בעקבות השרב הראשון של שנת 2013 נדחה המקצה הארוך במרתון ג'ילט תל אביב. מכת חום, התייבשות ושאר היבטי טמפרטורה ומאמץ גופני שוב עלו על שולחנות הדיונים וספסלי הוויכוחים. נברנו בארכיון שוונג ומצאנו את סדרת המאמרים הכה רלוונטיים

ההסבר הקלאסי למכת חום הוא שטמפרטורת הגוף עולה יתר על המידה כתוצאה מייצור חום עודף ללא אפשרות לפזר את כולו. ייצור חום הוא תוצאה של אימון בעצימות גבוה, כך שהטענה היא שאתם, באופן מילולי, מאמנים את עצמכם למוות. האם ראייה זו מתיישבת עם המציאות? ניתן לראות את המקור וכתבות רבות נוספות ב: sportsscientists

מאת:ד"ר רוס טאקר, תרגום: תומר גמינדר

כתבות קודמות בסדרה נוזלים, התייבשות ואימון- חלק 1,  חלק 2,  חלק 3, חלק 4,  חלק- 5

התכווצויות שרירים- כתבה 1 בסדרה, כתבה 2 בסדרה, חלק 3

מכת חום- המציאות, פיזיולוגיה ולא נוזלים או סביבה

בפוסט השני על מכת חום, הצגנו את התפיסה כי ההגעה לטמפרטורת גוף מעל 41 מעלות צלזיוס לא יכולה להיגרם על ידי תנאי סביבה בלבד, כפי שבוודאי אמרו לכם לחשוב.  הסברנו כיצד טמפרטורת הגוף היא פונקציה של פיזור חום וייצור חום, ובהנחה שפוטנציאל פיזור החום גדול או שווה לייצור החום, הסיכוי למכת חום באמצעים פיזיולוגים "נורמאלים" הוא אפס. לכן, כאשר אנשים מפתחים מכת חום, לא ניתן לפשט את הדברים לכדי "לא שתיתם מספיק והיה חם מדי". זה גם היה המסר העיקרי שרצינו שתיקחו עימכם.

המחשנו זאת בעזרת דוגמה של מכת חום שפורסמה בספרות, של אדם שהגיע לטמפרטורת גוף של 40.8 מעלות צלזיוס לאחר 16 דקות בלבד של ריצה בטמפרטורה של 22 מעלות. אין הסבר "נורמאלי" לכך, זו חייבת להיות פתולוגיה, וזהו גם המקום ממנו נמשיך את הדיון היום.

מתחת מצורפת טבלה של 18 מקרים מתועדים (כלומר, שפורסמו בכתבי עת מדעיים) של מכות חום במהלך אימון. אין ספק שיש מיקרים נוספים (קיבלנו שני סיפורים מעניינים מאוד מקוראים – תודה לכם עליהם – שתיארו את ההרפתקאות שלהם. לאחד מהם הייתה טמפרטורת גוף של 42 מעלות (לא יאמן), והשני 40.5 מעלות, אבל עוד עליהם בהמשך), אבל אלו המקרים המתועדים.

הדגשתי שלושה מיקרים מעניינים במיוחד. אתם תזהו את המקרה שמסומן בירוק בהיר מהפוסט הקודם – רץ שפיתח מכת חום אחרי 16 דקות של ריצה כאשר הטמפרטורה הייתה 22 מעלות צלזיוס בלבד, והרץ רץ בקצב של 4:30 דקות לקילומטר – מהירות שתתקשה לגרום למצב של התחממות יתר – באיזה תנאים שהם, שלא לדבר על תנאים מתונים, ובוודאי לא אחרי 16 דקות בלבד.

הדוגמה בצהוב מרשימה אפילו יותר. מדובר ברץ שהתמוטט אחרי 16 דקות במרוץ כאשר הטמפרטורה הייתה 17 מעלות צלזיוס בלבד. טמפרטורת הגוף שלו הייתה, באופן שלט יאמן, 42 מעלות צלזיוס, והמדהים ביותר היא שהמהירות שלו הייתה רק 7.4 קמ"ש. זה קצב של 8 דקות לק"מ, כלומר הליכה מהירה או ריצה איטית מאוד. אני בטוח שאני לא צריך להדגיש איזה כישלון מרהיב של הפיזיולוגיה דרוש כדי שמשהו יגיע להתחממות יתר מהר כל כך במאמץ נמוך כל כך ביום קריר!

