长期被动热适应通过血液学和心脏功能的适应机制,提高了耐力跑者的最大摄氧量

《The Journal of Physiology》:Long-term passive heat acclimation enhances maximal oxygen consumption via haematological and cardiac adaptation in endurance runners

【字体: 时间:2025年11月22日 来源:The Journal of Physiology 4.4

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  本研究探讨了5周被动热水浸浴(HWI)对耐力运动员血红蛋白质量、血容量及心脏结构的适应性影响,以及这些变化对最大摄氧量和运动表现的影响。结果显示,HWI显著增加了血红蛋白质量(+33g)、血容量(+284mL)和左心室舒张容积(+10mL),并使最大摄氧量提高2.7ml·kg?1·min?1,跑步速度提升0.8km·h?1。回归分析表明血红蛋白质量和左心室舒张容积是最大摄氧量提升的主要预测因子,两者共同解释了81%的变异量。研究证实被动热暴露通过多因素协同作用有效提升运动能力。

  本文探讨了长期被动热暴露对耐力运动员体内的血红蛋白质量(Hbmass)及最大摄氧量()的影响。传统上,耐力运动员采用高原训练来提升运动表现,但这种方法存在诸多挑战,包括个体间反应差异大、可能引发不良适应、成本高以及环境影响大等问题。近年来,热适应训练作为一种替代方案,逐渐受到关注。热暴露不仅能够提高血红蛋白水平,还可能通过心血管系统的改变来提升摄氧能力。然而,大多数相关研究都依赖于运动过程中产生的热应激,这要求运动员降低训练强度,从而影响训练质量。本文研究了5周的热水浸泡(HWI)是否能带来类似的生理适应,且这种适应是否能够在不降低训练强度的情况下实现。

研究采用了双盲交叉设计,选取了10名训练有素的跑步者,他们分别完成了5周的HWI训练和对照组(CON)训练,同时保持正常的训练计划。通过碳氧血红蛋白再呼吸测试和四维超声心动图,评估了血红蛋白质量和心血管适应情况。结果显示,HWI显著提高了Hbmass、总血容量和左心室舒张末期容积(LVEDV),但并未影响4D全球峰值纵向应变、舒张应变率或舒张充盈率。这些变化有助于提升最大摄氧量,并且在跑步机测试中表现出了显著的提高。最佳子集回归分析表明,Hbmass是最大摄氧量提升的最强预测因子,而心脏适应则提供了额外的解释力,表明被动热暴露可以通过协调影响多个氧运输链的组成部分来增强有氧性能。

在训练负荷和主观幸福感方面,HWI和CON组之间没有显著差异,这表明热暴露不会对训练质量造成负面影响。在热适应过程中,体温逐渐升高,但热感和不适感保持稳定,显示了个体化热适应的合理性。同时,出汗率的增加表明热调节效率的提高。这些数据表明,HWI协议成功诱导了生理和感知上的热适应。

在血红蛋白变化方面,HWI组的Hbmass、红细胞体积(RBCV)和总血容量均出现显著提升,而对照组则没有明显变化。血红蛋白浓度([Hb])没有显著变化,但血红蛋白质量的增加表明热暴露能够有效刺激血红蛋白的生成。在心脏结构和功能方面,HWI组的LVEDV和每搏输出量(SV)均有所增加,这可能与血容量的扩大和心室前负荷的增加有关。虽然心室射血分数(EF)和舒张功能没有显著变化,但心脏输出(Q?)的增加表明心脏的适应性变化有助于提升有氧能力。

研究还探讨了基础值与热适应之间的关系。结果显示,基础值对适应的幅度没有显著影响,这表明热暴露的生理效应是普遍存在的。最佳子集回归分析进一步揭示了Hbmass和LVEDV在预测最大摄氧量提升中的重要性,说明这两个因素共同作用,对有氧性能的提升具有关键意义。

从机制上看,热暴露通过促进血容量的扩张和血红蛋白质量的增加,从而提高氧气运输能力。这些变化可能与肾上腺素的释放和红细胞生成有关。此外,心脏结构的适应性变化,如心室扩大,也可能通过改善前负荷和心输出来促进有氧性能的提升。

研究结果表明,被动热暴露是一种生理上有效且可持续的策略,能够增强训练有素个体的有氧能力。相较于传统的高原训练,热暴露具有更高的可操作性和可持续性,同时还能减少环境负担。因此,热适应训练可能成为耐力运动员提升运动表现的新途径。

研究也指出了其局限性,例如无法在测试过程中完全盲法,以及对照组并未采用中性温度的浸泡条件,这可能影响结果的解释。此外,热暴露通常与运动相结合,因此其效果可能受到运动负荷的影响。未来的研究应进一步探讨热暴露的剂量效应,以优化训练计划,并开发方法来识别可能对热适应有良好反应的个体,从而提高训练效率。

综上所述,本研究为热暴露作为一种有效的训练方法提供了新的证据,并强调了其在提升耐力运动员有氧能力方面的潜力。这些发现不仅对运动科学有重要意义,也可能对其他需要提高氧气运输能力的领域,如高原居住或极端环境作业,产生积极影响。
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