KRÓTKIE DONIESIENIE / SHORT REPORT

KRÓTKIE DONIESIENIE / SHORT REPORT Zaanga owanie Autorów A Przygotowanie projektu badawczego B Zbieranie danych C Analiza statystyczna D Interpretacja danych E Przygotowanie manuskryptu F Opracowanie piœmiennictwa G Pozyskanie funduszy Author s Contribution A Study Design B Data Collection C Statistical Analysis D Data Interpretation E Manuscript Preparation F Literature Search G Funds Collection Medycyna Sportowa MEDSPORTPRESS, 2009; 2(6); Vol. 25, 132-140 Renata Szygu³a Wydzia³ Wychowania Fizycznego i Fizjoterapii, Katedra Turystyki i Rekreacji, Politechnika Opolska, Opole Faculty of Physical Education and Physiotherapy, Division of Tourism and Recreation, Technical University of Opole ZMIANY POTRENINGOWE W SKÓRNYM O YSKU NACZYNIOWYM U ZAWODNIKÓW TRENUJ CYCH JUDO TRAINING-INDUCED ALTERATIONS OF THE CUTANEOUS VASCULAR BED IN JUDO ATHLETES S³owa kuczowe: mikrokr¹ enie skórne, zawodnicy judo, laserowa przep³ywometria Dopplerowska Key words: cutaneous microcirculation, judo athletes, laser Doppler flowmetry Streszczenie Wstêp. Celem pracy by³a ocena adaptacyjnych zmian czynnoœciowych w mikrokr¹ eniu skórnym u sportowców uprawiaj¹cych judo. Materia³ i metody. Badaniami objêto 11 mê czyzn, zawodników judo, w sezonie startowym. Grupê kontroln¹ stanowi³o 31 zdrowych ochotników, którzy nie uprawiali regularnie adnych æwiczeñ fizycznych. Mikrokr¹ enie skórne oceniano za pomoc¹ laserowej przep³ywometrii Dopplerowskiej (Perimed 4001). Oceniano parametry mikrokr¹ enia skórnego: przep³yw spoczynkowy, reakcê hyperemiczn¹, hypertermiczn¹ i ortostatyczn¹. Okreœlano czêstotliwoœæ w wybranych zakresach i si³ê sygna³u. Zbadano tak e maksymalny pobór tlenu. Wyniki. Z wyj¹tkiem zera biologicznego, wszystkie mierzone parametry by³y znacz¹co wy - sze u zawodników judo (przep³yw podstawowy 28,64±5,28 PU; zero biologiczne 2,81±0,42 PU; maksymalna pookluzyjna reakcja przekrwienia 130,61±22,96 PU; maksymalna reakcja hipertermiczna 265,99±39,89 PU; reakcja ortostatyczna 48,51±1,47%; VO2max 58,05± 15,07 ml kg min -1 ) w porównaniu do grupy kontrolnej (przep³yw podstawowy 15,58±16,27 PU; zero biologiczne 2,94±0,37 PU; maksymalna pookluzyjna reakcja przekrwienia 70,96±24,48 PU; maksymalna reakcja hipertermiczna 171,39±39,18 PU; reakcja ortostatyczna 42,36±2,97%; VO2max 35,14±8,65 ml kg min -1 ). Analiza czêstotliwoœci wykaza³a ni sze oscylacje w uk³adzie wspó³czulnym i w zakresie czêstotliwoœci sercowej oraz zwiêkszenie aktywnoœci œródb³onka u zawodników judo. Wnioski. Regularny trening u zawodników judo wp³ywa pozytywnie na mikrokr¹ enie skórne, podnosz¹c znacz¹co parametry przep³ywu spoczynkowego, reakcji prowokowanych oraz wartoœci parametrów œwiadcz¹cych o sprawniejszej pracy œródb³onka naczyniowego, obni a natomiast wartoœci parametrów okreœlaj¹cych pracê uk³adu wspó³czulnego. Word count: 5385 Tables: 2 Figures: 2 References: 25 Summary Background. The aim of the presented study was to evaluate functional alterations of the cutaneous microcirculation in judo athletes. Material and methods. The study was performed in 11 male judo athletes, during the competition period. The control group consisted of 31 volunteers, practicing no regular physical exercise. The microcirculation was measured using Doppler laser flowmeter Perifluks 4001. Rest flow, hyperaemic, hyperthermic and orthostatic reactivity of skin microcirculation and maximal minute oxygen uptake were evaluated. Apart from the frequency, signal power was also analyzed. Results. Beside biological zero, all other measured parameters were statistically significantly higher in the judo athletes (rest flow 28.64±5.28 PU; biological zero 2.81±0.42 PU; reactive hyperemia 130.61±22.96 PU; thermal hyperemia 265.99±39.89 PU; orthostatic reactivity 48.51±1.47%; VO2max 58.05±15.07 ml kg min -1 ), compared with the control group (rest flow 15.58±16.27 PU; biological zero 2.94±0.37 PU; the reactive hyperemia 70.96±24.48 PU; thermal hyperemia 171.39±39.18 PU; orthostatic reactivity 42.36±2.97%; VO2max 35.14±8.65 ml kg min -1 ). The frequency analysis showed smaller oscillations of the sympathetic system and also in the cardiac frequency and increased activity of the endothelium in the judo athletes. Conclusions. In judo athletes, a regular training has a definitely positive impact on cutaneous microcirculation, significantly raising the parameters of both the resting blood flow, provoked reactions and the values of parameters that suggest more efficient activity of the endothelium but decreased values of the parameters defining the activity of the sympathetic nervous system. Adres do korespondencji / Address for correspondence Renata Szygu³a Politechnika Opolska, Wydzia³ Wychowania Fizycznego i Fizjoterapii 45-758 Opole, ul. Prószkowska 76, tel. (0-77) 400-04-14, fax: (0-77) 458-10-45, e-mail: r.szygula@po.opole.pl Otrzymano / Received 03.10.2008 r. Zaakceptowano / Accepted 11.02.2009 r. 132

