Antwoord
Achtergrond vraag
De afgelopen twee jaar zijn de paraskiërs vanwege de hogere sneeuwzekerheid in augustus voor hun trainingskamp uitgeweken naar Chili. Daar trainen ze 3,5 week lang op 3000 tot 3400 meter boven zeeniveau. Als ze niet trainen, verblijven ze op een hoogte van 3000 meter. Om zich hierop voor te bereiden, doen ze in de aanloop naar het trainingskamp in Chili 3 weken lang hittetrainingen in een klimaatkamer. De gedachte hierachter is dat dit adaptaties veroorzaakt die ook bevorderlijk zijn voor het trainen en leven op hoogte.
Cross-adaptatie
Het inzetten van hittetraining om de prestaties tijdens een verblijf op hoogte te handhaven of een daling in prestaties te minimaliseren is een voorbeeld van cross-adaptatie [1–3]. Hierbij worden sporters aan een bepaalde omgevingsprikkel blootgesteld (hitte) om aanpassingen teweeg te brengen die voordeel opleveren wanneer ze worden blootgesteld aan een andere omgevingsprikkel (hoogte). Cross-adaptatie kan worden ingezet als een optimale specifieke voorbereiding qua logistiek – bijvoorbeeld door beperkte tijd of beschikbaarheid van hoogtekamers of -tenten – of qua kosten niet mogelijk is.
Aanpassingen aan hitte
Als sporters in de hitte moeten presteren, loopt hun lichaamstemperatuur sneller en verder op. Als hun kerntemperatuur herhaaldelijk boven de 38,5 graad Celsius komt, past hun lichaam zich aan om optimaal in warme omstandigheden te kunnen functioneren. Dit heeft ook een positief effect als ze moeten presteren in de hitte [1,4,5]. Zo neemt bij hen binnen enkele dagen het plasmavolume in het bloed toe, waardoor hun hartslag daalt, de huid beter kan worden doorbloed en ze meer gaan zweten. Sporters kunnen hierdoor meer warmte afgeven aan hun omgeving. Tenslotte stijgt ook het zuurstofgehalte van het bloed tijdens inspanning.
Voordeel op hoogte
Door de aanpassingen die optreden als gevolg van trainen in de hitte is het trainen en leven op hoogte minder belastend. Ze leveren echter vooral voordeel op in rust en bij een submaximale inspanningsintensiteit, en de effecten zijn veelal klein [1–3]. Zo zijn de hartslag en zuurstofopname in rust en bij submaximale inspanning op hoogte lager, wat duidt op een hogere efficiëntie van het hart-longsysteem. Bovendien geven sporters bij submaximale inspanningen op hoogte een lagere rate of perceived exertion (RPE) aan; deze voelen dus minder zwaar aan.
De toename van plasmavolume in het bloed door trainen in de hitte kan mogelijk ook gunstig zijn voor sporters die op hoogte verblijven: op hoogte verliezen ze meer vocht, waardoor het plasmavolume afneemt [1,6]. Als ze het verblijf op hoogte met een hoger plasmavolume beginnen, zou dit de daling in plasmavolume (deels) kunnen compenseren. Het is nog wel de vraag hoe lang de toename in plasmavolume door hittetraining bij een daaropvolgend verblijf op hoogte aanhoudt [1].
Trainingsprotocollen
De trainingsprotocollen in onderzoeken naar cross-adaptatie (hitte-hoogte) omvatten een periode van 8 tot 14 dagen, waarin 8 tot 12 sessies hittetraining plaatsvinden met een duur van 1 tot 2 uur per sessie [7–14]. De omgevingstemperatuur ligt daarbij tussen de 35 en 40 graden Celsius; de relatieve luchtvochtigheid ligt in de meeste onderzoeken tussen de 20 en 40 procent. Deze waarden komen overeen met de protocollen voor conventionele hitte-adaptatie [4,5,15–17]. In de onderzoeken naar cross-adaptatie worden twee verschillende soorten protocollen gebruikt, namelijk isothermische protocollen (twee studies) en protocollen met een vaste inspanningsintensiteit (zes studies).
Isothermische protocollen
Isothermische protocollen zijn de gouden standaard in hittetraining [18]. Hierbij is de kerntemperatuur van de sporter, die bijvoorbeeld wordt gemeten met een telemetrische pil, leidend. Sporters spannen zich in totdat hun kerntemperatuur 38,5 graad Celsius bereikt [4,8,13]. Daarna wordt de inspanningsintensiteit zodanig aangepast, dat de kerntemperatuur gedurende de rest van de sessie hetzelfde blijft. Hoewel meten van de kerntemperatuur het meest nauwkeurig is, is dit niet altijd haalbaar vanwege de kosten die dit met zich meebrengt. Ook kost het meer tijd om sporters te begeleiden en hen te leren hun kerntemperatuur te monitoren en op het gewenste niveau te houden.
Protocollen met een vaste inspanningsintensiteit
Protocollen waarin sporters een vaste inspanningsintensiteit aanhouden zijn een alternatief voor isothermische protocollen. Het is aangetoond dat de aanpassingen die optreden na deze methode van hittetraining en na isothermische hittetraining vergelijkbaar zijn [4,5,19,20]. In de onderzoeken naar cross-adaptatie lag de inspanningsintensiteit tussen de 50 en 65 procent van de VO2peak [9,11] of op 75 Watt onder de ventilatoire drempel [10,12] (in studies met training op een fietsergometer), of op 5 kilometer per uur met een helling van 2 procent [7,14] (in studies met training op een loopband).
