Ze světa vědy: Terapie chladem a vliv na regeneraci a adaptaci na trénink

Studená sprcha, studená koupel, káď s ledem, otužování se v přírodních koupalištích, to vše jsou dnes velmi populární aktivity mezi (nejen) sportující populací, často s cílem urychlit či zlepšit regeneraci. Jedná se však vždy o žádoucí aktivitu? Jak je to opravdu s vlivem na regeneraci, potréninkovou svalovou bolest či nárůst výkonnosti?

Ve výzkumných pracích se používá metoda nesoucí v originále název cold-water immersion (dále v textu pouze CWI), to lze volně přeložit jako ponoření do chladné vody. Testované osoby tedy mají vybrané části těla (či celé tělo) ponořené do chladné vody, jejíž teplota se pohybuje nejčastěji v rozmezí 5 - 12 °C. Doba vystavení se tomuto chladovému podnětu je variabilní. Tento způsob aplikace chladu patří mezi kryoterapeutické metody.^8,17 Cílem kryoterapie je snížení teploty tkáně pomocí odebrání tělesného tepla (např. pomocí studené vody či vzduchu), zároveň se snižuje prokrvení dané tkáně, díky čemuž dochází k utlumení zánětlivé reakce prostřednictvím snížení metabolismu buňky.^6,17

Ačkoliv je CWI velmi populární, vědecké důkazy pro podporu užívání této terapie jsou prozatím nejednoznačné. Některé studie potvrzují pozitivní efekt CWI například na opožděnou svalovou bolest (tzv. DOMS - delayed onset muscle soreness), svalový otok, svalovou funkci a regeneraci či zvýšenou expresi (aktivaci) genů sloužících jako markery adaptace na vytrvalostní trénink.^11,14,15 Ovšem ne všechny studie potvrzují pozitivní vliv CWI na regenerační procesy.^8,19

Metaanalýza z roku 2015 uvádí, že pozitivní efekt CWI je založen spíše na subjektivních (pocitových) nežli objektivních ukazatelích (např. krevní ukazatele). Autoři závěrem své práce poukazují na fakt, že nebylo prokázáno, že by ochlazování významně ovlivnilo jakýkoliv objektivní ukazatel zotavení během 96 hodin po aplikaci.¹⁰ Další metaanalýza nastínila, že by CWI mohla mít v porovnání s pasivním odpočinkem lehce pozitivnější efekt na zmírnění svalové bolesti.¹³ Rovněž metaanalýza potvrdila pozitivní efekt na opožděnou svalovou bolest.¹²

Pojďme se nyní zaměřit na aplikaci CWI vzhledem k modalitě tréninku, tedy zdali je rozdíl v efektivitě CWI v případě vytrvalostního a odporového tréninku.

Odporový trénink a aplikace CWI

Studie zabývající se aplikací CWI a jiných forem kryoterapie v kombinaci s odporovým tréninkem jsou jak akutního, tak chronického rázu.

Akutním efektem CWI a kontrastní terapie (jedná se o cykly střídání teplé a studené vody, v případě této studie se jednalo o 7 minutových cyklů ve studené vodě, proložených 7 cykly minutového pobytu v teplé vodě) na regeneraci po odporovém tréninku se zabýval Argus s kolektivem (2017). Autoři dospěli ke zjištění, že CWI ani kontrastní terapie neposkytla oproti kontrolní skupině (odpočívající vsedě v místnosti o 23 °C) žádnou výhodu jak v testování silových parametrů, tak v rozdílech pociťování únavy.

Jiná studie zabývající se akutním efektem CWI, celkové kryoterapie (probandi strávili celkem 7 minut v "chladící komoře" o teplotě -85 °C) a placeba (probandi konzumovali domnělé BCAA tobolky, ovšem jednalo se o kukuřičný škrob) na silové ukazatele a pociťovanou únavu vykázala obdobné výsledky. Autoři dospěli k závěru, že CWI ani celková kryoterapie neposkytuje oproti placebu žádnou výhodu v krátkodobé regeneraci po odporovém tréninku.¹⁹

Roberts a kol. (2014) ve své studii zjistili, že ačkoliv CWI nepodpořila maximální funkci svalů, zdá se, že CWI mohla mít pozitivní vliv na submaximální svalový výkon, jelikož osoby podstupující CWI v tomto testu (opakování dřepů s 80 % maxima) vykazovaly vyšší výkon nežli skupina osob, které místo CWI zařadily aktivní regeneraci v podobě jízdy na kole o nízké intenzitě.¹⁵