Szygu³a R., Zmiany czynnoœciowe w mikrokr¹ eniu skórnym u zawodników judo Wstêp Systematyczny trening fizyczny powoduje czynnoœciowe i strukturalne zmiany adaptacyjne w uk³adzie naczyñ obwodowych. Nasilenie tych zmian zale- y przede wszystkim od rodzaju treningu, czasu jego trwania, intensywnoœci jednostki treningowej oraz jego czêstotliwoœci. Badacze najczêœciej wyjaœniaj¹ potreningowe zmiany w uk³adzie naczyniowym, wykorzystuj¹c teoriê tzw. stresu przyœciennego. Wysi³ek fizyczny zwiêksza strumieñ krwi w naczyniu, co powoduje wzrost obci¹ eñ mechanicznych na œcianê têtnicz¹. Odpowiedzi¹ na zmianê wartoœci si³ œcinaj¹cych jest pobudzenie œródb³onka naczyniowego do produkcji czynników wazodylatacyjnych i, w efekcie, zmiana œrednicy naczynia. Ow¹ tezê wydaj¹ siê potwierdzaæ badania przeprowadzane na zwierzêtach, gdzie sztucznie zwiêkszano miejscowy przep³yw krwi, co powodowa- ³o zwiêkszenie przekroju poprzecznego badanej têtnicy [1]. Wymuszone zmniejszenie przep³ywu lub usuniêcie œródb³onka naczyniowego powodowa³o brak reakcji œwiat³a têtnicy na stres przyœcienny [2]. Inni autorzy szukaj¹ Ÿród³a zmian potreningowych w zmniejszeniu napiêcia uk³adu wspó³czulnego i mniejszej aktywacji uk³adu renina-angiotensyna. Wiadomo, e pierwotne s¹ zmiany czynnoœciowe, takie jak zmiana reaktywnoœci mm. g³adkich w naczyniu na czynniki naczynioskurczowe i rozkurczowe, zmiany w iloœci uwalniania tych substancji, co w efekcie powoduje zmianê oporu naczyñ obwodowych. Wtórnie wystêpuj¹ zmiany strukturalne zwiêkszenie gêstoœci naczyñ w³osowatych, redystrybucja cytoszkieletu, zmiany kszta³tu komórek œciany naczyniowej. Istota czynnoœciowych i strukturalnych zmian adaptacyjnych w obrêbie wiêkszych naczyñ têtniczych, a tak e w³oœniczkowego ³o yska naczyniowego budzi kontrowersje. Dlatego te celem pracy jest ocena adaptacyjnych zmian czynnoœciowych w mikrokr¹ eniu skórnym u sportowców uprawiaj¹cych judo. Materia³ i metody Badaniami objêto 11 mê czyzn, zawodników judo (dru ynowy mistrz Polski w roku 2006). Wszyscy badani byli zdrowi, mieli prawid³owe ciœnienie krwi oraz prawid³owe BMI, poni ej 25 kg/m 2. Charakterystykê badanych grup przedstawia Tabela 1. Wszystkie badania grupy sportowców wykonano w sezonie startowym, przed najwa niejsz¹ imprez¹ sportow¹ mistrzostwami Polski. Grupê kontroln¹ stanowi³o 31 zdrowych (prawid³owe ciœnienie, prawid³owe BMI) ochotników, którzy nie uprawiali regularnie adnych æwiczeñ fizycznych. Badanie wybranych parametrów mikrokr¹ enia skórnego Badanie przeprowadzono w pozycji le ¹cej na plecach, w temperaturze sta³ej pomieszczenia 21 C± 1,2 C, wilgotnoœci powietrza 40-60%, po oko³o 20- minutowym okresie adaptacyjnym. Pomiaru mikrokr¹ enia skórnego dokonano laserowym przep³ywomierzem Dopplerowskim Perifluks 4001, firmy Perimed (Szwecja). Technika zastosowana w aparacie wykorzystuje œwiat³o lasera neonowo-helowego o d³ugoœci 780 nm. Pomiary opieraj¹ siê na zjawisku Dopplera, gdzie wi¹zka œwiat³a odbija siê od elemen- Background Systematic physical training results in functional and structural adaptive alterations of the peripheral circulation. The intensity of these changes depends on type of the training, its duration, intensiveness and frequency. Training-induced changes in the vascular bed are most commonly explained using the shear stress theory. Physical exertion increases the blood flow in the vessels, which results in a raised mechanical pressure against the vascular wall. In response to altered shear power, endothelium excretes vasodilative factors which change the diameter of the vessel. This thesis is confirmed by animal model studies, which showed increased diameter of the tested artery after artificial raise in local blood flow [1]. A forced reduction of the blood flow or removal of the endothelium resulted in loss of vascular response to shear stress [2]. Other authors explain training related alterations with decreased sympathetic tone and poorer activation of the renin-angiotensin system. The altered peripheral resistance is primarily due to functional changes such as altered reactivity of the vascular smooth muscles to vasoconstrictive and vasodilative factors, and altered secretion of these factors. Secondary structural alterations follow, including increased density of the capillary vessels net, cytoskeletal redistribution, and altered shape of the vascular wall cells. The nature of functional and structural adaptive changes in the big arteries as well as in the capillary bed remains controversial. Therefore the aim of the presented study was to evaluate functional alterations of the cutaneous microcirculation in judo athletes. Material and methods The study was performed in 11 male judo athletes (Poland's team champions 2006). All of them had normal blood pressure and their values of Body Mass Index (BMI) were <25 kg/m 2. The characteristics of the tested group is presented in Table 1. All tests in this group were performed during the competition period before the most important challenge Polish Championships. The control group consisted of 31 healthy volunteers (correct BMI), practicing no regular physical exercise. The test of selected parameters of skin microcirculation The test was performed in a horizontal position (on the back), in constant ambient temperature of 21 C±1.2 C, air humidity 40-60%, after ca. 20 minutes of adaptation. The microcirculation was measured using Doppler laser flowmeter Perifluks 4001 (Perimed, Sweden). The technique applied in the instrument uses 780 nm wavelength neon-helium laser light. It measures the blood flow which is the product of the number of moving erythrocytes within the tissue and their mean speed. The optode was placed 133

