高温高湿对比一般环境有氧运动对摔跤运动员能量代谢和力量素质的影响

周 祎，赵 凡



高温高湿对比一般环境有氧运动对摔跤运动员能量代谢和力量素质的影响

周 祎1，赵 凡2

高温高湿；减体重；有氧运动

1 前言

重竞技项目运动员通过日常科学合理的刻苦训练，提高运动技术水平，最大限度的增强竞技能力，是取得比赛胜利的基础。然而，赛前减体重的成败也直接关系到重竞技项目运动员的比赛成绩，尤其是在高水平、与对手势均力敌的比赛中更为关键。赛前减体重是一项复杂工程，它包括比赛级别的确定、理想体重的维持，减体重期运动方案的确定、生理生化监测和营养补充。不断发展和完善科学有效的减体重手段，对于重竞技项目运动员在比赛中取得优异成绩具有重要意义。

高温高湿[6]的环境能促进机体大量排汗，加快新陈代谢使体重在较短时间内迅速下降。因此，选择高温高湿环境中有氧运动减体重，尤其是在快速减体重阶段，将会是赛前减体重的有效手段。本研究对比高温高湿和常温常湿环境下有氧运动身体机能指标变化及减体重效果，探讨不同环境下有氧运动对机体力量素质及能量代谢等指标的影响，为重竞技重点运动员赛前有氧训练减体重提供一定的参考依据。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

以北京市男子自由式摔跤队二线运动员为研究对象，共8人(表1)。

表 1 本研究研究对象基本情况一览表Table 1 The Basic Situation of the Research Objects

2.2 研究环境

高温高湿实验室采用DDC(DDC：direct digital control)自动控制技术，对环境温度和湿度精确控制。自动控制系统能够在20 min内将室内环境调节到预设的温度和湿度，湿度误差为±3%，温度误差为±1℃。

2.3 研究方案

表 2 本研究研究对象不同环境下最大HR及运动目标HR一览表
Table 2 Maximum Heart Rate and Motion Target Heart Rate in Different Environment (次/min)

基础HR常 VO2maxHR常温65 VO2maxHR高 VO2maxHR高温65 VO2maxHR50．8±6．41194．4±10．38142．94±10．34195．6±9．23144．09±7．70

注：常温常湿环境温度为23℃，湿度为40%；高温高湿环境温度为33℃，湿度为60%。

2.4 研究指标及方法

2.4.1 心肺功能

安静HR：叩诊脉搏

2.4.2 反应时

使用OmegaWave测试系统。受试者保持安静并手持测试握柄，待无规则的提示音响起拇指迅速按下按钮，测试总时长为1 min。测试结束系统自动计算1 min平均反应时间(在提示音响起<50 ms或>400 ms按下按钮，系统将会认定受试者预先判断或反应过慢，视为错误，错误时的反应时间将不计入成绩)。

2.4.3 力量测试

采用美国BIODEX等速肌力测试系统，对运动员的右侧肩关节进行以速度为60°/s和240°/s的最大力量和速度力量的屈伸肌力测试。

2.4.4 能量代谢

2.4.5 RPE和热环境主观感觉调查

每次运动结束即刻填写RPE和人体热感觉评分问卷。

2.5 数据统计学处理

3 研究结果与分析

3.1 不同环境有氧运动对体重和能量消耗的影响

在研究中测试不同环境有氧运动过程中体重及水分总含量的变化，观察不同环境减体重的效果。在不同环境下运动后体重均低于运动前，且具有非常显著性差异(P<0.01)。

表 3 本研究不同环境运动员有氧运动前、后体重变化一览表
Table 3 The Changes of Body Weight before and after the Aerobic Exercise in Different Environment (kg)

常温常湿高温高湿运动前61．23±5．1661．21±5．11运动后60．17±5．03∗∗60．03±5．02∗∗差值-1．05-1．18变化率(%)-1．71-1．93

