郭振向，周開祥，李奕臻，陳 輝

環(huán)境溫度是影響運(yùn)動員運(yùn)動表現(xiàn)的重要因素，人體進(jìn)行無氧運(yùn)動的適宜溫度為27～28℃，而有氧運(yùn)動的適宜溫度卻在15℃以下[1]。 目前眾多賽事（如夏季奧運(yùn)會等）均在＞30℃的環(huán)境溫度下舉行，因此如何在熱環(huán)境下發(fā)揮出最佳的運(yùn)動表現(xiàn)是教練員和運(yùn)動員必須面對的現(xiàn)實問題[2]。 現(xiàn)階段常用的降溫方法有冷水浸泡、冷飲、穿著降溫服飾、使用薄荷醇降溫等[3]，但在實際操作中發(fā)現(xiàn)對降溫時機(jī)的把握會影響到最終的降溫效果， 有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動前降溫（預(yù)冷）和運(yùn)動中降溫均能有效提高運(yùn)動員的有氧運(yùn)動表現(xiàn)， 但少有研究探討混合降溫的效果 （運(yùn)動前＋運(yùn)動中）[4]。 因此，有必要對不同階段降溫措施對提升運(yùn)動表現(xiàn)的效果進(jìn)行比較， 從而有利于教練員對降溫時機(jī)的選擇。對于運(yùn)動員具體的降溫部位，通常情況下選擇額頭、腋下，但選擇該部位的依據(jù)更多來自臨床治療而非訓(xùn)練比賽。因此，本研究通過對熱環(huán)境下不同降溫時機(jī)和降溫部位對運(yùn)動員運(yùn)動表現(xiàn)的影響進(jìn)行系統(tǒng)評價與Meta 分析，探討適宜的降溫時機(jī)和降溫部位， 從而為教練員制定熱環(huán)境下運(yùn)動員的不同降溫策略提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

依據(jù)系統(tǒng)評價與Meta 分析優(yōu)先報告的條目PRISMA 聲明控制研究過程[5]。

1.1 檢索策略

文獻(xiàn)檢索由2 名人員采用獨(dú)立雙盲的方式，按照檢索式對規(guī)定的中外數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索。 檢索策略根據(jù)研究目的結(jié)合PICOS 原則綜合制定。

（1）中文數(shù)據(jù)庫采用主題模糊檢索的方式對中國知網(wǎng)（CNKI）和萬方數(shù)據(jù)庫收入的核心期刊進(jìn)行檢索。 檢索詞：“高溫環(huán)境”“降溫措施”“預(yù)冷”“運(yùn)動中降溫”“運(yùn)動”“運(yùn)動表現(xiàn)”“身體機(jī)體狀態(tài)”。 相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)果中國知網(wǎng)22 篇、萬方數(shù)據(jù)庫275 篇。

（2）外文數(shù)據(jù)庫檢索采用PubMed 所屬的MEDLINE 醫(yī)學(xué)主題詞表（Mesh）進(jìn)行主題詞和自由詞檢索。 檢索式如下：“Heat Mitigation”O(jiān)R“Cooling” OR“Pre-cooling” OR “Precooling” OR “Pre-Exercise Cooling” OR “Mid-cooling” OR “Cooling During Exercise” OR “Body Temperature” OR “Core Temperature” OR “Thermoregulation” OR “Water Immersion”O(jiān)R “Cold Water” OR “Cold Fluid” OR “Cold Beverage” OR “Cold Air” OR “Cooling Vest” OR “Cooling Collar” OR “Ice Slush*” OR “Ice Slurry” OR “Ice Ingestion” OR “Ice Jacket” OR “Ice Vest” OR “Ice Garment” AND “Sports Performance” OR “Aerobic*” OR“Anaerobic*” OR “Endurance Practic*”。

1.2 文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)PICOS 原則制定如下文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)。