Szygu³a R., Functional changes in dermal microcirculation in judo athletes Tab. 1. WskaŸniki morfologiczne i fizjologiczne badanych sportowców i grupy kontrolnej Tab. 1. Morphologic and physiologic characteristic of the tested athletes and control group tów ruchomych krwi, zmieniaj¹c swoj¹ czêstotliwoœæ. Pozwala to na pomiar przep³ywu krwi, bêd¹cy iloczynem liczby poruszaj¹cych siê erytrocytów w danej objêtoœci tkanki i œredniej ich prêdkoœci. Optoda zosta³a umieszczona na skórze grzbietu rêki dominuj¹cej, pomiêdzy I a II koœci¹ œródrêcza, przy u yciu obustronnie przylepnego kr¹ ka. Wartoœci przep³ywu mierzono w umownej skali jednostek perfuzji (PU Perfusion Unit), proporcjonalnej do energii sygna³u dopplerowskiego. Jedna jednostka perfuzji (PU) jest umown¹ jednostk¹ odpowiadaj¹c¹ napiêciu 10 mv na wyjœciu [3]. Dwie godziny przed badaniem uczestnicy nie spo ywali produktów maj¹cych wp³yw na kr¹ enie (kawa, herbata, coca-cola, alkohol), a tak e nie uczestniczyli w intensywnym wysi³ku fizycznym. Oceniano przep³yw spoczynkowy, reakcjê hyperemiczn¹, hypertermiczn¹ i ortostatyczn¹ mikrokr¹ enia skórnego. Zanalizowano równie czêstotliwoœæ sygna³ów otrzymywanych drog¹ laserowej przep³ywometrii dopplerowskiej w przedziale od 0,01 do 2 Hz podczas przep³ywu podstawowego. W tym przedziale wyodrêbniono piêæ grup: I pasmo czêstotliwoœci w przedziale 0,01-0,02 Hz; II pasmo czêstotliwoœci w zakresie 0,021-0,05 Hz; III pasmo czêstotliwoœci od 0,051-0,145 Hz; IV pasmo czêstotliwoœci w przedziale 0,15-0,5 Hz; V pasmo czêstotliwoœci w przedziale 0,51-2 Hz. W ka dym przedziale inny czynnik decyduje o oscylacji przep³ywu krwi. Grupa I przedstawia oscylacje naczyniowe zale ne od aktywnoœci metabolicznej œródb³onka (RŒ); II przedstawia wp³yw uk³adu wspó³czulnego na przep³yw skórny (RN); III obrazuje oscylacje wynikaj¹ce z podstawowego napiêcia skurczowego arterioli, powstaj¹cego na skutek wy³adowañ poszczególnych miocytów tworz¹cych okrê n¹ warstwê miêœniówki naczyñ, reakcja ta nazywana jest czêsto miogenn¹ i jest niezale na od uk³adu wspó³czulnego; IV czêstotliwoœæ oddechowa; V czêstotliwoœæ sercowa. Wybrano sta³¹ czasow¹ 0,03 s, a ka dy sygna³ przep³ywu krwi by³ pobierany przy czêstotliwoœci 32 Hz [4,5]. Oprócz czêstotliwoœci analizowano równie moc sygna³u w ka dym przedziale. Przebieg badania 1. Procedurê rozpoczynano u pacjenta po oko³o 20 minutach stabilizacji przep³ywu w pozycji le ¹cej. on the skin of the dorsal side of the hand between the first and second metacarpal bone using a special bilateral adhesive ring. The measured flow values were expressed in conventional Perfusion Units score (PU), in proportion to the energy of the Doppler signal. 1 PU corresponds to the output (power) voltage of 10 mv [3]. The participants were asked not to take part in physical activities and to avoid products that influence the circulation (coffee, tea and Coca-Cola). Rest flow, hyperaemic, hyperthermic and orthostatic reactivity of skin microcirculation were evaluated. The frequency of signals received by means of laser Doppler fluximetry between 0.01 and 2 Hz during basic flow was also analysed. Within this range, five groups were singled out: I frequency band between 0.01-0.02 Hz; II frequency band between 0.021-0.05 Hz; III frequency band between 0.051-0.145 Hz; IV frequency band between 0.15-0.5 Hz; V frequency band between 0.51-2 Hz. Within each band range there is a different factor which determines blood flow oscillation. I shows vascular oscillations depending on the endothelium metabolic activity (ER); II shows the effect of the sympathetic system on skin flow (SR); III illustrates oscillations resulting from the arteriolar basic systolic tonus which occurs due to discharge of particular myocytes forming a circular layer of the vessel muscle coat; this response is often referred to as myogenic response (MR) and it is independent of the sympathetic system; IV breath frequency (BF); V heart rate (HR). A time constant of 0.03 s was selected, and every blood flow signal was taken at the frequency of 32 Hz [4,5]. Apart from frequency, the signal power was also analyzed. The course of the experiment 1. The procedure was started after 20 minutes of stabilization of the circulatory system in a horizontal position. 134

Szygu³a R., Zmiany czynnoœciowe w mikrokr¹ eniu skórnym u zawodników judo 2. Pomiar ciœnienia têtniczego RR (mm Hg) na têtnicy ramiennej. 3. Pomiar têtna HR (w czasie 1 minuty). 4. Rejestracja przep³ywu podstawowego (rest flow RF) w pozycji le ¹cej, na koñczynie górnej dominuj¹cej, czas badania 2 min. 5. Rejestracja przep³ywu w reakcji na zaciœniêcie na ramieniu mankietu ciœnieniomierza nape³nionego powietrzem, do ciœnienia wy szego o 50 mm Hg od ciœnienia skurczowego, zmierzonego wczeœniej na têtnicy ramiennej tzw. zero biologiczne (biological zero BZ), czas badania 4 min. 6. Rejestracja reakcji przekrwiennej w odpowiedzi na rozluÿnienie mankietu (reactive hyperemia RH), czas badania 2 min. 7. Stabilizacja przep³ywu do poziomu przep³ywu podstawowego. 