Skurcze mięśni podczas ćwiczeń – co wiemy na ten temat?
Część 1
Każdy z nas zna osobę aktywną fizycznie, która doświadczyła kiedykolwiek skurczu mięśniowego. Skurcze, które dotykają nas podczas lub wkrótce po wysiłku fizycznym, nazywane są skurczami mięśniowymi związanymi z ćwiczeniami (EAMC) [1].
W kilku badaniach próbowano określić częstość występowania EAMC w różnych dyscyplinach sportowych. Jednak porównanie wyników badań okazało się dość problematyczne poprzez różną metodologię i stosowane narzędzia. Niemniej jednak wskazano, że EAMC dotyczy 67% triathlonistów podczas lub po treningach/wyścigach [2], 18-70% maratończyków lub kolarzy [3,4,5]. Również 30-53% amerykańskich piłkarzy [6,7]. Jak widać, nasuwają się przesłanki, że problem skurczów dotyczy głównie dyscyplin wytrzymałościowych związanych z ubytkami w gospodarce wodno-elektrolitowej.
Charakterystyka skurczów
Warto zaznaczyć jeszcze samą kwestię zróżnicowania skurczów. Najczęściej są one chwilowym, małym problemem. Schwabe i wsp. podał, że częstość występowania poważnych skurczów mięśni jest mniejsza niż 1:1000 biegaczy w grupie 65 865 uczestników wydarzeń takich jak półmaraton i ultra-maraton [8]. Abdulla i wsp. wskazał, że wśród pacjentów ambulatoryjnych w wieku >65 lat 50% z nich doświadczyło częstych skurczów mięśni [9]. U około 7-12% pacjentów ze stwardnieniem zanikowym bocznym (ALS),śmiertelnym zaburzeniem neurodegeneracyjnym doświadcza skurczów mięśni [10].
Charakterystyka zjawiska jest bardzo szeroka, wielu sportowców rejestruje krótkie kilkuminutowe skurcze, które łatwo znikają. Do poważnych zdarzeń trwających kilkanaście/kilkadziesiąt minut, uniemożliwiającą dalszą aktywność czy ograniczając możliwość treningów. Istnieje wiele potencjalnych przyczyn skurczów mięśni, z których większość nie jest związana z ćwiczeniami. Wynika jednak z szeregu stanów klinicznych i stosowania różnych leków [11,12,13].
Skurcze łydek dotykające piłkarzy różnią się od skurczów całego ciała, który opisują na przykład tenisiści. Jeszcze innym przypadkiem są skurcze dotykające małych grup mięśniowych jak np. ręka pisarzy lub maszynistek [14]. Niektóre skurcze można wywołać laboratoryjnie, jednak nie wszystkie są podatne na takie działanie, co mocno utrudnia badanie tego zjawiska.
W chwili obecnej za dwie główne hipotezy uznaje się:
zaburzenia gospodarki wodno-elektrolitowej
przyczynę neurologiczną, powodującą trwałą nieprawidłową funkcję dotkniętą nią mięśni.
Każdy z argumentów ma swoje wsparci naukowe, jednak żaden w pełna w pełni nie wyjaśnia natury EAMC.
Czynniki ryzyka skurczu mięśniowego związane z ćwiczeniami (EAMC)
Problem jest obserwowany zarówno podczas treningów jak i zawodów, prawie w każdym rodzaju sportu.
Z cytowanych powyżej badań wynika, że jest on bardziej związany z ćwiczeniami o charakterze wytrzymałościowym i sportami zespołowymi. Szczególnie w okresach upałów (95% przypadków), najczęściej podczas pierwszych 3 tygodni treningu, gdy poziom sprawności i aklimatyzacji prawdopodobnie był najniższy,
a obciążenia treningowe często najwyższe [15].
Niezależnie od tych danych częstotliwość skurczów może być również wysoka w zawodach wytrzymałościowych odbywających się w chłodnym lub zimnym otoczeniu. Maughan stwierdził, że 15 z 92 (18%) biegaczy doświadczyło skurczu podczas maratonu, który odbywał się w temp. 10-12 stopni Celsjusza [3]. Większość z nich miała miejsce w późniejszych etapach zawodów, po ukończeniu średnio 35 km. Nie zgłoszono żadnych przypadków przed 24 km, a 5 z 15 wystąpiło już w ciągu ostatnich 1,5 km.
