高強度間歇運動聯合熱習服訓練對軍校學員耐熱能力的影響

張君毅，陳 靜，王 偉，曾淑紅，王 星，艾雪瑞，梁小翔，劉曉英，李 曼

熱習服是指在熱的反復作用下,機體產生一系列有利于適應熱環境和提高耐熱能力的變化。進行熱習服訓練是目前公認的預防中暑的最有效方法，但如何能高質量完成熱習服訓練目前缺乏有效的訓練方法和標準。高強度間歇運動（high intensity-interval training，HIIT），是由快速、重復的高強度運動和間歇期采用休息或低強度運動組成的一種新型的運動形式[1]。研究發現，HIIT能增強人體骨骼肌氧化能力[2]，提高心肺功能，由于訓練強度大，很快能達到目標心率，而且訓練時間相對短，運動中適度的間歇能減緩疲勞等不適癥狀，更易于堅持和完成[3]。本研究在傳統熱習服訓練方法的基礎上交叉進行HIIT，通過監測研究對象的耳溫、心率、出汗量及生理緊張指數（physiological stress index，PSI）的變化以及研究對象主觀感受和主觀用力程度（rating of perceived exertion，RPE），觀察HIIT聯合傳統熱習服訓練的訓練效果，為完成高質量的熱習服訓練提供更科學、更易接受的方法依據。

1 對象與方法

1.1 對象 隨機抽取某軍校40名體能合格的健康學員為志愿者，均為男性，平均年齡（19.15±0.58）歲。將研究對象隨機分為2組，對照組：傳統熱習服訓練；試驗組：HIIT聯合傳統熱習服訓練。2組在年齡、身高、體質量、體質量指數、體表面積、靜息心率和心功能指數等方面差異無統計學意義（表1）。所有受試者均自愿并簽署知情同意書。受試者經過心電圖、超聲心動圖等檢查均未發現有器質性心臟病，有規律正常參加體能訓練，每周不少于5次。

表1 2組一般情況比較

1.2 方法

1.2.1 訓練環境 某軍校室外標準塑膠運動場。室外平均溫度32 ℃～38 ℃，相對濕度為30%～50%。

1.2.2 訓練方案 根據熱習服訓練原則及指導意見，結合訓練大綱及軍事體能訓練要求具體設置訓練項目，訓練周期為12 d，每3 d遞增訓練時間15 min。進行HIIT訓練前，由軍體教員進行動作規范化演示。每次訓練期間為所有受試者提供2 000 ml水（礦泉水1500 ml與500 ml口服補液鹽水混合），分次飲用完。2組每天訓練時間相同，三餐正常進食，保證睡眠充足。

1.2.3 測量指標及方案 測量指標有耳溫、心率、出汗量及PSI的變化，學員的主觀感受度，并通過訓練考核檢驗熱習服的效果。由經過培訓的衛生人員進行采集和錄入。測量方案：①耳溫和心率：采用福達康FTF11型紅外線耳溫測量儀測量耳溫，準確度：±0.2℃（35.0 ℃～42.0 ℃）；歐姆龍T10腕式電子血壓儀測量心率。每天運動前安靜狀態下、完成每組訓練后即刻以及休息15 min后測耳溫、心率。耳溫連續測量3次，取平均值作為測量結果。選取第1天、第6天、第12天的完成訓練后即刻、休息15 min后耳溫、心率測量結果進行數據分析。②出汗量：稱量法測量出汗量（出汗量＝試驗前凈體質量－試驗后凈體質量－2 kg飲水重量＋試驗中排尿量），采用鼎恒DHM-301型超聲波身高體重秤測量。要求學員試驗前排空尿液，試驗結束后排尿，如試驗中有排尿者用帶有刻度的容器計算尿量。③PSI：PSI＝訓練后即刻心率/100＋訓練前后耳溫增加值＋運動過程每小時出汗量。④心功能指數：收縮壓/心率，用K值表示。⑤自我舒適度評分：采用自擬問卷，在學員訓練后進行調查，問卷內容包括自我感覺胸悶、心慌氣喘、頭暈、惡心嘔吐、肌肉疼酸脹等程度的評估，各癥狀最高評分為20分。⑥RPE：評分為6～20分，13分：有點累，15分：累，17分：很累，19分：非常累[4]。試驗組RPE達到17～19分，對照組達到13～15分。

