The impact of aerobic and anaerobic training on cutaneous microcirculation

• Authors: Renata Szyguła , Tomasz Dybek
• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

The aim of the study was to determine alterations of the values of chosen parameters of the vascular bed resulting from systematic aerobic (road cyclists) and anaerobic (weightlifters) training compared to individuals with a sedentary way of life. The tested group consisted of 12 athletes: 6 cyclists and 6 weightlifters, with II and I sport group, practising for at least 4 years. In the weightlifters' group predominant training load was directed at strength, whereas in the cyclists' group priority was to form endurance capabilities. All athletes were tested during the competition period. The control group consisted of 30 persons, who practiced motor activity for 1-2 hours a week whereas their activity was connected with everyday routines (climbing the stairs, walking etc). The microcirculation was measured using Doppler laser flowmeter Perifluks 4001 (Perimed, Sweden). Rest flow, hyperaemic, hyperthermic and orthostatic reactivity of skin microcirculation and maximal minute oxygen uptake (VO2max), were evaluated. Apart from frequency, the signal power was also analyzed. Beside biological zero, all other measured parameters were statistically significant higher in the cyclists (RF-35,33 ± 3,25 PU; BZ-2,97 ± 0,24 PU; PORH MAX-150,67 ± 1 0,14 PU; TH MAX-278,94 ± 60,22 PU; OR-57,06 ± 3,1%, VO2max-66,11 ± 7,01 ml/kg/min), compared with the both group: weightlifters and control group (weightlifters: RF-16,01 ± 3,53 PU; BZ-3,0 ± 0,19 PU; PORH MAX-84,19 ± 19,46 PU; TH MAX 221,85 ± 91,57 PU; OR-43,68 ± 1,89%, VO2max-42,07 ± 3,63 ml/kg/min; control group: RF-15,58 ± 16,27 PU; BZ-2,81 ± 0,42 PU; PORH MAX-70,95 ± 24,48 PU; TH MAX 171,39 ± 32,18 PU; OR-42,36 ± 2,97%, VO2max-35,14 ± 8,65 ml/kg/min). The frequency analysis showed smaller oscillations of the sympathetic system and also in the cardiac frequency and increased activity of the endothelium in the cyclists. Conclusions: 1. Regular aerobic exercise has a beneficial impact on cutaneous microcirculation thus significantly improving the value of its parameters. 2. Regular force training merely alters the values of the cutaneous microcirculation indexes. 3. The impact of physical activity on cutaneous microcirculation requires further studies.

