다양한 찬물 온도에서 손가락 추위유발성혈관확장의 재생산 반응 Cold-induced Vasodilation At Various Water Temperature And Its Reproducibility During Cold Water Finger Immersion원문보기
본 연구는 다양한 찬물 온도에 손가락을 침수시켰을 경우 추위유발성혈관확장(Cold-induced vasodilation)이 어떻게 나타나며, 이 반응이 재발현되는지 평가하는데 목적을 두었다. 이를 위해 10명의 건강한 대학생($21.4{\pm}2.5$ yrs, $175.8{\pm}4.1$ cm, $69.6{\pm}7.6$ kg, $11.2{\pm}3.7$ %fat)이 두 번의 실험에 참가하였다. 첫 번째 실험은 상온환경에서 다섯 번의 실험과정 반복으로 이루어졌다. 실험과정은 $43^{\circ}C$의 물에 오른손 가운데 손가락을 5분 동안 담갔다가, 그 후 25분 동안 상온에서 휴식을 가지고, 그 다음 무작위로 물 온도 5, 8, 11, 14, 또는 $17^{\circ}C$ 중 하나에 손가락을 담갔다. 한 과정이 끝나면 다른 수온에서 같은 방식으로 실험이 진행되었다. 재발현 반응을 평가하기 위해 첫 실험 후 최소 5일 후에 같은 방법으로 두 번째 실험이 진행되었다. 실험 중 심박수, 직장온도, 손톱주위온도가 매 6초마다 측정되었다. 결론적으로 재현성에는 최대손가락온도(Tfmax)와 Tfmax-물온도(Tw)에서 재생산 반응을 보였다. 추위자극에 따른 CIVD의 반응은 추위자극이 높을수록 최소손가락온도(Tfmin)와 Tfmax의 반응은 높게 나타났으며, 추위자극이 낮을수록 Tfdiff의 반응은 증가되었다. 그러나 모든 반응시간에는 유의한 차이는 보이지 않았다.
본 연구는 다양한 찬물 온도에 손가락을 침수시켰을 경우 추위유발성혈관확장(Cold-induced vasodilation)이 어떻게 나타나며, 이 반응이 재발현되는지 평가하는데 목적을 두었다. 이를 위해 10명의 건강한 대학생($21.4{\pm}2.5$ yrs, $175.8{\pm}4.1$ cm, $69.6{\pm}7.6$ kg, $11.2{\pm}3.7$ %fat)이 두 번의 실험에 참가하였다. 첫 번째 실험은 상온환경에서 다섯 번의 실험과정 반복으로 이루어졌다. 실험과정은 $43^{\circ}C$의 물에 오른손 가운데 손가락을 5분 동안 담갔다가, 그 후 25분 동안 상온에서 휴식을 가지고, 그 다음 무작위로 물 온도 5, 8, 11, 14, 또는 $17^{\circ}C$ 중 하나에 손가락을 담갔다. 한 과정이 끝나면 다른 수온에서 같은 방식으로 실험이 진행되었다. 재발현 반응을 평가하기 위해 첫 실험 후 최소 5일 후에 같은 방법으로 두 번째 실험이 진행되었다. 실험 중 심박수, 직장온도, 손톱주위온도가 매 6초마다 측정되었다. 결론적으로 재현성에는 최대손가락온도(Tfmax)와 Tfmax-물온도(Tw)에서 재생산 반응을 보였다. 추위자극에 따른 CIVD의 반응은 추위자극이 높을수록 최소손가락온도(Tfmin)와 Tfmax의 반응은 높게 나타났으며, 추위자극이 낮을수록 Tfdiff의 반응은 증가되었다. 그러나 모든 반응시간에는 유의한 차이는 보이지 않았다.
This study examined the effect of cold water finger immersion at various water temperature on cold-induced vasodilation (CIVD) and its reproducibility to the cold stress. Ten healthy collegiate men ($21.4{\pm}2.5$ yrs, $175.8{\pm}4.1$ cm, $69.6{\pm}7.6$ kg, $11....
