FULL TEXT - Medycyna Sportowa

111 Mila1:Layout 1 2013-01-29 11:55 Strona 1
Medycyna Sportowa
© MEDSPORTPRESS, 2012; 4(4); Vol. 28, 225-232
DOI: 10.5604/1232406X.1030816
ARTYKUŁ ORYGINALNY / ORIGINAL ARTICLE
Zaangażowanie Autorów
A – Przygotowanie projektu
badawczego
B – Zbieranie danych
C – Analiza statystyczna
D – Interpretacja danych
E – Przygotowanie manuskryptu
F – Opracowanie piśmiennictwa
G – Pozyskanie funduszy
Celestyna Mila-Kierzenkowska1(A,B,D,E), Alina Woźniak1(A,C,D,G),
Adrian Włodarski1(E,F), Grzegorz Maruszak1(B,F),
Tomasz Boraczyński2(B,D,G)
Author’s Contribution
A – Study Design
B – Data Collection
C – Statistical Analysis
D – Data Interpretation
E – Manuscript Preparation
F – Literature Search
G – Funds Collection
WPŁYW NISKIEJ TEMPERATURY OTOCZENIA
NA PARAMETRY MORFOLOGII KRWI
1
Katedra Biologii Medycznej, Collegium Medicum w Bydgoszczy, UMK, Toruń
Centralne Laboratorium Badawcze, Olsztyńska Szkoła Wyższa im. J. Rusieckiego, Olsztyn
1
The Chair of Medical Biology, Collegium Medicum in Bydgoszcz, NCU, Toruń
2
Central Research Laboratory, Jozef Rusiecki Olsztyn University, Olsztyn
2
THE EFFECT OF LOW AMBIENT TEMPERATURES
ON OF BLOOD MORPHOLOGICAL PARAMETERS
Słowa kluczowe: parametry morfologiczne, zimno, kąpiele w zimnej wodzie
Key words: morphological parameters, cold, winter swimming
Streszczenie
Wstęp. Wpływ bodźców w postaci niskich temperatur wywołuje szereg reakcji adaptacyjnych w organizmie, szczególnie w układzie krążenia. Celem niniejszej pracy było oznaczenie wpływu kąpieli w zimnej wodzie na morfologię krwi.
Materiał i metody. Badaniami objęto 30 osób: czternaście z nich regularnie korzystało z kąpieli w zimnej wodzie – „morsy”, a szesnaście nie korzystało wcześniej z tego typu
zabiegów – amatorzy. W dniu eksperymentu wszyscy badani spędzili 3 min w wodzie
o temp. 0°C, przy temp. otoczenia -4°C. Krew do badań pobrano przed ekspozycją na niskie temperatury (kontrola) oraz 5 i 30 min po kąpieli w zimnej wodzie. We krwi oznaczono podstawowe parametry morfologii krwi obwodowej: RBC, HGB, HCT, MCV, MCH, MCHC, WBC i PLT
przy użyciu automatycznego analizatora hematologicznego.
Wyniki. W pracy wykazano nieznaczny wzrost średniego stężenia hemoglobiny w erytrocytach (MCHC) u „morsów” i obniżenie wskaźnika średniej objętości krwinki czerwonej
(MCV) u amatorów 30 min po kąpieli w zimnej wodzie w porównaniu z badaniem kontrolnym. Porównując grupę „morsów” i amatorów wykazano wyższą wartość MCV u morsów 5 min po kąpieli w zimnej wodzie, a 30 min po ekspozycji na niską temperaturę wyższą liczbę leukocytów u amatorów.
Wnioski. Kąpiel w zimnej wodzie wpływa na niektóre parametry morfologiczne krwi,
co może wynikać ze zmian objętości krwi krążącej w warunkach niskiej temperatury otoczenia. Wyższa liczba leukocytów obserwowana u amatorów może dowodzić wzmożonej
aktywacji układu odpornościowego po ochłodzeniu organizmu.
Summary
Word count:
Tables:
Figures:
References:
5399
1
3
26
Background. The impact of stimuli in the form of low temperatures produces a number of adaptive responses in the body, especially in the circulatory system. The aim of this
study was to determine the effect of bathing in cold water on blood morphology.
Material and methods. The sample was composed of 30 people: fourteen winter
swimmers regularly bathing in cold water, and sixteen amateurs who were not subjected
to such treatments before. On the day of the experiment all subjects spent 3 minutes in
water at the temperature of 0°C with an ambient temperature of -4°C. Blood samples were
taken before exposure to low temperatures (control) as well as 5 and 30 min after bathing
in cold water. The basic parameters of peripheral blood: RBC, HGB, HCT, MCV, MCH,
MCHC, WBC and PLT were estimated using an automatic hematological analyzer.
Results. The study showed a slight increase in mean corpuscular hemoglobin concentration (MCHC) in winter swimmers and lower mean corpuscular volume (MCV) in amateurs 30 min after bathing in cold water vs. the control study. Comparison of the studied
groups showed a higher mean MCV value in winter swimmers 5 min after cold bath, and
a higher leukocyte count in amateurs 30 min after bathing in ice-cold water.
Conclusions. Bathing in cold water affects some blood morphological parameters
which may result from changes in the circulating blood in exposure to low ambient temperatures. A larger number of leukocytes observed in amateurs may prove an intensified
immune response after cooling of the body.