8. Podwy szenie temperatury optody za pomoc¹ modu³u grzewczego wbudowanego w sondê do 44 C, czas 1 min. 9. Rejestracja przep³ywu w reakcji na temperaturê (thermal hyperemia TH), czas badania 2 min. 10.Stabilizacja przep³ywu do poziomu przep³ywu podstawowego. 11. Zmiana pozycji z poziomej na pionow¹. 12.Rejestracja przep³ywu w pozycji stoj¹cej po 2 min adaptacji. Badanie maksymalnego pu³apu tlenowego Pomiaru maksymalnego poboru tlenu (VO2max) dokonano metod¹ bezpoœredni¹, za pomoc¹ ergospirotestu firmy Jaeger. Test mocy tlenowej mia³ charakter progresywny i wykonany by³ na cykloergometrze rowerowym przy prêdkoœci peda³owania 60 obrotów na minutê. Rozpoczyna³ siê od obci¹ enia 50W, a nastêpnie zwiêkszano obci¹ enie co 3 minuty o kolejne 50 W, a do odmowy kontynuowania wysi³ku. Test przerywano równie w sytuacji, gdy wzrostowi obci¹- enia nie towarzyszy³ wzrost VO2. Wartoœci badanych parametrów podano jako œrednie ± odchylenie standardowe (SD). Analizê statystyczn¹ przeprowadzono z u yciem testu t-studenta, przyjmuj¹c za istotne wartoœci p<0,05. Badania zosta³y zaakceptowane przez Komisjê Biotyczn¹ Opolskiej Izby Lekarskiej w Opolu (uchwa- ³a nr 132 z 24.11.2005 r.). Wyniki Poziom parametrów fizjologicznych, uzyskanych podczas testu mocy tlenowej, pozwoli³ oceniæ wydolnoœæ tlenow¹ badanych. Wy sze wartoœci maksymalnego minutowego poboru tlenu (VO2max), zarówno globalne, jak i w przeliczeniu na kilogram masy cia³a, uzyskali badani zawodnicy (4,18±1,08 l min -1 oraz 58,05±15,07 ml kg min -1 ) w stosunku do grupy kontrolnej (2,13±0,65 l min -1 oraz 35,14±8,65 ml kg min -1 ). W obu przypadkach ró nice by³y istotne statystycznie (p<0,0000, p<0,0000). Przep³yw podstawowy, rejestrowany po 20-minutowym okresie adaptacyjnym, by³ znamiennie wy szy (p<0,01) w grupie judo (28,64±5,28 PU) ni w grupie osób nieaktywnych fizycznie (15,58±16,27 PU). Zero biologiczne u zdrowych osobników oscyluje w granicach zera lub przyjmuje niewielkie wartoœci wynikaj¹ce z przypadkowego ruchu krwinek. W badanej grupie przybiera³o wartoœci: zawodnicy 2,94± 0,37 PU, grupa kontrolna 2,81±0,42 PU. 2. Blood pressure measurement (mm Hg) on the brachial artery. 3. Heart rate measurement (per one minute). 4. Rest flow (RF) recording in a horizontal position, on a dominating upper limb, record time 2 min. 5. Recording the flow after occluding the arm with the cuff of the manometer filled with air up to the pressure value exceeding the formerly measured systolic pressure by 50 mm Hg, biological zero (BZ), record time 4 min. 6. Recording the reactive hyperemia (RH) after loosening the cuff, registration time 2 min. 7. Stabilization of the blood flow back to rest flow level. 8. Rising the optode temperature up to 44 C, using the built-in heating module, 1 min. 9. Recording the thermal hyperemia (TH), record time 2 min. 10.Stabilization of the blood flow back to the rest flow level. 11. Changing the position from horizontal to vertical. 12.Recording the RF in a standing position, after 2 minutes' adaptation. The test of the maximal oxygen uptake (VO2max) The maximal oxygen uptake (VO2max) was measured directly using a Jaeger ergospirotest. The power test was of progressive nature and was performed on a cycloergometer with pedaling velocity of 60 rpm. The test was started at the load of 50W and increased every 3 min by another 50W until refusal to further exercise. Test was also stopped when the increasing load did not evoke increase in VO2. The values of the examined parameters were presented as median standard deviation (SD). Statistic analysis was performed with the use of t-student test, assuming the values p<0.05 to be significant. The study was approved by the Bioethics Committee of the Medical Council in Opole (Resolution No 132 on 24.11.2005). Results The level of physiological parameters obtained in the aerobic power test allowed evaluation of the aerobic efficiency of the tested individuals. Higher values of the maximal oxygen uptake per minute (VO2max), both global and per kg of the body mass were recorded in the athletes (4.18±1.08 l min -1 and 58.05±15.07 ml kg min -1 ) compared to the control group (2.13±0.65 l min -1 and 35.14±8.65 ml kg min -1 ). In both cases the differences were statistically significant (p<0.0000, p<0.0000, respectively). Basal flow recorded after 20 min adaptive period was significantly higher in judo athletes (28.64±5.28 PU, p<0.01) than in physically non active individuals (15.58±16.27 PU). In healthy individuals the values of biological zero oscillate around zero or show low values resulting from random movements of the erythrocytes. The tested groups presented with values of 2.94±0.37 PU 135

