Heat Injury

by Peter Grantham and Lonnie Russell

The human body is very sensitive to changes in body heat. Athletes should know the hazards of vigorous excercise in hot, humid conditions and should be able to recognize the early warning symptoms which precede heat injury.

First of all, fluid intake and output must be balanced as evenly as possible because sustained exercise can produce as much as eight to 16 liters of sweat daily. This sweat contains body fluids and important minerals, both of which need replacement.

Sweating is the body’s primary cooling system. Cooling occurs when sweat evaporates through three million glands in the skin. The blood which has been shunted to the surface of the body is cooled and then returns to the deeper muscles and cavities, cooling them.

When the body is unable to dissipate heat as fast as it is produced, the result is an imbalance in body heat which can mean heat injury. The body tries to regulate temperature through sweat evaporation but the efficiency of this function is heavily influenced by humidity. When the relative humidity reaches 100 per cent, air cannot accept any more moisture. Sweat no longer evaporates and rolls off the skin with no cooling effect. On a drier day, the air accepts more moisture evaporation and heat build-up is more easily controlled.

The combination of high temperature, high humidity and vigorous exercise puts great demands on the circulatory system. Sweat loss with inadequate fluid replenishment has an adverse effect on circulatory capacity and may cause dehydration. When dehydration reaches 4.3 per cent of body weight, there is a 48 per cent reduction in endurance and a 22 per cent loss in maximum oxygen uptake just during walking. Obviously, a high level of fitness is required for exercise in the heat.

To replenish fluids during hot weather exercise, athletes, particularly distance runners, should drink liquids at frequent intervals. To prevent dehydration, a recommended rate is about 500 milliliters or 16 ounces of fluid 15 minutes before a race and 250 milliliters or eight ounces each 10-20 minutes along the course. Cold fluids are absorbed faster than fluids at body temperature.

An important consideration in preparing for athletic events in hot, humid conditions is heat acclimatization by which sweat glands and blood vessels enlarge allowing more heat to be dissipated through evaporation and more blood to reach the skin surface faster. Heat acclimatization takes up to two weeks and should be started with short, light workouts of 15-20 minutes, working up in intensity and duration to two to four hours.

Heat injury manifests itself in three conditions: muscle cramps, heat exhaustion and heat stroke.

Muscle cramps are caused by reduced levels of circulating minerals. Dehydration and electrolyte balance must be rectified. Sufferers should be rested in a cool environment.

Symptoms of heat exhaustion include fatigue, nausea and headache. Victims are irritable and mildly confused but conscious. The pulse rate is usually rapid with a narrow pulse pressure and a severe drop in blood pressure when standing. Active sweating should be present and rectal temperature is elevated but below 41 °C. Large amounts of fluid should be consumed and medical attention should be sought.

The first signs of heat stroke are unnaturally laboured breathing, goose flesh, chilling, and headache. Vision may blur and there may be dizziness and nausea. Victims display disturbed mental states ranging from disorientation and bizarre behaviour to loss of consciousness. Rectal temperatures are 41 °C and above. The skin is usually warm although there may be active sweating. Heat stroke requires immediate medical attention and hospitalization.

To help athletes prevent heat injury during endurance performances, the American College of Sports Medicine dispels several fallacies:

Salt lost in sweat can be replaced by taking salt tablets.

Never take salt tablets. Dietary salt sources are more than adequate. When sweating, proportionately more water than salt is lost, leaving a higher level of sodium in the blood. Salt tablets further elevate sodium levels and may help the onset of heat exhaustion. An acclimatized athlete loses little salt in his sweat and urine. Potassium is the mineral most likely to be depleted and is best replaced after competition by fruit juices or drinks containing minerals.

Amphetamines or alcohol can improve performance.

Derivatives of speed can mask the symptoms of heat stroke. Their use in hot weather competition has been lethal. Alcohol interferes with the body’s ability to efficiently dissipate heat so the risk of serious heat injury is increased. However, since beer contains some potassium, it may be used for repletion after the event.

Wear less clothing when exercising in hot weather.

Clothing, especially headgear, should be solid enough to block the sun’s radiant heat and porous enough to allow cooling from the evaporation of sweat. White clothing reflects heat; dark clothing absorbs it. Wet clothing helps cool the body so an athlete should pour water over his headgear rather than changing on the run.

Dr. Grantham is head, department of Family Practice, University of British Columbia. Ms. Russell has a degree in physical education from UBC.

un corps sain

Lésions due à la chaleur

par Peter Grantham et Lonnie Russell

Le corps humain est très sensible aux changements de sa température. Les athlètes devraient être conscients des dangers que peuvent causer des exercices violents dans des conditions chaudes et humides, et être en mesure de reconnaître les symptômes précurseurs qui mènent à des lésions dues à la chaleur.

En premier lieu, on doit s’assurer du meilleur équilibre possible entre l’ingestion et la perte de liquide, puisqu’une activité continue peut produire jusqu’à huit à 16 litres de sueur quotidiennement. Cette sueur contient des fluides corporels et d’importants minéraux qui tous deux doivent être remplacés.

La transpiration est le principal système de refroidissement du corps humain. Le refroidissement se produit lorsque la sueur s’évapore par trois millions de glandes cutanées. Le sang qui circule près de la surface est ainsi refroidi et retourne ensuite aux muscles et cavités, les refroidissant.

