失溫影響運動員運動能力的生化分析

李 穎, 林文弢

(1.肇慶市體育學(xué)校,廣東 肇慶 526000; 2.珠?？萍紝W(xué)院,廣東 珠海 519041)

失溫問題其實是一個古老的話題,近期“甘肅白銀越野賽事故”的發(fā)生使失溫問題再次引發(fā)人們的關(guān)注。隨著北京冬奧會的臨近,人們參與冰雪運動的熱情空前高漲,如何有效避免運動中失溫成為須認真面對的問題。人體運動中失溫現(xiàn)象的發(fā)生除了與外界環(huán)境有關(guān)外,與運動員的基礎(chǔ)體能、運動能力、熱量儲備等有密切關(guān)系[1]。只有提前做好防護措施,使運動員保持良好的競技狀態(tài),才能避免運動傷害事故的發(fā)生。

1 失溫的概念、分類

失溫是指人體的核心體溫過低并產(chǎn)生寒顫、迷茫、心肺功能衰竭等一系列癥狀,甚至造成死亡。人體核心區(qū)主要指大腦和軀干內(nèi)的心、肺等維持生命的主要器官,是相對于人體四肢和表層皮膚而言的。人體核心體溫一般維持在36.5～38.5 ℃,該溫度是人體內(nèi)各種酶反應(yīng)的最佳溫度。

失溫可分為輕度失溫(32～35 ℃)、中度失溫(28～32 ℃)、重度失溫(28 ℃以下)幾個階段。體溫降至30 ℃時,人體進入一種看似死亡其實活著的狀態(tài);體溫27～30 ℃時,人體肌肉僵硬,進入半昏迷或昏迷狀態(tài),脈搏與呼吸頻率變慢,可能有心房纖顫;體溫25～27 ℃時,人體失去意識,心跳和呼吸反復(fù)無常且非常淺,脈搏可能觸摸不到,任何突然的沖擊都可能引起心室顫動并導(dǎo)致死亡;體溫24～25 ℃時,人體將出現(xiàn)肺水腫、呼吸衰竭等癥狀,很可能在達到這個溫度之前就已經(jīng)死亡。

從概念上來說,失溫和凍傷既相關(guān)又有所不同。失溫是人體熱量流失大于熱量補給,導(dǎo)致人體核心區(qū)溫度降低,會產(chǎn)生寒顫、迷茫、心肺功能衰竭等一系列癥狀,嚴重時導(dǎo)致死亡。這里的核心區(qū)溫度就是醫(yī)學(xué)上說的體溫(或者叫人體內(nèi)部溫度),人體的理想核心溫度相對比較恒定,約為37 ℃。凍傷是指人體表面因接觸寒冷空氣、液體、物體而造成的肢體和表皮組織麻木、水皰或壞死等病癥。從致病機理來說,失溫和凍傷也不相同。當(dāng)核心體溫在37 ℃以下時,人體部分酶的功能就會失效,正常的化學(xué)反應(yīng)也會減慢,進而抑制人體的其他機能;當(dāng)人體核心溫度低于30 ℃時,死亡幾乎無可避免。凍傷多見于人體體表局部區(qū)域,特別是臉、鼻、耳等突出部位,因溫度降低導(dǎo)致局部潰爛、壞死。所以,凍傷一般發(fā)生在低溫環(huán)境下,而失溫則不一定,夏天也會發(fā)生失溫,失溫與環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)力等有很大關(guān)系。

2 失溫對身體機能的影響

人體在低溫環(huán)境下進行大強度運動時,由于排汗等原因使皮膚和衣服潮濕,機體散熱速度加快,進而加速運動員體溫下降。輕度失溫時外圍血管收縮,運動員不自主地打顫,不能做復(fù)雜的動作,但能夠走路和說話,后期身體會發(fā)僵,不能用手做復(fù)雜的動作。中度失溫時,運動員意識開始模糊,說話含糊不清,身體劇烈抖動,行為失常,由于外圍血流量不足,動作協(xié)調(diào)性開始喪失,尤其是手部,但自己不覺得冷,動作慢且看上去費勁,腳下開始磕磕絆絆,也可表現(xiàn)為警覺。重度失溫時,身體會出現(xiàn)持續(xù)性的劇烈抖動,說話困難,思維遲鈍并開始健忘,活動能力明顯衰退,后期抖動變?yōu)殚g歇性的,暫停的時間會逐漸加長直到抖動完全停止。

