高溫高濕環境對運動能力影響的研究進展

雷康

【摘 要】溫度與濕度是氣候條件的兩個主要構成因素，探討高溫高濕環境對運動能力的影響有助于人們科學應對氣候條件對體育運動的負面作用，本文以運用文獻資料法，從高溫高濕環境的定義出發，揭示在高溫高濕環境下對運動對機體的影響以及控制體重和運動性疾病的防治措施，分析了高溫高濕環境與運動的關系，進而為運動員在高溫高濕環境運動訓練與健康管理提供參考依據。

【關鍵詞】高溫高濕環境；運動；影響

0 前言

近年來，運動員在高溫環境下的適應和耐受能力研究越來越受到重視，熱應激導致的環境適應是最原始和最劇烈的適應方式之一，高溫高濕環境可導致機體相關生理指標的顯著改變，并且隨著體溫的變化，神經和體液調節共同發揮作用，導致全身代謝的改變。在高溫高濕環境條件下，長期合理的訓練可導致機體生理適應；不合理的運動可加速運動性疲勞的發生，導致運動能力的下降。因此，積極開展高溫高濕環境與運動的研究，對于運動員提高運動能力，減少高溫高濕環境引起的體能下降，延緩運動性疲勞的發生具有重要的指導意義。

1 高溫高濕環境的定義

邱初之[1]認為，在勞動環境中，氣溫超過32℃，炎熱地區超過35℃，相對濕度超過80%，或者輻射強度超過4.814J/cm2·min-1，或通風不良而存在的熱源散熱量超過83.7KJ/cm2·min-1都屬于高溫勞動的范疇。后來趙杰修[2]在綜合了國內外大量研究資料后對高溫高濕環境進行進一步描述：通常把35℃以上的生活環境和32℃以上的訓練環境視為高溫環境，相對濕度在60%以上的環境稱為高濕環境。

2 高溫高濕環境下運動對機體不同系統的影響

文獻證實，在高溫高濕環境下運動會造成不同系統的改變，這將影響機體的運動能力。

2.1 神經系統

目前，國內外在高溫高濕環境下運動對機體神經系統的影響研究較少，有研究發現，受試者在高溫高濕環境下20min內跑步3000m，分別記錄跑步前后的腦電活動的波形，結果跑步前、后2組受試者之間的腦電圖結果比較均在正常范圍，波形和節律規整，無棘波、慢波等出現均沒有顯著差別，說明高溫高濕環境下運動對人體腦電圖的影響不大，在此環境下表現為良好的耐受力和適應性[3]。

2.2 心血管系統

Lorenzo[4]等對12名專業自行車運動員熱適應進行實驗研究，熱適應的具體方法為：40℃與30%相對濕度的高溫環境內進行10天、50% VO2max的有氧運動，每天運動包括兩組45min、中間間歇10min的自行車練習，實驗前、后分別在涼爽環境（13℃、30%相對濕度）和高溫環境（38℃、30%相對濕度）進行了最大耗氧量、60min運動試驗能力及乳酸閾等指標的測試。結果表明，這種熱適應訓練顯著提高了受試者在涼爽環境和高溫環境內最大耗氧量（涼爽環境提高5%左右，從66.8±2.1ml/kg/min-1提高到70.2±2.3ml/kg/min-1，P=0.004；高溫環境提高8%左右，從55.1±2.5ml/kg/min-1提高到59.6±2.0ml/kg/min-1，P=0.007），顯著提高了兩種環境內乳酸閾的輸出能力（兩種環境內均提高5%左右），顯著提高了兩種環境內血漿容量（提高6.5%±1.5%，P<0.05），顯著提高了兩種環境內最大心輸出量（涼爽環境9.1%±3.4%，高溫環境4.5%±4.6%）。由此證明，運動員在高溫環境內熱適應訓練能提高其在高溫與涼爽環境（如13℃）內有氧運動能力。

2.3 消化系統

在高溫高濕環境下，機體的交感神經興奮、副交感神經抑制，消化系統的功能降低：胃酸分泌減少，胃液的PH值升高，胃腸收縮和蠕動減弱，乳酸產生較多，抑制胃腸的蠕動，加上大量出汗，造成脫水，引起口渴，促進飲水中樞興奮，抑制食欲中樞興奮，導致消化和營養吸收功能下降[5]。提示，高溫高濕環境下運動，消化系統的變化可能會造成運動員營養物質吸收下降，這將限制能源物質的供應，降低運動能力。

3 高溫高濕環境運動與運動性疲勞

運動性疲勞的可能機制包括能量耗竭學說、代謝產物堆積學說以及離子代謝紊亂理論等[6]。研究表明，高溫和高濕均會嚴重阻礙機體散熱，體溫過高和脫水都顯著影響運動能力，特別是對于那些持續時間較長的運動項目[7-8]，造成機體核心體溫升高，離子代謝紊亂，體內二氧化碳和乳酸的濃度升高[9]，進而加速運動性疲勞的發生。運動員在高溫高濕環境下進行持續時間較長的訓練和比賽時，機體對水的需求量可達10～15升/天[10]。因此，進一步加強高溫高濕環境運動造成的運動性疲勞機制和生理生化指標的研究，對于運動訓練具有重要的指導意義。

