高温高湿环境下高水平古典式摔跤运动员运动热调节反应及补液干预的作用

侯希贺，王人卫，吴卫兵，李合，，盛泽田



高温高湿环境下高水平古典式摔跤运动员运动热调节反应及补液干预的作用

侯希贺1，王人卫2，吴卫兵3，李合2，3，盛泽田4

目的：探讨高水平古典式摔跤运动员在高温高湿环境下运动的身体热调节反应以及补液干预对热调节的影响。方法：研究对象为8名男性高水平古典式摔跤运动员，运动员年龄16.1±2.3岁，最大摄氧量44.5±7.2ml/kg/min，训练年限3.8±1.7年。分别在常温常湿、高温高湿和高温高湿补液三种条件下进行运动，每一种条件试验间隔时间为10天，运动的强度都为70% VO2max。且在每次试验前后测试核心温度，试验过程中测试血乳酸、心率，试验后收集汗液测试电解质。结果：(1)高温高湿环境下运动员机体核心体温、血乳酸、心率、汗液离子浓度均显著高于常温常湿环境，运动持续时间显著低于常温常湿环境；(2)在高温高湿环境下通过补液，运动员机体核心体温、血乳酸、心率、离子浓度均显著下降，运动持续时间显著升高。结论：高温高湿环境下，运动员的核心体温、血乳酸、心率等升高明显，汗液离子丢失明显，运动持续时间较短，运动能力受到较大影响。补液对减少高温高湿环境汗液离子丢失、维持运动能力具有较好的作用。

高温高湿环境；古典式摔跤运动员；运动；热调节；补液

高温高湿是运动员运动训练和比赛不可避免的环境条件，尤其是运动员跨地域的从一个常温常湿环境到另一个高温高湿的环境，这种突然的运动环境改变往往导致运动员产生热应激，影响运动技能的发挥，因此热应激一直是竞技体育界密切关注的问题[1]。针对这种情况，如果不采取合理措施，会导致运动员机体核心温度过高，脱水加重，从而严重影响运动能力，并对运动员机体造成伤害[2]。

古典式摔跤作为奥运会最古老的运动项目之一，在世界范围内特别是欧美国家非常受欢迎，中国曾经在奥运会上获得1枚银牌(2008年北京奥运会常永祥)，3枚铜牌(1992年巴塞罗那、1996年亚特兰大、2000年悉尼盛泽田)，现阶段具备冲击奥运会金牌的实力。古典式摔跤是室内项目，不同摔跤场馆通风降温设施条件差异大；且国内外主要赛事大多安排在每年的6-10月举办，气温比较高；比赛地也常安排在高温高湿地区，如2010年亚运会在广州举行，2015年亚洲摔跤锦标赛在卡塔尔首都多哈举行，高温高湿的环境使很多优秀选手发挥失常，没有取得与平时水平相符的比赛成绩；再则运动员要根据体重参加相应级别的比赛，赛前需要控降体重来达到参赛体重标准，加大了比赛的难度。目前国内外相关的研究较多以动物实验为主，人体试验多见于军人的体能训练[3]，而对室内项目的古典式摔跤运动员在湿热环境下运动机体对热调节反应及补液干预的研究尚少。因此，为了进一步提升古典式摔跤在高温高湿等热应激条件下的运动能力，本研究探讨热应激环境下古典式摔跤运动员机能的变化，分析补液对运动员机能和运动能力的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象

研究对象为上海体育学院竞技体育学校古典式摔跤队男性运动员8名，其中3名国家健将，5名国家一级运动员，基本情况见表1。试验前向受试对象说明实验目的、流程以及实验的可能风险，并签订知情同意书。同时对每个试验对象进行健康问卷调查和医学检查，体质测试与评估，排除健康隐患。

表1 试验对象基本情况Table 1 Profiles of subjects

1.2 试验设计

采取自身对照设计，分别完成常温常湿(温度为26℃、湿度为50%RH)、高温高湿(温度为38℃、湿度为80%RH)、高温高湿补液(温度为38℃、湿度为80%RH)条件下测试。参考课题组以往研究，每一环境试验间隔时间为10天[4]。试验安排在2013年12月到2014年1月间，在由美国Submital A&S公司建造的上海体育学院运动环境实验室模拟环境舱内完成。

