"חימום" לפני פעילות גופנית כן או לא?

כל האמת מאחורי פרוצדורה מקובלת

ברוך ויינשלבוים, MPE, RCEP פיזיולוג מאמץ קליני

מבוא

חימום ומתיחות הינם פרקטיקה אוניברסאלית מקובלת שמבצעים לפני מאמצים נמרצים בכל ענפי הספורט התחרותיים והחובבניים באסכולות השונות. למרות שחימום נחשב לחיוני בעיני מאמנים וספורטאים רבים על מנת לקדם ביצועים אופטימאליים, ישנה חוסר אחדות בהוכחות המדעיות התומכות ביעילותו.

באופן כללי מטרת החימום לענות על 2 תפקודים עיקריים: 1. שיפור דינאמיקת השרירים בכדי להפחית את שכיחות הפציעות. 2. להכין את הספורטאי לדרישות המאמץ.  החימום אמור ליצור הזעה קלה ללא יצירת עייפות אצל האינדיבידואל.

 לרוב מסווגים  את החימום ל-2 קטגוריות עיקריות: 1. חימום פאסיבי- הגורם להעלאת טמ' הגרעין או טמ' השריר באמצעים חיצוניים כגון מקלחות ואמבטיות חמות, סאונה ושקיות חימום. 2. חימום אקטיבי כללי-  המעלה טמ' ע"י תנועה גופנית ריתמית לא ספציפית של איברי הגוף, או חימום ספציפי- המעלה את הטמ' בעזרת תנועות ספציפית של איברי הגוף המדמות את ביצוע שנדרש לבצע הספורטאי. במרבית ענפי הספורט החימום הוא אקטיבי וכולל תנועה גופנית כללית של קבוצות שרירים עיקריות כגון בהליכה או ריצה קלה, ביצוע תרגילי גמישות ומתיחות שרירים ותרגילי מוטוריקה קורדינציה ספציפיים לתחום הספורט שבו משתתף.

מאמר זה ינסה לתת תשובות מבוססות על מדע בהקשר לביצוע חימום לפני פעילות גופנית, יבהיר את המנגנונים הפיזיולוגים של ביצוע חימום. בנוסף יסקור את המחקרים אשר בדקו השפעת חימום על ביצועים פיזיים  ותרומת החימום למניעת פציעות ספורט. לסיום ניתן המלצות פרקטיות לבניית חימום והתאמתו לפעילות הרצויה.

השפעות פיזיולוגיות של חימום

ישנה השערה שחימום מספק תועלות פיזיולוגיות דרך מנגנונים שונים שעובדים בגוף. מרבית ההשפעות של חימום הינו דרך מנגנון הקשור לטמפרטורה אך ישנם שסבורים שגם מנגנונים פסיכולוגיים מעורבים בתהליך.

עלייה בטמפרטורה של השריר והגוף במעלה אחת יכולה להוביל למהירות וכוח גבוהים יותר בכיווץ השריר ע"י עלייה ברמת התהליכים המטבוליים, הפחתה בצמיגות הפנימית של השריר  שמוביל לכיווץ השריר ותנועת הפילמנטים חלקים יותר. כמו כן, עלייה בטמפרטורה מובילה להפרדות של מולקולת החמצן מההמוגלובין מהירה יותר גם בלחצים חלקיים של חמצן גבוהים בפלזמה, הדבר הנ"ל מספק יותר חמצן לשרירים הפעילים. מהירות מעבר האימפולס החשמלי בעצבים יכול גם כן לעלות כתוצאה מעלייה בטמפרטורה שיוביל לעלייה במהירות הכיווץ והפחתה בזמן תגובה. בנוסף, חימום המביא לעלייה בטמפרטורה יוביל לוזודליטציה (הרחבת כלי דם) מה שיצור זרימת דם מוגברת לרקמה הפעילה. לסיום, במחקרים שעשו על שרירים של ארנבות דווח שחימום מספק מנגנון הגנה לשריר ע"י דרישה מוגברת יותר באורך המתיחה ויצור כוח, בכדי לגרום לקריע בשריר חם לעומת שריר קר.