Chronickým efektem CWI na regeneraci při provádění odporového tréninku se zabývala studie autorů M. Fröhlicha a kol. (2014). Studie trvala 5 týdnů a po tuto dobu každá testovaná osoba po všech tréninkových jednotkách jednu dolní končetinu vystavila buďto CWI (12 °C), nebo pokojové teplotě 20 - 23 °C. Na konci studie došlo u obou končetin k nárůstu síly (jak u 1 RM, tak u 12 RM), ovšem v průměru byl nárůst síly u nohy podstupující CWI o něco nižší nežli u "kontrolní" končetiny.

Ačkoliv byl rozdíl statisticky nevýznamný, u vysoce trénovaných atletů by i tento malý rozdíl mohl znamenat citelný rozdíl ve výkonnosti.⁵

Další, svým charakterem i výsledky zajímavá studie byla publikována v periodiku The Journal of Physiology a je dílem autorského kolektivu v čele s L. A. Robertsem. Jejich cílem bylo zjištění vlivu CWI (10minutové ponoření dolních končetin ve vodě o teplotě 10 °C) či aktivní regenerace (10 minut jízda na kole o nízké intenzitě) v kombinaci s odporovým tréninkem na chronické ukazatele:

• svalovou sílu
• svalovou hypertrofii

Rovněž zjišťovali vliv na akutní ukazatele:

• aktivitu satelitních buněk
• aktivitu enzymů zodpovědných za adaptaci na odporový trénink

Autoři dospěli k těmto klíčovým zjištěním:

• CWI znatelně snížilo dlouhodobý nárůst svalové síly a hypertrofie
• CWI opozdilo/potlačilo aktivitu satelitních buněk a klíčových enzymů (zapojených v mTOR signalizační kaskádě, která spouští syntézu proteinů)

Autoři studie vyvozují, že dlouhodobý a opakující se deficit v signalizační aktivitě ve svalové tkání je příčinou menšího nárůstu svalové síly i hypertrofie.¹⁶ Earp a kol. (2019) ve své studii porovnávali akutní odezvu testosteronu a některých cytokinů po odporovém tréninku u skupiny podstupující CWI nebo pasivní regeneraci v termoneutrální místnosti. Autoři dospěli ke zjištění, že CWI terapie vyústila v potlačení a zpomalení nástupu odezvy testosteronu a cytokinů v porovnání s odpočinkem v termoneutrální místnosti. Autoři shrnují, že potlačení odezvy testosteronu by mohlo být jednou z příčin oslabeného nárůstu síly a hypertrofie po odporovém tréninku v kombinaci s CWI.⁴ Je ovšem třeba brát v potaz to, že autoři měřili odezvu pouze do 60 minut po tréninku, tudíž nevíme, jaký vliv by CWI měla na hladinu testosteronu z dlouhodobého hlediska.

Výsledky další recentní studie vypovídají o tom, že CWI v průběhu odpočinku po odporovém tréninku snižuje kapacitu svalstva k vychytávání aminokyselin a následně dochází k utlumení nárůstu svalové proteosyntézy. V průběhu 5 hodin po odporovém tréninku bylo sníženo zabudovávání aminokyselin do svalstva nohy podstupující CWI až o 26 % oproti kontrolní končetině, odezva v podobě míry svalové proteosyntézy na protein přijatý po tréninku byla snížena téměř o 20 % v porovnání s kontrolní končetinou.⁶ V souladu s předchozím zjištěním i další studie zjistila negativní vliv na svalovou hypertrofii, který se shodoval s útlumem signalizačních procesů mTOR po uplynulé 7týdenní tréninkové periodě. Autoři rovněž zjistili zvýšení bazálních hodnot degradace svalových proteinů u skupiny CWI. Tyto poznatky naznačují, že narušení hypertrofie mohlo být způsobeno snížením anabolické odpovědi po tréninkové jednotce a zvýšeným katabolismem svalové tkáně.⁷

Vytrvalostní trénink a CWI

Nyní se zaměříme na vytrvalostní výkon v kombinaci s CWI. Studie zjišťující vliv celkové kryoterapie a CWI v porovnání s placebem u běžců po absolvování maratonu vypovídá o tom, že vyjma vnímání svalové bolesti celková kryoterapie ani CWI nepřinesly zlepšení ve sledovaných parametrech, v některých případech měření svalové funkce došlo dokonce k negativnímu efektu celkové kryoterapie. Autoři vyvozují, že obě formy kryoterapie nejsou účinnější nežli placebo v případě podpory svalové funkce po maratonu.¹⁹