Adres do korespondencji / Address for correspondence
Celestyna Mila-Kierzenkowska,
Katedra Biologii Medycznej, Collegium Medicum w Bydgoszczy, UMK w Toruniu
85-092 Bydgoszcz, ul. Karłowicza 24, tel. 52 585 37 37, fax. 52 585 37 42, e-mail: [email protected]
Otrzymano / Received
Zaakceptowano / Accepted
12.03.2012 r.
28.09.2012 r.
225
111 Mila1:Layout 1 2013-01-29 11:55 Strona 2
Mila-Kierzenkowska C. i wsp., Niska temperatura a morfologia krwi
Wstęp
Introduction
Morsowanie, czyli kąpiele w mroźnych rzekach,
jeziorach lub morzu, stosowane są w celach rekreacyjnych, a także leczniczych od czasów starożytnych. Pierwsze wzmianki o tego typu zabiegach zawarte są w egipskim papirusie pochodzącym z około 2500 r. p. n. e. [1]. Zimne kąpiele należą do tradycji krajów północnych (szczególnie kraje nordyckie
i Rosja), które charakteryzują się długimi zimami i niską średnią amplitudą temperatur [2]. Szacuje się, że
w samej Finlandii około 120 tysięcy entuzjastów regularnie spędza czas wolny zanurzając ciało w zimnej wodzie [3]. W Polsce zauważalny jest od wielu lat
stopniowy wzrost liczby miłośników zimnych kąpieli.
Spotykają się oni na terenie całego kraju, na corocznych zlotach, propagując tym samym tę ekstremalną
praktykę. „Morsem” może zostać każdy, bez względu
na wiek, jeśli nie posiada przeciwwskazań do tego typu zabiegu. Każda zainteresowana morsowaniem
osoba powinna uprzednio skonsultować się z lekarzem w celu wykluczenia zagrożeń, jakie mogą towarzyszyć ekspozycji na niską temperaturę [4]. Osoby
rozpoczynające przygodę z morsowaniem przechodzą odpowiednie przygotowanie, które polega na
stopniowych kąpielach w wodzie o coraz niższej temperaturze. Przed każdą kąpielą zalecana jest również krótka rozgrzewka. Wejście do wody polega na
stopniowym zanurzeniu ciała od kilku sekund do kilku minut, podczas którego należy energicznie poruszać się. Po wyjściu z wody natomiast trzeba natychmiastowo wytrzeć się do sucha, rozmasować ciało
techniką rozcierania w kierunku dosercowym, po czym
szybko ubrać [5].
Według „morsów”, kąpiel w lodowatej wodzie to
nie tylko wspaniały sposób na hartowanie ciała, ale
również ducha. Hartowanie polega na krótkotrwałym,
ale regularnym narażaniu organizmu na naturalne
(np. termiczne) bodźce, co skutkuje zwiększoną odpornością na choroby [3,6]. Utrzymanie stałej temperatury wewnętrznej ciała jest warunkiem sprawnego
funkcjonowania organizmu stałocieplnego. Wszelkie
zmiany temperatury polegające na podwyższeniu lub
obniżeniu wartości krytycznej, jaką jest 37°C, wyzwalają mechanizmy regulacji cieplnej [7]. Wśród czynników naturalnych, woda ze względu na wysoki współczynnik przewodności cieplnej jest jednym z najlepszych wymienników ciepła. Wiąże się to z szeregiem
reakcji termoregulacyjnych w organizmie, które towarzyszą kąpielom w zimnej wodzie [8]. Do fizjologicznych reakcji chroniących przed utratą ciepła w pierwszej fazie należy m.in. skurcz naczyń krwionośnych,
wzrost ciśnienia krwi, zwolnienie akcji serca, zwiększenie napięcia mięśni, wzrost wydalania moczu
oraz zmniejszenie przemiany materii [9]. Kilka minut
po ekspozycji na niską temperaturę dochodzi do reakcji kompensacyjnych polegających na przeciwnych
zachowaniach organizmu w porównaniu do pierwszej
fazy, m.in. 4-krotne rozszerzenie naczyń krwionośnych
i silne przekrwienie tkanek [1,10]. Do klinicznych efektów pojawiających się wskutek działania niskich temperatur możemy zaliczyć m.in.: łagodzenie bólu [11],
stanów zapalnych [12,13], wzmocnienie obrony antyoksydacyjnej [14], zmniejszanie obrzęków [15] i dolegliwości ze strony mięśni [16,17], wzrost wydzielania
niektórych hormonów [18] oraz poprawę samopoczucia [1,19]. Kąpiele w zimnej wodzie, poprzez swój
Winter swimming is the activity of swimming
during the winter season in rivers, lakes or seas for
recreation and therapeutic purposes since ancient
times. The first reports on this kind of therapeutic
procedures can be found in Egyptian papyrus from
2500 century B.C. [1]. Winter swimming is part of tradition in northern countries (especially in the Nordic
countries and Russia) where winters are long and the
mean temperature amplitudes are low [2]. It is estimated that in Finland about 120 000 winter swimming
enthusiasts regularly spend their leisure time immersing their bodies in cold water [3].
