Cardiovascular and mood responses to an acute bout of cold water immersion (2023)

https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2023.103727

 

해당 논문은 냉수 침지(CWI)가 심혈관 반응과 심리적 건강에 미치는 단기적 영향을 분석한 연구이다. 최근 CWI는 운동 후 회복, 스트레스 감소, 심리적 안정 등 다양한 목적으로 널리 활용되고 있다. 연구진은 16명의 건강한 성인을 대상으로 10°C의 차가운 물에서 15분 동안 흉부까지 잠기는 방식으로 실험을 진행했다. 연구의 초점은 냉수 침지가 혈관 반응(혈류와 혈압), 심리적 감정(긍정적 및 부정적 감정), 그리고 생체 스트레스 표지자(코르티솔, β-엔돌핀)에 미치는 영향을 조사하는 것이었다. 결과적으로 냉수 침지는 부정적 감정을 완화하고 스트레스 호르몬인 코르티솔 수치를 줄이는 데 효과적인 것으로 나타났다.

 

연구 방법

1. 참가자 조건

• 대상: 평균 연령 23±4세의 건강한 성인 16명(남성 9명, 여성 7명)

• 제외 기준: 심혈관 질환, 냉증 내성 저하(레이노병 등), 특정 약물 복용(호르몬 피임약 제외), 냉수 치료 경험 등이 있는 참가자는 제외

• 사전 준비: 참가자들은 연구 시작 전에 다음 조건을 준수했다.

  • 연구 24시간 전부터 격렬한 운동 금지

  • 연구 12시간 전부터 알코올, 약물, 보충제 섭취 금지

  • 연구 6시간 전부터 카페인 섭취 금지

  • 연구 2시간 전부터 음식 섭취 금지

2. 실험 과정

• 환경 조건: 연구는 온도 23°C, 상대습도 31%인 실험실에서 수행

• 냉수 침지(CWI): 참가자들은 10°C의 물에 흉부까지 잠긴 상태로 15분 동안 유지

• 측정 시점

  1. 사전(Pre): CWI 시작 전 안정 상태 측정

  2. 냉수 침지 중(1분 및 15분): CWI 도중 심혈관 반응 및 혈류 변화 측정

  3. 회복 30분 후(Post 30분): 초기 회복 상태 평가

  4. 회복 180분 후(Post 180분): 완전 회복 이후 심리적 및 생리적 변화 확인

• 측정 변수

  • 심혈관: 혈압(SBP, DBP, MAP), 심박수(HR), 상완동맥 직경 및 혈류 속도

  • 심리적 감정: 긍정적/부정적 감정을 측정하는 PANAS 설문 사용

  • 생체 표지자: 스트레스 관련 β-엔돌핀 및 코르티솔 농도

3. 통계 분석

• 분석 방법: 반복측정 분산분석(ANOVA)을 사용하여 시점별 데이터 차이를 평가

• 보완 조치: 데이터 누락(예: 떨림으로 인한 측정 오류 등)은 혼합효과 모델로 보완

 

연구 결과

1. 심혈관 반응

• 심박수(HR)

  • 냉수 침지 초기(1분)에는 심박수가 유의미하게 상승(평균 85bpm)했으나, 15분 시점부터 회복기까지 안정화(평균 63bpm)됨

• 혈압(BP)

  • 수축기 혈압(SBP), 이완기 혈압(DBP), 평균 동맥압(MAP)이 냉수 침지 중 유의미하게 상승

  • 회복 30분 후에도 사전 상태보다 여전히 높게 유지

  • 이는 냉수 침지로 인한 말초혈관 수축 반응과 관련 있음

• 혈류 속도 및 직경

  • 상완동맥 직경은 냉수 침지 15분 시점부터 회복 30분까지 유의미하게 감소(p<0.007)

  • 혈류 속도와 전향 혈류는 회복 30분 이후 감소(p<0.023)

2. 심리적 감정 변화

• 긍정적 감정

  • 냉수 침지 전후 및 회복 단계에서 유의미한 변화 없음(p=0.450)

• 부정적 감정

  • 냉수 침지 180분 후 부정적 감정이 유의미하게 감소(p<0.001)

  • 이는 스트레스와 불안 감소와 밀접한 관련이 있음

3. 생체 스트레스 표지자

• β-엔돌핀

  • 냉수 침지 전후 수치에 유의미한 변화 없음(p=0.321)

• 코르티솔

  • 냉수 침지 180분 후 코르티솔 수치가 47% 감소(p=0.014)

  • 이는 스트레스 감소 효과를 나타내며, 부정적 감정의 감소와 일치

 

 

그래프 설명

1. Rectal Temperature (직장 온도)

• 냉수 침지(Cold Water Immersion) 동안 체온이 지속적으로 감소

• 냉수 침지는 신체의 중심부 체온을 빠르게 낮추는 효과가 있으며, 이는 냉수 스트레스의 주요 특징 중 하나

2. Heart Rate (심박수)

• 냉수 침지 초기(1분)에 심박수가 급격히 증가하지만, 이후 안정화

• 초기 심박수 상승은 냉수 충격 반응의 일부이며, 시간이 지남에 따라 심박수는 안정 상태로 돌아옴

3. Systolic Blood Pressure (수축기 혈압, SBP)

• 냉수 침지 동안 SBP가 상승하며, 침지 종료 후에도 안정적인 증가 상태 유지

• 말초혈관 수축으로 인해 혈압이 상승하며, 이는 냉수 침지가 심혈관계를 활성화하는 것을 보여줌

4. Diastolic Blood Pressure (이완기 혈압, DBP)

• 냉수 침지 동안 DBP가 상승하고 회복 단계에서도 이전보다 높게 유지

• 냉수 침지는 혈관 저항성을 증가시켜 이완기 혈압에도 영향을 미침

5. Mean Arterial Pressure (평균 동맥압, MAP)

• 냉수 침지 동안 MAP가 상승하며, 침지 종료 후에도 초기 상태보다 높음

• 냉수 침지는 심혈관계 전반의 혈압 증가에 기여하며, 이는 스트레스 자극으로 인한 정상적인 반응

6. Cortisol Levels (코르티솔 수치)

• 초기에는 약간 상승하지만, 회복 180분 후 급격히 감소

• 코르티솔 수치의 감소는 스트레스 완화 효과를 시사하며, 냉수 침지가 부정적 감정 감소 및 심리적 안정에 기여할 가능성을 보여줌

 

연구 결론

냉수 침지는 단기적으로 부정적 감정을 감소시키고 스트레스 호르몬(코르티솔)을 낮추는 데 효과적이다. 이는 냉수 침지가 스트레스 완화와 심리적 안정에 유용한 도구가 될 수 있음을 시사한다. 그러나 심혈관 반응에서는 제한적인 변화를 보였으며, 이는 장기적인 심혈관 건강 개선과는 큰 관련이 없을 수 있음을 나타낸다.