趙翠翠, 覃 飛, 徐旻霄, 瞿超藝, 趙麗娜, 耿 雪, 趙杰修

(1.曲阜師范大學(xué),山東 曲阜 273165; 2.國家體育總局體育科學(xué)研究所,北京100061;3.暨南大學(xué),廣東 廣州 510032; 4.上海體育學(xué)院,上海 200438;5.北京體育大學(xué),北京 100084)

即將到來的東京奧運(yùn)會及許多重要國際賽事都在炎熱的夏季舉行,可能使運(yùn)動員暴露在一個極具挑戰(zhàn)的環(huán)境條件下。高溫環(huán)境下進(jìn)行耐力運(yùn)動會對機(jī)體造成不同程度的損害,對耐力運(yùn)動表現(xiàn)產(chǎn)生負(fù)面影響[1],從而影響運(yùn)動成績及運(yùn)動員的健康。運(yùn)動員在高溫下運(yùn)動會發(fā)生明顯的生理、免疫和心理方面的變化。這些變化包括循環(huán)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)改變、糖原消耗和代謝產(chǎn)物積累增加等[2]。這與高溫相關(guān)的綜合體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)有關(guān),包括運(yùn)動心率(HR)增加、核心體溫(Core temperature,Tc) 和皮膚溫度升高、熱應(yīng)變、口渴和水分流失導(dǎo)致的脫水等,使運(yùn)動員的身體和精神表現(xiàn)下降,嚴(yán)重時甚至中暑或免疫衰竭[3]。

在高溫高濕的熱帶環(huán)境中運(yùn)動是一項艱巨的生理挑戰(zhàn),需要特別的準(zhǔn)備。要在這樣的環(huán)境下完成耐力比賽,需要對全身溫度進(jìn)行適當(dāng)管理。例如:在熱帶氣候條件下比賽的鐵人三項運(yùn)動員,相較于游泳和騎行,跑步階段限制了身體熱量的散失,可能造成體溫過高[4]。尤其是在馬拉松運(yùn)動中,高溫環(huán)境對跑步表現(xiàn)產(chǎn)生強(qiáng)烈的負(fù)面影響[1]。因此,須利用一系列策略來對抗熱應(yīng)力的不利影響,提高運(yùn)動表現(xiàn)。

1 高溫環(huán)境下優(yōu)化運(yùn)動員耐力運(yùn)動表現(xiàn)的措施

1.1 補(bǔ) 液

在高溫下進(jìn)行長時間運(yùn)動,充足的水合作用對機(jī)體健康和耐力運(yùn)動表現(xiàn)至關(guān)重要。液體攝入是一種常見的策略,用于減少高溫下的溫度調(diào)節(jié)應(yīng)變。研究[5]表明,運(yùn)動過程中攝入液體可提高運(yùn)動員的運(yùn)動能力和運(yùn)動表現(xiàn)。在超級馬拉松比賽中運(yùn)動員增加鈉的攝入可以刺激口渴,增加液體攝入,增強(qiáng)腸道對葡萄糖和水的吸收,維持細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)液體平衡,減輕臨床低鈉血癥的發(fā)生[6]。這可以通過在高溫環(huán)境中鍛煉前2～3 h飲用水(6 mL/kg體重)來實現(xiàn)[7]。運(yùn)動中,水主要通過出汗流失。出汗率可能因個體特征、環(huán)境條件和熱適應(yīng)而不同。練習(xí)者應(yīng)在高溫環(huán)境下鍛煉前確定出汗率,進(jìn)而明確水分或液體的攝入量,這對減少生理壓力和優(yōu)化運(yùn)動表現(xiàn)是必要的。

1.2 冷 卻

當(dāng)體溫上升到高熱水平時,運(yùn)動員面臨成績下降和勞力性中暑(Exertional heat illness,EHI)的風(fēng)險。研究[8]表明,如果體溫持續(xù)升高,運(yùn)動員無法在連續(xù)的鍛煉之間完全恢復(fù)。因此,要采取一系列冷卻策略使運(yùn)動員在運(yùn)動期間和運(yùn)動后減緩體溫快速上升,防止成績下降。

