Nhiều người có thói quen thức dậy sớm để chạy bộ ngoài trời nhằm rèn luyện sức bền và hít thở bầu không khí trong lành của buổi sáng. Tuy nhiên, khi nhiệt độ giảm sâu vào mùa đông hoặc những ngày chuyển mùa, không ít người bất ngờ gặp phải cảm giác tức ngực, ho khan từng cơn và khó thở dữ dội chỉ sau ít phút tăng tốc. Tình trạng này khiến nhiều người băn khoăn liệu chạy bộ trong thời tiết lạnh giá có thực sự làm đường thở bị co thắt hay không.
Câu trả lời ngắn gọn theo các bằng chứng y học là có: việc vận động gắng sức trong môi trường không khí lạnh và khô có thể kích hoạt tình trạng co thắt phế quản cấp tính, làm hẹp đường dẫn khí dẫn đến ho và suy giảm chức năng thông khí của phổi [1]. Hiện tượng này được gọi là co thắt phế quản do gắng sức (EIB), thường xảy ra phổ biến ở các vận động viên thể thao mùa đông nhưng cũng có thể xuất hiện ở người bình thường khi hô hấp tăng cao trong môi trường lạnh [1], [2].
Cơ chế khiến đường thở co thắt dưới trời lạnh
Khi cơ thể nghỉ ngơi, chúng ta chủ yếu thở bằng mũi, nơi không khí được sưởi ấm và làm ẩm tự nhiên trước khi đi sâu vào phổi. Tuy nhiên, khi chạy bộ hoặc vận động cường độ cao, nhu cầu oxy tăng vọt buộc người tập phải chuyển sang thở bằng miệng và thở gấp [1]. Việc thở nhanh liên tục khiến một lượng lớn không khí lạnh và khô chưa qua xử lý đi thẳng vào các nhánh phế quản [3].
Sự mất nước do bốc hơi nhanh chóng để làm ấm và làm ẩm luồng không khí hít vào là nguyên nhân then chốt dẫn đến tổn thương [3]. Quá trình bay hơi nước này làm lạnh và mất nước bề mặt biểu mô bao phủ đường thở [3]. Khi bề mặt niêm mạc bị khô rát, cơ thể sẽ phản ứng bằng cách giải phóng hàng loạt chất trung gian hóa học như prostaglandin, leukotriene và histamine [3]. Các chất này kích thích trực tiếp cơ trơn phế quản bao quanh đường dẫn khí co bóp mạnh, đồng thời làm thay đổi tính thấm của mạch máu [3]. Hậu quả là đường thở bị thu hẹp đáng kể, gây cảm giác ngột ngạt và thở khò khè cho người chạy bộ [3].
Bên cạnh đó, việc hít thở không khí lạnh khô ở lưu lượng lớn trong thời gian dài còn gây ra vi chấn thương cho lớp tế bào biểu mô đường hô hấp [3]. Quá trình tự phục hồi sau tổn thương này đòi hỏi sự thoát huyết tương và huy động các tế bào viêm di chuyển vào lòng đường thở [3]. Khi hiện tượng này lặp đi lặp lại qua nhiều buổi tập luyện, cơ trơn phế quản sẽ tiếp xúc với nhiều hoạt chất có nguồn gốc từ huyết tương và tế bào, làm thay đổi đặc tính co thắt và khiến đường thở trở nên nhạy cảm quá mức với các kích thích bên ngoài [3].
Các nghiên cứu chỉ ra điều gì về sự suy giảm chức năng phổi?
Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp lên chức năng hô hấp đã được chứng minh qua nhiều thử nghiệm lâm sàng đối chứng chặt chẽ. Một nghiên cứu công bố năm 2013 đã tiến hành kiểm tra trên 30 nam thiếu niên được rèn luyện thể lực (độ tuổi trung bình 16,56 ± 0,89 tuổi) thực hiện bài tập chạy biến tốc cường độ cao trong 22 phút trên máy chạy bộ ở hai điều kiện nhiệt độ khác nhau [4]. Ở điều kiện không khí lạnh 10 độ C với độ ẩm khoảng 50%, các nhà khoa học ghi nhận sự sụt giảm chức năng hô hấp rõ rệt sau tập [4]. Cụ thể, thể tích thở ra gắng sức trong giây đầu tiên (FEV1) giảm tối đa 15,93% ở thời điểm 15 phút sau tập, lưu lượng đỉnh (PEF) giảm tới 22,53% ở phút đầu tiên, và lưu lượng thở ra gắng sức trung bình ở đoạn 25%-75% (FEF25-75) giảm 18,25% ở phút thứ 5 [4]. Trong khi đó, ở nhiệt độ 45 độ C, mức giảm các chỉ số này thấp hơn đáng kể [4].
