динамическая инфракрасная термография как метод изучения
advertisement
ДИНАМИЧЕСКАЯ ИНФРАКРАСНАЯ ТЕРМОГРАФИЯ КАК МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОБАХ Сонькин1,3 В.Д., Акимов1,2 Е.Б., Андреев1,2 Р.С., Каленов2,3 Ю.Н., Якушкин1 А. 1 Институт возрастной физиологии РАО, Москва 2 Всероссийский НИИ физической культуры, Москва 3 Российский госуниверситет физической культуры, спорта, молодежи и туризма, Москва sonkin@mail.ru Введение. Медицинские тепловизоры, а вместе с ними бесконтактная инфракрасная термография (ИКТ), появились в 1970-е годы (первые модели были разработаны шведской фирмой AGA). Вначале это были громоздкие агрегаты, напоминающие стационарные телекамеры, использовавшиеся тогда системами телевещания, причем снимки получались черно-белые, маловыразительные. Тем не менее, уже на этом оборудовании были проведены исследования температурных реакций организма на охлаждение [1]. Развитие технологий привело к созданию широкого спектра таких устройств, отличающихся высокой точностью, охватом большой поверхности и возможностью автоматического расчета средневзвешенной температуры видимого участка кожи, а главное – возможностью контроля за изменением температур в режиме реального времени. В результате дистантного, неинвазивного и абсолютно безвредного исследования, не имеющего противопоказаний и пригодного для многократного повторения, получаются так называемые термограммы, то есть инфракрасные «портреты» поверхности всего тела или его отдельных областей. На термограммах (рис.1) видно распределение тепловых полей, соответствующее тепловому состоянию конкретных областей [2]. Рис.1 Термограмма спины взрослого человека через 15 минут после спокойного пребывания без одежды в помещении с температурой 21°С и влажностью 45%. Видно распределение тепловых полей, соответствующее тепловому состоянию конкретных областей поверхности кожи человека. Однако тепловизоры до сих пор находят ограниченное применение в исследовательских и практических целях, поскольку не решена проблема дифференциальной диагностики различных процессов, влияющих на температуру поверхности кожи [3]. Проблема состоит в неоднозначности интерпретации регистрируемых термограмм, отражающих текущую кожную температуру, зависящую одновременно от целого ряда факторов: тонуса кожных сосудов, активности потоотделения, метаболической активности расположенных под кожей тканей. Наиболее широкое применение ИКТ находит в скрининге онкологических заболеваний и нарушений периферического кровообращения, а также острых воспалительных процессов (аппендицит и т.п.) [2, 4, 5]. Между тем, современные тепловизоры позволяют получать динамические ряды инфракрасной видеосъемки, то есть регистрировать не только мгновенное тепловое состояние, но и процесс его изменения во времени [2, 4, 6], а это, на наш взгляд, открывает новые перспективы использования тепловизионной техники для раскрытия физиологических механизмов реагирования организма человека на различные возмущающие воздействия. В частности, использование ИКТ позволило проследить за динамикой кожной температуры в отдельных звеньях тела в процессе мышечной работы нарастающей мощности и в восстановительном периоде [4, 6, 7, 8]. При этом оказалось, что динамика кожной температуры, а также скорость ее восстановления после окончания работы, существенно зависит от уровня МПК [5]. 2 Проведенные нами исследования с применением ИКТ [9, 10] в определенном смысле подтвердили данные Merla [5] и позволили получить новые факты. Среди наиболее интересных результатов проведенных нами исследований следует назвать следующие: 1. Обнаружено значительное внутрипопуляционное разнообразие вариантов термопортрета, при этом средневзвешенная температура спины в стандартных условиях измерения демонстрирует нормальное распределение в популяции взрослых молодых мужчин 2. Выявлены высокие корреляции между параметрами аэробной производительности (МПК и АП) и характеристиками термопортрета, причем чем выше средневзвешенная температура спины в состоянии мышечного покоя, тем выше величины показателей аэробной производительности спортсмена 3. Обнаружена взаимосвязь между уровнем лактата в периферической крови во время выполнения напряженной физической нагрузки и в восстановительном периоде после ее завершения и характеристиками термопортрета, зарегистрированными в условиях мышечного покоя. Чем выше уровень температуры спины в покое, тем ниже уровень лактата в момент отказа от работы и в восстановительном периоде после нагрузки. Анализ этих результатов, а также динамики функциональных показателей при проведении региональной холодовой пробы, в сочетании с анализом современной литературы, в конечном счете дал нам возможность выдвинуть предположение об участии бурой жировой ткани в формировании термопортрета и о ее роли в нормализации гомеостаза при мышечной работе [11]. Однако прямые доказательства того, что видимые на термограммах «горячие» пятна в ряде случаев отражают термогенную активность бурого жира, пока отсутствуют. Гипотеза. Инфракрасный термопортрет поверхности тела человека представляет собой мгновенный снимок сложного результата взаимодействия физиологических процессов, различных по направленности тепловых потоков. Мы предполагаем, что динамическое наблюдение за изменениями термопортрета при различных функциональных нагрузках позволит проявить диагностические возможности этого инструмента и очертить возможные границы его применимости. Мы рассчитываем, что динамические наблюдения (анализ динамических рядов измерений температуры в режиме видеосъемки) могут быть полезны для понимания механизмов изменения теплового состояния отдельных участков кожи и в ряде случаев позволят провести дифференциальную диагностику метаболических и сосудистых реакций. Цель исследования: Изучить изменения температурного портрета различных участков тела человека при воздействии разных по модальности функциональных нагрузок 3 С этой целью было проведено несколько серий пилотных экспериментальных исследований с применением различных функциональных проб, влияющих на тепловое состояние организма человека, в ходе которых производилась динамическая регистрация термограмм различных участков кожи человека, что дало нам возможность сопоставить тепловые эффекты примененных воздействий и проанализировать динамические ряды данных для извлечения из них полезной физиологической информации. Методика. Мы использовали тепловизор для динамического наблюдения за кожной температурой поверхности лба и спины у спортсменов, выполняющих напряженную работу на велоэргометре и бегущей дорожке; изменения распределения кожных температур при глобальном (погружение в ванну с водой 15°С), региональном (погружение стоп ног в ванну с водой 0°С) и локальном (прикладывание к коже стаканчика со льдом диаметром 5см2) холодовом воздействии. Испытуемыми были здоровые молодые мужчины с различным уровнем физической активности и подготовленности. Испытуемые: Мужчины-спортсмены разных специализаций и разной квалификации и нетренированные взрослые мужчины возраст от 18 до 40 лет масса тела от 60 до 90 кг МПК от 35 до 83 мл/мин/кг без вредных привычек здоровые на момент обследования давшие письменное информированное согласие на участие в исследованиях Методы исследования: термография поверхности спины с помощью бесконтактного тепловизора NEC TH 9100SL анализ термограмм с помощью специализированной программы Image Processor® Газоанализ выдыхаемого воздуха с помощью прибора Oxicon Pro 4 Анализ содержания лактата в периферической крови Регистрация частоты сокращений сердца с помощью носимого монитора кардиоритма Polar статистическая обработка с применением программы «Statistica 6.0» Процедура исследования: термографирование открытых частей тела проводилось в кондиционируемом помещении при температуре 21ºС и влажности 45-50% в положении сидя или стоя после 15-минутной адаптации к условиям помещения в состоянии мышечного покоя Съемка ИКТ в процессе выполнения функциональных проб проводилась в режиме видеозаписи с частотой 4 кадра в секунду в качестве функциональных проб использовали: физическую нагрузку повышающейся мощности на велоэргометре до отказа локальное холодовое воздействие региональное холодовое воздействие глобальное холодовое воздействие РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 1. Термопортрет человека в условиях покоя При попадании в более холодное помещение тепловое состояние открытых участков тела постепенно изменяется – происходит адаптация к конкретным условиям среды и средняя температура кожи спины снижается (Рис.2). Очевидно, что регуляция теплового потока через кожу осуществляется в этой ситуации главным образом за счет сосудодвигательных реакций, конечная цель которых – сохранить температуру ядра тела за счет уменьшения теплопотерь при минимальной активации теплопродукции. В то же время, поскольку температура 21°С на несколько градусов ниже термонейтральной (для взрослого человека – 26-28°С), можно полагать, что небольшой уровень активации химической терморегуляции имеет место. Возникает закономерный вопрос: видимые на ИКТ «горячие» точки – это участки кожи, на которых сохранилась более активная, чем в других местах, вазодилятация (то есть различие между участками кожного покрова главным образом функциональное), или это зоны, под 5 которыми на некоторой глубине располагаются термогенные структуры (то есть различие главным образом морфологическое)? Сразу после раздевания Через 20 минут пребывания при 21°С Рис. 2 Изменения кожной температуры испытуемого Ю.К. в процессе адаптации к условиям умеренных теплопотерь (t=21°C, влажность 45%) в течение 20 минут В этой дилемме есть один существенный аргумент, который свидетельствует в пользу второго (несосудистого, морфологического) потенциального механизма, а именно – высокая стабильность индивидуального термопортрета в течение многих месяцев (рис.3). Хотя выраженность отдельных «горячих» и «холодных» пятен на ИКТ может несколько изменяться (что зависит от окружающей температуры, влажности, времени адаптации к условиям измерения, предыдущих функциональных нагрузок, положения тела и т.п.), но их локализация и форма остаются практически без изменения на протяжении всего периода наблюдения. Такая стабильность особенно впечатляет на фоне огромного индивидуального разнообразия термопортретов, хорошо видного на рис. 4. Это разнообразие, очевидно, отражает внутрипопуляционную разнокачественность, которая, в свою очередь, проявляется в форме нормального распределения средневзвешенной температуры спины в популяции мужчин молодого и зрелого возраста [9]. При этом если мода, то есть наиболее типичная величина средневзвешенной температуры кожи спины, составляет от 31,5 до 32°С, то индивидуальный разброс простирается от 29,5 до 33°С, то есть амплитуда индивидуальных различий – около 3,5°С. Если учесть, что температура ядра тела человека удерживается в норме в диапазоне 37+0,3°С [1], то выявленное индивидуальное разнообразие кожной температуры в условиях минимальной активации теплопродукции представляется очень большим и заслуживающим внимательного изучения с точки зрения физиологических механизмов, приводящих к наличию этого разнообразия. 6 Рис. 3 Инфракрасные термопортреты спины испытуемого Е.А., сделанные в разные периоды наблюдения с 2008 по 2010 г. А.К. ИСПЫТУЕМЫЕ С.З. В.Ж. Термограммы груди П.К. Термограммы спины Рис. 4 Индивидуальные варианты термопортретов, зарегистрированных в одинаковых условиях (после 15 мин адаптации при 21°С и влажности 45%) у 4 испытуемых Сравнительный анализ позволяет выявить ряд характеристик, устойчиво повторяющихся на термопортретах разных людей. Во-первых, обращает на себя внимание более или менее симметричное расположение наиболее крупных и ярких пятен на поверхности тела, особенно со стороны спины – в области груди симметрия менее выражена. Во-вторых, у всех обследованных, независимо от относительной представленности «горячих» зон, ярко-красные («горячие») пятна имеются в области шеи и в подключичной ямке. Именно в этих местах, как известно, у взрослых людей обнаруживаются скопления бурой жировой ткани [12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]. Разумеется, это не может служить доказательством 7 того, что и другие «горячие» пятна отражают метаболическую активность бурого жира. Не является это и доказательством того, что регистрируемые горячие пятна являются результатом активности бурого жира. Тем не менее, такие совпадения могут быть не случайными. У большинства обследованных нами испытуемых мы видели относительно холодное округлое пятно диаметром 2-5см в области границы шейного и грудного отделов позвоночника – скорее всего, это проекция отростка 7-го шейного позвонка. Очевидно, что костная ткань позвонка не обладает большой метаболической активностью и не может согревать расположенные над ней слои кожи. Нет в этом регионе и крупных кровеносных сосудов, способных переносить горячую кровь и таким образом обогревать вышележащие структуры. Однако непосредственная близость костной ткани не является причиной для демонстрации меньшего теплового потока через соответствующий участок кожи. У значительной части наших испытуемых яркие красные пятна – большего или меньшего размера и самой разнообразной формы – зарегистрированы в области грудины, где сравнительно тонкий слой кожи соседствует практически вплотную с костной тканью. Здесь также отсутствуют крупные сосуды, но, как будет показано далее, именно эти участки термограммы наиболее сильно