预冷对运动员高温环境下运动表现的影响研究

郝思哲

(东北石油大学 体育部，黑龙江 大庆 163318)

预冷对运动员高温环境下运动表现的影响研究

郝思哲

(东北石油大学 体育部，黑龙江 大庆 163318)

很多研究表明高温环境对运动员的运动表现是有害的，如对氧运输能力、心血管功能以及内环境和离子平衡都会造成不良影响。体育科研人员发现预冷处理能够改善运动员在高温环境下的运动表现。预冷处理是指在训练前或比赛前，预先将运动员身体做降温处理，通过降低核心体温、改善心血管压力、减少代谢失调等来调整各项生理指标，提升运动员的热贮存能力，延缓运动疲劳产生，使运动员在训练或比赛时有良好的运动表现。

预冷处理；高温环境；运动表现

一些运动训练和比赛不可避免的要遇到高温炎热的环境，而这种环境对选手的运动表现产生很大影响。例如，在1996、2004、2008年三届奥运会中，比赛现场都出现了高温炎热的环境，温度均超过30℃。在这种情况下，如何使运动员尤其是耐力项目的运动员克服高温环境带来的危害，提高运动成绩，成为很多体育科研人员和教练员思考的问题。一个引起研究者们注意的方式就是赛前的预冷。经降温后运动员的热贮存能力增加，这能延缓运动疲劳的产生，从而有助于长时间耐力项目选手的良好运动表现。

1 赛前预冷的研究历史

1937年，国外学者Scott开始研究不同水温对身体生理变化的影响，认为高温潮湿的运动环境对运动表现是不利的[1]。上世纪80年代开始，体育科研人员开始注意运动前低温处理与运动表现的相关性，探讨运动时产生的热压力与运动疲劳之间的关系；运动过程中如果身体散热不及时，在体内形成热能累积，造成热压力，导致运动疲劳产生，甚至迫使运动员中途提早放弃比赛，无法完成全程的比赛。因此，学者们积极寻求好的办法让选手在比赛过程中尽可能地保持体力，充分的展现自己最佳实力，于是研发了一套预先降低身体温度的方法——运动前低温处理，即预冷，通过这种方式让选手发挥最佳运动表现。澳大利亚研究出“冷却夹克(Ice Jacket)”，在1996年亚特兰大奥运会广泛使用，因此引起关注。从1996年开始，许多关于运动前低温处理的研究陆续发表，并得出结论：在不同温度环境下(约20℃-32℃)从事运动，预冷处理确实可以强化长时间耐力运动的表现。有学者比较了热身和降温两种赛前准备方式对热环境下耐力项目运动能力的影响，结果表明，高温环境下热身对耐力运动能力起到负面效果；相反，预冷则提高了耐力水平。在运动中肌肉产生大量的热量，环境温度过高，热量无法通过对流的形式散发出去。因此，皮肤的降温措施非常重要。除了汗液蒸发就是预先穿着降温背心[2]。

2 预冷的生理机制

面对不同运动选手、运动项目与比赛环境，了解运动前低温处理的生理机制可以让教练与运动科学家寻找最适当的方法，达到提升运动表现的目的。

2.1降低核心体温

在运动过程中，当身体产生的热量与散发的热量保持平衡时，运动强度可维持在稳定状态；如果身体散热能力下降，导致散热不及，核心体温便快速上升，一旦核心体温过高，身体将自动地调整运动强度以及速度，以确保核心体温不会再度升高。很多研究显示：当核心体温达40℃临界值时，身体的代谢活动、产热反应开始下降，此时选手无法再从事高强度的运动负荷，同时运动表现也将受到限制。

2.2降低心血管压力

在高温、炎热环境下运动，体表皮肤散热需要较多血液流量，一旦流至皮肤的血液增多，心血管系统的血流量就会变少，增加心血管压力，并产生运动疲劳等不适症状。多数研究证实：预冷处理可以使运动员在从事固定强度的运动负荷时，其心率降低，尤其当皮层体温或核心体温下降，身体散热需求降低，流至皮肤的血液减少，留存于身体中枢的血液增加，于是中枢血量、心搏量增加，相对地心跳次数降低，减轻心血管系统的负担。因此，实施运动前低温处理，可以减轻运动过程中热压力与心血管压力造成的生理不适，使运动表现获得改善。

2.3平衡内环境，减少代谢失调

预冷处理可以平衡内环境，如保持运动员的水盐平衡，加强骨骼肌的肝糖使用。高温环境下运动，核心体温上升可能阻碍骨骼肌的肝糖使用。比较不同室温下，运动员从事固定运动负荷达疲劳状态，在骨骼肌肝糖含量部分，高温组明显大于低温组，显示高温环境可能阻碍骨骼肌的肝糖使用，而肝糖使用不完全是导致运动表现不佳的原因之一。

3 预冷的实施方法

许多人为方法可以在运动前有效降低运动员的体温，包括：降低皮层体温，如冷却夹克、冷凝水雾、冷空气；降低核心体温，如饮用冷水、呼吸冷空气；同时降低皮层体温与核心体温，如水中浸泡、暴露于在冷空气中或二者同时作用。选择哪种降温方法，可依实际情况来决定。