Szygu³a R., Functional changes in dermal microcirculation in judo athletes Pookluzyjna reakcja przekrwienia jest odpowiedzi¹ ³o yska naczyniowego na otwarcie mankietu sfingomanometru po 4-minutowej okluzji. Ni sze wartoœci tego wskaÿnika charakteryzowa³y grupê kontroln¹ (70,96±24,48 PU), natomiast w grupie aktywnych fizycznie widoczny jest znacz¹cy statystycznie (p<0,0000) wzrost wartoœci do 130,61±22,96 PU. W trakcie pookluzyjnej reakcji przekrwiennej mierzono równie czas do 1 hiperemii (TH1), czas do osi¹gniêcia szczytowych wartoœci hiperemii (TM), czas spadku wartoœci do 1 max. hiperemii (TH2), czas od szczytu hiperemii do powrotu wartoœci spoczynkowych (TP). Œrednie wartoœci uzyskane w poszczególnych grupach przedstawia Ryc. 1. o ysko naczyniowe silnie reaguje na bodziec termiczny. Podgrzanie sondy do 44 C spowodowa³o podniesienie wartoœci przep³ywów do 171,39±32,18 PU w grupie kontrolnej oraz do wartoœci 265,99± 39,89 PU w grupie trenuj¹cej judo. Badania wykaza- ³y istnienie statystycznie istotnych ró nic (p<0,0000) pomiêdzy grupami. Kolejnym bodÿcem prowokuj¹cym zmiany mikrokr¹ enia skórnego jest zmiana pozycji z le ¹cej na stoj¹c¹ (reakcja ortostatyczna). Mikrokr¹ enie reaguje wówczas obni eniem przep³ywu. Wiêksze i istotne statystycznie (p<0,000) obni enie przep³ywu o 48,51±1,47% widoczne by³o u trenuj¹cych, natomiast u osób prowadz¹cych sedenteryjny tryb ycia zmiana ta wynosi³a 42,36±2,97%. Statystycznie istotne ró nice wystêpuj¹ w zakresie rytmu sercowego. W grupie kontrolnej odnotowano znamiennie wy sz¹ iloœæ cykli na minutê (p<0,02) ni w grupie badanej. Natomiast w zakresie rytmu oddechowego i mocy sygna³ów w zakresie sercowym istotnie wy sze wartoœci wyst¹pi³y w grupie badanych sportowców. W zakresie rytmu miogennego oraz mocy sygna³u w tym zakresie nie odnotowano znacz¹cych ró nic miêdzygrupowych. Natomiast w zakresie neurogennym moc sygna³u by³a znacz¹co ni sza w grupie zawodników uprawiaj¹cych judo w stosunku do grupy porównawczej (p<0,02), a w zakresie rytmu in athletes' group and 2.81±0.42 PU in non active individuals. Post-occlusive hyperaemic reaction is the response of the vascular bed to opening of the sphygmomanometer cuff after 4 min of occlusion. The control group showed lower values of this parameter (70.96± 24.48 PU) whereas in physically active individuals a statistically significant (p<0.000) raise (130.61±22.96 PU) was noted. During the post-occlusive reaction other parameters were also recorded, including: the time to reach half maximal hyperaemia (TH1) as well as the time to reach the maximal hyperaemia (TM), the time of return to half maximal hyperaemia (TH2) and time of return from maximal hyperaemia to baseline values (TP). Mean values recorded in the studied groups are presented in Fig. 1. The vascular bed reacts intensely to thermal stimuli. Heating the probe up to 44 C resulted in increased blood flow up to 171.39±39.18 PU in the control group to 265.99±39.89 PU in the athletes' group. The study showed statistically significant differences between the tested groups (p<0,000). Selected mean values of microcirculation are presented in the Fig. 2. Change of the body position from lying to standing (orthostatic reaction) is another stimulus for changes in the cutaneous microcirculation, leading to decreased blood flow. The drop in blood flow was greater and statistically significant (p<0,000) in athletes 48.51±1.47% whereas in individuals living a sedentary life it reached 42.36±2.97%. Statistically significant differences occurred regarding the oscillations of the cardiac rhythm band. In the control group the number of cycles per minute was considerably higher (p<0.02) compared to the tested group. However, regarding the respiratory rhythm and signal power of the cardiac rhythm, higher values were recorded in the tested group. Myogenic rhythm and its signal power showed no significant differences between the groups. Whereas, regarding neu- Ryc. 1. Œrednie wartoœci czasu uzyskane w poszczególnych grupach Fig. 1. Mean values of time in the studied groups 136

Szygu³a R., Zmiany czynnoœciowe w mikrokr¹ eniu skórnym u zawodników judo Ryc. 2. Wybrane parametry mikrokr¹ enia w badanych grupach Fig. 2. Selected mean values of microcirculation in tested and control groups Tab. 2. Œrednie wartoœci (x) i odchylenie standardowe (SD) analizowanych podczas przep³ywu podstawowego parametrów w okreœlonych przedzia³ach czêstotliwoœci Tab. 2. Mean values (x) and standard deviation (SD) of the parameters analyzed in basal flow in given frequencies œródb³onkowego, znamiennie wy sza u sportowców (p<0,0000). Wyniki analizy czêstotliwoœci oraz mocy sygna³u, przeprowadzonej podczas przep³ywu podstawowego, przedstawia Tabela 2. Dyskusja Systematyczna aktywnoœæ fizyczna jest uznawana za podstawowy element zdrowego stylu ycia oraz niefarmakologiczny œrodek zmniejszania ryzyka sercowo-naczyniowego. Pozytywne efekty regularnego treningu s¹ widoczne równie w mikrokr¹ eniu skórnym. rogenic rhythm the signal power was considerably lower in the athletes' group compared to the control group (p<0.02), within the range of endothelial rhythm it was significantly higher in the athletes (p<0.000). The results of the analysis of the signal frequency and power conducted during basal flow monitoring are presented in Table 2. Discussion Systematic physical activity is presumed a principal element of the healthy lifestyle and best nonpharmacological means reducing the risk of cardiovascular diseases. Positive effects of regular activity are also visible in the cutaneous microcirculation. 137

