高温高湿环境中运动前补液方法及效果研究

黄　　兴，吴　　昊，姚婉婉

●运动人体科学●

高温高湿环境中运动前补液方法及效果研究

黄兴1，2，吴昊1，姚婉婉3

目的：在高温高湿环境中，脱水现象构成了对大众健身人群健康和运动能力的极大挑战，本研究旨在通过对25名自行车爱好者进行运动前补充含一定量甘油的运动饮料的方法，探究运动前补充甘油饮料对人体保水能力和运动能力的影响，为大众健身人群更好地使用甘油超水合补水法提供理论和实践依据。方法：本实验中的25名北京地区的自行车爱好者平均年龄为27.4±5.58岁，形成自身对照。运动员补充饮料后在模拟高温高湿环境训练房进行递增负荷的功率自行车运动（温度控制在35±2℃，湿度控制在60±5%），并监测其尿量、体重下降值、血乳酸、运动持续时间等指标。采用SPSS17.0统计软件包分析数据。结果：1）甘油补充对体重的影响：两组运动前后体重变化值有非常显著性差异（P<0.01）；2）甘油补充对排尿量的影响：甘油实验组的运动后尿量和总尿量均明显著低于安慰对照组 （P<0.05）；3）甘油补充对运动持续时间的影响：甘油实验组的运动持续时间显著长于安慰对照组（P<0.01）；4）甘油补充对血乳酸的影响：甘油实验组运动后即刻的血乳酸浓度明显低于安慰对照组（P<0.05）。结论：1）通过运动前后体重变化和排尿量的变化对比，表明运动前甘油补充可显著增加机体的储水能力；2）通过对安慰对照组和甘油实验组运动持续时间的对比研究表明，甘油补充组运动持续时间显著长于安慰对照组，进一步表明运动前补充甘油饮料有助于延缓运动疲劳的产生，延长运动时间；3）通过对安慰对照组和甘油实验组血乳酸的监测结果表明，甘油饮料的保水效果可显著降低机体因运动产生的代谢酸性物质，从而延缓运动疲劳。

高温高湿；大众健身；补液

在高温高湿环境中，脱水现象构成了对大众健身人群健康和运动能力的极大挑战，许多大众健身爱好者在夏季高温高湿环境中由于脱水，而无法持续运动，甚至对健康造成威胁。为了解决这一问题，在运动前单纯依靠补充含有电解质和糖的运动饮料无法达到很好的使人体完成长时间持续运动的保水效果，因而，本研究旨在通过对25名自行车爱好者进行运动前补充含一定量甘油的运动饮料的方法，探究运动前补充甘油饮料对人体保水能力和运动能力的影响，为大众健身人群更好地使用甘油超水合补水法提供理论和实践依据。

1　研究对象与方法

1.1研究对象

研究对象为北京地区的25名自行车爱好者，年龄在22-32岁，无任何急慢性疾病，受试者基本资料如表1所示。

表1　研究对象基本资料

1.2研究方法

本研究采用自身对照的实验设计，干预品为含甘油饮料和安慰对照饮料（甘油饮料成分：甘油1g/kg体重、果维1.5ml/ kg体重、水20ml/kg体重；安慰对照组饮料：甘油1g/kg体重、果维1.5ml/kg体重），两种饮料的具体成分以及主要区别对研究人员和受试者实施双盲。本实验中的25名北京地区的自行车爱好者平均年龄为27.4±5.58岁，形成自身对照。运动员补充饮料后在模拟高温高湿环境训练房进行递增负荷的功率自行车运动（温度控制在35±2℃，湿度控制在60±5%），并监测其尿量、体重下降值、血乳酸、运动持续时间等指标。采用SPSS17.0统计软件包分析数据。

2　研究结果

2.1甘油补充对体重的影响

表2　实验组与对照组体重的变化情况（±SD）

表2　实验组与对照组体重的变化情况（±SD）

注：**表示运动前后体重变化值与安慰对照组相比较P< 0.01，差异非常显著。

P值运动前裸重（kg）运动后裸重（kg）运动前后体重变化值（kg）安慰对照（C）组　甘油实验（E）组73.04±2.53 72.07±2.48 0.96±0.10** 3.15±2.50 71.83±2.45 1.32±0.10 0.507 0.142 0.001

如表2所示，两组运动后体重均有下降，但下降程度不一致，安慰对照组下降值为1.32±0.10kg，甘油实验组下降值为0.96±0.10kg，两者运动前后体重变化值有非常显著性差异（P< 0.01）；

2.2甘油补充对排尿量的影响

表3　实验组与对照组运动员排尿量的变化（±SD）

表3　实验组与对照组运动员排尿量的变化（±SD）

注：*表示与安慰对照组相比较P<0.05，差异显著。

运动后尿量（ml）总尿量（ml）安慰对照（C）组　　甘油实验（E）组212.00±24.84*447.73±57.66*315.40±39.13 548.41±49.05 P值0.032 0.032

如表3所示，安慰对照组运动后尿量与总尿量分别为315.40±39.13ml与548.41±49.05ml，甘油实验组运动后尿量与总尿量分别为212.00±24.84ml与447.73±57.66ml，甘油实验组的运动后尿量和总尿量均明显著低于安慰对照组 （P< 0.05）。