實驗受試者：不區(qū)分國籍、地區(qū)、性別；無高溫相關(guān)疾病與癥狀（中暑、熱射病、熱痙攣、熱衰竭、心腦血管病、脫水等）的健康運(yùn)動員。

干預(yù)措施：運(yùn)動前預(yù)冷降溫措施、運(yùn)動中降溫措施、運(yùn)動前和運(yùn)動中均采取降溫措施；具體降溫方法包括，冷水浸泡、飲用冷飲、降溫服飾、面部噴灑、手部降溫器、 薄荷醇降溫； 進(jìn)行實驗時環(huán)境溫度為30℃及以上。

實驗設(shè)計：隨機(jī)交叉實驗和隨機(jī)對照實驗設(shè)計。

結(jié)局指標(biāo)：運(yùn)動至力竭的時間、運(yùn)動至力竭的距離、平均功率/ 峰值功率、單位時間內(nèi)移動距離、單位距離耗時。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)

文獻(xiàn)排除標(biāo)準(zhǔn)包括： 環(huán)境溫度低于30℃、 重復(fù)的文獻(xiàn)、動物實驗、非隨機(jī)交叉設(shè)計實驗、非隨機(jī)對照實驗、非以健康運(yùn)動員（中暑、熱射病、熱痙攣、熱衰竭、心腦血管病、脫水等）為受試者的實驗類文獻(xiàn)、綜述類文獻(xiàn)以及數(shù)據(jù)無法獲取或合成的文獻(xiàn)。 按照PRISMA 聲明要求制定文獻(xiàn)篩選流程圖[5]（圖1）。

圖1 文獻(xiàn)篩選流程Figure1 Literature screening process

1.3 文獻(xiàn)質(zhì)量評價

按照Cochrane 偏倚風(fēng)險評估工具標(biāo)準(zhǔn)[6]，主要從選擇偏倚（隨機(jī)序列的產(chǎn)生、分配隱藏）、實施偏倚（實施者和受試者施盲情況）、測量偏倚（結(jié)局中的盲法評價）、失訪偏倚（結(jié)局?jǐn)?shù)據(jù)是否完整）、報告偏倚（選擇性報告）、其他偏倚6 個方面、7 項標(biāo)準(zhǔn)對納入文獻(xiàn)進(jìn)行偏倚風(fēng)險評價，每項標(biāo)準(zhǔn)分為低偏倚風(fēng)險、不清楚、高偏倚風(fēng)險3 個等級。

1.4 統(tǒng)計分析

1.4.1 數(shù)據(jù)提取換算

采用Excel2019 匯總36 項研究中降溫組與對照組結(jié)局指標(biāo)均值和標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)，同時運(yùn)用GetData2.20軟件對部分心率指標(biāo)直方圖均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)進(jìn)行提取。 為標(biāo)準(zhǔn)化距離和時間相關(guān)的運(yùn)動表現(xiàn)指標(biāo)單位， 利用Excel 編輯函數(shù)將原始數(shù)據(jù)距離單位轉(zhuǎn)化為m，時間單位轉(zhuǎn)化為s。 數(shù)據(jù)提取內(nèi)容：文獻(xiàn)基本信息（作者、發(fā)表時間等）、研究類型和方法學(xué)特征、研究對象特征（社會人口學(xué)特征等）、干預(yù)措施（降溫階段、降溫方法、降溫部位等）、結(jié)局指標(biāo)、樣本量等。

