高溫環(huán)境下混合預(yù)冷對(duì)男性中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員體溫調(diào)節(jié)和有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響

許毅梟，高炳宏，趙永才，孟志軍,3

（1.上海體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院，上海 200438；2.上海體育學(xué)院 體育教育訓(xùn)練學(xué)院，上海 200438；3.云南省體育科學(xué)研究所，云南 昆明 650041）

夏季高溫環(huán)境下，黑濕球溫度（wet bulb globe temperature，WBGT）平均在29.9～31.5℃。WBGT是基于環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)速和太陽(yáng)輻射計(jì)算的環(huán)境熱指數(shù)（Bergeron et al.，2012；Hosokawa，2018），在世界范圍內(nèi)被用作評(píng)估環(huán)境熱負(fù)荷的經(jīng)典指標(biāo)（Brocherie et al.，2015）。在WBGT＞28℃的環(huán)境下運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為極有可能產(chǎn)生熱相關(guān)的疾?。˙rocherie et al.，2015；Periard et al.，2014）。高溫高濕環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)會(huì)加重體溫調(diào)節(jié)負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致的核心溫度和熱量?jī)?chǔ)存過(guò)度增加，對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)產(chǎn)生不利影響。

冷卻是指對(duì)身體施加使用不同的冷卻手段以排除熱量（Adams et al.，2018）。根據(jù)實(shí)施冷卻措施時(shí)間可將冷卻分為預(yù)冷、運(yùn)動(dòng)中冷卻、預(yù)冷結(jié)合運(yùn)動(dòng)中冷卻和運(yùn)動(dòng)后冷卻。20世紀(jì)90年代初以來(lái)，運(yùn)動(dòng)員使用各種預(yù)冷措施來(lái)降低體溫以應(yīng)對(duì)高溫高濕環(huán)境帶來(lái)的挑戰(zhàn)，預(yù)冷已被證實(shí)能夠改善高溫高濕環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)（Watkins et al.，2018）。常見(jiàn)的預(yù)冷措施有冰漿、冷飲、冰背心、冷水浸泡等，不同的預(yù)冷措施組合形成混合預(yù)冷。預(yù)冷期間，在單一的冷卻措施中，攝入冰漿是目前提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)有效的冷卻措施，攝入7.5 g/kg冰漿可以降低0.40℃～0.66℃的核心溫度，改善有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。與單次、熱身前和較短的休息間隔比較，在熱身后、等量多次攝入7.5 g/kg冰漿，10～20 min的休息間隔能夠更好地提高有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。雖然預(yù)冷攝入冰漿降低核心溫度的效果顯著，但冰漿溫度低于0℃，攝入后可能造成胃腸道的不適（Bongers et al.，2017）。另外，有胃腸道疾病的運(yùn)動(dòng)員更不適合直接飲用冰漿預(yù)冷。

手部負(fù)壓冷卻利用負(fù)壓施加在無(wú)毛皮膚的手掌可以增加手掌的血流量（Adams，2015），加速外周血液循環(huán)，增加外周和核心之間的熱傳遞，能夠有效提高傳熱速率。Grahn等（2009）的研究結(jié)果顯示，與對(duì)照組比較，對(duì)前臂和手掌施加負(fù)壓，無(wú)毛皮膚和核心之間的熱傳遞增加了6倍。手部負(fù)壓冷卻被大量應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)。Adams等（2016—2017）的2項(xiàng)研究表明，與對(duì)照組比較，運(yùn)動(dòng)后一只手或兩只手使用手部負(fù)壓裝置進(jìn)行冷卻時(shí)，核心溫度的冷卻速率提高0.013～0.044℃/min，且運(yùn)動(dòng)后持續(xù)進(jìn)行手部負(fù)壓的冷卻效果可維持10～60 min。但對(duì)預(yù)冷期間手部負(fù)壓冷卻設(shè)備對(duì)有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)影響的研究較少，需要更多的研究證明其改善運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的有效性。

當(dāng)運(yùn)動(dòng)員由于身體原因不能直接攝入冰漿時(shí)，可使用其他冷卻手段進(jìn)行混合預(yù)冷，混合冷卻是否比攝入冰漿更能改善運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，哪些冷卻措施的組合能夠更有效地提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)尚待研究。因此，本研究旨在探究高溫環(huán)境下攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻對(duì)男性中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員體溫調(diào)節(jié)和有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