4 高溫高濕環境下防治運動性疾病發生的措施

在高溫高濕環境下進行不合理的運動容易造成多種熱應激疾病，如脫水、中暑性痙攣、熱疲勞、中暑等。因此，在高溫高濕環境下防治運動性疾病發生的措施非常重要。

4.1 提高運動員的熱習服能力

在熱環境下持續重復訓練，可逐步提高人體克服熱疲勞和中暑的能力，這個過程稱作熱習服。熱習服取決于：每個訓練階段的環境條件；在熱環境下的持續時間；在熱環境的長期訓練[10]。有研究發現，在不同濕度高溫環境下運動，受試者的有氧運動能力發揮程度不同，提示不同濕度高溫環境的熱習服可能也會不同。研究表明，運動員對高溫環境的熱習服周期通常為7～14d，訓練頻率3d/次（一共30d）和1d/次（一共10d）的訓練安排表現出相同的高溫環境習服狀況。運動員在高溫高濕環境訓練習服時應當保持在50%VO2max以上強度，但是在訓練的初始階段，應把運動強度降到60%～70%，保證運動員不受到熱傷害。因此，提高運動員在高溫高濕環境下的習服能力必須嚴格控制訓練強度和訓練量。

4.2 物理降溫

在高溫高濕環境下進行運動，物理降溫是常用的方法之一。Mündel等研究發現，在溫度33℃（相對濕度27%）的環境下，將受試者分為臉部冷卻組和對照組，以65%個體峰值有氧功率的強度進行40min的有氧運動，用4℃水霧對臉部冷卻組進行噴灑，結果表明，臉部冷組的運動能力提高。

4.3 科學補液

運動飲料的成分、溫度以及補液的時機對運動能力的提高非常重要。高溫高濕環境下運動飲料中糖的消耗較多，低聚糖對增加糖原儲備、維持血糖、減少胰島素反應、提高運動能力有良好作用，因此，運動后盡量以葡萄糖和低聚糖為主。在高溫高濕環境下運動，造成水分和電解質大量丟失，造成運動能力下降，不利于運動后恢復。在高溫高濕環境下運動員進行訓練和比賽時飲料中至少含有50mmol/L Na+。運動員在高溫高濕環境下進行運動時飲料溫度以5～14℃為宜，這種溫度的液體通過胃的時間較短并可以適當降低機體核心體溫的升高。此外，應根據不同專項的特點，選擇不同的運動飲料。

5 小結

在高溫高濕環境下運動會對神經系統、心血管系統、消化系統和機體離子代謝產生影響，以及運動員體重的控制、運動性疲勞與高溫高濕環境的關系密切，并從提高運動員的高溫高濕環境熱習服能力、科學補液和物理降溫手段等角度進行考慮，注重環境溫濕度對運動能力的影響及其防護機制研究，為不同的溫濕度條件下賽事安排、賽前訓練調控、運動員健康管理提供參考依據，最終提高運動能力。

【參考文獻】

[1]邱初之.環境高溫高濕與損傷[M].北京：北京軍事科學院出版社，2000：1-40.

[2]趙杰修.高溫高濕條件下的訓練與比賽[J].中國體育教練員，2007（4）：10-11.

[3]周青，徐如祥，張世忠，等.高溫高濕環境下運動人腦電圖改變的研究[J].中華神經醫學雜志，2004，3（4）：260-261.

[4]LORENZO S，HALLIWILL J R，SAWKA M N，etal.Heat acclimation improves exer-ise performance[J].J Appl Physiol， 2010，109：1140-1147.

[5]薛滔.不同溫度濕度環境下運動對柔道運動員某些生理生化指標的影響[D].蘇州大學學報，2010：131-140.

[6]鄧樹勛，王健，喬德才，主編.運動生理學[M].北京：高等教育出版社，2005：234-243.

[7]Montain SJ and Coyle EF. Influence of graded dehydrationon hyperthermia and cardiovascular drift during exercise[J]. JAppl Physiol，1992，73（4）：1340-1350.

[8]Sawka MN and Montain SJ. Fluid and electrolyte supplementation for exercise heat stress[J]. Am J Clin Nutr，2000，72（S1）：564-572.

[9]Alonso JG，Calbet JAL，Nielsen B. Met-abolic and thermodynamic responses to dehydration induced reductions in muscle blood flow in muscle blood flow in exer-cising humans.J Physiol，1999，520（2）：577-589.

[10]Maughan RJ. Fluid and electrolyte loss and replacement in exercise. In： Oxford Textbook of Sports Medicine. M.Harries， C. Williams， W. D. Stanish， and L. J. Micheli（Eds.）. Oxford： Oxford Universit-y Press， 1994：82-93.

[11]趙杰修，馮連世.高溫高濕環境與運動性疲勞[J].中國運動醫學雜志， 2008，27（2）：238-242.

[12]賴麗麗，趙杰修，崔書強，等.不同濕度高溫環境下機體有氧運動能力相關指標比較[J].中國運動醫學雜志，2011，30（9）：806-809.

[責任編輯：湯靜]