湿热环境下运动对人体肛温、心率和自我感受的影响＊

吴潇男

湿热环境下运动对人体肛温、心率和自我感受的影响＊

吴潇男

［摘要］目的通过对湿热环境下机体相关指标变化特点的试验研究，试图揭示湿热环境下运动的身体适应规律，为习服训练提供理论依据。方法随机抽取某军事院校男生30名，平均年龄（21.3±1.1）岁。选择第二军医大学湿热环境训练实验室，环境温度控制在39℃，相对湿度为80%。实验历时9 d，分为测试阶段和训练阶段。每天常温安静状态下、湿热室静坐10 min后及运动后即刻测量心率，运动即刻心率测量后测肛温值和自我感受。结果同第1次测试相比，经过7 d的热习服训练，第2次测试后肛温值有所下降，自行车里程数升高，差异均具有显著性（P＜0.05）。与热习服训练前相比，除口渴感觉增加2人外，其他不良感觉基本消失。在整个实验过程中，较常温室静坐相比，湿热室静坐10 min后及运动后即刻测得心率均显著升高（P＜0.05）；与湿热室静坐10 min后比较，运动后心率均显著升高（P＜0.05）。与第1次测试相比，在第2次测试过程中湿热室静坐10 min后心率显著下降（P＜0.05），运动后心率显著升高（P＜0.05）。在7 d的热习服训练过程中，较第1天训练过程相比，常温静坐后及湿热室静坐10 min后心率分别在训练的第4天和第5天开始显著下降（P＜0.05），且在随后的训练中维持在一个相对平稳的水平上；在训练的第2天运动后即刻心率则开始显著升高（P＜0.05），而在训练的第7天基本恢复到第1天训练后水平。结论经过7 d间断性反复热暴露运动后，机体的各项适应性功能趋于完善，心血管系统稳定性逐步提高，运动能力及自我感受得到改善，试验设计的习服训练有利于机体新的热反应动力定型建立。

［关键词］湿热环境；热习服；运动；肛温；心率；自我感受

高温、高湿作为我国亚热带地区的主要气候特点，在湿热环境下进行劳动作业，机体不仅要承受运动产生的大量内源性热还要接受外界环境的热量，双重强化的热负荷必将会导致体内过量热积蓄，同时这种特殊环境下的运动也会给心血管系统带来了严重的负荷。因此，研究湿热环境下机体的习服规律，分析热习服训练前后机体各指标的变化特征，揭示湿热环境下运动的身体适应性规律，对机体适应不良环境，保持正常生活和作业能力具有重要意义。

1　资料与方法

1.1试验对象与方法随机抽取某军事院校30名男性志愿者，平均年龄 （21.3±1.1）岁，平均体重（64.0±7.6）kg，身体健康，无习服训练经验，无重大疾病史。所有对象均知情同意并签署知情同意书。

试验历时9d，均在高温高湿环境实验室进行。实验分为测试阶段和训练阶段：测试阶段为第1天和第9天，均进行12 min功率自行车运动测试（要求进入实验室后静坐10 min，艾威BC8500型功率自行车调至10LEVEL-280WATT/H运动12 min），每次总热暴露时间为22 min；训练阶段为第2～8天，要求进入实验室后静坐10 min，踏步机徒手踏步15 min，艾威BC4730-52型功率自行车无阻力运动 15 min，艾威 BC8500型功率自行车调至10LEVEL-280WATT/H运动15 min，每次总热暴露时间为55 min。每天常温安静状态下、湿热室静坐10 min后及运动后即刻测量心率，运动即刻心率测量后测肛温值和自我感受。

为确保受试者在试验过程中的安全性，防止热应激环境下的热损伤发生，在整个试验过程中不仅采取循序渐进的训练原则，而且还根据中国人体质特点，严格按照杜桂仙等［1］提出的生理耐受上限肛温值38.9℃，来指导受试者调控运动负荷。

