周 祎，趙 凡

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高溫高濕對比一般環(huán)境有氧運動對摔跤運動員能量代謝和力量素質(zhì)的影響

周 祎1，趙 凡2

高溫高濕；減體重；有氧運動

1 前言

重競技項目運動員通過日常科學合理的刻苦訓練，提高運動技術(shù)水平，最大限度的增強競技能力，是取得比賽勝利的基礎(chǔ)。然而，賽前減體重的成敗也直接關(guān)系到重競技項目運動員的比賽成績，尤其是在高水平、與對手勢均力敵的比賽中更為關(guān)鍵。賽前減體重是一項復(fù)雜工程，它包括比賽級別的確定、理想體重的維持，減體重期運動方案的確定、生理生化監(jiān)測和營養(yǎng)補充。不斷發(fā)展和完善科學有效的減體重手段，對于重競技項目運動員在比賽中取得優(yōu)異成績具有重要意義。

高溫高濕[6]的環(huán)境能促進機體大量排汗，加快新陳代謝使體重在較短時間內(nèi)迅速下降。因此，選擇高溫高濕環(huán)境中有氧運動減體重，尤其是在快速減體重階段，將會是賽前減體重的有效手段。本研究對比高溫高濕和常溫常濕環(huán)境下有氧運動身體機能指標變化及減體重效果，探討不同環(huán)境下有氧運動對機體力量素質(zhì)及能量代謝等指標的影響，為重競技重點運動員賽前有氧訓練減體重提供一定的參考依據(jù)。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

以北京市男子自由式摔跤隊二線運動員為研究對象，共8人(表1)。

表 1 本研究研究對象基本情況一覽表Table 1 The Basic Situation of the Research Objects

2.2 研究環(huán)境

高溫高濕實驗室采用DDC(DDC：direct digital control)自動控制技術(shù)，對環(huán)境溫度和濕度精確控制。自動控制系統(tǒng)能夠在20 min內(nèi)將室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)到預(yù)設(shè)的溫度和濕度，濕度誤差為±3%，溫度誤差為±1℃。

2.3 研究方案

表 2 本研究研究對象不同環(huán)境下最大HR及運動目標HR一覽表
Table 2 Maximum Heart Rate and Motion Target Heart Rate in Different Environment (次/min)

基礎(chǔ)HR常 VO2maxHR常溫65 VO2maxHR高 VO2maxHR高溫65 VO2maxHR50．8±6．41194．4±10．38142．94±10．34195．6±9．23144．09±7．70

注：常溫常濕環(huán)境溫度為23℃，濕度為40%；高溫高濕環(huán)境溫度為33℃，濕度為60%。

2.4 研究指標及方法

2.4.1 心肺功能

安靜HR：叩診脈搏

2.4.2 反應(yīng)時

使用OmegaWave測試系統(tǒng)。受試者保持安靜并手持測試握柄，待無規(guī)則的提示音響起拇指迅速按下按鈕，測試總時長為1 min。測試結(jié)束系統(tǒng)自動計算1 min平均反應(yīng)時間(在提示音響起<50 ms或>400 ms按下按鈕，系統(tǒng)將會認定受試者預(yù)先判斷或反應(yīng)過慢，視為錯誤，錯誤時的反應(yīng)時間將不計入成績)。

2.4.3 力量測試

采用美國BIODEX等速肌力測試系統(tǒng)，對運動員的右側(cè)肩關(guān)節(jié)進行以速度為60°/s和240°/s的最大力量和速度力量的屈伸肌力測試。

2.4.4 能量代謝

2.4.5 RPE和熱環(huán)境主觀感覺調(diào)查

每次運動結(jié)束即刻填寫RPE和人體熱感覺評分問卷。

2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計學處理

3 研究結(jié)果與分析

3.1 不同環(huán)境有氧運動對體重和能量消耗的影響

在研究中測試不同環(huán)境有氧運動過程中體重及水分總含量的變化，觀察不同環(huán)境減體重的效果。在不同環(huán)境下運動后體重均低于運動前，且具有非常顯著性差異(P<0.01)。

表 3 本研究不同環(huán)境運動員有氧運動前、后體重變化一覽表
Table 3 The Changes of Body Weight before and after the Aerobic Exercise in Different Environment (kg)

常溫常濕高溫高濕運動前61．23±5．1661．21±5．11運動后60．17±5．03??60．03±5．02??差值-1．05-1．18變化率(%)-1．71-1．93