ולבסוף, הדוגמה באדום הוא אדם שרץ חצי מרתון בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס והגיע ל-88 דקות (הוא היה בקצב לסיים ב- 1:35 שעה), והטמפרטורה שלו הייתה 41 מעלות. אני בטוח שאתם יודעים להעריך כמה קר ב- 4 מעלות, ובפעם הבאה שאתם רצים בתנאים אלו, תשאלו את עצמכם מה הסיכוי להגיע להתחממות יתר, ויהיה לכם מושג מדוע מיקרה ספציפי זה מחייב תשומת לב!

אלה שלושה מקרים שמנקבים חורים בתיאוריה המקובלת למכת חום. יש גם אחרים – 15 מהם למעשה מופיעים בטבלה למעלה, והרבה אחרים, כולל שני המקרים שקיבלנו אתמול מקוראים (וכנראה כולל המקרים ממרתון ת"א 2011). הגישה שלנו ל-18 מקרים אלה של מכת חום היא לחשב שני דברים:
1. ייצור החום כתוצאה מהמאמץ. כפי שתיארנו בפוסט הקודם, חום נוצר כתוצאה מהתכווצות שרירים, ואנו יכולים לחשב מספר זה בדיוק סביר
2. פיזור החום דרך הסעה, קרינה ואידוי. שוב, עקרונות אלו הוסברו בפוסט הקודם
המפתח להבנה של מכת חום הוא להכיר שכאשר פוטנציאל פיזור החום גדול יותר מייצור החום, האתלט לא צריך לפתח מכת חום! אני מניח שהאנאלוגיה כאן היא שאם אתם מרוויחים מדי חודש יותר כסף מאשר אתם מוציאים, לעולם לא תגיעו לפשיטת רגל!
 

אז בואו ניקח 17 מיקרים אלה ונפשט אותם כדי להמחיש שרק לעיתים נדירות מכת חום היא תוצאה של הסביבה. מה שנעשה הוא לחשב את היחס בין ייצור חום לפיזור חום.
• אם היחס שווה ל- 1, המשמעות היא שיצור החום שווה לפוטנציאל פיזור החום, והאתלט בטוח
• אם היחס גדול מ- 1, אז לאתלט יש בעיה  – הוא מייצר יותר חום מאשר הוא יכול לאבד, ולפיכך טמפרטורת הגוף שלו תעלה. לכן או שהאתלט יעצור, יאט או יפתח מכת חום
• אם היחס קטן מ- 1, אז האתלט בטוח – הוא מסוגל לאבד יותר חום מאשר הוא מייצר, ומכת חום לא צריכה לקרות

הגרף למטה מראה את התוצאות של 16 מן המקרים
2 מהמקרים לא כללו נתוני מזג אוויר מדויקים

בבירור, לכל אחד ואחד מאנשים אלה היה פוטנציאל פיזור חום שהייה גדול שכמות החום שהוא ייצר כתוצאה מהמאמץ. לכן, מיקרים אלו של מכת חום לא היו צריכים לקרות, אלא אם המשוואות שלנו מוטעות (הן לא!), או אלא אם משהו אחר, שהתפיסה אינה מתחשבת בו, גורם לבעיה.

וכאן מסתתרת מהות הדברים. מודלים מתמטיים אלה אשר משמשים לחזות מכת חום, בפירוש אינם "שלמים" עבור פרטים אלה. העובדה ש- 16 רצים ורוכבים אלה פתחו מכת חום משמעותה שהיכן שהו, יש יצור חום או פיזור חום שלא נספרו. במונחים כלליים, יש שתי אפשרויות:
1)  ייצור החום בפועל גבוה בהרבה מהחישוב בנוסחאות
וזאת לא מכיוון שהנוסחאות מוטעות, מכיוון שאצל 99.99% מהאנשים, הן מדויקות יחסית, ובוודאות, החישובים של כמות החום הנוצרת בזמן מאמץ מבוססים היטב. אבל, אצל אנשים אלה, משהו השתבש, ויתכן שהם יצרו כמויות חום גדולות בהרבה ממקורות שאינם קשורים למאמץ. במאמר שלנו שהתפרסם ב- Medicine and Science in Sports and Exercise, קראנו לכך “excessive endothermy” (endothermy – בעלי חיים בעלי דם חם, המייצרים חום ומווסתים את טמפרטורת הגוף), מונח אשר מתכוון בבסיסו לייצור חום מבפנים.

