Czy morsowanie jest zdrowe? Kąpiel w zimnej wodzie: wady i zalety

Wiele osób wierzy w to, iż ekspozycja na zimną wodę jest znakomitym sposobem na regenerację po treningu siłowym, iż wzmacnia odporność, hartuje, przedłuża życie itd. Tymczasem badania naukowe wcale nie wskazują na to, iż podobna kuracja przynosi rewelacyjne rezultaty. Przytoczę kilka badań naukowych, które pokazują, jak w rzeczywistości ciało reaguje na zimną wodę.

1. Czy zimna woda ma wpływ na regenerację mięśni?
2. Zanurzanie w zimnej wodzie, a stres komórkowy oraz stan zapalny
3. A co z morsowaniem? Przecież woda w zimie ma niższą temperaturę?
4. No dobrze, czyli ta zimna woda wcale nie jest taka zła, prawda?
5. Podsumowanie

Istnieje wiele teorii, jak zimna woda miałaby pomagać sportowcom. Jedni sugerują, że zimno zmniejszy odczuwanie bólu mięśniowego poprzez wpływ na nerwy (szybkość przekazywania bodźców), a także poprzez wpływ na przepływ krwi i zmniejszenie temperatury mięśni szkieletowych. Miałoby to przyspieszać regenerację poprzez obniżenie temperatury, a miałoby to mieć wpływ na tworzenie się reaktywnych form tlenu (ROS ang. reactive oxygen species).

Zimno ma ograniczać przepływ krwi przez mięśnie i zmniejszać odczyn zapalny, obrzęk i dalsze urazy włókien mięśniowych (Mawhinney i wsp. 2013). Należy podkreślić, iż zmniejszenie obrzęku wcale nie musi być związane ze stanem zapalnym. Zresztą, jak się okazało w badaniach nad witaminami (A, C, E) oraz stosowaniem zimna, stres oksydacyjny związany z „drugorzutowym uszkadzaniem tkanek”, jest niezmiernie istotny w procesach przekazywania sygnałów i hipertrofii koniecznych do adaptacji mięśni [Peake i wsp. 2015].

Hamowanie stanu zapalnego i stresu oksydacyjnego może więc zmniejszać przyrosty masy mięśniowej, siły, a nawet adaptacje do treningu wytrzymałościowego. Tak więc tłumienie i nadmierna regulacja odpowiedzi zapalnej, wcale nie są korzystne dla sportowca! Przy ogromnej podaży witaminy C i E odnotowano „zablokowanie” procesów adaptacji do wysiłku i (odpowiednio COX-4 zmniejszył się o 13 ± 54%, a PGC-1 o 13 ± 29%).

Czy zimna woda ma wpływ na regenerację mięśni?

Angelina Freitas Siqueira i wsp. w 2018 r. badali wpływ wielokrotnego zanurzania w zimnej wodzie (CWI) na czynność mięśni, markery uszkodzenia mięśni, markery stanu zapalnego (ogólnoustrojowego) i degradacji macierzy pozakomórkowej po wywołanym wysiłkiem uszkodzeniu mięśni (EIMD).

Trzydziestu aktywnych fizycznie mężczyzn przydzielono losowo do:

• grupy kontrolnej (n = 15)
• grupy zanurzania w zimnej wodzie (CWI) (n = 15).

Wykonano trening mający uszkodzić mięśnie. Protokół ćwiczeń składał się z 5 serii po 20 skoków z 60-cm skrzyni z 2 minutami odpoczynku między seriami. Po skoku ze skrzyni i lądowaniu na podłożu, uczestnicy zostali poproszeni, aby wykonać maksymalny wybuchowy skok w pionie. Zostali poinstruowani, aby podczas wszystkich lądowań zginać kolana do co najmniej 90° (0° = pełny wyprost) i trzymać ręce na biodrach podczas skoków. Byli zachęcani werbalnie do wywierania maksymalnego wysiłku podczas każdego powtórzenia skoku.

Następnie testowano różne protokoły. Grupa CWI przeprowadziła jedno zanurzenie (w 10° C przez 20 minut) zaraz po wysiłku i co 24 godziny, przez kolejne 72 godziny, podczas gdy grupa kontrolna wtedy nic nie robiła (pozostawała w pozycji siedzącej).