Szygu³a R., Functional changes in dermal microcirculation in judo athletes Badania w³asne wykaza³y zdecydowanie wiêksze przep³ywy spoczynkowe u zawodników trenuj¹cych judo ni u osób prowadz¹cych sedenteryjny tryb ycia. Potwierdzaj¹ to wyniki uzyskane przez Vassalle i wsp. [6], Delp i wsp. [7], Green i wsp. [8]. Natomiast Koller-Strametz i wsp. nie odnotowali ró nic w skórnym przep³ywie krwi [9]. Beynard i wsp. wykazali, e wiêkszy wp³yw na przep³ywy spoczynkowe ma trening oporowy ni wytrzyma³oœciowy [10]. Ow¹ tezê potwierdzi³y badania Copelanda i wsp. [11]. Autorzy s¹ zgodni, e bezpoœredni¹ przyczyn¹ zwiêkszenia przep³ywów u osób aktywnych fizycznie jest zwiêkszone wydzielanie wazodylatatorów œródb³onkowych, szczególnie tlenku azotu (NO). Niewyjaœniony natomiast pozostaje mechanizm tych reakcji. Informacji na temat pojemnoœci i sprawnoœci skórnego ³o yska naczyniowego dostarczaj¹ reakcje prowokowane. Stymulatorem w takich reakcjach mo e byæ zmiana temperatury, okluzja czy zmiana pozycji badanego lub zastosowanie stymulatorów zale nych i niezale nych od œródb³onka, np. acetylocholiny (Ach), czy te nitroprusydku sodu (SNP). Podniesienie wartoœci reakcji prowokowanych po regularnie stosowanym wysi³ku fizycznym potwierdzaj¹ liczni autorzy. Wy sze przep³ywy w grupach poddanych treningowi aerobowemu odnotowali Lenasi i wsp. [12], Green i wsp. [13,14], Kingwell i wsp. [15], Clarkson i wsp. [16]. Autorzy zwracaj¹ uwagê, e wraz z wiekiem spada poziom NO w osoczu, natomiast systematyczny wysi³ek fizyczny mo e nie tylko zatrzymaæ ten proces, ale równie spowodowaæ przywrócenie sprawnoœci funkcji œródb³onka [17,18,19,20]. W badaniach w³asnych oceniano przep³ywy po zastosowaniu okluzji, ciep³a i pionizacji. We wszystkich reakcjach prowokowanych odnotowano znacz¹co wiêksze wartoœci przep³ywów, a w przypadku pomiarów po pionizowaniu znacz¹co wiêkszy spadek przep³ywów w grupie zawodników judo. Rinder i wsp. wykazali istotnie wy sz¹ odpowiedÿ hiperemiczn¹ na okluzjê po d³ugotrwa³ym treningu wytrzyma³oœciowym [21]. Tezê tê potwierdzili Lenasi i wsp., badaj¹c 19 zawodowych kolarzy, dodatkowo stwierdzaj¹c, e dotyczy ona mikrokr¹ enia skórnego zarówno na ow³osionej, jak i nieow³osionej skórze [12]. O Sullivan stwierdzi³ w grupie zdrowo yj¹cych osób, stale poddawanej intensywnemu treningowi tlenowemu, znamiennie wy sze wartoœci pookluzyjnej reakcji przekrwiennej w stosunku do osób preferuj¹cych sedenteryjny tryb ycia. W drugiej czêœci eksperymentu grupê osób siedz¹cych poddano 5-tygodniowemu umiarkowanemu treningowi aerobowemu, co przynios³o wzrost wartoœci pookluzyjnej reakcji przekrwiennej do poziomu prezentowanego w grupie fitness [22]. Obserwowany w grupie judo istotny, procentowy spadek przep³ywów o 48%, czyli o ok. 6% wiêkszy ni wœród osób prowadz¹cych sedenteryjny tryb ycia, mo e byæ wynikiem sprawniejszej reakcji uk³adu kr¹ enia przyzwyczajonego do takich reakcji poprzez systematyczny trening. Badania oscylacji czêstotliwoœci i mocy sygna³u podczas przep³ywu niestymulowanego wskazuj¹, e w zakresie rytmu miogennego badane grupy nie ró - ni¹ siê miêdzy sob¹. Znamienne ró nice s¹ widoczne w zakresie rytmu sercowego, który jest zdecydowanie ni szy u zawodników trenuj¹cych judo. Wp³yw The author's own studies showed definitely higher resting flow values in judo practicing athletes compared to sedentary individuals. This effect is confirmed by the results reported by Vassalle et al. [6], Delp et al. [7], and Green et al. [8]. Whereas Koller-Strametz et al. did not record any differences in cutaneous perfusion [9]. Beynard et al. proved that the resistance training had a higher impact on resting flows than the endurance training [10]. This thesis was confirmed by the studies by Copeland et al. [11]. All the authors agree that increased secretion of endothelial vasodilators, especially nitric oxide (NO) is the factor directly responsible for the increase the blood flow in athletes. The mechanism of these reactions remains unclear. The data regarding the capacity and efficiency of the cutaneous vascular bed are obtained in provoked reactions. The stimuli applied in these reactions include altered temperature, occlusion, alterations of body position as well as administration of endothelium dependent or endothelium independent stimulators e.g. acetylcholine (ACh) or sodium nitropruside (SNP). Numerous authors confirm the increase in values of the provoked reactions after regular physical exercise. Higher blood flows in individuals regularly practicing aerobic physical activity, with ACh as the stimulator were reported by Lenasi et al. [12], Green et al. [13,14], Kingwell et al. [15] and Clarkson et al. [16]. Other authors note that with the age the concentration of NO in plasma drops, whereas regular physical activity not only inhibits that process but can also lead to the recovery of the normal endothelial function [17,18,19,20]. In the own material the author evaluated blood flow after occlusion, heating and in orthostatic reaction. Post-occlusive and heating reactions showed significantly higher flow values and the orthostatic reaction showed a considerably higher flow drop in the group of judo athletes. Rinder et al. showed a significantly higher hyperaemic reaction to occlusion after long term endurance training [21]. This thesis was confirmed by Lenasi et al. [12] in a group of 19 cyclists, who additionally found that training affects cutaneous microcirculation in both hirsute and hair-free skin. In his study, O'Sullivan found significantly higher values of the hyperaemic reaction to occlusion in