изменяются (в сторону повышения температуры) в условиях регионального холодового воздействия. В остальных характеристиках в большей мере проявляются устойчивые индивидуальные особенности термограммы, чем некие общие закономерности. В этой связи нам представляется, что традиционный подход к анализу физиологических явлений с помощью усредненных вариативности, характеристик не вполне индивидуально-разнообразного с расчетом адекватен феномена разнообразных для целей как статистических функционального термопортрет показателей анализа человека. столь Усреднение показателей по всей группе испытуемых даст нечто похожее на «среднюю температуру по больнице» и вряд ли поможет в понимании физиологических механизмов, лежащих в основе проявления наблюдаемых индивидуальных особенностей. Требуются иные пути такого анализа, и поиск соответствующих адекватных приемов является одним из важнейших мотивов проведения данного исследования. Один из путей такого изучения – динамическое наблюдение за изменениями кожной температуры у конкретного испытуемого в процессе выполнения различных функциональных проб, которые могут повлиять на теплопродукцию и теплоотдачу. Наиболее сильно на эти процессы влияет физическая нагрузка и различные варианты температурных (в частности – холодовых) воздействий. 8 2. Физическая нагрузка до отказа 2.1. Температура кожи лба В этой серии исследований приняли участие регулярно тренирующиеся мужчины – спортсмены различных специализаций (лыжники, скалолазы, боксеры и др.). Средний возраст испытуемых – 23,3 года; средняя масса тела 74,2кг при длине 178,4см. Все испытуемые выполняли тест ступенчато – повышающейся мощности на велоэргометре Monark 894 E. Работа выполнялась без разминки. Начальная мощность 60 Вт, длительность первой ступени 5 минут, каждая последующая ступень по 2 минуты, прибавка мощности на каждой ступени составляла 60 Вт. Частота педалирования удерживалась постоянно на уровне 60 об/мин. Работа выполнялась «до отказа». На протяжении работы с помощью монитора сердечного ритма Polar непрерывно регистрировали ЧСС. Газовый состав выдыхаемого воздуха и показатели внешнего дыхания непрерывно (breath by breath) определяли прибором Oxycon Pro. Кровь для определения концентрации лактата брали из дистальной фаланги пальца в последние 15 секунд каждой ступени и при отказе от работы, анализировали с помощью прибора Biosen C_line. Вентиляторный порог определяли по динамике легочной вентиляции и содержанию CO2 в выдыхаемом воздухе, лактатный порог по концентрации лактата, равной 4 мМ/л. Температуру кожи лба регистрировали стационарно расположенной тепловизионной камерой Nec TH 9100SL в режиме непрерывной видеосъемки с частотой 4 кадра в секунду. Исследования проводились в комнате площадью 15м2, оснащенной кондиционером, который поддерживал постоянную температуру воздуха ~21-22 градуса и относительную влажность 40%. Непосредственно перед началом работы каждый испытуемый раздевался по пояс и проходил температурную адаптацию в течение 15 минут. Для определения средней температуры в заданной области на термограмме выделялся участок кожи (рис. 5), идентичный на всех термограммах в данном исследовании. Обработка термограмм проводилась с помощью специальной программы Image Processor, которая обеспечивает определение максимальной и минимальной температуры на выделенном участке, а также расчет средневзвешенной температуры для всего участка. Среднее время работы испытуемых в тесте ступенчато-повышающейся мощности составило 14 мин 35 с, что соответствовало достижению средней максимальной мощности 285 Вт, при этом уровень МПК составил в среднем 62,2±10,4 мл/мин/кг. Кожная температура лба перед началом тестирования составляла 32,2±0,55 градуса. Как видно из представленного динамического ряда термограмм, температура кожи лба в ходе выполнения предельного теста на велоэргометре существенно изменялась. Практически у 9 всех испытуемых мы наблюдали снижение температуры поверхности лба начиная с 7-9-й минуты работы, причем его амплитуда у некоторых спортсменов достигала 3-3,5 градуса. К концу работы у части испытуемых температура кожи начала вновь возрастать, тогда как у других продолжала снижаться. МОМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОГРАММА ДО РАБОТЫ СЕДЬМАЯ МИНУТА РАБОТЫ ДЕСЯТАЯ МИНУТА РАБОТЫ КОНЕЦ РАБОТЫ Рис. 5 Последовательные термограммы области лба у испытуемого И.К. в процессе выполнения на велоэргометре теста ступенчато повышающейся мощности до отказа Снижение температуры лба в середине предельной мышечной работы, которое было отмечено в целом ряде работ [5, 6, 7, 8], может объясняться лишь одним обстоятельством – обильным потоотделением, которое эффективно снижало температуру поверхности кожи до 10 момента наступления лактатного анаэробного порога. Ускорение накопления лактата в периферической крови после достижения порога, которое отражает активизацию анаэробногликолитической энергопродукции, сочеталось у части испытуемых с повышением температуры кожи лба (рис.6), то есть со снижением эффективности терморегуляции за счет процессов теплоотдачи. В настоящий момент нет ясности по поводу различий в организации температурного гомеостаза у испытуемых выявленных двух групп – достоверные различия между ними по основным морфо-функциональным показателям не обнаружены. Тем не менее, данные динамического термографического исследования позволяют предполагать, что у этих двух групп спортсменов имеются различия в работе регуляторных механизмов, причастных к поддержанию температурного гомеостаза, и это может играть определенную роль или быть лимитирующим фактором в проявлении работоспособности в режиме предельной циклической нагрузки. Выяснение механизмов этих различий требует дальнейших исследований. Рис. 6. Динамика средневзвешенной температуры кожи лба (левая ось ординат, AVR°С) и содержания лактата (правая ось ординат, La мМ/л)) в периферической крови у испытуемых при выполнении предельной работы на велоэргометре (на оси абсцисс – время работы, мин:с) 2.2. Термограмма поверхности спины Как и в случае с температурой кожи лба, температура спины при умеренной нагрузке остается относительно постоянной и начинает снижаться только в середине теста, то есть незадолго до наступления анаэробного порога. Однако в отличие от температуры лба, температура поверхности спины снижается неуклонно до конца времени выполнения нагрузки – по крайней мере, в условиях комфортной температуры и влажности, поддерживаемых в лаборатории (рис. 7). Охлаждение за счет потоотделения бывает довольно сильным – средневзвешенная температура может снизиться на 2,5-3,5 градуса, что отражает 11 эффективную терморегуляцию у спортсменов. Только по окончании физической нагрузки начинается постепенное восстановление кожной температуры, не заканчивающееся в течение 5 минут реституции (рис.8). Здесь обращает на себя внимание то обстоятельство, что в конце работы, а также в восстановительном периоде на термограммах проявляются симметричные яркие пятна в области шеи – на фоне общего охлаждения температуры поверхности тела. Эти пятна могут быть проявлением активации подкожных термогенных структур, расположенных в этих участках тела, причем именно здесь, по данным морфологических исследований и результатов измерений с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), наиболее типичное расположение островков бурой жировой ткани [13, 14, 15, 16, 17, 19, 20]. МОМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОГРАММА ДО РАБОТЫ НАЧАЛО РАБОТЫ КОНЕЦ РАБОТЫ 12 ПЕРВАЯ МИНУТА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВТОРАЯ МИНУТА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПЯТАЯ МИНУТА ВОССТАНОВЛЕНИЯ Рис. 7 Последовательные термограммы поверхности спины у испытуемого Е.