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【摘要】：无论什么样的季节和天气情况，运动员们都需要制定相应的对策来保证日常的训练量。不同的气候条件会给锻炼带来不同的挑战，尤其是在寒冷天气下，我们需要找出一系列科学的应对策略，来帮助我们在寒冷天气下进行锻炼时，避免低温造成的运动损伤，同时还能优化我们在这种天气下的运动表现。本文将会对低温环境下的影响运动的相关因素进行讨论。同时对怎么应对低温运动损伤以及如何提高在寒冷天气下运动能力给出一些建议。
【关键词】：低温环境 运动损伤 热量
1 低温对锻炼的影响
1.1體温恒定的能力
身体具有维持体温恒定的功能，人体一直处在散热与产热的动态平衡之中。当我们在低温环境下锻炼时，身体恒温的能力主要由外环境的介质决定。而身体活动产生的总热量以及身体阻止热量流失的能力，主要是由身体和衣服的联合绝热能力决定的，其中环境对维持体温起着至关重要的作用。例如人体在水中散失热量的速度比在空气中散失的速度高3-5倍[1]。因此当人在潮湿并且寒冷的环境下进行锻炼时，其运动的安全性就非常值得重视。肌肉是身体主要的产热组织，而其产生的热量多少主要是由其运动的强度决定的。身体隔绝和阻止热量散失的能力主要由穿着的服装，个人的身形以及身体的成分决定的。体表面积与体重的比值是影响散热的一个重要因素，例如相同质量的两个人，高而瘦的人比矮而胖的人更易丢失热量，同时也是因为矮而胖的那个人携带了大量脂肪的而提高了绝热的能力。
1.2低温时身体的生理变化
当身体处于低温环境时会产生很多生理变化，在此环境下运动时最显著的变化有心率、肌张力和肌肉功率。当我们的身体处于80οF/27℃温度的临界值时，身体的会提高新陈代谢能力以弥补热量的散失。其中一个显著的生理变化便是末梢血管收缩，尤其是四肢远端部位血管收缩[2]。当这种变化发生之时，更多的血液被留在了身体核心位置中以减少散热。同时，血管收缩也会造成身体内血压升高，使得心率降低，此时某种需要维持特定心率的运动训练就会变得困难。在温度适宜环境下能轻易达到的运动心率，在低温环境中往往需要付出更多的努力才能达到。在寒冷的环境中，伴随着末梢神经收缩，肌张力也得到了提高，肌肉张力是身体在休息状态时部分肌肉收缩造成的。肌张力的提高可以增加身体产热，这种现象称之为前颤。当我们的身体失去较多热量时，肌张力会不断的提高，产生前颤现象，身体通过这种肌肉不自主的颤抖来去弥补热量的损失。此外，寒冷的环境与舒适的环境相比，肌肉的输出功率会下降，其达到最大的输出功率的时间也会变长。这意味着在运动训练中，速度型项目如短跑和跳高的训练会打折扣，但运动速度的降低可能会提高力量型运动项目的训练效果。
2 低温造成的相关运动损害
一般常见的低温下锻炼造成的伤害和疾病包括低体温症、冻伤和呼吸困难。
2.1低体温症
当身体的核心温度低于95οF/35℃时即确诊为低体温症，低体温症根据不同的情况划分为轻度、中度和重度[3]。低体温症在这些伤病中是最为严重的，在某些的案列中甚至致人死亡。低体温症发生时不同的人产生症状也不尽相同，但刚开始都伴随着战栗、犯困和精神不振，呼吸浅短而缓慢。接着，病人说话变得迟钝，失去方向感，严重时其心率发生改变。每当身体产热减少而身体热量散失逐渐增多时，都有可能发生低体温症。潜在的训练因素可能导致身体产热减少，包括身体活动性降低、极度疲劳、能量耗竭和睡眠不足[4]。而常见的训练因素包括刮风、下雨的外环境，潮湿的衣服，体能消耗和低体脂率都会导致身体热量散失增加。此时一个科学的运动风险管理计划，可以对多种训练因素进行控制，降低因低温压力、运动负荷和运动准备不足而带来伤害的几率。
2.2冻伤