 

חימום ושיפור ביצועים

בשביל הנוחות ראוי לסווג את הביצועים המוטוריים ל-3 קטגוריות עיקריות: 1. ביצועי טווח הקצר-המיידי – מאמץ מרבי עד 10 שניות. 2. ביצועי בטווח הבינוני – מאמץ מרבי 10 שניות עד 5 דק', ו- 3. ביצועי הטווח הארוך- מאמצי עייפות מעל 5 דק'.

ביצועי הטווח הקצר-מיידי-  ישנו פוטנציאל בשיפור הביצוע דרך מס' מנגנונים. עלייה בטמ' השריר יכולה להוריד את צמיגות השריר והמפרק, לעלות את קצב מעבר האימפולס החשמלי, לעלות את קצב פירוק גליקוגן מהכבד, את קצב פירוק הגלוקוז ליצירת מטבע האנרגיה ואת קצב פירוק הפוספט ממולקולת עתירות אנרגיה. בנוסף חימום אקטיבי יכול להוריד את צמיגות השריר ע"י שבירת קשרים יציבים בין האקטין והמיוזין (חלבוני הכיווץ של השריר). למרות כל התועלות הנ"ל בהקשר למאמצים קצרי טווח חשוב שהחימום לא יהיה עצים מדי וישאיר זמן התאוששות מספיק לפני ביצוע הפעילות העיקרית.

 ביצועי טווח הקצר קשורים ליכולת פירוק גבוה של מאגרי אנרגיה פוספוגנים (עתירי פוספט), חימום עצים מדי עלול להוריד את זמינות חומרים אלו ע"י דלדול שלהם בזמן החימום ובעל פוטנציאל להוריד את טיב הביצועים קצרי מועד. בזמן שמרבית המחקרים הראו שיפור בביצועי טווח הקצר בעקבות חימום, מס' עבודות מצאו ירידה ביצועים או ללא אפקט משמעותי עם חימום.

שיפור ב- 7.2-7.8% בקפיצה אנכית נמצא בעקבות חימום של 3-5 דק' ג'וגינג בעצימות בינונית. חימום אקטיבי נמצא גם משפר זמן שחיה למרחק של 27-55 מ', 55 מ' ריצה והספק מרבי במבחן אנאירובי של וינגייט שבוצע על אופניים ארגו-מטריות.  בזמן שלא כל הפרוטוקולים שהשתמשו במחקרים אלו תוארו לפרטי פרטים, נראה שבאופן כללי 3-5 דק' של פעילות בעצימות בינונית המביאה לעלייה בטמ' השריר  משפרת את תפוקת הכוח במאמצים מסוג זה.

לא מפתיע לגמרי, שבמיעוט העבודות אשר לא מצאו שיפור או השפעה של חימום לפני מאמצים קצרים ועצימים, נמצאו טעויות מתודולוגיות בעריכת הניסוי. לדוגמא במחקר אחד פרוטוקול הניסוי היה בעצימות נמוכה מדי ומס' תרגילים היה מועט. בניסוי אחר החוקר דיווח על חוסר שיפור בהספק שיא בדיווש על אופניים כאשר לפני הבדיקה ביצעו מבחן מאמץ מדורג עד מרבי של 8 דק'. ניתן לראות שבאותם המחקרים הבודדים שלא מצאו תועלת בביצוע חימום לפני מאמצים קצרים ועצימים, שרויה בהם טעות מתודולוגית בארגון פרוטוקול הניסוי. בכל המצבים הנ"ל החימום או שהיה עצים מדי וגרם לדלדול מאגרים קריאטין-פוספט או קל מדי ואינו גרם לעליה בטמ' השריר. בנוסף, באותם מחקרים זמן ההתאוששות בין סיום החימום ועד לביצוע המשימה היה קצר מדי מה שמנע בנייה מחדש של מאגרי אנרגיה זמינים והוריד, לא שינה או לא שיפר את הביצוע הנדרש.