1.2.1 運(yùn)動前

運(yùn)動前冷卻的主要目的是降低運(yùn)動前Tc,增強(qiáng)蓄熱能力,延遲疲勞的發(fā)生。預(yù)冷是降低Tc的一種有效和實用的方法。各種運(yùn)動前的冷卻方法包括冷水浸泡、冷空氣暴露、冷液攝入和冰漿攝入,顯示出持久性及高度實用性等優(yōu)點[9]。研究也支持運(yùn)動前冰漿/冷水?dāng)z入對降低Tc的有效性,并證明這種情況在運(yùn)動期間仍然存在。Siegel等[10]提出,攝入冰漿可能影響了溫度感受器,導(dǎo)致“大腦溫度有生理意義的降低”。中樞神經(jīng)驅(qū)動能導(dǎo)致高溫環(huán)境下機(jī)體性能的下降,然而攝入冰塊使Tc降低,可能阻止中樞神經(jīng)驅(qū)動能力的下降。此外,攝入冰漿可能會減弱傳入反饋,導(dǎo)致中樞肌肉激活減少,從而能耐受更大的溫度調(diào)節(jié)負(fù)荷[10]。所以,運(yùn)動前預(yù)冷主要通過提高機(jī)體的蓄熱能力來改善高溫環(huán)境下的耐力運(yùn)動表現(xiàn)。

1.2.2 運(yùn)動中

在運(yùn)動過程中攝入冷水或冰漿進(jìn)行預(yù)冷似乎是一種非常有效的干預(yù)措施,尤其對訓(xùn)練有素的運(yùn)動員,可提高其在高溫環(huán)境中的運(yùn)動表現(xiàn)。越野運(yùn)動員(27 km)和多級越野運(yùn)動員(6天127 km)比賽后會出現(xiàn)嚴(yán)重的脫水,可在運(yùn)動過程中自動增加水分吸收,從而減少脫水[11]。在運(yùn)動過程中,冰的攝入對Tc的下降和提高耐力運(yùn)動表現(xiàn)也很有效。Stevens等[12]研究表明,在模擬奧林匹克鐵人三項比賽的循環(huán)賽段中,攝入10 g/kg體重的冰漿可以降低胃腸道溫度,使10 km跑步成績提高2.5%。在臉或身體上噴灑水或澆水可提高運(yùn)動員在熱帶環(huán)境下的運(yùn)動表現(xiàn)。皮膚上澆冷水可以通過吸收周圍的熱量來降低皮膚溫度,暫時改善熱舒適性[13]。將薄荷醇混合到冷飲中不會降低核心體溫,但對熱帶氣候下運(yùn)動時運(yùn)動員的熱感覺和跑步/騎車表現(xiàn)有積極影響[14]。在高溫條件下跑步時,薄荷醇漱口水 (25 mL/km,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%)可使5 km的用時提高3%。薄荷醇漱口水的攝入會影響熱感知和熱舒適,有助于提高機(jī)體在炎熱氣候下的運(yùn)動表現(xiàn)。

Hasegawa等[15]報道,在運(yùn)動中使用預(yù)冷和飲水(14～16 ℃)的組合方法,擴(kuò)大了臨界Tc的溫度調(diào)節(jié)閾度,從而提高運(yùn)動員高溫環(huán)境下的運(yùn)動能力。運(yùn)動前和運(yùn)動中攝入冷水(4 ℃),可使直腸溫度降低(0.5±0.1) ℃,顯著延長精疲力竭的時間。運(yùn)動期間通過攝入液體進(jìn)行內(nèi)部降溫,可提高高溫環(huán)境下的耐力運(yùn)動表現(xiàn)。

1.2.3 運(yùn)動后

Stanley等[16]報道,在75 min穩(wěn)態(tài)循環(huán)運(yùn)動后的恢復(fù)過程中,攝入冰泥(-0.8 ℃)比攝入冷液降低0.4 ℃的直腸溫度。使用冰可以延遲達(dá)到臨界Tc和增加循環(huán)時間,從而大大增強(qiáng)散熱器效應(yīng)。

1.3 熱適應(yīng)

熱適應(yīng)是指由于長時間、反復(fù)暴露于熱環(huán)境下而產(chǎn)生的生理適應(yīng),是一種在高溫環(huán)境下限制成績下降的有效方法,其生理適應(yīng)范圍為5～14天[3]。運(yùn)動員(男性或女性)對熱適應(yīng)的反應(yīng)存在個體差異。熱適應(yīng)能提高出汗率、擴(kuò)大血漿體積及通過出汗減少鈉的流失,更好地提高心血管功能(心率下降,心輸出量和血漿體積增加),降低休息和運(yùn)動期間的核心溫度[17]。

