Elke zomer worden enkele sporters onwel in de hitte. In een Amsterdams lab werd afgelopen winter onderzocht hoe je sportende lijf zich aanpast aan hoge temperaturen en hoe je het erbij kan helpen.
Het is warm in de onderzoeksruimte van de Vrije Universiteit Amsterdam (VU). Heel warm, en heel benauwd. Niet alleen voor de onderzoekers die er hartje winter in korte broek aantekeningen maken, maar vooral voor proefpersoon Lars. Hij is pas twintig minuten aan het fietsen, maar ziet eruit alsof hij er al een halve marathon op heeft zitten. Met een rood en bezweet hoofd moet hij nog minstens een uur doortrappen om zijn lichaamstemperatuur naar een lichte koorts te brengen. En dat elke dag, twaalf dagen achter elkaar.
De ruimte waar Lars zich fysiek uitslooft, is een zogenaamde ‘klimaatkamer’: een onderzoeksruimte waar wetenschappers de temperatuur en relatieve luchtvochtigheid kunstmatig omhoog kunnen brengen. De deelnemers van het acclimatieonderzoek dat hier plaatsvindt, kunnen door te sporten in deze ruimte wennen aan tropische klimaten. De onderzoekers van de VU brengen zo in kaart wat er precies gebeurt in je lichaam bij inspanning in extreme hitte en hoe snel je daaraan went. Hoewel het onderzoek nog loopt, delen de wetenschappers alvast hun inzichten. Om zo iedereen die zich wil voorbereiden op fysiek presteren in de warmte een handje te helpen.
Oververhitting voorkomen
“Oververhitting ontstaat wanneer het lichaam de warmte die vrijkomt bij lichaamsprocessen niet voldoende kwijt kan raken aan de omgeving", vertelt onderzoeksleider Timo van den Bogaard, bewegingswetenschapper aan de VU. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer de temperatuur of luchtvochtigheid van de omgeving erg hoog is. En dat kan ernstige gevolgen hebben. Als je lichaamstemperatuur te veel stijgt, dan functioneren eiwitten die lichaamsprocessen regelen namelijk minder goed. Op het moment dat je een hitteberoerte hebt, kunnen deze zelfs permanent beschadigen. Je organen kunnen daardoor volledig uitvallen, waardoor je kan overlijden.
Voor het zover is, word je vooral duf, moe en duizelig, en kun je minder helder nadenken. Doordat er meer bloed naar de huid moet gaan om af te koelen, is er minder beschikbaar voor spieren en organen, zoals de hersenen. Een bijkomend voordeel daarvan is dat je vanzelf minder actief wordt, legt Van den Bogaard uit. En dat is ideaal: “Het doel van het lichaam is immers om niet te warm te worden. Door die loomheid zul je je minder inspannen, wat vervolgens oververhitting voorkomt.”
Natte en droge warmteafgifte
De voornaamste reactie van het lichaam is echter om zo snel mogelijk de warmte kwijt te raken. “Dat gaat via de zogenaamde ‘natte’ en ‘droge’ warmteafgifte”, aldus Van den Bogaard. De ‘natte’ route om warmte kwijt te raken, is eigenlijk een mooie manier om zweten te omschrijven, legt hij uit. Doordat het zweet op de huid afkoelt aan de buitenlucht, koelt het lichaam ook. “De ‘droge’ route vindt ín het lichaam plaats”, legt de onderzoeker uit. De bloedvaten verwijden en komen hoger aan het oppervlak te liggen. “Het bloed kan zo de overtollige warmte via de huid afgeven aan de omgeving.”
Hoewel deze reacties effectief zijn om acute oververhitting tegen te gaan, verlies je door het zweten veel vocht, waardoor het bloedvolume daalt. En het bloed dat er is, gaat vooral naar de huid en minder naar de andere organen, wat schadelijk kan zijn. “Als reactie daarop zal het lichaam het bloedvolume laten stijgen zodat er weer meer bloed naar de huid en spieren kan”, aldus Van den Bogaard. Deze processen gebeuren allemaal onbewust, maar je lichaam kan er wel degelijk beter in worden. Precies dat proberen de onderzoekers bij de deelnemers uit te lokken in de klimaatkamers.
