高溫高濕環(huán)境下高水平古典式摔跤運動員運動熱調節(jié)反應及補液干預的作用

侯希賀，王人衛(wèi)，吳衛(wèi)兵，李合，，盛澤田

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高溫高濕環(huán)境下高水平古典式摔跤運動員運動熱調節(jié)反應及補液干預的作用

侯希賀1，王人衛(wèi)2，吳衛(wèi)兵3，李合2，3，盛澤田4

目的：探討高水平古典式摔跤運動員在高溫高濕環(huán)境下運動的身體熱調節(jié)反應以及補液干預對熱調節(jié)的影響。方法：研究對象為8名男性高水平古典式摔跤運動員，運動員年齡16.1±2.3歲，最大攝氧量44.5±7.2ml/kg/min，訓練年限3.8±1.7年。分別在常溫常濕、高溫高濕和高溫高濕補液三種條件下進行運動，每一種條件試驗間隔時間為10天，運動的強度都為70% VO2max。且在每次試驗前后測試核心溫度，試驗過程中測試血乳酸、心率，試驗后收集汗液測試電解質。結果：(1)高溫高濕環(huán)境下運動員機體核心體溫、血乳酸、心率、汗液離子濃度均顯著高于常溫常濕環(huán)境，運動持續(xù)時間顯著低于常溫常濕環(huán)境；(2)在高溫高濕環(huán)境下通過補液，運動員機體核心體溫、血乳酸、心率、離子濃度均顯著下降，運動持續(xù)時間顯著升高。結論：高溫高濕環(huán)境下，運動員的核心體溫、血乳酸、心率等升高明顯，汗液離子丟失明顯，運動持續(xù)時間較短，運動能力受到較大影響。補液對減少高溫高濕環(huán)境汗液離子丟失、維持運動能力具有較好的作用。

高溫高濕環(huán)境；古典式摔跤運動員；運動；熱調節(jié)；補液

高溫高濕是運動員運動訓練和比賽不可避免的環(huán)境條件，尤其是運動員跨地域的從一個常溫常濕環(huán)境到另一個高溫高濕的環(huán)境，這種突然的運動環(huán)境改變往往導致運動員產生熱應激，影響運動技能的發(fā)揮，因此熱應激一直是競技體育界密切關注的問題[1]。針對這種情況，如果不采取合理措施，會導致運動員機體核心溫度過高，脫水加重，從而嚴重影響運動能力，并對運動員機體造成傷害[2]。

古典式摔跤作為奧運會最古老的運動項目之一，在世界范圍內特別是歐美國家非常受歡迎，中國曾經在奧運會上獲得1枚銀牌(2008年北京奧運會常永祥)，3枚銅牌(1992年巴塞羅那、1996年亞特蘭大、2000年悉尼盛澤田)，現(xiàn)階段具備沖擊奧運會金牌的實力。古典式摔跤是室內項目，不同摔跤場館通風降溫設施條件差異大；且國內外主要賽事大多安排在每年的6-10月舉辦，氣溫比較高；比賽地也常安排在高溫高濕地區(qū)，如2010年亞運會在廣州舉行，2015年亞洲摔跤錦標賽在卡塔爾首都多哈舉行，高溫高濕的環(huán)境使很多優(yōu)秀選手發(fā)揮失常，沒有取得與平時水平相符的比賽成績；再則運動員要根據體重參加相應級別的比賽，賽前需要控降體重來達到參賽體重標準，加大了比賽的難度。目前國內外相關的研究較多以動物實驗為主，人體試驗多見于軍人的體能訓練[3]，而對室內項目的古典式摔跤運動員在濕熱環(huán)境下運動機體對熱調節(jié)反應及補液干預的研究尚少。因此，為了進一步提升古典式摔跤在高溫高濕等熱應激條件下的運動能力，本研究探討熱應激環(huán)境下古典式摔跤運動員機能的變化，分析補液對運動員機能和運動能力的影響。

1 對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為上海體育學院競技體育學校古典式摔跤隊男性運動員8名，其中3名國家健將，5名國家一級運動員，基本情況見表1。試驗前向受試對象說明實驗目的、流程以及實驗的可能風險，并簽訂知情同意書。同時對每個試驗對象進行健康問卷調查和醫(yī)學檢查，體質測試與評估，排除健康隱患。