1.2.4 訓練強度及標準 參照國際通用的運動強度標準，以訓練時心率水平評估訓練強度[9]。HIIT訓練時，學員運動心率至少達到最大心率的80%（最大心率=220－年齡），RPE達到17～19分，進行開合跳、高抬腿、登山跑以及波比跳訓練。熱習服訓練時，學員運動心率達到最大心率的60～70%，RPE達到13～15分。

1.2.5 運動安全性評估 訓練間期根據實際情況隨時監測學員心率、耳溫，當心率＞170次/min或體溫＞38.5 ℃，或出現下列癥狀：①口唇及面色蒼白、頭暈、惡心，大汗、冷汗或者無汗；②意識改變、胡言亂語、兩眼發直、性格改變、行走不穩、醉酒貌；③訓練中或訓練后暈厥、腹瀉、少尿、無尿等癥狀時，應終止訓練。

1.3 統計學處理 數據采用SPSS 22.0統計軟件處理，進行方差齊性檢驗數據以±s表示，并采用單因素方差進行多組分析，組間比較采用方差分析，兩兩均數比較采用LSD檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 心率情況 試驗組訓練后即刻心率顯著高于對照組，差異有統計學意義（t=6.726，P＜0.05）。2組訓練休息15 min后，心率差異無統計學意義（P＞0.05）。試驗組心率變化量顯著高于對照組（t= 5.879，P＜0.05）（表2）。

表2 2組學員心率情況（次/min）

2.2 訓練后心率變化情況 2組學員在第1天、第6天、第12天訓練后即刻心率和休息15 min的心率均呈降低趨勢，且試驗組在第1天、第6天、第12天訓練后即刻心率顯著高于對照組（P＜0.05），表明試驗組的訓練更接近目標心率，更利于強化心功能。對照組第12天訓練后即刻心率顯著低于第1天訓練后即刻心率（P＜0.05）；試驗組第12天訓練后即刻心率、休息15 min心率顯著低于第1天（P＜0.05）（表3）。

表3 2組學員訓練后心率變化情況（次/min）

2.3 訓練后耳溫變化情況 2組學員在第1天、第6天、第12天訓練后即刻耳溫均降低，但試驗組第12天訓練后即刻耳溫顯著低于第1天訓練即可耳溫（P＜0.05）。（表4）。

表4 2組學員訓練后耳溫變化情況（℃）

2.4 訓練后出汗量和PSI變化情況 2組學員在第1天、第6天、第12天出汗量均呈增加趨勢，2組在第6天、第12天出汗量顯著高于第1天（P＜0.05）；試驗組在訓練第6天、第12天出汗量顯著高于對照組，說明試驗組散熱能力優于對照組。對照組在訓練第12天的PSI顯著優于訓練第1天（P＜0.05）；試驗組在訓練第6天、第12天的PSI顯著優于訓練第1天（P＜0.05）；試驗組在訓練第12天的PSI顯著優于對照組（P＜0.05）（表5）。

表5 2組學員出汗量及PSI的變化情況

2.5 訓練后考核成績比較 訓練結束后第3天組織5 km越野考核，環境溫度為34 ℃，濕度為40%。2組均完成考核，成績均合格，試驗組5 km測試優秀率顯著于對照組（P＜0.05），主觀感受度顯著低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）（表6）。

表6 2組學員訓練后考核成績比較

3 討論

熱習服是指機體在長期熱暴露的刺激下，生理和功能發生變化，產生對熱環境的適應現象，從而降低熱損傷的風險，提高機體的熱耐受力[5]。經過熱習服訓練,機體出汗、皮膚血流反應增加，核心溫度和心率降低，血漿體積擴大，達到液體平衡和心血管穩定，從而降低代謝率，并獲得熱耐受性。

傳統熱習服訓練主要采用的是低強度到中等強度的體力活動，運動強度接近其最大攝氧量的45%～60%。而最新研究顯示，HIIT下進行的熱適應訓練（運動強度達到最大攝氧量的80%～100%），其性能改善和熱舒適性更高，高強度運動獲得熱適應的能力優于低強度運動[6-8]。但長時間持續的高強度運動在高熱環境下容易熱蓄積發生重癥中暑，存在安全隱患，所以本研究試驗組的運動方案選用HIIT聯合傳統熱習服訓練。高強度訓練時心率需要達到最大心率的80%～100%，本研究中HIIT運動后即刻心率為（147±15）次/min，基本達到了最大心率的80%以上[9]。試驗組運動后即刻心率為（118.25±9.97）次/min，是由于聯合運動中熱習服訓練屬于中等強度運動，使試驗組整體運動后平均心率低于HIIT運動后心率。