Podjęto szereg prób scharakteryzowania podstawowych czynników ryzyka predysponujących do skurczów w zawodach wytrzymałościowych. Zasugerowano, że EAMC podczas maratonów wiąże się z:
dużą intensywnością
długim czasem trwania
wzniesieniem terenu.
Może to prowadzić do „przedwczesnego zmęczenia mięśni” u zawodników z historią występowania skurczów [16]. Ciężko jednak rozróżnić co nazwiemy przedwczesnym zmęczeniem, a co nieuniknioną konsekwencją uczestnictwa w takich zawodach.
Co ciekawe, w jednym z kohortowych badań na 210 triathlonistach Ironman wykazano, że odwodnienie i zmiany poziomu sodu surowicy nie przewidywały wystąpienia EAMC. Do innych czynników zaliczono również takie aspekty jak:
dystans >30 km
zmęczenie
szybsze tempo biegu niż na treningu
starszy wiek
dłuższa historia sportowa
wyższy wskaźnik BMI
krótki czas i brak regularnego rozciągania
pozytywny wywiad rodzinny w zakresie występowania skurczów.
W najnowszej analizie przekrojowej od prawie 16000 uczestników zawodów na dwóch dystansach 21,1 km i 56 km, Schwellnus i wsp. zidentyfikowali szereg różnic między biegaczami, którzy zgłosili historię wystąpienia EAMC (n= około 3000 osób), a grupą kontrolną. Czynniki te obejmowały głównie choroby przewlekłe, nowotwory, alergie i regularne stosowanie leków. Co ciekawe bardziej doświadczeni biegacze również byli bardziej narażeni na ryzyko EAMC.
Możliwe przyczyny występowania EAMC
Jak wiemy zaproponowano dwie główne przyczyny występowania skurczów mięśniowych. W zależności ku której się skłonimy, taką też strategię zapobiegania i leczenia obieramy. Należy jednak pamiętać, że dowody po obu stronach nie należą do silnych. Jest mało prawdopodobne aby jeden mechanizm mógł uwzględniać wszystkie skurcze, w każdej sytuacji. Bez względu jednak na przyczynę, jasnym jest, że skurczowi towarzyszy czynny skurcz uszkodzonego mięśnia, o czym świadczy wysokipotencjał aktywności elektrycznej tego mięśnia [17].
Zmiany nawodnienia i gospodarki elektrolitów
Ten czynnik w etiologii EAMC został odrzucony przez Schwellnusa [25] jak i na przykład Qiu i Kanga, którzy stwierdzili, że dowody potwierdzające teorię nierównowagi elektrolitowej i odwodnienia pochodzą głównie z niepotwierdzonych obserwacji i opisów przypadków [18]. Może jednak istnieć więcej dowodów, niż Ci autorzy przyznali.
Najsilniejsze dowody dotyczące związku zaburzeń wodno-elektrolitowych związanych z wydzielaniem potu, znajdują się w wielkoskalowych badaniach obserwacyjnych i perspektywicznych. Dotyczyły one pracowników przemysłowych – głównie górników, palaczy na statkach, pracowników budowlanych i hutników. Badania te były prowadzone w latach dwudziestych i trzydziestych XX wieku. Podawano wtedy słone napoje i tabletki solne, co znacznie zmniejszało częstość skurczów [19,20,21,22,23]. Badania te oczywiście były ograniczone metodologicznie, jednak zawierały dostęp do bardzo dużej grupy populacji i prowadzenie dokładnej dokumentacji medycznej.
Należy zauważyć, że skurczu nie przypisywano odwodnieniu ani zwiększonemu stężeniu elektrolitów w surowicy, ale raczej „pewnej formie zatrucia mięśni wodą spowodowanego połączeniem dużej utraty chloru przez pocenie się, nadmiernego picia wody i chwilowego paraliżu wydalania przez nerki ”[24]. Chlorek zwykle mierzono w płynach ustrojowych, ponieważ w tym czasie nie było dobrego oznaczenia sodu, ale istnieje ścisły związek między stężeniem sodu i chloru w pocie [25].