individuals leading a healthy lifestyle, regularly practicing aerobic exercise, compared to persons preferring a sedentary lifestyle [22]. In the second part of the experiment, sedentary individuals were exposed to 5 weeks of moderate aerobic exercise, which resulted in the increase in the post-occlusive hyperaemic response up to the values obtained in the fit group. The significant 48% drop of the flow (6% higher than in sedentary group) observed for orthostatic reaction in the judo athletes group during the author's study may result from more efficient reaction of the circulatory system, which is "accustomed" to such situations by regular exercise. The studies on frequency oscillations and signal power in non-stipulated blood flow show that regarding myogenic rhythm the tested groups present no differences. Considerable differences have been visible in the range of cardiac rhythm which is definitely lower in the athletes' group. The impact of aerobic 138

Szygu³a R., Zmiany czynnoœciowe w mikrokr¹ eniu skórnym u zawodników judo treningu tlenowego na obni enie czêstoœci akcji serca w spoczynku jest w literaturze dostatecznie udokumentowany. Zauwa ono równie obni enie aktywnoœci uk³adu wspó³czulnego w grupie aktywnych fizycznie [23,24]. Badania w³asne potwierdzi³y tê prawid³owoœæ wyra- on¹ mniejsz¹ wartoœci¹ oraz znacz¹co mniejsz¹ moc¹ sygna³u w zakresie oscylacji neurogennej w grupie zawodników judo. Wykazana w niniejszej pracy zdecydowanie wy - sza moc sygna³u w zakresie czêstotliwoœci zale nej od œródb³onka w grupie sportowców jest prawdopodobnie zwi¹zana z wiêksz¹ bidostêpnoœci¹ i sprawnoœci¹ uwalniania NO z komórek œródb³onka pod wp³ywem treningu tlenowego [25]. Parametrem ró nicuj¹cym badane grupy by³ równie maksymalny pobór tlenu. Wielkoœæ VO2max wyra- ona w litrach na minutê, a tak e relatywna w przeliczeniu na kg masy cia³a, by³a wyraÿnie wy sza w grupie systematycznie uprawiaj¹cych aktywnoœæ fizyczn¹. Omawiany wskaÿnik, uznawany za wyk³adnik wydolnoœci tlenowej organizmu, jest miêdzy innymi uzale niony od stopnia wytrenowania, co zosta³o ju wielokrotnie udokumentowane we wczeœniejszych pracach innych autorów. Jakkolwiek trening zdecydowanie poprawia parametry mikrokr¹ enia skórnego, nadal pozostaje niejasny mechanizm tego procesu. Dlatego te problem ten wymaga dalszych badañ. Wnioski Regularny trening: 1. podnosi znacz¹co parametry przep³ywu spoczynkowego oraz reakcji prowokowanych mikrokr¹ enia skórnego u zawodników judo; 2. obni a wartoœci parametrów okreœlaj¹cych pracê uk³adu wspó³czulnego; 3. podnosi wartoœci parametrów œwiadcz¹cych o sprawniejszej pracy œródb³onka naczyniowego. exercise on the decrease in resting heart rate is well documented in literature. Decreased activity of the sympathetic nervous system in physically active individuals was also noted [23,24]. The author's study confirmed this regularity that presents with decreased values and a considerably lower signal power in the range of neurogenic oscillation in the judo athletes group. Significantly higher signal power in endotheliumdependent frequency range in athletes, recorded in the presented study is probably related to a better bioavailability of endothelial NO and an improved efficiency of its release due to aerobic training [25]. Maximal oxygen uptake was another differentiating factor for the tested groups. The VO2max expressed in liters/minute as well as relative VO2max calculated per kg of body mass was noticeably higher for the group of regularly practicing individuals. The discussed index, presumed an exponent of aerobic efficiency of the organism, depends, among other things, on the level of body fitness as it was repeatedly documented by other authors. Whereas physical exercise considerably improves the cutaneous microcirculation parameters, the mechanism of this process remains unclear. Therefore further studies on this problem are necessary. Conclusions Regular exercise: 1. has a definitely positive impact on cutaneous microcirculation, significantly raising the parameters of both the resting blood flow and provoked reactions; 2. results in decreased values of the parameters defining the activity of the sympathetic nervous system; 3. increases the values of parameters that suggest more efficient activity of the endothelium. Piœmiennictwo / References 1. Maruda H, Bassiouny H, Glagov S, Zarins CK. Artery wall restructuring In response to increased flow. Surg Forum 1989; 40: 285-286. 2. Langille BL, O'Donnel F. Reduction In arterial diameter produced by chronic decreases in blood are endothelium- -dependent. Sciene 1986; 231: 405-407. 3. Nilsson GE et al. Evaluation of laser Doppler flowmeter for measurements of tissue blond flow. IEEE Trans Biomed Eng 1980; 27: 597-604. 4. Kvandal P, Stefanovska A, Veber M. Regulation of human cutaneous circulation evaluated by laser Doppler flowmetry, iontophoresis, and spectral analysis: importance of nitric oxide and prostaglandines. Microvasc Res 2003; 65 (3): 160-171. 5. Kvernmo HD, Stefanovska A, Kirkeboen KA. Enhanced endothelial activity reflected in cutaneous blood flow oscillations of athletes. Eur J Appl Physiol 2003; 90 (1-2): 16-22. 6. Vassalle C, Lubrano V, Domenici C, L'abate A. Influence of chronic aerobic exercise on microcirculatory flow and nitric oxide in humans. Int J Sports Med 2003; 24 (1): 30-35. 7. Delp MD. Effects of exercise training on endothelium-dependent peripheral vascular responsiveness. Med Sci Sports Exerc 1995; 27 (8): 1152-1157. 8. Green DJ, Walsh JH, Maiorama A et al. Comparison of resistance and conduit vessel nitric oxide mediated vascular function in vivo: effects of exercise training. J Appl Physiol 2004; 97 (2): 749-755. 9. Koller-Strametz J, Matulla B, Wolzt M et al. Role of nitric oxide in exercise induced vasodilation in man. Life Sci 1998; 62 (11): 1035-1042. 10. Beynard T, Miller WC, Fernhall B. Effects of exercise on vasodilatory capacity in endurance and resistance trained men. Eur J Appl Physiol 2003; 89 (1): 69-73. 139