PL

Celem pracy jest określenie zmian wartości wybranych parametrów łożyska naczyniowego następujących pod wpływem systematycznego treningu tlenowego (kolarze szosowi) i beztlenowego (podnoszenie ciężarów) w porównaniu do osób prowadzących sedenteryjny tryb życia. Badaniami objęto 12 sportowców: 6 kolarzy szosowych oraz 6 ciężarowców, posiadających drugą i pierwszą klasę sportową, trenujących przynajmniej od 4 lat. W charakterystyce obciążeń treningowych w grupie zawodników podnoszących ciężary zdecydowanie przeważał trening siłowy, natomiast w grupie kolarzy szosowych priorytetowym zadaniem treningu było kształtowanie zdolności do wysiłków długotrwałych. Grupę kontrolną stanowiło 30 osób aktywnych fizycznie przez około 1-2 godziny tygodniowo, a aktywność ta związana była z czynnościami dnia codziennego (np. wejście po schodach, spacer itp.). Mikrokrążenie skórne było mierzone za pomocą laserowego przepływomierza Dopplerowskiego Periflux 4001 (Perimed, Szwecja). Badano przepływ spoczynkowy, reakcję przekrwienną na okluzję i temperaturę, reakcję ortostatyczną oraz maksymalny pobór tlenu. Oprócz częstotliwości analizowano również moc sygnału w każdym przedziale. Z wyjątkiem zera biologicznego wszystkie mierzone parametry były istotnie statystycznie wyższe u kolarzy (RF-35,33 ± 3,25 PU; BZ-2,97 ± 0,24 PU; PORH MAX-150,67 ± 1 0,14 PU; TH MAX-278,94 ± 60,22 PU; OR-57,06 ± 3,1%, VO2max-66,11 ± 7,01 ml/kg/min), w porównaniu z obiema grupami: ciężarowców i grupą kontrolną (ciężarowcy: RF-16,01 ± 3,53 PU; BZ-3,0 ± 0,19 PU; PORH MAX-84,19 ± 19,46 PU; TH MAX 221,85 ± 91,57 PU; OR-43,68 ± 1,89%, VO2max-42,07 ± 3,63 ml/kg/min; grupa kontrolna: RF-15,58 ± 16,27 PU; BZ-2,81 ± 0,42 PU; PORH MAX-70,95 ± 24,48 PU; TH MAX 171,39 ± 32,18 PU; OR-42,36 ± 2,97%, VO2max-35,14 ± 8,65 ml/kg/min). Analiza częstotliwości wykazała niższe oscylacje w zakresie neurogennym i sercowym oraz wyższe wartości w zakresie śródbłonkowym w grupie kolarzy. Wnioski: 1. Regularny trening tlenowy wpływa zdecydowanie pozytywnie na mikrokrążenie skórne poprawiając znacząco jego parametry. 2. Regularny trening siłowy w bardzo nieznaczny sposób zmienia wartości wskaźników skórnego łożyska naczyniowego. 3. Wpływ aktywności fizycznej na mikrokrążenie skórne wymaga dalszych badań.

Keywords

EN

skin microcirculation; laser Doppler flowmetry; aerobic and anaerobic training

PL

mikrokrążenie skórne; laserowa przepływometria Dopplerowska; trening aerobowy i anaerobowy

• Publisher: Versita
• Journal: Physiotherapy
• Year: 2009
• Volume: 17
• Issue: 3
• Pages: 17-25

Dates

published

1 - 7 - 2009

online

8 - 11 - 2010

Contributors

author

Renata Szyguła

• Faculty of Physical Education and Physiotherapy, Division of Tourism and Recreation, Technical University of Opole

author

Tomasz Dybek

• Faculty of Physical Education and Physiotherapy, Division of Tourism and Recreation, Technical University of Opole