表1 試驗對象基本情況Table 1 Profiles of subjects

1.2 試驗設計

采取自身對照設計，分別完成常溫常濕(溫度為26℃、濕度為50%RH)、高溫高濕(溫度為38℃、濕度為80%RH)、高溫高濕補液(溫度為38℃、濕度為80%RH)條件下測試。參考課題組以往研究，每一環(huán)境試驗間隔時間為10天[4]。試驗安排在2013年12月到2014年1月間，在由美國Submital A&S公司建造的上海體育學院運動環(huán)境實驗室模擬環(huán)境艙內完成。

補液參考許弟群等研究方法[5]，分別在運動前、運動15分鐘時，補充含有礦物質的運動飲料200ml。本試驗所用補液為國家反興奮劑檢測中心驗證過的某運動飲料，其每100ml飲料含碳水化合物6g、鈉43mg、鉀13 mg，其余為純凈水。

1.3 指標測試方法

1.3.1 最大攝氧量測試

在實驗前1周進行最大耗氧量測試，采用可調式功率自行車(Ergoselect 100，Ergoline，Germany)逐級遞增負荷至力竭，間接測熱法(K4b2，Cosmed，Italy)測得，最大耗氧量為最大耗氧量峰值上下浮動30s的耗氧量均值[6]，求出所對應的功率為最大耗氧量功率。訓練中，采用70%的最大功率進行運動。

1.3.2 核心體溫測試

采用測定直腸溫度的方法，要求受試者當天中午12點前用完中餐，午休后適量飲水，提前30分鐘到達實驗室，排空大小便后，進入環(huán)境艙5分鐘前測定直腸溫度。運動完成后，包裹浴巾走出環(huán)境艙，即刻測試直腸溫度。測量核心溫度儀器為玻璃棒式水銀溫度計(上海華辰醫(yī)用儀表有限公司)，測量時嚴格按照說明書進行，專人負責。

1.3.3 汗液收集及檢測

自制汗液收集袋收集汗液，其制作和使用參照文獻并做適當修改：實驗前將聚乙烯塑料用去離子水浸泡一天，再沖洗3遍，置室溫下陰干，適當裁剪，主體做成圓筒狀，并在筒狀下沿做一連體漏斗狀收集袋，以封口機密封備用。使用方法：被試者進入環(huán)境房前，用肥皂將其左手擦洗干凈，溫熱自來水徹底沖洗，溫熱蒸餾水再潤洗1遍，干凈紗布抹干，將汗液收集袋套于上臂，在肱二頭肌兩端以肌內效貼布纏繞，松緊適度，上端縱向粘貼在左肩峰處，避免其在運動過程中脫落，下端在肘關節(jié)上方2厘米處。運動結束，用干凈夾鉗移去汗液收集袋，移液槍精確移取汗液置于5mL離心管中，離子選擇電極法(HITACH2100全自動生化分析儀，日立公司)檢測汗液Na+、K+、Cl-。

1.3.4 血乳酸測試

考慮持續(xù)時間的差異，查閱相關文獻后，將血乳酸測試時間規(guī)定在運動開始前、運動15分鐘時、運動結束即刻三個點。采用日本便攜式血乳酸分析儀-LT1710進行血乳酸測試。

在高中地理課堂上，很多的現(xiàn)象需要借助想象力、思維力去進行解釋分析，因此就需要學生具備基本的邏輯思維能力，理清事物之間的相互發(fā)展順序，明白彼此之間如何施加影響作用，進而更好地理解地理學科中出現(xiàn)的相關概念，從而更好地分析多種自然現(xiàn)象產生的原因。為了實現(xiàn)這一教學目標，高中教學也在不斷地探索。從高考試題中可以看出這幾年加大了學科思維量，越來越重視考查學生地理學科思維、地理學科能力。

1.4 數據統(tǒng)計方法

2 結果

2.1 核心溫度的變化

由表2可見，運動前常溫常濕、高溫高濕、高溫高濕補液三組核心溫度沒有顯著性差異(P>0.05)，運動后高溫高濕組核心溫度顯著性升高(P<0.05)，而常溫常濕組和高溫高濕補液組核心溫度升高但沒有顯著性差異(P>0.05)；其中運動前后核心溫度變化差值高溫高濕組最大。

表2 不同運動環(huán)境下核心溫度的變化Table 2 Changes of core temperature in different exercise environments

