不同环境下大学男子足球运动员的水合平衡与电解质流失:训练与比赛中的生理挑战与表现关联
《Scientific Reports》:Fluid balance and electrolyte losses in collegiate male soccer players in practice and game under different environments
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时间:2025年12月17日
来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对足球运动员在训练和比赛中普遍存在的脱水问题,探讨了不同环境(高温vs凉爽)和运动条件(比赛vs训练)对大学生男子足球运动员液体平衡和电解质流失的影响。研究人员通过观察性研究发现,超过50%的运动员在运动前就处于脱水状态,环境温度和运动强度显著影响液体平衡参数,且体重减轻百分比与比赛中的总跑动距离和快速跑距离呈负相关。该研究为制定个性化补水策略提供了重要依据,并提出跑步表现数据可作为评估水合状态的实用指标。
在绿茵场上奔跑的足球运动员们,经常面临着一个看不见的对手——脱水。现代足球比赛中,运动员需要在高强度下完成90分钟甚至更长时间的比赛,总跑动距离可达9-12公里,其中高强度奔跑和冲刺跑对生理机能提出了极高要求。然而,一个令人担忧的现象是,大多数运动员在开始运动前就已经处于脱水状态,这会显著损害他们的有氧耐力、无氧能力,甚至影响传球决策和技术发挥。
特别是在高温环境下比赛时,脱水问题更加严重。高温会加剧体液流失,升高核心温度,加速肌糖原耗竭,促使疲劳提前出现。这些生理紊乱已被证明会减少比赛中的总跑动距离和高强度奔跑距离,可能直接改变比赛结果。尽管美国运动医学会等机构提出了补水指南,但运动员在实际训练和比赛中往往难以执行,导致脱水问题持续存在。
为了深入了解这一实际问题,浙江师范大学的王浩岩教授团队开展了一项为期9个月的观察性研究,结果发表在《Scientific Reports》上。该研究创新性地同时考察了环境条件(高温vs凉爽)和运动类型(比赛vs训练)对足球运动员液体平衡的复合影响,并首次探讨了跑步表现指标与水合状态之间的关系。
研究人员采用了多项关键技术开展研究。他们招募了12名大学男子足球运动员(守门员除外),在9个月期间共收集了17场比赛和38次训练的数据。通过测量运动前后体重变化、尿液比重和汗液成分评估液体平衡,使用GPS追踪器记录比赛中的跑步特征,并持续监测环境温湿度条件。
Pre-exercise hydration status
研究发现,运动员在运动前的水合状态令人担忧。在所有四种条件(高温比赛、高温训练、凉爽比赛、凉爽训练)下,超过50%的运动员在开始运动时就已经处于脱水状态(USG≥1.020)。其中,高温比赛前脱水比例最高,达到81.8%,显著高于凉爽比赛条件(58.1%)。这一结果表明,无论运动条件或环境如何,运动前脱水都是一个普遍存在的问题,凸显了对运动员进行补水教育的紧迫性。
Exercise and environmental conditions
研究结果显示,大多数运动员(88.6%)在运动结束后体重减轻在0-2%之间,但凉爽比赛中体重减轻超过2%的比例最高(13.2%),这与传统认为高温环境下脱水更严重的观点有所不同。研究人员认为,这可能是因为运动员在凉爽环境下穿着更多衣物,导致散热减少而增加出汗。
液体摄入模式显示出明显的环境依赖性。高温比赛中的补水率最高(1.18±0.72 L/h),而凉爽训练中最低(0.29±0.18 L/h)。有趣的是,一些运动员在高温比赛中出现了过度饮水导致体重增加的情况,这增加了运动相关性低钠血症的风险,特别是球队只提供纯水而不补充电解质的情况下。
汗液电解质分析显示,运动员的平均全身汗液钠浓度为52.2±10.4 mmol/L,但个体差异很大(31.6-81.2 mmol/L)。高温比赛条件下的钠氯流失最高(4.75±2.07 g),显著高于其他条件。这种大的个体差异强调了个性化补水策略的必要性。
On-field running performance
比赛中的跑步表现分析揭示了环境温度的显著影响。在凉爽环境下,运动员的总跑动距离、高强度奔跑距离、冲刺距离以及加速和减速次数都显著高于高温环境。
最重要的是,研究发现体重减轻百分比与总跑动距离和快速跑距离呈负相关。体重减轻越多,跑步表现越差,这为使用跑步数据评估水合状态提供了依据。
该研究的结论强调,运动前水合状态是影响运动员表现的关键因素,且不同环境和运动条件对液体平衡有显著影响。热应激是驱动饮水行为的主要因素,高温条件下的液体摄入量显著高于凉爽条件。总跑动距离和快速跑距离可以作为水合状态的实用预测指标,这在无法直接进行水合状态评估时特别有价值。
这些发现对实际训练和比赛具有重要指导意义。教练团队应该系统性地识别和解决运动前补水的障碍,实施实用的教育干预。定期在训练期间进行现场水合监测对于建立个体化的液体平衡模式和电解质流失特征至关重要。此外,识别那些在训练和比赛中补水不足或过量的运动员,并为他们制定个性化策略,是优化表现和降低健康风险的关键。
该研究的创新之处在于其纵向观察设计,跟踪同一组运动员在多种实际条件下的表现,从而能够全面比较影响液体平衡的多个因素。研究结果不仅强调了制定环境特异性水合策略的必要性,还展示了性能数据在监测比赛中液体平衡方面的潜在效用,为足球运动员的科学训练和比赛提供了重要参考。
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