Wennen aan de warmte
Toch is dat makkelijker gezegd dan gedaan. Deelnemer Lars is een fanatiek sporter en laat zich niet snel afschrikken door zomerse temperaturen, zegt hij zelf. Maar hij is zeker niet gewend aan het klimaat van de onderzoekskamer, geeft hij toe. “Als ik in de zomervakantie in het buitenland fiets, dan is de buitentemperatuur ook weleens 35 graden, zoals hier. Maar de luchtvochtigheid is dan meestal een stuk lager, zo’n 40 procent tegenover 65 procent. Dit is dus echt wel wat extremer.”
Vanwege die hoge luchtvochtigheid is zweten in dit klimaat een minder effectieve manier om warmte te verliezen. Het wordt namelijk maar moeilijk opgenomen in de lucht. Toch krijgt je lichaam dat na een tijdje door, vertelt Van den Boogaard. “Als reactie ga je eerder en meer zweten.” Daarnaast wordt het zweet minder zout, wat ervoor zorgt dat het beter verdampt.
Het slechte nieuws is dat dit wennen tijd nodig heeft. Hoe lang dat duurt, lijkt te verschillen per persoon. De menstruatiecyclus lijkt bijvoorbeeld ook effect te hebben op de zweetreactie. “Dat hebben we nu niet specifiek onderzocht”, vertelt onderzoekster Sanne de Baas, “maar we zagen wel dat een deelneemster op de eerste dag van haar ongesteldheid een stuk trager warm werd vergeleken met andere dagen en met andere deelnemers.”
Vanwege al deze individuele verschillen, bestaat er momenteel nog niet één protocol om gestructureerd te wennen aan de warmte. Voor de tropische sporter of vakantieganger hoeft dat geen groot probleem te zijn, maar voor bijvoorbeeld militairen op uitzending kan acclimatisatie van levensbelang zijn. “Stel, je wordt uitgezonden naar Suriname”, begint Van den Bogaard, “dan wil je niet dat je manschappen de eerste dagen versuft rondlopen.” Daar komt nog bij dat militairen veel beschermende kleding dragen waardoor ze hun warmte extra moeilijk kwijt kunnen. “Als je ze dan niet laat wennen aan een warme of vochtige omgeving, presteren ze minder goed, hebben ze meer rust nodig en lopen ze risico op hitteberoerte.”
Deelnemer Lars in het sportlab
Myrte NoweeMeten is weten
Maar hoe lang dat wennen aan zo'n tropische omgeving duurt, dat weten de onderzoekers nog niet. Om daarachter te komen moeten deelnemers zoals Lars al sportend in de klimaatkamers hun lichaamstemperatuur verhogen. “We streven ernaar om hun lichaamstemperatuur op 38,5 graden te krijgen, vergelijkbaar met een ‘aangename koorts’”, grapt Van den Bogaard. “Dit doen we gedurende 1,5 tot 2 uur per dag.” Het doel is om te zien of het na een aantal dagen langer duurt voordat het lichaam deze temperatuur bereikt. Dat zou betekenen dat het lichaam went, en manieren heeft gevonden om langer koel te blijven.
Een tweede indicatie voor goede acclimatie is de zweetproductie. Daarvoor vangen de onderzoekers zo veel mogelijk zweet op in handdoeken om hem heen om te wegen. Daaruit blijkt dat Lars in het afgelopen half uur al minstens 250 gram vocht heeft verloren. De handdoeken kunnen natuurlijk nooit álles opvangen. Een groot deel komt ook in zijn kleren terecht, en ondanks de hoge luchtvochtigheid verdampt nog steeds een deel van het zweet. De onderzoekers wegen de deelnemers daarom zowel voor als na het fietsen, en corrigeren voor de hoeveelheid gedronken water.
