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Vorsicht: Hitze!

Studie zeigt: Trink- und Abkühlpausen lindern Hitzestress

Medizin & Athletik
Im Viertelfinale der FIFA Frauen-WM 2019 zwischen Deutschland und Schweden wird die Partie für eine Trink- und Abkühl-Pause unterbrochen.
    • Die FIFA empfiehlt ab 32 °C (WBGT) zwei 3-minütige Abkühlungspausen in der 31. und 76. Minute, um Hitzschlag und Kreislaufkollaps zu vermeiden.
    • Getestet wurden eine Trinkpause, eine kombinierte Trink-/Kühlpause nach den ersten 30 Minuten jeder Halbzeit sowie eine verlängerte Halbzeitpause.
    • Alle drei Methoden mindern den körperlichen Hitzestress und senken die Körperkerntemperatur um 0,21 – 0,28 °C.
    • Sie sind einfach im Profi- wie im Amateurfußball anzuwenden und von ähnlicher Wirksamkeit.

Abstract

Spielen trotz Hitze? Das geht – mit den richtigen Mitteln. Sportwissenschaftler haben in einer Studie unter Laborbedingungen nachgewiesen, dass Trink- und Abkühl-Pausen helfen, den zusätzlichen körperlichen Belastungen durch hohe Temperaturen entgegenzuwirken. Getestet wurden drei verschiedene Methoden: (a) eine 3-minütige Trinkpause in der 31. und 76. Spielminute, (b) eine 3-minütige Trink- und Abkühlpause in der 31. und 76. Minute sowie (c) eine um fünf Minuten verlängerte Halbzeitpause. Das Ergebnis: Kurze Auszeiten, um sich mit kalten Getränken zu erfrischen und/oder mit eisgekühlten Handtüchern abzukühlen, wirken gegen den Hitzestress. Die Körperkerntemperatur, Herzfrequenzrate und die empfundene Belastung (RPE) können so nachweislich gesenkt werden.

Zwei zusätzliche kurze Spielunterbrechung gegen den Hitzestress

Erstmals kam es beim Achtelfinale der FIFA Fußball-Weltmeisterschaft 2014 in Brasilien bei tropisch heißen Temperaturen zu offiziellen Abkühlungspausen für die Spieler. Der Schiedsrichter unterbrach die Partie zwischen den Niederlanden und Mexiko in der 31. und 76. Spielminute jeweils für drei Minuten, damit die Spieler etwas trinken konnten. So empfiehlt es der Weltfußballverband (FIFA), wenn es außerordentlich heiß wird. Maßstab ist der sogenannte „Wet-Bulb Globe Temperature-Index“ (WBGT), der durch Werte wie Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit errechnet wird. Wird die WBGT-Marke von 32 °C überschritten, kann der Schiedsrichter nach den ersten 30 Minuten einer Halbzeit eine 3-minütige Trink- und Abkühlungspause gewähren. Wenn sonst Verletzungs- oder Wechselunterbrechungen genutzt werden, um schnell den Flüssigkeitshaushalt wieder auszugleichen, sollen die eigens zur Erfrischung verordneten Spielunterbrechungen bei großer Hitze sicherstellen, dass Spieler keinen Hitzschlag oder Hitzekollaps erleiden. Denn gerade langfristig geplante Spieltermine und enge Wettkampfkalender machen eine Verlegung meist unmöglich.

Sommerliche Hitzewellen führen auch in unseren Breitengraden zunehmend dazu, dass Trainer und Schiedsrichter vermehrt auf die Gesundheit ihrer Spieler achten müssen. Zusätzliche Abkühlungspausen gab es zuletzt bei der U 21-EM in Italien, im Halbfinalspiel der deutschen U 21-Nationalmannschaft gegen Rumänien. Eine sportwissenschaftliche Studie aus Australien hat nun unter Laborbedingungen erstmals untersucht, wie wirksam die Abkühlungspausen während des Spiels sind und welche einfach am Spielfeldrand einzusetzenden Mittel den größten Effekt zeigen.