1.2场地与设施实验室选择第二军医大学湿热环境训练实验室。模拟环境实验室面积123 m2、层高3 m，可同时容纳40人训练。环境制热采用地面、墙体电加热辐射与顶部光照的方法，设计最高温度为46℃，多处分层温度探测器可控制环境温度稳定在设定范围内。环境加湿由电锅炉将蒸汽从管道输送至实验室，根据传感器显示的湿度，通过阀门调节可控制实验室湿度，设计最大湿度为90%。常温环境由3台4匹空调将环境温度精确控制在20℃。实验室内安装有CO2报警探测、环境气体交换和室内气体对流装置等，配有休息室和医疗护理室。试验过程中环境温度控制在39℃，相对湿度为80%。

1.3数据采集和统计学处理数据采用SPSS19.0软件包进行处理，肛温、功率自行车里程采用均值配对t检验比较差异，心率采用重复测量资料的方差分析比较差异；计量数据均以表示，P＜0.05水平为具有显著性差异。

2　结　果

2.1测试阶段肛温、艾威BC8500型功率自行车里程及自我感受调查测试过程中，监测到的个人肛温最高值是在第1次测试后，为38.5℃，低于三级生理上限［2］规定的生理耐受上限。同第1次测试相比，经过7 d的热习服训练，第2次测试后肛温值有所下降，自行车里程数升高，差异均具有显著性（P＜0.05）；与热习服训练前相比，除口渴感觉增加2人外，其他不良感觉基本消失（表1）。

表1　测试阶段肛温、自行车里程及自我感受描述

2.2热习服训练阶段肛温监测结果及自我感受调查在7 d的热习服训练过程中，监测到的平均肛温最高值为38.73℃；个人肛温最高值为39.72℃，出现在训练的第2天，但通过询问个人自我感受，并无异常状况，适应能力良好。自我感受调查结果表明，除口渴感觉外，头疼、头晕、耳鸣、胸闷、心悸、烦躁、四肢无力发酸等湿热环境下典型不适症状，均随训练天数的增加而逐渐减轻（表2）。

表2　热习服训练阶段肛温监测及自我感受调查（±s，n=30）

表2　热习服训练阶段肛温监测及自我感受调查（±s，n=30）

时间　　肛温（℃）自我感受（人）口渴　　头疼　　头晕　　耳鸣　　胸闷　　心悸　　烦躁　　四肢无力发酸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测试阶段心率变化情况测试阶段，心率在不同环境下的变化情况及两次测试的比较变化如表3所示，两次测试过程中，较常温室静坐相比，湿热室静坐10 min后及运动后即刻测得心率均显著升高（P＜0.05）；与湿热室静坐10 min后比较，运动后心率均显著升高（P＜0.05）。与第1次测试相比，在第2次测试过程中湿热室静坐10 min后心率显著下降（P＜0.05），运动后心率显著升高（P＜0.05）。

2.4热习服训练阶段心率变化情况如表4、图1所示，在7 d的训练过程中，每次进入湿热室静坐10 min后及运动后即刻心率，与常温安静状态相比均显著升高（P＜0.05）；运动后心率与湿热室静坐10 min后相比亦显著升高（P＜0.05）；均与测试阶段显示结果保持一致。与第1天训练过程相比，常温室静坐后及湿热室静坐10 min后心率分别在训练的第4天和第5天开始显著性下降（P＜0.05），且在随后的训练中维持在一个相对平稳的水平上；在训练的第2天运动后即刻心率则开始显著性升高（P＜0.05），而在训练的第7天基本恢复到第1天训练后水平。

图1　热习服训练阶段心率随时间变化特征

3　讨　论

3.1湿热环境下运动时肛温、自行车里程及自我感受调查情况分析机体体温在一定范围内，通过下丘脑后部接受、整合皮肤及机体深部温度感受器和视前区-下丘脑前部（preoptic anterior hypothalamus，PO/AH）传来的神经冲动，并发出神经冲动自动调节产热和散热的平衡，是维持正常生命活动和生理过程的必要条件。人体在安静状态下，对体温调节的极限为气温31℃、相对湿度85%，或气温38℃、相对湿度50%［1］。在本试验设计中，受试者在环境温度39℃，相对湿度80%的湿热室内静坐10 min后，随即进行12 min功率自行车运动测试，机体产热和外界环境热辐射超过了人体体温的调节极限，再加上空气中的湿度基本达到饱和状态，且室内几乎无空气流动，使得汗液蒸发受阻。观察受试者汗液多经汗孔排出，形成汗珠覆盖在体表、丢失。首次热暴露后测得受试者平均肛温值高达38.14℃，部分受试者出现口渴、头疼、头晕、耳鸣、胸闷、心悸、烦躁、四肢无力发酸等不适反应。提示机体处于湿热环境下，虽然因环境高温分泌大量汗液，但多为无效性汗分泌，不利于机体散热，在劳动、训练过程中更应该注重负荷的控制，避免体内过度热积蓄，造成病理性热损伤。

