吳瀟男

濕熱環(huán)境下運動對人體肛溫、心率和自我感受的影響＊

吳瀟男

［摘要］目的通過對濕熱環(huán)境下機體相關(guān)指標(biāo)變化特點的試驗研究，試圖揭示濕熱環(huán)境下運動的身體適應(yīng)規(guī)律，為習(xí)服訓(xùn)練提供理論依據(jù)。方法隨機抽取某軍事院校男生30名，平均年齡（21.3±1.1）歲。選擇第二軍醫(yī)大學(xué)濕熱環(huán)境訓(xùn)練實驗室，環(huán)境溫度控制在39℃，相對濕度為80%。實驗歷時9 d，分為測試階段和訓(xùn)練階段。每天常溫安靜狀態(tài)下、濕熱室靜坐10 min后及運動后即刻測量心率，運動即刻心率測量后測肛溫值和自我感受。結(jié)果同第1次測試相比，經(jīng)過7 d的熱習(xí)服訓(xùn)練，第2次測試后肛溫值有所下降，自行車?yán)锍虜?shù)升高，差異均具有顯著性（P＜0.05）。與熱習(xí)服訓(xùn)練前相比，除口渴感覺增加2人外，其他不良感覺基本消失。在整個實驗過程中，較常溫室靜坐相比，濕熱室靜坐10 min后及運動后即刻測得心率均顯著升高（P＜0.05）；與濕熱室靜坐10 min后比較，運動后心率均顯著升高（P＜0.05）。與第1次測試相比，在第2次測試過程中濕熱室靜坐10 min后心率顯著下降（P＜0.05），運動后心率顯著升高（P＜0.05）。在7 d的熱習(xí)服訓(xùn)練過程中，較第1天訓(xùn)練過程相比，常溫靜坐后及濕熱室靜坐10 min后心率分別在訓(xùn)練的第4天和第5天開始顯著下降（P＜0.05），且在隨后的訓(xùn)練中維持在一個相對平穩(wěn)的水平上；在訓(xùn)練的第2天運動后即刻心率則開始顯著升高（P＜0.05），而在訓(xùn)練的第7天基本恢復(fù)到第1天訓(xùn)練后水平。結(jié)論經(jīng)過7 d間斷性反復(fù)熱暴露運動后，機體的各項適應(yīng)性功能趨于完善，心血管系統(tǒng)穩(wěn)定性逐步提高，運動能力及自我感受得到改善，試驗設(shè)計的習(xí)服訓(xùn)練有利于機體新的熱反應(yīng)動力定型建立。

［關(guān)鍵詞］濕熱環(huán)境；熱習(xí)服；運動；肛溫；心率；自我感受

高溫、高濕作為我國亞熱帶地區(qū)的主要氣候特點，在濕熱環(huán)境下進行勞動作業(yè)，機體不僅要承受運動產(chǎn)生的大量內(nèi)源性熱還要接受外界環(huán)境的熱量，雙重強化的熱負(fù)荷必將會導(dǎo)致體內(nèi)過量熱積蓄，同時這種特殊環(huán)境下的運動也會給心血管系統(tǒng)帶來了嚴(yán)重的負(fù)荷。因此，研究濕熱環(huán)境下機體的習(xí)服規(guī)律，分析熱習(xí)服訓(xùn)練前后機體各指標(biāo)的變化特征，揭示濕熱環(huán)境下運動的身體適應(yīng)性規(guī)律，對機體適應(yīng)不良環(huán)境，保持正常生活和作業(yè)能力具有重要意義。

1　資料與方法

1.1試驗對象與方法隨機抽取某軍事院校30名男性志愿者，平均年齡 （21.3±1.1）歲，平均體重（64.0±7.6）kg，身體健康，無習(xí)服訓(xùn)練經(jīng)驗，無重大疾病史。所有對象均知情同意并簽署知情同意書。

試驗歷時9d，均在高溫高濕環(huán)境實驗室進行。實驗分為測試階段和訓(xùn)練階段：測試階段為第1天和第9天，均進行12 min功率自行車運動測試（要求進入實驗室后靜坐10 min，艾威BC8500型功率自行車調(diào)至10LEVEL-280WATT/H運動12 min），每次總熱暴露時間為22 min；訓(xùn)練階段為第2～8天，要求進入實驗室后靜坐10 min，踏步機徒手踏步15 min，艾威BC4730-52型功率自行車無阻力運動 15 min，艾威 BC8500型功率自行車調(diào)至10LEVEL-280WATT/H運動15 min，每次總熱暴露時間為55 min。每天常溫安靜狀態(tài)下、濕熱室靜坐10 min后及運動后即刻測量心率，運動即刻心率測量后測肛溫值和自我感受。