In Poland, a gradual increase in the number of
winter swimming fans is observed. They meet in the
whole country at every year reunions, propagating
this way this extreme practice. Everyone, regardless
their age can become a winter swimmer if there are
no contraindications for this kind of therapy. Each
person interested in winter swimming should earlier
consult their physician to exclude the risk of exposure
to low temperatures [4]. The beginners are properly
prepared for the activity by gradual immersion in
water at increasingly low temperatures. Warm up is
also recommended before immersion. The procedure
involves gradual immersion in cold water lasting from
several seconds to several minutes with energetic
movements. After emerging from the water it is necessary to wipe the body with a towel until dry, massage
the body by rubbing it in towards the heart and next,
quickly get dressed [5].
According to winter swimmers, bathing in ice-cold
water is an excellent way of body and spirit hardening. It involves a brief, yet regular body exposure to
natural (thermal) stimuli, resulting in an improved resistance to illness [3,6]. Maintaining a constant inner
body temperature is the condition of a proper function
of warm-blooded bodies. Any changes in temperature involving the elevation or decrease in the critical
value of 37°C evoke thermoregulatory mechanisms
[7]. Among the natural factors, water, due to the high
thermoregulatory ratio, is one of the best heat exchangers. This is connected with a series of thermoregulatory reactions in the body, associated with
bathing in cold water [8]. The physiological responses protecting the body from heat loss during the first
phase include: blood vessel contractions, elevation
of arterial blood pressure, heart rate slowing, increase in muscle tone and urine excretion, and slowing of the metabolic rate [9]. A few minutes after the
exposure the compensatory responses take place,
involving opposite body behaviours compared with
the first phase, including: fourfold vasodilatation and
substantial tissue congestion [1,10].
The clinical effects of low temperatures include:
alleviation of pain [11] and inflammatory conditions
[12,13], enhancement of antioxidative defence [14],
reduction of swelling [15] and muscle ailments [16,
17], an increased excretion of some hormones [18]
and improvement of well-being [1,19]. Bathing in cold
water, through its effect on the circulatory and immune system, may also lead to changes in blood
morphology. There are reports in reference sources
on the effect of cold temperatures on blood morphological parameters; however, these papers report
whole body cryotherapy as the method of providing
226
111 Mila1:Layout 1 2013-01-29 11:55 Strona 3
Mila-Kierzenkowska C. et al., Low temperature and blood morphology
wpływ na układ krążenia i układ immunologiczny mogą także prowadzić do zmian w morfologii krwi. W literaturze istnieją doniesienia dotyczące wpływu zimna na parametry morfologiczne krwi, prace te jednak
dotyczą krioterapii ogólnoustrojowej jako metody dostarczania bodźca termicznego. Niewiele jest natomiast prac badających wpływ morsowania na te parametry. Celem niniejszej pracy było oznaczenie wpływu
kąpieli w zimnej wodzie na parametry morfologii krwi
oraz porównanie tych parametrów u osób regularnie
poddających się kąpieli w zimnej wodzie oraz u osób
po raz pierwszy korzystających z tego typu formy rekreacji.
thermal stimuli. There are few reports on the effect of
winter swimming on these parameters. The goal of
this paper is to determine the effect of bathing in cold
water on blood morphological parameters and comparison of these parameters in the individuals who
regularly bathe in cold water and the individuals who
perform this recreational activity for the first time.
Materiał i metody
Material and methods
W badaniu wzięło udział 30 zdrowych ochotników, których podzielono na dwie grupy. Pierwsza
grupa składała się z 14 osób, które od co najmniej roku regularnie korzystały z kąpieli w zimnej wodzie
– morsy (średnia wieku ok. 33 lat). Pozostałe 16 osób
po raz pierwszy weszło do zimnej wody w ramach niniejszego badania – amatorzy (średnia wieku ok. 26
lat). W dniu eksperymentu wszyscy badani, po odpowiednim przygotowaniu, spędzili 3 min w rzece Wadąg koło Olsztyna. Temperatura wody w dniu badania wynosiła 0°C, a temperatura otoczenia -4°C.
Krew do badań pobrano od każdego ochotnika trzykrotnie: przed ekspozycją na niskie temperatury
(kontrola) oraz 5 i 30 min po kąpieli w zimnej wodzie.
We krwi oznaczono podstawowe parametry morfologii krwi obwodowej: liczbę krwinek czerwonych (RBC),
wartość hemoglobiny (HGB), wartość hematokrytu
(HCT), średnią objętość krwinki czerwonej (MCV),
średnią masę hemoglobiny w krwince czerwonej
(MCH), średnie stężenie hemoglobiny w objętości
krwinek czerwonych (MCHC) oraz liczbę krwinek białych (WBC) i płytek krwi (PLT). Wymienione powyżej
parametry morfologiczne krwi oznaczono przy użyciu
w pełni zautomatyzowanego, 18-parametrowego analizatora hematologicznego MYTHIC 18 analizującego
krew zebraną w probówkach zawierających EDTA.