注：运动前、后组内比较，*表示有显著性差异，P<0.05；**表示有非常显著性差异，P<0.01；下同。

体重能快速、直接地反映减体重效果，高温高湿环境中有氧运动后体重的下降是由高温高湿机体快速脱水和有氧运动机体能量消耗造成的。Bijlani等[10]研究表明，机体脱水达体重的2%并不影响机体的机械效率。但在较短时间内机体大量脱水会引起血容量降低[9]、血球压积上升、血液浓缩、心输出量减少、HR加快等，从而导致体循环机能改变而限制机体工作能力。除此之外，汗液排出还会伴有无机盐的丢失，机体电解质浓度的改变亦会影响肌肉工作能力。Naghii[12]等研究表明，机体脱水超过体重的2%时运动能力会出现下降，脱水达到体重的5%时运动能力明显下降，脱水达到体重6%～10%时会出现热休克或热衰竭而危及生命。在本研究中，受试者的体重降低程度均未超过2%，且身体水分含量的变化不大，脱水量为体重的0.48%～1.2%之间，表明所采用的温、湿度和训练负荷产生的脱水作用相对温和，未造成严重脱水。

表 4 本研究不同温、湿度环境下运动员有氧运动后能量消耗比较一览表
Table 4 The Contrast of Energy Consumption after Training in Different Humidity (kcal)

常温常湿高温高湿差值%50min跑步496．11±39．43503．78±85．151．52运动后2h302．78±46．82305．67±46．520．9522：00～次日6：00530．88±24．12609．78±52．53∗14．86

有研究认为，体温每升高1℃，基础代谢率提高13%[1]。机体为了散热，心血管紧张性增加，汗腺活动增强等也会引起代谢增高。不同环境中运动能量消耗的对比可以通过表4清晰的看出，有氧运动50 min的能量消耗和运动后2 h的能量消耗高温高湿环较常温常湿环境下能量消耗高1.52%和0.95%，没有显著性差异；然而晚上10点到次日晨6点的8 h休息期间，高温高湿环境中的运动员能量消耗为609.78±52.53 kcal，常温常湿环境中的运动员能量消耗为530.88±24.12 kcal，高温高湿运动后较常温常湿能量消耗高14.86%，且有显著性差异(P<0.05)。提示，可能高温高湿环境运动后会对机体的基础代谢率产生持续性的影响。

3.2 不同环境有氧运动对主观感觉的影响

通过RPE和热环境主观感觉调查问卷，评价运动员在不同环境有氧运动中的主观感觉。高温高湿下运动后，运动员即刻血乳酸、RPE和主观感觉评分均高于常温常湿运动后。

表 6 本研究不同环境运动员有氧运动热环境主观感觉调查一览表Table 6 The Investigation of Subject Feeling after Aerobic Exercise in Different Environment

图 1 本研究不同环境运动员有氧运动前、后热环境主观感觉单项评分变化示意图Figure 1. The Change of Subject Feeling after Aerobic Exercise in Different Environment

由表5、表6和图1可以看出，运动员在训练结束时的RPE(主观体力感觉)评级基本介于“很轻松”(9)至“轻松”(11)之间。随着环境温、湿度的升高，运动员有氧运动时的RPE水平略有升高但无显著性差异，他们在高温高湿环境中依然能够较为轻松的完成50 min有氧训练。从血乳酸的变化来看，50 min的有氧运动强度很低，运动结束后血乳酸浓度均在2 mmol/L左右。

热环境主观感觉评分采用了环境工程学中用于评价人体对高温高湿环境耐受力的一套简易问卷，以问卷调查的方式了解受试人员的热感觉，由7个问题组成(表7)[3]。问题1～3反映了受试者对环境的感受，问题4、6、7的总体得分反映了受试者在运动结束时的主观感受，问题5主要反映受试者在运动结束时所出现的身体异常反应。对环境越难以耐受，分值就越高。当主观打分超过20分时，认为达到人体对热环境的忍耐极限，需停止工作或暂时到较为舒适的地方休息。

从本研究来看，无论是高温高湿还是常温常湿的环境，运动员的热环境主观打分均未超过12分，显然，他们能够耐受所处的高温高湿环境。从运动员对热环境的主观打分来看，常温常湿时为8.43±1.41，高温高湿时为9.84±1.83，二者无显著性差异；从分项打分来看，对温度的评分(问题1)和湿度的评分(问题2)高温高湿环境下身体更为敏感，但是，不同环境并没有显著性差异；身体不适感(问题5)、情绪状况(问题6)的分值在高温高湿的环境中略有升高，高温高湿环境下，运动员不适感略有增高，主要是出现“口渴”、 “轻微烦躁”，但体力状况自我评价却没有下降。综合看来，运动员对设定的高温高湿环境主观感觉与常温常湿环境差异并不明显，主观上能够接受33℃、60%的热环境。

