Military Medicine International Journal of amsus raising the bar: extremity trauma care guest editors

without amputations.

7,18,19

Although participants with ampu-

tations marched at a slower pace than their counterparts,

they may have been working at a similar metabolic rate due

to gait differences observed in previous studies.

20

Metabolic

rate during exercise is an important determinant of core tem-

perature,

21

which may explain the similarities in core tem-

perature between groups in the present study.

Similarly, heavy exercise in hyperthermal conditions at

a constant workload or pace is associated with limited per-

formance time and greater oxygen uptake.

22

In marathons

where an individual is able to self-select pace, pace was

slower by 2% in elite runners and 10% in less-trained run-

ners as the ambient temperature increased.

23

We suspect that

participants in the BMDM inherently adjusted their pace to

mitigate the metabolic-related increase in core temperature,

thereby affecting their time to completion.

Participants without amputations were slightly older on

average than the group with amputations. However, studies

conducted in hot environments have shown that age does

not signi

ficantly affect thermoregulatory function.

24,25

One of the most frequently reported reasons for not

wearing a prosthesis is heat and consequent sweating of

the residual limb.

26,27

We hypothesized that the prosthesis

and liner could inhibit heat dissipation, which might cause

core body temperature to rise more substantially and quickly

with exercise. The variables of BSA and adjusted BSA with

prosthesis liner, however, did not signi

ficantly correlate with

core temperature. Seven of the 9 participants with amputa-

tions had transtibial amputations, which made compari-

sons between levels of amputation, and therefore BSA,

more challenging.

There was no correlation between hydration status and

maximum core temperature (r = 0.09, p = 0.69), consis-

tent with other research conducted in an outdoor environ-

ment.

28,29

Participants in this study lost less than 2% of their

body weight, which is under levels previously reported to

affect core temperature and within the guidelines for hydra-

tion during exercise.

3,30

Previous studies have shown that

adequate

fluid replacement during exercise may help attenu-

ate the rise in core temperature.

31

Unlike this study, how-

ever, many of those studies controlled

fluid intake.

32

It is possible that the relatively mild temperatures during

the BMDM, which ranged from 12 to 23°C, were not in the

hyperthermal ranges tested in other studies that showed sig-

ni

ficant differences between conditions.

22,23

The low relative

humidity of 10 to 25% and average wind speed during the

BMDM ranged 5 to 15 miles per hour most likely assisted

in heat dissipation,

2,3

as well.

The main limitation in this study is the small sample size

and possibility of a type 2 error. The loss of three partici-

pants degraded the ability to detect statistical differences and

required the analyses to be limited in complexity. A larger

sample size would allow analyses that controlled for the

effect of all of the covariates on core temperature during

exercise. To provide a more complete understanding of the

role of hydration and sweat rate in body temperature regula-

tion, future studies should monitor

fluid intake, food intake,

and urination during the event, in addition to weight before

and after. The results are promising, though, in suggesting

future research related to the effect of workload or pace on

core temperature.

The results of this study suggest that people with amputa-

tions may not be at higher risk for heat injury when exercising

at a self-selected pace in moderate conditions. Until conclusive

evidence is accumulated, however, it is prudent for trainers

and military service members to closely monitor this popula-

tion during physical activity to prevent heat injuries. Future

research that is adequately powered is needed to fully investi-

gate the potential differences in core temperature between ser-

vice members with and without amputations during prolonged

exercise. Additional research should be performed in addi-

tional conditions with greater heat stress to validate the pre-

liminary

findings of this study will ensure adequate safety

protocols are developed and procedures are implemented to

decrease risk of heat injury for military service members and

athletes with and without lower limb amputation.

REFERENCES

1. Update: Heat injuries, active component, U.S. Armed Forces, 2014;

2015. Available at http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25825930;

accessed October 28, 2015.

2. Wendt D, van Loon LJC, Lichtenbelt WD van M: Thermoregulation

during exercise in the heat: strategies for maintaining health and perfor-

mance. Sports Med 2007; 37(8): 669

–82. Available at http://www.ncbi

.nlm.nih.gov/pubmed/17645370; accessed July 6, 2015.

3. González-Alonso J, Crandall CG, Johnson JM: The cardiovascular chal-

lenge of exercising in the heat. J Physiol 2008; 586(1): 45

–53.

4. Fischer H: A guide to U.S. Military casualty statistics: Operation Inher-

ent Resolve, Operation New Dawn, Operation Iraqi Freedom, and Oper-

ation Enduring Freedom. Washington, DC, 2014. Available at https://

www.fas.org/sgp/crs/natsec/RS22452.pdf; accessed July 6, 2015.

5. Stinner DJ, Burns TC, Kirk KL, Ficke JR: Return to duty rate of ampu-

tee soldiers in the current con

flicts in Afghanistan and Iraq. J Trauma

2010; 68(6): 1476

–9.

6. Lim CL, Byrne C, Lee JK: Human thermoregulation and measurement

of body temperature in exercise and clinical settings. Ann Acad Med

FIGURE 1.

Maximal core temperature in relation to duration of event in

participants with and without amputation.

MILITARY MEDICINE, Vol. 181, November/December Supplement 2016

64

Core Temperature in Service Members With and Without Traumatic Amputations

---