Wielu badaczy głosi stwierdzenie, że nie przeprowadzono żadnych badań prospektywnych na dużą skalę w celu oceny roli bilansu wody i soli w etiologii skurczów mięśni. Nie jest to jednak prawdą. Dill i wsp. donieśli o wynikach badań interwencyjnych przeprowadzonych w miejscu budowy Zapory Hoovera oraz w hutach w Youngstown, Ohio [23]. W obu tych miejscach duża grupa mężczyzn codziennie podejmowała ciężką pracę fizyczną w wysokiej temperaturze. Stwierdzono, że osoby cierpiące na skurcze wykazywały poniższe cechy:
odwodnienie
obniżone stężenie sodu i chlorku w osoczu
mało sodu lub chlorku w moczu lub całkowity jego brak
zwiększone stężenie białka w surowicy
zwiększona liczba czerwonych krwinek
ciśnienie osmotyczne w normie.
Sprzeczności w badaniach na przestrzeni czasu
Badacze poinformowali również, że wstrzyknięcie izotonicznej soli fizjologicznej znormalizowało profil krwi i przyniosło natychmiastową ulgę od objawów. W największym badaniu interwencyjnym, opisanym w tym samym artykule, dodano sól fizjologiczną do wody podanej 12000 mężczyznom zatrudnionym w jednym z młynów, podczas gdy ci z sąsiednich młynów nadal otrzymywali czystą wodę. Poskutkowało to prawie całkowitym zniesieniem przypadków skurczu mięśni.
W naturalnym środowisku znaczne ograniczenie spożycia sodu w diecie może prowadzić do hiponatremii i może być związane z uogólnionym skurczem mięśnie szkieletowych przy braku aktywności [26]. W niektórych najnowszych badaniach oceniano zmiany stanu nawodnienia i stężenia elektrolitów w osoczu u sportowców,
u których wystąpiły skurcze mięśni. Badania obejmowały biegaczy maratonów [3], uczestników zawodów na 56 km [27], triathlonistów [28], a także uczestników ultramaratonu na 161 km [29]. Żadne z nich nie wykazało żadnego związku między skurczem a zmianami elektrolitów w surowicy. Warto jednak pamiętać, że stężenia elektrolitów w surowicy mogą mieć niewielkie znaczenie. Wewnątrzkomórkowe i pozakomórkowe stężenia elektrolitów mogą być istotne, ponieważ wpłyną na potencjał spoczynkowy błony zarówno mięśni, jak
i nerwów. Istnieją solidne dowody wskazujące, że zmiany stężenia tych elektrolitów w osoczu nie odzwierciedlają lokalnych zmian domięśniowych podczas intensywnego lub długotrwałego wysiłku [30,31].
Istnieją pewne eksperymentalne dowody, że poszczególni sportowcy, którzy tracą duże ilości soli w pocie, mogą być bardziej podatni na skurcze mięśni. Jednak w przeciwieństwie do wcześniejszych zapisów przemysłowych dowody te pochodzą z badań o bardzo słabej wartości. Co ciekawe w jednym z badań, osoby z grupy podatnej na skurcze spożywały większy procent całkowitego płynu w postaci czystej wody niż napojów sportowych zawierających elektrolity i miały wyższe stężenie potu, co powoduje większy deficyt sodu w trakcie trwania sesji treningowej.
Zgodnie z mechanizmami zaproponowanymi przez Mossa, Haldane’a i innych w latach dwudziestych, wyniki te sugerują, że połączenie utraty potu i spożycia wody sprawia, że mięśnie są bardziej podatne na skurcze mięśni wywołane stymulacją elektryczną, ale podatność na skurcze mięśni zmniejsza się, gdy spożywany jest napój z wysoką zawartością elektrolitów. Warto zauważyć, że skurcze są rozpoznawalnym towarzyszem hiponatremii (definiowanej jako stężenie sodu w surowicy <135 mmol / L) w warunkach klinicznych [32]. Jednak w obszernej literaturze dotyczącej hiponatremii związanej z wysiłkiem, ogólnie nie wspomina się o skurczach mięśni [33]. Chociaż skurcze często wiążą się z dużymi stratami potu podczas długotrwałego wysiłku w upale, występują one również w chłodnych środowiskach z niewielką lub zerową utratą potu. Sugeruje to, że sama utrata potu i wynikające z tego zaburzenia równowagi elektrolitowej nie mogą być przyczyną wszystkich skurczów.
Druga część w piątek (13.12.2019) – omówiona w niej zostanie teza związana z rolą nerwowo-mięśniową, metodami zapobiegania i podsumowanie tematu.
