CC BY
9
ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОВЕГЕТАТИВНОЙ ФУНКЦИИ КОЖИ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ У ПОДРОСТКОВ 14-15 ЛЕТ, СИСТЕМАТИЧЕСКИ ЗАНИМАЮЩИХСЯ ПЛАВАНИЕМ
Т.С. Пронин*1, Н.ИОрлова , В.Д. Сонькин , Ю.Л. Войтенко ., А.Д. Колесов ' ФГНУ «Институт Возрастной физиологии Российской академии образовании», Москва «Российский Государственный Университет Физической Культуры, Спорта, Молодежи и Туризма», Москва
Целью настоящей работы было определить степень термовегетативной реактивности кожи в разных анатомических точках под влиянием кратковременной физической нагрузки. Для этого, у 11 мальчиков подростков 14-15 лет, регулярно занимающихся плаванием, одновременно определяли температуру (Т) шеи (над ключицей), груди, плеча (верхней части), спины. Температуру определяли методом «Термохрон iButton» с интервалом 1 минута. Показано, что физическая нагрузка (3 минуты на велоэргометре 100 W), вызывает различное увеличение температуры на разных частях кожи. Абсолютная величина амплитуды температуры в течение и после нагрузки в разных точках кожи различна, эти изменения отражают баланс периферического кровотока, и свидетельствуют о физиологическом механизме поддержания температурного гомеостаза. Настоящее исследование является пилотным экспериментом, оценивающим влияние краткосрочной физической нагрузки на терморегуляцию у подростков. Обсуждается возможность применения подобного количественного метода для индивидуальной оценки затраты энергии, вызванной кратковременной физической активностью.
Ключевые слова: подростки 14-15 лет, температура кожи, физическая нагрузка.
Characteristics of skin thermovegethetic function under short-term physical load in 14-15-year-old adolescents involved in systematic swimming training. The aim of
this work was to determine the degree of thermo-vegetative reactivity of skin in different anatomical areas, the baseline temperature of which is significantly different. To do this, it was necessary to study the nature of the rapid adaptation of the organism to the short-term effects of physical activity. It is shown that a three-minute physical exercise on a bicycle ergometer in adolescents aged 14-15 years old, regularly engaged in swimming, causes a different temperature increase in different skin areas. The temperature was determined by the method "Thermochron iButton " with an interval of 1 minute. The absolute temperature amplitude during and after the load in different skin areas is different. These changes reflect the balance of the peripheral blood flow and indicate the physiological mechanism responsible for maintaining the temperature homeostasis. The paper discusses the possibility of applying the quantitative method for individual
Контакты: 1 ПронинаТ.С. - E-mail: <pronina.ts@mail.ru>
evaluation of the thermo-vegetative function in athletes.
Key words: 14-15-year-old adolescents, skin temperature, physical activity.
Температура тела является одним из интегративных показателей общего состояния организма, в том числе, его энергетического обмена [1]. Тепловое состояние организма оценивают, как правило, по температуре (Т) кожи, которая зависит от состояния капиллярной системы, что, в свою очередь, зависит от функционирования нейроэндокринной системы [2; 3]. Величина температуры на разных анатомических участках кожи является отражением термовегетативной функции. Терморегуляция (поддержание нормального метаболизма) через кожу происходит при помощи различных механизмов: кожного кровоснабжения, потовой секреции, проводимости кожи. При физических нагрузках в кровоток включаются почти все капилляры работающей мышцы. В экспериментальном исследованиях, воздействия физических упражнений на термогенез человека учитываются множество различных физиологических факторов, таких как возраст, пол, болезнь, травмы, степень ожирелости [4]. Кроме того, принципиальна важна интенсивность и время воздействия упражнений [5; 6]. Появление портативных, высокотехнологичных приборов, регистрирующих Т кожи с точностью до 0,05°, делает возможным исследование изменений термовегетативной функции при кратковременных физических нагрузка, что является важным для выявления индивидуальных особенностей спортсменов и для оптимизации их тренировок.
Целью настоящей работы было определить степень термовегетативной реактивности кожи (степень затраты энергии) в разных анатомических точках. Настоящее исследование является пилотным экспериментом, оценивающим влияние краткосрочной физической нагрузки на терморегуляцию у подростков мальчиков 14-15 лет
МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для этого было исследовано изменение термовегетативной функции на разных участках кожи: шеи (над ключицей), груди, плеча (верхней части), спины, под влиянием кратковременной физической нагрузки (3 минуты на велоэргометре 100 W) у 11 подростков мальчиков 14-15 лет, регулярно занимающихся плаванием. Средний вес испытуемых был 63,4 ± 1,5 см, рост 175,0 ± 1,3 кг, ИМТ 20,7 ± 0,4.