為確保受試者在試驗過程中的安全性，防止熱應(yīng)激環(huán)境下的熱損傷發(fā)生，在整個試驗過程中不僅采取循序漸進的訓(xùn)練原則，而且還根據(jù)中國人體質(zhì)特點，嚴(yán)格按照杜桂仙等［1］提出的生理耐受上限肛溫值38.9℃，來指導(dǎo)受試者調(diào)控運動負(fù)荷。

1.2場地與設(shè)施實驗室選擇第二軍醫(yī)大學(xué)濕熱環(huán)境訓(xùn)練實驗室。模擬環(huán)境實驗室面積123 m2、層高3 m，可同時容納40人訓(xùn)練。環(huán)境制熱采用地面、墻體電加熱輻射與頂部光照的方法，設(shè)計最高溫度為46℃，多處分層溫度探測器可控制環(huán)境溫度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)。環(huán)境加濕由電鍋爐將蒸汽從管道輸送至實驗室，根據(jù)傳感器顯示的濕度，通過閥門調(diào)節(jié)可控制實驗室濕度，設(shè)計最大濕度為90%。常溫環(huán)境由3臺4匹空調(diào)將環(huán)境溫度精確控制在20℃。實驗室內(nèi)安裝有CO2報警探測、環(huán)境氣體交換和室內(nèi)氣體對流裝置等，配有休息室和醫(yī)療護理室。試驗過程中環(huán)境溫度控制在39℃，相對濕度為80%。

1.3數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計學(xué)處理數(shù)據(jù)采用SPSS19.0軟件包進行處理，肛溫、功率自行車?yán)锍滩捎镁蹬鋵檢驗比較差異，心率采用重復(fù)測量資料的方差分析比較差異；計量數(shù)據(jù)均以表示，P＜0.05水平為具有顯著性差異。

2　結(jié)　果

2.1測試階段肛溫、艾威BC8500型功率自行車?yán)锍碳白晕腋惺苷{(diào)查測試過程中，監(jiān)測到的個人肛溫最高值是在第1次測試后，為38.5℃，低于三級生理上限［2］規(guī)定的生理耐受上限。同第1次測試相比，經(jīng)過7 d的熱習(xí)服訓(xùn)練，第2次測試后肛溫值有所下降，自行車?yán)锍虜?shù)升高，差異均具有顯著性（P＜0.05）；與熱習(xí)服訓(xùn)練前相比，除口渴感覺增加2人外，其他不良感覺基本消失（表1）。

表1　測試階段肛溫、自行車?yán)锍碳白晕腋惺苊枋?/p>

2.2熱習(xí)服訓(xùn)練階段肛溫監(jiān)測結(jié)果及自我感受調(diào)查在7 d的熱習(xí)服訓(xùn)練過程中，監(jiān)測到的平均肛溫最高值為38.73℃；個人肛溫最高值為39.72℃，出現(xiàn)在訓(xùn)練的第2天，但通過詢問個人自我感受，并無異常狀況，適應(yīng)能力良好。自我感受調(diào)查結(jié)果表明，除口渴感覺外，頭疼、頭暈、耳鳴、胸悶、心悸、煩躁、四肢無力發(fā)酸等濕熱環(huán)境下典型不適癥狀，均隨訓(xùn)練天數(shù)的增加而逐漸減輕（表2）。

表2　熱習(xí)服訓(xùn)練階段肛溫監(jiān)測及自我感受調(diào)查（±s，n=30）

表2　熱習(xí)服訓(xùn)練階段肛溫監(jiān)測及自我感受調(diào)查（±s，n=30）

時間　　肛溫（℃）自我感受（人）口渴　　頭疼　　頭暈　　耳鳴　　胸悶　　心悸　　煩躁　　四肢無力發(fā)酸1 d　38.72±0.41　19　3　13　2　19　8　8　15 2 d　38.73±0.43　20　10　10　3　22　12　14　5 3 d　38.61±0.39　18　6　8　1　20　7　13　14 4 d38.58±0.42　16　6　5　1　17　5　9　7 5 d38.47±0.33　20　3　3　0　14　3　5　10 6 d38.58±0.46　23　2　8　1　16　7　5　10 7 d38.25±0.36　17　1　3　1　11　3　1　5

2.3測試階段心率變化情況測試階段，心率在不同環(huán)境下的變化情況及兩次測試的比較變化如表3所示，兩次測試過程中，較常溫室靜坐相比，濕熱室靜坐10 min后及運動后即刻測得心率均顯著升高（P＜0.05）；與濕熱室靜坐10 min后比較，運動后心率均顯著升高（P＜0.05）。與第1次測試相比，在第2次測試過程中濕熱室靜坐10 min后心率顯著下降（P＜0.05），運動后心率顯著升高（P＜0.05）。

