（新编）环境与运动.doc

第一节 能热环境与运动一、体温的调节与运动(一)体温(body temperature)人和高等动物属恒温动物，即在一定范围内无论环境温度怎样变化，体温总维持相对稳定体温的稳定是保证机体新陈代谢和生命活动正常进行的必要条件生理学所说的体温，是指机体深部的平均温度通常用腋下温度、口腔温度、直肠温度代表体温，正常人体口腔温度一般在 36.5℃ ～37.2 ℃之间，腋下温度较口腔温度略低 0.2℃ ～0.4℃，直肠温度较口腔温度略高 0.3℃—0.5℃一般人体温在清晨 2—6 时最低，下午 2—6时最高，其变动范围在 0.5℃—1℃之间女子比男子赂高 0.3℃女性基础体温随月经周期而有规律的变化，月经期及排卵前体温较低，在排卵日最低，排卵后体温较高，这与性激素分泌水平的周期性改变有关二)机体的产热与散热体温能够维持相对稳定，乃是在体温调节机构控制下产热和散热过程处于动态平衡的结果1．产热过程 体内产生的热量，实际上是由细胞中物质氧化、物质代谢的进行而产生的热量因此，产热的多少取决于组织代谢的强弱机体在安静时，主要由内脏器官产热，其中肝产热居首当机体运动或劳动时，肌肉便成为主要产热器官，占总产热量的 90％左右。

在寒冷环境中，靠打寒战(shivering)加强产热寒战是肌肉不随意的节律性收缩，最强的寒战可使体内产热增加 4 倍甲状腺素和儿茶酚胺增多也能使代谢率提高甲状腺素使体内所有细胞的代谢率提高，而儿茶酚胺类主要是去甲肾上腺素，可引起脂肪酸释放增多，也能使代谢产热增多体内酶反应速率对温度是敏感的，常以 10 的倍数的温度变化来研究温度反应的效应，这种变化的结果称为“Q℃效应”一般温度升高 10，酶反应的比率会增大 2 倍运动时体内肌肉温度升高，通过“Q 10效应”使酶反应加速，从而使体内产热加强2．散热过程 体内各组织产生的热量，通过血液循环均匀地分布在体内，血液流经皮肤血管时，热量通过皮肤发散到周围环境中去因此，皮肤是主要的散热器官经皮肤直接散热的方式有辐射、传导、对流和蒸发四种1)辐射(radiation) 是指机体以热射线方式将热传给外界较冷物体的一种散热形式辐射散热取决于体温与周围温度之差，差值愈大辐射散热就愈多；相反，若周围温度高于体温时，机体不仅不能通过辐射散热，反而会造成吸热 (2)传导(conduction) 指体热直接传给与之接触的较冷物体的一种散热方式传导散热与物体导热性能有关。

故当人体在空气中时，经传导散热极少，当身体浸在冷水中时，则传导散热较快3)对流(convection) 指体热借助于空气的流动而散热于体外的一种散热形式，对流散热取决于空气流动速度的快慢，气流愈快则散热愈多4)蒸发(evaporation) 指热量通过体内水分转化为气体时散发于周围环境的过程每蒸发 1g 水可带走 2.4kJ 热量当环境温度高于体温时，这是唯一的散热途径蒸发散热分两种方式：①不感蒸发或不显汗 是指体液中的水分直接渗透出皮肤和呼吸道粘膜等表面而被蒸发，并不被人们觉察故称为不感蒸发或不显汗②可感蒸发或显汗 指汗腺分泌汗液的过程汗是由汗腺分泌的一种低渗液体，水分占 99.6％，固体成分不到 1％，其中主要是氯化钠，还有少量代谢产物，如尿素等因此，出汗过多不仅会丢失大量水分，而且也会失去相当的氯化铀所以在大量出汗后不仅要注意补充水分，也要适量的补给食盐，以免造成体内水和电解质的紊乱人体即使在温度较低的环境中运动，由于肌肉产热加强及体内代谢过程加强，仍会大量出汗以维持体温恒定在较高气温条件下运动，则出汗更是控制体温稳定的主要条件在剧烈的体育运动中，不习惯热天的人，其最大排汗速率约为 1.5L·h—1，而已经习惯热天运动的人，排汗可达 4L·h—1，排汗最多的时候一个人可丧失体重 3.6kg·h—1。