以10名無(wú)熱習(xí)服男性國(guó)家二級(jí)中長(zhǎng)跑耐力運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，已排除體重低于40 kg、患有可能導(dǎo)致消化道阻塞（包括憩室）的腸道疾病、做過(guò)胃腸道手術(shù)、有吞咽障礙的運(yùn)動(dòng)員，隨機(jī)分為對(duì)照組（pre-cooling，PC）5人和混合預(yù)冷組（mixed-method pre cooling，MP）5人（表1）。研究期間，10名運(yùn)動(dòng)員在實(shí)驗(yàn)前48 h均未攝入運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)品，要求運(yùn)動(dòng)員將生活方式維持在穩(wěn)定的水平，包括他們的體育鍛煉和營(yíng)養(yǎng)習(xí)慣，記錄其食物攝入量，并鼓勵(lì)在研究期間重復(fù)飲食。實(shí)驗(yàn)前24 h內(nèi)避免劇烈運(yùn)動(dòng)、飲酒和攝入咖啡因。運(yùn)動(dòng)員均簽署了知情同意書(shū)，通過(guò)了上海體育學(xué)院倫理委員會(huì)的倫理認(rèn)證。

表1 運(yùn)動(dòng)員基本情況Table 1 Athletes' Characteristics M±SD

1.2 研究設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)員在5 km跑步測(cè)試（5 km time trial，5 km TT）前6～8 h服用溫度膠囊測(cè)量胃腸溫度（Maroni et al.，2018），以確保溫度膠囊不在胃部，避免溫度膠囊受到攝入食物或飲料的影響。測(cè)試開(kāi)始前2 h確保運(yùn)動(dòng)員攝入500～600 ml的飲用水，以控制運(yùn)動(dòng)員的水合狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)員在5 km TT前抵達(dá)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)10 min熱身和預(yù)冷干預(yù)，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件為25℃，30%相對(duì)濕度（relative humidity，RH）。熱身前，運(yùn)動(dòng)員佩戴Polar心率表帶（Team Pro，Polar，F(xiàn)inland）、皮膚溫度紐扣（DS1922L，Maxim Integrated，USA），隨后采用標(biāo)準(zhǔn)的10 min熱身（4 min慢跑，1 min走，4 min快跑，1 min走）（Stevens et al.，2017），慢跑速度為6 km/h，快跑速度為10 km/h，走路速度為4 km/h。熱身結(jié)束后10 min開(kāi)始預(yù)冷干預(yù)，PC和MP2組分別在2個(gè)房間持續(xù)干預(yù)20 min。預(yù)冷干預(yù)結(jié)束后使用電子體重秤稱量體重，10 min后在室外標(biāo)準(zhǔn)田徑場(chǎng)進(jìn)行5 km TT，室外環(huán)境條件為30℃～31℃，57%RH，風(fēng)速為4～5 km/h，記錄每圈和5 km TT總完成時(shí)間，5 km TT結(jié)束后用毛巾擦干身體，稱量體重（圖1）。

圖1 實(shí)驗(yàn)方案示意圖Figure 1.Schematic Representation of the Experimental Protocol

1.3 混合預(yù)冷方案

PC和MP組分別在實(shí)驗(yàn)室（25℃，30%RH）的2個(gè)房間進(jìn)行干預(yù)。運(yùn)動(dòng)飲料統(tǒng)一采用Gatorade橙味飲料（Orange Flavor，Gatorade，China）。PC 組：每 5 min攝入1.5 g/kg，共20 min，7.5 g/kg的25℃運(yùn)動(dòng)飲料。MP組：每5 min攝取1.5 g/kg，共20 min，7.5 g/kg的5 ℃運(yùn)動(dòng)飲料，并在預(yù)冷期間持續(xù)使用Core ControlTM共同冷卻降溫。使用Core ControlTM冷卻手套冷卻時(shí)，運(yùn)動(dòng)員將優(yōu)勢(shì)手掌心向下放在手套內(nèi)，掌心緊貼接觸墊，按照操作說(shuō)明設(shè)定16℃水循環(huán)，-40 mmHg負(fù)壓。為了促進(jìn)靜脈回流，手套被抬高至與心臟水平。

1.4 指標(biāo)測(cè)試

1.4.1 體溫調(diào)節(jié)

