 76.5 7.2 Ύψος ( cm) 190 182 177 185 166 173 187 187 180 178 181 0.07 Ποσοστό Λίπους 12.9 7.4 7.6 13.3 8.7 17.2 7.3 11.9 8.8 9.6 10.5 3.3 (%) Pmax (Watt) 460 390 380 425 360 351 394 360 389 406 392 33 VO2max (ml*kg- 63.1 53.2 61.2 57.4 58.9 61.3 65.2 55.9 67.4 69.6 61.3 5.2 1*min -1)
1η επίσκεψη- Προκαταρκτικές μετρήσεις Ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά Εργομετρικό test Κατά τη διάρκεια της πρώτης επίσκεψης, έγινε αρχικά καταγραφή ατομικών στοιχείων, μετρήθηκε το βάρος των εθελοντών με τη χρήση ζυγού ακριβείας (Seca, model 700, Hamburg,Germany) (φορώντας μόνο ένα αθλητικό ποδηλατικό κολάν), το ύψος τους, με αναστημόμετρο (SECA) και έγινε ανάλυση σύστασης σώματος με τη μέθοδο απορροφησιομετρίας ακτίνων Χ διπλής ενέργειας Dual energy X-ray absorptiometry (DEXA). Η μέθοδος DEXA προσδιορίζει με μεγάλη ακρίβεια την οστική μάζα, τον λιπώδη αλλά και τον μυϊκό ιστό (μάζα μαλακών μορίων), ανά περιοχή σώματος. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε εργομετρικό test σε κυκλοεργόμετρο (Monark 839E, Sweden) με αυξανόμενη μέχρι εξάντλησης δοκιμασία, για τον υπολογισμό της μέγιστης πρόσληψης Ο2 (VO2 max) και μέσω αυτού, τον προσδιορισμό της μέγιστης έντασης άσκησης (Wmax) που μπορεί να φτάσει ο εθελοντής κατά τη δοκιμασία. Για τη διαδικασία του εργομετρικού test, αρχικά γίνεται ζέσταμα που περιλαμβάνει ποδηλάτηση 5 λεπτών σε χαμηλή ταχύτητα. Στη συνέχεια ξεκινάει η διαδικασία της εργομέτρησης όπου ο αθλητής ποδηλατεί σε ένταση 100 W ενώ αυξάνεται κατά 20 W κάθε 1 λεπτό, μέχρι θεληματικής εξάντλησης. Καθ όλη τη διάρκεια του τεστ ο εθελοντής είναι συνδεδεμένος, μέσω μιας μάσκας που φοράει, με αναλυτή αερίων (MedGraphics Ultima Series, St. Paul, MN) για τον προσδιορισμό του μεταβολικού προφίλ ενώ η καρδιακή συχνότητα ελέγχεται με το καρδιοσυχνόμετρο της Suunto Tc6. 2η επίσκεψη
Υπολογισμός ρυθμού εφίδρωσης Κατά τη διάρκεια της δεύτερης επίσκεψης, οι εθελοντές είχαν τη δυνατότητα να εξοικειωθούν με το πειραματικό πρωτόκολλο, καθώς η δοκιμασία που πραγματοποιήθηκε ήταν όμοια με αυτή της τελικής. Το πειραματικό πρωτόκολλο το οποίο θα αναλυθεί παρακάτω, ήταν ίδιο και για τις 3 δοκιμασίες με τη διαφορά ότι αυτή τη φορά καταγράφηκαν μόνο ο