This study examined the effect of cold water finger immersion at various water temperature on cold-induced vasodilation (CIVD) and its reproducibility to the cold stress. Ten healthy collegiate men ($21.4{\pm}2.5$ yrs, $175.8{\pm}4.1$ cm, $69.6{\pm}7.6$ kg, $11.2{\pm}3.7$ %fat) underwent two tests. At the first test (1ST), subjects immersed their middle fingers at $43^{\circ}C$ water for 5 min followed by a resting at an ambient air for 25 min. Then they immersed the finger at one of the five water temperatures (Tw: 5, 8, 11, 14, or $17^{\circ}C$) at random order for 20 min. Once a testing at one Tw was completed, they immediately repeated the testing procedure for another Tw. The second test(2ND) was performed within a week after 1ST with having an identical procedure of 1ST except the order of Tw. During the test, rectal temperature, finger temperature from middle finger nail bed, and heart rate were measured every six second. In conclusion, maximal finger temperature(Tfmax), and Tfmax minus Tw was highly reproducible in this experiment. Minimal finger temperature (Tfmin) and Tfmax were higher as Tw decreased. And Tfdiff was higher as the colds tress decreased. No differences were found in time variables of temperature responses.
This study examined the effect of cold water finger immersion at various water temperature on cold-induced vasodilation (CIVD) and its reproducibility to the cold stress. Ten healthy collegiate men ($21.4{\pm}2.5$ yrs, $175.8{\pm}4.1$ cm, $69.6{\pm}7.6$ kg, $11.2{\pm}3.7$ %fat) underwent two tests. At the first test (1ST), subjects immersed their middle fingers at $43^{\circ}C$ water for 5 min followed by a resting at an ambient air for 25 min. Then they immersed the finger at one of the five water temperatures (Tw: 5, 8, 11, 14, or $17^{\circ}C$) at random order for 20 min. Once a testing at one Tw was completed, they immediately repeated the testing procedure for another Tw. The second test(2ND) was performed within a week after 1ST with having an identical procedure of 1ST except the order of Tw. During the test, rectal temperature, finger temperature from middle finger nail bed, and heart rate were measured every six second. In conclusion, maximal finger temperature(Tfmax), and Tfmax minus Tw was highly reproducible in this experiment. Minimal finger temperature (Tfmin) and Tfmax were higher as Tw decreased. And Tfdiff was higher as the colds tress decreased. No differences were found in time variables of temperature responses.
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문제 정의
또한 CIVD의 반응이 재현이 가능한 것인지에 관해서도 현재까지 보고된 연구들은 제한적이며, 미비한 상태이다. 그러므로 추위 자극 온도변화가 CIVD 반응과 재현성에 미치는 영향을 알아보는 것이 의의가 있겠다.
따라서 본 연구는 추위에 적응되지 않은 건강한 성인을 대상으로 상온에서 다양한 온도의 찬물에 손가락을 노출시킨 후 이 손가락에 나타나는 CIVD 반응을 알아보고, 그 반응의 크기 및 시간적 발현유형을 평가하는데 목적이 있다. 또한 그 반응들이 반복적인 평가에서 재현될 것인지를 살펴보는데 목적을 두었다.
따라서 본 연구는 추위에 적응되지 않은 건강한 성인을 대상으로 상온에서 다양한 온도의 찬물에 손가락을 노출시킨 후 이 손가락에 나타나는 CIVD 반응을 알아보고, 그 반응의 크기 및 시간적 발현유형을 평가하는데 목적이 있다. 또한 그 반응들이 반복적인 평가에서 재현될 것인지를 살펴보는데 목적을 두었다.
본 연구는 건강한 젊은성인을 대상으로 다양한 추위자극 온도 노출시 손가락의 CIVD 반응을 알아보고 그 재현성에 대해 평가하였다. 결과적으로 추위자극 온도가 증가함에 따라 최소온도(Tfmin)와 최대온도(Tfmax)가 유의하게 높게 나타났으며, 반응온도(Tfdiff)에서는 추위자극이 낮을수록 점차 유의하게 증가되고 있음을 관찰하였다.