核心溫度的測(cè)量采用可服用、無(wú)創(chuàng)的溫度膠囊（e-CELSIUS?，BMedical Pty LTb，Australia），運(yùn)動(dòng)員在預(yù)冷干預(yù)6～8 h前服用，以確保藥丸不在胃中從而避免了液體、食物消耗對(duì)核心溫度測(cè)量的影響。溫度膠囊用于測(cè)量人體胃腸溫度（gastrointestinal temperature，Tgi），其初始處于睡眠模式，需要用激活器激活，設(shè)置溫度膠囊的采樣頻率為 30 s，與外部傳感器（e-CELSIUS?，BMedical Pty LTb，Australia）連接后，接收核心溫度數(shù)據(jù)，連續(xù)監(jiān)測(cè)胃腸溫度。

皮膚溫度采用溫度記錄紐扣（DS1922L，Maxim Integrated，USA）進(jìn)行測(cè)量，將溫度記錄紐扣貼在胸骨切口、前臂、大腿和小腿，以記錄胸部（chest temperature，Tchest）/前 臂（arm temperature，Tarm）/大 腿（thigh temperature，Tthigh）和小腿（calf temperature，Tcalf）的皮膚溫度，用公式計(jì)算全身平均皮膚溫度（mean skin temperature，mean Tsk），mean Tsk=0.3（Tchest＋Tarm）＋0.2（Tthigh＋Tcalf）（Ramanathan，1964）。

以5 min為增量計(jì)算熱量?jī)?chǔ)存（heat storage，HS）：HS=0.965×BM/kg×△Tb/AD（Adams et al.，1992），其中0.965是人體的比熱容（/W·kg-1·℃），BM/kg是試驗(yàn)期間的平均體重（Kashimura，1986），Tb（body temperature，Tb）是體溫，△Tb/℃是試驗(yàn)期間體溫的變化，AD/m2是身體表面積。安靜狀態(tài)下，Tb=0.79Tre＋0.21Tsk（Gerrett et al.，2017）。Tre（rectal temperature，Tre）是直腸溫度，用于代表核心溫度。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，Tb=0.87Tre＋0.13Tsk（Nielsen et al.，1984）。AD=0.202×BM0.425/kg×身高0.725/m。

1.4.2 心率和出汗率

運(yùn)動(dòng)員在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前佩戴Polar Team pro心率表連續(xù)監(jiān)控心率。使用電子體重秤（AH100，Huawei，China）在5 km TT前和測(cè)試結(jié)束擦干身體后稱量運(yùn)動(dòng)員體重（精確度為0.1 kg），0.01 kg的體重?fù)p失被認(rèn)為等于10 mL的汗液損失。出汗率（sweat rate，SW）（/L·h-1）=（試驗(yàn)前體重-試驗(yàn)后體重＋液體攝入-排出尿液）/時(shí)間（Naito et al.，2018）。

1.4.3 生理應(yīng)激指數(shù)

生理應(yīng)激指數(shù)（physiological strain index，PSI），PSI=［5×（Tcore1-Tcore0）×（39.5-Tcore0）-1］＋［5×（HR1-HR0）×（180-HR0）-1］（Moran et al.，1998），其中 Tcore0和 HR0表示基線值，Tcore1和HR1表示在對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)測(cè)得的值（James et al.，2015）。核心溫度和心率的基線值在試驗(yàn)前安靜狀態(tài)下測(cè)得。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理分析，數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（M±SD）表示。采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析5 km跑步測(cè)試成績(jī)和出汗率，通過(guò)雙因素重復(fù)測(cè)量方差分析不同時(shí)間點(diǎn)測(cè)得的核心溫度、皮膚溫度等數(shù)據(jù)，用Bonferroni進(jìn)行兩兩比較，P＜0.05為具有顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 體溫調(diào)節(jié)

