高强度间歇运动联合热习服训练对军校学员耐热能力的影响

张君毅，陈 静，王 伟，曾淑红，王 星，艾雪瑞，梁小翔，刘晓英，李 曼

热习服是指在热的反复作用下,机体产生一系列有利于适应热环境和提高耐热能力的变化。进行热习服训练是目前公认的预防中暑的最有效方法，但如何能高质量完成热习服训练目前缺乏有效的训练方法和标准。高强度间歇运动（high intensity-interval training，HIIT），是由快速、重复的高强度运动和间歇期采用休息或低强度运动组成的一种新型的运动形式[1]。研究发现，HIIT能增强人体骨骼肌氧化能力[2]，提高心肺功能，由于训练强度大，很快能达到目标心率，而且训练时间相对短，运动中适度的间歇能减缓疲劳等不适症状，更易于坚持和完成[3]。本研究在传统热习服训练方法的基础上交叉进行HIIT，通过监测研究对象的耳温、心率、出汗量及生理紧张指数（physiological stress index，PSI）的变化以及研究对象主观感受和主观用力程度（rating of perceived exertion，RPE），观察HIIT联合传统热习服训练的训练效果，为完成高质量的热习服训练提供更科学、更易接受的方法依据。

1 对象与方法

1.1 对象 随机抽取某军校40名体能合格的健康学员为志愿者，均为男性，平均年龄（19.15±0.58）岁。将研究对象随机分为2组，对照组：传统热习服训练；试验组：HIIT联合传统热习服训练。2组在年龄、身高、体质量、体质量指数、体表面积、静息心率和心功能指数等方面差异无统计学意义（表1）。所有受试者均自愿并签署知情同意书。受试者经过心电图、超声心动图等检查均未发现有器质性心脏病，有规律正常参加体能训练，每周不少于5次。

表1 2组一般情况比较

1.2 方法

1.2.1 训练环境 某军校室外标准塑胶运动场。室外平均温度32 ℃～38 ℃，相对湿度为30%～50%。

1.2.2 训练方案 根据热习服训练原则及指导意见，结合训练大纲及军事体能训练要求具体设置训练项目，训练周期为12 d，每3 d递增训练时间15 min。进行HIIT训练前，由军体教员进行动作规范化演示。每次训练期间为所有受试者提供2 000 ml水（矿泉水1500 ml与500 ml口服补液盐水混合），分次饮用完。2组每天训练时间相同，三餐正常进食，保证睡眠充足。

1.2.3 测量指标及方案 测量指标有耳温、心率、出汗量及PSI的变化，学员的主观感受度，并通过训练考核检验热习服的效果。由经过培训的卫生人员进行采集和录入。测量方案：①耳温和心率：采用福达康FTF11型红外线耳温测量仪测量耳温，准确度：±0.2℃（35.0 ℃～42.0 ℃）；欧姆龙T10腕式电子血压仪测量心率。每天运动前安静状态下、完成每组训练后即刻以及休息15 min后测耳温、心率。耳温连续测量3次，取平均值作为测量结果。选取第1天、第6天、第12天的完成训练后即刻、休息15 min后耳温、心率测量结果进行数据分析。②出汗量：称量法测量出汗量（出汗量＝试验前净体质量－试验后净体质量－2 kg饮水重量＋试验中排尿量），采用鼎恒DHM-301型超声波身高体重秤测量。要求学员试验前排空尿液，试验结束后排尿，如试验中有排尿者用带有刻度的容器计算尿量。③PSI：PSI＝训练后即刻心率/100＋训练前后耳温增加值＋运动过程每小时出汗量。④心功能指数：收缩压/心率，用K值表示。⑤自我舒适度评分：采用自拟问卷，在学员训练后进行调查，问卷内容包括自我感觉胸闷、心慌气喘、头晕、恶心呕吐、肌肉疼酸胀等程度的评估，各症状最高评分为20分。⑥RPE：评分为6～20分，13分：有点累，15分：累，17分：很累，19分：非常累[4]。试验组RPE达到17～19分，对照组达到13～15分。