Một nghiên cứu khác thực hiện năm 2020 trên 7 nam và 6 nữ là vận động viên thể thao mùa đông (với mức tiêu thụ oxy tối đa lần lượt là 61,9 ± 6,9 và 52,2 ± 5,3 mL/kg/phút) khi chạy trong buồng môi trường ở nhiệt độ -20 độ C và độ ẩm 46,2% [1]. Kết quả cho thấy khi không sử dụng thiết bị bảo vệ đường thở, dung tích sống gắng sức (FVC) giảm trung bình 5,9% và FEV1 giảm 4,2% sau 3 phút ngừng chạy [1]. Tình trạng này khiến người tham gia ghi nhận nhiều triệu chứng khó chịu ở đường hô hấp hơn, đặc biệt là ho [1].
Mối liên hệ giữa độ ẩm, nhiệt độ và mức độ co thắt phế quản tiếp tục được làm sáng tỏ trong một nghiên cứu năm 1999 trên 6 người trưởng thành mắc bệnh hen [5]. Các đối tượng tham gia thực hiện bài tập đạp xe ở mức 80-85% nhịp tim tối đa trong 6 phút ở các điều kiện môi trường khác nhau [5]. Khi hít thở không khí lạnh và khô ở nhiệt độ -18 độ C, chỉ số lưu lượng đỉnh (PEF) của người tham gia giảm trung bình tới 19,4 ± 6% [5]. Trong khi đó, khi đạp xe với không khí ấm ở nhiệt độ phòng và độ ẩm 60%, mức giảm PEF chỉ là 6,1 ± 2% [5]. Nghiên cứu này khẳng định chính nhu cầu thông khí và độ ẩm của luồng không khí hít vào là yếu tố quyết định mức độ co thắt phế quản, chứ không phụ thuộc vào việc người tập chạy bộ hay đạp xe [5].
Bằng chứng về tổn thương biểu mô và phản ứng viêm
Không chỉ gây co thắt cơ học, không khí lạnh khô còn tạo ra áp lực sinh học trực tiếp lên cấu trúc tế bào lót đường thở. Một nghiên cứu công bố năm 2011 trên 21 vận động viên nam trẻ tuổi (trong đó có 10 người có tiền sử co thắt phế quản do gắng sức) đã thực hiện bài kiểm tra thể lực gắng sức gần tối đa trong 8 phút [6]. Ở môi trường lạnh khô (4 độ C, độ ẩm 37%), hiện tượng co thắt phế quản xảy ra ở 8 vận động viên với mức giảm FEV1 trung bình lên tới 18,1 ± 2,1% [6]. Đáng chú ý, nồng độ protein CC16 trong nước tiểu - một dấu ấn sinh học phản ánh tình trạng xáo trộn và tổn thương tế bào biểu mô đường hô hấp - đã tăng vọt ở tất cả các đối tượng sau khi vận động trong không khí lạnh khô [6]. Ngược lại, khi những người này hít thở không khí ấm và ẩm (25 độ C, độ ẩm 94%), mức giảm FEV1 chỉ còn 1,7 ± 0,8% và sự gia tăng CC16 bị ức chế rõ rệt [6].
Tác động của nhiệt độ cực thấp lên hệ hô hấp cũng được một nghiên cứu năm 2022 phân tích khi cho các đối tượng khỏe mạnh tiếp xúc với nhiệt độ -15 độ C trong 50 phút [7]. Kết quả cho thấy ngay cả khi ở trạng thái nghỉ ngơi hoàn toàn trong môi trường -15 độ C, đường thở gần cũng đã xuất hiện dấu hiệu co thắt với sự sụt giảm FEV1 và FVC [7]. Khi kết hợp thêm bài tập chạy cường độ cao ở mức 85% VO2max, các dấu hiệu sinh hóa của stress biểu mô và phản ứng tăng tiết cytokine tiền viêm ở đường hô hấp dưới trở nên rõ rệt hơn rất nhiều so với trạng thái nghỉ [7]. Sự thông khí tăng cường với luồng khí lạnh đã đẩy nhanh tốc độ bay hơi của lớp dịch lót bề mặt bảo vệ đường hô hấp, dẫn đến mất nước biểu mô nghiêm trọng [7].
