皮肤湿度不影响热带本地居民中等强度运动期间的体温调节行为

《Journal of Thermal Biology》：Skin Wettedness Does Not Influence Thermoregulatory Behavior During Moderate-Intensity Exercise in Tropical Natives

　　

本研究探讨了在固定水蒸气压力条件下，中等强度运动期间，皮肤湿度（skin wettedness）对热适应热带本地居民（heat-acclimatized tropical natives）体温调节行为（thermoregulatory behavior）的影响。11名体力活跃的男性完成了在三种环境条件下（E1: 35.0°C, 48%相对湿度[RH]; E2: 31°C, 60% RH; E3: 25°C, 85% RH）以60%峰值摄氧量（V?O₂peak）进行的45分钟自行车运动，三种环境条件具有相同的水蒸气压力（2.70 kPa）。研究人员允许参与者自愿使用风扇作为散热行为策略。尽管E3条件下的平均皮肤湿度（0.88 ± 0.05 任意单位[a.u.]）显著高于E1（0.68 ± 0.05 a.u.）和E2（0.76 ± 0.06 a.u.）（P < 0.001），但没有任何参与者请求开启风扇。自主神经反应（autonomic responses）有效维持了热平衡，表现为出汗率升高、皮肤血流量增加以及核心温度变化稳定。感知反应（热感觉[thermal sensation]、热舒适[thermal comfort]、皮肤湿度感知[skin wettedness perception]）在各条件下相似，且皮肤湿度与热感觉之间无显著相关性。这些发现表明，在热适应热带本地居民中，皮肤湿度在中等强度运动期间对体温调节行为无显著影响。自主神经系统似乎足以减轻热应激，从而减少对体温调节行为的需求。

在热应激条件下，体温调节主要依赖自主神经反应（如出汗）和行为调节（如寻求凉爽环境）的协同作用。自主神经反应在调节核心温度方面能力有限，而行为调节具有几乎无限的潜力，尤其在不可补偿性热应激（即环境阻碍蒸发散热）时至关重要。皮肤湿度（skin wettedness）是热舒适的关键预测因子，其升高表明蒸发效率下降，从而触发行为调节。然而，运动可能削弱感知信号，且热带本地居民因长期热适应而具有独特的生理特征，如出汗率较低、分布均匀，可能对高皮肤湿度有更高耐受性。目前研究多集中于温带人群，对热带个体的行为调节机制认知不足。因此，研究人员开展本研究，旨在探讨在固定水蒸气压力条件下，中等强度运动时皮肤湿度对热带本地居民体温调节行为的影响，并假设其自主反应已足够维持热平衡，无需行为调节参与。该论文发表在《Journal of Thermal Biology》。

研究人员招募了11名马来西亚男性（年龄27.4±4.1岁，身高171.9±5.8 cm，体重67.6±7.4 kg，体脂17.8±5.0%，体表面积1.80±0.11 m²，峰值摄氧量[V?O₂peak] 3.04±0.44 L/min），均为长期居住于马来西亚并定期进行户外骑行的自然热适应个体。研究采用单盲、平衡设计，共4次实验室访问：首次进行V?O₂peak测试和熟悉化，随后三次主实验在三种环境条件下进行（E1: 35.0°C, 48% RH; E2: 31°C, 60% RH; E3: 25°C, 85% RH），环境水蒸气压力固定为2.70 kPa。参与者以60% V?O₂peak强度骑行45分钟，期间允许自愿使用风扇（风速2.8 m/s，每次2分钟，间隔1分钟）。主要技术方法包括：使用直肠温度探头（YSI 400系列）测量核心温度（直肠温度，Tre）；使用iButton监测皮肤温度（Tsk）和皮肤湿度（hydrochron iButton），并计算平均皮肤湿度和平均传入刺激（MAS）；使用激光多普勒血流仪监测皮肤血流量（SkBF）；使用通风胶囊法（干氮气，2.0 L/min）测量局部出汗率（LSR）；使用标准量表评估热感觉（7点）、热舒适（4点）、皮肤湿度感知（7点）和主观疲劳感（RPE, Borg 6-20）。行为调节通过风扇首次使用时间、总使用时长和累积请求次数评估。

结果部分：
3.1 热行为反应：通过记录风扇使用请求，发现所有参与者均未在任何条件下请求风扇，表明行为调节未触发。
3.2 体温调节反应：通过测量Tre和Tsk，发现E1和E2条件下Tre和Tsk显著高于E3，且E1高于E2，但Tre变化量无显著差异。额头和 forearm的LSR在E1和E2显著高于E3，但E1和E2之间无差异。SkBF在E1和E2高于E3，但E1和E2之间无显著差异，提示血管反应达到平台期。
3.3 皮肤湿度：平均皮肤湿度在E3最高（0.88±0.05 a.u.），E1最低（0.68±0.05 a.u.），E2居中（0.76±0.06 a.u.），且变化量E3最大。MAS在E1最高，E2次之，E3最低，且各条件间差异显著。
3.4 心血管反应：心率和代谢产热在E1最高，E2次之，E3最低，且差异显著。
3.5 热感知：RPE在E1高于E3，热感觉在E1高于E3，但热舒适和皮肤湿度感知无显著差异。相关分析显示，皮肤湿度与热舒适在E2显著正相关（rs=0.856, P<0.001），Tsk与热感觉在E1显著正相关（rs=0.690, P<0.05）。

讨论部分指出，尽管皮肤湿度显著升高且感知不适存在，热带本地居民未触发行为调节，原因可能包括：自主反应（出汗、血管扩张）足以维持热平衡，无需行为补充；长期热适应提高了感觉阈值，需要更强的整合传入刺激（如MAS）才能触发行为，而本研究中的MAS尚未达到该阈值；皮肤湿度感知依赖于触觉和皮肤水合状态，热带本地居民可能存在中央重新校准，使感知与行为解耦。结论翻译：本研究证明，尽管平均皮肤湿度存在显著差异，体力活跃的热带本地居民未表现出体温调节行为，表明他们对热应激有更高的耐受性。这些发现表明，尽管热应激升高，行为调节未被招募，暗示在热适应热带本地居民中，自主反应足以维持热平衡。因此，参与者通过更强的自主效应器激活来维持热感知，而非依赖体温调节行为。