1.4.2 統(tǒng)計分析

運(yùn) 用 Review Manager5.3、Stata15.1、Graphpad Prism8.0 對納入文獻(xiàn)進(jìn)行質(zhì)量評價、定量合成分析、亞組分析、敏感分析、森林圖和漏斗圖等制作。 采用I2檢驗對納入研究進(jìn)行異質(zhì)性檢驗，I2≤50%表明異質(zhì)性較低，I2＞50%表明異質(zhì)性較高[7]。 無異質(zhì)性和低度異質(zhì)性采用固定效應(yīng)模型（Fixed-effects Model）分析數(shù)據(jù)， 中度異質(zhì)性和高度異質(zhì)性采用隨機(jī)效應(yīng)模型（Random-effects Model）分析數(shù)據(jù)。 結(jié)局指標(biāo)均屬于連續(xù)性變量， 合并效應(yīng)量指標(biāo)選擇標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差（SMD），置信區(qū)間95%，納入分析數(shù)據(jù)和權(quán)重。 合并效應(yīng)量（SMD）評價標(biāo)準(zhǔn)為：SMD＜0.2 為極小效應(yīng)量，0.2≤SMD＜0.5 為小效應(yīng)量，0.5≤SMD＜0.8為中等效應(yīng)量，SMD≥0.8 為大效應(yīng)量[6]。 合并效應(yīng)量SMD 及置信區(qū)間包含0 顯示2 組均數(shù)不存在統(tǒng)計學(xué)差異，不包含0 顯示2 組均數(shù)存在統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)納入結(jié)果

對PubMed、Web of Science、SPORT-Discus、Science Direct、Ovid LWW 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索共得到相關(guān)文獻(xiàn)7 363 篇。 中英文共7 660 篇文獻(xiàn)， 導(dǎo)入End-NoteX9 文獻(xiàn)管理軟件去除重復(fù)文獻(xiàn)得到2 926 篇，通過EndNoteX9 文獻(xiàn)檢索功能篩選隨機(jī)交叉實驗設(shè)計或隨機(jī)對照實驗， 同時排除動物實驗和非健康人群后得到1 865 篇。通過逐步閱讀題目、摘要、內(nèi)容剔除不符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)，最后得到36 篇（圖1），截止時間為2022 年3 月。納入文獻(xiàn)特征具體內(nèi)容見表1、表2。

表1 文獻(xiàn)基本特征Table1 Basic characteristics of the included literature

表2 納入文獻(xiàn)干預(yù)特征Table2 Intervention characteristics of included literature

2.2 文獻(xiàn)質(zhì)量評價結(jié)果

根據(jù)Cochrane 偏倚風(fēng)險評估工具標(biāo)準(zhǔn)， 使用Review Manager5.3 對36 篇納入文獻(xiàn)進(jìn)行質(zhì)量評價（圖2）。

圖2 文獻(xiàn)質(zhì)量評價結(jié)果Figure2 literature quality evaluation results

續(xù)表2

2.3 不同降溫時機(jī)對運(yùn)動表現(xiàn)的影響效果

采用Stata15.1 對納入研究結(jié)果效應(yīng)量進(jìn)行定量合成，統(tǒng)計結(jié)果顯示合并效應(yīng)量SMD=0.73，Z=5.37，P＜0.05，I2＞50%， 統(tǒng)計分析選用隨機(jī)效應(yīng)模型，降溫組和控制組之間運(yùn)動表現(xiàn)結(jié)局指標(biāo)存在顯著性差異，效應(yīng)量穩(wěn)定可靠。 同時，對熱環(huán)境下不同運(yùn)動階段降溫措施應(yīng)用的效果、 不同身體部位降溫后運(yùn)動表現(xiàn)的效果、不同降溫方法的應(yīng)用效果、降溫后有氧運(yùn)動與無氧運(yùn)動表現(xiàn)的影響以及對不同運(yùn)動表現(xiàn)指標(biāo)的影響分別進(jìn)行亞組分析（圖3）。

圖3 不同運(yùn)動階段降溫的應(yīng)用效果Figure3 Effect of cooling strategy application in different stages