Для количественного определения Т был использован метод «Термохрон iButton» [7], который дает возможность провести мониторинг Т с любым заданным интервалом тестирования. В нашем исследовании Т измеряли (в град. С) с интервалом 1 минута. Считывание полученных результатов с термометра-таблетки осуществляли через специальное крепежное приспособление к компьютеру и с применением специальной программы. Для каждого испытуемого были построены 4 графика динамики Т в четырех разных точках кожи.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
У всех подростков на протяжении 6 минут до начала эксперимента была зарегистрирована базовая Т (Таблица 1).
Средняя температура на анатомически разных участках кожи
Место прикрепления шея грудь плечо спина
среднее 35,35±0,05 33,79±0,13 34,26±0,08 34,59±0,06
Результаты таблицы показывают, что наибольшая Т определятся в области шеи, меньшая величина Т спины (р <0,001), еще более сниженная - Т плеча и, самая низкая - Т груди (р <0,001). По-видимому, такое распределение температур отражает разную степень тонуса кожных капилляров в исследованных анатомических точках.
Физическая активность на велоэргометре практически сразу увеличивает Т кожи на разных участках (Рис. 1). Через 2-3 минуты динамика Т достигает максимума. Как только нагрузка прекращается, Т резко падает. Причем как увеличение, так и снижение Т на разных участках кожи количественно может быть различно (таблица 2). Оказалось, что наибольший подъем Т после нагрузки выявляется на коже груди и спины, а наименьший - на коже шеи и плеча. При этом, именно базовая Т кожи шеи и плеча выше. Однако снижение температуры после завершения физической нагрузки на плече, спине и груди выражено значительно сильнее, чем на шее - разница температур через 10 минут после нагрузки превышает 1°С. В последующие 10 минут температура всех участков кожи, где производилось измерение, вновь возрастает.
На протяжении всего исследования температура поверхности шеи в области над ключицей была в среднем на 0,2 - 0,8 °С выше, чем на других участках тела. Возможно, это связано с термогенной активностью расположенной в этом регионе подкожной бурой жировой ткани [1].
Таблица 2
Амплитуда температуры в разных анатомических точках кожи (первоначальный подъем с последующим снижением) в ответ на трехминутную физическую нагрузку у подростков 14-15 лет.
место Амплитуда суммарная
прикрепления. (макс- мин) температура
ШЕЯ подъем 0,30 ± 0,06
снижение 0,48 ± 0,12
ГРУДЬ подъем 0,47 ± 0,06
снижение 0,65 ± 0,14
ПЛЕЧО подъем 0,35 ± 0,07
снижение 0,76 ± 0,2
СПИНА подъем 0,44 ± 0,12
снижение 0,79 ± 0,18
подросток 14 лет (И.)
36,80 36,60 36,40 36,20 36,00 35,80 35,60 35,40 35,20 35,00 34,80 34,60 34,40 34,20
■ к
ШЕЯ
Г ПЛЕЧО 5/ХхГ
Г а -^тЬсГгПИН; \
14 13 / 1
г1г
Рис. 1. Динамика температуры в области шеи, плеча, спины под влиянием физической нагрузки у одного подростка. (время действия трехминутной нагрузки обозначена стрелками)
При сопоставлении индивидуальных данных наблюдается большой разброс. Характер изменений Т в 4 точках кожи у подростков, участвующих в эксперименте, можно разделить на 3 типа: 1 - небольшой подъем и резкое падение Т (50 %), 2 - одинаковые по величине подъем и падение ((25 %), 3 - резкий, большой подъем и небольшое снижение Т после нагрузки (25 %). Эти результаты отражают индивидуальную реактивность, которая зависит как от индивидуальных особенностей термовегетативной функции организма, так и от начала времени нагрузки с учетом фазы индивидуального процесса колебаний Т. Именно эти процессы отражены в таблице 3, в которой представлены индивидуальные величины увеличения и снижения Т шеи под воздействием нагрузки у 11 испытуемых подростков.
