Fyysisen kunnon ja kehonkoostumuksen yhteydet kehon syvälämpöön palomiehen työnomaisessa suorituksessa

Abstract

Fyysisesti raskainta palomiehen työtehtävistä on savusukellus- ja raivaustehtävä. Se aiheuttaa suuret vaatimukset hengitys- ja verenkiertoelimistölle ja kuormittuneisuus voi yltää lähelle maksimaalista hapenkulutusta (VO2max). Lisäksi joudutaan kantamaan ja käsittelemään raskaita taakkoja, jolloin lihaksisto ja muut liikuntaelimet joutuvat kovaan rasitukseen. Käytettävä monikerrosvaatetus ja muut suojavarusteet suojaavat ulkoiselta kuumuudelta, mutta voi aiheuttaa ylikuormitusta kehon syvälämmön noustessa. Syvälämmön voimakkaasta noususta voi seurata lämpöuupumus tai jopa lämpöhalvaus. Tutkimuksen tarkoituksena oli saada selville korreloiko kehon syvälämpö kuntotekijöiden ja kehonkoostumuksen kanssa savusukellus- ja raivaustehtävää kuvaavassa työnomaisessa suorituksessa. Näin yksittäinen palomies saisi mahdollisesti tietoa mitä fyysisiä ominaisuuksia kannattaisi pyrkiä parantamaan estääkseen liiallinen syvälämmön nousu oikeassa pelastustehtävässä. Poikkeuksena aiempiin tutkimuksiin, tässä tutkimuksessa esimerkiksi kestävyyssuorituskyvyn (VO2max) yhteyttä syvälämpöön tarkasteltiin myös muita fyysisiä ominaisuuksia vaativan työnomaisen suorituksen kanssa. Lisäksi paksun vaatetuksen merkitystä syvälämpöön tarkasteltiin. Tutkimukseen osallistui 10 tervettä ja vapaaehtoista palomiestä (28 – 47 v.). Aluksi koehenkilöille suoritettiin kehonkoostumusmittaus, josta selvitettiin kehon rasvaprosentti sekä lihaksikkuudesta kertova FFMI (fat-free mass index). Tämän jälkeen koehenkilöt suorittivat 42 minuuttia kestäneen, savusukellus- ja raivaustehtävää kuvaavan työtestiradan sekä täydessä savusukellusvarustuksessa, että kevyessä urheiluvaatetuksessa paineilmalaitetta käyttäen. Työtestien aikana koehenkilöiltä mitattiin kehon syvälämpöä peräsuolesta ja sykettä. Koehenkilöiden kestävyyskunto (VO2max) mitattiin suoralla maksimaalisella polkupyöräergometritestillä sekä lihasvoima ja -kestävyys neljä eri liikettä sisältäneellä lihaskuntotestillä. Kestävyyskunnon ja lihaskunnon perusteella koehenkilöille määritettiin nämä fyysiset ominaisuudet yhdistävä FireFit- indeksi. Jokaisen eri suorituskykymittauksen välillä koehenkilöillä oli vähintään neljä vuorokautta palautumisaikaa. Tutkimuksen päätuloksena oli, että kuntotekijät ja kehonkoostumus eivät korreloineet kehon syvälämpöön täydessä savusukellusvarustuksessa suoritetussa savusukellus- ja raivaustehtävää kuvaavassa suorituksessa. Kestävyyskunnon ja lihaskunnon yhdistävä FireFit- indeksi korreloi negatiivisesti syvälämmön kanssa (r = – 0,939, p = 0,005), mutta vain kevyessä vaatetuksessa tehdyssä suorituksessa eikä tuloksesta voida tämän vuoksi vetää johtopäätöksiä oikeisiin työtehtäviin. Kehon syvälämpö ennen työtestiä (lepolämpö) korreloi maksimimaalisen syvälämmön kanssa sekä täydessä savusukellusvarustuksessa (r = 0,646, p = 0,044), että kevyessä vaatetuksessa (r = 0,743, p = 0,035). Myös maksimaaliset syvälämmöt kevyessä ja täydessä varustuksessa korreloivat keskenään (r = 0,802, p = 0,017). Täydessä savusukellusvarustuksessa syvälämpö nousi testin aikana noin 40 % enemmän (1,4 ± 0,2 °C vs 1,0 ± 0,1 °C) ja testin aikainen keskisyke oli noin 20 % suurempi (153 ± 11 bpm vs 128 ± 15 bpm) kuin kevyessä vaatetuksessa. Tutkimuksen perusteella huonompi fyysinen kunto, suurempi rasvaprosentti tai lihaksikkuus eivät ole yhteydessä voimakkaampaan syvälämmön nousuun oikeassa savusukellus- ja raivaustehtävässä. Syvälämpö työtehtävään lähdettäessä on kuitenkin yhteydessä siihen, kuinka korkealle ja nopeasti syvälämpö nousee. Palomiehen tulisikin pyrkiä pitämään keho viileänä, jotta lämpöuupumuksen todennäköisyys olisi mahdollisimman pieni oikeassa tehtävässä.

Physically hardest firefighter's task is smoke diving. It causes high demands on the respiratory and circulatory system and the stress can reach close to maximum oxygen consumption (VO2max). In addition, heavy loads must be carried and handled, whereby muscles and other movement organs get heavily stressed. The multi-layered clothing and other protective equipment are used to protect against external heat but can cause overload as the core temperature rises. A substantial rise in the core temperature might cause heat exhaustion or even heat stroke. The aim of the study was to find out does core temperature in a smoke diving job correlate with the firefighter´s fitness factors and the body composition. Then, a single firefighter might get information what physical properties would be useful to improve to prevent excessive core temperature rise in a real job. Differently from previous studies, this study examined correlation between endurance performance (VO2max) and core temperature in a physical performance that requires also other fitness factors like muscle strenght. The importance of thick clothing to core temperature was also studied. Ten healthy and voluntary firefighters (28-47 years) participated in the study. First subject´s body composition was measured to determine fat percentage and fat-free mass index (FFMI). After that, subject performed a 42- minute work specific test track that described smoke diving job. It was performed both in a full smoke diving equipment and in a lightweight sports clothing. During the test track, core temperature was measured from the rectum and heart rate was monitored. Endurance performance (VO2max) of the subjects was measured by a maximal bicycle ergometer test and muscular strength and -endurance with a muscle fitness test that contained four different maneuvers. FireFit- index, that combines endurance performance and muscle fitness was determined for the subjects. Between each different performance measurement, the subjects had a recovery time of at least four days. The main result of the study was that fitness factors and body composition did not correlate with core temperature during the smoke diving task in full smoke dive equipment. FireFit- index correlated negatively with core temperature (r = - 0.939, p = 0.005) but only when performed in light clothing. Therefore, no conclusions can be made to a real job. Core temperature before the test track (rest temperature) correlated with the maximal core temperature in full smoke diving equipment (r = 0.646, p = 0.044) and in light clothing (r = 0.743, p = 0.035). Maximum core temperatures in light clothing and in full gear correlated with each other (r = 0.802, p = 0.017). In full smoke diving equipment core temperature increased during the test track by about 40% (1.4 ± 0.2 ° C vs. 1.0 ± 0.1 ° C) and the mean heart rate during the test track was about 20% higher (153 ± 11 bpm vs 128 ± 15 bpm) than in light clothing. Based on this study, worse physical fitness, higher fat percentage or relative proportion of muscle mass are not correlated with greater core temperature rise in a smoke diving job. However, core temperature before the task is correlated with how high and fast the core temperature rises. Firefighter should therefore try to keep the body cool so that the likelihood of heat exhaustion is minimized in a real job.