Miano elementów komórkowych (WBC, RBC, PLT)
w próbce krwi zostało oznaczone za pomocą pomiaru impedancji. Poziom HGB oznaczono korzystając
z metody spektrofotometrycznej polegającej na powstawaniu barwnej oksyhemoglobiny po użyciu roztworu do lizy niezawierającego cyjanku. HCT zmierzono przez całkowanie objętości wszystkich RBC,
przepływających przez komorę do oznaczania miana RBC. Wartość MCV, MCH oraz MCHC obliczono
ze wzorów: MCV=HCTx10/RBC, MCH=HGBx10/
RBC oraz MCHC=HGBx100/HCT. Do analizy statystycznej wykorzystano test T-Studenta. Dla całości
wyników przyjęto poziom istotności p<0,05.
30 healthy volunteers participated in the study.
The sample was divided into two groups. The first
group was composed of 14 subjects who regularly
bathed in cold water for at least a year. The mean
age of these winter swimmers was about 33 years.
The remaining 16 subjects bathed in cold water for
the first time during the study. The mean age in this
group was about 26 years. On the day of the experiment the subjects, after being adequately prepared,
spent 3 minutes in the Wadąg river near Olsztyn.
That day, the water temperature was 0°C and the
ambient temperature was -4°C. The blood was taken
thrice from each participant: before the exposure to
low temperatures (control) and five and 30 minutes
after bathing in cold water. Basic morphological parameters of peripheral blood were determined, namely:
red blood cells (RBC), haemoglobin (HGB), haematocrit (HCT), mean corpuscular volume (MCV), mean
corpuscular haemoglobin mass (MCH), mean corpuscular haemoglobin concentration (MCHC), white
blood cells (WBC) and platelet count (PLT). The above
mentioned morphological parameters were determined using a fully automated 18-parameter MYTHIC 18
haematological analyser. The blood collected into
test tubes containing EDTA was subjected to analysis. The titre of cellular elements (WBC, RBC, PLT)
in the blood sample was assayed using impedance
measurement. HGB level was assayed using the
spectro-photometric method involving formation of
coloured oxyhaemoglobin after using the lysis solution, containing no cyanide. HCT was measured by
integration of all the RBC passing through RBC titre
assay chamber. The MCV, MCH and MCHC values
were calculated using the following formulas: MCV=
HCTx10/RBC, MCH=HGBx10/RBC and MCHC=
HGBx 100/HCT. The statistical analysis was carried
out using Student’s-t test. The significance level was
set at p<0.05.
Wyniki
Results
W pracy wykazano istotne statystycznie zmiany
parametrów morfologicznych krwi w wyniku ekspozycji na niską temperaturę otoczenia. 30 min po kąpieli
w zimnej wodzie, u morsów zaobserwowano wzrost
średniego stężenia hemoglobiny w erytrocytach
w porównaniu do badania kontrolnego (Ryc. 1). Wartość MCHC we krwi morsów wzrosła o około 2%
(p<0,05). Równocześnie zaobserwowano obniżenie
wskaźnika średniej objętości krwinki czerwonej w gru-
The study showed statistically significant changes
in blood morphological parameters due to the exposure to low ambient temperatures. 30 minutes after
bathing in cold water an increase in mean haemoglobin level in erythrocytes was noted in the winter
swimmers as compared to the control test (Fig. 1).
The MCHC value increased by about 2% in winter
swimmers (p<0.05). At the same time, the mean MCV
value decreased in the group of amateurs (Fig.2).
227
111 Mila1:Layout 1 2013-01-29 11:55 Strona 4
Mila-Kierzenkowska C. i wsp., Niska temperatura a morfologia krwi
pie amatorów (Ryc. 2). Różnica wartości MCV w porównaniu do badania kontrolnego wynosiła około 4%
(p<0,05). Ponadto pięć minut po wyjściu z wody wykazano wyższą o około 3% (p<0,05) wartość MCV
w grupie morsów, porównując z wynikami amatorów
(Ryc. 2). 30 min po ekspozycji na niską temperaturę
The difference in MVC values, compared to the control study, was about 4% (p<0.05). Moreover, five
minutes after emerging from water, the MVC value
increased by about 3% (p<0.05) in winter swimmers
as compared with amateurs (Fig. 2). 30 minutes after
exposure to low temperature, a higher leukocyte
MCHC u morsów i amatorów
MCHC in winter swimers and amateurs
Ryc. 1. Średnie stężenie hemoglobiny w objętości krwinek czerwonych (MCHC) przed i po kąpieli w lodowatej wodzie
u osób regularnie korzystających z kąpieli zimowych (morsy) oraz u osób po raz pierwszy poddanych tej formie
rekreacji (amatorzy)
Fig. 1. Mean corpuscular hemoglobin concentration (MCHC) before and after bathing in ice-cold water in people
regularly practicing winter swimming (winter swimmers) and in those who were subjected to this kind of recreation for
the first time (amateurs)
MCV u morsów i amatorów
MCV in winter swimers and amateurs
Ryc. 2. Średnia objętość krwinki czerwonej (MCV) przed i po kąpieli w lodowatej wodzie u osób regularnie korzystających z kąpieli zimowych (morsy) oraz u osób po raz pierwszy poddanych tej formie rekreacji (amatorzy)
