Thermal Dynamics of Core and Periphery Temperature during Treadmill Sub-maximal Exercise and Intermittent Regional Body Cooling

트래드밀에서의 최대하 부하 운동과 간헐적 부위별 인체 냉각 시 심부와 말초 부위의 체온 변화

The present study was designed to observe the thermal dynamics of core and skin temperatures during sub-maximal treadmill exercise; to investigate the effect of regional body cooling during short rest after the treadmill exercise on the thermal dynamics. Three conditions (No cooling, Head/Hand cooling, Leg cooling) were simulated in a climatic chamber at 24±1℃ and 50±5%RH. Subjects performed two bouts of treadmill exercise at a rate of 80%HR_max followed by rest. Body cooling with a hood, long gloves, and a blanket that circulated water set at 15℃ was assigned during two bouts of rest. The results showed that (1) rectal temperature (T_re) did not show significant difference between three conditions; (2) Skin temperatures had specific features, depending on body regions. In particular, the initial fall phenomena of skin temperatures at the onset of exercise were noteworthy in the chest, thigh, calf, and finger tip. Of these, the most significant initial fall was found in finger temperature (T_fing). (3) During the period of the initial fall in skin temperatures, T_re gradually increased. (4) The magnitude of the fall of T_fing at the onset of 2^nd running was on average 4.8, 5.1 and 3.4℃ for Control, HH cooling, and Leg cooling, respectively (p<0.05). The initial drop of T_fing at the onset of running was maintained for an average of 8.1, 7.9 and 6.3 minutes for Control, HH cooling, and Leg cooling, with no significant differences. In conclusion, the initial fall phenomena at the onset of treadmill exercise reflected non-thermal factors, as opposed to internal thermal status. The magnitude of the initial fall in T_fing was affected by legs cooling. Therefore, the initial fall phenomenon should be considered when interpreting the thermal status of the shell during heavy works/exercises that assigned with intermittent regional body cooling.

본 연구는 최대하 부하 트래드밀 운동과 간헐적 부위별 인체 냉각 시 심부와 말초 부위의 동적 체온조절을 관찰하기 위해 고안되었다. 이를 위해 총 다섯명의 남자 피험자가 세 가지 실험 조건, 머리와 손 냉각 조건(HH cooling), 다리 냉각 조건(Leg Cooling), 냉각하지 않는 대조군(Control)에 참여하였고, 모든 실험은 기온 24±1℃와 습도 50±5%RH로 유지되는 인공기후실에서 수행되었다. 피험자들은80%HR_max의 트래드밀 운동과 이어지는 회복 스케쥴을 두 번 반복하였고, 인체 부위별 냉각은 15℃의 물이 순환하는 액체 냉각모자, 장갑, 다리를 덮는 형태의 담요를 이용하여 회복 시에만 적용되었다. 본 연구 결과, (1) 직장온도(T_re)는 세 조건 간에 유의한 차이를 보이지 않았다; (2) 피부온도는 부위별로 특징되어지는 다양한 체온조절 현상을 보였다. 특히, 운동의 시작 시점에서 보이는 피부온도의 초기 하강은 주로 가슴, 넓적다리, 종아리, 손가락 피부 온도에서 관찰되었으며, 이 중 손가락 온도(T_fing)에서의 초기 하강 현상은 매우 현저했다. (3) 피부 온도가 초기 하강을 보이는 동안 T_re는 점점 증가했다. (4) 두 번째 운동 시작 시 T_fing에서의 초기 하강 규모는 Control 조건에서 평균 4.8℃, HH cooling 조건에서는 5.1℃, Leg cooling 조건에서는 3.4℃로, 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 초기 하강 현상을 보인 시간은 Control 조건에서 평균 8.1분으로 HH cooling 조건에서는 7.9분, Leg cooling 조건에서는 6.3분보다 길었으나 통계적 차이는 발견되지 않았다. 결론적으로, 트래드밀 운동의 개시기에 관찰된 피부온도 하강 현상은 인체 심부의 온열 상태의 진행과는 반대되므로, 비 온열적 요인을 반영한다. 특히, T_fing에서 초기 하강의 규모는 인체 부위별 냉각에 의해 영향을 받았다. 따라서, 말초 부위의 피부온도 하강 현상은 운동 중 피부면의 온열 상태 예측 시 주의깊게 고려되어져야 한다.