Celková kryoterapie se neukázala jako efektivní strategie pro podporu aerobní zdatnosti ani v případě 4týdenní studie, ve které byla aplikována po vysoce intenzivním intervalovém tréninku.³ V jiném případě došlo při pravidelné aplikaci CWI po vytrvalostním tréninku ke snížení vytrvalostního výkonu v porovnání s pasivní kontrolní skupinou.²⁰ V kontrastu s tímto zjištěním následující studie prokázaly minimální efekt pravidelné CWI na adaptaci na vytrvalostní trénink. Bylo například prokázáno, že pravidelné CWI během 3 - 4 týdnů intenzivního cyklistického tréninku má zanedbatelný či mírně pozitivní efekt na cyklistický výkon.^1,2,9

Shrnutí

• CWI může mít pozitivní vliv na opožděnou svalovou bolest po tréninku.
• Pozitivní efekt CWI v potréninkovém období je založen spíše na subjektivních pocitech nežli na objektivních ukazatelích.
• Evidence o pozitivním vlivu CWI na vytrvalostní adaptaci je nedostatečná.
• Pravidelná potréninková aplikace CWI má zřejmě žádný či pouze velmi malý efekt, pokud se jedná o dlouhodobou adaptaci na vytrvalostní zatížení.
• Vypadá to, že v případě odporového tréninku terapie CWI nepřináší žádný pozitivní efekt v porovnání s placebem (či kontrolní skupinou).
• Dochází k nárůstu evidence poukazující na negativní vliv CWI, co se týče silového nárůstu a svalové hypertrofie.

