Search

Background: Whole-body hyperthermia (WBH) has an adverse effect on the nervous system and neurophysiological performance. In the present study, we examined whether short-duration whole-body immersion in 45°C water (HWI-45°C), which produces a strong neural and temperature flux without inducing WBH, can increase or impair neurophysiological performance in humans.Methods: Fifteen men (aged 25 ± 6 years) were enrolled in this study and participated in three experiments: 1) a brief (5-min) immersion of the whole body in 37°C water (WI-37°C); 2) a brief (5-min) HWI-45°C; and 3) a control trial in a thermoneutral condition at an ambient temperature of 24°C and 60% relative humidity. Before and after the immersions, neuromuscular function (electromyographic activity, reflexes, electrically and voluntary induced torque production, voluntary muscle activation level) were tested. To provoke central inhibition, the participants performed a sustained 2-min maximal voluntary contraction (MVC).Results: Thermophysiological strain was greater after HWI-45°C than after WI-37°C. Electrophysiological modulations of motor drive transmission and peripheral modulations of muscle contractility properties in response to HWI-45°C seemed to have little effect on central activation of the exercising muscles and no effect on MVC production.Conclusion: Although exposure to acute noxious heat was effective in evoking neuromuscular excitability, the increases in core temperature (∼0.2°C) and muscle temperature (∼0.6°C) did not induce moderate or severe WBH. These changes did not seem to affect central structures; that is, there were no additional increases in central and/or peripheral fatigue during a sustained 2-min MVC.

Tyrimo tikslas — nustatyti hipertermijos ir dehidratacijos poveikį maksimaliajai valingai jėgai (MVJ) ir centriniam nuovargiui, įvertinti, kaip rehidratacija veikia hipertermijos sąlygomis griaučių raumenų funkcijas atliekant 2 min maksimalų izometrinį krūvį. Tiriamieji — suaugę aktyviai nesportuojantys vyrai (n = 10). Jų amžius — 22,2 ± 3,4 m., kūno svoris — 75,1 ± 8,0 kg, ūgis —177,6 ± 7,2 cm. Atlikti trys tyrimai — vienas kontrolinis ir du eksperimentiniai. Vieno eksperimento metu buvo sukeliama organizmo hipertermija ir dehidratacija (tiriamieji 45 min sėdėjo panirę iki dubens šiltoje vonioje, kurios vandens temperatūra — 44 ± 1 oC). Kito eksperimento metu ta pačia metodika sukeliant hipertermiją buvo atliekama peroralinė organizmo rehidratacija 1000 ml 37 oC NaCl 0,9% tirpalu. Maksimalus valingos jėgos (MVJ) krūvis tęsėsi 120 s: kas 15 s raumuo buvo stimuliuojamas elektros impulsais — stimuliacijos trukmė 250 ms, dažnis 100 Hz, įtampos dydis 85—105 V. Registruotas raumenų MVJ momentas (N·m) ir raumenų valingo aktyvavimo laipsnis VA% = (MVJ + elektrinis impulsas) / MVJ × 100. Tiriamieji krūvio metu buvo motyvuojami verbaliniu būdu, suteikiant jiems vizualų jėgos signalo kitimo atgalinį ryšį. Sukėlus hipertermiją ir dehidrataciją, rektalinė kūno temperatūra vidutiniškai padidėjo nuo 37,33 ± 0,36 iki 39,13 ± 0,25 oC (p < 0,001), atlikus rehidrataciją hipertermijos sąlygomis — nuo 37,28 ± 0,36 iki 39,22 ± 0,4 oC (p < 0,001). Hipertermijos eksperimento metu tiriamieji vidutiniškai neteko 0,93 ± 0,32 kg, ir tai sudarė 1,17 ± 0,4% kūno svorio (I o dehidratacija).[...]., The aim of the study was to establish the impact of hyperthermia and dehydration and to evaluate the impact of rehydration on the functions of skeletal muscles performing 2 min maximum intensity isometric load under the conditions of hyperthermia. The research participants were male adults not actively engaged in sports (n = 10), aged 22.4 ± 3.4 years, with body mass of 75.1 ± 8.0 kg, and height — 177.6 ± 7.2 cm. Three studies were carried out — one control study and the other two — experimental. During the fi rst experiment the bodies of the research participants experienced hyperthermia and dehydration (research participants kept their legs up to the pelvis in the bath with hot water (44 ± 1oC) for 45 minutes). During the other experiment, using the same methods of increasing hyperthermia, the organisms experienced peroral rehydration with the1000 ml solution of 37oC NaCl 0.9%. The load of maximum voluntary strength (MVS) lasted for 120 seconds, every 15 seconds the muscle was stimulated by electrical impulses — the duration of the stimulation was 250 ms, the frequency was 100 Hz, and the voltage was 85—105 V. We registered the moment of MVS (N*m) and the degree of voluntary activation of muscles VA% = (MVS + electrical impulse) / MVS × 100. When the load was applied the research participants were motivated verbally, and they were provided with the visual feedback of changes in strength signals. After hyperthermia and dehydration was applied, the rectal body temperature averagely increased from 37.33 ± 0.36 to 39.13 ± 0.25oC (p < 0.00), applying rehydration under the conditions of hyperthermia it was from 37.28 ± 0.36 to 39.22 ± 0.4oC (p < 0.001). During the hyperthermia experiment the research participants lost 0.93 ± 0.32 kg on average, and that was 1.17 ± 0.4% of their body mass (Io dehydration).[...].