补液参考许弟群等研究方法[5]，分别在运动前、运动15分钟时，补充含有矿物质的运动饮料200ml。本试验所用补液为国家反兴奋剂检测中心验证过的某运动饮料，其每100ml饮料含碳水化合物6g、钠43mg、钾13 mg，其余为纯净水。

1.3 指标测试方法

1.3.1 最大摄氧量测试

在实验前1周进行最大耗氧量测试，采用可调式功率自行车(Ergoselect 100，Ergoline，Germany)逐级递增负荷至力竭，间接测热法(K4b2，Cosmed，Italy)测得，最大耗氧量为最大耗氧量峰值上下浮动30s的耗氧量均值[6]，求出所对应的功率为最大耗氧量功率。训练中，采用70%的最大功率进行运动。

1.3.2 核心体温测试

采用测定直肠温度的方法，要求受试者当天中午12点前用完中餐，午休后适量饮水，提前30分钟到达实验室，排空大小便后，进入环境舱5分钟前测定直肠温度。运动完成后，包裹浴巾走出环境舱，即刻测试直肠温度。测量核心温度仪器为玻璃棒式水银温度计(上海华辰医用仪表有限公司)，测量时严格按照说明书进行，专人负责。

1.3.3 汗液收集及检测

自制汗液收集袋收集汗液，其制作和使用参照文献并做适当修改：实验前将聚乙烯塑料用去离子水浸泡一天，再冲洗3遍，置室温下阴干，适当裁剪，主体做成圆筒状，并在筒状下沿做一连体漏斗状收集袋，以封口机密封备用。使用方法：被试者进入环境房前，用肥皂将其左手擦洗干净，温热自来水彻底冲洗，温热蒸馏水再润洗1遍，干净纱布抹干，将汗液收集袋套于上臂，在肱二头肌两端以肌內效贴布缠绕，松紧适度，上端纵向粘贴在左肩峰处，避免其在运动过程中脱落，下端在肘关节上方2厘米处。运动结束，用干净夹钳移去汗液收集袋，移液枪精确移取汗液置于5mL离心管中，离子选择电极法(HITACH2100全自动生化分析仪，日立公司)检测汗液Na+、K+、Cl-。

1.3.4 血乳酸测试

考虑持续时间的差异，查阅相关文献后，将血乳酸测试时间规定在运动开始前、运动15分钟时、运动结束即刻三个点。采用日本便携式血乳酸分析仪-LT1710进行血乳酸测试。

在高中地理课堂上，很多的现象需要借助想象力、思维力去进行解释分析，因此就需要学生具备基本的逻辑思维能力，理清事物之间的相互发展顺序，明白彼此之间如何施加影响作用，进而更好地理解地理学科中出现的相关概念，从而更好地分析多种自然现象产生的原因。为了实现这一教学目标，高中教学也在不断地探索。从高考试题中可以看出这几年加大了学科思维量，越来越重视考查学生地理学科思维、地理学科能力。

1.4 数据统计方法

2 结果

2.1 核心温度的变化

由表2可见，运动前常温常湿、高温高湿、高温高湿补液三组核心温度没有显著性差异(P>0.05)，运动后高温高湿组核心温度显著性升高(P<0.05)，而常温常湿组和高温高湿补液组核心温度升高但没有显著性差异(P>0.05)；其中运动前后核心温度变化差值高温高湿组最大。

表2 不同运动环境下核心温度的变化Table 2 Changes of core temperature in different exercise environments

2.2 运动持续时间的变化

表3 运动持续时间的变化Table 3 Changes of exercise duration

由表3可见，常温常湿条件下，运动时间最长，在未采取补液措施的高温高湿条件下运动时间持续最短，而经过补液后，在高温高湿条件下持续运动的时间延长。经过单因素方差分析发现，与常温常湿组比较，高温高湿和高温高湿补液组运动时间显著性降低(P<0.05)，而与高温高湿组比较，高温高湿补液组运动时间显著性延长(P<0.05)。

由表4可见，随着运动时间的增长，三组实验对象的心率均逐渐升高，至运动结束时高温高湿组心率最高、其次分别是高温高湿补液组和常温常湿组。与常温常湿组相同时间节点测试的心率比较，高温高湿组心率显著性升高(P<0.05)；与高温高湿组相同时间节点测试的心率比较，高温高湿补液组在15分钟、20分钟时间节点的心率显著性升高(P<0.05)。

