高温环境下运动脱水及补液策略

2019-11-24王朝格翁锡全广州体育学院广东广州510500

中国体育教练员 2019年3期

王朝格, 翁锡全(广州体育学院,广东广州 510500)

在全球变暖的大背景下,高温对健康的风险正逐渐增加。第32届夏季奥运会及残奥会将于明年在东京举行,预计东京奥运会期间的平均气温在30 ℃以上[1],这对户外项目运动员的耐热能力构成极大挑战,大大增加比赛时运动员脱水、中暑等风险。建议教练员及运动员应提前做好热服习及比赛期间的降温措施,尤其注意防止脱水及合理补液。本文针对高温环境下运动时运动员出现热应激、脱水所引起的机体生理生化变化,提出补液策略,为运动员、教练员高温环境下训练和比赛提供参考。

1 高温环境下运动人体机能变化

1.1 热应激对身体机能的影响

人体通过体温调节中枢对内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官的活动进行调控,使机体的产热和散热过程相对平衡,因此,人体代谢率和环境温度都是影响体温变化的因素。当持续的高温环境使机体心血管系统、体温调节、体液调节达到所能承受的极限时,机体会产生血管紧张程度升高、核心体温上升、中枢神经系统疲劳、肌糖原消耗增加、体液大量流失等一系列应激反应。随着热应激和运动时间的增加,导致肌肉氧含量急剧下降,代谢物大量堆积,造成肌肉疲劳、痉挛等反应[2]。其对有氧运动能力的影响最为显著,主要表现为在一定负荷下运动强度越大,运动员的有氧运动能力指数越低,最大摄氧量下降。但对于短时间等长收缩的小肌肉群,温度升高可提高磷酸化效率,促进氧从血红蛋白中解离,降低肌肉的粘滞性,增加收缩能力,减少疲劳的时间。

当核心体温过高时,中枢神经系统功能减弱,运动神经的疲劳感增加。通过对脑电波(EEG)、运动神经输出和主观疲劳感觉(RPE)的相关分析发现,其主要原因可能是脑的血流量减少,且热应激的增加与RPE呈正相关[3]。高温下运动热应激增加时,机体相应地增加肌肉血流量、皮肤血流量及大脑血流量,以维持能量代谢、温度调节、中枢神经调节。当温度达到机体所能承受的极限时,皮肤的血流量增多,以增加散热,达到维持核心体温稳定的目的,势必会减少流向肌肉和大脑的血量,从而影响氧的供应,降低机体的运动能力。

1.2 脱水对身体机能的影响

人体内水平衡是保证运动能力发挥和预防疾病发生的重要因素,不管哪种程度的脱水,都意味着机体内环境的稳定被打破。脱水是指体液的输出超过摄入,在高温环境中运动时,机体为了维持核心体温的恒定,以大量排汗的形式将体内多余的热量排出,使体液丢失增加,造成脱水的发生。当机体脱水时,水盐代谢失衡,血脑屏障的通透性随之发生改变,大脑某些区域的血流量减少。通过断层扫描进一步发现,口渴或脱水诱导时,大脑皮层的血流量会重新分布,使初级躯体感觉皮层、运动皮层、脑额叶前部皮层(执行功能,包括规划和抑制性控制)、前扣带皮层(情绪和决策)、颞上回(听觉处理)发生变化[3]。脱水会影响单胺类神经递质的分泌(如多巴胺、去甲肾上腺素激素等分泌减少),破坏胆碱影响神经—肌肉接点的传递。另外,脱水会激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴,使其产生应激激素(如皮质醇上、抗利尿激素升高)。这些反应均对运动机体产生负面影响。

当机体体液丢失1%～2%时为轻度脱水,丢失2%～5%时为中度脱水,超过5%为严重脱水。机体脱水超过2%,对各项机能(如速度、力量、输出功率等)都会造成影响;脱水超过5%,运动员体重会明显下降、精神错乱、昏迷甚至死亡。但脱水的程度对不同运动项目的影响一直存在很多争议。大量研究指出,在温和的环境中运动,脱水超过体重的2%,对运动员的有氧能力有所损害;但有些研究表明,自行车运动员在脱水达体重的4%时并未影响其运动能力。这可能与高水平自行车运动员耐热能力较强有关。

2 高温环境下运动的补液策略

2.1 补液时间选择

高温环境不仅制约运动员运动能力的发挥,尤其对有氧耐力影响很大,而且可能对运动员的健康造成损伤。对此,教练员及运动员需提前根据比赛地同时段温度及湿度的变化情况,模拟比赛地气候环境进行热服习训练,做好比赛前预冷、比赛中降温的准备;户外项目应充分考虑太阳的紫外线辐射,准备充分的防晒措施,预防运动员运动期间脱水。

一般情况下,在高温环境下训练或比赛时,不能仅根据运动员主观感觉到口渴后再进行补液,为防止脱水的发生,运动前、中、后都应进行合理补液。比赛前暴露在热环境中,运动员应充分饮水和补充电解质,保证身体的水合状态,比赛和训练前30～120 min进行一次补液。运动中补液采取少量多次的方法,通常每隔15～20 min补液一次,但也要根据不同项目的比赛特点而定。比如,球类比赛有暂停休息的时间,运动员可定期补液;田径、自行车等项目运动员比赛中的补液机会很少。比赛或训练后的补液对促进机体水合状态的恢复尤为重要,应在运动后1 h内进行。

2.2 补液量和成分

补液量通常根据机体的水合状态而定,常用的评定方法包括体重的变化、测定血浆渗透压及尿比重。运动员处于正常水合状态时,一般每天体重变化不超过1%、血浆渗透压小于290 mmol/kg、尿比重小于1.020。同时,也需根据不同运动员的代谢速率、热服习状态及出汗量等进行估算。通常,比赛或训练前一次补液量为300～500 mL,高温环境中应额外增加250～300 mL,确保运动员处于正常水合状态。运动中每次补液量为120～240 mL,建议每小时补液总量不超过800 mL。运动后的补液量应是运动中丢失体液的100%～150%,使体液快速恢复到平衡状态。当然,机体处于过水合状态,对运动能力的发挥也不利。研究发现,当受试者口渴后补充过量的水,其注意力和反应速度都会降低,肠胃也会出现不适反应;有些运动员甚至因为运动中补液过量而出现低钠血症等。

运动或比赛前的补液以补充水分为主,随着运动中汗液的大量丢失(汗液中丢失的主要电解质是钠),运动中补液需在补充水的同时增加钠的摄入量以维持机体的钠平衡。对于超过1 h的运动,运动员应补充一份含0.5～0.7 g/L钠、30～60 g/L糖的液体;对于超过2.5 h的运动,糖的摄入量应增加至90 g/L。如果运动中出现肌肉痉挛,建议钠的补充应增加到1.5 g/L[4]。运动后液体的补充除需保障充足的钠和糖摄入外,还应增加蛋白质饮品(如牛奶),以更好地恢复体液平衡。

2.3 补液温度

高温环境中运动或比赛时,补液温度不宜过高或过低,一般在5 ℃～15 ℃。研究发现,运动前或比赛时非运动状态补充冷液(0 ℃～4 ℃)可有效降低机体比赛时的核心体温,提高耐力性项目的成绩;但这也可能激活温度感受器,减少排汗,使皮肤散热减少,其对运动效果的影响有待进一步研究。另外,也需考虑运动员肠胃的耐受能力。