模拟条件下热习服训练的必要性、方法和效果评估

刘 珺，杨晓明，张向阳，邓 略，宁 波，刘 莉，林 凯

高温高湿是我国亚热带地区的主要气候特点，是驻地部队训练和执行任务不可避免的环境条件。某些特殊兵种人员需在高温、封闭的场所作业，或身着的作业训练服等不通风、不散热，使机体处于湿热的微小环境中。处于高温高湿环境中时，人的体感温度(热指数)上升，尤其在运动时，人的机体产热大于散热，热量在体内蓄积，当核心温度超过39 ℃时，过度的热应激反应会对人体组织细胞产生毒性，影响人体许多器官功能，包括神经系统、肝脏、肾脏及凝血功能等，也可损害认知能力[1]。为了克服湿热特殊环境对人体的影响，可通过开展热习服训练，提高人体热耐受能力。以往认为自然环境条件达标时热习服训练效果最好，但很多情况下，自然环境往往不适合热习服训练，甚至无法完成热习服训练，因此，近年模拟热环境中的热习服训练越来越受到重视。

1 热习服训练的影响与机制

1.1 高温对人体生理的影响 人体体温的调节是通过下丘脑体温调节中枢实现。核心温度升高时，调节中枢通过增加皮肤血流以对流、传导方式散热，还通过出汗散热降低机体温度。在高温环境下，内脏器官、不活动的肌肉和大脑中血液循环减少[2]，以增加皮肤血流量达到降低体温的目的[3]。皮肤血流量通常会随核心温度升高而增加，当核心温度达到38 ℃时会达到最高水平，即最大皮肤血流量的50%[4]。运动期间，骨骼肌血流会显著增加，以向肌肉组织输送氧气及能量等[5]。随着长时间运动出汗引起脱水进而导致血容量下降，皮肤和骨骼肌循环就会争夺有限的血液供应[6]，此时运动能力及体温调节能力均会下降，如不能及时补充血容量，核心温度升高会发生中暑。另外，人员穿戴的防护服和装备会减少人体皮肤与空气的接触，不利于散热，防护装备也会增加代谢负担，加大骨骼肌对血流的需求[7]，使散热能力下降。所以，在高温高湿环境中穿着厚重的人员更易中暑。

1.2 热习服训练的机制 进行灾难救援或处理突发事件时，人员会临时调遣到较热的环境中，准备时间很短，可以采取以下策略从环境层面和个人层面对抗热环境对人体的影响。例如，通常可以预先改进生活环境以降低温度调节要求(住房内装空调、扩大遮荫区域)，并在活动后用冷水浸泡帮助人员降温，补充电解质以预防低钠血症[8]。

热习服是通过一段时间的高温反复作用而使身体逐步适应热环境，提高耐热能力的训练方法，主要的目的是提高机体体温调节能力。热习服后下丘脑体温调节中枢敏感性增加，温度调节点会下移，提早开始下调体温，使高温在体内蓄积的机会减小。热习服后较之前基础体温降低，心血管功能增强，运动时心脏排血量增加，确保皮肤血流量充足以增加散热能力，血容量明显增加，减少了出汗导致血容量不足的现象[9]。

2 热习服的训练方法

热习服最佳训练环境为气温35～40 ℃，相对湿度20%～60%，达不到此标准时则在室外热习服训练效果较差。多数情况下，在需要热习服训练时自然环境条件往往不达标，虽然通过增加毛衣、雨衣的方法可使微环境达到热习服所需要的温度、湿度标准，但因无法准确监控微环境温度、湿度，也无法精准把控训练时气候对微环境的影响，实际操作很难实现，另外很难规范增加服装的厚度，衣服增加不当反而可能导致中暑，因此，通过增加衣服的热习服训练无法达到预期的训练效果。近年来越来越多温、湿度可控模拟热环境条件下的热习服训练方法因操控性强，逐渐被人们接受。

2.1 被动热习服 模拟条件下被动热习服指受训者只需暴露在热环境中，不做任何运动。被动热习服方式有热室中静坐、蒸桑拿或热水浸泡等。实现被动热习服训练需要建立桑拿浴室或热水浸泡设施，便于多人可以同时接受热习服训练。

加热室内静坐是将室内温度人工调节到40～50 ℃，相对湿度20%～75%，静坐1～2 h。文献[10，11]报道，连续7 d每天在温度32 ℃、相对湿度20%的热室中静坐4～6 h，或连续11 d每天在温度48～50 ℃、相对湿度50%的热室中静坐1 h，均可获得耐热能力。

桑拿室是干燥高温的房间(65 ℃，相对湿度10%～30%)，人在其中会心跳加快和出汗，受训者通过反复暴露在桑拿室，可以提高心血管功能及体温调节能力[12]。Scoon等[13]报道了每周进行4次30 min的桑拿(90 ℃)，持续3周，血浆量增加7%，运动耐力提高了32%。 Stanley等[14]报道了在运动后30 min(87 ℃，相对湿度11%)暴露4次后，血浆量增加了18%。

