Utlenianie substratów podczas skurczów mięśni, niezbędne do wykonywania ćwiczeń i aktywności fizycznej, ma istotny wpływ na nasz system termoregulacyjny, ponieważ tylko 20% jest wykorzystywanedo produkcji siły mięśni1, podczas gdy większość energii jest uwalniana w postaci ciepła (80%)2,3. W konsekwencji zwiększona produkcja ciepła metabolicznego podczas aktywności fizycznej i ćwiczeń zwykle przekracza zdolność rozpraszania ciepła4,5, co skutkuje wzrostem temperatury głębokiej ciała (Tc). W związku z tym Tc wzrasta powyżej nastawy podwzgórza, która jest definiowana jako hipertermia6, i może nawet skutkować osłabieniem wydajności wysiłkowej5,7,8 i/lub rozwojem zaburzeń związanych z upałem4,6. Z tego powodu ważne jest, aby dokładnie mierzyć Tc podczas długotrwałych ćwiczeń, a w szczególności w forsownych warunkach otoczenia.
Literatura opisuje, że idealna metoda pomiaru Tc powinna: 1) być łatwa do zastosowania, 2) nie być obciążona warunkami środowiskowymi, 3) mieć wysoką rozdzielczość czasową do szybkiego monitorowania zmian w Tc, oraz 4) mieć zdolność wykrywania małych zmian (Δ0.1°C) w temperaturze ciała9,10. Przegląd różnych metod pomiaru Tc został przedstawiony przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO 9886)11. Stwierdzono, że temperatura przełyku na poziomie lewego przedsionka zapewnia najbliższą zgodność z centralną temperaturą krwi, podczas gdy pomiar ten jest w stanie szybko wykryć (niewielkie) zmiany temperatury12. Chociaż pomiary temperatury przełyku są powszechnie akceptowane jako złoty standard w rejestrowaniu Tc, ich inwazyjny charakter ogranicza praktyczne zastosowanie tej metody. Alternatywne środki monitorowania Tc opierają się na zapisach temperatury zewnętrznej błony bębenkowej, jamy ustnej lub odbytnicy12. Te miejsca pomiarowe nie są optymalne do pomiaru Tc, biorąc pod uwagę ich inwazyjny charakter, trudności metodologiczne i/lub potencjalną stronniczość wynikającą z warunków środowiskowych9,12-14 (Tabela 1). Podkreśla to potrzebę zbadania alternatywnych strategii monitorowania (zmian) Tc.
Poprzednie badania opisywały użycie tabletki z telemetryczną temperaturą do spożycia jako łatwą do zastosowania, niezawodną i ważną metodę pomiaru Tgi, która jest reprezentatywnym oszacowaniem Tc9,15. Inną, ważną zaletą pigułki na temperaturę jest przydatność w warunkach polowych, co ma ogromne znaczenie, ponieważ wywołane wysiłkiem fizycznym podwyższenie Tc jest na ogół wyższe w terenie niż w warunkach laboratoryjnych16. Obecnie pigułka temperatury jest w stanie mierzyć Tgi co 10 sekund z dokładnością do ±0,1°C, co sprawia, że ta technika jest bardzo odpowiednia do pomiaru Tgi podczas ćwiczeń lub ważnego meczu. Co więcej, w badaniu przeprowadzonym przez Stevensa i wsp. 17 Wykazano, że telemetryczna pigułka temperatury może być również używana do monitorowania temperatury wewnątrzżołądkowej. Pigułka temperatury po spożyciu została po raz pierwszy opisana w 1961 roku, a następnie rozwinięta na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa (Baltimore, USA) we współpracy z Laboratorium Fizyki Stosowanej NASA. Rezultatem jest kapsuła o wymiarach 20 x 10 mm z systemem telemetrycznym, mikrobaterią i kwarcowym czujnikiem temperatury. Czujnik kryształkowy wibruje z częstotliwością proporcjonalną do temperatury otaczającej substancji. Ten sygnał radiowy temperatury jest przesyłany przez ciało, które może być mierzone przez zewnętrzny rejestrator (rysunek 1). Każda tabletka temperatury ma unikalny numer seryjny i kalibracyjny, który może być wykorzystany przez rejestrator do konwersji sygnału radiowego i pomiaru odpowiadającego mu Tgi.
