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Central and peripheral factors in thermal, neuromuscular, and perceptual adaptation of the hand to repeated cold exposures

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We investigated the role of central and peripheral factors in repeated cold exposure of the hand and their effects on temperature response, neuromuscular function, and subjective thermal sensation. Eleven subjects immersed their left hand repeatedly in 8 °C cold water for 30 min, 5 d/week, for 2 weeks. Before and following the 2 weeks of exposure, neuromuscular function, blood markers, thermal sensation, and temperature responses of both acclimated (left) and control (right) hands were tested. Minimum index finger temperature pre-acclimation was 10.9 ± 3.4 °C and 10.0 ± 2.0 °C in the left and right hand, respectively, and did not change significantly post-acclimation (left, 12.8 ± 4.2 °C; right, 10.2 ± 1.1 °C). Neuromuscular function was impaired with cooling, but this was significantly different neither between the hands nor over time. Central factors, measured by catecholamines and changes in temperature and cardiovascular response over time, did not change and there were no differences in responses between the exposed and non-exposed hand over time (peripheral adaptation) nor were there any differences in local factors endothelian-1 and nitric oxide. Subjective thermal comfort was improved and the discepancy that was found between the change in actual and perceived temperature may increase the risk of cold injury in partially acclimatized individuals, owing to an adjustment in behavioural thermoregulation.Key words: hand, skin temperature, cold-induced vasodilatation, neuromuscular function, manual dexterity.

Cette étude analyse le rôle des facteurs centraux et périphériques au cours d'une exposition répétée de la main au froid et les effets de ces facteurs sur l'ajustement de la température, de la fonction neuromusculaire et de la sensation de chaleur. Onze sujets ont immergé de façon répétée leur main gauche dans de l'eau à une température de 8 °C, et ce, durant 30 min à raison de 5 jours par semaine sur une période de 2 semaines. Avant et après cette période, les évaluations suivantes sont faites : la fonction neuromusculaire, les marqueurs sanguins, la sensation de chaleur et l'ajustement de la température de la main acclimatée (gauche) et de la main de contrôle (droite). La température minimale de l'index avant la période d'acclimatation est de 10,9 ± 3,4 °C et 10,0 ± 2,0 °C pour la main gauche et la main droite respectivement et elle ne varie pas significativement après la période d'acclimatation (gauche: 12,8 ± 4,2 °C, droite: 10,2 ± 1,1 °C). La fonction neuromusculaire est affectée par le refroidissement mais n'est pas différente d'une main à l'autre pendant toute la période. Les facteurs centraux mesurés par le taux de catécholamines, les variations de température et les ajustements cardiovasculaires durant cette période ne varient pas; en outre, on n'observe aucune différence d'adaptation périphérique et de facteurs locaux (oxyde nitrique, endothéline-1) entre la main exposée et celle non exposée durant la période expérimentale. La sensation de confort thermique est accrue, mais l'anomalie observée entre la température mesurée et la température perçue pourrait accroître le risque d'engelure chez des individus partiellement acclimatés du fait d'une adaptation comportementale à la thermorégulation.Mots clés : main, température cutanée, vasodilatation causée par le froid, fonction neuromusculaire, dextérité manuelle.[Traduit par la Rédaction]
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Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2006

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