การออกกำลังกายในสภาพอากาศร้อนและโรคลมแดด
การออกกำลังกายของกล้ามเนื้อก่อให้เกิดความร้อน และเมื่อสภาพแวดล้อมก็ร้อนด้วย ร่างกายจะต้องระบายความร้อนจำนวนมากออกไปพร้อมกับยังคงส่งเลือดไปยังกล้ามเนื้อที่ทำงานอยู่ ความต้องการที่ขัดแย้งกันระหว่างการควบคุมอุณหภูมิและการออกกำลังกายทำให้ระบบหัวใจและหลอดเลือดต้องทำงานหนัก และเมื่อการรับความร้อนมีมากกว่าการสูญเสียความร้อน อุณหภูมิแกนกลางของร่างกายจะสูงขึ้นจนถึงระดับที่ทำให้เกิดโรคลมแดด บทความนี้จะอธิบายสรีรวิทยาของการออกกำลังกายในสภาพอากาศร้อนและกลุ่มอาการของความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับความร้อน
Definition
โรคลมแดด (Heat illness) ครอบคลุมกลุ่มอาการผิดปกติหลายอย่าง ตั้งแต่ตะคริวแดด (heat cramps) และภาวะอ่อนเพลียจากความร้อน (heat exhaustion) ไปจนถึงภาวะลมแดด (heatstroke) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อการออกกำลังกายและความร้อนจากสิ่งแวดล้อมทำให้อุณหภูมิแกนกลางของร่างกายสูงเกินกว่าความสามารถของร่างกายในการระบายความร้อน โดยภาวะลมแดดจะถูกกำหนดโดยอุณหภูมิแกนกลางที่สูงพร้อมกับความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง
Scope
บทความนี้ครอบคลุมถึงสมดุลความร้อนของมนุษย์ระหว่างการออกกำลังกาย ความท้าทายของระบบหัวใจและหลอดเลือดในการแบ่งการไหลเวียนของเลือดระหว่างผิวหนังและกล้ามเนื้อ บทบาทของการขับเหงื่อและการขาดน้ำ และความต่อเนื่องของโรคลมแดดไปจนถึงภาวะลมแดดจากการออกกำลังกาย (exertional heatstroke) ซึ่งเป็นความล้มเหลวในการทนต่อความร้อน บทความนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับกลไกและวิธีการสร้างหลักฐาน ไม่ได้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับการปฐมพยาบาล การลดอุณหภูมิ หรือการรักษา
Core questions
- สมดุลความร้อนถูกรักษาไว้อย่างไรในระหว่างการออกกำลังกายในสภาพแวดล้อมที่ร้อน?
- เหตุใดการออกกำลังกายในสภาพอากาศร้อนจึงสร้างความตึงเครียดต่อระบบหัวใจและหลอดเลือดเป็นพิเศษ?
- ภาวะขาดน้ำและการลดลงของปริมาตรพลาสมาทำให้ความทนทานต่อความร้อนแย่ลงได้อย่างไร?
- อะไรคือสิ่งที่แยกความแตกต่างระหว่างภาวะอ่อนเพลียจากความร้อนกับภาวะลมแดดในกลุ่มอาการของโรคลมแดด?
Key concepts
- สมดุลความร้อนของมนุษย์และการระบายความร้อนด้วยการระเหย
- การแข่งขันการไหลเวียนของเลือดระหว่างผิวหนังกับกล้ามเนื้อ
- การเปลี่ยนแปลงของระบบหัวใจและหลอดเลือดและปริมาตรเลือดที่หัวใจบีบออกที่ลดลง
- การขับเหงื่อ ภาวะขาดน้ำ และปริมาตรพลาสมา
- อุณหภูมิแกนกลางและภาวะอุณหภูมิร่างกายสูงเกินไป
- ภาวะอ่อนเพลียจากความร้อนและภาวะลมแดดจากการออกกำลังกาย
- การปรับตัวต่อความร้อน
Mechanisms
ในระหว่างการออกกำลังกายในสภาพอากาศร้อน การไหลเวียนของเลือดที่ผิวหนังจะเพิ่มขึ้นเพื่อนำความร้อนไปยังพื้นผิวเพื่อระบายออกด้วยการระเหย ในขณะที่กล้ามเนื้อที่ออกกำลังกายยังคงต้องการปริมาณเลือดออกจากหัวใจในสัดส่วนที่มาก การแข่งขันนี้ร่วมกับการสูญเสียปริมาตรพลาสมาจากการขับเหงื่อ จะลดการไหลเวียนของเลือดกลับสู่หัวใจและปริมาตรเลือดที่หัวใจบีบออก (stroke volume) และทำให้หัวใจเต้นเร็วขึ้นเพื่อรักษาระดับปริมาณเลือดออกจากหัวใจ (González-Alonso, Crandall & Johnson, 2008) เมื่อการผลิตความร้อนจากการเผาผลาญและภาระจากสิ่งแวดล้อมเกินกว่าการระบายความร้อน อุณหภูมิแกนกลางจะสูงขึ้น ภาวะอุณหภูมิร่างกายสูงเกินไปอย่างต่อเนื่อง ซึ่งมักจะซับซ้อนด้วยภาวะขาดน้ำ อาจกระตุ้นให้เกิดการอักเสบและภาวะเป็นพิษต่อเซลล์ทั่วร่างกาย และดำเนินไปสู่ภาวะลมแดดพร้อมกับความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลางและการบาดเจ็บของอวัยวะหลายส่วน (Bouchama & Knochel, 2002; Epstein & Yanovich, 2019) การสัมผัสความร้อนซ้ำๆ จะกระตุ้นให้เกิดการปรับตัว (acclimatization) ซึ่งรวมถึงการขับเหงื่อเร็วขึ้นและมากขึ้น การขยายตัวของปริมาตรพลาสมา และอัตราการเต้นของหัวใจและอุณหภูมิแกนกลางที่ลดลงขณะออกกำลังกาย ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อน (Armstrong et al., 2007)