当身体软组织的处于32οF/0℃以下的温度环境时会发生冻伤，它最常发生于鼻子、耳朵、面部和手腕等暴露位置的皮肤，但也发生在手足等未暴露的皮肤上。冻伤的初发时其感染区域变得麻木，回暖时经常伴随着疼痛。低温、潮湿和寒风是造成冻伤最常见的因素。尽管身体的核心温度在不停升高，但寒风依然能够使暴露在外的皮肤温度降低，因此须尽量使所有皮肤免于暴露在外，穿着冬衣和适当的装备能帮助我们的皮肤免于被冻伤。大部分运动环境的温度对于健康人群的运动是足够安全的，只有当外界温度低于-18οF/-28℃时请避免外出运动，因为通常此时发生低体温症和冻伤的风险会大大增加。
2.3呼吸困难
呼吸困难症通常表现为呼吸吃力且不顺畅，是另一种与寒冷相关并普遍发生的症状。呼吸困难症通常都是由支气管痉挛造成的，支气管痉挛是指细支气管壁肌肉突然性收缩引起的。冷空气通常非常干燥，而干燥空气比冷空气对呼吸活动的影响甚至更大。哮喘病患者比普通人更易引起支气管痉挛。内科医生通常会开β-2兴奋剂如沙瑞丁胺给患者，运动前15分钟服用能够起到最好的预防呼吸困难症的效果。
3 低温环境下优化运动表现的措施
优化低温环境下的运动表现要求进行适当的环境评估、保持充足的营养、合适的衣着以及良好的判断能力。运动的强度和衣服穿着两者是维持着身体核心温度关键。运动的强度控制着身体新陈代谢所产生的热量，因此有计划的提升运动训练的类型，并选择合适的衣着可以优化运动表现。
3.1运动强度的选择
低强度（≤30%VO2max）运动可能不会产生足够的热量去弥补在寒冷或潮湿环境下失去的热量。然而当我们在一个干燥的环境下锻炼时，合格的户外着装能够弥补我们身体核心温度致命性下降，并且维持核心温度5-6个小时不变。当外界的体温低至14οF/-10℃时，长时间中等强度（30%～70%VO2max）的运动将会产生足够的热量去维持我们身体的核心温度，即使只穿着短袖和长衫也能维持核心温度90分钟左右。在高强度（≥70%VO2max）的运动时，寒冷天气对训练的影响最大，某些循环性和跳跃性的项目的动作表现和力量输出将会大打折扣[5]。如果训练过程中需要表现出高强度的爆发力，不仅需要穿着合适的衣服，而且在两次爆发点之间需要保持低强度的持续运动以此来产生做够的热量去维持身体肌肉的温度。 3.2低温运动衣着的选择
间歇性训练项目会给我们穿着什么衣服带来困难，衣服穿着过多或过于单薄都不利于运动。穿着过多会因为身体出汗导致皮肤潮湿，穿着过少将会使运动员在休息状态下难以维持体温，保持良好的准备状态。最好的解决方案就是多准备几件衣服，根据身体的运动状态，及时的增减衣服以保证身体的保温能力。對酷爱户外运动人而言，有三层衣着体现就足够应付了。第一层衣服应该具有吸汗的作用，它能保证我们在锻炼的过程中保持皮肤的干燥，比较常见的衣服材料有聚丙烯、聚酯和羊绒。第二层衣服应该具有足够的保温能力，减少身体热量的散失。第三层也就是最外层应该有一个足够厚的防御层去阻挡风、雨和雪等恶劣的天气环境。此外，为了防止在寒冷情况下四肢的血流量减少过多，建议鞋带、手套、双肩包等装备带不要勒的太紧，以免阻碍血液循环[6]。
3.3低温运动下补液
因为衣服和装备增加了自身重量，外环境的影响以及不知主战栗的原因，运动员在低温环境下锻炼要多消耗10%-40%的热量，因此补充碳水化合物对于维持在寒冷情况下的运动表现非常重要[7]。当我们的身体已经摄入足够多卡路里的能量物质时，其碳水化合物的储量也是非常充足的。在所有低温训练伤害的案例中，个体发生脱水的几率并不是很大，但是脱水在低温环境下发生仍有可能发生，因此补液仍是必须的。在炎热环境下锻炼的水化物补充方案同样适用于寒冷环境，比如训练开始前补充足够的水分，运动过程中补液保持身体水分，运动后及时补液。值得注意的是，与炎热环境相比，身体处于低温环境时很难意识到自身缺少水分。此外，在低温环境下身体排尿会增加，这叫低温诱导利尿现象，它会引起额外的体液流失。