3 失溫影響運動能力的生化機制

3.1 體溫的調(diào)節(jié)

在神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)機制下,機體的產(chǎn)熱量和散熱量保持動態(tài)平衡。調(diào)節(jié)體溫的主要中樞是下丘腦,人體的皮膚、黏膜和內(nèi)臟器官分布著能感受溫度變化的溫度感受器。溫度感受器分為對高溫敏感的溫感受器和對低溫敏感的冷感受器。與體溫調(diào)節(jié)有關(guān)的器官和系統(tǒng)有內(nèi)臟器官、血液循環(huán)系統(tǒng)、骨骼肌、皮膚、甲狀腺、腎上腺等。突然遇到冷刺激,機體會馬上做出應(yīng)激反應(yīng),收縮血管,減少外周血流量,身體打顫,需要的攝氧量增加,最大可達2.2 L/min,是靜息時的6倍。當(dāng)寒冷持續(xù)時,皮膚的立毛肌收縮,骨骼肌也產(chǎn)生非自主顫栗,使產(chǎn)熱量增加。在上述過程中,有關(guān)神經(jīng)的興奮還可促進腎上腺分泌,使腎上腺素的分泌量增加,導(dǎo)致體內(nèi)代謝活動增強,產(chǎn)熱量增加。炎熱時,皮膚血管舒張,增加血流量和汗液的分泌,汗液蒸發(fā)帶走熱量,使散熱量增加。長時間暴露在低溫環(huán)境下會對運動過程中骨骼肌的能量代謝產(chǎn)生影響。

3.2 失溫與能量代謝

溫度是運動時重要的環(huán)境因素,不同溫度對運動員的身體機能有不同的影響。人體在物質(zhì)代謝中所釋放的能量僅有約30%用于完成各種形式的機械功,70%則轉(zhuǎn)化為熱能,成為體熱的來源。體溫特指機體深部(心、肺、腦和腹腔臟器等)的平均溫度,機體深部的溫度通常比較穩(wěn)定,但由于體內(nèi)各器官的代謝水平不同,溫度略有差異,但不超過1 ℃。人體運動時,骨骼肌的代謝最活躍,溫度最高,依賴三大能源物質(zhì)的代謝產(chǎn)生熱量[2]達到維持體溫的目的。處于低溫環(huán)境時,人體通過非自主顫栗的方式產(chǎn)熱來維持體溫的恒定。肌肉收縮需要大量的能源物質(zhì),由于骨骼中ATP、CP儲量較少,作為三大能源物質(zhì)之一的糖在低溫運動的能量供應(yīng)中發(fā)揮重要作用,肌糖原、血糖等很快參與供能,同時耗氧量迅速增加,血乳酸濃度較常溫環(huán)境時高。隨著低溫環(huán)境中機體運動強度的增加,非自主顫栗反應(yīng)消失,常溫和低溫環(huán)境下血乳酸濃度沒有顯著差異[3]。如果顫栗持續(xù),那么蛋白質(zhì)、脂肪都會按照比例和一定的順序參與供能。失溫初始階段新陳代謝增加,脂肪成為機體能量的重要來源。冷環(huán)境下的運動進一步加強對機體代謝的刺激,從而使脂肪酸氧化量顯著增加[4],冷環(huán)境中脂肪的最大氧化率與最大氧化強度均有所增加[5]。同時,棕色脂肪變得活躍,迅速將白色脂肪轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和熱量,增加產(chǎn)熱以對抗寒冷[6]。研究[7]表明,在-10～20 ℃范圍內(nèi),溫度越低糖的氧化速率越快,而脂肪的氧化速率逐漸減慢,這可能是低溫環(huán)境下呼吸商高于常溫環(huán)境的重要原因。隨著運動員對冷環(huán)境的適應(yīng),主要供能物質(zhì)也會發(fā)生變化,所以運動員在冷環(huán)境中訓(xùn)練要結(jié)合具體的環(huán)境溫度、運動強度及運動員利用各種能源物質(zhì)的能力等綜合判斷占主導(dǎo)地位的供能方式。人體處于失溫狀態(tài)時,三大能源物質(zhì)被迅速動員,加強代謝速率,補充體溫。