А. в процессе выполнения на велоэргометре теста ступенчато повышающейся мощности до отказа Рис. 8 Динамика показателей термограммы у испытуемого Е.А. в процессе выполнения предельного теста на велоэргометре и в восстановительном периоде 13 При этом в состоянии покоя и в начале работы этих пятен на термограммах нет. Появление этих ярких пятен в восстановительном периоде, когда температура кожи должна постепенно возвращаться к исходному уровню, можно было бы объяснить потребностями терморегуляции, однако это ни коим образом не относится к периоду завершения напряженной циклической работы, при которой выделяется огромное количество добавочного тепла благодаря работе мышц, и проблема состоит вовсе не в производстве дополнительного тепла, а в отводе уже образовавшегося. Таким образом, появление этих красных пятен в конце работы, незадолго до достижения МПК, отражает не терморегуляторную, а некую другую потребность организма. Обнаруженные нами ранее [9] отрицательные корреляционные связи между содержанием лактата в крови и характеристиками термопортрета наводят на предположение о том, что яркие «горячие» пятна на шее в конце напряженной работы демонстрируют активацию бурой жировой ткани не с целью поддержания температуры, а с целью утилизации избыточного лактата и тем самым – поддержания кислотно-основного равновесия внутренней среды организма. В этом случае и другие, менее «горячие», но отчетливо проявляющиеся в периоде восстановления пятна на термограмме могут быть, по-видимому, интерпретированы как результат активации подкожных термогенных структур. При просмотре видеоряда термограмм спины в восстановительном периоде создается впечатление, что разогрев кожи (возвращение к исходному состоянию) происходит из нескольких точек, постепенно распространяясь от центра этих локусов к их периферии. Расширяясь, зоны нагрева постепенно сливаются между собой и таким образом с течением времени охватывают всю поверхность спины. Этот процесс достаточно медленный и занимает не менее 15-20 минут. Важно подчеркнуть, что локусы, остающиеся относительно более теплыми в период наибольшего охлаждения поверхности кожи спины, как раз и являются такими «точками генерации тепла», а их температура, по мере общего согревания поверхности кожи, постепенно повышается, и они отчетливо выделяются на фоне более холодных окружающих пространств как в момент отказа от работы, так и через 5 минут восстановления. При этом примечательно, что эти локусы идентичны наиболее ярким («горячим») пятнам, видимым на поверхности спины до начала теста. Все эти данные свидетельствуют в пользу предположения о «морфологической», или «термогенной» природе «горячих» пятен на термограмме, которые легче всего ассоциируются с бурой жировой тканью. Как нам представляется, предположение о «сосудистом» происхождении этих пятен не способно объяснить все отмеченные факты. 14 3. Реакция на острое охлаждение Поскольку приведенные выше факты косвенно свидетельствуют в пользу предположения о том, что с помощью тепловизора мы видим проявления активности бурой жировой ткани – специфического органа химической терморегуляции – наиболее естественно ожидать, что с помощью тепловизора удастся наблюдать реакции на острое охлаждение, то есть на специфический стимул по отношению к активности бурого жира. При этом мы учитывали, что характер холодового воздействия и объем поверхности тела, на который это воздействие оказывается, могут иметь существенное значение для проявления физиологических реакций. Поэтому мы использовали в дальнейших пилотных экспериментах три варианта холодового воздействия: 1)локальное, а именно прикладывание к коже спины химического стаканчика диаметром 5 см, наполненного смесью воды и льда, на 10 секунд; 2)региональное, а именно опускание стоп ног до уровня голеностопного сустава в ванночку со смесью воды и льда на 1 минуту; 3)глобальное, а именно обливание тела под душем с температурой воды 15°С длительностью 1 минута. Во всех этих случаях нас интересовали как реакции, наблюдаемые непосредственно восстановление теплового состояния во время холодового воздействия, организма после прекращения так и охлаждающего воздействия. 3.1. Холодовая проба 1 (локальная) В данной серии приняли участие 4 испытуемых – молодые мужчины средней физической подготовленности. У всех испытуемых резкое локальное охлаждение небольшого участка кожи спины приводило к сильному местному спазму сосудов и значительному (на 10-15 градусов) снижению температуры кожи в этом локусе. Восстановление нормального кровообращения и вместе с ним – температуры охлажденного участка кожи, занимает не менее 20 минут (при том, что испытуемый находится в состоянии двигательного покоя в помещении с температурой 21°С без одежды на верхней половине тела). Важно подчеркнуть, что в отличие от ситуации тотального охлаждения, возникающей в процессе напряженной мышечной работы, при локальном холодовом воздействии глубокие изменения теплового состояния поверхности кожи затрагивают только охлажденный участок. В остальных зонах изменения термограммы невелики и мало выразительны (рис.9). 15 МОМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ Сразу после раздевания в помещении с температурой 21°С ТЕРМОГРАММЫ Испытуемый Ю.