Các nghiên cứu tổng quan cũng nhấn mạnh rằng việc thở dốc kéo dài trong môi trường không khí khô hoặc lạnh làm khởi phát phản ứng viêm đường thở [2]. Tuy nhiên, phản ứng viêm này có những đặc tính sinh học khác biệt so với bệnh hen suyễn thông thường [2]. Vận động viên các môn thể thao sức bền mùa đông thường xuyên xuất hiện tình trạng tăng tính phản ứng của đường thở do niêm mạc liên tục bị kích thích và tổn thương [3].
Hiểu lầm thường gặp khi chạy bộ trời lạnh
Một hiểu lầm rất phổ biến là cho rằng chỉ những người có tiền sử mắc bệnh hen suyễn mới bị co thắt đường thở khi chạy bộ ngoài trời lạnh. Thực tế, nghiên cứu năm 2011 đã chứng minh tình trạng thở nhanh khi gắng sức gây gián đoạn và tổn thương tạm thời tế bào biểu mô đường thở ở tất cả các vận động viên, kể cả những người hoàn toàn không có tiền sử bệnh lý hô hấp [6]. Sự sụt giảm chức năng phổi có thể diễn ra âm thầm ở bất kỳ ai nếu cường độ hít thở không khí lạnh khô vượt quá khả năng sưởi ấm tự nhiên của niêm mạc [7], [6].
Hiểu lầm thứ hai là quan niệm cho rằng động tác chạy bộ gây hại cho phổi nhiều hơn so với các môn thể thao khác như đạp xe. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã so sánh phản ứng phế quản giữa chạy bộ và đạp xe trong nhà và nhận thấy không có sự khác biệt về mức độ co thắt đường thở giữa hai hình thức này [5]. Khi đạp xe trong điều kiện hít thở không khí lạnh khô, mức độ sụt giảm lưu lượng đỉnh vẫn xảy ra tương đương [5]. Điều này chứng tỏ yếu tố quyết định không phải là bộ môn vận động nào, mà chính là lưu lượng thông khí của phổi và độ ẩm của không khí hít vào [5].
Hiểu lầm thứ ba là cho rằng cảm giác tức ngực khi chạy trời lạnh luôn đồng nghĩa với tổn thương phổi vĩnh viễn. Trên thực tế, hiện tượng co thắt phế quản do gắng sức thường mang tính chất cấp tính và thoáng qua [1], [2]. Chức năng phổi có xu hướng hồi phục dần sau khi người tập ngừng vận động và quay trở lại môi trường ấm áp [4].
Nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng
Mặc dù bất kỳ ai cũng có thể bị ảnh hưởng bởi không khí lạnh khô, một số nhóm đối tượng có nguy cơ cao hơn và cần có biện pháp bảo vệ đặc biệt. Nhóm đầu tiên là những người đã được chẩn đoán mắc bệnh hen suyễn hoặc có cơ địa dị ứng, bởi đường thở của họ vốn đã nhạy cảm và dễ phản ứng quá mức trước các kích thích môi trường [4], [3]. Khi hít phải luồng khí lạnh đột ngột, phản ứng co thắt ở nhóm này thường diễn ra nhanh và sâu hơn [4], [5].
Nhóm thứ hai là trẻ em và thanh thiếu niên tham gia tập luyện thể thao ngoài trời lạnh. Hệ hô hấp và cấu trúc phổi của trẻ vẫn đang trong giai đoạn hoàn thiện và phát triển, khiến các em trở nên đặc biệt nhạy cảm trước nguy cơ tổn thương niêm mạc khi phải thở dốc kéo dài trong điều kiện lạnh khô hoặc môi trường ô nhiễm [8]. Sự tác động này có thể liên quan đến cả yếu tố cơ địa và di truyền của trẻ [8].