Tyrimo problema: Žmogaus fizinis darbingumas mažėja grečiau esant karščio stresui. Darbo tikslas - nustatyti, ar trumpalaikė 14d. sukelta aklimacija karščiui paveiks neuro-raumenų sistemos funkcinį darbingumą ir fiziologinius organizmo rodiklius. Darbo uždaviniai: 1. Įvertinti trumpalaikės 14d. aklimacijos karščiui programos poveikį nervų funkcijoms; 2. Įvertinti trumpalaikės 14d. aklimacijos karščiui programos poveikį raumenų funkcijoms; 3. Įvertinti, ar dėl trumpalaikės 14d. aklimacijos karščiui programos įvyko adaptacija. Tyrimo hipotezės: 1. 14 dienų karščio aklimacijos protokolas sukels adaptacijas, t.y. sumažins fiziologinį stresą būnant karštyje. 2. Sumažėjęs fiziologinis stresas pagerins centrinę aktyvaciją, o tai pagerins neuro-raumeninius refklesus. Tyrimo metodai: Antropometrija, kūno temperatūros matavimai (rektalinė ir odos), subjektyvūs pojūčiai, jėgos vertinimas, refleksų vertinimas, kūno šildymas, širdies susitraukimų matavimas. Rezultatai: Po aklimacijos karščiui, reikšmingai sumažėjo tiriamųjų rektalinė temperatūra ramybės būsenoje. Po aklimacijos karščiui protokolo esant hipertermijai centrinė aktyvacija išliko suprastėjusi, ko pasekoje neuro-raumeninė funkcija taip pat suprastėjo. Esant hipertermijai, raumenų nuovargio pokyčiai reikšmingai nepasikeitė. Išvada: Tiriamieji įgijo tik dalį adaptacijų ir aklimacijos karščiui protokolas nepagerino centrinės aktyvacijos, ir nesumažino raumenų nuovargio esant hipertermijai., Research problem: Humans physical capacity to work decreases faster under heat stress. The aim of the research - to determine whether short-term 14 days induced heat acclimation will affect the functional capacity of the neuro-muscular system and physiological indicators of the body. Tasks of the work: 1. Assess the effects of the short-term 14d. heat acclimation programme on nerve functions; 2. Assess the effects of the short-term 14d. heat acclimation programme on muscle functions; 3. Assess whether the short-term 14d. heat acclimation programme has led to an adaptation. Study hypothesis: 1. 14-days heat acclimation protocol will lead to adaptations i.e. reduce physiological stress during heat. 2. Reduced physiological stress will improve central activation, which will improve neuro-muscle reflexes. Research methods: Anthropometry, body temperature measurements (rectal and skin), subjective sensations, force assessment, reflex evaluation, body heating, heart rate measurement. Results: After acclimation rectal temperature of the subjects decreased significantly during resting. After a protocol for heat acclimation in hyperthermia, central activation remained impaired, leading to a deterioration in neuro-muscular function as well. Changes in muscle fatigue have not changed significantly with hyperthermia. Conclusion: The subjects gained only part of the adaptations. The protocol of acclimation to heat did not improve central activation and did not reduce muscle fatigue in hyperthermia.