μέσος όρος απόδοσης και οι καρδιακοί σφυγμοί κατά τη διάρκεια της μέγιστης δοκιμασίας, ενώ παράλληλα υπολογίστηκε ο ρυθμός εφίδρωσης του κάθε ποδηλάτη. Ο εθελοντής έπινε όσο νερό ήθελε (κατά βούληση). Για τον υπολογισμό του ρυθμού εφίδρωσης συνυπολογιζόταν η ποσότητα νερού που κατανάλωνε ο ποδηλάτης, οι διακυμάνσεις στο βάρος του καθώς και η τυχόν απώλεια ούρων. Πειραματικό πρωτόκολλο Οι δοκιμασίες διεξήχθησαν σε ειδικά διαμορφωμένη αίθουσα του πανεπιστημίου όπου η θερμοκρασία ήταν σταθερή καθ όλη τη διάρκεια (31.6±0.5 C), µε τη βοήθεια ενός οργάνου του WBGT. Πραγματοποιήθηκαν τις ίδιες πρωινές ώρες μετά από ολονύχτια νηστεία 10 ωρών και οι αθλητές φορούσαν πάντα, την ίδια ποδηλατική ενδυμασία. Αρχικά είχε ζητηθεί από τους εθελοντές, την ημέρα πριν τη δοκιμασία να συμπληρώσουν ένα µονοήµερο ημερολόγιο καταγραφής τροφίμων και υγρών, αφού πρώτα τους είχαν δοθεί οι κατάλληλες οδηγίες ώστε να καταναλώσουν τροφές πλούσιες σε υδατάνθρακες (διαιτολόγιο
:75%CHO,15%PRO, 10%FAT) και να πιούν άφθονα υγρά με σκοπό τη βέλτιστη κατάσταση υδάτωσης πριν τη δοκιμή. Στα άτομα δόθηκε εντολή, να ακολουθήσουν πριν από κάθε επίσκεψη την ίδια διατροφή που κατέγραψαν στο ημερολόγιο, έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι διακυμάνσεις γλυκογόνου μυών. Η κάθε επίσκεψη απείχε τουλάχιστον 7 μέρες από την προηγούμενη, ενώ την ημέρα πριν τη κάθε δοκιμασία οι εθελοντές δεν επιτρεπόταν να καταναλώσουν ποτά που περιέχουν καφεΐνη (π.χ. καφέ, Coca Cola) ή αλκοόλ. Μεταξύ των δυο πειραματικών δοκιμών έπρεπε να απέχουν από αγώνες και την ημέρα πριν τη δοκιμή έπρεπε να έχουν ακολουθήσει την ίδια προπόνηση. Την ημέρα της δοκιμασίας οι εθελοντές μπορούσαν να έχουν καταναλώσει όσο νερό ήθελαν, αλλά δεν έπρεπε να έχουν φάει πρωινό. Μετά την άφιξη στο εργαστήριο τους δίνονταν πρωινό πλούσιο σε CHO (2 φέτες ψωμί με 2 κουταλιές της σούπας μέλι). Έπειτα ηρεμούσαν μισή ώρα έως ότου ξεκινήσει η δοκιμασία
Εικόνα 4: Μεθοδολογία μελέτης Το τεστ περιλάμβανε 3 σετ από: 1 κομμάτι των 5χλμ. σε ευθεία, στο 50% Wmax, δηλαδή στο 50% των watt που αντιστοιχούν στη μέγιστη αερόβιο ικανότητα του αθλητή και 1 κομμάτι των 5χλμ.με ανηφορική κλίση (3%) στο Wmax, δηλαδή στη μέγιστη ένταση της άσκησης.