Fig. 2. Mean corpuscular volume (MCV) before and after bathing in ice-cold water in people regularly practicing winter swimming (winter swimmers) and in those who were subjected to this kind of recreation for the first time (amateurs)
228
111 Mila1:Layout 1 2013-01-29 11:55 Strona 5
Mila-Kierzenkowska C. et al., Low temperature and blood morphology
WBC u morsów i amatorów
WBC in winter swimers and amateurs
Ryc. 3. Liczba krwinek białych (WBC) przed i po kąpieli w lodowatej wodzie u osób regularnie korzystających z kąpieli
zimowych (morsy) oraz u osób po raz pierwszy poddanych tej formie rekreacji (amatorzy)
Fig. 3. Leukocyte count (WBC) before and after the bath in ice-cold water in people regularly practicing winter swimming (winter swimmers) and in those who were subjected to this kind of recreation for the first time (amateurs)
Tab. 1. Wartość wybranych parametrów morfotycznych krwi: liczba krwinek czerwonych (RBC), ilość hemoglobiny
(HGB), wartość hematokrytu (HCT), średnia masa hemoglobiny w krwince czerwonej (MCH) oraz liczba płytek krwi
(PLT) przed i po kąpieli w lodowatej wodzie u osób regularnie korzystających z kąpieli zimowych (morsy) oraz u osób
po raz pierwszy poddanych tej formie rekreacji (amatorzy)
Tab. 1. The value of selected parameters of blood morphology: number of erythrocytes (RBC), hemoglobin content
(HGB), value of hematocrit (HCT), mean corpuscular hemoglobin (MCH) and number of platelets (PLT) before and
after the bath in ice-cold water in people regularly practicing winter swimming (winter swimmers) and in those who
were subjected to this kind of recreation for the first time (amateurs)
zaobserwowano z kolei wyższą liczbę leukocytów
w grupie amatorów (Ryc. 3). Różnica ta wynosiła
około 25% (p<0,05). W przypadku pozostałych badanych parametrów morfologicznych krwi nie wykazano
żadnych istotnych statystycznie różnic (Tab. 1).
count was observed in the amateur group (Fig. 3).
The difference amounted to about 25% (p<0.05). No
statistically significant differences were found in the
remaining studied blood morphological parameters
(Tab. 1).
Dyskusja
Discussion
W prezentowanej pracy wykazano istotny statystycznie wzrost średniego stężenia hemoglobiny
w erytrocytach morsów po ekspozycji na niską temperaturę. Podobne wyniki otrzymał D’Alesandro
i wsp. [20] badając wpływ niskiej temperatury powietrza na zmianę parametrów morfologicznych krwi.
W badaniach tych grupę 16 dorosłych mężczyzn wie-
The presented study showed a statistically significant increase in the mean haemoglobin concentration in erythrocytes in winter swimmers group after
exposure to a low temperature. Similar results were
obtained by D’Alesandro et al. [20] in the study on the
effect of low temperatures on changes in blood
morphological parameters. They repeatedly exposed
229
111 Mila1:Layout 1 2013-01-29 11:55 Strona 6
Mila-Kierzenkowska C. i wsp., Niska temperatura a morfologia krwi
lokrotnie poddano 30-minutowej ekspozycji na temperaturę 4°C, po której zaobserwowano istotny statystycznie wzrost MCHC. Zarówno w badaniach własnych, jak i D’Alesandro i wsp. [20] wzrost MCHC jest
prawdopodobnie spowodowany zwiększeniem osmolarności osocza w wyniku przejścia wody z przestrzeni
naczyniowej do pozanaczyniowej [21]. Zjawisko to
z kolei podyktowane jest prawdopodobnie pobudzeniem układu współczulnego i zwiększeniem ciśnienia
krwi [22]. W przeciwieństwie do prezentowanych wcześniej badań, Banfi i wsp. [23] zaobserwowali zmniejszenie wskaźnika MCHC w wyniku ekspozycji na niską temperaturę. Różnica ta wynika jednak prawdopodobnie
z różnych temperatur ekspozycji na zimno. Banfi
i wsp. [23] przeprowadzili bowiem kilkakrotne sesje
krioterapii ogólnoustrojowej, które odbywały się
w temperaturze dochodzącej do -180°C.
W badaniach własnych wykazano ponadto statystycznie istotne obniżenie się wskaźnika średniej objętości krwinki czerwonej w grupie amatorów 30 minut po kąpieli w zimnej wodzie w porównaniu z badaniem kontrolnym. Należy nadmienić, że obniżenie wartości średniej objętości krwinek czerwonych w wyniku
ekspozycji na niską temperaturę obserwowano w obu
grupach, jednak u morsów zmiana ta była nieistotna statystycznie i mniej wyraźna. Stąd 5 minut po kąpieli w zimnej wodzie stwierdzono istotnie statystycznie wyższą wartość wskaźnika MCV u osób regularnie
kapiących się w lodowatej wodzie niż u osób po raz
pierwszy poddających się tej formie rekreacji. Różnica
ta jest najprawdopodobniej wynikiem sprawniejszej
odpowiedzi termoregulacyjnej w grupie morsów regularnie korzystających z zimnych kąpieli.
Kąpiele w lodowatej wodzie zdają się wpływać także na liczbę płytek krwi. W pracy zaobserwowano
bowiem nieistotną statystycznie tendencję do wzrostu liczby trombocytów o około 10% u amatorów
i o około 7% w grupie morsów. Lombardi i wsp. [2]
w swoich badaniach również wykazali wzrost liczby
płytek krwi po kąpieli w zimnej wodzie i zmiana ta była istotna statystycznie [2]. Zjawisko to tłumaczy się
zwiększeniem lepkości krwi na skutek zmniejszenia
objętości krwi krążącej w efekcie zmian adaptacyjnych układu krążenia po ochłodzeniu organizmu.