ביצועי הטווח הבינוני-  חימום אקטיבי הינו בעל פוטנציאל לשיפור ביצועים בטווח הבינוני דרך אותם מנגנונים פיזיולוגים שמתייעלים עם עליית הטמ' כמו ביצועי טווח הקצר. בנוסף, חימום מסוג זה יכול לשפר ביצועיים בטווח הבינוני ע"י הפחתה בגרעון החמצן בתחילת הפעילות והשארת הקיבולת האנאירובית לשלבים מאוחרים יותר של המשימה. חימום, נותן את היכולת להתחיל בכל משימה גופנית בצריכת חמצן גבוה יותר בהשוואה למצב מנוחה, ובכך בעצם עוזר להפחית תרומת המע' האנאירובית בשלבים המוקדמים של הפעילות, ויכול להוריד רמת החומציות בשריר הפוגעת במנגנון כיווץ השריר וקצב הספקת אנרגיה למאמץ.

כתוצאה ממערכי חימום שונים וביצועי טווח הבינוני מגוונים ממצאים לא אחידים דווחו של השפעת חימום אקטיבי על ביצועים בטווח הבינוני. 6 מחקרים דיווחו שיפור בביצוע כתוצאה של חימום, 6 דיווחו על חוסר שינוי ו-2 מצאו ירידה בביצוע לאחר חימום. קיימים מספר הסברים לראיות סותרות אלו. באותם עבודות שמצאו שיפור בביצועי טווח הטווח הבינוני נמצא שהנבדקים התחילו בביצוע המשימה עם צריכת חמצן גבוה ממצב הבסיסי במנוחה בעקבות חימום, שהוביל לשמירת הקיבולת האנאירובית לשלבים מאוחרים של המשימה. לעומת זאת, אותם מחקרים שלא מצאו שיפור או ירידה בביצוע לאחר חימום נובע מ"טעות פיזיולוגית" של התאמת החימום לסוג הפעילות. לדוגמא במחקר אחד ביצעו 15 דק' מאמץ בעצימות של 70% מצריכת חמצן מרבית מאמץ שנחשב לבינוני-קשה. במחקר אחר ביצוע חימום בעצימות נמוכה מ- 40% מצריכת חמצן מרבית וזמן התאוששות ארוך של 5-10 דק'. בסוג כזה של חימום אין עלייה מספקת בצריכת החמצן וזמן ההתאוששות הארוך גורם בעצם לאיבוד אפקט החימום שהושג חלקית. במחקרים אשר נצפתה ירידה בביצוע טווח הבינוני פרוטוקול החימום כלל מאמצים עצימים שהביאו את הנבדקים לעייפות עם חסר משמעותי בזמן ההתאוששות.

ביצועי סיבולת טווח ארוך- חימום אקטיבי הוא בעל פוטנציאל לשיפור ביצועי סיבולת ארוכי טווח.  עליית טמפרטורת השריר הינה דומה למנגנון הפיזיולוגי המשתפר במאמצים קצרי טווח. כמו כן, עלייה בצריכת החמצן מעל המצב הבסיסי במנוחה גורמת לשיפור בדומה לביצועי טווח הבינוני. למרות זאת, במאמצי סיבולת ארוכי טווח ביצוע החימום יכול להשפיע לרעה בצורה נחרצת יותר על הביצועים אם חימום אקטיבי גורם להידלדלות מאגרי הגליקוגן בשריר ועלייה ומעבת הטרמו-רגולטורי ( בקרת טמ' הגוף).

ממצאים סותרים דווחו בנושא של השפעת חימום על ביצועים ארוכי טווח. 3 מחקרים דיווחו על שיפור בעקבות ביצוע חימום, 3 ללא שינוי משמעותי ו-2 מצאו אף ירידה בביצוע בעקבות חימום אקטיבי. כאמור פרוטוקולים של חימום וסוגי פעילות שביצעו קשים מאד להשוואה,כגון (ריצה, שחיה, אופניים) כמו גם זמן ביצוע המשימה שנא בין 5 ל-70 דק'. מרבית המחקרים אשר דיווחו על שיפור ביצועים ארוכי טווח הסבירו את השיפור בכך שהתחילו את המשימה בצריכת חמצן גבוה ממנוחה. למרות אף אחד מהמחקרים הללו לא בדקו צריכת חמצן באופן ישיר, ההסתמכות שלהם הייתה על רמת דפוק הלב שהיה גבוה יותר ממנוחה בעקבות חימום לעומת ללא חימום.