Blauwe driehoeken
Als laatste kijken de onderzoekers naar de cognitie. "Hitte-acclimatie gaat namelijk niet alleen over fysieke aanpassingen van je lichaam”, vertelt De Baas. Ook je hersenen hebben het als orgaan zwaarder met deze mate van inspanning in dit soort tropische omstandigheden. De Baas onderzoekt met korte cognitietestjes hoe het brein zich aanpast aan de hitte. Daarvoor krijgen de deelnemers een korte pauze van de fiets en verschijnt op een beeldscherm kort een gekleurde vorm, zoals een blauwe driehoek. Daarna volgt een scherm vol met dit soort vormpjes. De deelnemers moeten dan aangeven of hun target in het beeld staat of niet.
— Timo van den Bogaard
Lars doet die test hoofdschuddend. “Ik weet het niet, maar ik denk dat het wel beter ging dan de vorige keer.” De student zit nu op dag zes van het onderzoek en merkt naar eigen zeggen duidelijk verbetering. “De eerste dag was echt alle kracht uit mijn lichaam. Mijn lichaamstemperatuur steeg heel snel en ik kon niet meer goed nadenken.” Vandaag voelt hij zich een stuk minder duizelig, en helderder van geest. “Al blijft het nog steeds verstikkend natuurlijk.”
Sporten in Spanje
Die snelle vooruitgang zien de onderzoekers ook bij andere deelnemers, vertelt Van den Bogaard. “De eerste twee dagen zie je dat ze heel snel warm worden, maar vanaf drie wordt dat minder - wat betekent dat ze hun warmte beter kunnen afvoeren. Als je deze training over een langere periode blijft herhalen, dan kan je iemand dus goed voorbereiden op fysieke prestaties in warme omstandigheden.” Maar niet iedereen heeft natuurlijk een klimaatkamer. Om te voorkomen dat sporters de volgende slachtoffers zijn van oververhitting, zijn er gelukkig andere manieren.
"Voor de meest ideale voorbereiding zou je eigenlijk een week naar Spanje moeten gaan om daar elke dag te sporten”, lacht De Baas. Maar er zijn ook simpelere methoden. ‘Gewoon’ in een warme omgeving zijn kan namelijk al helpen, vertelt collega Hero Noort. “Ik kan zelf bijvoorbeeld inmiddels al een stuk beter tegen de hitte door alleen in deze kamer te zitten. Regelmatig naar een sauna gaan, of sporten met warme kleding aan zou bijvoorbeeld dus kunnen helpen om daaraan te wennen."
Van den Bogaard beaamt dat. “Meestal went ons lichaam binnen twee à drie dagen al wat aan hogere temperaturen en kunnen we er dan dus al beter in functioneren.” Het is daarom niet slim om als het warm is de hele dag binnen te blijven met airconditioning. “Je went beter aan de warmte als je die af en toe opzoekt.” Dat geldt met name voor intensieve situaties, zoals bijvoorbeeld de Vierdaagse in Nijmegen. “Tijdens zo’n evenement produceer je heel veel warmte. Na acclimatie kun je dit beter volhouden dan ervoor. Je leert je lichaam als het ware om beter af te koelen.’
Deelnemer Lars in het sportlab
Myrte NoweeDat intensief aan warmte wennen hoeft overigens niet heel dicht op een sportevenement te zijn. Hoewel je lichaam warmte-adaptaties snel verliest, komen ze ook weer snel terug, vertelt Van den Bogaard. “Na tien dagen ben je al een kwart van je adaptaties kwijt. Maar stel je voor dat je een maand voor een evenement intensief hebt geacclimatiseerd, dan kun je binnen drie dagen weer terugkomen naar 75 procent van je adaptatie.” Trainen voor acclimatisatie is dus vergelijkbaar met het trainen van je spieren, concludeert Van den Bogaard. “Het effect neemt na verloop van tijd af, maar heb je ooit goed getraind, dan pik je het snel weer op.”