进行运动前低温处理最大的考虑因素是比赛现场操作的方便性，目前常使用的方法包括水中浸泡或暴露在冷空气中。相比而言，水中浸泡方式更好一些。冷水温度大约由29℃逐渐下降至24℃，皮层体温下降约5-6℃，整个过程耗时约30min，所需时间比较少[3]。而如果采用暴露在冷空气中的方法耗时则比较多，主要原因是空气中的散热速率远低于水中的散热速率，而且停留在冷空气中时间过长，有些运动员会有某种程度的不舒服感，在回到比赛现场前，要有短暂的回温阶段，以减少身体发抖与反应钝化的现象。水中的散热速率是空气中的 2-4倍，有研究显示：23-24℃的水，其散热速率甚至高于10℃的空气[4]。在水中浸泡进行预冷处理的最大优势在于，人处于水中，通过身体逐渐散热到水中，皮肤温度逐渐接近水温，身体不同部位的皮层体温最后都与水温接近。因此，不论是皮层体温还是核心体温均降低，在时间上，水中浸泡达到效果所需时间远低于暴露在冷空气，所以说水中浸泡能在短时间内能将核心体温有效降低。

有学者探讨了脸部冷却方法对高温环境中人体运动能力的影响，脸部冷却就是用4℃水雾进行脸部喷洒，以保持前额表面温度低于28℃。研究表明，人体在高温环境中运动时，脸部冷却方法可以有效地延缓机体核心温度的升高，进而起到可以保持人体运动能力、提高运动成绩的作用，运动员在高温环境内进行比赛和训练时可以借鉴此方法进行适当应用[5]。

过去研究认为只有降低核心体温、减少热压力，才能有效改善运动表现。但有研究发现：对长距离自行车选手来说，皮层体温下降，核心体温(即：直肠温)不降低，仍能有效减少热压力、增强运动表现[6]。这是一个新论点，皮层体温下降也能使运动表现有效改善。

4 预冷处理的注意事项

实施运动前低温处理后，由于自身温度较低，运动员有可能不能正确判断出周围环境的温度，忽略了比赛现场的高温环境，所以在比赛初期速度太快，导致体能或既定战术发挥失常，最后可能造成运动表现不佳的情况。因此，在正式比赛前，运动员必须有实施低温处理的实践经验，以了解比赛现场如何掌握体能、体力、速度的分配，发挥最佳成绩。

在进行预冷处理的过程中，部分运动员会微微有些不适感觉，在回到比赛现场前，需要有短时间的回温阶段，以减少肢体发抖与反应迟钝现象，因此必须让运动员有充足的时间进行适当的热身活动，避免发生上述情况。

5 结语

很多情况下，运动员必须在高温环境下参加比赛。体育科研人员也在观察和研究，高温环境下运动员如何才能充分发挥自己的实力。有关运动预冷处理的研究越来越多，方法也在不断创新，例如说已有让运动员方便地在比赛现场实施的方法(如冷却夹克)以及前面提到的脸部冷却方法。运动前低温处理，不仅是耐力运动提升运动成绩的重要因素，也是其它运动项目改善运动表现的主要依据。

[1] Bazett, H.C., amp; Scott, J. C. Effect of baths at different temperatures on oxygen exchange and on circulation[J]. the American journal of physiology, 1997(19)：93-110.

[2] 桑德拉·尤柯特，温菲尔德·约克．预冷对高温环境下耐力项目运动能力的影响[J]．中国体育教练员，2008(1):62.

[3] Mainwaring, D. E., Gore, C.J., amp; Hahn, A.G. Practical precooling: Effect on cycling time trial performance in warm conditions[J]. Journal of sports sciences, 2008，26(14)：1477-1487.

[4] Smith, R. M., amp; Hanna, J. M. Skinfolds and resting heat loss in cold air and water:temperature equivalence[J]. Journal of applied physiology, 1995，39(1)：93-102.

[5] 赵杰修．脸部冷却方法对高温环境中人体运动能力的影响[J]．体育科学，2008,28(1)：100-103．

[6] Kay, D., Taaffe, D. R., amp; Marino, F. E. Whole-body pre-cooling and heat storage during self-paced cycling performance in warm humid conditions[J]. Journal of sports sciences, 1999，17(12):937-944.

TheStudyoftheInfluenceonAthleticPerformanceforAthletesintheHighTemperatureEnvironment

Hao Sizhe

(P.E. Department,Northeast Petroleum University,Daqing,163318,Heilongjiang,China)

A lot of research shows that high temperature environment on the performance of the movement of athletes are harmful, such as oxygen transportation capacity, cardiovascular function and the internal environment, and ionic balance will be a bad influence. The sports science researchers find that the cold treatment can improve athletes in the high temperature environment of athletic performance. The cold treatment find in training or before the game, the body temperature in advance is processed, by lowering core body temperature, improving cardiovascular pressure, reduce the metabolism disorders and ability to adjust the physiological indexes, improve the heat storage capacity athletes, slow motion fatigue, athletes in training or in the games will have a good performance.

The cold treatment; high temperature environment; athletic performance

G804.22

A

1672-1365(2012)04-0080-02

2012-04-02；

2012-06-01

国家体育总局青少司合作项目“‘体教结合’理论与实证研究”(QSS2011030)

郝思哲(1980-)，男，吉林松原人，硕士，讲师，研究方向：体育教学与训练。