Vinter-OL og handicap-OL er igen over os.
I år finder legene sted i Milano og Cortina d’Ampezzo i Italien, hvor vejrprognoser spår om temperaturer fra lige over frysepunktet til omkring 10 grader Celsius.
Det er en del varmere, end man normalt ville forvente om vinteren, især i et bjergområde.
Det er varmt nok til, at sportsfolkene må tilpasse deres udstyr efter forholdene, men stadig koldt nok til at påvirke både sportsudøvernes og tilskueres fysiologi.
Som henholdsvis biologisk antropolog og materialeforsker er vi interesserede i, hvordan menneskekroppen reagerer på forskellige forhold, og hvordan forskellige materialer kan hjælpe med at forbedre præstationerne og håndtere sundhedsudfordringerne.
Begge dele kommer til at spille en vigtig rolle for de olympiske deltagere, der håber på at yde deres bedste i Italien.
Sportsfolk i kulden
De sportsudøvere, der deltager i udendørs discipliner, er vant til kulde og uforudsigelige vejrforhold.
Det er en naturlig del af deres sport. Selvom det er meget usandsynligt, at de i år bliver udsat for ekstrem kulde, vil de udendørs forhold stadig påvirke præstationerne.
En bekymring er dehydrering, som kan være svær at opdage, fordi man typisk ikke sveder så meget og mindre intenst i kolde omgivelser. Men lave temperaturer betyder også lavere relativ luftfugtighed.
Den tørre luft gør, at kroppen skal bruge mere af sine egne vandreserver på at fugte luften, før den når de sarte lunger.
Sportsfolk, der trækker vejret kraftigt under konkurrencerne, mister derfor mere kropsvæske på denne måde, end de ville gøre under mere tempererede forhold.
Blodkarrene har også en tendens til at række sig sammen, når kroppen bliver kold, for bedre at holde på varmen i kroppen.
Smallere blodkar afgiver mindre varme til den kolde luft, men det betyder samtidig, at kroppen presser mere væske ud af blodbanen og over mod nyrerne, hvilket øger urinproduktionen.
Selvom atleterne måske ikke sveder lige så meget som i varmere temperaturer, sveder de stadig.
De klæder sig på for at optimere deres præstation og beskytte sig mod kulde.
Kombinationen af flere lag tøj og de materialer, de er lavet af, sammen med den kropsvarme, der opstår under fysisk aktivitet, kan føre til sved og skabe et varmt, fugtigt lag mellem kroppen og tøjet.
Her mister kroppen væske, hvilket også potentielt er en udfordring for sportsfolk, der skal deltage i flere runder eller heats, for eksempel de indledende løb i skiløb eller snowboarding.
Disse sportsudøvere er fysisk aktive og arbejder sig varme og svedige, hvorefter de skal vente på deres næste heat.
I denne ventetid gør det fugtige lag af sved dem mere sårbare over for varmetab og kulderelaterede skader som forfrysninger eller hypotermi.
Sportsudøverne er derfor nødt til at holde sig varme mellem konkurrencerunder.
Videnskaben bag vinterbeklædning
Valg af materialer og opbygningen af tøjet er afgørende for at holde varmen.
Mange tøjproducenter anvender et trelagsprincip for at holde brugeren varm, tør og komfortabel.
Det første lag, der ligger direkte mod huden, består typisk af et fugttransporterende syntetisk materiale som nylon eller et naturmateriale som uld.
Det andet lag er et isolerende lag, som generelt er porøst for at fange den varme luft, kroppen producerer, og for at mindske varmetab. Her er dun og fleece gode valg.
Det sidste lag er det ydre beskyttelseslag, som holder kroppen tør og beskyttet mod vejr og vind.
Dette lag skal være vandtæt og åndbart, så de indre isolerende lag forbliver tørre, men så sved stadig kan slippe ud.
Polyester og akryl er gode valg her, da de er lette, holdbare og modstandsdygtige over for fugt.
Det udstyr, sportsfolkene bruger, kan tilpasses deres behov.
For eksempel er de syntetiske materialer i det inderste lag meget alsidige, og de kan tilføres nye egenskaber og funktioner. Ved at påføre en særlig coating på et materiale som nylon kan man give det nye egenskaber, for eksempel vind- og vandafvisning.
Ofte består både de syntetiske fibre og de coatings, materialeforskere tilføjer, af polymerer, som er lange kæder af molekyler.
De kan være menneskeskabte og baseret på petroleum, som for eksempel affaldsposer af polyethylen, polyester og teflon. Men polymerer kan også være naturlige og komme fra naturen. DNA og kroppens proteiner er eksempler på polymerer.
Ud over polymerteknologi findes der også traditionelle varmejakker drevet af batteri som en mulighed.
Smarte materialer
Som en ekstra bonus findes der en type smarte materialer kaldet faseændringsmaterialer, der er lavet af polymerer og kompositmaterialer.
De absorberer automatisk overskydende kropsvarme, når der bliver produceret for meget, og frigiver den igen til kroppen, når det er nødvendigt for at regulere kropstemperaturen. Disse materialer afgiver eller optager varme, når de skifter mellem fast og flydende form, og reagerer på kroppens naturlige signaler.
Faseændringsmaterialer handler ikke så meget om at varme kroppen op, men om at holde dens temperatur stabil.
Selvom de ikke er almindeligt anvendt i tøj til sportsfolk, har NASA arbejdet med dem i lang tid, og mange kommercielle produkter bruger denne teknologi. Kølende tekstiler som sengetøj og håndklæder er ofte fremstillet af faseændringsmaterialer, fordi de forhindrer overophedning.
Hvad med alle os andre?
Sportsfolk er ikke de eneste, der risikerer kuldeskader.
Mens de fleste af os ser legene hjemmefra i behagelig indendørs varme, vil tusindvis af tilskuere og medarbejdere overvære eller arbejde ved de udendørs konkurrencer.
I modsætning til sportsudøverne kan de ikke nyde godt af den ekstra kropsvarme, som fysisk aktivitet giver. De vil derfor være mere udsatte i kulden, når de befinder sig udenfor.
Hvis du planlægger at være tilskuer eller arbejde ved et arrangement denne vinter, så drik mere vand end normalt og planlæg dine toiletbesøg derefter.
Sørg for at have flere lag tøj på, som du kan tage af og på efter behov, og vær især opmærksom på kroppens mest udsatte områder, som hænder, fødder og næse.
Lavere temperaturer udløser en række metaboliske reaktioner i kroppen. Ét eksempel er kulderystelser, som skyldes små muskelsammentrækninger, der producerer varme. Kroppens brune fedtvæv bliver også aktivt og producerer varme i stedet for at lagre energi.
Begge disse processer forbrænder ekstra kalorier, så du kan forvente at blive mere sulten, hvis du opholder dig ude i kulden i længere tid. En tur på toilettet eller efter mad er en kærkommen mulighed for at varme sig – især på hænder og fødder.
Det er let at tænke på sportsfolkene ved Vinter-OL som helt enestående atleter, der er prisgivet naturens kolde kræfter.
Men både kroppens egen fysiologi og de imponerende fremskridt, forskere har gjort inden for vinterbeklædning, hjælper dem med at holde varmen og præstere deres allerbedste.
Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.
