a. Nöromüsküler Bozulma
38,5 °C’nin üstünde Tcore genellikle kuvvet üretimini azaltmaktadır. Rektal sıcaklık ve sıcaklık arttıkça maksimal istemli kasılma (MVC) azalır. Deri sıcaklığı 8°C’e kadar hızlı soğutma uygulansa bile, Tcore ~39,5°C’de sabit kalabilir. Genellikle Tcore sıcaklığı termoregülasyonda belirleyicidir. Ayrıca bu sıcaklık artışı, merkezi nöromüsküler gereksinimi hipertermi sebebiyle periferik sistemden bağımsız olarak bozabilmektedir (Şekil 1).
b.Beyin Aktivasyonu
Düşük frekansta (α=8-13 Hz.) ve yüksek frekansta (β=13-30 Hz.) Nielson (2001) % 60 aerobik güç çıktısında yapılan egzersizde sırasıyla 40°C ve 19°C gösterilmiştir. Beyindeki bu durum uyku sırasındaki aktivasyona benzemektedir. Fakat egzersiz RPE’sini anlamlı derecede etkilemektedir. EEG’deki frontal korteksteki aktivasyonun azalması, RPE’yi tahmin etmede kullanılan en iyi yöntemlerdendir.
c.Serebnal Kan Akışı
Mental uyarılma ve aktivasyon azalması, EEG’deki aktivasyon değişimi beyine giden dinamik kan akışındaki değişimle ilişkilendirilmiştir. Submaksimal bir egzersizde serebnal kan akışı azalmıştır. Bu azalma serebnal vazokontriksiyonu arttırarak hipertermiyi tetikler ve PCO2’de azalmaya neden olur. Serebnal kan akışı azalması kesinlikle glikoz aktivasyonunu etkiler diye bir şey yoktur. Dahası, sabit yüklü metabolik bir aktivitede sıcaklık artışı beyindeki farklı bölgeleri etkileyerek, metabolik aktivitenin yeniden düzenlemesini sağlamaktadır.
Tcore sıcaklığı ~1,5 °C artması, dinlenik metabolik değerin ~%23 artması anlamına gelmektedir. Bu artış serebellumda hipotalamus aktivasyon artışını beraberinde getirir. Bu durum, serebnal beyin aktivasyonunu sağlamak için ek karbonhidrat (CHO) takviyesi gerektirebilir. Hipoglisemi, hipertermi ile ilişkili bulunmuş ve glikojen azalması hipertermi başlangıcına yol açabilmektedir (Nybo, 2007).
d.Isı Şok Proteinleri Artışı (Heat Shock Proteins, HSP)
HSP: Stres proteinleri olarak da adlandırılmaktadırlar. Ani ısı artışı, viral enfensiyonlar vb. durumlarda sentezi artmaktadır. Proteinleri stabilize ederler, protein polipeptit zincirlerinin doğru katlanmalarını sağlarlar.
Hipertermi sırasında ısı şok proteinler artışı gözlemlenmektedir (Kregel; 2002). HPS’ler ağırlıklarına göre sınıflandırılmaktadırlar (HSP70, HSP90 gibi). Birçok fizyolojik role sahiptirler. Egzersiz, hipoksi, toksinler, enfeksiyonlar sırasında hipertermi olmasa da HPS’lerde artış gözlemlenebilmektedir. HSP70 ve HSP90’nın özellikle hipertermi sırasında aktivasyonu yüksektir ve ısıl adaptasyon sırasında önemli rolleri vardır (Kregel, 2002). Isıl şok proteinlerinin biyokimyasal oluşum yolları Şekil-2’de verilmiştir.
HPS’ler termotolerans artışı için gastrointestinal (GI) epitelyal dar kavşakların gerçirgenliğini devam ettirerek endotoksonomi riskini azaltırlar (Dokkday 2006). Örnek olarak farelerde arka bacak «unload» edilmesiyle tüm vücuda hipertermi uygulanan ve uygulanmayan fareler arasında, hipertermi uygulanmayan farelere göre daha az kas atrofisi meydana gelmiştir ve HSP72 varlığı daha çok tespit edilmiştir.