表 7 本研究热环境下运动员主观感觉调查问卷一览表Table 7 Questionnaire of Subjective Feeling in Thermal Environment

3.3 不同环境有氧运动对力量素质与反应时的影响

通过BIODEX等速肌力测试，了解运动员不同环境有氧运动前、后肌肉的最大力量和肌肉耐力的变化。根据专项动作发力特点，选取右侧肩关节进行以速度为60°/s和240°/s的旋内和旋外肌力测试，主要考察肩关节最大力量和肌肉耐力(表8)。

表 8 本研究不同环境下运动员有氧运动前、后力量素质变化情况一览表Table 8 The Change of Strength Quality before and after Aerobic Exercise in Different Environment

注：运动前、后组内比较，*表示有显著性差异，P<0.05；**表示有非常显著性差异，P<0.01。

最大峰值力矩表示肌肉力量大小，力矩越大表示肌力越大。相对峰值力矩，即峰值力矩/体重，反映最大肌力特征，能够准确的反映运动员的力量水平。平均功率是单位时间内肌肉做功量，是用来评价肌肉爆发力水平的一个重要指标，可以较为客观的评价肌肉爆发力的能力。疲劳指数是反映肌肉耐力的主要指标，该值是多次收缩过程中前3次做功量减去后3次做功量再除以前3次做功的比值，疲劳指数越小说明肌肉耐力水平越好。

高温高湿下运动机体脱水量较大，较高温、湿度和运动对运动能力均会产生一定的影响。王忠礼等[7]研究表明，减体重后上肢屈、伸峰力矩都会出现一定程度的下降，且下降幅度相近。Fogelh olm等[11]对柔道、摔跤运动员减体重前、后运动能力的研究表明，30 m全速跑的成绩未出现显著性差异，但直立跳高高度会出现下降，且与减重前有显著性差异。李爱春[2]研究桑拿快速减重发现，脱水达体重2%以上时，骨骼肌等速肌力会出现明显下降。

图 2 本研究不同环境下运动员有氧运动前、后最大峰值力矩变化示意图(60°/s，旋外、旋内) Figure 2. The Change of Maximum Peak Torque before and after Aerobic Exercise in Different Environment (60°/s,Inward Rotation,Outward Rotation)

图 3 本研究不同环境下运动员有氧运动前、后相对峰值力矩变化示意图(60°/s，旋外、旋内)Figure3. The Change of Relative Peak Torque before and after Aerobic Exercise in Different Environment (60°/s,Inward Rotation,Outward Rotation)

图 4 本研究不同环境下运动员有氧运动前、后平均功率变化示意图(240s°/s，旋外、旋内)Figure 4. The Change of Average Power before and after Aerobic Exercise in Different Environment (240°/s,Inward Rotation,Outward Rotation)

图 5 本研究不同环境下运动员有氧运动前、后疲劳指数变化示意图(240°/s，旋外、旋内)Figure 5. The Change of Fatigue Index before and after Aerobic Exercise in Different Environment (240°/s,Inward Rotation,Outward Rotation)

通过对右肩关节的旋内、旋外BIODEX等速肌力测试，从60°/s最大峰值力矩的测试结果来看(表8、图2)，不同环境下有氧运动后最大峰值力矩均出现了下降趋势，但均未出现显著性差异；从60°/s相对峰值力矩的测试结果来看(表8、图3)，不同环境下有氧运动后出现下降趋势，但不具有显著性，提示，本研究所进行的高温有氧运动对肌肉力量会有一些影响，肌肉力量会有不同程度的下降，但下降幅度较小。从240°/s平均功率的测试结果来看(表8、图4)，不同环境下有氧运动结束后，旋内方向的平均功率出现了显著下降，旋外方向的平均功率有下降的趋势，但不具有显著性，可见，经过50 min有氧运动肌肉耐力都会出现下降的趋势，无论是何种环境都会对肌肉耐力有一些影响。从240°/s疲劳指数的测试结果来看(表8、图5)，不同环境下有氧运动前、后的肌肉疲劳指数未出现显著性变化，其中，常温常湿有氧运动后右肩关节内旋、外旋方向的疲劳指数均有上升趋势，但在统计学上不具有显著性。因为暴露在高温高湿下时间较短，所以，各指标在不同环境下变化趋势基本一致，两种环境下力量测试数据之间没有显著性的差异，说明一次性50 min的有氧运动并未受到高温高湿环境的较大影响。