К. Через 15 минут адаптации к температуре 21°С Сразу после экспозиции холодовой Через 1 минуту после холодовой экспозиции Через 2 минуты после холодовой экспозиции Через 4 минуты после холодовой экспозиции 16 Через 20 минут после холодовой экспозиции Рис. 9 Динамические изменения термограммы при локальном холодовом воздействии Обращает на себя внимание еще один примечательный факт. В отличие от ситуации разогревания после тотального охлаждения, в случае локального холодового воздействия мы видим другое направление процесса разогревания охлажденного участка кожи. Если при глобальном охлаждении за счет потоотделения тепло распространялось из нескольких более горячих точек на периферию, постепенно захватывая все новые площади, то после локального охлаждения нагревание охлажденного участка кожи идет от периферии к центру – он как бы постепенно «зарастает», образовавшаяся в момент охлаждения «черная дыра» медленно затягивается со всех сторон участками нагревающейся поверхности. Совершенно очевидно, что такое различие динамических картин отражает существенную разницу в деятельности функциональных механизмов в этих случаях. Если в случае тотального охлаждения у нас были основания для выдвижения предположения об участии в этом процессе бурого жира, то в случае локального охлаждения никаких признаков активности бурого жира мы не видим, все видимые реакции могут быть объяснены изменением сосудистого тонуса и притоком теплой крови к поверхности кожи. Следует отметить, что у разных испытуемых и при различной локализации охлаждаемого участка картина может варьировать, и в отдельных случаях мы наблюдали, что резкое охлаждение в зоне расположения относительно горячего участка приводило к разогреванию с двух сторон – как от периферии к центру, так и навстречу, от центра к периферии охлажденного круга. Однако наиболее типичным все же является, по-видимому, проявление сосудистого механизма восстановления теплового состояния охлажденного участка кожи при таком локальном воздействии. На рис. 10 приведена динамика средне-взвешенной температуры охлажденного участка кожи в течение 25 минут восстановительного периода. В данном случае мы отмечаем фазную структуру этого процесса, то есть скорость восстановления температуры очень велика на начальном этапе, а затем она снижается и повышается в виде последовательных фаз активации и торможения этого процесса. Примерно через 6 минут после охлаждения острая фаза восстановительного процесса завершается и дальнейшее повышение температуры происходит медленнее, по-видимому, не завершаясь полностью за 25 минут наблюдения. Одновременно мы видим продолжающееся постепенное остывание всей поверхности кожи 17 спины у данного испытуемого. Надо сказать, что у других испытуемых динамика изменений была не всегда такая же в деталях, не всегда выявлялись отдельные фазы этого процесса, однако общие тенденции сохранялись и временные характеристики восстановительного процесса были у всех приблизительно одинаковы – быстрое восстановление в течение 5-7 минут и плавное продолжение повышения температуры до конца периода наблюдения. 33 33 31 31 29 27 27 25 25 23 23 21 19 21 17 19 15 1 5 0 11 0 0115 0210 0215 0310 0315 0410 0415 0 1 8956 8234 7512 6790 6068 5346 17 4624 15 ВОССТАНОВЛЕНИЕ средняя температура внутри охлажденного участка 29 н о м ер а к ад р о в в и д е о с ъ е м к и (ск о р о с ть 4 к а д р а в с ) Рис. 10. Последовательные изменения температуры охлажденного участка кожи в процессе восстановления после локального охлаждения стаканчиком с ледяной водой в течение 10 секунд Слева – испытуемый Ю.К. Справа – испытуемые А.Е., А.Я. и А.Г. HR bpm 80 75 70 65 60 1 35 69 103 137 171 205 239 273 307 341 375 409 443 477 Рис. 11 Динамика ЧСС в процессе проведения локального холодового воздействия у испытуемого А.Е. 18 Таким образом, результаты этой серии исследований показывают, что сосудистые реакции играют первостепенную роль в формировании температурного ответа организма на местное охлаждение, причем если сосудистый спазм в ответ на охлаждение развивается практически мгновенно (секунды), то выход из этого состояния после устранения его причины занимает весьма продолжительное время (десятки минут). По-видимому, процесс вазодилятации представляет собой результат сложнейшего взаимодействия нервных и гуморальных механизмов, расшифровка которых представляет большой интерес, но не входила в нашу задачу в рамках настоящего исследования. Мы не выявили существенных изменений в состоянии вегетативных функций в процессе проведения локального холодового воздействия. Частота пульса у некоторых испытуемых демонстрировала короткую брадикардическую реакцию в ответ на холодовое воздействие (рис.11), однако по потреблению кислорода различий до и после воздействия выявлено не было. Это означает, что примененный уровень охлаждения не является достаточным стимулом для развития генерализованной активации химической терморегуляции. 3.2. Холодовая проба 2 (региональная) В этой серии исследований участвовали 6 испытуемых, большинство из которых выполняли пробу неоднократно. Погружение стоп ног в ледяную воду на 1 минуту (рис. 12) приводит у некоторых испытуемых к значительному изменению термограммы, которое однозначно свидетельствует об активации подкожных термогенных структур. Впрочем, у других столь заметных изменений термограммы не отмечено. Это может говорить о высоком разнообразии вариантов физиологического ответа на такое региональное воздействие. Рис. 12. Погружение ног в ванночку с ледяной водой. Момент исследования. С другой стороны, у всех без исключения испытуемых столь мощное холодовое воздействие (погружение стоп ног, т.е. около 7% поверхности тела, в ледяную воду на 1 минуту) ведет к 19 резкой активации газообмена (рис.13), что отражает включение химической терморегуляции (термогенеза). Амплитуда изменений газообмена, легочной вентиляции и ЧСС под воздействием одной и той же холодовой нагрузки у разных испытуемых была не вполне одинакова, однако в среднем она составляла свыше 50% от фонового уровня, а в пиковые моменты могла достигать 200% от фона. Очевидно, что, если на фоне активации окислительного обмена, мы увидим увеличение интенсивности тепловыделения на ИКТ, то это может быть свидетельством активации подкожно расположенных фрагментов бурой жировой ткани либо терморегуляторной тонической активности скелетных мышц. Поэтому динамические наблюдения за термограммой в условиях такого воздействия мы рассматривали как одну из приоритетных задач всей серии пилотных исследований. Рис. 13 Изменение показателей газообмена и легочной вентиляции при троекратном погружении ног в ледяную воду. Испытуемый Е.А. Здесь необходимо отметить, что выявленные нами изменения термограммы поверхности груди оказались, как правило, более яркими и выразительными, чем аналогичные изменения термограммы спины. По данным современных исследований с применением ПЭТ, у взрослого человека фрагменты бурой жировой ткани выявляются главным образом в области шеи, ключиц и грудины – в отличие от детей, у которых бурый жир имеет высокую представленность в межлопаточной области спины [16]. Именно в этих типичных местах – шея, околоключичная область и область грудины – мы и регистрировали наиболее заметные изменения термограммы в результате регионального холодового воздействия. В качестве примера рассмотрим термограммы испытуемого Е.