4 总结与建议
了解寒冷的天气下的训练风险只是成功的一半，在运动强度和外部环境条件的基础上选择合适的服装，并保证在寒冷的条件下有足够的食物和水分供应满足消耗，将会达到满意的训练效果。不仅如此，我们应该熟悉一个适当的风险管理策略来指导决策，它可以提高训练的安全性和运动表现，减低低温下运动的风险。
【参考文献】
【1】邓树勋，王健，乔德才.运动生理学[M].高等教育出版社.2009，6
【2】Castellani， JW， Young， AJ， Ducharme， MB， Giesbrecht， GG， Glickman， E， and Sallis， RE. American College of Sports Medicine position stand： Prevention of cold injuries during exercise. Medicine and Science in Sports Exercise 38（11）： 2012-2029， 2006.
【3】张向荣.低温环境下运动前被动加温对高强度运动机体生理反应的影响[J].中国组织工程研究. 2006， 10（40）：112-113
【4】 Nimmo， . Journal of Sports Science 22（10）： 898-915， 2004.
【5】Nimmo， M. The application of research to athletic performance in the cold. International SportMed Journal 6（4）： 224-235， 2005.
【6】孙景海，郑伟，郭红，韩松，徐爽，张雷，王镝. 低温条件下运动对免疫系统部分指标的影响[J].人民军医.2014，57（2）：116-117
【7】杜建斌，金春林.低温条件下运动训练的营养措施[J].当代教师教育. 2006， 23（3）：123-124
【关键词】：低温环境 运动损伤 热量
1 低温对锻炼的影响
1.1體温恒定的能力
身体具有维持体温恒定的功能，人体一直处在散热与产热的动态平衡之中。当我们在低温环境下锻炼时，身体恒温的能力主要由外环境的介质决定。而身体活动产生的总热量以及身体阻止热量流失的能力，主要是由身体和衣服的联合绝热能力决定的，其中环境对维持体温起着至关重要的作用。例如人体在水中散失热量的速度比在空气中散失的速度高3-5倍[1]。因此当人在潮湿并且寒冷的环境下进行锻炼时，其运动的安全性就非常值得重视。肌肉是身体主要的产热组织，而其产生的热量多少主要是由其运动的强度决定的。身体隔绝和阻止热量散失的能力主要由穿着的服装，个人的身形以及身体的成分决定的。体表面积与体重的比值是影响散热的一个重要因素，例如相同质量的两个人，高而瘦的人比矮而胖的人更易丢失热量，同时也是因为矮而胖的那个人携带了大量脂肪的而提高了绝热的能力。
1.2低温时身体的生理变化
当身体处于低温环境时会产生很多生理变化，在此环境下运动时最显著的变化有心率、肌张力和肌肉功率。当我们的身体处于80οF/27℃温度的临界值时，身体的会提高新陈代谢能力以弥补热量的散失。其中一个显著的生理变化便是末梢血管收缩，尤其是四肢远端部位血管收缩[2]。当这种变化发生之时，更多的血液被留在了身体核心位置中以减少散热。同时，血管收缩也会造成身体内血压升高，使得心率降低，此时某种需要维持特定心率的运动训练就会变得困难。在温度适宜环境下能轻易达到的运动心率，在低温环境中往往需要付出更多的努力才能达到。