Žmogaus organizmas yra linkęs aklimuotis ir prie besikartojančių šilumos ir prie besikartojančių šalčio stimulų (Michael, 2001). Tai sukelia skirtingus fiziologinius atsakus organizme. Žmogaus organizmas aklimuodamasis šilumai siekia sušvelninti šilumos sukeltą fiziologinį stresą, ir pagerinti šiluminį komfortą bei treniravimosi galimybes. Aklimacija yra sukeliama pakartotinių šilumos stimulų, kurie sukelia pakankamą stresą, galintį pakelti odos ir vidines temperatūras, padidinti prakaitavimą. Dažniausiai aklimacija kasdien pasikartojantiems šilumos stimulams atsiranda per pirmas 4 dienas ir galutinai susiformuoja per 3 savaites. Šilumos aklimacijos sukelti požymiai – žemesnė vidinė temperatūra, padidėjęs prakaitavimas ir odos kraujotaka, sumažėjusi metabolinė medžiagų apykaita, sumažėjęs širdies ir kraujagyslių sistemai sukeliamas krūvis, pagerėjęs skysčių balansas ir padidėjusi šiluminė tolerancija (Michael ir kt., 2001). Šiais laikais profesinė ir rekreacinė veikla šaltomis oro sąlygomis yra gana dažna. Šalčio poveikis sukelia termoreguliacijos atsakus, kurie pasireiškia elgesiu arba fiziologiniais pokyčiais, kad išlaikytų šiluminę pusiausvyrą- padidėjusia metabolinė šilumos gamyba drebant arba vazokonstrikcija- sumažėjusiu šilumos atidavimu. Šie fiziologiniai atsakai priklauso nuo asmens individualių savybių- amžiaus, kūno sudėjimo, bendro prisitaikymo šalčiui. Stiprus šalčio stimulas gali sukelti medicinines traumas ar net mirtį (Launay, 2009). Aklimacija šalčiui yra... [toliau žr. visą tekstą] Human body tends to acclimate to repeated heat or cold stimulus (Michael, 2001). This leads to different physiological responses in the body. During acclimation to heat the body seeks to soften heat-induced physiological stress, to improve thermal comfort and increase training opportunities. Acclimation is induced by repeated heat stimuli that cause sufficient stress, that can raise skin and core temperature, increase sweating. Usually the acclimation to daily repeated heat stimuli occurs within the first 4 days and finally forms during 3 weeks. Heat acclimation causes symptoms such as lower core temperature, increased sweating and skin blood circulation, decreased metabolism, decreased stress for cardiovascular system, improved fluid balance and increased thermal tolerance (Michael et al., 2001). Nowadays, professional and recreational activities in cold weather conditions are quite common. Cold exposures cause thermoregulatory responses that affects behaviour or physiological changes to maintain thermal balance- increased metabolic heat production while shivering, or vasoconstriction- reduced heating. These physiological responses depend on the person’s individual characteristics- age, body composition and general adaptation to cold. A strong cold stimulus can cause medical injuries or even death (Launey, 2009). Acclimation to cold is classified into several categories- metabolic, insulation, hypothermic and intermediate versions (Bittel, 1992). Acclimation to cold may... [to full text]

Žmogaus adaptacija prie karščio yra visapusiškai nagrinėjama ir plati problema (Hori, 1978). Literatūroje gausu tyrimų, nagrinėjančių hipertermijos poveikį neuroraumeninei funkcijai po fizinių pratimų karštyje (Nybo & Nielsen, 2001) ar pasyvaus šildymo (Thomas et al., 2006; Todd et al., 2005). M. M. Thomas et al. (2006) nustatė, kad pasyvaus šildymo metu, padidinus vidinę kūno temperatūrą iki 39,5 oC, sumažėja maksimali izometrinė pėdos lenkiamųjų raumenų jėga ir tai įtakoja raumenų aktyvacijos iš CNS sumažėjimas. Anksčiau atlikti tyrimai patvirtina, kad aukšta organizmo vidinė temperatūra paveikia CNS ir jos galimybę aktyvuoti dirbančius raumenis (Nybo & Nielsen, 2001; Todd et al., 2005). Organizmui aklimuojantis prie karščio, sumažėja TREKT, ŠSD, FSI ir padidėja prakaitavimas, kas lemia mažesnį fiziologinį-terminį stresą hipertermijos sąlygomis (Brazaitis ir kt., 2009; Brazaitis ir Skurvydas, 2010), tačiau sunku rasti tyrimų, nagrinėjančių kaip tai paveikia neuroraumeninę funkciją. M. Brazaitis ir A. Skurvydas (2010) nustatė, kad po 7 pasyvaus šildymo procedūrų (~44 oC vandenyje po 45 minutes), kurios buvo vykdomos kas antrą dieną 2 savaičių laikotarpyje, organizmas aklimavosi prie karščio, bet tai nepaveikė centrinio ir periferinio nuovargio MVJ-2min izometrinio krūvio metu hipertermijos sąlygomis. Mūsų atliktame tyrime buvo naudota unikali pasyvaus šildymo metodika (siekiama TREKT padidinti iki 39,5 0C, maksimalus šildymo procedūros laikas 120 min., šildymo procedūros... [toliau žr. visą tekstą] Human adaptation to heat is comprehensive of a broad problem (Hori, 1978). The literature is rich in research of analyzing the influence of hyperthermia on neuromuscular function, after exercising in the heat (Nybo & Nielsen, 2001) or passive heating (Thomas et al., 2006; Todd et al., 2005). M. M. Thomas et al. (2006) ascertained that the increase to 39,5 oC of core temperature in passive heating, reduces maximal isometric force of plantar flexors and this is influence of the reduction on voluntary muscle activation from CNS. Earlier studies show, that high core temperature affects CNS and its ability to activate working muscles (Nybo & Nielsen, 2001; Todd et al., 2005). Heat acclimation occurs with reduced rectal temperature, heart rate, physiological strain index and increased sweat rate, which causes reduction in physiological-thermal stress in the hyperthermia (Brazaitis ir kt., 2009; Brazaitis ir Skurvydas, 2010), but it is difficult to find studies how this affects the neuromuscular function. M. Brazaitis & A. Skurvydas (2010) found out that after 7 passive heating procedures (in ~44 oC water, 45 minutes each), which was carried out every second day for two weeks, heat acclimation occurred, but did not change the central and peripheral fatigue during a 2-min MVC in hyperthermia. In our study, we used the unique passive heating technique (we tried to elevate rectal temperature to 39,5 0C, maximal passive heating time was 120 min., 16 days of passive heating procedure... [to full text]