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东京奥运会防暑抗热科学指南

IOC 运动是良医 2023-01-19


作者:IOC医学部

翻译:陈书宁

审校:路明月


由于担心东京的高温天气,2020年东京奥运会的马拉松和竞走比赛将从首都东京转移到日本最北端的北海道首府城市札幌。鉴于此,不可能像往届奥运会一样将马拉松设为最后一个田径项目,赛程可能发生巨大变化。国际奥委会正在组建工作组,协调奥运会马拉松和竞走项目从东京迁至札幌后的日程和路线安排。



防暑抗热的10个重要关键点:


1. 至少通过两周的高温训练进行热适应。
2. 如果你无法坚持两周的热适应,那么请尝试至少坚持一周!
3. 比赛开始的前几天实施系统的补水计划。
4. 热身阶段做好预冷准备(如穿上冰背心)。
5. 比赛前的练习阶段测试冷却措施是否完善。
6. 不要穿限制汗液蒸发的衣服。
7. 大多数药物会降低耐热能力,因此在服用任何药物之前请先咨询运动医疗师。
8. 腹泻和呕吐会影响身体的水合作用,因此当出现这些症状时需要口服补液。
9. 使用不油腻的防晒霜。
10. 戴帽子和三类遮阳镜。


1. 在2020年东京奥运会上克服高温


图1 7月24日至8月9日东京奥运会期间的天气情况

(1998-2018年东京机场的平均数据)


2020年第三十二届东京奥运会(7月24日至8月9日)将在炎热潮湿的环境中举行,湿热的环境条件限制运动过程中身体的散热能力,从而导致运动员耐力下降,增加运动性中暑(如热痉挛、热衰竭和热中暑)的风险。通过采取热适应等措施,可以降低热病风险。本文旨在解决湿热环境中运动时出现的一些“常见问题”,并提供优化运动能力和降低热病风险的建议。


2. 如何保持体温?


比赛期间的环境条件通常使用湿球温度(WBGT)指数确定。WBGT由干温度(标准温度计)、湿球温度(根据空气的相对湿度和风速来表示空气中水分蒸发的真实容量)和太阳辐射(全球温度)计算得出。因此,无论是炎热干燥的环境(如37 ºC,相对湿度为2016年卡塔尔UCI公路世界锦标赛期间的25%),还是温暖潮湿的环境(如28 ºC,相对湿度为2014年巴西世界杯期间的75%),都能产生相同的WBGT(27 ºC)。在温和环境下休息时,机体的核心体温约为37℃,肌肉和皮肤温度分别约为35℃和31℃。


图2 运动员的热环境


在跑步或竞走等体力活动中,肌肉收缩产生较多热量,导致肌肉温度大幅升高,核心体温升高。这些活动产生的热量由皮肤表面散发到周围环境,主要以出汗这种人体能感知的形式(即对流和辐射),但也会以人体感知不到的蒸发途径散失热量。在炎热的环境条件下,皮肤温度和环境温度之间变化率极小,甚至出现皮肤温度低于环境温度的情况,因此散热主要通过汗液蒸发实现。


3. 高温如何影响运动表现?


图3 温度对跑步成绩的影响


肌肉温度升高(例如热身)对爆发性运动的表现有好处,如短跑、跳跃和投掷项目。然而,在长时间运动中,如果要防止核心体温过度升高,就需要将代谢产生的热量从正在工作的肌肉中转移到皮肤上,然后散发到环境中。散热过程需增加血液流动并产生大量汗液,这在炎热和潮湿条件下尤为显著,因为皮肤将代谢热散发到周围环境的能力较低。这种较低的散热能力导致心血管过度紧张,运动员易产生主观疲惫,进一步影响绝对运动能力(如降低运动速度)。总之,高温环境条件可能有利于提高短时间爆发性运动的运动成绩,但对于长时间运动则相反。


4. 运动时的正常体温反应是什么?