ניתן רק לנחש מהיכן בדיוק מגיע חום זה – אולי היעילות של רצים אלו ירודה משמעותית בגלל בעיות מטבוליות? אולי יש עלייה פתאומית בייצור החום תודות לפתיחה לא מווסתת של תעלות הסידן? יש מצב הידוע כהיפרתרמיה ממאירה (malignant hyperthermia), שבו מספר כימיקלים, במיוחד חומרי הרדמה, גורמים לפתיחת תעלות הסידן בשרירים. כאשר סידן זה מועבר חזרה למאגרים, הוא משתמש בכמויות גדולות של ATP ויוצר כמויות עצומות של חום.

בעבר כבר בחנו את הקשר להיפרתרמיה ממאירה – יש סקירות על נושא זה. הן מבחינות בין מכת חום הנובעת ממאמץ לבין היפרתרמיה ממאירה, אבל אינן שוללת זאת, בעיקר מכיוון שכאשר אנו בוחנים אנשים הסובלים ממכת חום, הם נוטים , במקרים רבים, להיות רגישים להיפרתרמיה ממאירה.

האם יתכן שמכת חום כתוצאה ממאמץ כרוכה בשימוש "בזבזני" דומה באנרגיה בכדי לתקן איזושהי הפרעה לתעלות הסידן? ומה מעורר אותה? באופן מעניין, קפאין הוא אחד הכימיקלים שידועים כפותחים את תעלות הסידן, ולכן יתכן שבאמת מחייב בחינה מדוקדקת יותר כ"מעורר" אפשרי למכת חום. אני חייב להודות שאינני יודע את המינון הדרוש כדי לגרום לאפקט זה. מעוררים אפשריים אחרים יכולים להיות ממריצים של מערכת העצבים המרכזית כמו אפדרין (ephedrine – שנפוץ במוצרים להורדת משקל), והשימוש המשולב בקפאין ואפדרין יכול להיות תמרור אזהרה להפעלת ה-"סחרור" של יצור חום. למעשה גורם זה דווח במקרה מספר 1 בטבלה למעלה – תוסף הורדת משקל שכלל קפאין ואפדרה (ephedra).

ישנן עוד כמה "פתולוגיות" מועמדות – יתכן שיש הפעלה מוגזמת של מערכת העצבים הסימפתטית, המופעלת על ידי בעיה מטבולית או מחלה הפוגעת בשריר (muscle myopathy). גורם אפשרי נוסף הוא מחלה – זיהום בקטריאלי לפני המאמץ עשוי להגדיל את הסכנה להתחממות יתר, למרות שמעולם לא אשררו זאת (מסיבות ברורות), וזה מתבסס בעיקר על ניתוח לאחר מעשה של מיקרים ספציפיים (וגם לא כל המקרים, שווה להזכיר). (הערה – בהקשר זה אני חייב להזכיר כי ניתוחים לאחר מעשה של כמה מקרי מכת החום במרתון ת"א 2011, שנערך בתנאי מזג אוויר סבירים לחלוטים, העלה שכל אלה שסיפרו פרטים מסרו על מחלה בשבוע לפני המרתון, וחלקם גם טרם החלימו לחלוטין. ת.ג.).

כמובן, גם תנאי סביבה חמים עשויים להיות הסיבה – אנו לא פוטרים את התפקיד של הסביבה בכל זה, ונראה אפשרי שביום חם, קיים איזשהו "גורם מעורר" שעלול לגרום לאותו ייצור חום עודף לקרות. הנקודה שאותה אנו מדגישים, שהיא שהסביבה היא בסך הכל הבמה שעליה מתחוללת הדראמה – יש תהליך פתולוגי שחייב לקרות, והסביבה היא לא הגורם ,אלא רק שחקן משנה.

ההמחשה האחרונה לכך שיתור חום עשוי להיות הגורם באה מאחד המקרים (מקרה #3 למעלה).

אדם זה הגיע לאוהל הרפואי אחרי 56 הק"מ של מרתון שני האוקיאנוסים (Two Oceans Marathon) עם טמפרטורה של 41 מעלות צלזיוס. שמו אותו באמבטיית מי קרח, ולבש חליפת קירור. אחר כך הקיפו את הגוף שלו בחבילות קרח. נדרשו 10 שעות של קירור כדי להוריד את טמפרטורת הגוף שלו חזרה לרמות נורמאליות! אז כיצד יכול גוף אנושי לשמור על טמפרטורה מעל 38 מעלות צלזיוס כאשר הוא מוקף חבילות קרח? התשובה היחידה היא ייצור חום מוגזם, גדול כל כך שהוא מתגבר על אובדן החום למי הקרח וחבילות הקרח.