表4 不同热湿环境下运动过程中心率变化Table 4 Changes of heart rate in different exercise environments

2.4 血乳酸的变化

由表5可见，血乳酸浓度随运动时间的延长急剧上升，其中高温高湿组运动后乳酸浓度升高最高。与常温常湿组比较，高温高湿和高温高湿补液组运动中第15分钟血乳酸浓度显著性高于常温常湿组(P<0.05)；与常温常湿组比较，高温高湿和高温高湿补液组运动运动后血乳酸浓度也显著性高于常温常湿组(P<0.05)。与高温高湿组比较，高温高湿补液组运动后血乳酸浓度显著性升高(P<0.05)。

表5 血乳酸浓度的变化Table 5 Changes of blood lactic acid

2.5 汗液离子浓度的变化

由表6可见，运动后常温常湿、高温高湿、高温高湿补液三组汗液中钠、钾、氯离子浓度发生明显变化，与常温常湿组比较，高温高湿组钠、钾、氯离子浓度均显著性升高(P<0.05)；与常温常湿组比较，高温高湿补液组钾离子浓度显著性降低(P<0.05)，而钠和氯离子浓度虽然降低但未见显著性差异(P>0.05)。

表6 不同运动环境下汗液离子的变化Table 6 Changes of sweat ion in different exercise environments

3 分析与讨论

特殊人群如运动员、消防员等，为了能够在湿热环境下工作，经常会采取一些防护措施以减少热应激产生的危害[7]。在湿热环境下训练或比赛，对运动员运动能力及其对环境的耐受力都是极大挑战，湿热环境下运动更易致人体脱水进而影响运动能力。

核心温度和心率是机体热调节反应的重要生理学指标，本研究发现，在高温环境运动员高强度运动之后，机体核心温度明显升高，身体体温达到38℃-39℃。体温过度升高直接导致机体多种组织细胞结构异常，进而使一系列生理反应紊乱，严重影响机体生理功能，降低机体脑体作业能力。Nybo等通过热环境下进行耐力性运动的运动员的体液循环和体温调节的研究认为，体温过高是导致运动疲劳、运动持续时间过短的关键因素，而其诱发的运动性疲劳可能是由大脑皮层的运动中枢控制的[8]。同时有研究表明，饮料可提高湿热环境下的运动能力，降低核心体温，延缓机体疲劳[9]。本研究也发现，在运动前中后补液，对于维持核心体温具有显著作用。高温环境补液的生理作用在于能量代谢、体温调节和心血管适应，研究结果表明运动时补液可以减少由于脱水引起的体温升高，同时提高运动员高温环境的运动能力。

血乳酸是乳酸能系统供能时的代谢尾产物，是评价运动训练效果的理想指标。本研究中运动员在高温高湿环境下，在未进行补液时，血乳酸浓度显著高于常温常湿环境下的运动。有研究表明，高温环境下运动机体脱水提高了体内二氧化碳和乳酸浓度，在进行高温递增负荷运动时血乳酸的上升是由于活动肌肉的糖元分解加强而非局部缺氧所致[10]。而且，高温脱水导致机体代偿增加，以满足运动肌的血液需求，加速疲劳产生[11-13]。本研究中，运动前各组血乳酸浓度变化并无显著性差异，而在运动中、运动后上述指标差异较大，其中高温高湿环境下血乳酸显著高于常温常湿环境和高温高湿补液环境。在高温高湿环境下，通过外源性补液，可以有效防止运动过程中乳酸升高，从而有利于延长运动时间，提高运动能力[14]。研究结果表明，适时补液可增加运动员相同负荷下的运动时间，延长机体力竭时间，并有效避免机体脱水。

高温环境下，机体通过大量分泌汗液来维持热平衡，当汗液中的水盐丢失量超过一定限度，或水盐丢失比例严重失衡时，就会导致机体水盐代谢失调，若不进行及时适当处理，便会影响健康并降低运动能力，甚至危及生命[15-16]。本研究试验在高温高湿条件下运动后汗液流失的Na+、K+、Cl-显著高于常温常湿和高温高湿补液条件下的丢失，与许弟群博士研究相似，在运动热习服期间钠离子和氯离子浓度均显著性、进行性下降[17]。在高温高湿环境下，经过补液后，三种汗液离子的浓度基本恢复到常温常湿条件时的浓度。受试对象的Na+、K+、Cl-出现这种变化，首先是受运动的影响，核心体温降低，导致机体代偿下降，体温调定点下调，减少液体的流失；其次受补液干预手段的影响，补液提供了外源性矿物质。