身体排汗散热的速率受环境温度、空气温度和湿度的影响，如果空气完全干燥，并且对流空气足以使体表汗液迅速蒸发，那么人体可以忍受很高的气温而不致于产生疾病，如果湿度为 100％而且空气不流动，气温 34 左右便会产生不良影响因此，在闷热、湿度大而通风又差的环境下工作和运动时，特别要注意防暑降温上述产热和散热的诸因素构成人体内的热平衡三)体温的神经调节体温的相对恒定是在下丘脑体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤的血流量、发汗、寒战等生理反应经常维持于一个稳定的水平，称自主性体温调节机体在不同温度环境中的姿势和行为，特别是人为了保温或降温所采取的措施，如增增减衣着等称行为性体温调节体温的神经调节即下丘脑体温调节中枢的调节是通过体温自身调节系统，即生物控制系统来完成的下丘脑体温调节中枢，包括调定点在内属控制系统，它的传出信息控制着产热器官(如肝、骨骼肌)以及散热机构(如皮肤血管、汗腺)等受控系统的活动，使受控对象——机体深部温度维持一个稳定的水平而输出变量体温总是会受到内、外环境因素的干扰(如机体运动或外环境气候因素的变化等)，此时则通过温度检测器——皮肤及深部温度感受器将干扰信息反馈于调定点，经过体温调节中枢的整合，再调整受控系统的活动，建立起当时条件下的体热平衡。

(四)运动与体温运动中工作肌肉可使身体的产热量增加 10 倍以上，由于运动时能耗量急剧增加，散热虽已加强，但机体的总产热量仍可暂时大于散热量，所以运动中体温会暂时升高Olsson 等研究报导，运动的剧烈程度与身体内部和肌肉的温度升高成直线相关，身体内部温度可从安静时的 3℃℃上升到 39℃我国的一些研究提示，中距离跑后腋下温度可升到 37.5℃ —38℃ ，长距离跑上升到 38.5℃，超长距离跑后可升至 39.75℃ ，有时甚至可达 40℃长期系统的运动训练，可使体温调节过程得到改善，因而在盛夏和严冬环境中锻炼，有利于增强体质和提高运动成绩二、热环境与运动在炎热环境下，特别是在炎热环境中劳动与运动，机体内积蓄热量过多，会引起机体一系列热应激与适应一)运动与劳动中的热应激炎热的刺激引起机体的应激反应主要有：1．循环系统应激反应 在炎热环境下劳动和运动使血管扩张，血管张力降低，工作肌肉及皮肤等末梢血流量增加由于体表血流量增加，增强了辐射、传导、对流等的散热能力，可使末梢组织热传导值增加 5-6 倍同时，为代偿散热时末梢血流量的增加，将出现内脏血管收缩，炎热对交感神经的刺激也使内脏血流减少，以增加总循环血量。

但尽管心输出量可保持不变，然而工作肌肉的血流量却可因大量血流转移到皮肤而减少，因而炎热环境下肌肉的耐力将会下降2．代谢和内分泌应激反应 动物实验证明，在炎热影响下，通过下丘脑(促甲状腺素释放激素)—垂体(促甲状腺激素)系统而抑制甲状腺素的分泌，故能量代谢也有所降低，这一反应有助于提高对炎热的耐受性肾上腺皮质的醛固酮分泌增多醛固酮通过促进在肾脏和汗腺对钠的再吸收而调节炎热引起的钠丧失 促性腺激素的分泌也受炎热刺激而有抑制性影响3．发汗 在炎热环境下，特别是在炎热环境下劳动与运动，热应激的一个重要表现是排汗明显增加，以加快体内热量的散发出汗的速度既取决于体内温度，也取决于体表温度在进行剧烈运动时，汗的分泌速度十分快，例如马拉松跑中，在相对湿度不大时，有训练运动员的汗液分泌速度可达 20-25nd·ldn—1(1200-1500ml·h—1)4．尿量 热应激状况下，由于内脏器官血流量的减少，刺激神经垂体抗利尿激素的分泌，因而使尿量减少二)热习服不间断或反复居留在高温气候中，身体会逐渐适应这种特殊的气候条件，身体对抗热应激的稳定性得到发展，对炎热的耐受能力提高，出现热适应状态为热习服热习服的生理反应主要如表 20—1 所示。