2) אובדן החום נמוך יותר מאשר החישובים מראים
כמובן, האפשרות האחרת במקרים אלה היא שפיזור החום נכשל. אם זה קורה, המאזניים שלנו יטו לצד שמאל, בגלל שאידוי והסעה יכשלו לפתע בהתמודדות עם ייצור החום (היחס יקפוץ לפתע מעל 1).

מבין הרכיבים העיקריים האחראים לפיזור החום, אידוי הוא המנגנון המועד ביותר לכישלון, והסיבה לכך תהיה כתוצאה מכישלון של ההזעה. אבל קשה להוכיח זאת, מכיוון שלעיתים קרובות אנשים עם מכת חום מזיעים בכמויות גדולות, ולכן נראה פחות סביר. מחקרים מעניינים של חיילים בעירק מציעים שתופעה זו יכולה לקרות כאשר אנשים חשופים לתנאי חום יבש במשך תקופות ארוכות (חמרות שמחקר זה מקורו ב-1932, ושיטות המחקר היו מוגבלות!)

האפשרות הסבירה יותר היא שהבעיה היא ייצור חום מוגזם, ולא פיזור חום מופחת. או, לחליפין (כדי לשבת על הגדר), יתכן שמכת חום הוא מונח גנרי שלמעשה מתאר סימפטום, ולא מצב. אם זה אכן המקרה, אזי יתכן שמכת חום נגרמת על ידי כל הסיבות שלמעלה, ועל ידי כל אחת מהן! יתכן שאין סיבה יחידה, ולמעשה, זה לא סביר שיש סיבה יחיד. מה שנראה בטוח הוא שמכת חום היא כשל של ה-"פיזיולוגיה הנורמאלית", מכיוון שאתם לא מפתחים מכת חום סתם על ידי ריצה ביום חם ואי שתיית כמות מספיקה של מים.

לכן, המטרה של סדרה זו הייתה לחשוף את השקר בכמה מן המיתוסים הנוגעים למכת חום, ולהסביר שהיא יותר תוצאה של כשר פיזיולוגי מאשר תוצאה של בעיה סביבתית. והיא בוודאות אינה תוצאה של התייבשות, שבאופן מצער מרבית האנשים קושרים אותה אליה! האם משהו מאמין ברצינות ששלושת המקרים שהודגשו בטבלה למעלה היו תוצאה של התייבשות לאחר 16 דקות מתחילת הריצה בתנאים מתונים, או אחרי 85 דקות של ריצה בטמפרטורה קרובה ל-0? לא, מכת חום היא מצב מורכב מאוד, קשה לחיזוי וקשה אפילו יותר להסבר. אנו מקווים שלא איבדנו אתכם במתמטיקה של הסדרה, ואתם מבינים עכשיו שמכת חום היא פתולוגיה, לא פיזיולוגיה נורמאלית, ולא נובעת מכך שסתם חם בחוץ.

תודה לכם על ה-Emails על המקרים והניסיון שלכם, דרך אגב. אנו נמשיך ונחזור לכך!

ד"ר רוס טאקר
ד"ר רוס טאקר בעל תואר ד"ר בפיזיולוגיה של האימון ותואר שני במנהל הספורט מאוניברסיטת קייפ טאון.
תחום העניין העיקרי של רוס ביישום המדע להישגים, אצל ספורטאי עילית
ומערכותספורטיביות, ובגישור הפער בין מדע למסחר. הבלוג של רוס נועד לשרת
מטרה זועל ידי גישור הפער בין המדע ליישומו אצל האתלטים על ידי מאמרים,
אימוןוהסברה. רוס חי בקייפ טאון, דרום אפריקה שם הוא מבלה את מרבית זמנו
כמרצהבכיר במחלקת מדעי האימון ורפואת ספורט. הוא עובד עם קבוצות ספורט
וספורטאיםאולימפיים.

תומר גמינדר– המתרגם
נשוי + 3 בנות מדהימות, טכנולוג תקשורת מחשבים ואבטחה בימים, וטריאתלט, נווט וצלם בשעות הפנאי

קראו עוד מאמרי ספורט מתורגמים