Oceniano siłę mięśni, wysokość skoku (pionowego), grubość mięśni, opóźnioną bolesność mięśni (DOMS), stężenie kinazy kreatynowej (CK), stężenie białka C-reaktywnego (CRP), cytokiny zapalne i aktywność metaloproteinazy macierzy-2 (MMP-2) zostały ocenione na przed, po 24, 48, 72, 96 i 168 h po treningu.

MMP-2 należy do głównych enzymów proteolitycznych trawiących komponenty macierzy pozakomórkowej oraz liczne molekuły na powierzchni komórek, uczestnicząc przez to w wielu procesach fizjologicznych, takich jak apoptoza czy angiogeneza. Odpowiada za degradację kolagenu typ I, IV, V, VII, X oraz żelatyny i elastyny. 

Wyniki:

• nie odnotowano różnic pomiędzy grupami, w zakresie siły mięśni, odzyskiwania osiągów przy skoku ze zmianą kierunku ruchu
• nie odnotowano różnic pomiędzy grupami, w zakresie aktywności MMP-2
• po 24 h obrzęk mięśni był mniejszy w grupie CWI (wrócił do wartości wyjściowych), w porównaniu do grupy kontrolnej
• bolesność mięśni powróciła do stanu wyjściowego po 168 h dla grupy CWI, ale nie dla kontrolnej
• kinaza kreatynowa może być miernikiem uszkodzeń, jakich doznały mięśnie w trakcie treningu (mikrourazy); w grupie kontrolnej stężenie CK rosło od 48 h do 168 h po zakończeniu pracy (osiągając szczyt po 168 h od zakończenia skoków), w grupie interwencji (zanurzania w wodzie) stężenie CK rosło do 24 h od zakończenia treningu, dalej było stosunkowo niskie
• stężenie CRP nie różniło się zbytnio między grupami, jedynie 24 h po treningu było istotnie wyższe w grupie interwencji
• stężenie TNF-α było niższe w grupie interwencji, w porównaniu do grupy kontrolnej, w całym analizowanym okresie
• w grupie kontrolnej stężenie IL-6 było wielokrotnie niższe 72 i 168 h od zakończenia treningu - w okresie do 48 h od zakończenia treningu nie różniło się zbytnio między grupami

Wniosek: zanurzanie w wodzie może mieć wpływ na obrzęk i kinazę kreatynową, jednak nie na ogólnoustrojowy stan zapalny, powrót sprawności mięśni, osiągów w skokach czy też aktywność metaloproteinazy macierzy-2.

Wydaje się też, iż zanurzanie w wodzie opóźniło wystąpienie reakcji zapalnej w organizmie (maksymalne stężenie IL-10 odnotowano po 48 h w grupie kontrolnej oraz po 72 h w grupie interwencji; maksymalne stężenie IL-6 odnotowano 24 h po wysiłku w grupie kontrolnej oraz po 72 h w grupie interwencji).

Czy w związku z tym jest korzystne? I tak i nie.

Zanurzanie w zimnej wodzie, a stres komórkowy oraz stan zapalny

W jednym z lepiej zaprojektowanych eksperymentów opublikowanych w „The Journal of Physiology” Peake i wsp. (2016 r.) [6]uwzględniono wiele lokalnych (ekspresja genów) oraz ogólnoustrojowych (w osoczu krwi) czynników stanu zapalnego.Naukowcy porównali zanurzanie w zimnej wodzie, jak i aktywny wypoczynek, i sprawdzili, jak trening oporowy wpływa na stan zapalny w ciele.

9 aktywnych fizycznie młodych mężczyzn ukończyło sesję:

• wyciskanie jednonóż na suwnicy (6 serii po 8-12 powtórzeń)
• przysiady na jednej nodze (3 x 12 powtórzeń)
• prostowanie nogi (6 serii po 8-12 powtórzeń)
• wykroki chodzone (6 serii po 12 powtórzeń)

Wykonali 2 te same treningi w odstępie tygodnia. Po sesji zastosowano:

• 10 minut aktywnego wypoczynku (niskiej intensywności praca na rowerku)
• zanurzenie w zimnej wodzie (10 minut w 10°C)

Pobrano próbki krwi przed, po treningu, po regeneracji, po 30 minutach, 1,2,24 oraz 48 po zakończeniu ćwiczeń. Dodatkowo pobrano próbki mięśni obszernych bocznych (przed, po 2, 24 i 48 h po zakończeniu ćwiczeń).