W niniejszych badaniach zaobserwowano ponadto wyższą liczbę leukocytów w grupie amatorów 30
min po ekspozycji na niską temperaturę w porównaniu z wynikami morsów, a różnica ta wynosiła około 25%. Wpływ zimna na układ immunologiczny był
przedmiotem wielu badań naukowych. Uzyskiwane
wyniki nie określają jednak jednoznacznie kierunku
zmian. W świetle badań prezentowanych w niniejszej
pracy, czynnikami mogącymi fizjologicznie modulować poziom białych krwinek we krwi jest zarówno
sam stres związany z faktem wejścia do lodowatej
wody, jak i nagła zmiana temperatury [1,17]. Możliwe
jest, że u amatorów doszło do zwiększenia populacji
leukocytów ze względu na zetknięcie się po raz
pierwszy z tak skrajnymi warunkami i dostarczanymi
przez nie bodźcami. W przypadku morsów kąpiel
w wodzie o temperaturze 0°C nie była nowością i nie
wiązała się z taką mobilizacją układu immunologicznego jak u amatorów. Należy zaznaczyć, że w obu
grupach zauważono tendencję do wzrostu WBC
w porównaniu z badaniem kontrolnym (u amatorów
o około 17%, u morsów o około 3%). Chociaż wyniki
nie były istotne statystycznie, dowodzą mobilizacji
230
16 adult males to the temperature of 4°C within 30
minutes and noted a statistically significant increase
in MCHC following the exposure. Both in this study
and in the study by D’Alesandro et al. [20], the increase in MCHC was probably due to the increased
plasma osmolality, resulting from water shift from the
vascular to the extravascular space [21]. This phenomenon, in turn, is probably due to sympathetic
system stimulation and increased blood pressure
[22]. Contrary to the results presented earlier by Banfi et al. [23], a decrease in MCHC value was observed in exposure to a low temperature. This difference,
however, probably results from different temperatures in exposure to cold as Banfi et al. [23] carried out
several sessions of whole body cryotherapy in exposure to the temperature reaching -180°C.
Moreover, this study showed a statistically significant decrease in the mean corpuscular volume in
the amateur swimmers 30 minutes following bathing
in cold water as compared with the control study. It is
of note that the decrease in MVC due to exposure to
the low temperature was found in both groups; however, in winter swimmers the change was statistically
insignificant and less pronounced. Hence, 5 minutes
after bathing in cold water a statistically significant
increase in MCV value was noted in winter swimmers,
compared with amateurs who bathed in cold water for
the first time. The difference is probably due to a more
efficient thermoregulatory response in the group of
winter swimmers who regularly bathe in cold water.
Winter swimming also seems to affect platelet
count. In this study it was manifested by the statistically insignificant tendency to thrombocyte count
increase by about 10% and 7% in the amateurs and
winter swimmers respectively. Lombardi et al. [2] in
their study also showed a statistically significant increase in platelet count after bathing in cold water [2].
This phenomenon can be explained by blood viscosity increase due to a reduced volume of circulating
blood as a result of the adaptive changes in the circulatory system after body cooling.
Moreover, in this study a higher leukocyte count
was found in the amateur group after a 30-minutes’
exposure to a low temperature compared with the
results obtained from winter swimmers group and the
difference amounted to 25%. The obtained results,
however, do not explicitly indicate the direction of
changes. In the light of the presented study, both
stress due to immersion in cold water and abrupt
changes in temperatures may be the factors physiologically modulating the leukocyte level [1,17]. Possibly, the increase in leukocyte count in the amateurs
was due to the exposure to such extreme conditions
for the first time and the stimuli resulting from this
exposure. Unlike the amateurs, the winter swimmers
were used to bathing in water at the temperature of
0°C and their immune system was not stimulated to
such an extent. It is of note that a tendency to WBC
increase was observed in both groups as compared
with the control study (by about 17% and 3 % in the
winter swimmers and amateurs respectively). Although the obtained results were statistically insignificant, they indicate immune system mobilization in
exposure to low ambient temperatures. The repeatability of thermal stimulus activity in winter swimmers
probably results in a less intense response from the
immune system after immersion in cold water. The
111 Mila1:Layout 1 2013-01-29 11:55 Strona 7
Mila-Kierzenkowska C. et al., Low temperature and blood morphology
układu odpornościowego w wyniku ekspozycji na niską temperaturę otoczenia. Powtarzalność działania
bodźca termicznego u morsów powoduje prawdopodobnie to, że odpowiedź układu immunologicznego
po kąpieli w zimnej wodzie nie jest tak intensywna jak
u amatorów. Zmiany adaptacyjne po ekspozycji na
niską temperaturę dotyczą też prawdopodobnie ciśnienia krwi i szybkości pracy serca [24]. Bonomi
i wsp. [24] nie obserwowali podwyższenia ciśnienia
krwi i tętna po kilkakrotnych sesjach krioterapii ogólnoustrojowej (w temp. od -120 do -140°C) wnioskując, że reakcje układu sercowo-naczyniowego są
w tym przypadku inne niż w wyniku pojedynczych
ekspozycji na skrajnie niską temperaturę.