图4 在热环境中比赛时的身体最高核心温度


运动几分钟后体温将会升高。环境的散热能力取决于空气温度、辐射温度、空气湿度和风速等。运动员个人的散热能力取决于他们在运动中的适应状态、出汗率、衣服材质和健康状态,环境和个体的热量损失将决定核心温度上升的幅度。除非在运动期间个体热量产生减少(如运动速度降低),否则核心温度将持续升高。根据运动强度和持续时间,在温暖环境中运动时,运动员体温会在38.5℃-40℃左右出现平台。然而,在炎热环境条件下进行激烈比赛时,他们的核心体温可瞬间达到41℃以上。


5. 如何充分为高温比赛做好准备?


图5 未达到热适应的运动员在高温下进行重复性训练的适应程度


为高温比赛做准备的最好方法是在高温中训练(即热适应)。通过在热环境下反复运动来实现热适应,这样会增加身体核心和皮肤温度,并引起大量出汗。这种对热量的适应可以通过高温环境或通过专门的高温环境室或简易“热室”模拟高温环境来实现。实现最佳热适应所需的天数因人而异,大多数人往往在7-10天内即可达到热适应,一般最佳热适应的时间为14天。因此,建议运动员在与比赛条件相似的环境中训练,至少在比赛前两周开始进行热适应。比赛开始的前几周进行一次初步热适应训练,有助于缩短后续赛前热适应时间。热适应过程中最明显的身体反应有出汗速度增加、定量负荷下心率降低、电解质阻滞和身体核心温度降低。


6. 热适应提高运动表现的程度?


图6 热适应对热环境中自行车计时赛(TT)成绩的影响


热应激会显著降低人体的耐力水平,但可以通过热适应逐渐缓解。热适应是一些运动项目中提高运动成绩(如高海拔训练)的理想辅助手段,热适应也有助于降低运动员患热病的风险。如果出现热病相关的症状和体征,则需:


• 请求医疗援助

• 尽快离开热环境(如从户外到阴凉处)

• 尽可能实施主动降温


因此,如果预期在高温和/或潮湿环境中比赛,运动员应提前进行热适应。事实上,热适应并不影响运动员在较冷环境中的运动表现,在某些特定情况下甚至可能提升运动能力。


7. 如何在寒冷地区进行热适应?


图7 不同的热适应方法


很多方法都可以提高机体核心温度和皮肤温度并刺激身体出汗。首选方法是每天在与即将开始的比赛一致的环境条件下训练60-90分钟,为期两周。如果较难找到与比赛一致的环境条件,那么大多数适应则可在室内通过人工模拟热环境进行(即使用专门建造的环境室,用加热器和沸水来人为地创造湿热的环境条件)。也可以在训练前或训练后使用被动热适应技术,如热水浸泡或桑拿浴30-40分钟,但被动热适应的总益处小于热环境条件下的训练。水温应调节在40℃左右,以便达到热适应效果的同时保持耐受性(水温可用浮池温度计测量)。另一种热适应的方法是在训练期间多穿衣服以增加热刺激。总的来说,帮助运动员适应热环境的人为技术被称为“热适应”。虽然没有运动热适应那么具体,但人为热适应可以在前往热环境之前进行,以减少赛前准备时间。


8. 何时进行热适应?


图8 根据日常旅行要求制定热适应攻略示例


尽管热适应对运动员来说有很多益处,但在参加2015年国际田联世界锦标赛(北京)的运动员中,只有15%的人是在炎热潮湿的环境中进行过常规训练的,虽然比赛环境非常凉爽,但赛前高温训练也是最有效的训练方法。即使在凉爽的条件下,也可以通过定期训练来实现一定程度的热适应,但达到热适应最有效的方法是在与比赛条件相似的环境下训练(使用真实或模拟环境条件),考虑比赛日程安排并计划比赛行程,以确保最佳热适应。


9. 机体的水合作用如何影响运动表现?