Βασικές δοκιμασίες σε τυχαιοποιημένη σειρά 1. Διαδικασία εξομοίωσης του δρόμου αντοχής µε κατά βούληση (ad libitum) πόση νερού. Κατά τη διάρκεια αυτής της δοκιμασίας, οι ποδηλάτες κατανάλωναν όση ποσότητα νερού επιθυμούσαν (κατά βούληση κατανάλωση, Ad libitum). Η ελεύθερη κατανάλωση νερού επιτρεπόταν μόνο κατά τη διάρκεια της δοκιμασίας, και όχι στο χρονικό διάστημα όπου ο εθελοντής βρισκόταν κάτω από το ποδήλατο για την μέτρηση του βάρους. 2. Διαδικασία εξομοίωσης του δρόμου αντοχής µε συνταγογραφούμενη ενυδάτωση (PD) Οι εθελοντές κατανάλωσαν την ποσότητα νερού που τους δινόταν κάθε 1 km που ολοκλήρωναν, με βάση τον προσωπικό ρυθμό εφίδρωσης που είχε υπολογιστεί στην προηγούμενη δοκιμασία ρυθμού εφίδρωσης. Καθ όλη τη διάρκεια του τεστ υπήρχε σε λειτουργία σταθερός ανεμιστήρας (22 χλμ/ώρα), για πλήρη εξομοίωση των συνθηκών. Ο κάθε εθελοντής χρησιμοποιούσε το δικό του ποδήλατο, το οποίο προσαρμοζόταν πάνω στη βάση του προπονητηρίου (CompuTrainer). Αυτό ήταν συνδεδεμένο µε ηλεκτρονικό υπολογιστή που κατέγραφε όλα τα δεδομένα (ρυθμό, απόσταση, χρόνο, ένταση). Τα δεδομένα αυτά, είχαν κρυφτεί από τους εθελοντές, οι οποίοι γνώριζαν μόνο την απόσταση που είχαν διανύσει.
Τέλος οι εθελοντές είχαν μαζί τους το προσωπικό τους παγούρι νερού, το οποίο ήταν προσαρμοσμένο στο ποδήλατο και από το οποίο έπιναν νερό κατά τη διάρκεια των δοκιμασιών. Πριν την έναρξη του τεστ συλλέγονταν τα πρώτα πρωινά ούρα, τα οποία οι εθελοντές έφερναν μαζί τους. Επίσης γινόταν αιμοληψία για την ανάλυση δεικτών στο εργαστήριο καθώς και καταγραφή του βάρους (φορώντας μόνο ένα αθλητικό ποδηλατικό κολάν). Κατά τη διάρκεια κάθε κομματιού των 5 km καταγράφονταν κάθε 1 km, οι επιδερμικές θερμοκρασίες στο στήθος, στο γαστροκνήμιο, στο μηρό και στο βραχίονα (YSI, 4000 A, Dayton, Ohio). Επίσης, καταγράφονταν οι καρδιακοί παλμοί, η μέση ένταση της άσκησης(watt), η μέση ταχύτητα και ο ρυθμός της πεταλιάς του εθελοντή (rpm) Τέλος, μέσω ενός θερμικού χαπιού τηλεμετρίας (HQ, Inc, Palmetto, FL) το οποίο είχε καταναλώσει ο ποδηλάτης 8-10h πριν από τη έναρξη του τεστ γινόταν καταγραφή της εσωτερικής θερμοκρασίας (Τc) πριν και μετά τη δοκιμή, καθώς και κατά τη διάρκεια αυτής (κάθε μισό λεπτό). Μετά την ολοκλήρωση κάθε σετ των 5 km γινόταν καταγραφή του βάρους, πάντα μόνο με ποδηλατικό κολλάν και αφού είχε αφαιρεθεί όσο το δυνατόν περισσότερος ιδρώτας με τη χρήση στεγνής πετσέτας που είχαν φέρει οι ίδιοι. Το βάρος και τις πιθανές διακυμάνσεις αυτού, ανάμεσα σε κάθε κομμάτι δεν επιτρεπόταν να το βλέπουν οι εθελοντές. Μετά από κάθε περίοδο ανηφορικής διαδρομής των 5km οι ποδηλάτες συμπλήρωναν μια κλίμακα αντιλαμβανόμενης κόπωσης RPE, κατέγραφαν το επίπεδο δίψας αλλά και το αίσθημα της στομαχικής τους πληρότητας.
