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고온 환경에서의 운동 시 서로 다른 수분 보충이 엘리트 운동선수들의 염증성 사이토카인 반응 및 면역 기능에 미치는 영향
백일영 ( Il Young Paik ),윤두상 ( Doo Sang Yun ),서상훈 ( Sang Hoon Suh ),노희태 ( Hee Tae Roh ) 한국스포츠정책과학원(구 한국스포츠개발원) 2011 체육과학연구 Vol.22 No.3
이 연구의 목적은 고온 환경에서의 운동 시 단순 수분 및 스포츠 음료를 통한 수분 보충이 엘리트 운동선수들의 호르몬 변화, 염증성 사이토카인 반응 및 면역 기능에 미치는 영향을 규명하는데 있다. 연구의 대상은 엘리트 운동선수 10명으로 하였으며, 4가지 실험 처치 조건에서 75%HRR 운동 강도로 60분간 트레드밀 달리기를 실시하였다: 1) 적정 환경에서 운동 처치 조건(TE), 2) 고온 환경에서 운동 처치 조건(HE), 3) 고온환경에서 운동 시 물 섭취 처치 조건(HW), 4) 고온 환경에서 운동 시 스포츠음료 섭취 처치 조건(HS). 기후조건은 인공기후실을 이용하여 적정 환경은 온도 18℃, 상대습도 50%로 설정하였으며, 고온 환경은 온도 32℃, 상대습도 50%로 설정하였다. 수분 보충은 물 또는 스포츠음료를 이용하여 고온 환경에서 운동 처치 조건(HE)의 운동 전, 후 체중 차와 동일한 양을 구강 투여하였다. 채혈은 안정 시, 운동 직후, 회복 60분 시점에서 실시하였다. 연구결과, 운동 직후 시점에서 epinephrine은 HE 처치가 다른 세 처치(TE, HW, HS)보다 유의하게 높았으며(p<.05), norepinephrine은 HE 처치가 TE 처치보다 유의하게 높았다(p<.05). IL-6는 운동 직후 시점에서 HE 처치가 TE 처치보다 유의하게 높았다(p<.05). TNF-α는 TE 처치를 제외한 세 처치(HE, HW, HS)에서 운동 직후 유의하게 증가하였다(p<.05). T-cell은 TE 처치를 제외한 세 처치(HE, HW, HS)에서 운동 직후 유의하게 증가하였으며(p<.05), HE 처치가 TE 처치보다 유의하게 높았다(p<.05). NK-cell은 운동 직후 시점에서 HE 처치가 TE 처치보다 유의하게 높았다(p<.05). Neutrophil은 HE 처치의 경우 운동 직후 시점에서 유의하게 증가하였다(p<.05). Lymphocyte는 TE와 HE 처치에서 운동 직후 유의하게 증가하였다(p<.05). Monocyte는 운동 직후 시점에서 HE 처치가 TE 처치보다 유의하게 높았다(p<.05). 이상의 결과를 종합하면, 고온 환경에서의 운동은 적정 환경에서의 운동 시보다 카테콜아민과 염증성 사이토카인의 분비를 증가시켜 면역기능에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. 반면에 고온 환경에서의 운동 시 수분 보충은 탈수와 열적 스트레스를 경감시켜 면역기능의 부정적 영향을 완화시킬 수 있음을 시사한다. The purpose of the current research was to investigate the effects of body fluid replacement by water or sport drinks on the hormonal, inflammatory cytokine and immune responses during exercise in high ambient temperature. The subjects of the current research were 10 elite athletes. The subjects were asked to perform treadmill running at 75%HRR for 60 minutes in four different conditions, controlled by the environmental chamber: 1) thermoneutral environment (TE), 2) high ambient temperature environment (HE), 3) high ambient temperature environment and body fluid replacement by water (HW), and 4) high ambient temperature environment and body fluid replacement by sport drink(HS). Ambient temperature and relative humidity were set at 18℃ and 50%, respectively, for the theromoneutral environment, and 32℃ and 50% for the high ambient temperature environment. The amount of fluid replaced during two different fluid replacing conditions (HW and HS) were equivalent to the difference in body weight between pre and post completion of the running in HE. The defined amounts of the fluids were administered orally with separations during the exercise trials. Blood samples were taken at rest, at immediately after exercise, and at 60-minute of recovery. For catecholamine responses, the level of epinephrine immediately after exercise appeared to be significantly higher in HE compared to the other treatment conditions (p<.05), while the level of norepinephrine appeared to be significantly higher in HE compared to TE (p<.05). For cytokine responses, the level of IL-6 immediately after exercise appeared to be significantly higher in HE compared to TE (p<.05) while the levels of TNF-α were shown to significantly increase at immediately after exercise in all treatment conditions except TE (p<.05). For immune responses, the levels of T-cell were shown to significantly increase at immediately after exercise in all treatment conditions except TE (p<.05), and the level appeared to be significantly higher in HE compared to TE (p<.05); the level of NK-cell appeared to be higher at immediately after exercise in HE compare to TE (p<.05); the level of neutrophil was shown to significantly increase at immediately after exercise in HE (p<.05); the levels of lymphocyte were shown to significantly increase in TE and HE at immediately after exercise (p<.05); and the level of monocyte appeared to be significantly higher in HE compared to TE at immediately after exercise (p<.05). On the base of the results of the current study, it is suggested that exercise in high ambient temperature can induce increase responses of catecholamines and cytokines which may negatively influence on immune functions. Body fluid replacements during exercise in high ambient temperature, however, can attenuate the negative consequences of thermal stress on immune functions by preventing dehydration and reducing thermal stress.
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