2.1.1 胃腸溫度

圖2（a）表示試驗(yàn)期間運(yùn)動(dòng)員Tgi變化。預(yù)冷期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)Tgi具有顯著性差異（F=35.036，P＜0.001，ES=2.96，表2）。15 min、20 min時(shí) MP與PC的Tgi具有顯著性差異（P=0.041，P=0.003）。0 min、5 min、10 min時(shí)MP與PC的Tgi無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。PC中，時(shí)間對(duì)Tgi的單獨(dú)效應(yīng)具有顯著性差異（P=0.046），與0 min比較，5 min、10 min、15 min、20 min的 Tgi均無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。MP中，時(shí)間對(duì)Tgi的單獨(dú)效應(yīng)具有顯著性差異（P＜0.001），與0 min時(shí)比較，10 min、15 min、20 min時(shí)的 Tgi具有顯著性差異（P=0.042，P=0.026，P=0.001）。5 km TT期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)Tgi無(wú)顯著性差異（P=0.232，表3），預(yù)冷的主效應(yīng)具有顯著性差異（P=0.028，ES=1.68）。時(shí)間的主效應(yīng)具有顯著性差異（P＜0.001），與20 min比較，35 min、40 min、45 min時(shí)具有顯著性差異（P=0.008，P=0.003，P＜0.001）。

圖2 試驗(yàn)期間運(yùn)動(dòng)員Tgi、Tsk、Tb、HS變化Figure 2.The Changes of Gastrointestinal Temperature，Mean Skin Temperature，Body Temperature and Heat Storage During Trials

2.1.2 平均皮膚溫度

圖2（b）表示試驗(yàn)期間運(yùn)動(dòng)員Tsk的變化。預(yù)冷期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)Tsk無(wú)顯著性差異（F=0.116，P=0.975，ES=0.17）。預(yù)冷對(duì)Tsk的主效應(yīng)無(wú)顯著性差異（P=0.058）。時(shí)間對(duì)Tsk的主效應(yīng)無(wú)顯著性差異（P=0.871）。5 km TT期間，預(yù)冷干預(yù)和時(shí)間的交互作用對(duì)Tgi無(wú)顯著性差異（P=0.322）。預(yù)冷對(duì)Tsk的主效應(yīng)無(wú)顯著性差異（P=0.113）。時(shí)間對(duì)Tsk的主效應(yīng)具有顯著性差異（P＜0.001），與20 min比較，30～45 min每5 min測(cè)得的Tsk均具有顯著性差異（P＜0.05）。

2.1.3 體溫

圖2（c）表示試驗(yàn)期間運(yùn)動(dòng)員Tb的變化。預(yù)冷期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)Tb具有顯著性差異（F=23.315，P＜0.001，ES=2.41）。0～20 min每5 min測(cè)得的Tb無(wú)顯著性差異（P=0.188，P=0.25，P=0.94，P=0.607，P=0.059）。PC中，時(shí)間對(duì)預(yù)冷期間Tb的單獨(dú)效應(yīng)具有顯著性差異（P=0.023），與0 min時(shí)比較，5～20 min每5 min測(cè)得的Tb均無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。MP中，時(shí)間對(duì)預(yù)冷期間Tb的單獨(dú)效應(yīng)具有顯著性差異（P＜0.001），與0 min時(shí)比較，20 min時(shí)的Tb顯著下降（P=0.002）。5 km TT期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)Tb無(wú)顯著性差異（P=0.081）。預(yù)冷對(duì)Tb的主效應(yīng)無(wú)顯著性差異（P=0.056）。時(shí)間對(duì)Tb的主效應(yīng)具有顯著性差異（P＜0.001），與20 min比較，30～45 min每5 min測(cè)得的Tb均具有顯著性差異（P＜0.05）。

表2 預(yù)冷期間Tgi、Tsk、Tb、HS、PSI和HR結(jié)果Table 2 The Results of Tgi，Tsk，Tb，HS，PSI and HR During Pre-cooling M±SD

2.1.4 熱量?jī)?chǔ)存

圖2（d）表示試驗(yàn)期間運(yùn)動(dòng)員HS變化。預(yù)冷期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)HS無(wú)顯著性差異（F=1.633，P=0.263，ES=0.63）。預(yù)冷對(duì)HS的主效應(yīng)具有顯著性差異（P=0.003，ES=3.18）。時(shí)間對(duì)HS的主效應(yīng)有具有顯著性差異（P=0.03），與5 min時(shí)比較，10 min時(shí)的HS具有顯著性差異（P=0.011）。5 km TT期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)HS無(wú)顯著性差異（P=0.08）。預(yù)冷對(duì)Tb的主效應(yīng)無(wú)顯著性差異（P=0.237）。時(shí)間對(duì)Tb的主效應(yīng)具有顯著性差異（P＜0.001），與20 min比較，30～45 min測(cè)得的HS均具有顯著差異（P＜0.05）。