3.4 不同环境有氧运动对反应时的影响

反应时[4]包括了感觉器官感受到刺激所需要的时间、神经传导的时间、大脑加工消耗的时间以及肌肉产生反应的时间。安静状态时神经肌肉的兴奋性相对较低，适当的运动会刺激神经肌肉系统，使其达到适宜的兴奋状态，所以，安静状态的反应时往往会比运动时略长。毛一平等[5]对功率自行车10 min递增负荷运动后反应时的变化研究表明，运动结束即刻反应时较安静时有所下降，积极休息5 min后反应时仍然比安静时短，且具有非常显著性差异。从本实验的结果看，不同环境有氧运动后反应时略有下降趋势但没有显著性差异，组间比较也没有显著性差异。提示，50 min有氧运动后反应时会缩短，高温高湿刺激后反应时间缩短略为明显，但运动没有对反应时产生显著性的影响(表9)。

表 9 本研究不同环境下运动员有氧运动前、后反应时变化情况一览表Table 9 The Change of Time Reaction before and after Aerobic Exercise in Different Environment

4 结论及建议

1.从减控体重效果来看，相同生理负荷下，在高温高湿和常温常湿两种环境中分别进行一次性有氧运动50 min，发现高温高湿体重下降幅度略大于常温常湿，身体水分丢失略小于常温常湿；高温高湿组运动过程中及运动后2 h能量消耗较常温常湿组高，睡眠8 h的能量代谢显著高于常温常湿组。

2.从RPE和热环境主观评分来看，运动员能够耐受在不同环境温度进行的减控体重训练，两组之间没有显著性的差异，主观上能够接受33℃、60%的热、湿环境。

3.在不同环境中进行有氧运动后，运动员的最大力量、疲劳指数和反应时没有显著性变化，但最大峰值力矩、平均功率在不同环境下有氧运动后出现下降趋势，常温常湿有氧运动后右肩关节内旋、外旋方向的疲劳指数均有上升趋势，反应时在不同环境运动后时间略有缩短，表明在不同的环境中进行一次性有氧运动，对力量素质、肌肉耐力和反应能力没有表现出显著的不利影响。但赛前多次减控体重的运动对力量和反应能力的影响有待于进一步进行研究。

[1]百度百科.基础代谢率[EB/OL].http://baike.baidu.com/link?url=aQkjP-kyq7KQKYe5IzApfYgOxDeMLHHSjC 8O9G4zjoDE-S2linrcy-9UwMdNZMTv#ref_[1]_264238.

[2]李爱春.不同快速降体重对肌肉功能的影响[D].长沙：湖南师范大学硕士学位论文,2004.

[3]吕石磊.高温高湿下人体极限耐热能力评价[D].天津：天津大学，2007.

[4]马启伟.体育心理学[M].北京:高等教育出版社,1996.

[5]毛一平,郑隆榆,周永平.运动对女子反应时的影响[J].浙江体育科学,1995,(17):32-35.

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The Effect of Aerobic Exercise under High Temperature and Humidity and General Environment on Wrestling Athletes’ Energy Metabolism and Strength Quality

ZHOU Yi1,ZHAO Fan2

hightemperature-highhumidity;weightreduction;aerobicexercise

2014-09-15；

2015-10-15

周祎(1978-)，男，安徽铜陵人，博士，主要研究方向为体育教育训练学、运动人体科学，E-mail：lovermonday@163.com；赵凡(1983-)，女，安徽安庆人，硕士，主要研究方向为运动人体科学，E-mail：piggyaq@126.com。

1.北京一零一中学，北京 100091；2.北京市体育科学研究所，北京 100075 1.Beijing 101 Middle School，Beijing 100091,China；2.Beijing Institute of Sports Science，Beijing 100075，China.

1002-9826(2015)06-0108-06

10.16470/j.csst.201506015

G804.2

A