Correlation between serum and saliva cortisol concentrations at rest and in response to submaximal exercise

Abstract

Tämän Pro-gradu tutkielman tarkoituksena oli selvittää varusmiespalveluksen ensimmäisen 9 viikon vaikutusta veren ja syljen kortisolin lepoarvoihin, kortisolin vastetta harjoitteluun sekä korrelaatioita seerumin ja syljen kortisolin välillä eri viikoilla ja päivän aikana. Tutkittavina olivat 41 varusmiestä Kainuun Prikaatista (ikä19.6 ± 0.3 v). Varusmiehet suo-rittivat 45-minuuttia kestävän submaksimaalisen marssitestin viikoilla 2,4,7 ja 9. Syljen ja seerumin kortisoli mitattiin aamulla heti heräämisen jälkeen, ennen harjoitusta ja välittömästi harjoituksen jälkeen. Psyykkistä kuormittumista tutkimuksen aikana mitattiin lyhennetyllä 26 kysymyksen POMS kyselyllä, jonka tarkoituksena oli selvittää psyykkinen kuormitus varusmiespalvelun alussa sekä mielialan muutokset peruskoulutuskauden aikana. Kortisolin aamupitoisuuksien havaittiin laskevan viikosta 2 koko tutkimuksen ajan (p<0.001), syljestä mitattuna. Seerumista mitattu kortisolin aamupitoisuus laski merkitsevästi 7 viikon harjoittelun jälkeen (p<0.01). Kortisolipitoisuuden vaste submaksimaaliseen marssitestiin laski merkitsevästi viikolla kaksi seerumista mitattuna (p<0.05), syljen kor-tisolipitoisuus myös laski, mutta ei tilastollisesti merkitsevästi. Syljen ja seerumin välillä havaittiin korrelaatio levossa (r=0.49 - 0.85, p<0.001 - 0.023), ennen submaksimaalista harjoitusta (r=0.46 - 0.79, p<0.001 - 0.043), ja harjoituksen jälkeen (r=0.65 - 0.84, p<0.001 - 0.002). Negatiivista mielialaa kuvaavat depressio ja hämmennys laskivat peruskoulutuskauden alusta viikkoon 9 (p<0.01 - 0.001), myös positiivista mielialaa kuvaavan elinvoimaisuuden väheneminen (p<0.05). Tutkimustulosten perusteella syljen kortisolipitoisuudet heijastavat hyvin seerumin kor-tisolipitoisuuksien muutoksia elimistössä sekä levossa että rasituksessa. Mielialan vaihteluita mittaavan POMS-kyselyn perusteella ensimmäinen viikko varusmiespalvelua on henkisesti kuormittavaa. Tätä havaintoa tukee myös korkeampi aamun kortisolipitoisuus varusmiespalveluksen ensimmäisen viikon alussa verrattuna tutkimuksen muihin viikkoihin.

The main purpose of this study was to examine correlations between serum and saliva cortisol at rest and in response to submaximal exercise during the first 9-week of military service. Changes in the mood were also measured by a shortened POMS-questionnaire to examine the psychological stress, as well as observe changes in the mood state. Healthy male subjects (n=41, aged 19.3 ±0.3) from Signal Battalion Northern Finland par-ticipated in the present study. Conscripts performed 45-minute submaximal marching exercise in the weeks 2, 4, 7 and 9. Serum and saliva cortisol samples were measured immedi-ately after an overnight fast at rest, two hours after a light breakfast before the exercise (pre-exercise) and immediately after the exercise (postexercise). Basal saliva cortisol concentration decreased significantly from week 2 during the entire study (p<0.001). The serum cortisol concentration decreased after 7 weeks of training (p<0.05). In response to submaximal exercise, the serum cortisol concentration decreased significantly (p<0.05) at week 2. The saliva cortisol concentration also decreased, but not statistically significantly. Correlations between the serum and saliva cortisol levels were observed at rest (r=0.49 - 0.85, p<0.001 - 0.023), pre-exercise (r=0.46 - 0.79, p<0.001 - 0.043) and post-exercise (r=0.65 - 0.84, p<0.001 - 0.002). Depression and confusion, which indicate negative mood states, decreased from the beginning of the military service to week 9 (p<0.01 - 0.001). Positive state vigour also decreased (p<0.05). The present study indicates that the saliva measurements of the cortisol reflect serum cortisol concentration at rest and in response to exercise. According to POMS-questionnaire, the first week of the basic military training is mentally stressful. This is supported by the fact, that basal cortisol concentration was higher in the beginning of the military service compared the rest of the service.