본 연구는 건강한 젊은이를 대상으로 다양한 추위자극을 제공하였을 경우 손가락의 CIVD가 어떻게 반응하고 또한 그 반응이 재현되는지를 평가하는데 목적을 두었다. 결과적으로 추위자극 온도에 따라 최소, 최대, 반응온도에서는 유의한 변화가 관찰되었으나 모든 반응시간 변인에서는 유의한 변화가 관찰되지 않았다.
본 연구의 실험은 상대적으로 넓은 온도 범위의 찬물을 이용하여 CIVD의 온도 지표와 시간 지표를 비교분석하였다는 점과 CIVD의 반복재현성이 존재하는지를 평가했다는 것에 중요성이 존재한다. 이전의 연구들에서는 이러한 점들에 대한 평가가 이루어지지 않았다.
피험자들은 CIVD 반응 실험에 앞서 43℃의 물에 오른손 가운데 손가락을 5분 동안 담갔다. 이는 모든 피험자들의 차가운 물에 손가락 담그기 전 기본적인 손가락 온도를 유지하고 혈관축소를 없애기 위해 선택되었다. 43℃의 물에서 5분을 경과한 직후 물기가 즉시 제거되었으며, 그 후 25분 동안 휴식을 가졌다.
가설 설정
1) 최소온도(minimum temperature: Tfmin) : CIVD 반응이 나타나기 바로 직전의 최소한으로 떨어진 손톱주위온도.
제안 방법
첫 실험은 사전검사로 이들의 신장, 체중, 체지방량, 신체질량지수, 심박수, 뇨비중 및 직장온이 측정되었다. 두 번째(1ST)와 세 번째(2ND)의 실험은 동일한 과정으로 진행되었으며, 다만 진행 순서에 차이가 있는 반복실험으로 진행되었다. 두 번째와 세 번째의 실험에서 적용되는 물 온도의 순서를 달리하여 피험자들은 각기 5℃, 8℃, 11℃, 14℃, 또는 17℃의 물 온도에 손가락을 담그는 실험에 참여하였다(대호냉각기, 한국).
두 번째(1ST)와 세 번째(2ND)의 실험은 동일한 과정으로 진행되었으며, 다만 진행 순서에 차이가 있는 반복실험으로 진행되었다. 두 번째와 세 번째의 실험에서 적용되는 물 온도의 순서를 달리하여 피험자들은 각기 5℃, 8℃, 11℃, 14℃, 또는 17℃의 물 온도에 손가락을 담그는 실험에 참여하였다(대호냉각기, 한국). 수온은 선행연구들에서 사용한 온도를 참고하여(범위 0-10℃) 약 3℃의 등간을 두었으며, 최대한의 CIVD 가 발생할 수 있는 온도로 5℃를 그리고 최소한의 CIVD가 나타날 수 있는 온도로 17℃를 설정하였다.
두 번째와 세 번째의 실험에서 적용되는 물 온도의 순서를 달리하여 피험자들은 각기 5℃, 8℃, 11℃, 14℃, 또는 17℃의 물 온도에 손가락을 담그는 실험에 참여하였다(대호냉각기, 한국). 수온은 선행연구들에서 사용한 온도를 참고하여(범위 0-10℃) 약 3℃의 등간을 두었으며, 최대한의 CIVD 가 발생할 수 있는 온도로 5℃를 그리고 최소한의 CIVD가 나타날 수 있는 온도로 17℃를 설정하였다. 각각의 피험자들은 서로 다른 순서에 의해 실험조건이 적용되었다.
각 피험자들은 모두 3번의 실험에 참여하였다. 첫 실험은 사전검사로 이들의 신장, 체중, 체지방량, 신체질량지수, 심박수, 뇨비중 및 직장온이 측정되었다. 두 번째(1ST)와 세 번째(2ND)의 실험은 동일한 과정으로 진행되었으며, 다만 진행 순서에 차이가 있는 반복실험으로 진행되었다.
43℃의 물에서 5분을 경과한 직후 물기가 즉시 제거되었으며, 그 후 25분 동안 휴식을 가졌다. 휴식 후 무작위로 물 온도 5℃, 8℃, 11℃, 14℃, 또는 17℃ 중 하나씩 선택되어 총 5번의 찬물 손가락 입수를 실시하였다. 실험 중 HR, Tre, Tf 는 매 6초마다 측정되었다.
