張淼
湖南師范大學(xué)體育學(xué)院 湖南長沙 410012
身體具有維持體溫恒定的功能,人體一直處在散熱與產(chǎn)熱的動態(tài)平衡之中。當(dāng)我們在低溫環(huán)境下鍛煉時,身體恒溫的能力主要由外環(huán)境的介質(zhì)決定。而身體活動產(chǎn)生的總熱量以及身體阻止熱量流失的能力,主要是由身體和衣服的聯(lián)合絕熱能力決定的,其中環(huán)境對維持體溫起著至關(guān)重要的作用。例如人體在水中散失熱量的速度比在空氣中散失的速度高3-5倍[1]。因此當(dāng)人在潮濕并且寒冷的環(huán)境下進(jìn)行鍛煉時,其運動的安全性就非常值得重視。肌肉是身體主要的產(chǎn)熱組織,而其產(chǎn)生的熱量多少主要是由其運動的強度決定的。身體隔絕和阻止熱量散失的能力主要由穿著的服裝,個人的身形以及身體的成分決定的。體表面積與體重的比值是影響散熱的一個重要因素,例如相同質(zhì)量的兩個人,高而瘦的人比矮而胖的人更易丟失熱量,同時也是因為矮而胖的那個人攜帶了大量脂肪的而提高了絕熱的能力。
當(dāng)身體處于低溫環(huán)境時會產(chǎn)生很多生理變化,在此環(huán)境下運動時最顯著的變化有心率、肌張力和肌肉功率。當(dāng)我們的身體處于80οF/27℃溫度的臨界值時,身體的會提高新陳代謝能力以彌補熱量的散失。其中一個顯著的生理變化便是末梢血管收縮,尤其是四肢遠(yuǎn)端部位血管收縮[2]。當(dāng)這種變化發(fā)生之時,更多的血液被留在了身體核心位置中以減少散熱。同時,血管收縮也會造成身體內(nèi)血壓升高,使得心率降低,此時某種需要維持特定心率的運動訓(xùn)練就會變得困難。在溫度適宜環(huán)境下能輕易達(dá)到的運動心率,在低溫環(huán)境中往往需要付出更多的努力才能達(dá)到。在寒冷的環(huán)境中,伴隨著末梢神經(jīng)收縮,肌張力也得到了提高,肌肉張力是身體在休息狀態(tài)時部分肌肉收縮造成的。肌張力的提高可以增加身體產(chǎn)熱,這種現(xiàn)象稱之為前顫。當(dāng)我們的身體失去較多熱量時,肌張力會不斷的提高,產(chǎn)生前顫現(xiàn)象,身體通過這種肌肉不自主的顫抖來去彌補熱量的損失。此外,寒冷的環(huán)境與舒適的環(huán)境相比,肌肉的輸出功率會下降,其達(dá)到最大的輸出功率的時間也會變長。這意味著在運動訓(xùn)練中,速度型項目如短跑和跳高的訓(xùn)練會打折扣,但運動速度的降低可能會提高力量型運動項目的訓(xùn)練效果。
一般常見的低溫下鍛煉造成的傷害和疾病包括低體溫癥、凍傷和呼吸困難。
當(dāng)身體的核心溫度低于95οF/35℃時即確診為低體溫癥,低體溫癥根據(jù)不同的情況劃分為輕度、中度和重度[3]。低體溫癥在這些傷病中是最為嚴(yán)重的,在某些的案列中甚至致人死亡。低體溫癥發(fā)生時不同的人產(chǎn)生癥狀也不盡相同,但剛開始都伴隨著戰(zhàn)栗、犯困和精神不振,呼吸淺短而緩慢。接著,病人說話變得遲鈍,失去方向感,嚴(yán)重時其心率發(fā)生改變。每當(dāng)身體產(chǎn)熱減少而身體熱量散失逐漸增多時,都有可能發(fā)生低體溫癥。潛在的訓(xùn)練因素可能導(dǎo)致身體產(chǎn)熱減少,包括身體活動性降低、極度疲勞、能量耗竭和睡眠不足[4]。而常見的訓(xùn)練因素包括刮風(fēng)、下雨的外環(huán)境,潮濕的衣服,體能消耗和低體脂率都會導(dǎo)致身體熱量散失增加。此時一個科學(xué)的運動風(fēng)險管理計劃,可以對多種訓(xùn)練因素進(jìn)行控制,降低因低溫壓力、運動負(fù)荷和運動準(zhǔn)備不足而帶來傷害的幾率。
當(dāng)身體軟組織的處于32οF/0℃以下的溫度環(huán)境時會發(fā)生凍傷,它最常發(fā)生于鼻子、耳朵、面部和手腕等暴露位置的皮膚,但也發(fā)生在手足等未暴露的皮膚上。凍傷的初發(fā)時其感染區(qū)域變得麻木,回暖時經(jīng)常伴隨著疼痛。低溫、潮濕和寒風(fēng)是造成凍傷最常見的因素。盡管身體的核心溫度在不停升高,但寒風(fēng)依然能夠使暴露在外的皮膚溫度降低,因此須盡量使所有皮膚免于暴露在外,穿著冬衣和適當(dāng)?shù)难b備能幫助我們的皮膚免于被凍傷。大部分運動環(huán)境的溫度對于健康人群的運動是足夠安全的,只有當(dāng)外界溫度低于-18οF/-28℃時請避免外出運動,因為通常此時發(fā)生低體溫癥和凍傷的風(fēng)險會大大增加。