А. (мастер спорта по лыжным гонкам, 27 лет), у которого изменения термограммы были весьма наглядны (рис. 14). 20 После 15 минут адаптации к температуре 21°С Через 1 минуту после погружения Шкала ног в ванну с ледяной водой температуры Рис. 14 Изменения термограммы груди испытуемого Е.А. под воздействием охлаждения стоп ног ледяной водой в течение 1 минуты То обстоятельство, что средняя температура поверхности груди у испытуемого Е.А. значительно повышается после холодового воздействия на стопы ног, очевидно. Однако еще более примечательно, на наш взгляд, что и максимальная температура выделенных участков термограммы груди заметно увеличивается вскоре после холодового воздействия (рис. 15), причем как после первого, так и после второго, примененного через 5 минут после первого. Изменения температуры в подмышечных впадинах не столь отчетливы, по крайней мере – при втором воздействии. Все это заставляет думать, что у данного испытуемого в подкожных слоях на поверхности груди располагаются термогенные структуры, реагирующие на острое охлаждение активацией, которая и приводит к явному повышению теплоотдачи с поверхности кожи. Как видно из рис. 13, такое повышение термогенной активности сопровождается существенным увеличением потребления кислорода, причем при трех последовательных экспозициях мы не наблюдали признаков заметного угасания функционального ответа окислительного метаболизма. 21 Максимальная температура груди и подмышек температура 35,5 35 34,5 34 33,5 33 <<< Лев.подмышка 13:39:52.469 13:39:04.719 13:38:13.859 13:37:23.219 13:36:32.547 13:35:41.906 13:34:51.125 13:34:03.375 13:32:22 <<< Прав.подмышка 13:33:12.704 13:31:31.344 13:30:40.688 13:29:50.031 13:29:02.266 13:28:11.610 13:27:20.969 13:26:30.297 13:25:39.657 13:24:48.985 13:23:58.313 13:23:10.546 13:22:19.875 13:21:29.204 13:20:38.562 13:19:47.890 13:18:57.140 32,5 <<< Грудь Рис. 15 Изменения максимальной температуры кожи груди и подмышечных впадин при двух последовательных холодовых экспозициях с интервалом 5 минут. Испытуемый Е.А. Наряду с активацией потребления кислорода и легочной вентиляции, мы обнаружили у всех наших испытуемых резкое повышение дыхательного коэффициента, причем оно происходит на фоне снижения потребления кислорода и легочной вентиляции в конце периода максимальной активации окислительного обмена. В большинстве случаев дыхательный коэффициент в этот момент поднимается выше значения 1,0, что характерно для состояния переходных процессов при изменении регуляции центрального кровообращения и вентиляции, либо для напряженной работы, связанной с активностью анаэробных энергетических систем. Как известно, дыхательный коэффициент зависит от трех факторов: состава окисляемых субстратов, уровня вентиляционно-перфузионных отношений в легких и выделения «неметаболического излишка» СО2 при сдвиге рН внутренней среды в кислую сторону. Скорость изменения дыхательного коэффициента при смене субстратов окисления невелика, и такие резкие перепады величины ДК, какие мы видим при остром охлаждении, не могут иметь ничего общего с этими внутриклеточными процессами, занимающими десятки минут. Поэтому мы сочли, что обнаруженные изменения ДК являются отражением срочной адаптивной перестройки вентиляционно-перфузионных отношений в легких, то есть проявлением своеобразной относительной альвеолярной гипервентиляции. Вероятно, это связано с тем, что активация вентиляторной функции легких, необходимой для обеспечения активизировавшихся тканей кислородом, не полностью обеспечивается соответствующей активизацией кровотока в малом круге кровообращения. Фактически, речь идет о регистрации переходного процесса, связанного с гетерохронией адаптивного ответа 22 отдельных компонентов респираторно-гемодинамической системы. Этот аспект проблемы нуждается в дальнейшем детальном изучении и анализе. Между тем, чтобы исключить возможное вмешательство в эти процессы изменений со стороны кислотно-основного равновесия внутренней среды организма (маловероятного по причине практического отсутствия физической активности), мы провели измерение уровня лактата в крови наших испытуемых до, в конце первой минуты холодового воздействия и через 1 минуту после него. Результаты были неожиданными и впечатляющими (рис. 16). Оказалось, что уровень лактата в крови наших испытуемых не только не увеличивается под воздействием холодовой экспозиции, а напротив достоверно уменьшается, причем это снижение продолжается некоторое время и после прекращения воздействия холода. Уровень этого снижения столь велик, что можно даже представить себе, что «исчезнувший» за короткое время из крови лактат был окислен тем добавочным кислородом, который был потреблен за время холодового теста. Во всяком случае, полуторократное снижение содержания лактата в крови на протяжении 2-3 минут – событие экстраординарное и требующее какого-то объяснения. Мы в настоящий момент таким объяснением не располагаем, можем лишь предположить, что этот лактат был поглощен теми термогенными структурами, которые обеспечили повышение температуры горячих участков поверхности груди (а возможно и других локусов, не отображаемых на термограммах) и, видимо, функционируют для обеспечения температурного (и одновременно – субстратного) гомеостаза. Принципиально такая возможность имеется как в мышечной ткани, так и в ткани Лактат крови, мМ/л бурого жира [21. 22, 23, 24]. N = 11 1,8 p=0.00565 1,6 1,4 1,2 1,67 1 0,8 1,28 1,10 p=0.029 0,6 0,4 0,2 0 до охлаждения во время охлаждения через 1 минуту Рис. 16. Изменения содержания лактата в периферической крови под воздействием кратковременной холодовой пробы (средние данные по 11 случаям) 23 Справедливости ради необходимо отметить, что не у всех испытуемых и не всегда уровень лактата в крови столь заметно понижается при холодовой экспозиции стоп ног в ледяной воде. Возможно, лактат может служить субстратом окислительных термогенных реакций в случае, если его концентрация превышает некий гомеостатируемый уровень, а в других случаях этого не происходит и субстратом окисления являются другие вещества. Дальнейшие исследования могут помочь ответить на этот вопрос. В то же время, необходимо подчеркнуть практическую важность этого вопроса, поскольку в последние годы появились сообщения об использовании охлаждающих процедур в спортивной практике для ускорения восстановительных процессов непосредственно во время соревнований [25, 26, 27]. Хотя механизм этого воздействия не изучен, практическая его польза, особенно в условиях жаркого климата, доказана на соревнованиях самого высокого мирового уровня [28, 29, 30]. 