2.4熱習(xí)服訓(xùn)練階段心率變化情況如表4、圖1所示，在7 d的訓(xùn)練過程中，每次進入濕熱室靜坐10 min后及運動后即刻心率，與常溫安靜狀態(tài)相比均顯著升高（P＜0.05）；運動后心率與濕熱室靜坐10 min后相比亦顯著升高（P＜0.05）；均與測試階段顯示結(jié)果保持一致。與第1天訓(xùn)練過程相比，常溫室靜坐后及濕熱室靜坐10 min后心率分別在訓(xùn)練的第4天和第5天開始顯著性下降（P＜0.05），且在隨后的訓(xùn)練中維持在一個相對平穩(wěn)的水平上；在訓(xùn)練的第2天運動后即刻心率則開始顯著性升高（P＜0.05），而在訓(xùn)練的第7天基本恢復(fù)到第1天訓(xùn)練后水平。

圖1　熱習(xí)服訓(xùn)練階段心率隨時間變化特征

3　討　論

3.1濕熱環(huán)境下運動時肛溫、自行車?yán)锍碳白晕腋惺苷{(diào)查情況分析機體體溫在一定范圍內(nèi)，通過下丘腦后部接受、整合皮膚及機體深部溫度感受器和視前區(qū)-下丘腦前部（preoptic anterior hypothalamus，PO/AH）傳來的神經(jīng)沖動，并發(fā)出神經(jīng)沖動自動調(diào)節(jié)產(chǎn)熱和散熱的平衡，是維持正常生命活動和生理過程的必要條件。人體在安靜狀態(tài)下，對體溫調(diào)節(jié)的極限為氣溫31℃、相對濕度85%，或氣溫38℃、相對濕度50%［1］。在本試驗設(shè)計中，受試者在環(huán)境溫度39℃，相對濕度80%的濕熱室內(nèi)靜坐10 min后，隨即進行12 min功率自行車運動測試，機體產(chǎn)熱和外界環(huán)境熱輻射超過了人體體溫的調(diào)節(jié)極限，再加上空氣中的濕度基本達到飽和狀態(tài)，且室內(nèi)幾乎無空氣流動，使得汗液蒸發(fā)受阻。觀察受試者汗液多經(jīng)汗孔排出，形成汗珠覆蓋在體表、丟失。首次熱暴露后測得受試者平均肛溫值高達38.14℃，部分受試者出現(xiàn)口渴、頭疼、頭暈、耳鳴、胸悶、心悸、煩躁、四肢無力發(fā)酸等不適反應(yīng)。提示機體處于濕熱環(huán)境下，雖然因環(huán)境高溫分泌大量汗液，但多為無效性汗分泌，不利于機體散熱，在勞動、訓(xùn)練過程中更應(yīng)該注重負(fù)荷的控制，避免體內(nèi)過度熱積蓄，造成病理性熱損傷。

表3　測試階段心率變化情況（±s，n=30）

表3　測試階段心率變化情況（±s，n=30）

注：與第1次測試比較，＊P＜0.05；與常溫室靜坐比較，▲P＜0.05；與濕熱室靜坐比較，▉P＜0.05

時間　　常溫室靜坐（b/min）　　濕熱室靜坐（b/min）　　運動后（b/min）第1次測試　71.17±11.40　84.67±11.79▲　140.97±32.01▲▉第2次測試　68.00±8.60　79.13±9.40＊▲　169.60±10.75＊▲▉

表4　熱習(xí)服訓(xùn)練階段心率變化情況（±s，n=30）

表4　熱習(xí)服訓(xùn)練階段心率變化情況（±s，n=30）

注：與第1天訓(xùn)練比較，＊P＜0.05；與常溫室靜坐比較，▲P＜0.05；與濕熱室靜坐比較，▉P＜0.05

時間　　常溫室靜坐（b/min）　　濕熱室靜坐（b/min）　　訓(xùn)練后（b/min）訓(xùn)練第1天　71.77±9.12　83.57±10.41▲　162.43±18.67▲▉訓(xùn)練第2天　70.73±11.58　84.30±15.26▲　171.10±14.33＊▲▉訓(xùn)練第3天　71.47±11.30　88.20±14.07＊▲　172.03±14.25＊▲▉訓(xùn)練第4天　64.37±7.48＊　81.53±10.61▲　170.97±12.53＊▲▉訓(xùn)練第5天　63.37±7.40＊　76.57±10.20＊▲　169.37±12.93▲▉訓(xùn)練第6天　65.93±7.49＊　76.90±8.88＊▲　172.07±13.41＊▲▉訓(xùn)練第7天　66.87±9.97＊　76.93±9.18＊▲　162.57±14.37▲▉