熱習服的評價方法有：核心體溫的升高幅度、出汗率和汗液電解質濃度、心率和心功能指數等指標[10]。考慮到高溫環境下運動會使人體的生理和心理產生一系列變化，因此除了生理指標監測外，我們還在試驗中引用了RPE。RPE是介于心理和生理學之間的指標，多用于運動強度、運動能力等方面的監測和評估，常和心率監測相結合。核心體溫能反應內臟溫度，對熱射病發生發展及預后意義重大，由于核心體溫的監測通常采用肛溫，但在實際操作中，肛溫測量不方便操作，而且大多數試驗對象不愿接受。耳溫主要測量的是鼓膜溫度，受外界環境溫度影響小，且操作方便，簡單易行，多項試驗研究也證明，耳溫能夠準確反映人體核心溫度[11-13]，因此本試驗選用耳溫代表核心溫度。

從試驗整體情況看，試驗組訓練后即刻心率、心率變化量顯著高于對照組，說明在訓練時間相同的情況下，HIIT能短時間快速提高心率，通過運動間歇使心率有所恢復，避免長時間高強度運動對機體造成熱蓄積損傷。一項關于自行車運動員進行HIIT訓練的研究報道，由于HIIT設計方案中運動強度過大，時間過長，經過5 d的高強度運動，雖然機體取得了一部分熱適應，直腸溫度和皮膚溫度有所下降，但機體由于熱蓄積損傷最終導致運動能力受損。本試驗采取HIIT和傳統熱習服運動相結合的方法[6，14]，而且HIIT運動時間較短、避免長時間和過高強度運動引起熱損傷。2組在第1、6、12天訓練后即刻耳溫均降低，但試驗組第12天訓練后即刻耳溫顯著低于第1天訓練即刻耳溫（P＜0.05），說明機體在高熱環境下高強度運動后，散熱功能得到加強。試驗組在第1天、第6天、第12天訓練后即刻心率顯著高于對照組（P＜0.05），試驗組第12天訓練后即刻心率、休息15 min心率顯著低于第1天（P＜0.05），表明高溫環境下高強度間歇性運動能有效加強機體的心肺功能。出汗量是評價熱習服及其程度的重要指標，2組在第6天、第12天出汗量顯著高于第1天（P＜0.05），試驗組在訓練第6天、第12天出汗量顯著高于對照組（P＜0.05），說明經過高強度運動出汗量更多，使機體溫度能較快下降，更有利于達到熱習服。以往研究證實，機體通過熱習服訓練后局部汗腺增生、肥大，汗腺調節的靈敏度極其皮膚微循環血量顯著增加[15-16]，說明高質量的熱習服訓練能使機體熱調節功能得到顯著加強。對照組在訓練第12天的PSI顯著優于訓練第1天（P＜0.05），試驗組在訓練第6天、第12天的PSI顯著優于訓練第1天（P＜0.05），試驗組在訓練第12天的PSI顯著優于對照組（P＜0.05），說明試驗組PSI優于對照組。

試驗組主觀感受度評分在第6天和第12天均顯著下降，整個訓練中觀察到口渴、頭疼、頭暈、耳鳴、胸悶、心悸、煩躁、四肢無力、肌肉酸痛等不適癥狀以及運動疲勞感隨著熱習服訓練天數的增加而逐漸減輕。熱習服訓練完后經過了高溫天氣5 km測試，試驗組均無中暑現象發生，且成績均在優良以上，說明此次12 d的高強度間歇運動聯合熱習服訓練達到標準，同時說明高強度間歇性運動聯合熱習服訓練安全、高效，對提高學員的心肺功能及預防中暑具有的較好效果。

由于院校醫療條件有限，反應心肺功能及水鹽代謝功能的生理指標監測受限。下一步研究將全面監測高強度間歇運動聯合熱習服訓練對各項生理指標的影響，并對其安全性進一步觀察和評估，為軍校學員和基層官兵進行高質量熱習服訓練提供更多的科學依據。