Bu sebeple uzun süre uzay uçuşu yapan astronotlara ve uzun süre yatakta tedavi gören hastalara HSP aktivasyonu artışı sağlama amacıyla rehabilitasyon programlarında sıcaklık terapisi uygulanmaktadır.
e.Nörohumoral Faktörler
Nörohumoral: Bir sinaptik uyarılma üzerine, sinaptik hücreyi uyarmak veya inhibe etmek için sinapstan geçmek üzere olan bir kimyasal ajanın serbest bırakıldığı işleme verilen ad (örn, nörotransmitter salgılama).
Mental fonksiyonların normal fonksiyonlarında çalışabilmesi için önemli olan nörotransmitter aktivite hassasiyeti sıcaklık değişiminden etkilenmektedir. Serotonojik aktivite (serebnal nörotrasmitter) merkezi yorgunlukla ilişkilidir (Meeusen 2000). Birkaç araştırma ise, serotonin değerlerinin hipertermi yoluyla değiştiği yönündedir. Bu değişimlerin arasında 5HT nörotransmitter özellikle dikkat çekicidir. Uyarılma seviyelerini etkilemektedir.
5HT seviye artışı, RPE’de artış ve iş oranı/kapasitesinde (work rate) azalma veya Tlim’de hipertermi sırasında görülen özellikle 5HT’de azalma; dayanıklılık performansını bozmaktadır (Davis ve Bailey 1997). Nybo ve ark. (2003), hipertermi sırasında, juguler venöz ve arterden alınan artmış dopominin beyinden daha çok vücuttaki metobolik yollarla artışa bağlamışlardır. Dolayısıyla bu değişimlerin sadece beyin aktivasyonunda değişimden söz etmek, bu konuda bir eksiklik oluşturacaktır.
f.Endotoksi
Son zamanlarda gastrointestinal (GI) azalan kan akışı, sıcaklık stresi altında kardiyak dolaşımı arttırmak için tekrar düzelendiği görülmüştür. «Severe» egzersiz şiddeti sırasında >40 °C hipertermide, GI sistemde önemli ölçüde kan akışı azalır.
Bu endotoksonomi, ateşe benzer bir durum oluşturarak, ısı depolama ve sıcak çarpmasını hızlandırabilen hipotalamik ayar noktasında sitokin aracılı bir artış da dahil olmak üzere bir dizi zararlı fizyolojik etkiyi tetikler (Lambert 2004). Bu durum sitokinaz artışıyla MSS’de yorgunluk gibi durumları meydana getirir. Aynı zamanda kontraktil ünitelere de zarar verir.
GI sisteminin sağlıklı devamı için kolastrum veya keçi sütü içilmesi bu sızmayı en aza indirilmesine yardımcı olabilir (Proster 2004).
g.Egzersiz Sonrası Termoregülasyon
60 dk. veya daha uzun süre sonra bile Tcore sıcaklığı sıcak ortamda pasif dinlenme sırasında hala 0,5-1°C’de taban değerin üzerinde gözlemlenebilir (Kenny 2007).
Isı üretimi oksijen kullanımıyla <10 dk. sürede taban değere dönmüştür. Ön kol kan akışı, deri sıcaklığı ve terleme oranı çabuk şekilde normale dönmüştür. Başka çalışmalarda ise; özofagusa ılık (warm) su uygulamasından sonra, normal seviyeye dönmüştür. Maksimal arteriyol basınç ise egzersizden saatler sonra normale döner. Egzersiz sonrası hipotansiyon sistemik vasküler iletkenlikte bir artış görülür. Egzersiz sonrası dönemde, kas kütlesi büyük bir ısı alıcı olarak rol oynayabilmektedir ve aktif uzuvlarda sıcaklık ve kan havuzundaki aktif uzuvlarda kan akışındaki azalmasıyla meydana gelir (Jay 2007).