肛溫值作為評價熱習(xí)服效果的敏感生理指標(biāo)，可以有效地反映機體深部溫度，在研究濕熱環(huán)境對機體的影響時被國內(nèi)外學(xué)者廣泛采用。Chinevere等［3］研究表明，經(jīng)過10 d的熱習(xí)服訓(xùn)練后，機體核心溫度與訓(xùn)練前相比顯著下降。Kampmann等［4］研究表明，熱習(xí)服后顯著下降的肛溫值有效地減少了生理熱緊張程度。本實驗結(jié)果顯示，經(jīng)過7 d的熱習(xí)服訓(xùn)練，受試者的肛溫較第1次測試后相比，下降值具有顯著性差異（P＜0.05）；在相同濕熱環(huán)境下的運動能力明顯提高，12 min艾威BC8500型功率自行車記錄里程數(shù)顯著增加（P＜0.05）；受試者主訴不適感明顯發(fā)生改善，是機體經(jīng)過熱習(xí)服訓(xùn)練后適應(yīng)環(huán)境的良好表現(xiàn)。

3.2濕熱環(huán)境下運動對心率的影響心率是監(jiān)控訓(xùn)練強度，反映運動時心臟承受負(fù)荷大小的常用客觀指標(biāo)。在一定范圍內(nèi)，心率隨運動強度的增加而增加，即心率與運動強度之間呈良好的線性關(guān)系［5］。機體處于濕熱環(huán)境中，核心溫度升高，蒸發(fā)散熱受阻，導(dǎo)致體內(nèi)熱積蓄增加，心血管系統(tǒng)同樣反映強烈。本研究實驗結(jié)果顯示，受試者進入濕熱室靜坐10 min后，心率增加較常溫安靜狀態(tài)下差異具有顯著性（P＜0.05）。當(dāng)機體在濕熱環(huán)境下運動時，由于熱負(fù)荷和運動負(fù)荷的雙重應(yīng)激作用，交感神經(jīng)系統(tǒng)緊張性迅速提高，腎上腺素大量分泌，作用于心肌受體，激活腺苷酸環(huán)化酶，使心肌糖原分解加強，能量代謝加速，心率大幅提高；同時，由于組織血液重新分配以及機體大量排汗，使中心循環(huán)血量明顯減少，從而進一步加強交感神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，引起心率增加［6］。Fadzel Wong Chee Ping等［7］研究表明，馬來西亞運動員在濕熱環(huán)境下運動10 min后心率值顯著性增加，在之后的運動過程中隨著運動時間的延長小幅度升高。Caldwell等［8］實驗表明，著戰(zhàn)斗防護服在濕熱環(huán)境下進行低強度運動時，隨著運動時間的延長心率逐漸升高，心臟負(fù)荷加劇。本研究結(jié)果顯示，在濕熱環(huán)境下運動12 min和45 min后即刻測得心率較濕熱室靜坐10 min后均顯著性升高（P＜0.05）。提示在相同的濕熱環(huán)境下，心血管系統(tǒng)對運動刺激的應(yīng)激反應(yīng)大于對單純熱刺激的應(yīng)激反應(yīng)，且在一定程度上，隨著運動負(fù)荷的增加和運動時間的延長，心率逐漸提高。

隨著心率的加快，收縮期和舒張期均相應(yīng)縮短，但舒張期縮短比例較大，導(dǎo)致心室充盈期縮短，心室充盈不完全，為保證供血充足，心肌的工作時間相對延長，休息時間縮短，長此下去必將影響心臟的正常泵血功能。通過7 d的熱習(xí)服訓(xùn)練，機體的各項適應(yīng)性功能趨于完善，心血管系統(tǒng)穩(wěn)定性逐步提高。在測試階段，常溫室靜坐心率及濕熱室靜坐10 min后心率分別在訓(xùn)練的第4天和第5天顯著性下降（P＜0.05），隨后保持在一個基本穩(wěn)定的水平上；在訓(xùn)練的第2天，運動后即刻心率雖開始顯著性升高（P＜0.05），但在訓(xùn)練的第7天基本恢復(fù)到第1天訓(xùn)練后水平。提示，熱習(xí)服訓(xùn)練不僅可以增加心血管系統(tǒng)在濕熱環(huán)境下的適應(yīng)性，同時還能使其在常溫安靜狀態(tài)下的生理機能得以提高，且在常溫安靜狀態(tài)下的這種良性表現(xiàn)可能比濕熱環(huán)境下安靜狀態(tài)的良性表現(xiàn)速度要快。但在測試階段，與第1次測試后即刻心率相比，第2次測試后即刻心率顯著升高 （P＜0.05）。綜合自行車?yán)锍虜?shù)亦顯著增加（P＜0.05）及自我感受調(diào)查顯示良好等多重因素考慮，其可能機制是通過7 d的熱習(xí)服訓(xùn)練，機體神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)系統(tǒng)對運動負(fù)荷適應(yīng)良好，運動能力得以提高，運動疲勞感有所降低，心率隨著受試者自主增加的運動強度而增加。