Επίσης, μετά το πέρας κάθε ανηφορικής διαδρομής μετριόταν η αρτηριακή πίεση με ένα πιεσόμετρο υδραργύρου (Standby, Baumanometer, NY, USA) και τα επίπεδα γαλακτικού οξέος στο αίμα (Accutrend Lactate,Roche Diagnostics, Mannheim, Germany) Κάθε κομμάτι ακολουθούσε κατευθείαν το προηγούμενο ( διάλειμμα λιγότερο από ένα λεπτό ανάμεσα στις δοκιμασίες) για να μην πέσουν οι καρδιακοί σφυγμοί με σκοπό την καλύτερη εξομοίωση πραγματικού αγώνα. Τέλος, με την ολοκλήρωση του τεστ, γινόταν ξανά αιμοληψία και συλλογή ούρων σε ουροσυλλέκτη για την μετέπειτα ανάλυσή τους.
Κεφάλαιο 4 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Όλες οι μεταβλητές παρουσιάζονται ως μέση τιμή και συνοδεύονται από την τυπική απόκλιση (SD) (±). Για την αξιολόγηση των διαφορών στις PD και AD δοκιμασίες καθώς και στις αντίστοιχες χρονικές στιγμές (τρία ανηφορικά), χρησιμοποιήθηκαν Generalized Estimating Equations (GEE). Το επίπεδο στατιστικής σημαντικότητας για αυτόν τον έλεγχο καθορίστηκε στο P 0.05. Για τον έλεγχο των υποθέσεων της συγκεκριμένης μελέτης χρησιμοποιήθηκε το στατιστικό πακέτο (SPSS 19.0). Πίνακας 2: BW, USG Pre Strategy Drink Ad Libitum Pre Post Pre Post BW, kg 75.6±7 75.2±7 75.5±7 74.1±7* ΔBW, kg - -0.4±0.2 - -1.4±0.5* ΔBW, % - -0.5±0.3% - -1.8±0.7%* USG, g/ml 1.014±0.004 1.019±0.007 1.015±0.004 1.025±0.004* BW: Σωματικό βάρος, ΔBW: διαφορά στο σωματικό βάρος, USG: (ειδικό βάρος ούρων), οι τιμές παρουσιάζονται ως μέση τιμή ±SD * δηλώνει στατιστική σημαντικότητα (p<0.05) μεταξύ των 2 δοκιμασιών για τις ίδιες χρονικές στιγμές
Πίνακας 3: Χρόνος ολοκλήρωσης ανηφορικών κομματιών (min) ΑD PD 1 ο ανηφορικό 10.0±0.8 10.1±0.7 2 ο ανηφορικό 10.3±0.9 10.3±0.8 3 ο ανηφορικό 10.5±0.9* 10.0±0.8* Εικόνα 5: Χρόνος ολοκλήρωσης ανηφορικών κομματιών οι τιμές παρουσιάζονται ως μέση τιμή ± τυπική απόκλιση. * υποδηλώνει στατιστικά σημαντική διαφορά (P<0.05) μεταξύ των δοκιμασιών στις ίδιες χρονικές στιγμές
Πίνακας 4: Μέση Παραγωγή Ισχύος Ανηφορικών Επιπέδων AD PD 1 ο ανηφορικό 323±42 326± 44 2 ο ανηφορικό 297±45 304±53 3 ο ανηφορικό 292±53* 316±49* Εικόνα 6: Μέση Παραγωγή Ισχύος Ανηφορικών Επιπέδων Μέσος όρος (±SD) παραγωγής ισχύος για το κάθε ανηφορικό κομμάτι. * υποδηλώνει στατιστικά σημαντική διαφορά (P<0.05) μεταξύ των δοκιμασιών στις ίδιες χρονικές στιγμές
3 Εικόνα 7: Mέση Θερμοκρασία σώματος, Εσωτερική Θερμοκρασία, και Θερμοκρασία Δέρματος Ο μέσος όρος της θερμοκρασίας δέρματος υπολογίζεται από την εξίσωση του Beurton: Tsk = 0.3(Tστήθος +Tπήχης )+ 0.2(Tμηρός + Tγαστροκνήμιο)[52] Ο μέσος όρος της εσωτερικής θερμοκρασίας υπολογίζεται από την εξίσωση του Colin: Tbody = 0.79(Tc) + 0.21(Tsk) [53] (Τc: εσωτερική θερμοκρασία)