W badaniach Lombardi’ego i wsp. [2] przeprowadzonych na grupie amatorów, którzy przepłynęli 150
metrów w wodzie o temperaturze 6oC, uzyskano
znaczny, tj. ponad 30% wzrost liczby białych krwinek.
Tak wyraźna zmiana liczby leukocytów może być jednak rezultatem działania zarówno niskiej temperatury otoczenia, jak i intensywnego wysiłku fizycznego
podczas próby. Janský i wsp. [25] badając odpowiedź
immunologiczną sportowców bezpośrednio po pojedynczym zanurzeniu w zimnej wodzie, zauważyli minimalne zmiany ilości komórek układu odpornościowego. Natomiast po sześciotygodniowej serii kąpieli
w zimnej wodzie nie wykazali żadnych istotnych statystycznie zmian ilości leukocytów [25]. Podobnie
Banfi i wsp. [23] badając sportowców regularnie korzystających z krioterapii ogólnoustrojowej, nie uzyskali istotnych statystycznie zmian liczby leukocytów
po ekspozycji na skrajnie niskie temperatury. Wyniki
te mogą świadczyć o wytworzeniu się w organizmie
mechanizmów przystosowawczych do obrony przed
niską temperaturą w wyniku regularnego korzystania
z tego typu zabiegów. Dodatkowo, wysoka wydolność
fizyczna organizmu sportowców wiąże się z lepszą
pracą układu odpornościowego, dlatego być może
nie obserwuje się wśród nich tak intensywnej odpowiedzi immunologicznej.
Uzyskane w prezentowanej pracy wyniki dowodzą, że ekspozycja organizmu na niską temperaturę
w czasie zimowych kąpieli nieznacznie wpływa na
podstawowe parametry morfologiczne krwi osób korzystających z tej formy rekreacji. Zmiany te są jednak inne w grupie osób regularnie poddawanych
działaniu niskich temperatur niż u osób po raz pierwszy wchodzących do lodowatej wody. Oznacza to, że
regularne korzystanie z kąpieli w zimnej wodzie powoduje wytworzenie się odpowiednich mechanizmów obronnych radzenia sobie z bodźcami dostarczanymi w czasie ochładzania organizmu. Najistotniejszym wydaje się być przystosowanie się układu
immunologicznego i związana z tym, być może, lepsza odporność organizmu na infekcje. Jednoznaczne
stwierdzenie wpływu kąpieli w zimnej wodzie na podstawowe parametry morfologii krwi wymaga dalszych
badań w tym kierunku.
adaptive changes in exposure to low temperatures
also occur in blood pressure and heart rate [24].
Bonomi et al. [24] did not note blood pressure and
pulse rate elevation after several sessions of whole
body cryotherapy (at the temperatures from -120 to
-140°C) and they concluded that cardiovascular
responses were different in such conditions that in
isolated exposures to extremely low temperatures.
Lombardi et al. [2], in their studies carried out in
a sample of amateurs who swam 150 m in cold water
at the temperature of 6oC found a significant, over
30% increase in WBC count. Such a pronounced
change in leukocyte count may result, however, both
from the exposure to low ambient temperatures and
intensive physical effort during the trial. Janský et al.
[25], studying the immune response in athletes immediately after a single cold water immersion, noticed
minimal changes in immune cell count while after
a six-week series of cold water baths they did not
show any statistically significant changes in leukocyte count [25]. Similarly, Banfi et al. [23], in their study conducted in athletes regularly subjected to whole
body cryotherapy, did not find any statistically significant changes in leukocyte count after exposure to
extremely low temperatures. These results may indicate the formation of adaptive mechanisms, aimed
at body protection against low temperatures due to
regular winter swimming. Additionally, the high physical capacity in athletes is associated with immune
system activity improvement; therefore the observed
immune response is not as intense as it is in nontraining individuals.
The study results prove that body exposure to
low temperatures during winter swimming slightly
affects basic blood morphological parameters in persons involved in this form of recreation. The changes,
however, are different in the individuals who are
regularly exposed to low temperatures than in those
who immerse in ice cold water for the first time. It
means that regular baths in cold water result in formation of appropriate defensive mechanisms against
the stimuli provided during body cooling. Adaptation
of the immune system and the resulting increase in
body resistance to infection seem most important.
However, we need further studies to determine the
effect of baths in cold water on basic blood morphological parameters.
Wnioski
Conclusions
1. Kąpiel w zimnej wodzie wpływa nieznacznie
na niektóre parametry morfologiczne krwi, co wynika prawdopodobnie ze zmian objętości krwi krążącej w warunkach niskiej temperatury otoczenia.
2. Zmiany w morfologii krwi są nieco inne u osób regularnie korzystających z kąpieli w zimnej wodzie
1. Bathing in cold water slightly affects some blood
morphological parameters which probably results
from changes in circulating blood volume in exposure to low ambient temperatures.
2. Changes in blood morphology are different in regular winter swimmers and amateurs who im-
231
111 Mila1:Layout 1 2013-01-29 11:55 Strona 8
Mila-Kierzenkowska C. i wsp., Niska temperatura a morfologia krwi
niż u osób po raz pierwszy stosujących ten zabieg.
