Heat stress as a constraint on running endurance of humans: the effect of body shape and environment

Abstract

Vytrvalostní lokomoce recentních i minulých populací člověka závisejí na efektivním odvádění tepla. Morfologické znaky, které zvyšují rychlost tepelné ztráty, pravděpodobně napomohly adaptaci člověka na vyšší tepelný stres spojený s vytrvalostní lokomocí na dlouhé vzdálenosti a větší tělesnou velikostí ve srovnání s dřívějšími homininy. Dlouhé končetiny relativně k velikosti těla byly navrhovány jako jeden z morfologických znaků, které zvyšují ztráty tepla prostřednictvím svého vlivu na relativní tělesný povrch (tělesný povrch/tělesná hmotnost). Vysoký tepelný stres může mít rozdílný vliv na muže a ženy, což může vyplývat z mezipohlavních rozdílů v morfologii a fyziologii. Ačkoliv se již dříve předpokládalo, že ženy jsou environmentálním tepelným stresem méně ovlivněny než muži, většina těchto studií se zaměřovala na krátkodobou a vysoce intenzivní lokomoci. Naším prvním cílem bylo otestovat vliv relativní délky horních a dolních končetin na ztrátu tepla při běhu. Naším druhým cílem bylo prozkoumat, jak environmentální tepelný stres (vysoká teplota vzduchu a tlak vodní páry) ovlivňuje vytrvalostní výkon žen a mužů napříč aktivitami různé intenzity a délky trvání. Pro řešení prvního cíle jsme experimentálně odhadli vztah mezi relativní délkou končetin a ztrátou tepla během běhu u vzorku 37 mužů. Pro...

Endurance locomotion in both recent and past human populations depends on efficient heat loss. Morphological traits that increase heat loss likely facilitated human adaptation to the greater heat stress associated with long-distance locomotion and increased body size compared to earlier hominins. Long limbs relative to body size have been proposed as one morphological adaptation that enhances heat loss through their influence on relative body surface area (body surface area/body mass). High heat stress may affect men and women differently, which could result from sex-specific differences in morphology and physiology. While women were previously shown to be less affected by environmental heat stress than men, this was mostly studied in high-intensity short- duration locomotion. Our first aim was to test the effect of relative upper- and lower-limb length on heat loss during running. Our second aim was to examine how environmental heat stress (high air temperature and water vapor pressure) influences endurance performance in women and men across activities of different intensity and duration. To address our first goal, we experimentally estimated the relationship between relative limb length and heat loss during running in a sample of 37 males. To address our second goal, we assessed the effect of...