Wyniki:

• wzrosła znacznie liczba neutrofili (CD66b+), makrofagów CD68+ oraz ekspresja CD163
• wzrosła ekspresja receptorów powierzchniowych makrofagów MAC1
• odnotowano wzrost aktywności i ekspresję mRNA (IL1β, TNF, IL6, CCL2, CCL4, CCL5, CXCL2, IL8, LIF); TNFα (ang. tumor necrosis factor, czynnik martwicy nowotworu)
• odnotowano ekspresję genów neutrofin (GDNF, NGF)
• odnotowano ekspresję białka szoku cieplnego, białka szoku termicznego (HSP70), „Hsp70 aktywnie współdziała z podstawowymi mechanizmami kontrolującymi proliferację, różnicowanie i śmierć komórki” 
• odnotowano aktywność kinazy kreatynowej, wzrost ilości IL-6 w osoczu
• odnotowano translokację HSP70 oraz αB-krystaliny poza cytozol po zakończeniu treningu, co ma duże znacznie dla stabilizacji i ochrony uszkodzonych struktur miofibrylarnych. „Należy dodać, że apoptoza jest hamowana również przez inne białka opiekuńcze Hsp70 i Hsp90.Wiele czynników toksycznych powoduje wzrost poziomu reaktywnych form tlenu (ROS, ang. reactive oxygen species), które w zależności od stężenia mogą wywoływać apoptozę lub nekrozę komórki. Stwierdzono, że Hsp27 i αB-krystalina chronią komórki przed reaktywnymi formami tlenu, indukowanymi TNFα (ang. tumor necrosis factor, czynnik martwicy nowotworu), nadtlenkiem wodoru lub menadionem 

Co najbardziej ciekawe, zanurzanie w zimnej wodzie nie miało wpływu na stres komórkowy oraz stan zapalny, w porównaniu do regeneracji aktywnej na rowerku!

A więc taka praktyka nie ma większego sensu! A przez całe pokolenia wierzono, iż zimna woda sprzyja regeneracji oraz zmniejsza stan zapalny. Cóż, nie było na to żadnych dowodów, teraz już wiemy, jak jest faktycznie. Niektórzy badacze wskazywali, iż częste korzystanie z zimnej wody powoduje zmniejszoną ekspresję białek i komórek satelitarnych kluczowych dla hipertrofii [Roberts i wsp. 2015] 

Powyższe badanie wskazuje, iż zapewne istniały inne przyczyny, dla których odnotowano stłumienie adaptacji wysiłkowej do treningu siłowego w eksperymencie Llion A. Roberts i wsp.

Gwoździem do trumny dla zwolenników zimnej wody jest badanie Broatch JR i wsp. opublikowane w październiku 2014 r. 30 mężczyzn (średni wiek 24 ± 5 roku, szczytowe pochłanianie tlenu 51,1 ± 7,0 mL/kg/min) wykonało 4 serie 30-sekundowych sprintów.

Zaraz po pracy wysokiej intensywności zastosowano:

CWI – zanurzanie w zimnej wodzie (zanurzenie w wodzie o temperaturze 10.3°C ± 0.2°C)

TWP - czyli zanurzenie w wodzie o obojętnej temperaturze wynoszącej 34.7°C ± 0.1°C – grupa placebo (sugerowano, iż to specjalna terapia regeneracyjna)

TWI - zanurzenie w wodzie o obojętnej temperaturze wynoszącej 34.7°C ± 0.1°C – grupa kontrolna (nic im nie mówiono)

Zbadano temperaturę mięśni, opuchnięcie uda, próg bólu (jego tolerancję), ilości IL-6, leukocytów, neutrofili oraz limfocytów przed treningiem, po treningu, po regeneracji oraz po 1, 24 i 48 h po zakończeniu ćwiczeń. Mierzono maksymalny skurcz dowolny

Wyniki:

• siła uda oraz gotowość do ćwiczeń, odczuwany ból i chęć, były o wiele mniejsze w grupie kontrolnej (TWI), w porównaniu do grupy zanurzania w zimnej wodzie (CWI) oraz placebo TWP (tam odnotowano podobne wyniki)

Świadczy to niezbicie o tym, iż placebo jest znacznie skuteczniejsze od zanurzania ciała w zimnej wodzie, skoro zanurzanie w wodzie o temperaturze 34.7°C ± 0,1°C okazało się równie skuteczne, jak zanurzanie w zimnej wodzie o temperaturze 10,3°C ± 0,2°C. Okazuje się, iż subiektywne odczucia związane ze stosowaniem terapii zimną wodą są związane z efektem placebo (tak samo można podsumować większość preparatów homeopatycznych egzotycznych diet itd.).

