高溫環(huán)境下運(yùn)動脫水及補(bǔ)液策略

王朝格, 翁錫全(廣州體育學(xué)院,廣東 廣州 510500)

在全球變暖的大背景下,高溫對健康的風(fēng)險正逐漸增加。第32屆夏季奧運(yùn)會及殘奧會將于明年在東京舉行,預(yù)計東京奧運(yùn)會期間的平均氣溫在30 ℃以上[1],這對戶外項目運(yùn)動員的耐熱能力構(gòu)成極大挑戰(zhàn),大大增加比賽時運(yùn)動員脫水、中暑等風(fēng)險。建議教練員及運(yùn)動員應(yīng)提前做好熱服習(xí)及比賽期間的降溫措施,尤其注意防止脫水及合理補(bǔ)液。本文針對高溫環(huán)境下運(yùn)動時運(yùn)動員出現(xiàn)熱應(yīng)激、脫水所引起的機(jī)體生理生化變化,提出補(bǔ)液策略,為運(yùn)動員、教練員高溫環(huán)境下訓(xùn)練和比賽提供參考。

1 高溫環(huán)境下運(yùn)動人體機(jī)能變化

1.1 熱應(yīng)激對身體機(jī)能的影響

人體通過體溫調(diào)節(jié)中樞對內(nèi)分泌腺、骨骼肌、皮膚血管和汗腺等組織器官的活動進(jìn)行調(diào)控,使機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱過程相對平衡,因此,人體代謝率和環(huán)境溫度都是影響體溫變化的因素。當(dāng)持續(xù)的高溫環(huán)境使機(jī)體心血管系統(tǒng)、體溫調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)達(dá)到所能承受的極限時,機(jī)體會產(chǎn)生血管緊張程度升高、核心體溫上升、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞、肌糖原消耗增加、體液大量流失等一系列應(yīng)激反應(yīng)。隨著熱應(yīng)激和運(yùn)動時間的增加,導(dǎo)致肌肉氧含量急劇下降,代謝物大量堆積,造成肌肉疲勞、痙攣等反應(yīng)[2]。其對有氧運(yùn)動能力的影響最為顯著,主要表現(xiàn)為在一定負(fù)荷下運(yùn)動強(qiáng)度越大,運(yùn)動員的有氧運(yùn)動能力指數(shù)越低,最大攝氧量下降。但對于短時間等長收縮的小肌肉群,溫度升高可提高磷酸化效率,促進(jìn)氧從血紅蛋白中解離,降低肌肉的粘滯性,增加收縮能力,減少疲勞的時間。

當(dāng)核心體溫過高時,中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能減弱,運(yùn)動神經(jīng)的疲勞感增加。通過對腦電波(EEG)、運(yùn)動神經(jīng)輸出和主觀疲勞感覺(RPE)的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),其主要原因可能是腦的血流量減少,且熱應(yīng)激的增加與RPE呈正相關(guān)[3]。高溫下運(yùn)動熱應(yīng)激增加時,機(jī)體相應(yīng)地增加肌肉血流量、皮膚血流量及大腦血流量,以維持能量代謝、溫度調(diào)節(jié)、中樞神經(jīng)調(diào)節(jié)。當(dāng)溫度達(dá)到機(jī)體所能承受的極限時,皮膚的血流量增多,以增加散熱,達(dá)到維持核心體溫穩(wěn)定的目的,勢必會減少流向肌肉和大腦的血量,從而影響氧的供應(yīng),降低機(jī)體的運(yùn)動能力。

1.2 脫水對身體機(jī)能的影響

人體內(nèi)水平衡是保證運(yùn)動能力發(fā)揮和預(yù)防疾病發(fā)生的重要因素,不管哪種程度的脫水,都意味著機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定被打破。脫水是指體液的輸出超過攝入,在高溫環(huán)境中運(yùn)動時,機(jī)體為了維持核心體溫的恒定,以大量排汗的形式將體內(nèi)多余的熱量排出,使體液丟失增加,造成脫水的發(fā)生。當(dāng)機(jī)體脫水時,水鹽代謝失衡,血腦屏障的通透性隨之發(fā)生改變,大腦某些區(qū)域的血流量減少。通過斷層掃描進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),口渴或脫水誘導(dǎo)時,大腦皮層的血流量會重新分布,使初級軀體感覺皮層、運(yùn)動皮層、腦額葉前部皮層(執(zhí)行功能,包括規(guī)劃和抑制性控制)、前扣帶皮層(情緒和決策)、顳上回(聽覺處理)發(fā)生變化[3]。脫水會影響單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的分泌(如多巴胺、去甲腎上腺素激素等分泌減少),破壞膽堿影響神經(jīng)—肌肉接點(diǎn)的傳遞。另外,脫水會激活下丘腦—垂體—腎上腺皮質(zhì)軸,使其產(chǎn)生應(yīng)激激素(如皮質(zhì)醇上、抗利尿激素升高)。這些反應(yīng)均對運(yùn)動機(jī)體產(chǎn)生負(fù)面影響。

當(dāng)機(jī)體體液丟失1%～2%時為輕度脫水,丟失2%～5%時為中度脫水,超過5%為嚴(yán)重脫水。機(jī)體脫水超過2%,對各項機(jī)能(如速度、力量、輸出功率等)都會造成影響;脫水超過5%,運(yùn)動員體重會明顯下降、精神錯亂、昏迷甚至死亡。但脫水的程度對不同運(yùn)動項目的影響一直存在很多爭議。大量研究指出,在溫和的環(huán)境中運(yùn)動,脫水超過體重的2%,對運(yùn)動員的有氧能力有所損害;但有些研究表明,自行車運(yùn)動員在脫水達(dá)體重的4%時并未影響其運(yùn)動能力。這可能與高水平自行車運(yùn)動員耐熱能力較強(qiáng)有關(guān)。