2.2 運動持續(xù)時間的變化

表3 運動持續(xù)時間的變化Table 3 Changes of exercise duration

由表3可見，常溫常濕條件下，運動時間最長，在未采取補液措施的高溫高濕條件下運動時間持續(xù)最短，而經過補液后，在高溫高濕條件下持續(xù)運動的時間延長。經過單因素方差分析發(fā)現(xiàn)，與常溫常濕組比較，高溫高濕和高溫高濕補液組運動時間顯著性降低(P<0.05)，而與高溫高濕組比較，高溫高濕補液組運動時間顯著性延長(P<0.05)。

由表4可見，隨著運動時間的增長，三組實驗對象的心率均逐漸升高，至運動結束時高溫高濕組心率最高、其次分別是高溫高濕補液組和常溫常濕組。與常溫常濕組相同時間節(jié)點測試的心率比較，高溫高濕組心率顯著性升高(P<0.05)；與高溫高濕組相同時間節(jié)點測試的心率比較，高溫高濕補液組在15分鐘、20分鐘時間節(jié)點的心率顯著性升高(P<0.05)。

表4 不同熱濕環(huán)境下運動過程中心率變化Table 4 Changes of heart rate in different exercise environments

2.4 血乳酸的變化

由表5可見，血乳酸濃度隨運動時間的延長急劇上升，其中高溫高濕組運動后乳酸濃度升高最高。與常溫常濕組比較，高溫高濕和高溫高濕補液組運動中第15分鐘血乳酸濃度顯著性高于常溫常濕組(P<0.05)；與常溫常濕組比較，高溫高濕和高溫高濕補液組運動運動后血乳酸濃度也顯著性高于常溫常濕組(P<0.05)。與高溫高濕組比較，高溫高濕補液組運動后血乳酸濃度顯著性升高(P<0.05)。

表5 血乳酸濃度的變化Table 5 Changes of blood lactic acid

2.5 汗液離子濃度的變化

由表6可見，運動后常溫常濕、高溫高濕、高溫高濕補液三組汗液中鈉、鉀、氯離子濃度發(fā)生明顯變化，與常溫常濕組比較，高溫高濕組鈉、鉀、氯離子濃度均顯著性升高(P<0.05)；與常溫常濕組比較，高溫高濕補液組鉀離子濃度顯著性降低(P<0.05)，而鈉和氯離子濃度雖然降低但未見顯著性差異(P>0.05)。

表6 不同運動環(huán)境下汗液離子的變化Table 6 Changes of sweat ion in different exercise environments

3 分析與討論

特殊人群如運動員、消防員等，為了能夠在濕熱環(huán)境下工作，經常會采取一些防護措施以減少熱應激產生的危害[7]。在濕熱環(huán)境下訓練或比賽，對運動員運動能力及其對環(huán)境的耐受力都是極大挑戰(zhàn)，濕熱環(huán)境下運動更易致人體脫水進而影響運動能力。

核心溫度和心率是機體熱調節(jié)反應的重要生理學指標，本研究發(fā)現(xiàn)，在高溫環(huán)境運動員高強度運動之后，機體核心溫度明顯升高，身體體溫達到38℃-39℃。體溫過度升高直接導致機體多種組織細胞結構異常，進而使一系列生理反應紊亂，嚴重影響機體生理功能，降低機體腦體作業(yè)能力。Nybo等通過熱環(huán)境下進行耐力性運動的運動員的體液循環(huán)和體溫調節(jié)的研究認為，體溫過高是導致運動疲勞、運動持續(xù)時間過短的關鍵因素，而其誘發(fā)的運動性疲勞可能是由大腦皮層的運動中樞控制的[8]。同時有研究表明，飲料可提高濕熱環(huán)境下的運動能力，降低核心體溫，延緩機體疲勞[9]。本研究也發(fā)現(xiàn)，在運動前中后補液，對于維持核心體溫具有顯著作用。高溫環(huán)境補液的生理作用在于能量代謝、體溫調節(jié)和心血管適應，研究結果表明運動時補液可以減少由于脫水引起的體溫升高，同時提高運動員高溫環(huán)境的運動能力。

血乳酸是乳酸能系統(tǒng)供能時的代謝尾產物，是評價運動訓練效果的理想指標。本研究中運動員在高溫高濕環(huán)境下，在未進行補液時，血乳酸濃度顯著高于常溫常濕環(huán)境下的運動。有研究表明，高溫環(huán)境下運動機體脫水提高了體內二氧化碳和乳酸濃度，在進行高溫遞增負荷運動時血乳酸的上升是由于活動肌肉的糖元分解加強而非局部缺氧所致[10]。而且，高溫脫水導致機體代償增加，以滿足運動肌的血液需求，加速疲勞產生[11-13]。本研究中，運動前各組血乳酸濃度變化并無顯著性差異，而在運動中、運動后上述指標差異較大，其中高溫高濕環(huán)境下血乳酸顯著高于常溫常濕環(huán)境和高溫高濕補液環(huán)境。在高溫高濕環(huán)境下，通過外源性補液，可以有效防止運動過程中乳酸升高，從而有利于延長運動時間，提高運動能力[14]。研究結果表明，適時補液可增加運動員相同負荷下的運動時間，延長機體力竭時間，并有效避免機體脫水。