3.3. Холодовая проба 3 (глобальная) В качестве глобальной холодовой пробы мы использовали полное погружение тела в ванну с водой при температуре 15°С на 1 минуту. В пилотных экспериментах приняли участие 3 испытуемых, близких по возрасту (21-23 года) и физическим кондициям. На термограммах (рис.17) хорошо видно, что через 15 минут адаптации к условиям помещения лаборатории (21°С, влажность 45%) тепловое состояние поверхности спины у всех трех испытуемых сходно – выделяются примерно одинаковых размеров «горячие» участки, расположенные в области шеи, между лопатками и узкой полосой вдоль позвоночника. В то же время, конкретные формы этих пятен сугубо индивидуальны. У испытателя, термограмма которого размещена в левом ряду, выделяется Х-образный рисунок горячего пятна в верхней части межлопаточной области. На термограмме, расположенной в центре, можно увидеть, наряду с горячей шеей, также V-образную структуру, выделяющуюся более высокой температурой, чем окружающие ткани. У испытателя, чья термограмма занимает правую позицию, наиболее яркие пятна расположены в левой нижней части межлопаточной области. такое местоположение позволяет предположить, что мы видим тепловую проекцию сердца данного испытуемого. 24 Рис. 17 Термограммы трех участников эксперимента с глобальным охлаждением до, сразу после и через 15 минут после холодовой экспозиции Примененное охлаждение, естественно, приводило к резкому снижению температуры всей поверхности тела. Лишь отдельные участки кожи спины сохраняли температуру выше 25°С после 1-минутного пребывания в холодной ванне. Необходимо отметить, что именно эти самые участки выделялись на исходной термограмме каждого испытуемого как наиболее «горячие», что может означать лишь одно – их нагревание происходит изнутри, потоками тепла, выделяющегося расположенными в глубине термогенными структурами. Полного восстановления температуры поверхности кожи спины за 15 минут после холодовой экспозиции не происходит ни у одного из трех испытуемых, однако пятна с температурой выше 33°С появляются у всех троих, хотя их размер и распространенность заметно отличаются, четко сохраняя тот рисунок, который был заметен на этапе адаптации: Хобразный у первого, V-образный у второго и яркое пятно слева от позвоночника (в области проекции сердца) – у третьего. Таким образом, разогрев поверхности тела после его тотального охлаждения с помощью погружения в ванну с холодной водой, точно так же, как и после выполнения интенсивной, 25 предельной физической нагрузки, когда охлаждение происходит за счет сильного потоотделения, осуществляется постепенно благодаря активации нескольких локально расположенных подкожных термогенных структур, от которых тепло распространяется во всех направлениях благодаря кожному кровотоку и процессу теплопереноса. Важным обстоятельством является то, что в обоих случаях работают, по-видимому, одни и те же термогенные структуры, что означает наличие функциональной специализации этих образований. Чтобы в этом убедиться, достаточно внимательно рассмотреть термограммы одного и того же испытателя, в разные дни проходившего оба этих теста – предельной физической нагрузки и погружения в холодную ванну (рис.18). Рис. 18. Термопортреты испытателя Е.А. в восстановительном периоде после принятия холодной ванны и после велоэргометрической нагрузки до отказа (в разные дни) Хотя рисунок термопортретов на представленных термограммах несколько различается, можно видеть, что наиболее теплые пятна, от которых постепенно распространяется нагревание по всей поверхности спины, расположены в обоих случаях в одних и тех же позициях. На представленных ИК снимках наиболее горячие точки имеют температуру около 32 градусов и обозначены темно-зеленым цветом. Видно, что как на левом, так и на правом снимках расположение и размер этих темно-зеленых пятен практически полностью совпадает. Ясно, что этот факт, как и многие другие, свидетельствует в пользу морфологической, термогенной гипотезы, согласно которой процессы разогревания кожи 26 после общего охлаждения обусловлены активностью метаболически компетентных структур – вероятнее всего, островков бурой жировой ткани, расположенной непосредственно под слоями кожи. Заключение Динамическая инфракрасная термография открывает новые возможности исследования физиологических процессов, связанных с изменением тепловых потоков через поверхность кожи. Разумеется, конечная цель подобных исследований – это создание инструментов для дифференциальной диагностики целого ряда состояний, для которых характерно изменение теплового состояния организма и потоков тепла через кожные покровы, которые могут быть зафиксированы с помощью ИКТ. В настоящее время уже известны примеры успешного применения ИКТ для диагностики ряда патологических состояний, связанных с нарушениями теплопродукции и/или теплообмена. Так, ИКТ применяют при диагностике онкологических и сосудистых заболеваний, когда локализация очагов патогенеза позволяет визуализировать их присутствие с помощью инфракрасного мониторинга [2]. В последнее время возник активный интерес к исследованию наличия и роли бурой жировой ткани в организме человека [11, 12, 13, 18]. Это связано как с той ролью, которую приписывают бурому жиру в нормализации жирового обмена и предотвращению ожирения [18, 23, 24], так и с новейшими данными о наличии этой ткани у большинства взрослого населения [16]. Благодаря применению ПЭТ удалось показать, что бурый жир взрослого человека участвует в терморегуляторных реакциях, генерируя добавочное тепло в случаях острого или хронического охлаждения организма [14, 15, 18, 19]. При этом функциональное значение бурого жира до конца не выяснено и продолжает оставаться предметом дискуссии и экспериментальных исследований [11]. Между тем, многократное применение ПЭТ при исследовании человека невозможно, так как это сопряжено со значительным риском для здоровья испытуемых. В этом смысле ИКТ представляет собой весьма обнадеживающую альтернативу, поскольку применение этого метода не имеет никаких побочных последствий и возможно без ограничения времени и объемов исследования. Важным преимуществом ИКТ является возможность непрерывной регистрации термограммы в режиме видеосъемки, что позволяет визуализировать и анализировать процессы транспорта тепла в динамике функциональных состояний. Проведенные нами серии пилотных экспериментов наметили некоторые из путей дальнейшего поиска и принесли хотя и косвенные, но достаточно многочисленные подтверждения высказанной нами ранее гипотезы о том, что некоторые элементы 27 термограммы отражают активность подкожных термогенных структур. В то же время, для однозначной интерпретации результатов термографирования требуются еще дополнительные исследования с использованием различных функциональных нагрузок в сочетании с измерением комплекса других функциональных показателей. БЛАГОДАРНОСТИ Авторы благодарят члена-корреспондента РАН профессора А.