2.2 生理應(yīng)激指數(shù)和HR

圖3（a）表示試驗(yàn)期間運(yùn)動(dòng)員PSI變化。預(yù)冷期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)PSI具有顯著性差異（F=11.789，P=0.001，ES=1.6），10 min、15 min、20 min時(shí) MP 與 PC 的PSI具有顯著性差異（P=0.007，P=0.02，P=0.001）。PC中，時(shí)間對(duì)PSI的單獨(dú)效應(yīng)具有顯著性差異（P＜0.001），與5 min比較，15 min和20 min時(shí)的PSI具有顯著性差異（P=0.048，P=0.017）。MP中，時(shí)間對(duì)PSI的單獨(dú)效應(yīng)具有顯著性差異（P＜0.001），與5 min比較，10～20 min每5 min測(cè)得的PSI均具有顯著性差異（P=0.006，P=0.023，P=0.001）。5 km TT期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)PSI無(wú)顯著性差異（P=0.117）。預(yù)冷對(duì)PSI的主效應(yīng)具有顯著性差異（P=0.013，ES=2.11）。時(shí)間對(duì)PSI的主效應(yīng)具有顯著性差異（P＜0.001），與20 min比較，30～45 min測(cè)得的PSI均具有顯著性差異（P＜0.001）

表3 預(yù)冷干預(yù)后和5 km TT期間Tgi、Tsk、Tb、HS、PSI和HR結(jié)果Table 3 The Results of Tgi，Tsk，Tb，HS，PSI and HR after Pre-cooling and during 5 km TT M±SD

圖3（b）表示試驗(yàn)期間運(yùn)動(dòng)員HR變化。預(yù)冷期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)HR無(wú)顯著性差異（F=3.944，P=0.071，ES=0.99）。預(yù)冷干預(yù)對(duì)HR的主效應(yīng)無(wú)顯著性差異（F=0.642，P=0.468）。時(shí)間對(duì)HR的主效應(yīng)具有顯著性差異（F=48.218，P＜0.001），與0 min時(shí)的HR比較，10 min、15 min、20 min時(shí)的HR具有顯著性差異（P=0.003，P=0.005，P=0.001）。5 km TT期間，預(yù)冷和時(shí)間的交互作用對(duì)HR無(wú)顯著性差異（P=0.876）。預(yù)冷對(duì)HR的主效應(yīng)無(wú)顯著性差異（P=0.255）。時(shí)間對(duì)HR的主效應(yīng)具有顯著性差異（P＜0.001），與20 min比較，30～45 min測(cè)得的HR均具有顯著性差異（P＜0.001）。

2.3 出汗率和5 km TT

根據(jù)出汗率和5 km TT完成時(shí)間的數(shù)據(jù)（表4）可知，MP與PC的SW無(wú)顯著性差異［P=0.63，圖4（a）］，2組運(yùn)動(dòng)員出汗率方面類似。MP與PC的5 km TT完成時(shí)間具有顯著性差異［P=0.035，圖4（b）］，表明預(yù)冷干預(yù)能有效提高5 km運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

3 討論

3.1 混合預(yù)冷對(duì)有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響

研究主要目的是評(píng)估攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻的混合預(yù)冷策略對(duì)有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響。研究結(jié)果表明，與PC組比較，MP的5 km TT完成時(shí)間顯著下降，降幅為4.2%。有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)改善的情況與Burdon等（2010）的研究結(jié)果相似。Stevens等（2016）研究了攝入冰漿對(duì)5 km測(cè)試的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在33℃，46%RH的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下，預(yù)冷期間攝入7.5 g/kg的冰漿顯著提高5 km測(cè)試成績(jī)。同樣，本次研究發(fā)現(xiàn)攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻能有效提高5 km跑步的有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，證明在預(yù)冷攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻能夠有效提高有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，驗(yàn)證了預(yù)期結(jié)果。在更長(zhǎng)時(shí)間的有氧耐力運(yùn)動(dòng)中，攝入冰漿能有效改善長(zhǎng)時(shí)間有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。Yeo等（2012）的研究表明，WBGT為28.2℃的環(huán)境下，分6次等量攝入8 g/kg的冰漿顯著提升了10 km跑步測(cè)試完成時(shí)間。Siegel等（2012）的研究表明，在34℃，52%RH的環(huán)境條件下，預(yù)冷期間攝入7.5 g/kg的冰漿，第一通氣閾值跑至力竭的測(cè)試成績(jī)提高了12.8%。同樣，Takeshima等（2017）的研究表明，在30℃，80%RH的環(huán)境條件下，熱身后攝入7.5 g/kg的冰漿，以55%的最大輸出功率騎自行車至力竭的運(yùn)動(dòng)測(cè)試成績(jī)提高15.8%，而攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻對(duì)長(zhǎng)時(shí)間有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響需要研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