2.3甘油补充对运动持续时间的影响

表4　实验组与对照组运动员运动时间的变化（±SD）

表4　实验组与对照组运动员运动时间的变化（±SD）

注：**表示与安慰对照组相比较P<0.01，差异非常显著。

P值运动时间（min）　42.76±7.86安慰对照（C）组　　甘油实验（E）组45.92±9.19**0.004

如表4所示，安慰对照组的运动时间为42.76±7.86 min，甘油实验组的运动时间为45.92±9.19 min，甘油实验组的运动持续时间显著长于安慰对照组（P<0.01）。

2.4甘油补充对血乳酸的影响

表5　实验组与对照组运动员血乳酸指标的变化（±SD）

表5　实验组与对照组运动员血乳酸指标的变化（±SD）

注：L表示血乳酸浓度；实验组的指标与对照组运动后即刻L值经检验为正态分布，进行配对样本T检验，*表示与对照组相比较有显著性差异，P<0.05。

安慰对照（C）组　甘油实验（E）组P值安静L（mmol/L）运动后即刻L（mmol/L）3.11±0.89 7.54±3.06 2.88±0.79 6.26±2.67*0.324 0.030

如表5所示，安静状态下受试者的血乳酸浓度分别为3.11±0.89mmol/L、2.88±0.79mmol/L，无显著性差异，但甘油实验组运动后即刻的血乳酸浓度为6.26±2.67mmol/L，明显低于安慰对照组的7.54±3.06mmol/L，且两者有显著性差异（P<0.05）。

3　分析与讨论

3.1甘油补充对身体储水量的影响分析

水分是人体内所有成分中变化最大的，一个人在常温下，不进行任何体力活动，每天的水分丢失量约为总体重的5%-10%。在热环境中对水的基础需要量是在冷环境中的3-4倍［6］。运动过程中机体主要通过出汗散发体内热量，高强度运动的运动员根据个体需要散发的热量不同，在热环境中的出汗率为1.0-2.5L/h，汗液的大量丢失必然会使运动后体重较运动前明显降低，因此，通过比较分析运动员运动前后的体重变化情况可以较直观的反映机体在运动过程中的脱水状况。

在本次实验中，由对照组和实验组运动后体重较运动前都有下降，说明两组受试者都出现了脱水现象，但对照组受试者体重平均下降1.32±0.10kg，而运动前补充含甘油饮料组体重平均下降0.96±0.10kg，且两组受试者体重平均下降值有非常显著性差异（P<0.01），说明运动前补充含甘油饮料组的脱水量低于对照组。

为了最大限度减少汗液丢失以及运动中脱水对运动能力的不利影响，人们往往在运动开始前补充充足水分，甚至在正常基础上进一步提高机体的水分存储量。很多运动前的补液方法都能使机体水储量增加，但随之产生的利尿效应又会使多余的水分通过尿液排出体外，这不仅没有增加机体水储量，还可能因为频繁排尿而影响运动效果。

运动前补充含甘油饮料可使水分保留在体内，而不是随尿液排出体外，在本研究中对照组受试者运动后平均尿量为315.40±39.13ml，实验组为212.00±24.84ml，实验组较对照组有明显下降，且有显著性差异（P<0.05）。对照组摄入水分后排出的总尿量为548.41±49.05ml，实验组为447.73±57.66ml，实验组尿量同样低于对照组，有显著性差异（P<0.05）。结果说明在本实验模型下运动前补充含甘油饮料使受试者一定程度上减少了尿量。

3.2甘油补充对机体有氧运动能力的影响分析

耐力运动中运动至力竭的时间是评价运动员身体状况以及运动能力的重要指标之一［7］，Scheett等［10］2001年研究显示：8名男性运动员先在高温高湿环境中运动至脱水，接着按照补充1g/kg体重的甘油以及运动中丢失的液体的剂量复水，复水过程中摄入含甘油溶液的运动员运动至力竭的时间增加。另外Hitchins等［8］通过实验报道8名优秀男性自行车运动员经过甘油超水合后变速运动能力增加5%。

本研究严格按实验设计流程操作，记录运动员运动至力竭的时间，结果显示安慰对照组的运动时间为 42.76± 7.86min，甘油实验组的运动时间为45.92±9.19min，实验组平均运动时间比对照组增加3.16min，二者有非常显著性差异（P<0.01）。该结果说明运动前摄入含甘油饮料能有效延长运动时间，原因可能是运动饮料加入的甘油减少了尿量，增加了体内的水分存储量，从而推迟了脱水的发生，延长了运动时间，提高运动能力［9］。