表3　测试阶段心率变化情况（±s，n=30）

表3　测试阶段心率变化情况（±s，n=30）

注：与第1次测试比较，＊P＜0.05；与常温室静坐比较，▲P＜0.05；与湿热室静坐比较，▉P＜0.05

时间　　常温室静坐（b/min）　　湿热室静坐（b/min）　　运动后（b/min）第1次测试　71.17±11.40　84.67±11.79▲　140.97±32.01▲▉第2次测试　68.00±8.60　79.13±9.40＊▲　169.60±10.75＊▲▉

表4　热习服训练阶段心率变化情况（±s，n=30）

表4　热习服训练阶段心率变化情况（±s，n=30）

注：与第1天训练比较，＊P＜0.05；与常温室静坐比较，▲P＜0.05；与湿热室静坐比较，▉P＜0.05

时间　　常温室静坐（b/min）　　湿热室静坐（b/min）　　训练后（b/min）训练第1天　71.77±9.12　83.57±10.41▲　162.43±18.67▲▉训练第2天　70.73±11.58　84.30±15.26▲　171.10±14.33＊▲▉训练第3天　71.47±11.30　88.20±14.07＊▲　172.03±14.25＊▲▉训练第4天　64.37±7.48＊　81.53±10.61▲　170.97±12.53＊▲▉训练第5天　63.37±7.40＊　76.57±10.20＊▲　169.37±12.93▲▉训练第6天　65.93±7.49＊　76.90±8.88＊▲　172.07±13.41＊▲▉训练第7天　66.87±9.97＊　76.93±9.18＊▲　162.57±14.37▲▉

肛温值作为评价热习服效果的敏感生理指标，可以有效地反映机体深部温度，在研究湿热环境对机体的影响时被国内外学者广泛采用。Chinevere等［3］研究表明，经过10 d的热习服训练后，机体核心温度与训练前相比显著下降。Kampmann等［4］研究表明，热习服后显著下降的肛温值有效地减少了生理热紧张程度。本实验结果显示，经过7 d的热习服训练，受试者的肛温较第1次测试后相比，下降值具有显著性差异（P＜0.05）；在相同湿热环境下的运动能力明显提高，12 min艾威BC8500型功率自行车记录里程数显著增加（P＜0.05）；受试者主诉不适感明显发生改善，是机体经过热习服训练后适应环境的良好表现。

3.2湿热环境下运动对心率的影响心率是监控训练强度，反映运动时心脏承受负荷大小的常用客观指标。在一定范围内，心率随运动强度的增加而增加，即心率与运动强度之间呈良好的线性关系［5］。机体处于湿热环境中，核心温度升高，蒸发散热受阻，导致体内热积蓄增加，心血管系统同样反映强烈。本研究实验结果显示，受试者进入湿热室静坐10 min后，心率增加较常温安静状态下差异具有显著性（P＜0.05）。当机体在湿热环境下运动时，由于热负荷和运动负荷的双重应激作用，交感神经系统紧张性迅速提高，肾上腺素大量分泌，作用于心肌受体，激活腺苷酸环化酶，使心肌糖原分解加强，能量代谢加速，心率大幅提高；同时，由于组织血液重新分配以及机体大量排汗，使中心循环血量明显减少，从而进一步加强交感神经系统的兴奋性，引起心率增加［6］。Fadzel Wong Chee Ping等［7］研究表明，马来西亚运动员在湿热环境下运动10 min后心率值显著性增加，在之后的运动过程中随着运动时间的延长小幅度升高。Caldwell等［8］实验表明，着战斗防护服在湿热环境下进行低强度运动时，随着运动时间的延长心率逐渐升高，心脏负荷加剧。本研究结果显示，在湿热环境下运动12 min和45 min后即刻测得心率较湿热室静坐10 min后均显著性升高（P＜0.05）。提示在相同的湿热环境下，心血管系统对运动刺激的应激反应大于对单纯热刺激的应激反应，且在一定程度上，随着运动负荷的增加和运动时间的延长，心率逐渐提高。