1.2.4 训练强度及标准 参照国际通用的运动强度标准，以训练时心率水平评估训练强度[9]。HIIT训练时，学员运动心率至少达到最大心率的80%（最大心率=220－年龄），RPE达到17～19分，进行开合跳、高抬腿、登山跑以及波比跳训练。热习服训练时，学员运动心率达到最大心率的60～70%，RPE达到13～15分。

1.2.5 运动安全性评估 训练间期根据实际情况随时监测学员心率、耳温，当心率＞170次/min或体温＞38.5 ℃，或出现下列症状：①口唇及面色苍白、头晕、恶心，大汗、冷汗或者无汗；②意识改变、胡言乱语、两眼发直、性格改变、行走不稳、醉酒貌；③训练中或训练后晕厥、腹泻、少尿、无尿等症状时，应终止训练。

1.3 统计学处理 数据采用SPSS 22.0统计软件处理，进行方差齐性检验数据以±s表示，并采用单因素方差进行多组分析，组间比较采用方差分析，两两均数比较采用LSD检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 心率情况 试验组训练后即刻心率显著高于对照组，差异有统计学意义（t=6.726，P＜0.05）。2组训练休息15 min后，心率差异无统计学意义（P＞0.05）。试验组心率变化量显著高于对照组（t= 5.879，P＜0.05）（表2）。

表2 2组学员心率情况（次/min）

2.2 训练后心率变化情况 2组学员在第1天、第6天、第12天训练后即刻心率和休息15 min的心率均呈降低趋势，且试验组在第1天、第6天、第12天训练后即刻心率显著高于对照组（P＜0.05），表明试验组的训练更接近目标心率，更利于强化心功能。对照组第12天训练后即刻心率显著低于第1天训练后即刻心率（P＜0.05）；试验组第12天训练后即刻心率、休息15 min心率显著低于第1天（P＜0.05）（表3）。

表3 2组学员训练后心率变化情况（次/min）

2.3 训练后耳温变化情况 2组学员在第1天、第6天、第12天训练后即刻耳温均降低，但试验组第12天训练后即刻耳温显著低于第1天训练即可耳温（P＜0.05）。（表4）。

表4 2组学员训练后耳温变化情况（℃）

2.4 训练后出汗量和PSI变化情况 2组学员在第1天、第6天、第12天出汗量均呈增加趋势，2组在第6天、第12天出汗量显著高于第1天（P＜0.05）；试验组在训练第6天、第12天出汗量显著高于对照组，说明试验组散热能力优于对照组。对照组在训练第12天的PSI显著优于训练第1天（P＜0.05）；试验组在训练第6天、第12天的PSI显著优于训练第1天（P＜0.05）；试验组在训练第12天的PSI显著优于对照组（P＜0.05）（表5）。

表5 2组学员出汗量及PSI的变化情况

2.5 训练后考核成绩比较 训练结束后第3天组织5 km越野考核，环境温度为34 ℃，湿度为40%。2组均完成考核，成绩均合格，试验组5 km测试优秀率显著于对照组（P＜0.05），主观感受度显著低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）（表6）。

表6 2组学员训练后考核成绩比较

3 讨论

热习服是指机体在长期热暴露的刺激下，生理和功能发生变化，产生对热环境的适应现象，从而降低热损伤的风险，提高机体的热耐受力[5]。经过热习服训练,机体出汗、皮肤血流反应增加，核心温度和心率降低，血浆体积扩大，达到液体平衡和心血管稳定，从而降低代谢率，并获得热耐受性。

传统热习服训练主要采用的是低强度到中等强度的体力活动，运动强度接近其最大摄氧量的45%～60%。而最新研究显示，HIIT下进行的热适应训练（运动强度达到最大摄氧量的80%～100%），其性能改善和热舒适性更高，高强度运动获得热适应的能力优于低强度运动[6-8]。但长时间持续的高强度运动在高热环境下容易热蓄积发生重症中暑，存在安全隐患，所以本研究试验组的运动方案选用HIIT联合传统热习服训练。高强度训练时心率需要达到最大心率的80%～100%，本研究中HIIT运动后即刻心率为（147±15）次/min，基本达到了最大心率的80%以上[9]。试验组运动后即刻心率为（118.25±9.97）次/min，是由于联合运动中热习服训练属于中等强度运动，使试验组整体运动后平均心率低于HIIT运动后心率。

