Comparing the Effects of Whole-Body Cryotherapy and Swimming in Cold Water – Winter Swimming on Chosen Morphological and Biochemical Blood Indices and Factors Released by Brown Adipose Tissue

Introduction: Whole-body cryotherapy and winter-swimming are applied to induce physiological, organ-related and systemic defence responses that are beneficial and effective in maintaining or restoring human body homeostasis. Objective: The aim of the study was to evaluate blood morphological and biochemical indices in men and women exposed to whole-body cryotherapy and winter swimming. Materials and methods: Fasting blood samples were collected into vacuum tubes from the ulnar vein of all participants (n=70). This was done before beginning and after completing the 20 whole-body cryotherapy sessions (women n=15, men n=15), as well as at the beginning (November) and end of the winter swimming season (April) (women n=15, men n=15), and in the control group (women n=10, men n=10). Blood morphological and biochemical indicators as well as brown adipose tissue were determined at the Blood Physiology Department of the Central Research and Development Laboratory – University of Physical Education in Kraków, and at the Department of Analytics and Clinical Biochemistry of the Kraków Unit of Maria Sklodowska-Curie National Research Institute of Oncology. Results: In both sexes included in the study, both whole-body cryotherapy and winter swimming protocols induced changes in selected peripheral blood morphological and biochemical indices, mainly in blood count, proteinogram and chloride concentrations. The increase in brown adipose tissue-released FGF-21 (fibroblast growth factor-21) under the influence of whole-body cryotherapy occurred in females. In contrast, no statistically significant changes were found for Nrg4. Both whole-body cryotherapy and winter swimming resulted in decreased values of red blood cells, haemoglobin and iron, with sex-dependent variation. Conclusions: Cold in the form of whole-body cryotherapy, similarly to winter bathing, affects changes in blood morphological and biochemical parameters, while the release of FGF21 in brown adipose tissue was noted only after whole-body cryotherapy.

Wstęp: Krioterapia ogólnoustrojowa i pływanie w zimnej wodzie stosowane są w celu wywołania fizjologicznych, narządowych i układowych reakcji obronnych, korzystnych i skutecznych w utrzymaniu lub przywracaniu homeostazy organizmu ludzkiego. Cel pracy: Celem badań była ocena wskaźników morfologiczno-biochemicznym krwi u kobiet i mężczyzn poddanych działaniu krioterapii ogólnoustrojowej oraz zimowym kąpielom. Materiał i metoda: Od wszystkich badanych (n=70) przed przystąpieniem do 20 zabiegów krioterapii ogólnoustrojowej i po zakończeniu 20 zabiegów krioterapii ogólnoustrojowej (kobiety n=15, mężczyźni n=15) oraz od badanych na początku sezonu morsowego (listopad) i na zakończenie sezonu morsowego (kwiecień) (kobiety n=15, mężczyźni n=15) oraz grupa kontrolna (kobiety n=10, mężczyźni n=10) pobrano krew z żyły łokciowej do probówek próżniowych na czczo. Oznaczono wskaźniki morfologiczno-biochemiczne krwi oraz brunatną tkankę tłuszczową w Pracowni Fizjologii Krwi Centralnego Laboratorium Naukowo-Badawczego Akademii Wychowania Fizycznego w Krakowie oraz w Zakładzie Analityki i Biochemii Klinicznej Instytutu Onkologii w Krakowie. Wyniki: U obu płci włączonych do badania zarówno krioterapia ogólnoustrojowa jak i kąpiele zimowe (morsowanie) wywołują zmiany wybranych wskaźników morfologiczno-biochemicznych krwi obwodowej, w tym przede wszystkim w obrazie morfologicznym, proteinogramie i chlorków. Wzrost wartości czynnika uwalnianego przez brunatną tkankę tłuszczową FGF-21 pod wpływem krioterapii ogólnoustrojowej ma miejsce u płci żeńskiej. Natomiast dla Nrg4 nie wykazano zmian istotnych statystycznie. Zarówno krioterapia ogólnoustrojowa jak i morsowanie skutkuje obniżeniem wartości RBC, HGB i Fe ze zróżnicowaniem zależnym od płci. Wnioski: Zimno u obu płci w formie krioterapii ogólnoustrojowej, wpływa podobnie jak zimowe kąpiele na zmiany wskaźników morfologiczno-biochemicznych krwi, natomiast uwolnienie czynnika FGF21 w brązowej tkance tłuszczowej odnotowano tylko pod wpływem stosowania krioterapii ogólnoustrojowej.