במחקרים אשר לא מצאו שיפור כנראה פרוטוקול החימום היה בעצימות נמוכה מדי ולא העלה את צריכת החמצן לרמה מספקת לפני הפעילות. בנוסף זמן ההתאוששות לפני תחילת הפעילות לאחר החימום היה ארוך מדי, שגרם לירידה הדרגתית של צריכת החמצן לערכים של מנוחה ואפקט החימום בעצם נפוג.

המחקרים אשר מצאו ירידה בביצועי סיבולת ארוכי טווח, נוכחו שגיאות מתודולוגיות ופיזיולוגיות מבחינת משך, עצימות וזמן התאוששות מהחימום. מחקר ראשון שבדק נשים לא מאומנות שביצעו חימום במשך 6 דק' בדופק של כ-140 פ\דק' עם 90 שנ' זמן התאוששות גרם בעצם לעייפות הנבדקות וירידה בביצועים. במחקר אחר, שבדק ריצה בהפוגות במשך 30 שנ' בעצימות 90% מ- VO2 max (צריכת חמצן מרבית) עם התאוששות של 30 שנ' בין כל ריצה, נמצא ירידה בזמן ביצוע המשימה. 51.8 מול 72 דק' כאשר ביצעו חימום לפני הפעילות שגרמה לעליית הטמ' הרקטלית ל-38 מעלות. במחקר נוסף ביצעו חימום בעצימות של 70% מ- VO2 maxשהוביל לירידה בביצוע זמן עד להתשה 47.8 מול 62 דק' כאשר חימום קדם למשימה. כאמור, במחקרים אלו נוכחו "שגיאות פיזיולוגיות" בביצוע חימום והתאמתו למשימה. החימום היה עצים מדי וגרם לעליה משמעותית בטמ' הרקטלית, דבר שפגע בקיבולת צבירת החום של הגוף בשלבים מאוחרים יותר של הפעילות וגרם לירידה בביצועים והפסקת הפעילות טרם זמנה.

חימום ומניעת פציעות

חימום הינו בעל אפקט חיובי על ירידה בשכיחות פציעות שריר. במחקרם של Bixler & Jones  התמקדו במס' הפציעות שמתרחשות במהלך הרבע השלישי של שחקני כדורגל אמריקאי בתיכון, כאשר ביצעו חימום ומתיחות בזמן הפסקת מחצית המשחק. הקבוצה חולקה לשניים כאשר חלק אחת מהקבוצה ביצע חימום עם מתיחות בזמן המחצית של המשחק וחלק השני המשיך בפעולות הרגילות שעשו. תוצאות המחקר הראו שלא היו הבדלים מובהקים בין קבוצת ההתערבות לקבוצת הביקורת. אך קבוצת ההתערבות חוותה פגיעות גיד-שריר ברבע השלישי למשחק, באחוזים נמוכים יותר 0.04 מול 0.46 פר משחק בממוצע.

מתיחות ומניעת פציעות

מס' מחקרים בדקו את השפעת המתיחות על מניעת פציעות. Amako וחבריו בדקו השפעת תוכנית מתיחות על פציעות אימונים בקרב טירונים בצבא. החוקרים דיווחו על הבדלים לא מובהקים סטטיסטית בין קבוצת הניסוי לקבוצת הביקורת בשיעור הפציעות הכללי. למרות זאת, כאשר הפגיעות סווגו לתתי קבוצות של פציעות גב ופגיעות גיד-שריר נמצאו הבדלים מובהקים בין קבוצת הניסוי לבין קבוצת הביקורת. קבוצת המתיחות הראתה שיעור פגיעות נמוך יותר של 2.5% מול קבוצת הביקורת 6.9% . במילים אחרות תוכנית ההתערבות של ביצוע מתיחות לא הניבה אפקט משמעותי במניעת פציעות עצם ומפרקים, אך תרמה משמעותית לירידה בשכיחות פציעות שריר.