Κεφάλαιο 5 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ-ΣΥΖΗΤΗΣΗ Στη δοκιμασία συνταγογραφούμενης κατάποσης υγρών (AD) οι ποδηλάτες ξεκίνησαν τη δοκιμή ανηφορικής ποδηλασίας με υδατική απώλεια -0.2%±0.2 kg (-0.3±0.3% BW) ενώ στη δοκιμασία κατά βούλησης κατάποσης υγρών ξεκίνησαν χωρίς καμία απώλεια υγρών. Όπως φαίνεται στον Πίνακα.2, στη δοκιμασία AD προκλήθηκε αφυδάτωση -0.5±0.3% bw (απώλεια 0.4±0.2 kg) ενώ στη δοκιμασία PD προκλήθηκε αφυδάτωση -1.8±0.7% bw (απώλεια - 1.4±0.5 kg). Στον Πίνακα.3 βλέπουμε πως ο συνολικός χρόνος ποδηλασίας του 1ου και του 2ου ανηφορικού κοµµατιού δεν διέφερε μεταξύ των δοκιμών PD και AD. (P > 0.05) Στη δοκιμή PD ήταν 10,0 ± 0,8 λεπτά στο 1ο κομμάτι και 10,3 ± 0,9 min στο 2ο. Αντίστοιχα στη δοκιμή ΑD ήταν 10,1 ± 0,7 min και 10,3 ± 0,8 min. Αντίθετα ο συνολικός χρόνος ποδηλασίας του 3ου ανηφορικού κοµµατιού στη δοκιμή PD ήταν μικρότερος κατά 31 ± 30sec σε σχέση με αυτόν στη δοκιμή AD. Στη δοκιμή PD ήταν 10,0 ± 0,8 λεπτά ενώ στη δοκιµή ΑD ήταν 10,5 ± 0,9 min (Ρ< 0,05). Στον Πίνακα.5 βλέπουμε πως η μέση παραγωγή ισχύος των αθλητών στο τελευταίο ανηφορικό κομμάτι ήταν καλύτερη στην δοκιμασία συνταγογραφούμενης κατάποσης υγρών (PD) συγκριτικά με τη δοκιμασία κατά βούλησης κατάποσης υγρών (AD). PD : (316 ± 49* W), AD : (292 ± 53* W), (Ρ<0,05)
Η απόδοση των εθελοντών όσο αφορά το πρώτο και το δεύτερο ανηφορικό κομμάτι στην δοκιμασία κατά βούλησης κατάποσης υγρών δεν φάνηκε να επηρεάζεται αρνητικά. Αυτό πιθανόν εξηγείται από το γεγονός ότι τα επίπεδα υδάτωσης των ποδηλατών δεν είχαν μειωθεί αρκετά. Αντίθετα, οι εθελοντές πραγματοποίησαν καλύτερη επίδοση στην τελευταία ανηφορική διαδρομή στο πρωτόκολλο PD συγκριτικά με το AD. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι στο τρίτο ανηφορικό κομμάτι τερμάτισαν με αφυδάτωση της τάξης του 1.8% του σωματικού βάρους ενώ στην αντίστοιχη δοκιμασία της συνταγογραφούμενης κατάποσης υγρών είχαν τερματίσει με αφυδάτωση μόλις 0,5% του σωματικού βάρους. Όσον αφορά τις θερμοκρασίες, από την εικόνα.7 φαίνεται πως η θερμοκρασία δέρματος καθώς και η θερμοκρασία σώματος ήταν αυξημένες στην δοκιμασία AD συγκριτικά με την PD. Η μεγαλύτερη θερμοκρασία δέρματος κατά τον τερματισμό του τρίτου ανηφορικού επιπέδου, θα μπορούσε να εξηγήσει την μείωση της απόδοσης κατά την διάρκεια της δοκιμασίας ΑD Συμπερασματικά, το εξατομικευμένο πρωτόκολλο υδάτωσης (PD) βελτίωσε την ποδηλατική απόδοση τύπου circuit σε ζεστό περιβάλλον, σε αντίθεση με την κατά βούληση πρόσληψη υγρών, η οποία οδήγησε σε ήπιο βαθμό αφυδάτωσης (<-2%bw) Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στην δοκιμασία κατά βούλησης κατάποσης υγρών λόγω της αυξανόμενης έντασης και της δυσκολίας των δοκιμασιών οι αθλητές δεν έπιναν επαρκή ποσότητα υγρών με αποτέλεσμα την προοδευτική μείωση των επιπέδων υδάτωσης τους και κατά συνέπεια την αύξηση της θερμοκρασίας σώματος και δέρματος και μείωση της αθλητικής απόδοσης. 41
Κλείνοντας φαίνεται πως ακόμη και ήπιος βαθμός αφυδάτωσης που αντιστοιχεί σε απώλειες (1-2% σωματικού βάρους) θα μπορούσε να έχει μια δραματική μείωση στην απόδοση ποδηλασίας σε αγώνα τύπου circuit με επαναλαμβανόμενα ανηφορικά επίπεδα, προκαλώντας μεγαλύτερο θερμικό φορτίο. 42