대상 데이터
본 연구는 건강한 남자 대학생 10명을 대상으로 하였다. 연구에 참여하기 전에 이들의 병력이 조사되었으며 본 연구의 결과에 영향을 줄 수 있는 호흡기, 신경계, 내분비계 질환을 보유하고 있지 않음을 확인하였다.
데이터처리
0 프로그램을 이용하여 통계적으로 분석되었다. 각 변인의 수치는 기술통계를 이용하여 평균과 표준편차를 산출하였으며, 2번의 반복실험 간의 차이검정은 Paired t-test를 이용하였다. 물 온도 차이에 대한 통계적 유의성은 One-way ANOVA를 실시하였으며, 통계적으로 유의한 차이가 나타났을 경우 사후검증은 Scheffe를 이용하였다.
각 변인의 수치는 기술통계를 이용하여 평균과 표준편차를 산출하였으며, 2번의 반복실험 간의 차이검정은 Paired t-test를 이용하였다. 물 온도 차이에 대한 통계적 유의성은 One-way ANOVA를 실시하였으며, 통계적으로 유의한 차이가 나타났을 경우 사후검증은 Scheffe를 이용하였다. 모든 검증의 유의수준은 p<.
이론/모형
실험이 진행되기 전에 피험자에게 직장온도(rectal temperature: Tre)와 손톱주위온도(nail bed temperature: Tf)를 측정하기 위한 T-type(copper-constantan) thermocouple (Barnant, USA)이 착용되었다. 심박수(heart rate: HR)는 Pulse Oximetry((주)유니온 메디칼, 한국)를 이용하여 손가락에서 측정되었다. 또한 뇨비중은 실험 전 UG-1(Atago, Japan)을 이용하여 측정되었다.
성능/효과
2번의 실험 전 피험자들의 기본적인 조건에서는 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다(p>.05).
본 연구는 건강한 젊은성인을 대상으로 다양한 추위자극 온도 노출시 손가락의 CIVD 반응을 알아보고 그 재현성에 대해 평가하였다. 결과적으로 추위자극 온도가 증가함에 따라 최소온도(Tfmin)와 최대온도(Tfmax)가 유의하게 높게 나타났으며, 반응온도(Tfdiff)에서는 추위자극이 낮을수록 점차 유의하게 증가되고 있음을 관찰하였다. 그러나 CIVD의 모든 반응시간(△tonset, △tpeak, △tmax)에는 추위자극에 따라 유의한 변화는 관찰되지 않았다.
본 연구는 건강한 젊은이를 대상으로 다양한 추위자극을 제공하였을 경우 손가락의 CIVD가 어떻게 반응하고 또한 그 반응이 재현되는지를 평가하는데 목적을 두었다. 결과적으로 추위자극 온도에 따라 최소, 최대, 반응온도에서는 유의한 변화가 관찰되었으나 모든 반응시간 변인에서는 유의한 변화가 관찰되지 않았다.
Mathew et al(1978)는 원숭이를 대상으로 60분 동안 오른쪽 발을 0℃, 4℃, 8℃, 12℃의 물에 노출시키는 실험이 수행되었다. 그 결과 0℃와 4℃에서는 CIVD패턴이 동일하였으나8℃에서는 거의 나타나지 않았으며, 12℃에서는 아무런 반응이 나타나지 않았다.
실제로 Bergersen et al(1999)은 심각한 국부적 차가움을 통한 AVAs(arteriovenous anastomoses)의 혈관운동신경 활동성과 다른 손가락 혈관에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 CIVD가 나타나는 중 최대 속도의 변화는 유의하지 않았으나, 높은 피부온도와 손가락에 많은 혈류는 AVAs의 평활근세포(smooth muscle cell) 이완에 의한 원인이라는 것을 제안하였다.
Mekjavic et al(2008)은 CIVD의 훈련가능성을 실험하기 위해 13일 동안 30분씩 8℃의 물에 반복적으로 손을 노출시키는 실험을 수행하였다. 그 결과 CIVD에 대한 적응 또는 온도감각에서 어떤 변화도 관찰되지 않았으며, 손 전체를 노출 시키는 조건에서 CIVD 반응은 훈련될 수 없다는 것을 제안하였다. 이는 유사한 CIVD 반응이 존재할 수 있다는 것을 의미하고 있는 것이다.