Clinical relevance
โรคลมแดดเป็นอันตรายที่ได้รับการยอมรับจากการออกกำลังกายและการทำงานในสภาพอากาศร้อน และภาวะลมแดดจากการออกกำลังกายเป็นภาวะฉุกเฉินที่คุกคามชีวิต บทความนี้อธิบายสรีรวิทยาและหลักฐานทางวิชาการ การรับรู้ การลดอุณหภูมิในสถานที่ และการจัดการทางการแพทย์ของโรคลมแดดอยู่ภายใต้แนวทางปฏิบัติทางคลินิกและเวชศาสตร์การกีฬาในปัจจุบัน และอยู่นอกเหนือขอบเขตของเอกสารอ้างอิงเพื่อการศึกษานี้
Epidemiology
โรคลมแดดจากการออกกำลังกายส่งผลกระทบต่อนักกีฬา บุคลากรทางทหาร และคนงานกลางแจ้ง โดยความเสี่ยงจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิและความชื้นในสิ่งแวดล้อมที่สูง ความเข้มข้นของการออกกำลังกายที่สูง การปรับตัวที่ไม่เพียงพอ และภาวะขาดน้ำ เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการหมดสติและเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับการออกกำลังกายในนักกีฬาอายุน้อย (Armstrong et al., 2007; Epstein & Yanovich, 2019)
Evidence & guidelines
สรีรวิทยาและกลุ่มอาการทางคลินิกสรุปไว้ในบทความทบทวนหลักๆ (Bouchama & Knochel, 2002; González-Alonso, Crandall & Johnson, 2008; Epstein & Yanovich, 2019) และการป้องกันและการรับรู้ระหว่างการเล่นกีฬาได้กล่าวถึงในเอกสารแสดงจุดยืนเกี่ยวกับโรคลมแดดจากการออกกำลังกาย (Armstrong et al., 2007) เกณฑ์เฉพาะและระเบียบปฏิบัติการจัดการถูกกำหนดโดยแนวทางปฏิบัติในปัจจุบันและไม่ได้นำมากล่าวซ้ำในที่นี้
History
ความกังวลเกี่ยวกับโรคลมแดดในการออกกำลังกายเติบโตขึ้นจากเวชศาสตร์ทหารและอาชีพ รวมถึงจากประสบการณ์การแข่งขันทางถนนและกีฬาในศตวรรษที่ยี่สิบ ซึ่งได้บันทึกภาวะลมแดดจากการออกกำลังกายและกระตุ้นให้เกิดการศึกษาอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับสมดุลความร้อน ต้นทุนของระบบหัวใจและหลอดเลือดในการระบายความร้อน และการปรับตัวต่อความร้อนในฐานะการปรับตัวเพื่อป้องกัน
Debates
- คำจำกัดความและการวินิจฉัยภาวะลมแดดจากการออกกำลังกายในภาคสนาม
- เนื่องจากเกณฑ์อุณหภูมิแกนกลางและสถานะทางจิตใจอาจประเมินได้ยากในภาคสนาม และอาจทับซ้อนกับการหมดสติที่เกี่ยวข้องกับการออกกำลังกายจากสาเหตุอื่น คำจำกัดความที่แม่นยำและการรับรู้ภาวะลมแดดจากการออกกำลังกายอย่างรวดเร็วยังคงเป็นประเด็นที่ถกเถียงกันในเวชศาสตร์การกีฬา
Key figures
- Lawrence E. Armstrong
- Abderrezak Bouchama
- José González-Alonso
- Yoram Epstein
Related topics
Seminal works
- bouchama-knochel-2002
- gonzalezalonso-2008
- epstein-yanovich-2019
- armstrong-2007
Frequently asked questions
- เหตุใดการออกกำลังกายในสภาพอากาศร้อนจึงทำให้หัวใจทำงานหนักกว่าการออกกำลังกายในสภาพอากาศเย็น?
- ในสภาพอากาศร้อน ร่างกายจะส่งเลือดจำนวนมากไปยังผิวหนังเพื่อระบายความร้อน ในขณะที่กล้ามเนื้อยังคงต้องการเลือดเพื่อทำงาน เมื่อรวมกับของเหลวที่สูญเสียไปกับเหงื่อ สิ่งนี้จะลดปริมาณเลือดที่ไหลกลับสู่หัวใจ ดังนั้นปริมาตรเลือดที่หัวใจบีบออกจึงลดลง และอัตราการเต้นของหัวใจจะต้องเพิ่มขึ้นเพื่อรักษาระดับปริมาณเลือดออกจากหัวใจ
- อะไรคือสิ่งที่แยกภาวะอ่อนเพลียจากความร้อนออกจากภาวะลมแดด?
- ภาวะอ่อนเพลียจากความร้อนเกี่ยวข้องกับการไม่สามารถออกกำลังกายต่อไปได้ โดยมีอุณหภูมิแกนกลางสูงแต่ไม่ถึงขั้นรุนแรง และรักษาสถานะทางจิตใจไว้ได้ ในขณะที่ภาวะลมแดดถูกกำหนดโดยอุณหภูมิแกนกลางที่สูงพร้อมกับความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง และเป็นภาวะฉุกเฉินทางการแพทย์