图9 高温下比赛时的脱水情况


汗液蒸发有助于散热。然而,如果没有及时摄入水分,大量出汗可能会导致身体出现渐进性脱水。严重的脱水会加速全身温度的升高,并削弱长时间运动的表现,因为脱水会使血压的维持和血液向工作肌和皮肤的流动(散热)更加困难,从而对心脏的正常功能产生负面影响。


因此,运动员在运动前、运动中和运动后必须摄入足够的液体,以便在炎热潮湿的比赛环境中获得良好的运动表现并保证自身安全。


严重的脱水会加速全身温度的升高,并削弱长时间运动的表现,因为脱水会使血压的维持和血液向工作肌和皮肤的流动(散热)更加困难,从而对心脏的正常功能产生负面影响。


10. 饮用多少水是合适的?


图10 你的尿液是什么颜色的?


为了缓解口渴才喝水的运动员,在凉爽的环境中可以进行持续时间不超过一至两个小时的运动。在持续90分钟以上的比赛中,计划性补充水分有助于提高运动表现,特别是高温下引起高出汗率的高强度运动(以及当需要摄入1g/min或更多碳水化合物时)。出汗率高和/或关注运动表现的个体应在预期的比赛条件(与比赛一致的运动强度、运动速度)和相似的比赛环境下确定自己的出汗率,并调整饮水量,以防比赛中脱水超过体重的2-3%。


液体摄入必须保持在个体可吸收的最大限度内(即通常最大约为1.2L/h)。同样重要的是,要认识到身体不应出现水化过度,因为这可能严重影响健康(所谓的“低钠血症”,体内含盐量不平衡),这可能比脱水更严重,甚至会导致死亡。通过一些简单的技术,如运动前后测量身体重量或早晨评估尿液颜色(清晨第一次尿液),可以帮助运动员通过出汗量评估体液流失情况,并评估补水需求和状态。运动员在训练期间和比赛开始前就应该制定一个限制个人饮水量的方案,这是非常重要的。


11. 补液时应该喝什么?


图11 常见饮料的水合指数(即与静水相比保留的水量)


运动中补充钠(盐)的时间超过一小时的运动员,容易成为“多盐流汗者”。在炎热环境中训练和比赛,钠的摄入量可能会增加。运动员在训练和比赛中,可以在其耐盐量范围内摄入适量电解质片或少许盐(一次一小撮盐)。对于持续时间约一小时的运动,建议在运动饮料中加入30-60 g/h的碳水化合物,对于较长时间的项目,建议在饮料中加入高达90 g/h的碳水化合物。碳水化合物可以由液体和固体食物结合组成,热身训练或比赛后的补液应包括钠、碳水化合物和蛋白质(如有必要),以加快运动员赛后恢复。最好的补液方法是食用含盐类的流性食品。

 

12. 关于预冷和运动中冷却


图12 热身时可使用的冷却背心


在比赛开始前,最好尽量减少不必要的热暴露和热量的增加。因此,运动员应尽可能在阴凉处热身。运动员可采取外部(穿冰背心、用冷毛巾或风扇)或内部(摄入冰水或冰浆)预冷方法,或者内外预冷相结合。


在热身过程中进行外部预冷,例如使用商用冷却背心,确保在不影响最佳肌肉温度和肌肉功能的情况下为身体提供有效的冷却。在比赛中,运动员还应戴上深色紫外线遮光太阳镜(3类)保护眼睛,并使用不油腻的防晒霜(水基防晒霜应优先于可能影响出汗的油基防晒霜)。


浅色的衣服也可以将太阳辐射的影响降到最低,因此运动中应该首选浅色运动衣,但需要注意的是衣服不应该影响汗液的蒸发。运动员经常使用的冷水或其他冷却方法虽然没有科学依据,但可能带来心理上的帮助。任何冷却方法都应在训练期间进行测试并为运动员制定个性化方案,而不是直接在比赛中试验,以减少对运动员比赛的干扰。(本文由王润斌博士推荐)


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