h.Tempo Belirlemeye Etkisi
Bazı araştırmalarda kompanse edilemeyen sıcaklık artışında daha küçük vücut kütleli sporcularda daha hızlı koştukları görülür (Dennis ve Noakes, 1999). Daha küçük beden yüzeyine sahip olan sporcular daha az yüzey alanı ve sıcaklık artışı meydana getirir. 35°C’de yapılan bir araştırmada sıcaklık stresinde self-selected tempoda vücut kütlesi ile tempo arasında ters korelasyon saptanmıştır (Morino, 2004). Bazı araştırmalarda ultra-maraton sporcularının 4 saat içerisinde orta düzey bir çevresel etki içerisinde Tcore’un çok az arttığı görülmüştür. Diğer araştırmalar ise, gerçek ortamda laboratuvar ortamına oranla çok daha fazla Tcore sıcaklıkları ölçüldüğü saptanmıştır (Kenefick, 2007). Hatta soğuk havalarda dahi bazı sporcuların 6°C ortamda maratonun bitmesine yakın çöküş yaşamaya başlamıştır (30 dk. sonraki ölçüm Trektal Sıcaklık: 40,7°C) (Lobert 2006). Pre-cooling çalışmalarda, sıcak ortamlarda yarışanların daha yüksek tempoda koşmalarına sebep olmuştur. Bu durum sıcaklığa adapte olmuş elit sporcularda görülmüştür (Tikuiss 2002).
i.Sıcağa Alıştırma (Aklimizasyon)
Aerobik performansı iyi olan kişilerin, sıcağa toleransı daha fazladır. Dinlenik Tcore sıcaklığı, yüksek plazma volümü ve yükselmiş terleme oranı bu sebeplerdendir (Cheung 2000). Sağlıklı bireylerde sıcağa alışma safhasında 4-10 gün ve daha fazlası, 60-90 dk. arası, Tcore sıcaklığı 1-2 °C artış sağlanabilir (Pandolf 1977). Çevresel faktörlerde bu süreçte önemlidir, ağır terlemeye olanak veren giysilerde soğuk hava koşullarında aynı etkinin görülmesine yol açabilir (Dawson, 1994). Çocukluktan başlayarak terleme oranı artış gösterir. Bu ter bezleri sayısından kaynaklı değil aktiveteleriyle ilişkilidir (Falk 1998). Aklimizasyonun faydaları; deri kan akımında iyileşme, serinletici buharlaşmanın daha erken başlaması, ter miktarının artması, terle mineral kaybı azalması, vücut yüzeyini daha etkili kullanarak daha hız soğuma gibi etkilerden söz edilebilir.
j.Önsoğuma «Pre-Cooling» Stratejileri
Egzersiz sırasında soğutma yapılabilmesi imkansızdır. Fakat egzersiz öncesi vücut ısısını düşürmek oldukça yaygın kullanılan bir yöntemdir. 1996 Atlanta Olimpiyatı’nda, Avustralyalı kürek takımının buz torbalı yelek giydikleri görüldükten bu yana oldukça popüler hale gemiştir. Diğer bir yöntem olarak soğutan kask giyilerek yapılan müdahaleler klinik olarak nörol hasarın minimal tutulması için kullanılmıştır.
Özellikle soğutma stratejileri uzun süreli sabit yüklü egzersiz şiddetlerinde önerilmektedir. Bu nedenle azalmış başlangıç sıcaklığı hem Tcore sıcaklığını hem de kalp atış hızının normalden düşük seviyede kalmasını sağlayabilir. Bu sebeple kritik Tcore sıcaklığı kardiyak dokunun sağlığını daha iyi devam edebilir (Gonzalez-Alonso 1999). Aynı zamanda sıcak stresini daha az hissetmede yardımcı olmaktadır. Bu fenomen elit koşucular ve kürekçiler 0,5°C azaltarak, 20°C’lik soğuk su kullanılarak yapılmıştır (Arngrimson 2004, Booth 1997). Bu durum anaerobik egzersizde daha azdır, aralıklı-sprint egzersizlerde bir güç artışı görülmemiştir (Cheung ve Robinson 2004; Duufield 2003).
Aslında daha yüksek sıcaklıkta Wingate PPO’da, pedal kadansı daha da artabilir (Ball 1999). Özellikle baş ve boyun ön-soğutma uygulaması, algılanan yorgunluk derecesini düşürebilmektedir. 6 dk. yürüme testinde mesafe süresi daha iyi hale gelmiştir. Bu durum sedanter veya profesyonel sporcularda günlük olarak kullanılabilecek bir strateji olarak karşımıza çıkmaktadır.
2.Bölüm: https://www.sporbilimimakale.com/post/termoregülasyon-ısıl-düzenleme-2