在熱適應(yīng)方案中,有氧訓(xùn)練可通過增強(qiáng)機(jī)體的熱調(diào)節(jié)效應(yīng)從而優(yōu)化耐力運(yùn)動表現(xiàn)。Ravanelli等[18]研究表明,高溫潮濕條件(38 ℃,65%相對濕度)下進(jìn)行有氧訓(xùn)練能提高皮膚感知能力的最大值。Kuwahara等[19]發(fā)現(xiàn),在30 min的自行車運(yùn)動中,經(jīng)過訓(xùn)練的人出汗率明顯高于未經(jīng)訓(xùn)練的人,而且出汗發(fā)生的時間也更早。經(jīng)過高度有氧訓(xùn)練的人能忍受更大的末端Tc而沒有任何病理生理影響[20]?？偟膩碚f,熱適應(yīng)通過提高心血管效率和散熱機(jī)制,有助于降低機(jī)體運(yùn)動期間Tc的上升速度。

2 不同干預(yù)措施的注意事項及風(fēng)險防范

相關(guān)研究表明,不同干預(yù)措施雖能改善高溫環(huán)境下機(jī)體的耐力運(yùn)動表現(xiàn),但也可能對機(jī)體造成不同程度的危害。

水合作用方面,在高溫環(huán)境下,不充分或不正確的補(bǔ)水策略造成的低鈉血癥影響30%～50%的超級馬拉松完成者[21]。

冷卻策略方面,運(yùn)動前進(jìn)行預(yù)冷對改變Tc的有效性可能是有限的,其好處可能無法在整個運(yùn)動期間持續(xù)。高溫環(huán)境下機(jī)體熱量的儲存及運(yùn)動期間較高的Tc可能與熱量蒸發(fā)相抵消。然而,運(yùn)動前攝入大量的冰漿/冷水可能通過限制汗腺的活動從而減弱熱量流失對機(jī)體造成的不利影響[22]。與潮濕環(huán)境相比,在干燥環(huán)境中冰漿/冷水?dāng)z入的潛在負(fù)面影響可能更令人擔(dān)憂。

熱適應(yīng)方面,不同強(qiáng)度的熱適應(yīng)策略可能會對機(jī)體造成不同的影響。相關(guān)研究[23]表明,高強(qiáng)度熱適應(yīng)可能導(dǎo)致機(jī)體疲勞。

因此,優(yōu)化高溫環(huán)境下的耐力運(yùn)動表現(xiàn),應(yīng)從整體上考慮不同的干預(yù)策略,評估運(yùn)動員對不同干預(yù)策略的知覺和生理反應(yīng),使教練員和科研人員在選擇散熱策略時能做出客觀的判斷。反復(fù)暴露在極端溫度下可能對健康有害,如果采用冷卻策略在一個賽季或訓(xùn)練周期內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)這樣的暴露,應(yīng)對運(yùn)動員的健康進(jìn)行相應(yīng)監(jiān)測。

3 小 結(jié)

不同干預(yù)措施對高溫環(huán)境下機(jī)體的耐力運(yùn)動表現(xiàn)有一定的積極作用,補(bǔ)液、冷卻和熱適應(yīng)策略是有效常用的干預(yù)手段。由于運(yùn)動員存在個體差異,不同措施在優(yōu)化機(jī)體耐力運(yùn)動表現(xiàn)的效果方面存在差異。因此,建議教練員在訓(xùn)練中根據(jù)運(yùn)動員的實際情況選擇合適的干預(yù)策略,避免運(yùn)動風(fēng)險的發(fā)生。此外,關(guān)于高溫環(huán)境下改善耐力運(yùn)動表現(xiàn)的后續(xù)研究可考慮液體攝入量、冷療或熱適應(yīng)持續(xù)時間、熱適應(yīng)的運(yùn)動訓(xùn)練強(qiáng)度等方面,研究過程應(yīng)考慮條件控制的嚴(yán)格性和受試對象的差異性等,為高溫環(huán)境下減少生理壓力和優(yōu)化耐力運(yùn)動表現(xiàn)提供理論支持和依據(jù)。