Effets selon l'heure de la journée de l'exposition au rayonnement solaire sur la thermorégulation lors d'exercices en plein air par temps chaud

Aperçu: G.M.

Un rayonnement solaire élevé a été reconnu comme un facteur contribuant aux maladies liées à la chaleur à l'effort chez les personnes faisant de l'exercice à l'extérieur par temps chaud. 

Bien que l'intensité du rayonnement solaire soit connue pour avoir une variation horaire similaire à celle de la température corporelle, la relation entre les fluctuations du rayonnement solaire associées au changement diurne de l'angle de la lumière solaire et les réponses thermorégulatrices chez les personnes faisant de l'exercice à l'extérieur dans un environnement chaud reste largement inconnue.
La présente étude a donc examiné les effets de l'heure de la journée des variations du rayonnement solaire associées au changement de l'angle d'élévation solaire sur les réponses thermorégulatrices lors d'exercices extérieurs d'intensité modérée dans la chaleur de l'été. 

Huit joueurs de baseball du secondaire en bonne santé, des volontaires masculins acclimatés à la chaleur ont suivi un entraînement de baseball en plein air de 3 heures sous le ciel clair et dans la chaleur. Les entraînements ont commencé à 09h00 dans l'essai du matin et à 16h00 dans l'essai de l'après-midi chacun un jour différent. Le rayonnement solaire et l'angle d'élévation solaire pendant l'exercice ont continué d'augmenter en AM (672-1107 W/m2 et 44-69°) et de diminuer en PM (717-0 W/m2 et 34-0°) et étaient plus élevés le matin que l 'après midi (tous deux P < 0,001).
Bien que la température ambiante (AM 32-36°C, PM 36-30°C) et la température du globe humide (AM 31-33°C, PM 34-27°C) aient également continué d'augmenter en AM et de diminuer en PM, il n'y avait aucune différence entre les essais dans ceux-ci (les deux P > 0,05).
La température tympanique mesurée par un thermomètre tympanique infrarouge et la température cutanée moyenne étaient plus élevées le matin que le soir à 120 et 180 min (P < 0,05).
La température de la peau était plus élevée le matin que le soir au niveau du bras et de la cuisse à 120 min (P < 0,05) et au mollet à 120 et 180 min (tous deux P < 0,05).
Le gain de chaleur corporelle provenant du soleil était plus important pendant l'exercice le matin que l'après-midi (P < 0,0001), à 0-60 min en après-midi qu'en matin (P < 0,0001) et à 120-180 min en matin qu'en après-midi (P < 0,0001).
La perte de chaleur sèche pendant l'exercice était plus importante à 0-60 min (P < 0,0001) et plus faible à 60-120 min (P < 0,05) et 120-180 min (P < 0,0001) le matin que le soir. La perte de chaleur par évaporation pendant l'exercice était plus importante en PM qu'en AM à 120-180 min (P < 0,0001).
La perte de chaleur totale (sèche + évaporation) au niveau de la peau était plus importante pendant l'exercice en PM qu'en AM (P < 0,0001), à 0-60 min en AM qu'en PM (P < 0,0001) et à 60-120 et 120-180 min en PM que AM (P < 0,05 et 0,0001).
La fréquence cardiaque à 120-150 min était également plus élevée le matin que le soir (P < 0,05).
Ni la sensation thermique perçue ni l'évaluation de l'effort perçu n'étaient différentes entre les essais (tous deux P > 0,05). 

La présente étude démontre une contrainte thermorégulatrice plus importante le matin que l'après-midi résultant d'une température corporelle et d'une fréquence cardiaque plus élevées par rapport à une augmentation du stress thermique environnemental avec une augmentation du rayonnement solaire et de l'angle d'élévation solaire lors d'exercices extérieurs d'intensité modérée par temps chaud.

Cette réponse est associée à une moindre perte nette de chaleur au niveau de la peau et à un plus grand gain de chaleur corporelle provenant du soleil le matin par rapport à l'après-midi. 

. 2017;34(9):1224-1238. doi: 10.1080/07420528.2017.1358735. Epub 2017 Sep 14.

Time-of-day effects of exposure to solar radiation on thermoregulation during outdoor exercise in the heat

Hidenori Otani  ¹ , Takayuki Goto  ² , Heita Goto  ³ , Minayuki Shirato  ⁴

Affiliations

• PMID: 28910548
• DOI: 10.1080/07420528.2017.1358735

Erratum in

• Article title: Time-of-day effects of exposure to solar radiation on thermoregulation during outdoor exercise in the heat.

  [No authors listed] Chronobiol Int. 2019 May;36(5):733. doi: 10.1080/07420528.2019.1584445. Epub 2019 Mar 5. PMID: 30835555 No abstract available.

Abstract

High solar radiation has been recognised as a contributing factor to exertional heat-related illness in individuals exercising outdoors in the heat. Although solar radiation intensity has been known to have similar time-of-day variation as body temperature, the relationship between fluctuations in solar radiation associated with diurnal change in the angle of sunlight and thermoregulatory responses in individuals exercising outdoors in a hot environment remains largely unknown. The present study therefore investigated the time-of-day effects of variations in solar radiation associated with changing solar elevation angle on thermoregulatory responses during moderate-intensity outdoor exercise in the heat of summer. Eight healthy, high school baseball players, heat-acclimatised male volunteers completed a 3-h outdoor baseball trainings under the clear sky in the heat. The trainings were commenced at 0900 h in AM trial and at 1600 h in PM trial each on a separate day. Solar radiation and solar elevation angle during exercise continued to increase in AM (672-1107 W/m² and 44-69°) and decrease in PM (717-0 W/m² and 34-0°) and were higher on AM than on PM (both P < 0.001). Although ambient temperature (AM 32-36°C, PM 36-30°C) and wet-bulb globe temperature (AM 31-33°C, PM 34-27°C) also continued to increase in AM and decrease in PM, there were no differences between trials in these (both P > 0.05). Tympanic temperature measured by an infrared tympanic thermometer and mean skin temperature were higher in AM than PM at 120 and 180 min (P < 0.05). Skin temperature was higher in AM than PM at the upper arm and thigh at 120 min (P < 0.05) and at the calf at 120 and 180 min (both P < 0.05). Body heat gain from the sun was greater during exercise in AM than PM (P < 0.0001), at 0-60 min in PM than AM (P < 0.0001) and at 120-180 min in AM than PM (P < 0.0001). Dry heat loss during exercise was greater at 0-60 min (P < 0.0001), and lower at 60-120 min (P < 0.05) and 120-180 min (P < 0.0001) in AM than PM. Evaporative heat loss during exercise was greater in PM than AM at 120-180 min (P < 0.0001). Total (dry + evaporation) heat loss at the skin was greater during exercise in PM than AM (P < 0.0001), at 0-60 min in AM than PM (P < 0.0001) and at 60-120 and 120-180 min in PM than AM (P < 0.05 and 0.0001). Heart rate at 120-150 min was also higher in AM than PM (P < 0.05). Neither perceived thermal sensation nor rating of perceived exertion was different between trials (both P > 0.05). The current study demonstrates a greater thermoregulatory strain in the morning than in the afternoon resulting from a higher body temperature and heart rate in relation to an increase in environmental heat stress with rising solar radiation and solar elevation angle during moderate-intensity outdoor exercise in the heat. This response is associated with a lesser net heat loss at the skin and a greater body heat gain from the sun in the morning compared with the afternoon.

Keywords: core temperature; diurnal variation; heat stress; skin temperature; sunlight.

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