Szygu³a R., Functional changes in dermal microcirculation in judo athletes 11. Copeland SK, Mills M, Lerner JL, Crizer MF, Thompson CW, Sullivan JM. Hemodynamic effects of aerobic vs resistance exercise. J Hum Hypertens 1996; 10: 747-753. 12. Lenasi H, Strucl M. Effect of regular physical training on cutaneous microvascular reactivity. Med Sci Sports Exerc 2004; 36 (4): 606-612. 13. Green DJ, Walsh JH, Maiorama A et al. Comparison of resistance and conduit vessel nitric oxide mediated vascular function in vivo: effects of exercise training. J Appl Physiol 2004; 97 (2): 749-755. 14. Green D J, Fowler D, O'driscoll J G et al. Endothelium derived nitric oxide activity in forearm vessels of tennis players. J Appl Physiol 1996; 81 (2): 943-948. 15. Kingwell BA, Sherrard B, Jennings GL, Dart AM. Four weeks of cycle training increases basal production of nitric oxide from the forearm. Am J Physiol 1997; 272 (3Pt2): H 1070-1077. 16. Clarkson P, Montgomery HE, Mullen MJ et al. Exercise training enhances endothelial function in young men. J Am Coll Cardiol 1999; 33 (5): 1379-1385. 17. Van den Brande P, Van Kemp K, De Conincu A et al. Laser Doppler flux characteristics at the skin of the dorsum of the foot in young and in elderly healthy human subjects. Microvascular Res 1997; 53 (2): 156-162. 18. Levy WC, Cerqueira MD, Abrass IB et al. Endurance exercise training augments diastolic filling at rest and during exercise in healthy young and oldest men. Circulation 1993; 88 (1): 116-126. 19. Kalliokoski KK, Kvusela TA, Laaksonen MS et al. Muszle fractal vascular branching pattern and microvascular perfusion heterogenity in endurance trained and untrained men. J Physiol 2003; 15, 546 (Pt2): 529-535. 20. Taddei S, Galetta F, Virdis A et al. Physical activity prevents age-related impairment in nitric oxide availability in elderly athletes. Circulation 2000; 101 (25): 2896-2901. 21. Rinder MR, Spina RJ, Ehsani AA. Enhanced endothelium dependent vasodilation in older endurance trained men. J Appl Physiol 2000; 88 (2): 761-766. 22. O'Sullivan SE. The effects of exercise training on markers of endothelial function in young healthy men. Int J Sports Med 2003; 24 (6): 404-409. 23. Aagaard P. Training induced changes in neural function. Exerc Sport Sci Rev 2003; 31 (2): 61-67. 24. Dickhuth HH, Niess AM, Rocker K et al. The significance of physical activity on the physiological stress reaction. Kardiol 1999; 88 (5): 305-314. 25. Kvernmo HD, Stefanovska A, Kirkeboen KA, Kvernebo K. Oscillations in the human cutaneous blood perfusion signal modified by endothelium dependent vasodilators. Microvasc Res 1999; 57 (3): 298-309. Komunikat nr II XXVIII ZJAZD NAUKOWY POLSKIEGO TOWARZYSTWA MEDYCYNY SPORTOWEJ XXVIII CONGRESS OF POLISH SOCIETY OF SPORTS MEDICINE Aktywnoœæ ruchowa w zdrowiu i chorobie Physical activity in healts and diseases ódÿ, 25-27.06.2009 r. PROGRAM NAUKOWY ZJAZDU dla przedstawicieli medycyny sportowej, nauk o kulturze fizycznej, lekarzy, fizjoterapeutów, trenerów. Wyk³ady ekspertów europejskich z dziedziny fizjologii wysi³ku fizycznego, medycyny sportowej, aktywnoœci ruchowej adaptacyjnej. Prezentacje prac oryginalnych: streszczenia prac do 15.04.2009 r. Kursy w zakresie szkolenia podyplomowego. TEMATY WIOD CE 1. Fizjologia wysi³ku fizycznego 2. Pomiar i zalecenia aktywnoœci ruchowej dla osób klinicznie zdrowych w ró nym wieku 3. Aktywnoœæ ruchowa dla osób z chorobami przewlek³ymi 4. Ortopedia i traumatologia w medycynie aktywnoœci ruchowej 5. Rehabilitacja w medycynie aktywnoœci ruchowej rehabilitacja sportowa rehabilitacja kardiologiczna 6. Medyczne monitorowanie procesu treningowego sportowca 7. Psychologia aktywnoœci ruchowej 8. Tematy ró ne KOMITET NAUKOWY: Przew.: prof. dr hab. med. Anna Jegier Z-ca: prof. dr hab. med. Tomasz Kostka ORGANIZATORZY: Polskie Towarzystwo Medycyny Sportowej (PTMS) z Oddzia³em ódzkim PTMS Zak³ad Medycyny Sportowej Uniwersytetu Medycznego Regulamin zg³aszania prac, zakwaterowanie, a tak e rejestracja on-line na stronie www.ptms.org.pl lub karta uczestnictwa wraz z dowodem wp³aty przes³ana faxem: +48 (42) 639-32-18 lub poczt¹ na adres: El bieta Balcerek, Polskie Towarzystwo Medycyny Sportowej ZG, 90-647 ódÿ, pl. Gen. J. Hallera 1 z dopiskiem Zjazd Sekretariat organizacyjny i naukowy Zarz¹d G³ówny Polskiego Towarzystwa Medycyny Sportowej 90-647 ódÿ, pl. Gen. J. Hallera 1, Tel.: + 48 42 639 32 15, Fax: + 48 42 639 32 18 e-mail: prevkard@csk.umed.lodz.pl, medsport@achilles.wam.lodz.pl, www.ptms.org.pl