Nhóm thứ ba là các vận động viên thể thao mùa đông và những người tập luyện sức bền cường độ cao như chạy việt dã hay đạp xe đường trường [1], [2]. Việc duy trì tần số thở cao liên tục trong thời gian dài khiến đường thở của nhóm này phải tiếp xúc thường xuyên với không khí chưa được làm ấm, làm tăng tỷ lệ mắc các triệu chứng hô hấp mạn tính [2], [3]. Khi nhiệt độ môi trường giảm xuống dưới 0 độ C, người tập còn đối mặt với nguy cơ tê cóng, hạ thân nhiệt và suy giảm chức năng hô hấp [1]. Nếu nhiệt độ giảm sâu dưới -15 độ C, tình trạng khô và lạnh đường thở diễn ra vô cùng gay gắt [1].
Giải pháp bảo vệ đường thở khi tập luyện mùa lạnh
Để giảm thiểu tác động tiêu cực của thời tiết lạnh lên hệ hô hấp, việc thay đổi điều kiện của luồng không khí hít vào đóng vai trò then chốt. Hít thở không khí ấm và ẩm đã được chứng minh là có khả năng ngăn chặn hoàn toàn tình trạng co thắt phế quản sau vận động [6]. Một giải pháp cơ học rất hiệu quả là sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt ẩm (HME) hoặc các loại khẩu trang, khăn trùm chuyên dụng giúp giữ nhiệt và độ ẩm của hơi thở ra để sưởi ấm cho luồng khí hít vào tiếp theo [1]. Nghiên cứu cho thấy việc đeo thiết bị HME trong lúc tập luyện ở nhiệt độ cực lạnh giúp cải thiện rõ rệt chức năng phổi (tăng FEV1 và lưu lượng thở ra) và giảm đáng kể tỷ lệ gặp phải các triệu chứng khó chịu như ho hay tức ngực so với khi để đường thở tiếp xúc trực tiếp [1].
Khởi động kỹ lưỡng là bước bắt buộc trước khi bước vào bài tập chính. Việc làm nóng cơ thể từ từ giúp đường thở thích nghi dần với sự gia tăng lưu lượng khí, tránh cú sốc nhiệt đột ngột cho niêm mạc phế quản. Trong quá trình chạy bộ, người tập nên cố gắng duy trì nhịp thở kết hợp qua mũi càng nhiều càng tốt ở giai đoạn khởi động hoặc khi chạy với tốc độ nhẹ nhàng, nhằm tận dụng khả năng làm ẩm tự nhiên của xoang mũi trước khi chuyển sang thở sâu.
Đối với những người đã có tiền sử co thắt phế quản do gắng sức hoặc bệnh hen, việc sử dụng các thuốc dạng hít như thuốc chủ vận beta-2 khoảng 15 phút trước khi vận động là biện pháp điều trị dự phòng phổ biến [2]. Nếu biện pháp này không mang lại hiệu quả đầy đủ, bác sĩ có thể cân nhắc bổ sung thuốc steroid dạng hít hoặc thuốc kháng thụ thể leukotriene đối với những trường hợp không đáp ứng tốt [2]. Tuy nhiên, người tập tuyệt đối không được tự ý mua và sử dụng các loại thuốc này mà phải luôn tham khảo ý kiến tư vấn từ bác sĩ chuyên khoa hô hấp để được đánh giá chính xác tình trạng sức khỏe [2].
Lời khuyên duy trì tập luyện an toàn
Chạy bộ ngoài trời mang lại nhiều lợi ích to lớn cho sức khỏe tim mạch và tinh thần, ngay cả trong mùa đông lạnh giá. Tuy nhiên, việc lắng nghe cơ thể và hiểu rõ giới hạn thích nghi của đường hô hấp là điều tối quan trọng để phòng ngừa chấn thương [8]. Khi nhiệt độ ngoài trời xuống quá thấp hoặc có gió rét khô hanh, người tập nên cân nhắc chuyển sang các bài tập trong nhà hoặc sử dụng máy chạy bộ ở không gian ấm áp [5].
Trang bị đầy đủ khăn quàng cổ, khẩu trang chuyên dụng che kín mũi miệng, uống đủ nước ấm và giữ ấm toàn bộ cơ thể là những thói quen đơn giản nhưng mang lại hiệu quả bảo vệ lâu dài. Khi xuất hiện các triệu chứng bất thường như khó thở kéo dài, đau tức lồng ngực dữ dội hoặc ho khan dai dẳng không dứt sau buổi chạy, người tập cần ngừng vận động ngay lập tức và tìm kiếm sự trợ giúp y tế kịp thời.