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 43
Εικόνα 8: Μέθοδοι αξιολόγησης επιπέδων υδάτωσης [21] % αλλαγής σωματικού βάρους = [(βάρος πριν την άσκηση βάρος μετά την άσκηση)/ βάρος πριν την άσκηση)] x 100 44
Εικόνα 9: Κλίμακα αξιολόγησης του χρώματος των ούρων [54, 55] 45
Εικόνα 10: Κλίμακα αντιλαμβανόμενης κόπωσης (RPE) [56] 46
47
Εικόνα 11: Κλίμακα αξιολόγησης του αισθήματος της δίψας [57] 48
Εικόνα 12: Κλίμακα αξιολόγησης του αισθήματος πληρότητας στο στομάχι [57] 49
Βιβλιογραφία 1. Sawka, M.N., S.N. Cheuvront, and R. Carter, 3rd, Human water needs. Nutr Rev, 2005. 63(6 Pt 2): p. S30-9. 2. Kavouras, S.A., Assessing hydration status. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 2002. 5(5): p. 519-24. 3. Popkin, B.M., K.E. D'Anci, and I.H. Rosenberg, Water, hydration, and health. Nutr Rev, 2010. 68(8): p. 439-58. 4. Sherman, W.M., et al., Muscle glycogen storage and its relationship with water. Int J Sports Med, 1982. 3(1): p. 22-4. 5. Olsson, K.E. and B. Saltin, Variation in total body water with muscle glycogen changes in man. Acta Physiol Scand, 1970. 80(1): p. 11-8. 6. Fomon, S.J., Body composition of the male reference infant during the first year of life. Pediatrics, 1967. 40(5): p. 863-70. 7. Jequier, E. and F. Constant, Water as an essential nutrient: the physiological basis of hydration. Eur J Clin Nutr, 2010. 64(2): p. 115-23. 8. Armstrong, L.E., Hydration assessment techniques. Nutr Rev, 2005. 63(6 Pt 2): p. S40-54. 9. Armstrong, L.E., Assessing hydration status: the elusive gold standard. J Am Coll Nutr, 2007. 26(5 Suppl): p. 575S-584S. 10. Convertino, V.A., et al., American College of Sports Medicine position stand. Exercise and fluid replacement. Med Sci Sports Exerc, 1996. 28(1): p. i-vii. 11. Shirreffs, S.M., The importance of good hydration for work and exercise performance. Nutr Rev, 2005. 63(6 Pt 2): p. S14-21. 12. James, L., Milk protein and the restoration of fluid balance after exercise. Med Sport Sci, 2012. 59: p. 120-6. 13. Shirreffs, S.M. and R.J. Maughan, Volume repletion after exercise-induced volume depletion in humans: replacement of water and sodium losses. Am J Physiol, 1998. 274(5 Pt 2): p. F868-75. 14. Millard-Stafford, M., et al., Thirst and hydration status in everyday life. Nutr Rev, 2012. 70 Suppl 2: p. S147-51. 15. Fitzsimons, J.T., The physiological basis of thirst. Kidney Int, 1976. 10(1): p. 3-11. 50
16. Sagawa, S., et al., Effect of dehydration on thirst and drinking during immersion in men. J Appl Physiol (1985), 1992. 72(1): p. 128-34. 17. Armstrong, L.E., et al., Human hydration indices: acute and longitudinal reference values. Int J Sport Nutr Exerc Metab, 2010. 20(2): p. 145-53. 18. Greenleaf, J.E., Problem: thirst, drinking behavior, and involuntary dehydration. Med Sci Sports Exerc, 1992. 24(6): p. 645-56. 