Použité zdroje:
1. Aguiar, P. F., Magalhães, S. M., Fonseca, I. A. T., da Costa Santos, V. B., de Matos, M. A., Peixoto, M. F. D., Nakamura, F. Y., Crandall, C., Araújo, H. N., Silveira, L. R., Rocha-Vieira, E., de Castro Magalhães, F., & Amorim, F. T. (2016). Post-exercise cold water immersion does not alter high intensity interval training-induced exercise performance and Hsp72 responses, but enhances mitochondrial markers. Cell Stress and Chaperones, 21(5), 793-804. https://doi.org/10.1007/s12192-016-0704-6
2. Broatch, J. R., Petersen, A., & Bishop, D. J. (2017). Cold-water immersion following sprint interval training does not alter endurance signaling pathways or training adaptations in human skeletal muscle. doi:10.1152/ajpregu.00434.2016
3. Broatch, J. R., Poignard, M., Hausswirth, C., Bishop, D. J., & Bieuzen, F. (2019). Whole-body cryotherapy does not augment adaptations to high-intensity interval training. Scientific Reports, 9(1), 12013. https://doi.org/10.1038/s41598-019-48518-1
4. Earp, J. E., Hatfield, D. L., Sherman, A., Lee, E. C., & Kraemer, W. J. (2019). Cold-water immersion blunts and delays increases in circulating testosterone and cytokines post-resistance exercise. European Journal of Applied Physiology, 119(8), 1901-1907. https://doi.org/10.1007/s00421-019-04178-7
5. Fröhlich, M., Faude, O., Klein, M., Pieter, A., Emrich, E., & Meyer, T. (2014). Strength Training Adaptations After Cold-Water Immersion. The Journal of Strength & Conditioning Research, 28(9), 2628. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000000434
6. Fuchs, C. J., Kouw, I. W. K., Churchward‐Venne, T. A., Smeets, J. S. J., Senden, J. M., Lichtenbelt, W. D. van M., Verdijk, L. B., & Loon, L. J. C. van. (2019). Postexercise cooling impairs muscle protein synthesis rates in recreational athletes. The Journal of Physiology, n/a(n/a). https://doi.org/10.1113/JP278996
7. Fyfe, J. J., Broatch, J. R., Trewin, A. J., Hanson, E. D., Argus, C. K., Garnham, A. P., Halson, S. L., Polman, R. C., Bishop, D. J., & Petersen, A. C. (2019). Cold water immersion attenuates anabolic signaling and skeletal muscle fiber hypertrophy, but not strength gain, following whole-body resistance training. Journal of Applied Physiology, 127(5), 1403-1418. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00127.2019
8. Goodall, S., & Howatson, G. (2008). The Effects of Multiple Cold Water Immersions on Indices of Muscle Damage. Journal of Sports Science & Medicine, 7(2), 235-241. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3761456/
9. Halson, S. L., Bartram, J., West, N., Stephens, J., Argus, C. K., Driller, M. W., Sargent, C., Lastella, M., Hopkins, W. G., & Martin, D. T. (2014). Does Hydrotherapy Help or Hinder Adaptation to Training in Competitive Cyclists? APPLIED SCIENCES, 10
10. Hohenauer, E., Taeymans, J., Baeyens, J.-P., Clarys, P., & Clijsen, R. (2015). The Effect of Post-Exercise Cryotherapy on Recovery Characteristics: A Systematic Review and Meta-Analysis. PloS One, 10(9), e0139028. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0139028
11. Joo, C. H., Allan, R., Drust, B., Close, G. L., Jeong, T. S., Bartlett, J. D., Mawhinney, C., Louhelainen, J., Morton, J. P., & Gregson, W. (2016). Passive and post-exercise cold-water immersion augments PGC-1α and VEGF expression in human skeletal muscle. European Journal of Applied Physiology, 116(11-12), 2315-2326. https://doi.org/10.1007/s00421-016-3480-1
12. Leeder, J., Gissane, C., van Someren, K., Gregson, W., & Howatson, G. (2012). Cold water immersion and recovery from strenuous exercise: A meta-analysis. Br J Sports Med, 46(4), 233-240
13. Machado, A. F., Ferreira, P. H., Micheletti, J. K., de Almeida, A. C., Lemes, Í. R., Vanderlei, F. M., Netto Junior, J., & Pastre, C. M. (2016). Can Water Temperature and Immersion Time Influence the Effect of Cold Water Immersion on Muscle Soreness? A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports Medicine, 46(4), 503-514. https://doi.org/10.1007/s40279-015-0431-7
14. Mawhinney, C., Jones, H., Low, D. A., Green, D. J., Howatson, G., & Gregson, W. (2017). Influence of cold-water immersion on limb blood flow after resistance exercise. European Journal of Sport Science, 17(5), 519-529. https://doi.org/10.1080/17461391.2017.1279222
15. Roberts, L. A., Nosaka, K., Coombes, J. S., & Peake, J. M. (2014). Cold water immersion enhances recovery of submaximal muscle function after resistance exercise. American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 307(8), R998-R1008. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00180.2014
16. Roberts, L. A., Raastad, T., Markworth, J. F., Figueiredo, V. C., Egner, I. M., Shield, A., Cameron‐Smith, D., Coombes, J. S., & Peake, J. M. (2015). Post‐exercise cold water immersion attenuates acute anabolic signalling and long‐term adaptations in muscle to strength training. The Journal of Physiology, 593(18), 4285-4301. https://doi.org/10.1113/JP270570@10.1002/(ISSN)1469-445X(CAT)VirtualIssues(VI)VirtualIssue2016
17. White, G. E., & Wells, G. D. (2013). Cold-water immersion and other forms of cryotherapy: Physiological changes potentially affecting recovery from high-intensity exercise. Extreme Physiology & Medicine, 2(1), 26. https://doi.org/10.1186/2046-7648-2-26
18. Wilson, L. J., Cockburn, E., Paice, K., Sinclair, S., Faki, T., Hills, F. A., Gondek, M. B., Wood, A., & Dimitriou, L. (2018). Recovery following a marathon: A comparison of cold water immersion, whole body cryotherapy and a placebo control. European Journal of Applied Physiology, 118(1), 153-163. https://doi.org/10.1007/s00421-017-3757-z
19. Wilson, L. J., Dimitriou, L., Hills, F. A., Gondek, M. B., & Cockburn, E. (2019). Whole body cryotherapy, cold water immersion, or a placebo following resistance exercise: A case of mind over matter? European Journal of Applied Physiology, 119(1), 135-147. https://doi.org/10.1007/s00421-018-4008-7
20. Yamane, M., Teruya, H., Nakano, M., Ogai, R., Ohnishi, N., & Kosaka, M. (2006). Post-exercise leg and forearm flexor muscle cooling in humans attenuates endurance and resistance training effects on muscle performance and on circulatory adaptation. European Journal of Applied Physiology, 96(5), 572-580. https://doi.org/10.1007/s00421-005-0095-3