热水浸泡的工作原理与桑拿浴类似。Zurawlew等[15]报道了连续6 d实验组训练后在40 ℃的水中浸泡40 min，与在34 ℃的水中浸泡的对照组相比，可使直肠温度升高1 ℃。在加热(33 ℃，相对湿度40%)的情况下进行了5 km的跑步试验，实验组热耐力提高了4.9%，热耐力提高与核心温度和皮肤温度的降低及出汗量增加有关。

热室中静坐、桑拿浴和热水浸泡均提供了热暴露刺激，无需额外的锻炼，相对简单易行。但是，因没有在热环境中运动，热习服效果受到质疑。

2.2 主动热习服 模拟条件下主动热习服训练指在人造高温环境如热室中进行运动加强机体热适应能力。建立简易热室，费用不高，性价比高，很容易达到模拟环境条件要求，环境的温度、湿度可控，适合不同地区的不同需求。而且可完成对热室中训练人员的心电、血压、肛温的持续监测，确保训练安全。热室中热习服训练的最佳训练环境温度为35～40 ℃或<50 ℃，相对湿度20%～60%。

热室中主动热习服训练常采用低强度或中等强度的运动(45%～65%V O2max)[16]，一般采用跑步机或脚踏车等进行器械运动，每次训练持续1.5～2 h，连续训练 10～14 d。热习服训练需定期调整运动强度，以确保运动过程中核心温度保持在38.5 ℃[17]。常规的热习服计划需要两周的时间可以观察到热习服训练的效果[18]，热室中的热习服训练只要7 d就可达到自然环境热习服训练同样的训练效果，受训者通过在热室中运动进行热习服训练，同样对热环境产生了生理适应。

国内研究人员在主动热习服训练方面开展了大量工作，有研究团队在热带地区建立了两个热习服训练实验室，实验室为面积15 m2左右带窗户普通房间，无需密封。将4台可调节温度的加热器和3台可调节除湿强度的高温除湿机均匀分布在房间内，分别在房间内5个位置安装温、湿度监测仪。使用前提前30 min开机将室内温度调至40 ℃，相对湿度调至40%，待稳定后开始热习服训练，训练中随时调整温度、湿度。主动热习服训练1人/次， 2 h/次，设定跑步机坡度2度、速度5 km/h，受训者在跑步机连续跑步2 h。训练后进行了热耐力检测，根据热耐力检测结果，训练3 d后所有受训者热耐力均合格，连续热习服训练7 d过程中热耐力稳步提升，运动中监测的核心温度及心率随着热耐力的增强逐渐降低。且训练后受训者精神状态均有好转，整个热习服训练没有出现不适症状，所有受训者均顺利完成规定的训练科目。

实践证明通过建立热室，在模拟热环境中进行主动热习服训练性价比高，操作简便，热习服效果较好。

2.3 维持热适应 完成热习服训练后，脱离热环境一段时间后会发生热适应能力降低，我们称之为脱习服。脱习服后必须重复热习服后恢复热适应能力。研究发现，每5 d进行1次热习服训练会维持热适应能力[19]。维持热适应方法可以使人体长时间保持热适应能力。

3 效果评估

热习服训练方式多种多样，但最终目的是让机体获得了热适应能力，形成热习服。热习服评价的指标包括生理指标、心理指标和生化指标等。热习服评价生理指标包含个人口温[20]、心率和核心体温等；评价的心理指标包含热感觉、热舒适性、热应变评分指数和主观体力感觉等级等；评价的生化指标主要是对汗液和血液成分的分析结果[21]。

目前评估热习服训练效果的金标准是做热耐力检测，即评估热习服训练受训者的热耐力是否达标。可通过对比热习服训练前后早晨清醒后受试者心率是否降低，体温是否降低来评估热习服效果。

检测生理应激指数(physiological strain index，PSI)的方法也可用于测定热耐受性，计算方法为：如设定核心温度和心率为39.5 ℃ 和180次/min,则PSI39.5/180= 5(TCt-TC0)÷(39.5-TC0)+5(HRt-HR0)÷(180HRt-HR0)，其中TC0和HR0为运动前的核心温度及心率，TCt和HRt为运动时的最高核心温度及最快心率。通常根据运动强度及年龄设定PSI标准，经计算得到PSI值超过最高标准PSI时，即为热耐受性不良。

目前热习服训练效果评估的简单方法是：观察受训者在热环境中是否情绪稳定，精神状态好，有无食欲减退、失眠、疲乏等现象，在热环境中运动后体力是否恢复快，心率在训练后10～15 min是否接近训练前水平，训练后安静时是否心率<80次/min等。国内首个热耐力检测实验室正在筹建中，未来可望建立更科学的热习服训练效果评估系统。

有研究显示热习服训练后，受试者的心率、核心温度、血容量和出汗量出现了适应性改变，心率呈现进行性下降变化，核心温度整体也表现出明显的下降趋势[22]。

综上所述，热习服训练可增强体温调节和心血管功能，调节人体对热环境的生理适应能力。模拟条件下热习服训练可以精准地控制环境温度，提高人体对热环境的生理适应能力。在热习服训练前，应对受训人员进行热耐受能力及生理应激指数的检测，训练后进行热习服效果评估。我们需要进一步研究以完善热习服方法，制定有效、实用和可行的热习服训练方案，为部队人员在高温环境下的生活、作训等活动提供安全保障。