Образец индивидуальных величин подъема температуры во время физической нагрузки и величин снижения температуры кожи шеи после физической нагрузки
у каждого испытуемого
№ испытуемого. Величина подъема Т во время нагрузки Величина снижения Т после нагрузки
1 0,25 0,4
2 0,35 1,05
3 0,15 0,07
4 0,45 0,2
5 0,18 0,25
6 0,05 0,45
7 0,2 0,3
8 0,35 1,1
9 0,7 0,05
10 0,4 0,45
11 0,25 0,75
Видно, что у 4-х испытуемых амплитуда Т кожи в области шеи падала после нагрузки меньше, чем увеличивалась сразу после нее. У 6 испытуемых - амплитуда снижения (падения) после физической нагрузки больше, чем первоначальный подъем.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Настоящее исследование является пилотным экспериментом, оценивающим влияние краткосрочной физической нагрузки на терморегуляцию у подростков мальчиков 14-15 лет.
Известно, что температура ядра по-разному меняется под влиянием физической нагрузки [8; 9]. Авторы предложили количественную методику оценки терморегуляционного ответа на 60 минутную нагрузку на велоэргометре у разных экспериментальных групп людей (расчет проводился в ваттах на кг веса). ДТ была различной в зависимости от возраста, пола, степени ожирения и от болезни испытуемых. В этом исследовании было ясно показано, что большая разница в массе тела изменяет ДТ во время тренировки на велоэргометре.
В нашем исследовании физическая нагрузка была для всех детей одинакова по абсолютной мощности -100 ватт. Основанием для этого было то, что испытуемые подростки одного возраста, одинаковой конституции и незначительно отличались по ИМТ. Кроме того, измерение Т кожи методически намного проще, физическая нагрузка была короткой и эффективной. Использование метода «Термо-хрон iButton» для быстрой оценки адаптивного термогенеза [10] кожи в разных анатомических точках предполагает в дальнейших исследованиях разработать практические рекомендации количественной методики для оценки индивидуальной термовегетативной особенности спортсменов. Учет физиологических показа-
телей имеет немаловажное значение для индивидуальной оптимизации тренировочного процесса и успешности соревновательной деятельности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сонькин В.Д. Гомеостатический несократительный термогенез у человека: факты и гипотезы. / В.Д. Сонькин, А.А Кирдин., Р.С. Андреев, Е.Б. Акимов // Физиология человека. - 2010. - Т. 36. (5). - С. 121-127.
2. Benzinger T.H. Heat regulation: homeostasis of central temperature in man. / T.H. Benzinger // Physiol. Rev. - 1969. - V. 49(4). - Р. 671-759
3. Anouk A. J. Supraclavicular skin temperature and BAT activity in lean healthy adults. / A.J Anouk, J. van der Lans, Maarten, J. Vosselman ,W. Hanssen // J Physiol Sci. - 2016. - V. 66. - Р.77-83.
4. Jay O, Cramer A new approach for comparing thermoregulatory responses of subjects with different body sizes. / O. Jay, M.N. Cramer // Temperature. - 2015. - V. 2. - P. 42-43.
5. Cramer M.N. Selecting the correct exercise intensity for unbiased comparisons of thermoregulatory responses between groups of different mass and surface area. / M.N. Cramer, O. Jay // J Appl Physiol. - 2014. - № 116. - P.1123-1132.
6. Limbaugh J.D. Body fatness, body core temperature, and heat loss during moderate-intensity exercise. / J.D. Limbaugh, G.S. Wimer, L.H. Long, W.HBaird // Aviat Space Environ Med. - 2013. -V. - 84.- P.1153-1158.
7. Программа Thermo Chron Revisor, [Электронный ресурс] - URL http;//www.elin.ru / (дата обращения 10.01.2005).
8. Lowell BB, Towards a molecular understanding of adaptive thermogenesis / B.B. Lowell, B.M. Spiegelman // Nature. - 2000. - V. 404 (6778). - P. 652-660.
9. McArdle W.D. Physiology of exercise: nutrition, energy and human performance. / WD McArdle, FI Katch, VL Katch.// Philadelphia, PA: Kluwer Health. - Lippincott Williams and Wilkins. - 2015. - 1028 p.
10. Rowland T. Thermoregulation during exercise in the heat in children: old concepts revisited. / T Rowland // J Appl Physiol. - 2008. - V.105. - P. 718-724.
REFERENSE
1. Son'kin V.D. Gomeostaticheskij nesokratitel'nyj termogenez u cheloveka: fakty i gipotezy. / V.D. Son'kin, A.A Kirdin., R.S. Andreev, E.B. Akimov // Fiziologija cheloveka. - 2010. - T. 36. (5). - S.121-131.