随着心率的加快，收缩期和舒张期均相应缩短，但舒张期缩短比例较大，导致心室充盈期缩短，心室充盈不完全，为保证供血充足，心肌的工作时间相对延长，休息时间缩短，长此下去必将影响心脏的正常泵血功能。通过7 d的热习服训练，机体的各项适应性功能趋于完善，心血管系统稳定性逐步提高。在测试阶段，常温室静坐心率及湿热室静坐10 min后心率分别在训练的第4天和第5天显著性下降（P＜0.05），随后保持在一个基本稳定的水平上；在训练的第2天，运动后即刻心率虽开始显著性升高（P＜0.05），但在训练的第7天基本恢复到第1天训练后水平。提示，热习服训练不仅可以增加心血管系统在湿热环境下的适应性，同时还能使其在常温安静状态下的生理机能得以提高，且在常温安静状态下的这种良性表现可能比湿热环境下安静状态的良性表现速度要快。但在测试阶段，与第1次测试后即刻心率相比，第2次测试后即刻心率显著升高 （P＜0.05）。综合自行车里程数亦显著增加（P＜0.05）及自我感受调查显示良好等多重因素考虑，其可能机制是通过7 d的热习服训练，机体神经-体液调节系统对运动负荷适应良好，运动能力得以提高，运动疲劳感有所降低，心率随着受试者自主增加的运动强度而增加。

4　小　结

在研究中，经过7 d的热习服训练，受试者肛温较首次热暴露相比显著性下降，且基本接近正常值36.9～37.9℃，机体自主性体温调节的适应性增强；湿热环境下的运动能力显著提高，运动疲劳感有所降低，受试者主诉不适感明显得以缓解，机体适应状况良好。在本实验的设计下，经过4～7 d的热习服训练，不仅可以增加心血管系统在湿热环境中的适应性，同时还能使其在常温安静状态下的生理机能得以提高，且在常温安静状态下的这种良性表现可能比湿热环境安静状态下的良性表现速度要快。

【参考文献】

［1］郭俊生.军队卫生学［M］.北京：人民军医出版社，2007：313-333.

［2］杜桂仙.热环境劳动的生理上限［J］.军事医学科学院院刊，1985（4）：375-378.

［3］Chinevere TD，Kenefick RW，Cheuvront SN，et al.Effect of heat acclimation on sweat minerals［J］.Medicine and science in sports and exercise，2008，40（5）：886-891.

［4］Kampmann B，Brode P，Schütte M，et al.Lowering of resting core temperature during acclimation is influenced by exercise stimulus［J］.European journal of applied physiology，2008，104（2）：321-327.

［5］冯连世，冯美云，冯伟权.运动训练的生理生化监控方法［M］.北京：人民体育出版社，2006：30-74.

［6］吕永达，霍仲厚.特殊环境生理学［M］.北京：军事医学科学出版社，2003：66-81.

［7］Fadzel Wong Chee Ping，Chen Chee Keong，Amit Bandyopadhyay.Effects of acute supplementation of Panax ginseng on endurance running in a hot&humid environment［J］.Indian Journal of Medical Research，2011，133（1）：96-102.

［8］Caldwell JN，Engelen L，van der Henst C，et al.The interaction of body armor，low-intensity exercise，and hot-humid conditions on physiological strain and cognitive function［J］.Military Medicine，2011，176（5）：488-493.

［2015-05-04收稿，2015-06-02修回］［本文编辑：韩松］

［中图分类号］R821

［文献标志码］A

［基金项目］全军卫生和疾病防控应用性研究指令性课题《现代军事作业中健康保护及军事训练伤诊断防治技术的研究》13BJY18

［作者单位］710706陕西西安，西安通信学院（吴潇男）

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