Bei körperlicher Belastung in großer Hitze steigt die Körperkerntemperatur

Ist es draußen heiß, beeinträchtigt die Hitze die Leistungs-, Belastungs- und Wahrnehmungsfähigkeiten von Fußballspielern während des Spiels [1-4]. Der Körper, der sich durch die sportliche Aktivität ohnehin schon erwärmt, wird durch die hohen Außentemperaturen zusätzlich belastet. Hitzeverlust und Hitzespeicherung können sich nicht mehr die Waage halten, die Herzkreislauffunktion lässt nach, die Muskeln werden nicht mehr so gut mit Sauerstoff versorgt. Zentraler Indikator für eine akute Hitzebelastung ist die Körperkerntemperatur. Steigt sie über 39 °C, droht ein Hitzschlag.

Hatten bisherige Studien untersucht, inwieweit Precooling-Maßnahmen zum Beispiel zur Steigerung der Hitzespeicherkapazität im Vorfeld eines Spiels an außergewöhnlich heißen Tagen [5,6] und während der Halbzeitpause [7] helfen können, Hitzestress zu minimieren, nimmt die australische Studie die Körpertemperaturentwicklung während des Spiels bei feucht-heißem Wetter in den Blick. Die Studienautoren haben in einem Vergleich geprüft, welche Maßnahmen am nachhaltigsten die Körpertemperatur in den Abkühlungspausen senken. Diese wurden von der FIFA nicht willkürlich auf die 31. und 76. Spielminute gesetzt. Denn die Körpertemperatur bei Profifußballspielern hat, das haben Wissenschaftler nachgewiesen, 30 Minuten nach Spielbeginn durchschnittlich den höchsten Punkt erreicht [8].

Was bringen kurze Trink- und Abkühlungspausen, wenn es heiß ist?

Um den Effekt von Abkühlungsmaßnahmen zu testen, haben 12 Profifußballspieler unter Laborbedingungen bei einer Umgebungstemperatur von 35 °C, 55 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit und 30 °C WBGT vier simulierte Fußballspiele absolviert. Auf ein simuliertes erstes Spiel mit regulärer Spielzeit als Referenz folgten in einem zeitlichen Abstand von jeweils 48 Stunden drei weitere Spielsimulationen. Jedes mit einer anderen Abkühlungsmaßnahme:

  • a)    Beim ersten Durchgang erhielten die Probanden während der 3-minütigen Trinkpause nach 30 Minuten in jeder Halbzeit kaltes Wasser zu trinken.
  • b)    Beim zweiten Durchgang gab es während der Pausen ergänzend zum Wasser ein gekühltes Handtuch um den Hals zur Abkühlung.
  • c)    Beim dritten Durchgang wurde statt der Spielunterbrechung in der 31. und 76. Minute die Halbzeitpause um fünf Minuten auf 20 Minuten verlängert.

Gemessen wurden dabei neben der Körpertemperatur auch die Herzfrequenz und die empfundene körperliche Belastung (RPE).

Das Ergebnis: Alle drei Abkühlungsmaßnahmen konnten die körperliche Belastung durch Hitze nachweislich senken. Im Vergleich zum simulierten Referenzspiel ohne zusätzliche Pausen fielen die Herzfrequenzraten und die RPE-Werte in den Simulationen mit Abkühlungsmaßnahmen durchweg niedriger aus. Die Körperkerntemperatur sank zwischen 0,21 und 0,28 °C. Das entspricht ca. der Größenordnung, die man mit Akklimatisierungsmaßnahmen im Vorfeld von Spielen in großer Hitze – etwa bei Spielen in anderen Gebieten mit tropischem Klima – erzielen kann [9]. Damit zeigt sich, dass auch mit einfachen Mitteln, die sich pragmatisch zum Beispiel auch im Amateurfußball anwenden lassen, viel erreicht werden kann.