4 结语

高温高湿环境下，运动员的核心体温、血乳酸、心率等升高明显，汗液离子丢失明显，运动持续时间较短，运动能力受到较大影响。补液对减少高温高湿环境汗液离子丢失、维持运动能力具有较好的作用。

[1] Goulet ED. Effect of exercise-induced dehydration on time-trial exercise performance：a meta-analysis [J].Br J Sports Med，2011，45(14)：1149-1156.

[2] Grundstein AJ，Ramseyer C，et al.A retrospective analysis of American football hyperthermia deaths in th United States [J]. Int J Biometeorol，2012，56(1)：11-20.

[3] Taylor N A. Challenges to temperature regulation when working in hot environments[J]. Industrial health, 2006, 44(3): 331-44.

[4] 吴卫兵，王人卫，李国强. 补液对热湿环境下运动机体热调节反应及体液调节激素的影响[J].中国运动医学杂志，2014,48(7):65-70.

[5] 许弟群，王人卫. 补液对湿热环境中青少年中长跑运动员运动时感觉反应的影响[J].中国运动医学，2013,32(3)：204-210.

.[6] Hamouti N, Del Coso J,et al.Sweat sodium concentration during exercise in the heat inaerobically trained and untrained humans [J].EurJ Appl Physiol, 2011, 111(11):2873-81.

[7] BAKER LB, STOFAN JR, et al. Comparison of regional patch collection vs. whole body wash down for measuring sweat sodium and potassium loss during exercise[J]. J Appl Phys，2009，107(3)：887-895.

[8] Nybo L.Brain temperature and exercise performance[J].Exp Physiol,2012,97(3):333-9.

[9] Wilk B，Timmons BW，Bar-Or O.Voluntary fluid intake，hydration status，and aerobic performance of adolescent athletes in the heat[J]. Appl Physiol Nutr Metab，2010，35(6)： 834-841.

[10] Romanovsky AA.Thermoregulation：some concepts have changed.Functional architecture of the thermoregulatory system [J].Am J Physiol-REGI，2007，292(1): R37-R46.

[11] Takatori T, Hasegawa H, et al. Effects of water ingestion interval on thermoregulatory responses during exercise in the heat[J]. Jpn Phys Fitness Sports Med .2002,51:317-24.

[12] Siegel R，Mate J, et al.The influence of iceslurry ingestion on maximal voluntary contraction following exercise-induced hyperthermia[J].Eur J Appl Physiol，2011, 111(10)：2517-2524.

[13] Dugas J.Ice slurry ingestion increases running time in the heat[J].Clin J Sport Med，2011, 21(6)：541-542.

[14] Leon L R, Helwig B G. Heat stroke: Role of the systemic inflammatory response[J]. Journal of Applied Physiology, 2010, 109(6): 1980-1988.

[15] Maughan R, Shirreffs S. Exercise in the heat: challenges and opportunities [J]. J Sports Sci .2004,22: 917-927.

[16] Vasudev A，Tripathi KD，Puri V. Correlation of salivary carbamazepine concentration in epilepticpatients: implications for therapeutic drug monitoring[J]. Neu-rol India，2002，50(1):60-62.

[17] 许弟群，王人卫. 模拟环境习服对青少年中长跑运动员湿热环境急性运动机能的影响[D].上海：上海体育学院，2013，6:39-40.

(编辑 孙君志)

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

上海市人类运动能力开发与保障重点实验室项目(11DZ2261100)；上海体育学院085工程教师科研能力提升专项院管课题(B-S13-3110109)。

侯希贺，硕士，研究方向：运动防护,E-mail:houxihe@126.com。通讯作者：李合。

1.上海体育学院附属竞技体育学校，上海 200438；2.上海体育学院运科学院，上海 200438；3.上海师范大学体育学院，上海 200234；4.安徽省体育局，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