表 20-1 高温环境下适应性生理弯化机制 适应性变化出汗工作时出汗较早（即出汗的温度阈降低）汗液在体表的分布较为均匀汗液中含盐量下降血液与循环降低心率增加心搏量增加皮肤血流量增加循环血量降低工作性的血液浓缩程度血液较快地重新分配（至皮肤血管系统）血流接近体表，在体表更有效地重新分配减少腹腔和肾脏的血流量（工作时）代谢降低基础代谢降低定量运动时的氧体温调节降低定量运动时的氧身体对高温的耐力增长呼吸 快而表浅的呼吸形式减少 习服时，出汗和蒸发散热的能力大大增强，使得外周导热能力增强这种调节有助于保存中央循环血量，这对于保证每搏输出量和运动中肌肉的血流量是极为重要的，已经习服的人在运动时深部温度保持或下降不多热习服最重要的生理标志之一，是安静时和肌肉活动时心率的减少，心搏量逐渐增加，心输出量在热习服的全过程中不发生变化热习服过程中心搏量的增加是由于静脉回流增加，循环血量增加及其有效分配，特别是逐渐减少皮肤血流量静脉回流加快的原因如果处在热环境中同时还进行运动训练，习服时可使血浆量增加 12％，主要是因为血浆蛋白质增加，血浆蛋白质每增加 1g，血浆中就要增加 15g 水血浆量增多有助于保证每搏输出量、中央循环血量和排汗能力。

此外，还使身体能容纳更多的热习服时排汗能力可增加近 3 倍，还伴有出汗更完全和分布更广泛现象，对在温度很高的热天中运动是很有利的由于醛固酮分泌的增多，排汗损失的氯化钠减少，排汗阈值下降对于在运动初期深部体温在控制范围内很重要因为已升高的体温会因 Ql0效应而使体温进一步升高，而出汗较早可以避免这种情况，这种现象可能反映了热习服中下丘脑的调定点较低三)身训练与耐热性很多研究报告认为，在常温下进行训练(主要是耐力性训练)也能提高身体的耐热性，使机体在负荷时体温、皮肤温度上升程度减少，心率也趋降低训练良好的耐力运动员比一般人能够较好地适应在炎热气候下进行工作，能够迅速地适应在炎热气候下完成至少强度不太大的运动但是在舒适气候下进行的任何性质的训练，即使训练水平很高也不能代替专门的热适应勘Gisolel(1973)对年轻男性分别进行在环境温度 21 条件下间歇训练 11 周和进行 8 日的高温适应，结果直肠温度、平均皮肤温度和心率，无论训练还是高温适应均见明显下降(表 20—2)但用直肠温度和运动时间之比来估算耐热效果，可见训练使耐热性的提高约相当于高温适应使耐热性提高的 50％Cohbn(1982)以女性为对象进行观察，得到同样的结果。

因此，在舒适的常温下训练引起的热适应，对于在炎热条件下有效地完成大强度运动是很不够的为了在高温高湿气候下进行比赛取得好成绩，运动员应该在赛前 7—12 天就在高温环境下开始适应性训练，才能使机体适应炎热高温环境下的运动中国羽毛球队在雅加达参加 19 历年世界羽毛球锦标赛时，比赛馆温度高达 36 ，直至第 7 天全体队员才适应高温环境下的比赛(表 20—3)表 20-2 经过训练和高温适应后运动时直肠温度、皮肤温度及心率变化指标 训练前 11 周训练后 8 日高温适应后直接温度/℃ 39.2 38.8 38.0平均皮肤温度/℃ 38.2 37.8 36.2心率/次·min -1 186 142 124表 20-3 高温条件下比赛赛前适应天数到达天数 第 1 天 第 2 天 第 3 天 第 4 天 第 5 天 第 6 天 第 7 天男 0 0 1 4 7 7 8人数女 0 0 2 5 7 8 8% 18% 56% 87% 93% 100%(四)热危害1．热环境与运动能力 在热环境中运动会导致体温明显升高，深部温度随着运动强度的增加而成比例地增高。

环境温度对运动能力影响的程度取决于身体散热和对活动肌肉血液供应的能力在热环境中运动，身体为加强散热，血管普遍舒张，使得静脉容量血管中的血液增多此外，由于大量出汗而使体液丢失，血浆量减少上述变化可能会出现循环血量减少，并引起心脏前负荷的降低，最终影响氧运输的能力在热环境中进行剧烈运动，外周缩血管活动会对原先热应激反应。