呼吸困難癥通常表現(xiàn)為呼吸吃力且不順暢,是另一種與寒冷相關(guān)并普遍發(fā)生的癥狀。呼吸困難癥通常都是由支氣管痙攣造成的,支氣管痙攣是指細(xì)支氣管壁肌肉突然性收縮引起的。冷空氣通常非常干燥,而干燥空氣比冷空氣對呼吸活動的影響甚至更大。哮喘病患者比普通人更易引起支氣管痙攣。內(nèi)科醫(yī)生通常會開β-2興奮劑如沙瑞丁胺給患者,運動前15分鐘服用能夠起到最好的預(yù)防呼吸困難癥的效果。
優(yōu)化低溫環(huán)境下的運動表現(xiàn)要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)沫h(huán)境評估、保持充足的營養(yǎng)、合適的衣著以及良好的判斷能力。運動的強度和衣服穿著兩者是維持著身體核心溫度關(guān)鍵。運動的強度控制著身體新陳代謝所產(chǎn)生的熱量,因此有計劃的提升運動訓(xùn)練的類型,并選擇合適的衣著可以優(yōu)化運動表現(xiàn)。
低強度(≤30%VO2max)運動可能不會產(chǎn)生足夠的熱量去彌補在寒冷或潮濕環(huán)境下失去的熱量。然而當(dāng)我們在一個干燥的環(huán)境下鍛煉時,合格的戶外著裝能夠彌補我們身體核心溫度致命性下降,并且維持核心溫度5-6個小時不變。當(dāng)外界的體溫低至14οF/-10℃時,長時間中等強度(30%~70%VO2max)的運動將會產(chǎn)生足夠的熱量去維持我們身體的核心溫度,即使只穿著短袖和長衫也能維持核心溫度90分鐘左右。在高強度(≥70%VO2max)的運動時,寒冷天氣對訓(xùn)練的影響最大,某些循環(huán)性和跳躍性的項目的動作表現(xiàn)和力量輸出將會大打折扣[5]。如果訓(xùn)練過程中需要表現(xiàn)出高強度的爆發(fā)力,不僅需要穿著合適的衣服,而且在兩次爆發(fā)點之間需要保持低強度的持續(xù)運動以此來產(chǎn)生做夠的熱量去維持身體肌肉的溫度。
間歇性訓(xùn)練項目會給我們穿著什么衣服帶來困難,衣服穿著過多或過于單薄都不利于運動。穿著過多會因為身體出汗導(dǎo)致皮膚潮濕,穿著過少將會使運動員在休息狀態(tài)下難以維持體溫,保持良好的準(zhǔn)備狀態(tài)。最好的解決方案就是多準(zhǔn)備幾件衣服,根據(jù)身體的運動狀態(tài),及時的增減衣服以保證身體的保溫能力。對酷愛戶外運動人而言,有三層衣著體現(xiàn)就足夠應(yīng)付了。第一層衣服應(yīng)該具有吸汗的作用,它能保證我們在鍛煉的過程中保持皮膚的干燥,比較常見的衣服材料有聚丙烯、聚酯和羊絨。第二層衣服應(yīng)該具有足夠的保溫能力,減少身體熱量的散失。第三層也就是最外層應(yīng)該有一個足夠厚的防御層去阻擋風(fēng)、雨和雪等惡劣的天氣環(huán)境。此外,為了防止在寒冷情況下四肢的血流量減少過多,建議鞋帶、手套、雙肩包等裝備帶不要勒的太緊,以免阻礙血液循環(huán)[6]。
因為衣服和裝備增加了自身重量,外環(huán)境的影響以及不知主戰(zhàn)栗的原因,運動員在低溫環(huán)境下鍛煉要多消耗10%-40%的熱量,因此補充碳水化合物對于維持在寒冷情況下的運動表現(xiàn)非常重要[7]。當(dāng)我們的身體已經(jīng)攝入足夠多卡路里的能量物質(zhì)時,其碳水化合物的儲量也是非常充足的。在所有低溫訓(xùn)練傷害的案例中,個體發(fā)生脫水的幾率并不是很大,但是脫水在低溫環(huán)境下發(fā)生仍有可能發(fā)生,因此補液仍是必須的。在炎熱環(huán)境下鍛煉的水化物補充方案同樣適用于寒冷環(huán)境,比如訓(xùn)練開始前補充足夠的水分,運動過程中補液保持身體水分,運動后及時補液。值得注意的是,與炎熱環(huán)境相比,身體處于低溫環(huán)境時很難意識到自身缺少水分。此外,在低溫環(huán)境下身體排尿會增加,這叫低溫誘導(dǎo)利尿現(xiàn)象,它會引起額外的體液流失。
了解寒冷的天氣下的訓(xùn)練風(fēng)險只是成功的一半,在運動強度和外部環(huán)境條件的基礎(chǔ)上選擇合適的服裝,并保證在寒冷的條件下有足夠的食物和水分供應(yīng)滿足消耗,將會達(dá)到滿意的訓(xùn)練效果。不僅如此,我們應(yīng)該熟悉一個適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險管理策略來指導(dǎo)決策,它可以提高訓(xùn)練的安全性和運動表現(xiàn),減低低溫下運動的風(fēng)險。