Na zewnętrznej stronie tabletki temperatury przymocowany jest mały pasek magnetyczny, który dezaktywuje baterię. Po usunięciu tego paska magnetycznego pigułka jest natychmiast aktywowana i rozpoczyna pomiar Tc (rysunek 2). Casa i współpracownicy użyli sześciu różnych technik (żołądkowo-jelitowej, doodbytniczej, słuchowej, skroniowej, osiowej i czoła) do pomiaru Tc, z temperaturą w odbycie ustaloną jako wartość referencyjną. Wykazali, że pomiar Tc w przewodzie pokarmowym za pomocą tabletki z temperaturą jest jedyną techniką, która wykazuje dobrą zgodność z referencyjnym Tc. Inni badali związek między Tgi a temperaturą w odbycie i wykazali niewielkie, ale znaczące odchylenie w zakresie od 0,07°C do 0,20°C 9,15,20,21. Chociaż kierunek i wielkość błędu systematycznego różniły się między badaniami, 95% granice zgodności Blanda i Altmana wynosiły ±0,4°C, co jest akceptowalne9,22. Dodatkowo, w przeglądzie Byrne'a i wsp. 9 Tgi porównuje się z temperaturą w odbycie i przełyku (złoty standard) jako miarą Tc. Pokazują one, że Tgi mierzone za pomocą tabletki z temperaturą jest prawidłową miarą Tc w oparciu o dobrą zgodność między temperaturą jelit i przełyku. Co więcej, 95% granice zgodności Blanda i Altmana były ograniczone do ±0,4°C 22, podczas gdy nie stwierdzono istotnego odchylenia między tymi dwoma pomiarami9,20,21. Wyniki te sugerują, że Tgi jest ważną miarą dla Tc.
Innym ważnym aspektem dobrej techniki pomiaru Tc/Tgi jest wysoka rozdzielczość czasowa do szybkiego monitorowania zmian w Tc. Wcześniejsze badania wykazały, że Tgi mierzone za pomocą pigułki z temperaturą reaguje wolniej na zmiany Tc w porównaniu z pomiarem przełyku15,20,23, co można wytłumaczyć niską pojemnością cieplną przełyku i bliskością serca10. W pomiarze temperatury przełyku termistor umieszcza się na poziomie lewego przedsionka10. Na tym poziomie tętnica płucna i przełyk stykają się i są izotermiczne24, co stymuluje szybki czas reakcji na zmiany temperatury pomiaru przełyku. Natomiast jelita i odbytnica są mniej perfundowane w porównaniu z przełykiem, co powoduje opóźnienie w pomiarze zmian temperatury w tych anatomicznych miejscach. Jednak podawana do spożycia telemetryczna pigułka temperatury ma dokładność ±0,1°C i jest w stanie mierzyć Tgi co 10 sekund. Poprzednie badanie wykazało, że temperatura ciała może wzrastać maksymalnie o 1°C co 5 minut, jeśli ciepło nie zostanie usunięte podczas ćwiczeń25. Dlatego rozdzielczość czasowa pigułki temperatury jest odpowiednia do pomiaru zmian Tgi podczas ćwiczeń. Na podstawie tych ustaleń można stwierdzić, że pigułka z temperaturą jest wiarygodną i ważną techniką pomiaru Tgi. Pomimo stosowania telemetrycznej pigułki temperatury w dużej liczbie badań, brakuje jasnego opisu sposobu stosowania pigułki temperatury.
Dlatego celem tego badania jest dostarczenie szczegółowego opisu protokołu pomiaru za pomocą tabletki do pomiaru temperatury. Po drugie, opisano zastosowanie telemetrycznej pigułki temperatury w dwóch różnych protokołach badawczych, w których stosuje się konstrukcję przekrojową (pomiar co 5 km innym rejestratorem) oraz protokół, który w sposób ciągły rejestruje Tgi u osób.