乳酸是运动过程中体内葡萄糖在代谢过程中产生的中间产物。由于运动强度相对大，超过了有氧运动的强度，氧的供给量不足以维持相应的运动强度而导致机体内产生乳酸，而这些不能在短时间内进一步分解为水和二氧化碳，从而导致中间产物乳酸大量在体内蓄积。在竞技体育中，教练员一般采用血乳酸值来判断运动员的身体机能状况和训练强度。本研究中，在完全相同的运动负荷与运动环境中，对照组与实验组在运动前安静状态下的血乳酸浓度值无显著性差异，安静状态下受试者的血乳酸浓度对照组为3.11±0.89mmol/L、实验组为2.88±0.79mmol/L，无显著性差异；但实验组运动后即刻的血乳酸浓度为 6.26±2.67mmol/L，明显低于对照组的 7.54± 3.06mmol/L，且两者有显著性差异（P<0.05）。说明在相同负荷下，实验组受试这体内蓄积的乳酸更少，运动前补充含甘油运动饮料在一定程度上提高了机体的有氧运动能力。

4　小结

1）通过运动前后体重变化和排尿量的变化对比，表明运动前甘油补充可显著增加机体的储水能力；2）通过对安慰对照组和甘油实验组运动持续时间的对比研究表明，甘油补充组运动持续时间显著长于安慰对照组，进一步表明运动前补充甘油饮料有助于延缓运动疲劳的产生，延长运动时间；3）通过对安慰对照组和甘油实验组血乳酸的监测结果表明，甘油饮料的保水效果可显著降低机体因运动产生的代谢酸性物质，从而延缓运动疲劳。

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［3］Sawka，M.N.，C.B.Wenger，K.B.Pandolf.Thermoregulatory responses to acute exercise‐heat stress and heat acclimation［J］.Comprehensive physiology，2011（1）.

［4］陈潇斐.电解质饮料对运动员水盐代谢影响的研究［D］.上海：上海体育学院，2011.

［5］罗纳德.J.莫恩.运动营养［M］.北京：人民体育出版社，2004.

［6］Adolph，E.F.，Physiology of Man in the Desert［J］.Physiology of Man in the Desert，1947.

［7］Megan LR Ross，Nikki A Jeacocke，Paul B Laursen，David T Martin，et al.Effects of lowering body temperature via hyperhydration，with and without glycerol ingestion and practical precooling on cycling time trial performance in hot and humid conditions［J］.Journal of the International Society of Sports Nutrition，2012（9）.

［8］Hitchins，S.，et al.Glycerol hyperhydration improves cycle time trial performance in hot humid conditions［J］.Eur J Appl Physiol Occup Physiol，1999（5）.

［9］SuleymanPatlar，HasanYal?in，EkremBoyali，TheEffectofGlycerol Supplements on Aerobic and Anaerobic Performance of Athletes and SedentarySubjects［J］.JournalofHumanKineticsvolume，2012.

［10］Scheett，T.，M.J.Webster，and K.Wagoner，Effectiveness of glycerol as a rehydrating agent［J］.International journal of sport nutrition and exercise metabolism，2001（1）.

Study on the Effect of Drinking Method before Exercise in the Environment of High Temperature and High Humidity

HUANG Xing1，2，WU Hao1，YAO Wanwan3

Object:Dehydration is one of the most common problems in sports in the environment of high temperature and high humidity.It is an important cause of sports fatigue and lead to a serious challenge to the development of health and the sports performance.This study selected 25 cycling enthusiasts to drink a certain amount of glycerol-containing beverages before exercise,and to explore the effect of intervention of the water storage to human body in the environment of high temperature and high humidity to provide some drinking advices to improve their health and sports performance.Methods:This study was a self-control experiment.The interventions were glycerol containing beverage(E)and placebo beverage(C).The subjects were 25 healthy cycling enthusiasts,whose average age was 27.4±5.58 years old.They performed two times to form self-control,and related indicators were tested in the process of test.Results:1.The urine output volume after exercise and total urine volume of the experimental group were lower than the control group,and there was a significant difference(P<0.05);2 After exercise,there was very significant difference in the decreased value between control group and experimental group the control group’s weight loss(P<0.01);3.The experimental group’s endurance riding time was 45.92±9.19 minutes,which was longer than that of the control group was 42.76±7.86 minutes,there was a significant difference(P<0.01);4.The lactate after exercise of experimental group was significantly lower than the control group(P<0.05).Conclusions:1.The comparison of the weight and urea volume before and after the exercise between the two groups showed that the method of drinking a certain amount of glycerol-containing beverages before exercise would improve the water storage capacity.2.The results of the endurance riding time and the lactate showed thatthe method of drinking a certain amount of glycerol-containing beverages would delay spots fatigue and increase the exercise time.

hightemperatureandhighhumidity；massexercise；drinkingmethodbeforeexercise

G804.21

A

1003-983X（2016）01-0026-03

2015-11-03

北京高校 “青年英才计划”项目（YETP1702）；北京市教委科技计划面上项目（KM201510029003）

黄兴（1983-），女，湖北武汉人，在读博士，讲师，研究方向：运动机能评定和运动生物化学.

1.首都体育学院，北京100191；2.北京体育大学，北京100084；3.北京市朝阳区王四营中心小学，北京100023
1.Capital University of Physical Education and Sports，Beijing，100191；2.Beijing Sports University，Beijing，100084；3.Wangsiying Center Primary School of Chaoyang District in Beijing，Beijing，100023