Jones וחבריו דיווחו על מס' פציעות הנפוצות ביותר בקרב טירונים בצבא הקשורים לאימונים גופניים. פציעות אלו כוללת בין היתר: מתיחות שרירים, נקעים ופגיעות שימוש יתר. כמו כן, החוקרים ציינו מס' גורמי סיכון להיארעות פציעות ספורט. לדוגמא, גיל, פגיעות קודמות ורמת הגמישות של אותו אינדיבידואל. Hartig & Henderson  בחנו במחקרם השפעת שיפור הגמישות בשרירי Hamstring  (כופפי הברך\ פושטי ירך) על הורדת שכיחות הפגיעות בגפיים התחתונות. הפגיעות כללו: שברי מאמץ,כאבי ברכיים, מתיחות שרירים וכאבים בקדמת השוקה ברגל. לאחר 13 שבועות קבוצת הניסוי הראתה עלייה משמעותית בגמישות 7 מעלות במפרק הירך מול 3 בלבד בקבוצת הניסוי באותם קבוצות שרירים, ושכיחות פציעות נמוכה בהרבה 25 מול 43 בקבוצת הביקורת שלא עשו את תוכנית הגמישות.

לעומת זאת, Pope וחבריו לא מצאו הבדלים מובהקים בין קבוצת ההתערבות לבין קבוצת הביקורת כאשר בדקו חיילים בבסיס טירונים במשך 12 שבועות. במחקר אחר אשר בדק התערבות בתרגילי ספורט ספציפיים על שכיחות פגיעות שרירי Hamstring בקבוצת כדורגלנים אוסטרליים מקצוענים במשך 4 עונות משחקים. תוכנית ההתערבות כללה מתיחות שרירים, תרגילי ספורט ספציפיים לענף, ואימוני הפוגות אנאירוביים עצימים. בשתי עונות הראשונות של התוכנית נערכו צפיות ואיסוף נתונים ללא ביצוע תרגול ומתיחות, החל מהעונה השלישית תוכנית ההתערבות יושמה ותוצאותיה הושוו לשתי העונות הראשונות. תוצאות המחקר דיווחו השפעה חיובית של התוכנית על ירידה בשכיחות פגיעות בשרירי Hamstring, 2 ו- 4 פגיעות\לעונה בעונה שלישית ורביעית מול שתי העונות שקדמו להן 9 ו-  11 פגיעות\לעונה. מספר המשחקים שלא השתתפו בהם שחקנים בגלל פגיעות ירד בצורה משמעותית 5 ו-16 בעונות שכללו את תוכנית התרגילים והמתיחות מול 31 ו- 38 משחקים ללא השתתפות בעונות שקדמו לתוכנית ההתערבות.

לסיכום, כפי שניתן לראות קיימת חוסר אחידות בממצאי המחקרים לגבי תועלתו של החימום והמתיחות למניעת שיעור פציעות ספורט. מרבית העבודות הראו שטכניקות ופרוטוקולים מסוימים הינם בעלי השפעה חיובית על מניעת פציעות ושכיחותם. לעומת, ישנם מחקרים שלא מצאו תועלת במזעור תופעות אלו.

הנחיות לבניית חימום והתאמתו לפעילות הגופנית  

• חימום ומתיחות צריכים להיות מיושמים בסמיכות לפעילות העיקרית ולא יותר מ- 15 דק' בין סיום החימום לתחילת הפעילות.
• פרוטוקול החימום צריך להיות מותאם לדרישות הפעילות, תנאים סביבתיים ויכולות הגופנית של האינדיבידואל.
• חימום לפני מאמצים קצרים ועצימים כדוגמת ריצת ספרינט למס' שנ' בודדות או ביצוע סט של הרמת משקולות בחדר כושר, צריך להיות בעצימות כזו שגורמת לעליית טמ' השריר עם פגיעה מינימאלית במאגרי אנרגיה קריאטין-פוספאט.  העצימות המומלצת היא בין 40-60%              מ- VO2 max , המעלה בצורה מספקת את טמ' השריר וגוררת הידלדלות מינימאלית במאגרי קריאטין-פוספאט. לגבי ביצועיים בטווח הבינוני והארוך כדוגמת ריצת 1500 מ' או חצי מרתון, ההמלצות הם דומות אם כי ספורטאים מאומנים יכולים לבצע חימום בעצימות של 60-70% מ- VO2 max ולקבל את התועלות האופטימאליות. בנסיבות אלו חשוב להתייחס לעליית טמ' הגרעין שיכולה להביא למגבלה במאמצים ארוכי טווח בשלבים המאוחרים.
• משך חימום צריך להיות בין 10-20 דק' כאשר הפעילות היא קצרה ועצימה מאד, ו- 5-10 דק' לביצועי טווח הבינוני והארוך.
• משך ההתאוששות מסיום החימום לתחילת הפעילות צריך להיות ארוך יותר מ-5 דק' אך קצר מ- 15-20 דק' לשיפור ביצועים קצרים ועצימים, בנייה מחדש של מאגרי קריאטין-פוספט ומניעת ירידת טמ' השריר. כאשר מדברים על ביצועי הטווח הבינוני והארוך ישנה חשיבות על התחלת פעילות בצריכת חמצן מורמת משמעותית מעל מצב המנוחה הבסיסי. לכן זמן המתנה לא יעלה על 5 דק' כדי לא לאבד את אפקט זה.
• תרגילי טכניקה קורדינטיבים ספציפיים נדרשים לפני פעילות עצימה, כגון סט של תרגיל סקווט עם מוט חופשי במשקל נמוך לפני ביצוע סט העבודה העיקרי עם משקל גבוה יותר, על מנת לסנכרן את תאום עצבי שרירי בין היחידות המוטוריות של שרירים האגוניסטים, אנטגוניסטים, מיצבים, ומסעים.