CIVD 재현성에 대한 선행연구에 의하면 Reynolds et al(2007)는 반복적인 추위노출 적용이 CIVD 반응에 미치는 영향을 실험하기 위해 3주 동안 주 5일에 걸쳐 30분씩 8℃의 물에 왼쪽 발목을 노출시켰다. 그 결과 차가운 물에 발전체를 노출시키는 실제적인 조건에서 훈련된 CIVD 반응은 없다는 것을 시사하였다.
본 연구에서도 CIVD 반응의 재현은 최대온도(Tfmax)와 평균온도[Tfmax - Tw(℃)]에서 나타났다. 그러므로 CIVD의 재현은 가능하다는 것을 보여주고 있으며, 이러한 CIVD 민감한 반응의 측정은 주위온도를 비롯한 피험자에게 나타날 수 있는 모든 변수를 잘 통제되어야만 오차범위를 줄일 수 있다는 것을 제안한다.
본 연구에서도 CIVD 반응의 재현은 최대온도(Tfmax)와 평균온도[Tfmax - Tw(℃)]에서 나타났다. 그러므로 CIVD의 재현은 가능하다는 것을 보여주고 있으며, 이러한 CIVD 민감한 반응의 측정은 주위온도를 비롯한 피험자에게 나타날 수 있는 모든 변수를 잘 통제되어야만 오차범위를 줄일 수 있다는 것을 제안한다.
본 연구는 건강한 남자 대학생 10명을 대상으로 하였다. 연구에 참여하기 전에 이들의 병력이 조사되었으며 본 연구의 결과에 영향을 줄 수 있는 호흡기, 신경계, 내분비계 질환을 보유하고 있지 않음을 확인하였다. 피험자들에게 연구의 목적과 실험과정이 충분히 설명되었으며, 이들은 자의적으로 연구 참여 동의서에 동의한 후 본 연구에 참여하였다.
이러한 결과에 의하면 CIVD 반응은 자극온도가 낮을수록 반응온도가 상승되고 있으나 반응시간에는 영향을 미치지 못하고 있다는 것을 보여 주고 있다. 본 연구에서도 최소온도(Tfmin), 최대 온도(Tfmax), 반응온도(Tfdiff)에서 유의한 차이를 보이고 있으나 모든 반응시간에서는 차이가 관찰 되지 않았다.
집단 간의 차이를 보기 위해 사후검증을 실시한 결과 모든 수온의 조건과 유의한 차이가 나타났다(p<.000).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
추위유발성혈관확장은 어떠한 현상인가?
선행연구에 의하면, 단발성의 강력한 추위에 노출된 인체는 추위에 대응하여 약 5-10분 내에 혈류순환진동 현상을 나타내는 것으로 보고되고 있다(Lewis, 1930; Wilson et al., 1970).
CIVD의 반응은 무엇에 의해 영향을 받는가?
CIVD의 반응은 개개인과 인종에 따라 다양하게 나타나며(Elsner et al., 1960; Iampietro et al., 1959; Itoh et al., 1970; Meehan, 1955), 음식물 섭취 여부, 알코올 섭취 여부, 고도(altitude), 나이, 스트레스와 같은 많은 요인들에 의해서 영향을 받기도 한다(Daanen, 2003). 또한 국부적 추위에 자주 반복적으로 노출되는 사람들은 CIVD 반응을 발달시키는 것으로 보고되어지고 있다 (Krog et al.
항공조종사가 비행업무 중에 추위에 노출되면 어떠한 현상이 일어나는가?
, 1995) 특히 추위환경노출은 다양한 생리적 현상을 유발시키게 된다. 추위노출은 동상 및 저체온증과 같은 일반적 상해를 유발하기도 하지만, 근력손실, 신경 전달속도 저하, 그리고 정확한 동작의 조절 능력 저하를 유발하기도 한다(O'Brien et al.,2007). 그리고 인체는 이러한 위험으로부터 자신을 보호하기 위해 많은 생리적 반응을 일으키게 된다(Adams et al., 1962; Kreh et al.
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