19. Rodriguez, N.R., N.M. Di Marco, and S. Langley, American College of Sports Medicine position stand. Nutrition and athletic performance. Med Sci Sports Exerc, 2009. 41(3): p. 709-31. 20. Cheuvront, S.N., R. Carter, 3rd, and M.N. Sawka, Fluid balance and endurance exercise performance. Curr Sports Med Rep, 2003. 2(4): p. 202-8. 21. Casa, D.J., et al., National athletic trainers' association position statement: fluid replacement for athletes. J Athl Train, 2000. 35(2): p. 212-24. 22. American College of Sports, M., et al., American College of Sports Medicine position stand. Exercise and fluid replacement. Med Sci Sports Exerc, 2007. 39(2): p. 377-90. 23. Maughan, R.J. and S.M. Shirreffs, Dehydration and rehydration in competative sport. Scand J Med Sci Sports, 2010. 20 Suppl 3: p. 40-7. 24. Shirreffs, S.M., L.E. Armstrong, and S.N. Cheuvront, Fluid and electrolyte needs for preparation and recovery from training and competition. J Sports Sci, 2004. 22(1): p. 57-63. 25. Shirreffs, S.M., Restoration of fluid and electrolyte balance after exercise. Can J Appl Physiol, 2001. 26 Suppl: p. S228-35. 26. Du Bois, D. and E.F. Du Bois, A formula to estimate the approximate surface area if height and weight be known. 1916. Nutrition, 1989. 5(5): p. 303-11; discussion 312-3. 27. Murray, R., Nutrition for the marathon and other endurance sports: environmental stress and dehydration. Med Sci Sports Exerc, 1992. 24(9 Suppl): p. S319-23. 28. Casa, D.J., Exercise in the heat. I. Fundamentals of thermal physiology, performance implications, and dehydration. J Athl Train, 1999. 34(3): p. 246-52. 29. Thornton, S.N., Angiotensin, the hypovolaemia hormone, aggravates hypertension, obesity, diabetes and cancer. J Intern Med, 2009. 265(5): p. 616-7. 30. Manz, F. and A. Wentz, The importance of good hydration for the prevention of chronic diseases. Nutr Rev, 2005. 63(6 Pt 2): p. S2-5. 31. Armstrong, L.E., et al., Mild dehydration affects mood in healthy young women. J Nutr, 2012. 142(2): p. 382-8. 32. Sawka, M.N. and S.J. Montain, Fluid and electrolyte supplementation for exercise heat stress. Am J Clin Nutr, 2000. 72(2 Suppl): p. 564S-72S. 33. Coyle, E.F., Fluid and fuel intake during exercise. J Sports Sci, 2004. 22(1): p. 39-55. 51
34. Montain, S.J. and E.F. Coyle, Influence of graded dehydration on hyperthermia and cardiovascular drift during exercise. J Appl Physiol (1985), 1992. 73(4): p. 1340-50. 35. Sawka, M.N., et al., Thermoregulatory and blood responses during exercise at graded hypohydration levels. J Appl Physiol (1985), 1985. 59(5): p. 1394-401. 36. Murray, R., Dehydration, hyperthermia, and athletes: science and practice. J Athl Train, 1996. 31(3): p. 248-52. 37. Nadel, E.R., S.M. Fortney, and C.B. Wenger, Effect of hydration state of circulatory and thermal regulations. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol, 1980. 49(4): p. 715-21. 