לסיכום, ניתן לראות שקיימת חוסר אחידות בממצאי המחקרים בהקשר לשיפור ביצועים ומניעת פציעות ספורט. המחקרים אשר התקשו להצביע על תועלות החימום בביצועים, היו בעלי בבקרה לקויה מבחינת פרוטוקול ומתודולוגיה של עריכת הניסוי. המשתנים אשר ניתנים למניפולציה בהקשר לחימום הם : משך, עצימות,זמני התאוששות וספציפיות של החימום.  חימום ומתיחות שרירים צריכים להיות מיושמים בתוכניות אימון לפני כל פעילות גופנית. כאמור תועלות הפיזיולוגיות של ביצוע חימום ומתיחות נאמרו כבר קודם, ולכן ראוי לציין שביצוע פרוצדורה זו היא בעלת פוטנציאל חיובי בכל האסכולות של המאמץ הגופני לשיפור ביצועים, הכנת הגוף לפעילות ומניעת פציעות. כמו כן, ארגוני רפואת הספורט והבריאות העולמיים ממליצים על ביצוע חימום ומתיחות לפני כל פעילות גופנית שמבוצעת.

References

1. מקל י. 2005. כושר גופני. הוצאה עצמית.

2. Andrew M. Jones,1 Katrien Koppo2 and Mark Burnley3 Effects of Prior Exercise on Metabolic and Gas Exchange Responses to Exercise. Sports Med 2003; 33 (13): 949-971.

3. Bishop David. Warm Up I. Potential Mechanisms and the Effects of Passive Warm Up on Exercise Performance. Sports Med 2003; 33 (6): 439-454.

4. Bishop David. Warm Up II. Performance Changes Following Active Warm Up and How to Structure the Warm Up. Sports Med 2003; 33 (6): 439-454.

5. Fradkin AJ, Gabbe BJ, Cameron PA. Does warm-up prevent injuty in sport? The evidance from rendomized control trails. J Sci Med Sport. 2006 Jun;9(3):214-220.

6. Gremion G. Is stretching for sport performance still use full? A review of the literature. Rev Med Suisse.2005 Jul 27;1(28):1830-1834.

7. Safran MR, Seaber AV, Garrett WE Jr. Warm-Up and muscular  injures prevention, An update. Sports Med. 1989 Oct;8(4):239-249.

8. Shellock FG, Prentice WE. Warming-up and stretching for improved physical performance and prevention of sports-related injuries. Sports Med 1985; 2: 267-278.  9. Smith CA. The warm-up procedure: to stretch or not to stretch. A brief review. J Orthop Sports Phys Ther. 1994 Jan;19(1):12-7.

10. Thacker SB, Gilchrist J, Stroup DF, Kimsey CD Jr. The impact of stretching on sport injury risk: a systematic review of the literature. Med Sci Sports Exerc. 2004 Mar;36(3):371-378.

11. Witvrouw E, Mahieu N, Danneels L, McNair P. Stretching and injury prevention: an obscure reletionship. Sports Med. 2004;34(7):443-449.

12. Woods K, Bishop P, Jones E. Warm-up and stretching in the prevention of muscular injury. Sports Med. 2007 ;37(12): 1089-1099.