2 高溫環(huán)境下運(yùn)動的補(bǔ)液策略

2.1 補(bǔ)液時間選擇

高溫環(huán)境不僅制約運(yùn)動員運(yùn)動能力的發(fā)揮,尤其對有氧耐力影響很大,而且可能對運(yùn)動員的健康造成損傷。對此,教練員及運(yùn)動員需提前根據(jù)比賽地同時段溫度及濕度的變化情況,模擬比賽地氣候環(huán)境進(jìn)行熱服習(xí)訓(xùn)練,做好比賽前預(yù)冷、比賽中降溫的準(zhǔn)備;戶外項目應(yīng)充分考慮太陽的紫外線輻射,準(zhǔn)備充分的防曬措施,預(yù)防運(yùn)動員運(yùn)動期間脫水。

一般情況下,在高溫環(huán)境下訓(xùn)練或比賽時,不能僅根據(jù)運(yùn)動員主觀感覺到口渴后再進(jìn)行補(bǔ)液,為防止脫水的發(fā)生,運(yùn)動前、中、后都應(yīng)進(jìn)行合理補(bǔ)液。比賽前暴露在熱環(huán)境中,運(yùn)動員應(yīng)充分飲水和補(bǔ)充電解質(zhì),保證身體的水合狀態(tài),比賽和訓(xùn)練前30～120 min進(jìn)行一次補(bǔ)液。運(yùn)動中補(bǔ)液采取少量多次的方法,通常每隔15～20 min補(bǔ)液一次,但也要根據(jù)不同項目的比賽特點(diǎn)而定。比如,球類比賽有暫停休息的時間,運(yùn)動員可定期補(bǔ)液;田徑、自行車等項目運(yùn)動員比賽中的補(bǔ)液機(jī)會很少。比賽或訓(xùn)練后的補(bǔ)液對促進(jìn)機(jī)體水合狀態(tài)的恢復(fù)尤為重要,應(yīng)在運(yùn)動后1 h內(nèi)進(jìn)行。

2.2 補(bǔ)液量和成分

補(bǔ)液量通常根據(jù)機(jī)體的水合狀態(tài)而定,常用的評定方法包括體重的變化、測定血漿滲透壓及尿比重。運(yùn)動員處于正常水合狀態(tài)時,一般每天體重變化不超過1%、血漿滲透壓小于290 mmol/kg、尿比重小于1.020。同時,也需根據(jù)不同運(yùn)動員的代謝速率、熱服習(xí)狀態(tài)及出汗量等進(jìn)行估算。通常,比賽或訓(xùn)練前一次補(bǔ)液量為300～500 mL,高溫環(huán)境中應(yīng)額外增加250～300 mL,確保運(yùn)動員處于正常水合狀態(tài)。運(yùn)動中每次補(bǔ)液量為120～240 mL,建議每小時補(bǔ)液總量不超過800 mL。運(yùn)動后的補(bǔ)液量應(yīng)是運(yùn)動中丟失體液的100%～150%,使體液快速恢復(fù)到平衡狀態(tài)。當(dāng)然,機(jī)體處于過水合狀態(tài),對運(yùn)動能力的發(fā)揮也不利。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)受試者口渴后補(bǔ)充過量的水,其注意力和反應(yīng)速度都會降低,腸胃也會出現(xiàn)不適反應(yīng);有些運(yùn)動員甚至因為運(yùn)動中補(bǔ)液過量而出現(xiàn)低鈉血癥等。

運(yùn)動或比賽前的補(bǔ)液以補(bǔ)充水分為主,隨著運(yùn)動中汗液的大量丟失(汗液中丟失的主要電解質(zhì)是鈉),運(yùn)動中補(bǔ)液需在補(bǔ)充水的同時增加鈉的攝入量以維持機(jī)體的鈉平衡。對于超過1 h的運(yùn)動,運(yùn)動員應(yīng)補(bǔ)充一份含0.5～0.7 g/L鈉、30～60 g/L糖的液體;對于超過2.5 h的運(yùn)動,糖的攝入量應(yīng)增加至90 g/L。如果運(yùn)動中出現(xiàn)肌肉痙攣,建議鈉的補(bǔ)充應(yīng)增加到1.5 g/L[4]。運(yùn)動后液體的補(bǔ)充除需保障充足的鈉和糖攝入外,還應(yīng)增加蛋白質(zhì)飲品(如牛奶),以更好地恢復(fù)體液平衡。

2.3 補(bǔ)液溫度

高溫環(huán)境中運(yùn)動或比賽時,補(bǔ)液溫度不宜過高或過低,一般在5 ℃～15 ℃。研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)動前或比賽時非運(yùn)動狀態(tài)補(bǔ)充冷液(0 ℃～4 ℃)可有效降低機(jī)體比賽時的核心體溫,提高耐力性項目的成績;但這也可能激活溫度感受器,減少排汗,使皮膚散熱減少,其對運(yùn)動效果的影響有待進(jìn)一步研究。另外,也需考慮運(yùn)動員腸胃的耐受能力。

3 小結(jié)

高溫環(huán)境下運(yùn)動可能造成機(jī)體熱應(yīng)激和脫水,其產(chǎn)生的單一或聯(lián)合作用會限制運(yùn)動員運(yùn)動能力的正常發(fā)揮,嚴(yán)重者甚至引發(fā)熱射病。教練員及運(yùn)動員在高溫環(huán)境中訓(xùn)練和比賽時,需根據(jù)不同時間,通過補(bǔ)充適量的水、鈉、糖及蛋白質(zhì)等,使機(jī)體處于良好的水合狀態(tài),以應(yīng)對訓(xùn)練和比賽。