References

• Sundberg S. Accute effects and long-term variation in skin blood flow measured with Laser Doppler flowmetry. Scand J. Clin. Lab. Invest., 1984, 44, 341-345.
• Żygocki K., Wąsak-Szulkowska E., Cwetsch A. i wsp. Ocena wpływu leków hipotensyjnych na mikrokrążenie skórne u chorych z nadciśnieniem tętniczym samoistnym. Lekarz Wojskowy, 1998, 3-4, II, 15-158.
• Wang J. S., Lan C., Chen S. Y. i wsp. Tai Chu Chuan training is associated with enhanced endothelium - dependent dilation in skin vasculature of healthy older men. J. Am. Geriatr. Soc., 2002, 50, 6, 1024-1030.[Crossref]
• O'Sullivan S. E. The effects of exercise training on markers of endothelial function in young healthy men. Int. J. Sports Med., 2003, 24, 6, 404-409.
• Kingwell B. A., Sherrard B., Jennings G. L., Dart A. M. Four weeks of cycle training increases basal production of nitric oxide from the forearm. Am. J. Physiol., 1997, 272, (3Pt2), H 1070-1077.
• Wang J. S. Effects of exercise training and detraining on cutaneous microvascular function in man: the regulatory role of endothelium - dependent dilation in skin vasculature. Eur. J. Appl. Physiol., 2005, 93, 4, 429-434.[PubMed][Crossref]
• Walther C., Gielen S., Hambrecht R. The effect of exercise training on endothelial function in cardiovascular disease in humans. Exerc. Sport. Sci. Rev., 2004, 32, 4, 129-134.[PubMed][Crossref]
• Dickhuth H. H., Niess A. M., Rocker K. i wsp. The significance of physical activity on the physiological stress reaction. Kardiol., 1999, 88, 5, 305-314.
• Green D. J., Walsh J. H., Maiorama A. i wsp. 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.[Crossref]
• Maiorana A., O'Driscoll G., Taylor R., Green D. Exercise and the nitric oxide vasodilator system. Sports Med., 2003, 33, 14, 1013-1035.
• Wang J. S., Lan C., Wong M. K. Tai Chi Chuan training to enhance microcirculatory function in healthy elderly men. Arch. Phys. Med. Rehabil., 2001, 82, 9, 1176-1180.
• Rinder M. R., Spina R. J., Ehsani A. A. Enhanced endothelium - dependent vasodilation in older endurance - trained men. J. Appl. Physiol., 2000, 88, 2, 761-766.
• Boegli Y., Gremion G., Golay S. i wsp. Endurance training enhances vasodilation induced by nitric oxide in human skin. J. Invest. Dermatol., 2003, 121, 5, 1197-1204.
• Olszewski K., Zatoń M. Związki między wielkością i rodzajem bodźców treningowych a zmianami zdolności wysiłkowej, [w:] M. Zatoń, Z. Jethon,# (red.) Aktywność ruchowa w świetle badań fizjologicznych. Wrocław 2002.
• Johnson J. M. Physical training and the control of skin blood flow. Med. Sci. Sports Exerc., 1998, 30, 3, 382-386.[PubMed][Crossref]
• Dornyei G., Monos E., Kaley G., Koller A. Regular exercise enhances blood pressure lowering effect of acetylocholine by increased contribution of nitric oxide. Acta Physiol. Hung., 2000, 87, 2, 127-138.
• Utriainen T., Makimattila S., Virkamaki A. i wsp. Physical fitness and endothelial function (nitric oxide synthesis) are independent determinants of insulin - stimulated blood flow in normal subjects. J. Clin. Endocrinol. Metab., 1996, 81, 12, 4258-4263.
• Franzoni F., Galetta F., Morizo C. i wsp. Effects of age and physical fitness on microcirculatory function. Clin. Sci. Lond., 2004, 106, 3, 329-335.[Crossref]
• Rossi M., Cupisti A., Mariani S. i wsp. Endothelium-dependent and endothelium-independent skin vasore-activity in the elderly. Aging Clin. Exp. Res., 2002, 14, 5, 343-346.[Crossref]
• Taddei S., Galetta F., Virdis A. i wsp. Physical activity prevents age-related impairment in nitric oxide availability in elderly athletes. Circulation, 2000, 101, 25, 2896-2901.
• Beynard T., Miller W. C., Fernhall B. Effects of exercise on vasodilatory capacity in endurance and resistance trained men. Eur. J. Appl Physiol., 2003, 89, 1, 69-73.
• Lenasi H., Strucl M. Effect of regular physical training on cutaneous microvascular reactivity. Med. Sci. Sports Exerc., 2004, 36, 4, 606-612.[Crossref][PubMed]
• Goto C., Higashi Y., Kimura M. i wsp. Effect of different intensities of exercise on endothelium-dependent vasodilation in humans: role of endothelium-dependent nitric oxide and oxidative stress. Circulation, 2003, 108, 5, 530-535.[Crossref]
• Bergholm R., Makimattila S., Valkonen M. i wsp. Intense physical training decreases circulating antioxidants and endothelium-dependent vasodilatation in vivo. Atherosclerosis, 1999, 145, 341-349.
• Huonker M., Hake M., Keul J. Structural and Functional Adaptations of the Cardiovascular System by Training. International Journal of Sports Medicine, 1996, 17, suppl. 3, 164-172.[Crossref]
• Kvernmo H. D., Stefanovska A., Kirkeboen K. A., Kvernebo K. Oscillations in the human cutaneous blood perfusion signal modified by endothelium - dependent vasodilators. Microvasc. Res., 1999, 57, 3, 298-309.[Crossref][PubMed]

Identifiers

DOI

10.2478/v10109-010-0014-y