Kanttekeningen
Bij de bovenstaande variabelen zijn twee belangrijke kanttekeningen te plaatsen. In de eerste plaats vonden alle onderzoeken naar cross-adaptatie plaats bij gezonde jonge mannen. Of de effecten bij vrouwen en topsporters hetzelfde zijn, is daarom niet te zeggen. Daarnaast zijn er grote verschillen in hoe goed sporters zich kunnen aanpassen aan hitte – en daar voordeel van ondervinden bij een verblijf op hoogte. Tenslotte kan de warmtehuishouding bij sommige sporters met een beperking, bijvoorbeeld een dwarslaesie, ernstig verstoord zijn. De genoemde variabelen zijn daarom kaders, en het verdient aanbeveling om voor iedere sporter individueel te bepalen hoe de hittetraining voorafgaand aan een trainingskamp op hoogte er precies uit moet zien.
Dit antwoord is tot stand gekomen met dank aan Hein Daanen, hoogleraar thermofysiologie aan de Vrije Universiteit Amsterdam.
Bronnen
- Willmott AGB, Diment AG, Chung HC, James CA, Maxwell NS, Roberts JD, et al. Cross-adaptation from heat stress to hypoxia: a systematic review and exploratory meta-analysis. J Therm Biol. 2024 Feb; 120: 103793.
- Sotiridis A, Debevec T, Geladas N, Mekjavic IB. Cross-adaptation between heat and hypoxia: mechanistic insights into aerobic exercise performance. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2022 Nov; 323(5): 661-669.
- Gibson OR, Taylor L, Watt PW, Maxwell NS. Cross-adaptation: heat and cold adaptation to improve physiological and cellular responses to hypoxia. Sports Med. 2017 Sep; 47(9): 1751-1768.
- Périard JD, Eijsvogels TMH, Daanen HAM. Exercise under heat stress: thermoregulation, hydration, performance implications, and mitigation strategies. Physiol Rev. 2021 Oct; 101(4): 1873-1979.
- Tyler CJ, Reeve T, Hodges GJ, Cheung SS. The effects of heat adaptation on physiology, perception and exercise performance in the heat: a meta-analysis.
- Siebenmann C, Robach P, Lundby C. Regulation of blood volume in lowlanders exposed to high altitude. J Appl Physiol (1985). 2017 Oct; 123(4): 957-966.
- Salgado RM, Coffmann KE, Bradbury KE, Mitchell KM, Yurkevicius BR, Luippold AJ, et al. Effect of 8 days of exercise-heat acclimation on aerobic exercise performance of men in hypobaric hypoxia. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2020 Jul; 319(1): 114-122.
- Sotiridis A, Debevec T, Ciuha U, Eiken O, Mekjavic IB. Heat acclimation does not affect maximal aerobic power in thermoneutral normoxic or hypoxic conditions. Exp Physiol. 2019 Mar; 104(3): 345-358.
- Lee BJ & Thake CD. Heat and hypoxic acclimation increase monocyte heat shock protein 72 but do not attenuate inflammation following hypoxic exercise. Front Physiol. 2017 Oct 16; 8: 811.
- Salgado RM, Sheard A, Vaughan RA, Parker DL, Schneider SM, Kenefick RM, et al. Mitochondrial efficiency and exercise economy following heat stress: a potential role of uncoupling protein 3. Physiol Rep. 2017 Feb; 5(3): e13054.
- Lee BJ, Miller A, James RS, Thake CD. Cross acclimation between heat and hypoxia: heat acclimation improves cellular tolerance and exercise performance in acute normobaric hypoxia. Front Physiol. 2016 Mar: 7: 78.
- White AC, Salgado RM, Astorino TA, Loeppky JA, Schneider SM, McCormick JJ, et al. The effect of 10 days of heat acclimation on exercise performance in acute hypobaric hypoxia (4350 m). Temperature (Austin). 2015 Jul; 3(1): 176-185.
- Gibson OR, Turner G, Tuttle JA, Taylor L, Watt PW, Maxwell NS. Heat acclimation attenuates physiological strain and the HSP72, but not HSP90α, mRNA response to acute normobaric hypoxia.J Appl Physiol (1985). 2015 Oct; 119(8): 889-899.
- Heled Y, Peled A, Yanovich R, Shargal E, Pilz-Burstein R, Epstein Y, et al. Heat acclimation and performance in hypoxic conditions. Aviat Space Environ Med. 2012 Jul; 83(7): 649-653.
- Gibson OR, James CA, Mee JA, Willmott AGB, Turner G, Hayes M, et al. Heat alleviation strategies for athletic performance: a review and practitioner guidelines. Temperature (Austin). 2019 Oct; 7(1): 3-36.
- Daanen HAM, Racinais S, Périard JD. Heat acclimation decay and re-induction: a systematic review and meta-analysis. Sports Med. 2018 Feb; 48(2): 409-430.
- Périard JD, Racinais S, Sawka MN. Adaptations and mechanisms of human heat acclimation: applications for competitive athletes and sports. Scand J Med Sci Sports. 2015 Jun: 25 Suppl 1: 20-38.
- Hein Daanen, hoogleraar thermofysiologie aan de Vrije Universiteit Amsterdam; persoonlijke communicatie op 12-11-2024 en 18-11-2024.
- Gibson OR, Mee JA, Taylor L, Tuttle JA, Watt PW, Maxwell NS. Isothermic and fixed-intensity heat acclimation methods elicit equal increases in Hsp72 mRNA. Scand J Med Sci Sports. 2015 Jun: 25 Suppl 1: 259-268.
- Gibson OR, Mee JA, Tuttle JA, Taylor L, Watt PW, Maxwell NS. Isothermic and fixed intensity heat acclimation methods induce similar heat adaptation following short and long-term timescales. J Therm Biol. 2015 Apr-May: 49-50: 55-65.