在寒冷的环境中，伴随着末梢神经收缩，肌张力也得到了提高，肌肉张力是身体在休息状态时部分肌肉收缩造成的。肌张力的提高可以增加身体产热，这种现象称之为前颤。当我们的身体失去较多热量时，肌张力会不断的提高，产生前颤现象，身体通过这种肌肉不自主的颤抖来去弥补热量的损失。此外，寒冷的环境与舒适的环境相比，肌肉的输出功率会下降，其达到最大的输出功率的时间也会变长。这意味着在运动训练中，速度型项目如短跑和跳高的训练会打折扣，但运动速度的降低可能会提高力量型运动项目的训练效果。
2 低温造成的相关运动损害
一般常见的低温下锻炼造成的伤害和疾病包括低体温症、冻伤和呼吸困难。
2.1低体温症
当身体的核心温度低于95οF/35℃时即确诊为低体温症，低体温症根据不同的情况划分为轻度、中度和重度[3]。低体温症在这些伤病中是最为严重的，在某些的案列中甚至致人死亡。低体温症发生时不同的人产生症状也不尽相同，但刚开始都伴随着战栗、犯困和精神不振，呼吸浅短而缓慢。接着，病人说话变得迟钝，失去方向感，严重时其心率发生改变。每当身体产热减少而身体热量散失逐渐增多时，都有可能发生低体温症。潜在的训练因素可能导致身体产热减少，包括身体活动性降低、极度疲劳、能量耗竭和睡眠不足[4]。而常见的训练因素包括刮风、下雨的外环境，潮湿的衣服，体能消耗和低体脂率都会导致身体热量散失增加。此时一个科学的运动风险管理计划，可以对多种训练因素进行控制，降低因低温压力、运动负荷和运动准备不足而带来伤害的几率。
2.2冻伤
当身体软组织的处于32οF/0℃以下的温度环境时会发生冻伤，它最常发生于鼻子、耳朵、面部和手腕等暴露位置的皮肤，但也发生在手足等未暴露的皮肤上。冻伤的初发时其感染区域变得麻木，回暖时经常伴随着疼痛。低温、潮湿和寒风是造成冻伤最常见的因素。尽管身体的核心温度在不停升高，但寒风依然能够使暴露在外的皮肤温度降低，因此须尽量使所有皮肤免于暴露在外，穿着冬衣和适当的装备能帮助我们的皮肤免于被冻伤。大部分运动环境的温度对于健康人群的运动是足够安全的，只有当外界温度低于-18οF/-28℃时请避免外出运动，因为通常此时发生低体温症和冻伤的风险会大大增加。
2.3呼吸困难
呼吸困难症通常表现为呼吸吃力且不顺畅，是另一种与寒冷相关并普遍发生的症状。呼吸困难症通常都是由支气管痉挛造成的，支气管痉挛是指细支气管壁肌肉突然性收缩引起的。冷空气通常非常干燥，而干燥空气比冷空气对呼吸活动的影响甚至更大。哮喘病患者比普通人更易引起支气管痉挛。内科医生通常会开β-2兴奋剂如沙瑞丁胺给患者，运动前15分钟服用能够起到最好的预防呼吸困难症的效果。
3 低温环境下优化运动表现的措施
优化低温环境下的运动表现要求进行适当的环境评估、保持充足的营养、合适的衣着以及良好的判断能力。运动的强度和衣服穿着两者是维持着身体核心温度关键。运动的强度控制着身体新陈代谢所产生的热量，因此有计划的提升运动训练的类型，并选择合适的衣着可以优化运动表现。
3.1运动强度的选择
低强度（≤30%VO2max）运动可能不会产生足够的热量去弥补在寒冷或潮湿环境下失去的热量。然而当我们在一个干燥的环境下锻炼时，合格的户外着装能够弥补我们身体核心温度致命性下降，并且维持核心温度5-6个小时不变。当外界的体温低至14οF/-10℃时，长时间中等强度（30%～70%VO2max）的运动将会产生足够的热量去维持我们身体的核心温度，即使只穿着短袖和长衫也能维持核心温度90分钟左右。在高强度（≥70%VO2max）的运动时，寒冷天气对训练的影响最大，某些循环性和跳跃性的项目的动作表现和力量输出将会大打折扣[5]。如果训练过程中需要表现出高强度的爆发力，不仅需要穿着合适的衣服，而且在两次爆发点之间需要保持低强度的持续运动以此来产生做够的热量去维持身体肌肉的温度。 3.2低温运动衣着的选择
