Abstract. Diabetes is a metabolic disorder characterized by elevated blood glucose levels. The disease, therefore, reflects an imbalance in blood glucose and is a result of the body’s inability to produce enough or to use the produced insulin efficiently. The impairments in temperature regulation during exposure to thermal stress have been linked to diabetes in recent years. During extreme heat events, diabetics have been reported to be particularly vulnerable, leading to high rates of hospitalizations and deaths. As climate change leads to higher global average temperatures, this area of research has attracted special interest.

This thesis was carried out as part of a research group at the Centre for Environmental and Respiratory Health Research (CERH), where an experimental study was conducted to investigate how advanced type 2 diabetes affects the neurological, cardiovascular, and metabolic responses in cold and warm environments. The aim of this thesis is to study cardiovascular system responses such as low-frequency oscillations of blood pressure, heart rate, and tissue blood flow during heat exposure.

The thesis’s first part focuses on the cardiovascular system and its function, and how it is changing in diabetes. Also, human thermoregulation is discussed, and a general overview of the studied cardiovascular signals is presented. The second part describes the methods used to analyze the signals. All the signal processing is done in the Matlab environment. The third part of the thesis presents the results.

The results of this thesis showed that, in general, all calculated mean parameters were lower in diabetics. Also, the change in the intervention was generally dampened in diabetics, which suggests that the thermoregulatory response is different between diabetic and control groups. Overall, the results suggest that there is a difference between diabetics and controls in the parameters of studied signals, and the difference is reflected in the time-domain parameters as well as in the amplitude and power parameters of the frequency-domain.Sydän- ja verenkiertojärjestelmän matalataajuinen värähtely diabeetikoilla lämpötila-altistuksen aikana. Tiivistelmä. Diabetes on aineenvaihduntasairaus, jolle on ominaista kohonnut veren glukoosipitoisuus. Sairaus kuvastaa siis veren glukoosipitoisuuden epätasapainoa ja se johtuu siitä, että elimistö ei pysty tuottamaan riittävästi tai käyttämään tuottamaansa insuliinia tehokkaasti. Lämpötilan säätelyn heikkeneminen lämpöstressille altistumisen aikana on viime vuosina yhdistetty diabetekseen. Äärimmäisten helleilmiöiden aikana diabeetikoiden on raportoitu olevan erityisen alttiita, mikä johtaa suuriin sairaalahoito- ja kuolemantapauksiin. Koska ilmastonmuutos johtaa maailmanlaajuisesti korkeampiin keskilämpötiloihin, tämä tutkimusalue on herättänyt erityistä kiinnostusta.

Tämä diplomityö tehtiin osana Ympäristöterveyden ja keuhkosairauksien tutkimuskeskuksen (CERH) tutkimusryhmää, jossa tehtiin kokeellinen tutkimus, jossa selvitettiin, miten pitkälle edennyt tyypin 2 diabetes vaikuttaa neurologisiin, kardiovaskulaarisiin ja metabolisiin vasteisiin kylmässä ja lämpimässä ympäristössä. Tämän diplomityön tavoitteena on tutkia sydän- ja verenkiertoelimistön vasteita kuten verenpaineen, sykkeen ja kudosverenkierron matalataajuista värähtelyä lämpöaltistuksessa.

Diplomityön ensimmäisessä osassa keskitytään sydän- ja verisuonijärjestelmään ja sen toimintaan sekä siihen, miten se muuttuu diabeteksessa. Lisäksi käsitellään ihmisen lämmönsäätelyä ja esitetään yleiskatsaus tutkituista sydän- ja verisuonisignaaleista. Toisessa osassa kuvataan signaalien analysointiin käytetyt menetelmät. Kaikki signaalinkäsittely tehdään Matlab-ympäristössä. Työn kolmannessa osassa esitellään tulokset.

Tämän diplomityön tulokset osoittivat, että yleisesti ottaen kaikki lasketut keskimääräiset parametrit olivat alhaisempia diabetesta sairastavilla. Myös lämpötila-altistuksen muutokset olivat yleisesti ottaen vaimeampia diabetesta sairastavilla, mikä viittaa siihen, että lämmönsäätelyvaste on erilainen diabetesta sairastavilla ja kontrolliryhmän välillä. Kaiken kaikkiaan tulokset viittaavat siihen, että diabetesta sairastavien ja kontrolliryhmän välillä on eroja tutkittujen signaalien parametreissa, ja ero näkyy aika-alueparametreissa sekä taajuusalueen amplitudi- ja tehoparametreissa.