表4 出汗率和5 km TTTable 4 The Sweat Rate and 5 km TT M±SD

圖3 運(yùn)動(dòng)員試驗(yàn)期間PSI、HR變化Figure 3.The Changes of Physiological Strain Index and Heart Rate During Trials

圖4 運(yùn)動(dòng)員的SW和5 km TTFigure 4.The Sweat Rate and 5 km TT

3.2 混合預(yù)冷對(duì)體溫調(diào)節(jié)的影響

本研究結(jié)果表明，與PC比較，攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻使預(yù)冷期間的Tgi顯著下降了0.38℃，降幅為1%。本研究未納入冷飲組和CoreControlTM組，難以直接從研究結(jié)果討論冷飲還是手部負(fù)壓冷卻的主要作用。Naito等（2016）的研究發(fā)現(xiàn)，攝入4℃的冷飲降低0.1℃的核心溫度，一次性攝入7.5 g/kg的冰漿降低0.4℃核心溫度，等量5次攝入7.5 g/kg的冰漿降低0.56℃的核心溫度。Naito等（2017）的另一項(xiàng)研究表明，運(yùn)動(dòng)前等量6次攝入7.5 g/kg，4℃的冷飲降低0.22℃的核心溫度。Siegel等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，攝入冰漿降低0.66℃核心溫度，冷飲降低0.25℃核心溫度。冰漿的比熱容遠(yuǎn)大于冷飲，等量冰漿的吸熱能力更強(qiáng)，更能降低核心溫度（Snipe et al.，2018；Zimmermann et al.，2017）。預(yù)冷攝入7.5 g/kg的冰漿降低0.4℃～0.66℃的核心溫度，攝入等量冷飲能夠降低0.1℃～0.25℃的核心溫度。本研究攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻降低Tgi的效果介于冷飲和冰漿之間，暗示手部負(fù)壓冷卻在預(yù)冷期間能夠降低一定程度的核心溫度。

手部負(fù)壓冷卻利用了手掌無(wú)毛皮膚包含的傳熱單元，這些傳熱單元由致密的皮下血管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，稱為動(dòng)靜脈吻合支（arteriovenous anastomoses，AVAs）。AVAs是一種獨(dú)特的淺表血管結(jié)構(gòu)，連接小動(dòng)脈和靜脈，繞過(guò)毛細(xì)血管床，將血液分流至靜脈（Johnson et al.，2011）。研究表明，AVAs血管舒縮活性與核心溫度有關(guān)，熱應(yīng)激期間AVAs的擴(kuò)張會(huì)增加流向無(wú)毛皮膚區(qū)域的血流，其幅度大于非無(wú)毛區(qū)域，從而促進(jìn)人體核心與周圍環(huán)境之間的熱交換（Heller et al.，2012）。此外，在低于大氣壓的情況下可以促進(jìn)AVAs的擴(kuò)張，從而增加了流向手掌的血流量（Adams，2015）。理論上血流量的增加和冷循環(huán)水的應(yīng)用共同促進(jìn)了人體核心與周圍環(huán)境之間的熱交換，從而降低核心溫度。Kwon等（2015）的研究表明，在42.2℃，35.5%RH的環(huán)境下，運(yùn)動(dòng)后使用10℃的冷水循環(huán)，-45 mmHg負(fù)壓的冷卻速率為0.015℃/min。研究將手浸泡在10℃～20℃的冷水中可以顯著降低核心溫度的升高（Goosey-Tolfrey et al.，2008；Maroni et al.，2018），血管收縮發(fā)生在冷卻溫度低于10℃以下，當(dāng)冷卻溫度低于10℃時(shí)會(huì)對(duì)手掌的冷卻速率產(chǎn)生負(fù)面影響（Khomenok et al.，2008）。Core ControlTM是便攜手部負(fù)壓冷卻設(shè)備，該設(shè)備用16℃循環(huán)冷水以及-40 mmHg的負(fù)壓對(duì)手掌無(wú)毛皮膚進(jìn)行冷卻，通過(guò)-40 mmHg的負(fù)壓促進(jìn)AVAs的擴(kuò)張以增加手掌的血流量，16℃的冷水循環(huán)冷卻血液，然后冷卻血液通過(guò)靜脈回流至中央脈管系統(tǒng)降低核心溫度（Adams et al.，2016；Grahn et al.，2008）。Grahn等（2009）的研究表明，在41.5℃，20%～35%RH的環(huán)境下，運(yùn)動(dòng)后單手使用Core-ControlTM持續(xù)冷卻60 min，核心溫度降低1.3℃，核心溫度的冷卻速率為0.02℃/min。同樣，Amorim等（2010）的研究表明，在42℃，30%RH的環(huán)境下，運(yùn)動(dòng)后單手使用Core ControlTM持續(xù)冷卻41 min，直腸溫度下降0.82℃，冷卻速率為0.02℃/min。比較單手和雙手使用Core ControlTM的冷卻差異的結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)后使用Core ControlTM冷卻30 min，單手和雙手之間的核心溫度降低無(wú)顯著性差異（Adams et al.，2017）。運(yùn)動(dòng)后持續(xù)使用Core ControlTM的冷卻效果明顯，平均冷卻速率為0.013～0.044℃/min，然而鮮有研究利用手部負(fù)壓冷卻的原理將Core ControlTM應(yīng)用于預(yù)冷。Maroni等（2019）在35℃，37%RH的環(huán)境下，運(yùn)動(dòng)前使用CoreControlTM對(duì)優(yōu)勢(shì)手持續(xù)冷卻20 min，結(jié)果表明，核心溫度與對(duì)照組比較無(wú)顯著性差異，與本研究的發(fā)現(xiàn)不同。Maroni等（2019）單獨(dú)使用CoreControlTM進(jìn)行預(yù)冷，預(yù)冷期間進(jìn)行了熱身活動(dòng)，Core ControlTM是否放置與心臟水平并未在研究中提及。