注：運動前、后組內(nèi)比較，*表示有顯著性差異，P<0.05；**表示有非常顯著性差異，P<0.01；下同。

體重能快速、直接地反映減體重效果，高溫高濕環(huán)境中有氧運動后體重的下降是由高溫高濕機體快速脫水和有氧運動機體能量消耗造成的。Bijlani等[10]研究表明，機體脫水達體重的2%并不影響機體的機械效率。但在較短時間內(nèi)機體大量脫水會引起血容量降低[9]、血球壓積上升、血液濃縮、心輸出量減少、HR加快等，從而導致體循環(huán)機能改變而限制機體工作能力。除此之外，汗液排出還會伴有無機鹽的丟失，機體電解質(zhì)濃度的改變亦會影響肌肉工作能力。Naghii[12]等研究表明，機體脫水超過體重的2%時運動能力會出現(xiàn)下降，脫水達到體重的5%時運動能力明顯下降，脫水達到體重6%～10%時會出現(xiàn)熱休克或熱衰竭而危及生命。在本研究中，受試者的體重降低程度均未超過2%，且身體水分含量的變化不大，脫水量為體重的0.48%～1.2%之間，表明所采用的溫、濕度和訓練負荷產(chǎn)生的脫水作用相對溫和，未造成嚴重脫水。

表 4 本研究不同溫、濕度環(huán)境下運動員有氧運動后能量消耗比較一覽表
Table 4 The Contrast of Energy Consumption after Training in Different Humidity (kcal)

常溫常濕高溫高濕差值%50min跑步496．11±39．43503．78±85．151．52運動后2h302．78±46．82305．67±46．520．9522：00～次日6：00530．88±24．12609．78±52．53?14．86

有研究認為，體溫每升高1℃，基礎(chǔ)代謝率提高13%[1]。機體為了散熱，心血管緊張性增加，汗腺活動增強等也會引起代謝增高。不同環(huán)境中運動能量消耗的對比可以通過表4清晰的看出，有氧運動50 min的能量消耗和運動后2 h的能量消耗高溫高濕環(huán)較常溫常濕環(huán)境下能量消耗高1.52%和0.95%，沒有顯著性差異；然而晚上10點到次日晨6點的8 h休息期間，高溫高濕環(huán)境中的運動員能量消耗為609.78±52.53 kcal，常溫常濕環(huán)境中的運動員能量消耗為530.88±24.12 kcal，高溫高濕運動后較常溫常濕能量消耗高14.86%，且有顯著性差異(P<0.05)。提示，可能高溫高濕環(huán)境運動后會對機體的基礎(chǔ)代謝率產(chǎn)生持續(xù)性的影響。

3.2 不同環(huán)境有氧運動對主觀感覺的影響

通過RPE和熱環(huán)境主觀感覺調(diào)查問卷，評價運動員在不同環(huán)境有氧運動中的主觀感覺。高溫高濕下運動后，運動員即刻血乳酸、RPE和主觀感覺評分均高于常溫常濕運動后。

表 6 本研究不同環(huán)境運動員有氧運動熱環(huán)境主觀感覺調(diào)查一覽表Table 6 The Investigation of Subject Feeling after Aerobic Exercise in Different Environment

圖 1 本研究不同環(huán)境運動員有氧運動前、后熱環(huán)境主觀感覺單項評分變化示意圖Figure 1. The Change of Subject Feeling after Aerobic Exercise in Different Environment

由表5、表6和圖1可以看出，運動員在訓練結(jié)束時的RPE(主觀體力感覺)評級基本介于“很輕松”(9)至“輕松”(11)之間。隨著環(huán)境溫、濕度的升高，運動員有氧運動時的RPE水平略有升高但無顯著性差異，他們在高溫高濕環(huán)境中依然能夠較為輕松的完成50 min有氧訓練。從血乳酸的變化來看，50 min的有氧運動強度很低，運動結(jié)束后血乳酸濃度均在2 mmol/L左右。

熱環(huán)境主觀感覺評分采用了環(huán)境工程學中用于評價人體對高溫高濕環(huán)境耐受力的一套簡易問卷，以問卷調(diào)查的方式了解受試人員的熱感覺，由7個問題組成(表7)[3]。問題1～3反映了受試者對環(huán)境的感受，問題4、6、7的總體得分反映了受試者在運動結(jié)束時的主觀感受，問題5主要反映受試者在運動結(jié)束時所出現(xiàn)的身體異常反應(yīng)。對環(huán)境越難以耐受，分值就越高。當主觀打分超過20分時，認為達到人體對熱環(huán)境的忍耐極限，需停止工作或暫時到較為舒適的地方休息。