Lorsque le corps n’arrive pas à disperser la chaleur aussi rapidement qu’il la produit, il en résulte un déséquilibre de la température du corps humain qui peut se traduire par des lésions dues à la chaleur. Le corps essaie de régulariser sa température par l’évaporation de la sueur mais l’efficacité de cette fonction dépend énormément de l’humidité ambiante. Lorsque l’humidité relative atteint 100 pour cent, l’atmosphère ne peut plus accepter d’humidité. La sueur ne s’évapore plus et s’égoutte de la peau sans produire d’effet de refroidissement. Par journée plus sèche, l’atmosphère absorbe davantage de vapeurs humides et la concentration de chaleur est plus facile à contrôler.

La combinaison d’une température élevée, d’un haut niveau d’humidité et d’exercices vigoureux exige énormément du système circulatoire. Les pertes de liquides provoquées par la sueur, sans un remplacement adéquat, agit au détriment de la capacité circulatoire et peut causer la déshydratation. Lorsque la déshydratation atteint 4.3 pour cent du poids, il en résulte une réduction de 48 pour cent de l’endurance et une perte de 22 pour cent de la capacité maximale d’absorption d’oxygène pour* un exercice simple comme la marche. Il est évident qu’un niveau très élevé de conditionnement est nécessaire pour tout exercice par temps chaud.

Pour remplacer les liquides éliminés au cours d’activités par temps chaud, les athlètes, surtout les coureurs de fond, devraient boire à intervalles réguliers. Afin d’éviter la déshydratation, on recommande l’absorption d’environ 500 millilitres ou 16 onces de liquide 15 minutes avant la course et 250 millilitres ou huit onces à toutes les 10-20 minutes pendant la course. Les liquides froids sont absorbés plus rapidement que les liquides à la température du corps humain.

L’une des considérations importantes dans la préparation d’une épreuve sportive par temps chaud et humide est l’acclimatation à la chaleur. Ce phénomène provoque l’élargissement des glandes sudoripares et des vaisseaux sanguins, permettant une plus grande dissipation de la chaleur par évaporation, et à davantage de sang de circuler plus rapidement jusqu’à la surface cutanée. Il faut compter jusqu’à deux semaines pour arriver à une acclimatation à la chaleur, qui devrait être initiée par des périodes courtes (15 à 20 minutes) d’activité légère, croissant en intensité et durée jusqu’à deux à quatre heures.

Les lésions dues à la chaleur se manifestent de trois façons: les crampes musculaires, l’épuisement dû à la chaleur et le coup de chaleur.

Les crampes musculaires sont causées par une réduction du niveau des minéraux en circulation. L’on doit éliminer la déshydratation et rectifier l’équilibre électrolytique. Les victimes doivent se reposer dans un endroit frais.

Les symptômes de l’épuisement dû à la chaleur comprennent la fatigue, la nausée et les maux de tête. Les victimes sont irascibles, légèrement confuses, mais conscientes. Le pouls est normalement rapide avec une faible pression au pouls, et la pression sanguine baisse dramatiquement lorsque la personne se tient debout. Il devrait y avoir une transpiration abondante et la température rectale est élevée, mais de moins de 41 °C. On recommande la consommation d’une grande quantité de liquides et une consultation médicale.

Les premiers signes du coup de chaleur sont une respiration difficile, la chair de poule, le frisson et le mal de tête. La vision peut être troublé, avec étourdissements et nausées. L’état mental des victimes est troublé, allant d’un sensation de désorientation à un comportement bizarre, jusqu’à la perte de conscience. La température rectale est de 41 °C ou plus. L’épiderme est normalement chaud et il peut y avoir une transpiration soutenue. Le coup de chaleur exige des soins médicaux immédiats et l’hospitalisation.

A l’intention des athlètes et dans le but de prévenir les lésions dues à la chaleur au cours d’épreuves d’endurance, le Collège Américain de la Médecine Sportive rectifie plusieurs notions fausses:

On peut compenser la perte de sel de la transpiration par l’ingestion de capsules de sel.

Il ne faut jamais prendre de pilules de sel. Les sources diététiques de sel sont amplement suffisantes. Au cours de la transpiration l’on perd proportionnellement plus d’eau que de sel, ce qui produit un niveau plus élevé de sodium dans le sang. Les tablettes de sel augmentent davantage le niveau de sodium et peuvent provoquer l’épuisement dû à la chaleur. Un athlète acclimaté perd peu de sel par la sueur ou dans l’urine. Il est plus probable que le potassium soit le minéral le plus affecté, et le meilleur moyen de remplacement après la compétition est l’absorption de jus de fruits ou de breuvages à teneur minérale.

Les amphétamines ou i’aicooi peuvent améliorer la performance.

Les dérivés des amphétamines peuvent masquer les symptômes du coup de chaleur. Leur utilisation pour une compétition par temps chaud a déjà été fatale. L’alcool nuit à l’habileté du corps humain de dissiper efficacement la chaleur, ce qui augmente le risque de lésions dues à la chaleur. Toutefois, puisque la bière contient un peu de potassium, elle peut être prise après une épreuve, pour compenser les minéraux perdus.

Porter moins de vêtements pour les activités par temps chaud.

Les vêtements, surtout les couvre-chefs, devraient être assez denses pour arrêter la chaleur radiante du soleil, et assez poreux pour permettre l’action refroidissante causée par l’évaporation de la sueur. Les vêtements blancs reflètent la chaleur, les vêtements sombres l’absorbent. Les vêtements mouillés aident à rafraîchir le corps; l’athlète devrait verser de l’eau sur son couvre-chef plutôt que de le changer pendant la course.

Le docteur Grantham est responsable du département de Médecine Familiale, à l’Université de Colombie Britannique. Mde Russell détient un diplôme en éducation physique de UCB.