4　小　結(jié)

在研究中，經(jīng)過7 d的熱習(xí)服訓(xùn)練，受試者肛溫較首次熱暴露相比顯著性下降，且基本接近正常值36.9～37.9℃，機體自主性體溫調(diào)節(jié)的適應(yīng)性增強；濕熱環(huán)境下的運動能力顯著提高，運動疲勞感有所降低，受試者主訴不適感明顯得以緩解，機體適應(yīng)狀況良好。在本實驗的設(shè)計下，經(jīng)過4～7 d的熱習(xí)服訓(xùn)練，不僅可以增加心血管系統(tǒng)在濕熱環(huán)境中的適應(yīng)性，同時還能使其在常溫安靜狀態(tài)下的生理機能得以提高，且在常溫安靜狀態(tài)下的這種良性表現(xiàn)可能比濕熱環(huán)境安靜狀態(tài)下的良性表現(xiàn)速度要快。

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［2015-05-04收稿，2015-06-02修回］［本文編輯：韓松］

［中圖分類號］R821

［文獻標(biāo)志碼］A

［基金項目］全軍衛(wèi)生和疾病防控應(yīng)用性研究指令性課題《現(xiàn)代軍事作業(yè)中健康保護及軍事訓(xùn)練傷診斷防治技術(shù)的研究》13BJY18

［作者單位］710706陜西西安，西安通信學(xué)院（吳瀟男）

Research on the effects of exercise on rectal temperature，heart rate and self-feeling in humid heat environment

WU Xiao-nan.Xi'an Communication Institute of Chinese PLA，Xi'an，Shanxi 710706，China

［Abstract］ObjectiveBased on the experimental study to explore the characteristics of the indexes of body in humid heat environment，so as to try to reveal the people's physical adaptation ability of sport in humid heat environment and to provide the theoretical basis for training.MethodsRandom selected 30 healthy volunteers from a university were taken as subjects，whose average age was（21.3±1.1）years old.The humid heat environment training laboratory of a medical university was taken as experiement lab，environment temperature：39℃，relative humidity：80%.This experiment lasted for 9 days：divided into the testing phase and training phase.Every day，theheartratesafterquietstateinroomtemperatureenvironment，sitquietly10 mininhumidheat environment and immediately after the exercise were measured，respectively.Rectal temperature and self-feeling were measured immediately after the last heart rate measurement.ResultsCompared with the 1st test，after 7 d heat acclimatization training and the 2nd test rectal temperature decreased while bicycle record mileage increased （P＜0.05）；Compared with the situation before the heat acclimatization training，except the two persons feeling thirsty，other'suncomfortablefeelinghadalmostdisappeared.Everyday，comparedwithquietstateinroom temperature environment，heart rate was all significantly higher than after sit quietly 10 min in humid heat environmentandimmediatelyafterexercise（P＜0.05）；Comparedwithsitquietly10 mininhumidheat environment，heart rate was significantly higher than immediately after exercise（P＜0.05）.Compared with the 1st test，in the 2nd test process，heart rate decreased significantly after sit quietly 10 min in humid heat environment and was significantly higher than immediately after exercise（P＜0.05）.Compared with the first day training，heart rate of after quiet state in room temperature environment and sit quietly 10 min in humid heat environment，respectively，began to significantly decline in 4 d and 5 d（P＜0.05），and then maintained at a relatively stable level；on the second day of the training，heart rate was significantly higher than after immediately after exercise （P＜0.05），to training 7 d restore basic to 1 d training levels.ConclusionsAfter 7 days repeated intermittent heat exposure exercise training，the adaptive function of the body tends to be improved，the cardiovascular system gradually increases in the stability；their exercise capacity and self feelings get improved.Above changes show that the heat acclimatization training what based on the experimental design can help the body establishing a new dynamic stereotype of the thermal reaction.

［Key words］Humid heat environment；Heat acclimatization；Exercise；Rectal temperature；Heart rate；Selffeeling