Szczególnie wyraźna różnica widoczna jest w przypadku aktywacji układu odpornościowego, która
jest wzmożona jedynie u osób po raz pierwszy
poddanych kąpieli w lodowatej wodzie.
merse in cold water for the first time. Particularly
visible differences are noted due to immune system activation which is intensified only in persons
bathing for the first time in cold water.
Podziękowania
Acknowledgements
Autorzy pracy dziękują wszystkim ochotnikom,
którzy zgodzili się wziąć udział w badaniu.
The authors thank all valunteers who agreed to
participate in the study.
Piśmiennictwo / References
1. Straburzyńska-Lupa A, Straburzyński G. Fizjoterapia. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2006; 52-5.
2. Lombardi G, Ricci Ch, Banfi G. Effects of winter swimming on haematological parameters. Biochem Med 2011;
21(1): 71-8.
3. Kolettis TM, Kolettis MT. Winter swimming: healthy or hazardous: evidence and hypotheses. Med Hypotheses
2003; 61(5-6): 654-6.
4. Zagrobelny Z. Krioterapia miejscowa i ogólnoustrojowa. Wydawnictwo Medyczne Urban & Partner, Wrocław 2003;
39-40.
5. Brenke R, Siems W. Das Buch vom Winterschwimmen Gesund und fit durch Abhärtung. Husum-Verlag, Husum
1996.
6. Siems WG, Brenke R, Sommerburg O, Grune T. Improved antioxidative protection in winter swimmers. QJM 1999;
92(4): 193-8.
7. Mika T. Fizykoterapia. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1996; 24-8.
8. Vybiral S, Lesna I, Jansky L, Zeman V. Thermoregulation in winter swimmers and physiological significance of
human catecholamine thermogenesis. Exp Physiol 2000; 85(3): 321-6.
9. Westerlund T. Thermal, circulatory and neuromuscular responses to whole-body cryotherapy. Acta Universitatis
Ouluensis, Oulu 2009.
10. Klimek A, Lubkowska A, Szyguła Z, Chudecka M, Frączek B. Influence of the ten session of the whole body
cryostymulation on aerobic and anaerobic capacity. Int J Occup Med Environ Health 2010; 23(2): 181–9.
11. Banfi G, Lombardi G, Colombini A, Melegati G. Whole-body cryotherapy in athletes. Sports Med 2010; 40 (7): 1-9.
12. Smolander J, Westerlund T, Uusitalo A, Dugue´ B, Oksa J, Mikkelsson M.
13. Lung function after acute and repeated exposures to extremely cold air (110 C) during whole-body cryotherapy.
Clin Physiol Funct Imaging 2006; 26(4): 232-4.
14. Leppäluoto J, Westerlund T, Huttunen P et al. Effects of long-term whole-body cold exposures on plasma concentrations of ACTH, beta-endorphin, cortisol, catecholamines and cytokines in healthy females. Scand J Clin Lab
Invest 2008; 68(2): 145-53.
15. Teramoto S, Ouchi Y. Swimming in cold water. The Lancet 1999; 354: 1733.
16. Woźniak A, Woźniak B, Drewa G, Mila-Kierzenkowska C, Rakowski A, Porzych M. Peroksydacja lipidów we krwi
kajakarzy po kriostymulacji ogólnoustrojowej i treningu fizycznym. Medycyna Sportowa 2007; 23(1): 15-22.
17. Huttunen P, Kokko L, Ylijukur V. Winter swimming improves general well-being. Int J Circumpolar Health 2004;
63(2): 140-4.
18. Sieroń A, Cieślar G. Zastosowanie zimna w medycynie – kriochirurgia i krioterapia. Ośrodek Wydawniczy „Augustana”, Bielsko Biała 2003.
19. Huttunen P, Rintamäki H, Hirvonen J. Effect of regular winter swimming on the activity of the sympathoadrenal
system before and after a single cold water immersion. Int J Circumpolar Health 2001; 60(3): 400-6.
20. Smolander J, Leppäluoto J, Westerlund T et al. Effects of repeated whole-body cold exposures on serum concentrations of growth hormone, thyrotropin, prolactin and thyroid hormones in healthy women. Cryobiology 2009; 58
(3): 275-278.
21. D’Alesandro MM, Reed HL, Lopez A. Hematological parameters are altered during cold air exposure. Arctic Med
Res 1992; 51(1):16-22.
22. Pendergast DR, Lundgren CEG. The underwater environment: cardiopulmonary thermal, and energetic demands.
J Appl Physiol 2009; 106: 276-83.
23. Šrámek P, Šimečková M, Janský L, Šavlíková J, Vybíral S. Human physiological responses to immersion into
water of different temperatures. Eur J Appl Physiol 2000; 81: 436-42.
24. Banfi G, Krajewska M, Melegati G et al. Effects whole-body cryotherapy on haematological values in athletes. Br
J Sports Med 2008; 42(10): 858.
25. Bonomi FG, deNardi M, Fappani A, Zani V, Banfi G. Impact of different treatment of whole-body cryotherapy on
circulatory parameters. Arch Immunol Ther Exp 2012; 60: 145-50.
26. Janský L, Pospísilová D, Honzová S et al. Immune system of cold-exposed and cold-adapted humans. Eur J Appl
Physiol Occup Physiol 1996; 72 (5-6): 445-50.
232