热习服的评价方法有：核心体温的升高幅度、出汗率和汗液电解质浓度、心率和心功能指数等指标[10]。考虑到高温环境下运动会使人体的生理和心理产生一系列变化，因此除了生理指标监测外，我们还在试验中引用了RPE。RPE是介于心理和生理学之间的指标，多用于运动强度、运动能力等方面的监测和评估，常和心率监测相结合。核心体温能反应内脏温度，对热射病发生发展及预后意义重大，由于核心体温的监测通常采用肛温，但在实际操作中，肛温测量不方便操作，而且大多数试验对象不愿接受。耳温主要测量的是鼓膜温度，受外界环境温度影响小，且操作方便，简单易行，多项试验研究也证明，耳温能够准确反映人体核心温度[11-13]，因此本试验选用耳温代表核心温度。

从试验整体情况看，试验组训练后即刻心率、心率变化量显著高于对照组，说明在训练时间相同的情况下，HIIT能短时间快速提高心率，通过运动间歇使心率有所恢复，避免长时间高强度运动对机体造成热蓄积损伤。一项关于自行车运动员进行HIIT训练的研究报道，由于HIIT设计方案中运动强度过大，时间过长，经过5 d的高强度运动，虽然机体取得了一部分热适应，直肠温度和皮肤温度有所下降，但机体由于热蓄积损伤最终导致运动能力受损。本试验采取HIIT和传统热习服运动相结合的方法[6，14]，而且HIIT运动时间较短、避免长时间和过高强度运动引起热损伤。2组在第1、6、12天训练后即刻耳温均降低，但试验组第12天训练后即刻耳温显著低于第1天训练即刻耳温（P＜0.05），说明机体在高热环境下高强度运动后，散热功能得到加强。试验组在第1天、第6天、第12天训练后即刻心率显著高于对照组（P＜0.05），试验组第12天训练后即刻心率、休息15 min心率显著低于第1天（P＜0.05），表明高温环境下高强度间歇性运动能有效加强机体的心肺功能。出汗量是评价热习服及其程度的重要指标，2组在第6天、第12天出汗量显著高于第1天（P＜0.05），试验组在训练第6天、第12天出汗量显著高于对照组（P＜0.05），说明经过高强度运动出汗量更多，使机体温度能较快下降，更有利于达到热习服。以往研究证实，机体通过热习服训练后局部汗腺增生、肥大，汗腺调节的灵敏度极其皮肤微循环血量显著增加[15-16]，说明高质量的热习服训练能使机体热调节功能得到显著加强。对照组在训练第12天的PSI显著优于训练第1天（P＜0.05），试验组在训练第6天、第12天的PSI显著优于训练第1天（P＜0.05），试验组在训练第12天的PSI显著优于对照组（P＜0.05），说明试验组PSI优于对照组。

试验组主观感受度评分在第6天和第12天均显著下降，整个训练中观察到口渴、头疼、头晕、耳鸣、胸闷、心悸、烦躁、四肢无力、肌肉酸痛等不适症状以及运动疲劳感随着热习服训练天数的增加而逐渐减轻。热习服训练完后经过了高温天气5 km测试，试验组均无中暑现象发生，且成绩均在优良以上，说明此次12 d的高强度间歇运动联合热习服训练达到标准，同时说明高强度间歇性运动联合热习服训练安全、高效，对提高学员的心肺功能及预防中暑具有的较好效果。

由于院校医疗条件有限，反应心肺功能及水盐代谢功能的生理指标监测受限。下一步研究将全面监测高强度间歇运动联合热习服训练对各项生理指标的影响，并对其安全性进一步观察和评估，为军校学员和基层官兵进行高质量热习服训练提供更多的科学依据。