间歇性训练项目会给我们穿着什么衣服带来困难，衣服穿着过多或过于单薄都不利于运动。穿着过多会因为身体出汗导致皮肤潮湿，穿着过少将会使运动员在休息状态下难以维持体温，保持良好的准备状态。最好的解决方案就是多准备几件衣服，根据身体的运动状态，及时的增减衣服以保证身体的保温能力。對酷爱户外运动人而言，有三层衣着体现就足够应付了。第一层衣服应该具有吸汗的作用，它能保证我们在锻炼的过程中保持皮肤的干燥，比较常见的衣服材料有聚丙烯、聚酯和羊绒。第二层衣服应该具有足够的保温能力，减少身体热量的散失。第三层也就是最外层应该有一个足够厚的防御层去阻挡风、雨和雪等恶劣的天气环境。此外，为了防止在寒冷情况下四肢的血流量减少过多，建议鞋带、手套、双肩包等装备带不要勒的太紧，以免阻碍血液循环[6]。
3.3低温运动下补液
因为衣服和装备增加了自身重量，外环境的影响以及不知主战栗的原因，运动员在低温环境下锻炼要多消耗10%-40%的热量，因此补充碳水化合物对于维持在寒冷情况下的运动表现非常重要[7]。当我们的身体已经摄入足够多卡路里的能量物质时，其碳水化合物的储量也是非常充足的。在所有低温训练伤害的案例中，个体发生脱水的几率并不是很大，但是脱水在低温环境下发生仍有可能发生，因此补液仍是必须的。在炎热环境下锻炼的水化物补充方案同样适用于寒冷环境，比如训练开始前补充足够的水分，运动过程中补液保持身体水分，运动后及时补液。值得注意的是，与炎热环境相比，身体处于低温环境时很难意识到自身缺少水分。此外，在低温环境下身体排尿会增加，这叫低温诱导利尿现象，它会引起额外的体液流失。
4 总结与建议
了解寒冷的天气下的训练风险只是成功的一半，在运动强度和外部环境条件的基础上选择合适的服装，并保证在寒冷的条件下有足够的食物和水分供应满足消耗，将会达到满意的训练效果。不仅如此，我们应该熟悉一个适当的风险管理策略来指导决策，它可以提高训练的安全性和运动表现，减低低温下运动的风险。
【参考文献】
【1】邓树勋，王健，乔德才.运动生理学[M].高等教育出版社.2009，6
【2】Castellani， JW， Young， AJ， Ducharme， MB， Giesbrecht， GG， Glickman， E， and Sallis， RE. American College of Sports Medicine position stand： Prevention of cold injuries during exercise. Medicine and Science in Sports Exercise 38（11）： 2012-2029， 2006.
【3】张向荣.低温环境下运动前被动加温对高强度运动机体生理反应的影响[J].中国组织工程研究. 2006， 10（40）：112-113
【4】 Nimmo， . Journal of Sports Science 22（10）： 898-915， 2004.
【5】Nimmo， M. The application of research to athletic performance in the cold. International SportMed Journal 6（4）： 224-235， 2005.
【6】孙景海，郑伟，郭红，韩松，徐爽，张雷，王镝. 低温条件下运动对免疫系统部分指标的影响[J].人民军医.2014，57（2）：116-117
【7】杜建斌，金春林.低温条件下运动训练的营养措施[J].当代教师教育. 2006， 23（3）：123-124