高溫環(huán)境下，機體通過大量分泌汗液來維持熱平衡，當汗液中的水鹽丟失量超過一定限度，或水鹽丟失比例嚴重失衡時，就會導致機體水鹽代謝失調，若不進行及時適當處理，便會影響健康并降低運動能力，甚至危及生命[15-16]。本研究試驗在高溫高濕條件下運動后汗液流失的Na+、K+、Cl-顯著高于常溫常濕和高溫高濕補液條件下的丟失，與許弟群博士研究相似，在運動熱習服期間鈉離子和氯離子濃度均顯著性、進行性下降[17]。在高溫高濕環(huán)境下，經過補液后，三種汗液離子的濃度基本恢復到常溫常濕條件時的濃度。受試對象的Na+、K+、Cl-出現(xiàn)這種變化，首先是受運動的影響，核心體溫降低，導致機體代償下降，體溫調定點下調，減少液體的流失；其次受補液干預手段的影響，補液提供了外源性礦物質。

4 結語

高溫高濕環(huán)境下，運動員的核心體溫、血乳酸、心率等升高明顯，汗液離子丟失明顯，運動持續(xù)時間較短，運動能力受到較大影響。補液對減少高溫高濕環(huán)境汗液離子丟失、維持運動能力具有較好的作用。

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(編輯 孫君志)

The Greco-Roman Wrestling Athletes’ Heat Adjustment in Hot and Humid Environment and the Effect of Rehydration

HOU Xihe1，WANG Renwei2，WU Weibing3，LI He2，3，SHENG Zetian4

Objective: To investigate Greco-roman wrestling athletes’ heat adjustment in hot and humid environment and the effect of rehydration. Methods: 8 wrestling athletes, aged 16.1±2.3, having VO2max of 44.5ml/kg/min and trained for 3.8±1.7 years, were chosen as subjects. The subjects were arranged to do exercises respectively in environment of normal temperature and humidity, in hot and humid environment and in hot and humid environment with rehydration. The interval between every two exercise processes was 10 days and the exercise intensity was 70%VO2max. Athletes’ core body temperature was tested before and after every experiment, and their blood lactic acid and heart rate were tested during the experiments, and their sweat was collected for the test of sweat electrolytes before and after every experiment. Results: (1) In hot and humid environment, athletes’ core body temperature, blood lactic acid, heart rate and sweat ion density were all significantly higher than in environment of normal temperature and humidity, while athletes’ exercise duration becomes much shorter; (2) In hot and humid environment, rehydration can dramatically lower athletes’ core body temperature, while increase athletes’ exercise duration. Conclusion: hot and humid environment can generate a significant influence on athletes’ exercise ability. Their core body temperature, blood lactic acid, heart rate increase significantly, their sweat ion loss is obvious, and their exercise duration becomes shorter. rehydration has a positive role in reducing the loss of sweat ion and maintaining exercise ability.

HotandHumidEnvironment,Greco-RomanWrestlingAthlete,Exercise,HeatAdjustment,Rehydration

G804.23 Document code：A Article ID：1001-9154(2016)03-0122-05

上海市人類運動能力開發(fā)與保障重點實驗室項目(11DZ2261100)；上海體育學院085工程教師科研能力提升專項院管課題(B-S13-3110109)。

侯希賀，碩士，研究方向：運動防護,E-mail:houxihe@126.com。通訊作者：李合。

1.上海體育學院附屬競技體育學校，上海 200438；2.上海體育學院運科學院，上海 200438；3.上海師范大學體育學院，上海 200234；4.安徽省體育局，安徽 合肥 230001 1. Department of Competitive Sports, Shanghai University of Sports, Shanghai 200438；2. Department of Kinesiology, Shanghai University of Sports, Shanghai 200438；3. Department of PE, Shanghai Normal University, Shanghai 200234；4. Anhui Provincial Sports Administration, Hefei ANhui 230001

2015-10-12

2016-04-12

G804.23

A

1001-9154(2016)03-0122-05