A co z morsowaniem? Przecież woda w zimie ma niższą temperaturę?

Nie mam dobrych wieści. Wg badań Andersona D. i wsp. opublikowanych 16 października 2017 r., zimna woda wcale nie jest polecanym sposobem regeneracji!

Przy trzech różnych okazjach 9 mężczyzn (wytrenowanych sportowców) po 45-minutowym biegu interwałowym skorzystało z terapii:

• 12 minut chłodzenia w wodzie 14°C (CWI 14°C)
• 12 minut chłodzenia w wodzie 5°C (CWI 5°C)
• siedzenie bez zanurzenia w wodzie (grupa kontrolna)

Wyniki:

• zimna woda (5°C) skuteczniej przywracała szczytową moc zawodnika, w porównaniu do zanurzenia w wodzie o temperaturze 14°C oraz grupy kontrolnej 24 h po zakończeniu pracy
• po 48 h zarówno grupa kontrolna, jak i osoby chłodzone wodą o temperaturze 5°C, miały lepsze efekty (odnotowano większą szczytową moc zawodnika), w porównaniu do wody o temperaturze 14°C
• zanurzanie w wodzie 5°C i 14°C było skuteczniejsze, w porównaniu do interwencji w grupie kontrolnej, w w zakresie przywracania szczytowej moc zawodnika po 72 h.

No dobrze, czyli ta zimna woda wcale nie jest taka zła, prawda?

Niestety, nie:

• grupa kontrolna miała o wiele lepsze wyniki, jeśli chodzi o moc średnią, w porównaniu do grup zanurzania w zimnej wodzie,
• na dodatek nie miało aż takiego znaczenia, czy użyto wody o temperaturze 5°C czy 14°C,
• po 24 i 72 h po zakończeniu treningu zanurzanie w wodzie o temperaturze 5°C było skuteczniejsze (pod względem przywracania mocy średniej) od zanurzania w 14°C,
• jednakże brak terapii (czyli zwykłe siedzenie) było skuteczniejsze od obu rodzajów terapii związanych z zanurzaniem w zimnej wodzie (w okresie 72 h po zakończeniu treningu).
• różne terapie nie miały wpływu na ilość mleczanów oraz kinazę kreatynową.

W świetle tych obserwacji nie zaleca się stosowania chłodzenia w wodzie 14°C czy 5°C, jako sposobu regeneracji po wysiłku. Jeszcze inne, nowe badania wskazują, że nawet 1-minutowe zanurzenie w wodzie o temperaturze 5,3°C ma znaczenie dla propriocepcji stawu kolanowego u graczy rugby. Chłodzenie ciała zimną wodą może mieć pewne znaczenie dla treningu w gorących warunkach, ale badania przynoszą sprzeczne rezultaty. 

Z kolei Simon S. Yeung i wsp. wykazali, iż zimna woda nie ma aż takiego znaczenia dla osiągów. Po pierwszej serii ćwiczeń w grupie interwencji, pacjenci odpoczywali przez 10 min. w pozycji półleżącej w basenie z zimną wodą (12–15°C) z obiema nogami wyciągniętymi i wodą do poziomu bioder. Grupa kontrolna odpoczywała na macie. Jedyna różnica, jaką zaobserwowano w drugiej serii ćwiczeń na dynamometrze, było 4% większe natlenowanie tkanek. Osiągi nie różniły się między grupami. Dzień po treningu osoby z grupy interwencji oceniały, iż mniej bolą je mięśnie.

Podsumowanie

W świetle tych obserwacji niech każdy sam podejmie decyzję odnośnie stosowania (lub nie) schładzania mięśni po wysiłku. Istnieje tu zbyt dużo niewiadomych, by komukolwiek proponować podobne techniki.