熱環(huán)境下不同運(yùn)動階段降溫應(yīng)用效果的亞組分析結(jié)果顯示， 運(yùn)動前對運(yùn)動員進(jìn)行降溫（Pre-Cooling）措施后，降溫組和控制組運(yùn)動表現(xiàn)結(jié)局指標(biāo)組間 存 在 顯 著 性 差 異（SMD=0.51，Z=3.27，P=0.001）；運(yùn)動中對運(yùn)動員采取降溫（Mid-Cooling）措施，組間運(yùn)動表現(xiàn)結(jié)局指標(biāo)存在顯著性差異（SMD=0.85，Z=3.66，P＜0.01）；混合降溫時運(yùn)動前和運(yùn)動中同時對運(yùn)動員采用降溫措施， 組間運(yùn)動表現(xiàn)結(jié)局指標(biāo)存在差異 （SMD=1.28，Z=1.91，P=0.050）。 混合降溫效應(yīng)量＞運(yùn)動中效應(yīng)量＞運(yùn)動前效應(yīng)量。

2.4 不同降溫部位對運(yùn)動表現(xiàn)的影響效果

熱環(huán)境下對運(yùn)動員不同身體部位降溫造成的運(yùn)動表現(xiàn)影響的亞組分析結(jié)果顯示， 下肢降溫（SMD=0.74，Z=2.46，P=0.014）、體內(nèi)降溫（SMD=0.75，Z=2.72，P=0.007）、 軀 干 降 溫（SMD=1.45，Z=3.76，P＜0.01）、頸部降溫（SMD=0.44，Z=1.97，P=0.049），組間運(yùn)動表現(xiàn)結(jié)局指標(biāo)存在顯著性差異（圖4）。 全身降 溫 （SMD=0.42，Z=1.23，P=0.219）、 手 部 降 溫（SMD=0.17，Z=0.29，P=0.770）、面部降溫（SMD=-0.54，Z=1.23，P=0.218）、 口 腔 降 溫（SMD=0.31，Z=1.02，P=0.309），組間運(yùn)動表現(xiàn)結(jié)局指標(biāo)不存在顯著差異。效應(yīng)量大小排序如下： 軀干降溫＞體內(nèi)降溫＞下肢降溫＞頸部降溫＞全身降溫＞口腔降溫＞手部降溫＞面部降溫。

2.5 發(fā)表偏倚及敏感性分析

采用Stata15.1 對研究結(jié)果進(jìn)行發(fā)表偏倚及敏感性分析。 漏斗圖（圖5）定性分析顯示研究結(jié)果存在發(fā)表偏倚。 因此， 為檢驗研究結(jié)果的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，繼續(xù)采用單項研究敏感性分析（圖6）和Meta 剪補(bǔ)法對各項研究進(jìn)行敏感性分析。 單項研究敏感性分析顯示，各項研究均在置信區(qū)間內(nèi)，且集中趨勢明顯，總體研究結(jié)果相對穩(wěn)定可靠。 同時，Meta 剪補(bǔ)法顯示統(tǒng)計前后不同效應(yīng)量分析模型（Fixed/ Random）的SMD 結(jié)果均存在正向置信區(qū)間，未出現(xiàn)研究結(jié)果反轉(zhuǎn)，表明研究結(jié)果穩(wěn)定可靠。