此外，研究發(fā)現(xiàn)在5 km測(cè)試期間，攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻能夠延緩核心溫度和生理應(yīng)激程度的增加，驗(yàn)證了 Watkins等（2018）、Lee等（2018）和Mejuto等（2018）的研究。有氧耐力項(xiàng)目比賽中，生理應(yīng)激程度不斷增加，通過(guò)降低運(yùn)動(dòng)前的核心溫度，可增加身體蓄熱能力（Bongers et al.，2015；Wegmann et al.，2012），運(yùn)動(dòng)員能夠在達(dá)到臨界核心溫度前完成更多工作，延緩疲勞，提高有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)（Ross et al.，2013）。

3.3 研究的局限

本研究也存在一定的局限性。首先，5人一組的研究樣本量偏少。但Endo等（2003）以5人一組研究了面部冷卻對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響，Castle等（2013）同樣也以5人一組開(kāi)展類似的研究。本研究具有顯著性差異的數(shù)據(jù)具備一定的效應(yīng)量，5人一組的研究對(duì)象能夠一定程度上支撐該研究。其次，研究對(duì)象的匱乏未納入冷飲組和Core ControlTM組，未能直接比較攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻、攝入冷飲和使用Core ControlTM對(duì)有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響，難以從本研究中直接判斷攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻效果是否達(dá)到甚至超過(guò)冰漿的冷卻效果，從而可以代替冰漿預(yù)冷。

4 結(jié)論與建議

高溫環(huán)境下，預(yù)冷攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻降低運(yùn)動(dòng)前的核心溫度和生理應(yīng)激程度，能夠在5 km測(cè)試期間延緩核心溫度的增加和生理應(yīng)激程度，提高有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。在運(yùn)動(dòng)員不能直接攝入冰漿的情況下，可以嘗試使用攝入冷飲結(jié)合手部負(fù)壓冷卻的方法進(jìn)行預(yù)冷。未來(lái)，研究可以進(jìn)一步擴(kuò)大研究規(guī)模，將2種冷卻方法的單獨(dú)與復(fù)合及對(duì)照4組同時(shí)研究，以尋求代替攝入冰漿預(yù)冷的最佳模式。另外，預(yù)冷降低運(yùn)動(dòng)中核心溫度，延緩疲勞的機(jī)制性研究還十分缺乏，開(kāi)展此類研究將有助于建構(gòu)更佳預(yù)冷模式。