Г.Тоневицкого за предоставленную возможность провести описанные в настоящем сообщения исследования на экспериментальной базе ВНИИФК и за плодотворное обсуждение полученных результатов. Авторы приносят благодарность всем испытуемым, бескорыстно участвовавшим в проведенных исследованиях, за мужество и стойкость при выполнении экстремальных тестов с применением физических и холодовых нагрузок. ПРИЛОЖЕНИЕ: ВИДЕОИЛЛЮСТРАЦИИ 1. Видеоклип с записью динамической термограммы в процессе выполнения региональной холодовой пробы. Испытуемый – А.Е., 21 год. С 0 по 5 с – фоновая термограмма; 00:06 – погружение стоп ног в ванну с ледяной водой; 00:12 – завершение холодовой экспозиции 2. Видеоклип с записью динамической термограммы в процессе восстановления после глобального охлаждения в ванне с водой 15°С. Испытуемый - А.Е., 21 год. Первый кадр – термограмма в исходном состоянии. Все остальное – после завершения глобальной холодовой экспозиции Литература [1].Корниенко И.А. Возрастные изменения энергетического обмена и терморегуляции. – М.: Наука, 1979. – 160с. [2].Колесов С.Н. Остеохондроз позвоночника: неврологические и тепловизионные синдромы. – Н.Новгород, 2006. [3].Jackson DM, Hambly C, Trayhurn P, Speakman JR. Can non-shivering thermogenesis in brown adipose tissue following NA injection be quantified by changes in overlying surface temperatures using infrared thermography? // J Therm Biol. 2001; v.26(2):p,85-93. [4].Agarwal K., Lange LC., Beck H. Thermal Imaging in Healthy Humans – What is “Normal” Skin Temperature? Inframation, 2007. 28 [5].Merla, A., P. Iodice, A. Tangherlini, G. D. Michele, S. D. Romualdo, R. Saggini, and G. L. Romani. Monitoring skin temperature in trained and untrained subjects throughout thermal video. Proceedings of the 27th Annual International Conference EMBS, Shanghai, China. Sep. 1–4, pp. 1684–1686, IEEE, 2005. [6].Zontak A. S., Sideman, O.Verbitsky, R.Beyar. Dynamic Thermography: Analysis of Hand Temperature During Exercise. Annals of Biomedical Engineering, Vol. 26, pp. 988–993, 1998. [7].Clark R. P., B. J. Mullan, L. G., C. E. Pugh. Skin temperature during running – a study using infra-red color thermography. J. Physiol. (1977), 267, pp. 53-62, 1977. [8].Torii M., M. Yamasaki , T. Sasaki, H. Nakayama. Fall in skin temperature of exercising man. Br J Sp Med, v. 26(1), pp 29-32, 1992. [9].Акимов Е.Б., Андреев Р.С., Каленов Ю.Н., Кирдин А.А., Сонькин В.Д., Тоневицкий А.Г. Температурный портрет человека и его связь с аэробной производительностью и уровнем лактата в крови // Физиология человека, 2010, том 36, № 4, с.89-101. [10]. Akimov E.B., Andreev R.S., Ar’kov V.V, Kirdin A.A., Saryanc V.V., Son’kin V.D., Tonevitsky A.G. Thermal “portrait” of sportsmen with different aerobic capacity // Acta Kinesiologiae Universitatis Tartuensis, 2009, v.14. – p.7-16 [11]. Сонькин В.Д., Кирдин А.А., Андреев Р.С., Акимов Е.Б. Гомеостатический несократительный термогенез у человека: факты и гипотезы // Физиология человека, 2010. - т. 36, № 5, с. 121-139 [12]. Медведев Л.Н., Елсукова Е.И. Бурая жировая ткань человека // Успехи физиологических наук, 2002. - т.33, №2. – с.17-29 [13]. Cannon B., and Nedergaard J. Brown Adipose Tissue: Function and Physiological Significance. // Physiol Rev 2004 v.84: p.277–359 [14]. Chiba S, Katsuragi I, Simada T, Adachi I, Satoh Y, Noguchi H, Gotoh K, Tsubone T, Fujiwara K, Masaki T, Kakuma T, Kang M, Tanaka K, Hamaguchi K, Wada C, Yoshimatsu H. Evaluation of human brown adipose tissue using positron emission tomography, computerised tomography and histochemical studies in association with body mass index, visceral fat accumulation and insulin resistance. Obes Rev 7, 2006; Suppl 2: 87. [15]. Cypess A.M., Lehman S., Williams G., et al. Identification and Importance of Brown Adipose Tissue in Adult Humans // The New England Journal of Medicine, 2009. – V. 360, N15.- pp. 1509-1517 [16]. Nedergaard J, Bengtsson T, Cannon B. Unexpected evidence for active brown adipose tissue in adult humans. // Am J Physiol Endocrinol Metab, 2007. v. 293: p. E444– E452. 29 [17]. Sturkenboom MG, Franssen EJ, Berkhof J, Hoekstra OS. Physiological uptake of [18F]flurodeoxyglucose in the neck and upper chest region: are there predictive characteristics? Nucl Med Commun, 2004; 25: 1109–1111 [18]. van Marken Lichtenbelt W.D., Vanhommerig J.W., Smulders N.M., et al. Cold- Activated Brown Adipose Tissue in Healthy Men // The New England Journal of Medicine, 2009. – V. 360, N18.- pp. 1500-1508 [19]. Virtanen KA, Lidell ME, Orava J, et al. Functional brown adipose tissue in healthy adults. N Engl J Med, 2009; 360:1518-1525 [20]. Yeung HW, Grewal RK, Gonen M, Schoder H, Larson SM. Patterns of (18)F-FDG uptake in adipose tissue and muscle: a potential source of false-positives for PET. // J Nucl Med, 2003; 44: 1789–1796 [21]. Granata GP, Brandon LJ. The thermic effect of food and obesity: discrepant results and methodological variations. // Nutr Rev. 2002; v.60(8): p.223-33. [22]. Nedergaard J, Cannon B. The changed metabolic world with human brown adipose tissue: therapeutic visions. // Cell Metab. 2010 Apr 7;11(4):268-72. [23]. Sell H, Deshaies Y, Richard D. The brown adipocyte: update on its metabolic role. // Int J Biochem Cell Biol. 2004; v.36 (11): p.2098-104. [24]. Wijers SL, Saris WH, van Marken Lichtenbelt WD. Recent advances in adaptive thermogenesis: potential implications for the treatment of obesity. // Obes Rev. 2009 Mar;10(2):218-26 [25]. Buchheit M, Peiffer JJ, Abbiss CR, Laursen PB. Effect of cold water immersion on postexercise parasympathetic reactivation. // Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2009 Feb;296(2):H421-7. [26]. McDermott BP, Casa DJ, Ganio MS, Lopez RM, Yeargin SW, Armstrong LE, Maresh CM. Acute whole-body cooling for exercise-induced hyperthermia: a systematic review. // J Athl Train. 2009 Jan-Feb;44(1):84-93. [27]. Wilcock IM, Cronin JB, Hing WA. Water immersion: does it enhance recovery from exercise? //Int J Sports Physiol Perform. 2006, v.1(3), p.195-206. [28]. Booth J, Marino F, Ward JJ. Improved running performance in hot humid conditions following whole body precooling. Med Sci Sports Exerc. 1997 29(7):943-9. [29]. Duffield R, Dawson B, Bishop D, Fitzsimons M, Lawrence S. Effect of wearing an ice cooling jacket on repeat sprint performance in warm/humid conditions. // Br J Sports Med. 2003 v.37(2) p.164-9. 30 [30]. Vaile J, Halson S, Gill N, Dawson B. Effect of cold water immersion on repeat cycling performance and thermoregulation in the heat. J Sports Sci. 2008. V.26. N 5. P.431440. 31