圖5 發(fā)表偏倚漏斗圖Figure5 Publication bias funnel plot

圖6 單項研究敏感性分析Figure6 Sensitivity analysis of single study

3 討論

3.1 降溫時機(jī)對運(yùn)動表現(xiàn)的影響

本研究共納入365 名運(yùn)動員，針對不同降溫時機(jī)和不同降溫部位對運(yùn)動員相關(guān)運(yùn)動表現(xiàn)的影響進(jìn)行了定性和定量分析。根據(jù)不同運(yùn)動項目的競賽特征，將高溫環(huán)境下降溫階段分為運(yùn)動前降溫（Pre-cooling）、運(yùn)動中降溫（Mid-cooling）以及運(yùn)動全程降溫（Pre-cooling and Mid-cooling）。 有研究表明運(yùn)動前降溫和運(yùn)動中降溫可以有效提高運(yùn)動員的有氧運(yùn)動表現(xiàn)[44-45]，但未對2 種不同階段降溫措施的效果進(jìn)行比較。同時，運(yùn)動全程降溫持續(xù)時間較長從而導(dǎo)致體表溫度過低，這可能會對運(yùn)動員帶來不利的影響，同時這也是教練員和運(yùn)動員所擔(dān)憂的問題。本研究表明，運(yùn)動前降溫、 運(yùn)動中降溫以及運(yùn)動全程降溫均能有效提高運(yùn)動表現(xiàn)， 其中運(yùn)動全程采用降溫干預(yù)對提升運(yùn)動表現(xiàn)的效果最佳， 運(yùn)動中采取降溫干預(yù)的效果優(yōu)于運(yùn)動前的降溫干預(yù)。

3.2 不同降溫部位對運(yùn)動表現(xiàn)提升的影響

在處理高溫疾?。ㄈ缰惺睿r，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常對額頭、頸部以及腋下等身體部位進(jìn)行降溫處理。但在以提升運(yùn)動表現(xiàn)為目的的降溫措施中， 運(yùn)動員有更多的選擇部位。 目前常用的降溫部位分為體內(nèi)降溫和體外降溫兩大類。 體內(nèi)降溫主要采取運(yùn)動員飲用低溫飲料、奶昔、冰漿等方法，也有采用薄荷醇進(jìn)行口腔降溫。 體外降溫包括面部、頸部、手部、軀干、下肢以及全身等部位。 本研究發(fā)現(xiàn)不同的降溫部位進(jìn)行降溫對運(yùn)動表現(xiàn)提升的效果有所不同， 其中軀干降溫、體內(nèi)降溫以及下肢降溫的效果較為理想，口腔降溫和手部降溫效果一般，面部降溫效果較差。 同時，研究發(fā)現(xiàn)對全身進(jìn)行浸泡降溫并未取得最佳效果。在治療高溫疾病和控制炎癥因子時， 常采取局部降溫的方法代替全身性的降溫，不僅取得了良好效果，還減少了機(jī)體的不良反應(yīng)[46-47]。 因此，重大比賽中采用局部降溫措施（軀干部分）更加符合實際需求。