Für die Variante einer verlängerten Halbzeitpause um fünf Minuten spricht, dass in der Zeit andere, logistisch aufwendigere Abkühlungsmaßnahmen angewendet werden könnten. Allerdings haben Untersuchungen auch gezeigt, dass nicht alle diese Methoden die Kerntemperatur in der zweiten Halbzeit nachhaltig beeinflussen können [6]. Sollten sich Trainer für die verlängerte Halbzeitpause als Abkühlungsmaßnahme entscheiden (insofern möglich, Fußball-Regeln DFB), empfehlen die Studienautoren, die Spieler in den Schatten oder kühle Räume zu schicken, um die Auswirkungen einer zusätzlichen Sonneneinstrahlung über die längere Spielzeit hinweg zu minimieren.

Einschränkend ist festzuhalten, dass die Studie mit 12 Teilnehmern auf einer ziemlich kleinen Stichprobe fußt und die Simulation nicht ganz den realen Spielbedingungen entspricht. So fehlte zum Beispiel die übliche Aufwärmphase, die einem Spiel voran geht und die sich auf die physischen Belastungswerte auswirkt. Dennoch kann die Studie als gutes Indiz dafür gelten, was in Sachen Reduktion von Hitzestress mit einfachen Mitteln erreicht werden kann.
 
Die Inhalte basieren auf der Studie "Brief in-play cooling breaks reduce thermal strain during football in hot conditions.”, die 2019 in "Journal of Science and Medicine in Sport" veröffentlicht wurde.

Literatur

  1. Chalmers, S., Siegler, J., Lovell, R., Lynch, G., Gregson, W., Marshall, P., & Jay, O. (2019). Brief in-play cooling breaks reduce thermal strain during football in hot conditions. Journal of science and medicine in sport.

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    1. Sawka, M. N., Leon, L. R., Montain, S. J., & Sonna, L. A. (2011). Integrated physiological mechanisms of exercise performance, adaptation, and maladaptation to heat stress. Comprehensive Physiology, 1(4), 1883-1928.

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    2. Nassis, G. P., Brito, J., Dvorak, J., Chalabi, H., & Racinais, S. (2015). The association of environmental heat stress with performance: analysis of the 2014 FIFA World Cup Brazil. Br J Sports Med, 49(9), 609-613.

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    3. Link, D., & Weber, H. (2017). Effect of ambient temperature on pacing in soccer depends on skill level. The Journal of Strength & Conditioning Research, 31(7), 1766-1770.

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    4. Chmura, P., Konefał, M., Andrzejewski, M., Kosowski, J., Rokita, A., & Chmura, J. (2017). Physical activity profile of 2014 FIFA World Cup players, with regard to different ranges of air temperature and relative humidity. International journal of biometeorology, 61(4), 677-684.

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    5. Duffield, R., Coutts, A., McCall, A., & Burgess, D. (2013). Pre-cooling for football training and competition in hot and humid conditions. European Journal of Sport Science, 13(1), 58-67.

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    6. Aldous, J. W. F., Chrismas, B. C. R., Akubat, I., Stringer, C. A., Abt, G., & Taylor, L. (2019). Mixed-methods pre-match cooling improves simulated soccer performance in the heat. European journal of sport science, 19(2), 156-165.

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    7. Price, M. J., Boyd, C., & Goosey-Tolfrey, V. L. (2009). The physiological effects of pre-event and midevent cooling during intermittent running in the heat in elite female soccer players. Applied physiology, nutrition, and metabolism, 34(5), 942-949.

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    8. Özgünen, K. T., Kurdak, S. S., Maughan, R. J., Zeren, C., Korkmaz, S., Yazιcι, Z., ... & Dvorak, J. (2010). Effect of hot environmental conditions on physical activity patterns and temperature response of football players. Scandinavian journal of medicine & science in sports, 20, 140-147.

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    9. Tyler, C. J., Reeve, T., Hodges, G. J., & Cheung, S. S. (2016). The effects of heat adaptation on physiology, perception and exercise performance in the heat: a meta-analysis. Sports Medicine, 46(11), 1699-1724.

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