Referencje:

Paulsen G1, Hamarsland H2, Cumming KT2, Johansen RE2, Hulmi JJ3, Børsheim E4, Wiig H2, Garthe I5, Raastad T2. „Vitamin C and E supplementation alters protein signalling after a strength training session, but not muscle growth during 10 weeks of training.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25384788

„Fizjologia człowieka” Z. Traczyk, A. Trzebski

Paulsen G. “Vitamin C and E supplementation hampers cellular adaptation to endurance training in humans: a double-blind randomized controlled trial.” http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24492839 J Physiol. 2014 Feb 3.

S. Tukaj „Immunoregulacyjne właściwości białek Hsp70” http://www.phmd.pl/api/files/view/29583.pdf

E. Laskowska „Małe białka szoku termicznego – rola w apoptozie, kancerogenezie i chorobach związanych z agregacją białek”http://www.postepybiochemii.pl/pdf/1_2007/02_1_2007.pdf

Peake JM1,2, Roberts LA2,3, Figueiredo VC4, Egner I5, Krog S6, Aas SN6, Suzuki K7, Markworth JF4, Coombes JS3, Cameron-Smith D4, Raastad T „The effects of cold water immersion and active recovery on inflammation and cell stress responses in human skeletal muscle after resistance exercise” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27704555

Llion A. Roberts “Post-exercise cold water immersion attenuates acute anabolic signalling and long-term adaptations in muscle to strength training” http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1113/JP270570/abstract

Broatch JR1, Petersen A, Bishop DJ. “Postexercise cold water immersion benefits are not greater than the placebo effect.”https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24674975

Allan, Robert and Mawhinney, C. “Is the ice bath finally melting? Cold water immersion is no greater than active recovery upon local and systemic inflammatory cellular stress in humans”

Anderson D1,2, Nunn J1, Tyler CJ1 „The Effect Of Cold (14 °C) Versus Ice (5°C) Water Immersion On Recovery From Intermittent Running Exercise.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29189587

Chow GC1, Yam TT, Chung JW, Fong SS. “Effects of postexercise ice-water and room-temperature water immersion on the sensory organization of balance control and lower limb proprioception in amateur rugby players: A randomized controlled trial.”

Choo HC1, Nosaka K1, Peiffer JJ2, Ihsan M3, Abbiss CR1 “Ergogenic effects of precooling with cold water immersion and ice ingestion: A meta-analysis.”

Crow BT1, Matthay EC2, Schatz SP3, Debeliso MD4, Nuckton TJ5. “The Body Mass Index of San Francisco Cold-water Swimmers: Comparisons to U.S. National and Local Populations, and Pool Swimmers.”

http://www.sportsci.org/news/compeat/fat.html

http://www.burnthefatinnercircle.com/members/341.cfm

Jang, K.T., Flynn, M.G., Costill, D.L., Kirwan, J.P., Houmard, J.A., Mitchell, J.B., D'Acquisto, L.J. Energy balance in competitive swimmers and runners (1987). Journal of Swimming Research, 3, 19-23.

Vybíral S1, Lesná I, Jansky L, Zeman V “Thermoregulation in winter swimmers and physiological significance of human catecholamine thermogenesis”. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10825419

I. de Glisezinski1, D. Larrouy1, M. Bajzova3, K. Koppo3,4, J. Polak3, M. Berlan1,2, J. Bulow5, D. Langin, M. A. Marques1, F. Crampes1,3, M. Lafontan1 and V. Stich3 “Adrenaline but not noradrenaline is a determinant of exercise-induced lipid mobilization in human subcutaneous adipose tissue”

Nieto Jimenez C1, Cajigal Vargas J2, Triantafilo Vladilo VS3, Naranjo Orellana J4. “Impact of Hypothermic Stress During Special Operations Training of Chilean Military Forces”. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29425375

Angelina Freitas Siqueira,1 Amilton Vieira,2 Martim Bottaro,3 João Batista Ferreira-Júnior,4 Otávio de Toledo Nóbrega,5 Vinícius Carolino de Souza,5 Rita de Cássia Marqueti,6 Nicolas Babault,7 and João Luiz Quagliotti Durigan “Multiple Cold-Water Immersions Attenuate Muscle Damage but not Alter Systemic Inflammation and Muscle Function Recovery: A Parallel Randomized Controlled Trial”

Dominik Lipka1, Janusz Boratyński “Metaloproteinazy MMP. Struktura i funkcja” http://www.phmd.pl/api/files/view/2768.pdf

Simon S. Yeung “Effects of Cold Water Immersion on Muscle Oxygenation During Repeated Bouts of Fatiguing Exercise”https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4706272/