38. Gonzalez-Alonso, J., et al., Dehydration markedly impairs cardiovascular function in hyperthermic endurance athletes during exercise. J Appl Physiol (1985), 1997. 82(4): p. 1229-36. 39. Gonzalez-Alonso, J., et al., Dehydration reduces cardiac output and increases systemic and cutaneous vascular resistance during exercise. J Appl Physiol (1985), 1995. 79(5): p. 1487-96. 40. Armstrong, L.E., et al., Thermal and circulatory responses during exercise: effects of hypohydration, dehydration, and water intake. J Appl Physiol, 1997. 82(6): p. 2028-35. 41. Nybo, L. and B. Nielsen, Perceived exertion is associated with an altered brain activity during exercise with progressive hyperthermia. J Appl Physiol (1985), 2001. 91(5): p. 2017-23. 42. Maughan, R.J. and N.L. Meyer, Hydration during intense exercise training. Nestle Nutr Inst Workshop Ser, 2013. 76: p. 25-37. 43. Hancock, P.A. and I. Vasmatzidis, Effects of heat stress on cognitive performance: the current state of knowledge. Int J Hyperthermia, 2003. 19(3): p. 355-72. 44. Barr, S.I., Effects of dehydration on exercise performance. Can J Appl Physiol, 1999. 24(2): p. 164-72. 45. Grandjean, A.C., K.J. Reimers, and M.E. Buyckx, Hydration: issues for the 21st century. Nutr Rev, 2003. 61(8): p. 261-71. 46. Armstrong, L.E., D.L. Costill, and W.J. Fink, Influence of diuretic-induced dehydration on competitive running performance. Med Sci Sports Exerc, 1985. 17(4): p. 456-61. 47. Walsh, R.M., et al., Impaired high-intensity cycling performance time at low levels of dehydration. Int J Sports Med, 1994. 15(7): p. 392-8. 48. Fujii, N., et al., Effect of hypohydration on hyperthermic hyperpnea and cutaneous vasodilation during exercise in men. J Appl Physiol (1985), 2008. 105(5): p. 1509-18. 49. Hosseinlou, A., S. Khamnei, and M. Zamanlu, The effect of water temperature and voluntary drinking on the post rehydration sweating. Int J Clin Exp Med, 2013. 6(8): p. 683-7. 50. Nielsen, B., Heat acclimation--mechanisms of adaptation to exercise in the heat. Int J Sports Med, 1998. 19 Suppl 2: p. S154-6. 51. Best, S., et al., Exercise-heat acclimation in young and older trained cyclists. J Sci Med Sport, 2013. 52
52. Ramanathan, N.L., A NEW WEIGHTING SYSTEM FOR MEAN SURFACE TEMPERATURE OF THE HUMAN BODY. J Appl Physiol, 1964. 19: p. 531-3. 53. Colin, J., et al., Computation of mean body temperature from rectal and skin temperatures. J Appl Physiol, 1971. 31(3): p. 484-9. 54. Armstrong, L.E., et al., Urinary indices during dehydration, exercise, and rehydration. Int J Sport Nutr, 1998. 8(4): p. 345-55. 55. Armstrong, L.E., et al., Urinary indices of hydration status. Int J Sport Nutr, 1994. 4(3): p. 265-79. 56. Borg, G.A., Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc, 1982. 14(5): p. 377-81. 57. Rolls, B.J., et al., Thirst following water deprivation in humans. Am J Physiol, 1980. 239(5): p. R476-82. 53