4 失溫的預(yù)防措施

4.1 加強專項體能訓(xùn)練,提高運動時能量供應(yīng)能力

低溫環(huán)境對運動員的運動能力產(chǎn)生不利影響,良好的體能訓(xùn)練對運動員保持核心溫度的恒定有重要作用。科學(xué)的體能訓(xùn)練可以提高運動員對三大能源物質(zhì)的動員和利用速率,使運動員在體溫降低時迅速得到能量補充。運動員的基礎(chǔ)體能訓(xùn)練不僅限于耐力訓(xùn)練,還包括力量、平衡、靈敏、柔韌、速度等多方面訓(xùn)練。如果運動員忽視科學(xué)訓(xùn)練,只注重大運動量和高強度練習(xí),容易導(dǎo)致體能下降,若身體肌肉、脂肪比例下降過多,面對高海拔、低溫、下雨、大風(fēng)環(huán)境則容易失溫。

4.2 加強寒冷天氣訓(xùn)練,提高運動員低溫適應(yīng)能力

多次冷應(yīng)激可以提高運動員的寒顫閾,延遲失溫的發(fā)生。運動員要加強這種低溫訓(xùn)練并逐漸習(xí)服,特別是氣候溫暖地區(qū)的運動員要經(jīng)常去寒冷地區(qū)進行訓(xùn)練或體驗,避免在低溫環(huán)境運動時出現(xiàn)不適或失溫現(xiàn)象。一般來說,低溫環(huán)境及高原訓(xùn)練需要3～4周適應(yīng)期才能發(fā)揮出正常水平。

4.3 加強營養(yǎng)攝入,提高運動員低溫營養(yǎng)儲備

究其原因,失溫是由于能源物質(zhì)儲備和代謝速率沒有趕上身體丟失熱量的速度。糖、脂儲備充足可以極大地提高運動員的有氧、無氧供能能力,增強低溫時的產(chǎn)熱效率,運動員戶外運動或比賽前一定要進食高熱量、高密度的食物,提高能量儲備,同時做好中途補給。此外,隨身攜帶一些高熱量食品,如壓縮餅干、巧克力等,以備不時之需。

4.4 做好應(yīng)急處理預(yù)案,提高運動員突發(fā)事件應(yīng)對能力￣

保溫是防止熱量散失的必要條件,出發(fā)前選擇快干排汗的內(nèi)衣,備好保暖防風(fēng)的外衣及高熱量的食物和熱飲等,防止脫水,避免過度出汗和疲勞。運動員要有危機意識,當(dāng)身體發(fā)出警示信號(如顫抖)時,要特別重視。一旦遇到有人失溫,需將患者搬離濕冷、風(fēng)寒地段,換掉濕衣服,盡快給予其含糖飲料或運動飲料,將熱水瓶包在衣服、襪子、帽子里放在腋窩、腹股溝、頸部,用被子或毯子進行包裹。如果沒有熱源,必要時可以用身體直接接觸導(dǎo)熱。如果確認頸部脈搏和心跳停止,可以進行心肺復(fù)蘇。應(yīng)該注意:不能給失溫患者飲酒取暖,否則會加劇失溫;外界熱源直接作用于四肢,會加速核心溫度降低;不宜采用滾燙的熱源。搬動重度失溫患者時動作要輕,因為重度失溫者心臟跳動非常緩慢和輕微,對外界力量的反應(yīng)非常敏感,動作過大容易導(dǎo)致患者心跳停止。

5 小 結(jié)

低溫環(huán)境暴露是運動訓(xùn)練和比賽中不可避免的情況,不同溫度對機體產(chǎn)生的影響不同。適當(dāng)?shù)牡蜏丨h(huán)境訓(xùn)練不僅能提高運動員脂代謝能力,還能增強免疫力,提高耐力水平。失溫是低溫環(huán)境暴露時間過長的一種病癥,甚至危及生命。運動員一定要加強專項體能訓(xùn)練和冷適應(yīng)練習(xí),同時注意高能量營養(yǎng)的補充。低溫天氣戶外運動或比賽前要做好充分的準備工作,避免出現(xiàn)失溫現(xiàn)象,一旦發(fā)生要及時、有效地處理和救治,避免傷亡事故的出現(xiàn)。