從本研究來看，無論是高溫高濕還是常溫常濕的環(huán)境，運動員的熱環(huán)境主觀打分均未超過12分，顯然，他們能夠耐受所處的高溫高濕環(huán)境。從運動員對熱環(huán)境的主觀打分來看，常溫常濕時為8.43±1.41，高溫高濕時為9.84±1.83，二者無顯著性差異；從分項打分來看，對溫度的評分(問題1)和濕度的評分(問題2)高溫高濕環(huán)境下身體更為敏感，但是，不同環(huán)境并沒有顯著性差異；身體不適感(問題5)、情緒狀況(問題6)的分值在高溫高濕的環(huán)境中略有升高，高溫高濕環(huán)境下，運動員不適感略有增高，主要是出現(xiàn)“口渴”、 “輕微煩躁”，但體力狀況自我評價卻沒有下降。綜合看來，運動員對設(shè)定的高溫高濕環(huán)境主觀感覺與常溫常濕環(huán)境差異并不明顯，主觀上能夠接受33℃、60%的熱環(huán)境。

表 7 本研究熱環(huán)境下運動員主觀感覺調(diào)查問卷一覽表Table 7 Questionnaire of Subjective Feeling in Thermal Environment

3.3 不同環(huán)境有氧運動對力量素質(zhì)與反應(yīng)時的影響

通過BIODEX等速肌力測試，了解運動員不同環(huán)境有氧運動前、后肌肉的最大力量和肌肉耐力的變化。根據(jù)專項動作發(fā)力特點，選取右側(cè)肩關(guān)節(jié)進行以速度為60°/s和240°/s的旋內(nèi)和旋外肌力測試，主要考察肩關(guān)節(jié)最大力量和肌肉耐力(表8)。

表 8 本研究不同環(huán)境下運動員有氧運動前、后力量素質(zhì)變化情況一覽表Table 8 The Change of Strength Quality before and after Aerobic Exercise in Different Environment

注：運動前、后組內(nèi)比較，*表示有顯著性差異，P<0.05；**表示有非常顯著性差異，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。相對峰值力矩，即峰值力矩/體重，反映最大肌力特征，能夠準確的反映運動員的力量水平。平均功率是單位時間內(nèi)肌肉做功量，是用來評價肌肉爆發(fā)力水平的一個重要指標，可以較為客觀的評價肌肉爆發(fā)力的能力。疲勞指數(shù)是反映肌肉耐力的主要指標，該值是多次收縮過程中前3次做功量減去后3次做功量再除以前3次做功的比值，疲勞指數(shù)越小說明肌肉耐力水平越好。

高溫高濕下運動機體脫水量較大，較高溫、濕度和運動對運動能力均會產(chǎn)生一定的影響。王忠禮等[7]研究表明，減體重后上肢屈、伸峰力矩都會出現(xiàn)一定程度的下降，且下降幅度相近。Fogelh olm等[11]對柔道、摔跤運動員減體重前、后運動能力的研究表明，30 m全速跑的成績未出現(xiàn)顯著性差異，但直立跳高高度會出現(xiàn)下降，且與減重前有顯著性差異。李愛春[2]研究桑拿快速減重發(fā)現(xiàn)，脫水達體重2%以上時，骨骼肌等速肌力會出現(xiàn)明顯下降。

圖 2 本研究不同環(huán)境下運動員有氧運動前、后最大峰值力矩變化示意圖(60°/s，旋外、旋內(nèi)) Figure 2. The Change of Maximum Peak Torque before and after Aerobic Exercise in Different Environment (60°/s,Inward Rotation,Outward Rotation)

圖 3 本研究不同環(huán)境下運動員有氧運動前、后相對峰值力矩變化示意圖(60°/s，旋外、旋內(nèi))Figure3. The Change of Relative Peak Torque before and after Aerobic Exercise in Different Environment (60°/s,Inward Rotation,Outward Rotation)

圖 4 本研究不同環(huán)境下運動員有氧運動前、后平均功率變化示意圖(240s°/s，旋外、旋內(nèi))Figure 4. The Change of Average Power before and after Aerobic Exercise in Different Environment (240°/s,Inward Rotation,Outward Rotation)

圖 5 本研究不同環(huán)境下運動員有氧運動前、后疲勞指數(shù)變化示意圖(240°/s，旋外、旋內(nèi))Figure 5. The Change of Fatigue Index before and after Aerobic Exercise in Different Environment (240°/s,Inward Rotation,Outward Rotation)