3.3 降溫時機(jī)和部位的有效結(jié)合能夠提高運(yùn)動表現(xiàn)的原因和機(jī)制

合理的降溫部位和降溫時機(jī)能在熱環(huán)境下有效提升運(yùn)動表現(xiàn)的可能影響因素主要是， 降溫措施實施后運(yùn)動員的核心體溫相對降低，熱存儲能力增強(qiáng)，減少了運(yùn)動員訓(xùn)練和比賽中的不良熱激反應(yīng)[45]。 在運(yùn)動中降溫可以讓運(yùn)動員在運(yùn)動過程中的體溫降低，對于運(yùn)動表現(xiàn)的增強(qiáng)效果最好。 由于軀干降溫、體內(nèi)降溫以及下肢降溫比起面部、 頸部等其他部位可以更好地降低核心溫度，所以降溫效果也比較好。在運(yùn)動過程中核心體溫的相對降低會使運(yùn)動員心血管循環(huán)機(jī)能、骨骼肌機(jī)能、大腦神經(jīng)機(jī)能產(chǎn)生一系列的生理變化。在心血管循環(huán)機(jī)能方面，運(yùn)動員核心溫度降低，機(jī)體散熱量減少，血液循環(huán)運(yùn)輸至體表的血液減少，中樞循環(huán)系統(tǒng)的血流量相對增加[44]。 同時，機(jī)體散熱量減少會降低流汗率， 體液和電解質(zhì)流失相對減少，保證了內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定[27]。在骨骼肌機(jī)能方面，高溫環(huán)境導(dǎo)致中樞神經(jīng)發(fā)放沖動減弱，抑制了運(yùn)動神經(jīng)元的興奮性， 降低神經(jīng)-肌肉的控制能力，增加了神經(jīng)肌肉疲勞程度[48]。 因此，降溫措施可能提高了運(yùn)動神經(jīng)元的興奮性，增強(qiáng)了神經(jīng)-肌肉的控制能力。 Stevens[39-40]等研究發(fā)現(xiàn)高溫下持續(xù)運(yùn)動時，降溫組肌肉運(yùn)動單位募集能力（積分肌電更高）顯著高于非降溫組， 且降溫組運(yùn)動表現(xiàn)更佳。 Luomala 等[31]研究表明降溫措施提高了運(yùn)動員下肢肌肉的平均功率頻率。在肌肉持續(xù)高溫工作中，肌肉平均功率頻率的提高，肌肉抗載荷能力增強(qiáng)。 此外，研究表明在持續(xù)的有氧運(yùn)動中降溫組的肌組織氧飽和度高于非降溫組， 表明降溫措施提高了肌肉組織有氧運(yùn)動代謝能力。鑒于高溫環(huán)境下，運(yùn)動員最大峰值力矩、峰值功率出現(xiàn)下降的趨勢[49]，而降溫措施能在一定程度上維持或提高峰值功率[38]。因此，降溫措施對無氧爆發(fā)力運(yùn)動表現(xiàn)存在著積極的影響。 大腦神經(jīng)機(jī)能方面： 高溫環(huán)境運(yùn)動可能導(dǎo)致大腦血腦屏障滲透性發(fā)生改變，從而減緩人體腦血流速度[49-50]。由于大腦組織本身對溫度及缺血有著特殊的敏感性，降溫措施導(dǎo)致核心溫度降低， 中樞系統(tǒng)血流量相對增加，提高了大腦在高溫環(huán)境下的抗疲勞能力。高溫下運(yùn)動致疲勞時，并不是機(jī)體能量出現(xiàn)耗竭所引起，更多的原因也許是受大腦血漿神經(jīng)遞質(zhì)的影響。 其中，機(jī)體體溫升高導(dǎo)致的疲勞與多巴胺能神經(jīng)元活性相關(guān)，同時多巴胺濃度的提高又控制催乳素的釋放，進(jìn)而影響大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的狀態(tài)[51]。 因此，降溫措施提高了血漿神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺的濃度，對中樞疲勞的發(fā)展可能起到延緩作用。 Barwood 等[34]研究發(fā)現(xiàn)，降溫措施下運(yùn)動員的知覺反應(yīng)得到了有效提高。 綜上所述，高溫環(huán)境會導(dǎo)致大腦機(jī)能下降從而影響運(yùn)動表現(xiàn)， 通過降溫措施可以延緩中樞疲勞從而提高運(yùn)動表現(xiàn)。

4 結(jié)論

在降溫時機(jī)的選擇方面， 采取連續(xù)性降溫措施更有利于運(yùn)動員運(yùn)動表現(xiàn)的發(fā)揮， 尤其是在運(yùn)動中以及間歇期間采取降溫措施能更好延續(xù)降溫效果，從而維持或提高運(yùn)動表現(xiàn)；在降溫部位的選擇方面，采取不同的部位進(jìn)行降溫對運(yùn)動表現(xiàn)提升的效果有所不同， 身體局部降溫和體內(nèi)降溫均能提高運(yùn)動表現(xiàn)，但局部降溫措施（以軀干降溫最佳）效果更好且更加符合運(yùn)動員降溫策略制定的實際需求。 在熱環(huán)境下參與重大比賽時，教練員、科研人員應(yīng)根據(jù)運(yùn)動項目比賽特征及競賽規(guī)程， 提前制定科學(xué)合理的降溫策略，降低熱環(huán)境對比賽的負(fù)面影響，幫助運(yùn)動員維持或提升競技能力。