通過對右肩關(guān)節(jié)的旋內(nèi)、旋外BIODEX等速肌力測試，從60°/s最大峰值力矩的測試結(jié)果來看(表8、圖2)，不同環(huán)境下有氧運動后最大峰值力矩均出現(xiàn)了下降趨勢，但均未出現(xiàn)顯著性差異；從60°/s相對峰值力矩的測試結(jié)果來看(表8、圖3)，不同環(huán)境下有氧運動后出現(xiàn)下降趨勢，但不具有顯著性，提示，本研究所進行的高溫有氧運動對肌肉力量會有一些影響，肌肉力量會有不同程度的下降，但下降幅度較小。從240°/s平均功率的測試結(jié)果來看(表8、圖4)，不同環(huán)境下有氧運動結(jié)束后，旋內(nèi)方向的平均功率出現(xiàn)了顯著下降，旋外方向的平均功率有下降的趨勢，但不具有顯著性，可見，經(jīng)過50 min有氧運動肌肉耐力都會出現(xiàn)下降的趨勢，無論是何種環(huán)境都會對肌肉耐力有一些影響。從240°/s疲勞指數(shù)的測試結(jié)果來看(表8、圖5)，不同環(huán)境下有氧運動前、后的肌肉疲勞指數(shù)未出現(xiàn)顯著性變化，其中，常溫常濕有氧運動后右肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋、外旋方向的疲勞指數(shù)均有上升趨勢，但在統(tǒng)計學上不具有顯著性。因為暴露在高溫高濕下時間較短，所以，各指標在不同環(huán)境下變化趨勢基本一致，兩種環(huán)境下力量測試數(shù)據(jù)之間沒有顯著性的差異，說明一次性50 min的有氧運動并未受到高溫高濕環(huán)境的較大影響。

3.4 不同環(huán)境有氧運動對反應(yīng)時的影響

反應(yīng)時[4]包括了感覺器官感受到刺激所需要的時間、神經(jīng)傳導的時間、大腦加工消耗的時間以及肌肉產(chǎn)生反應(yīng)的時間。安靜狀態(tài)時神經(jīng)肌肉的興奮性相對較低，適當?shù)倪\動會刺激神經(jīng)肌肉系統(tǒng)，使其達到適宜的興奮狀態(tài)，所以，安靜狀態(tài)的反應(yīng)時往往會比運動時略長。毛一平等[5]對功率自行車10 min遞增負荷運動后反應(yīng)時的變化研究表明，運動結(jié)束即刻反應(yīng)時較安靜時有所下降，積極休息5 min后反應(yīng)時仍然比安靜時短，且具有非常顯著性差異。從本實驗的結(jié)果看，不同環(huán)境有氧運動后反應(yīng)時略有下降趨勢但沒有顯著性差異，組間比較也沒有顯著性差異。提示，50 min有氧運動后反應(yīng)時會縮短，高溫高濕刺激后反應(yīng)時間縮短略為明顯，但運動沒有對反應(yīng)時產(chǎn)生顯著性的影響(表9)。

表 9 本研究不同環(huán)境下運動員有氧運動前、后反應(yīng)時變化情況一覽表Table 9 The Change of Time Reaction before and after Aerobic Exercise in Different Environment

4 結(jié)論及建議

1.從減控體重效果來看，相同生理負荷下，在高溫高濕和常溫常濕兩種環(huán)境中分別進行一次性有氧運動50 min，發(fā)現(xiàn)高溫高濕體重下降幅度略大于常溫常濕，身體水分丟失略小于常溫常濕；高溫高濕組運動過程中及運動后2 h能量消耗較常溫常濕組高，睡眠8 h的能量代謝顯著高于常溫常濕組。

2.從RPE和熱環(huán)境主觀評分來看，運動員能夠耐受在不同環(huán)境溫度進行的減控體重訓練，兩組之間沒有顯著性的差異，主觀上能夠接受33℃、60%的熱、濕環(huán)境。

3.在不同環(huán)境中進行有氧運動后，運動員的最大力量、疲勞指數(shù)和反應(yīng)時沒有顯著性變化，但最大峰值力矩、平均功率在不同環(huán)境下有氧運動后出現(xiàn)下降趨勢，常溫常濕有氧運動后右肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋、外旋方向的疲勞指數(shù)均有上升趨勢，反應(yīng)時在不同環(huán)境運動后時間略有縮短，表明在不同的環(huán)境中進行一次性有氧運動，對力量素質(zhì)、肌肉耐力和反應(yīng)能力沒有表現(xiàn)出顯著的不利影響。但賽前多次減控體重的運動對力量和反應(yīng)能力的影響有待于進一步進行研究。

[1]百度百科.基礎(chǔ)代謝率[EB/OL].http://baike.baidu.com/link?url=aQkjP-kyq7KQKYe5IzApfYgOxDeMLHHSjC 8O9G4zjoDE-S2linrcy-9UwMdNZMTv#ref_[1]_264238.

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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，安徽銅陵人，博士，主要研究方向為體育教育訓練學、運動人體科學，E-mail：lovermonday@163.com；趙凡(1983-)，女，安徽安慶人，碩士，主要研究方向為運動人體科學，E-mail：piggyaq@126.com。

1.北京一零一中學，北京 100091；2.北京市體育科學研究所，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