中等温度与高温环境下次极量及高强度自行车运动的感知反应

《International Journal of Environmental Research and Public Health》：Perceptual Responses to Submaximal and High-Intensity Cycling Exercise in Moderate and Hot Environments

　　

这项随机、平衡交叉设计研究探讨了环境热对次极量及高强度骑行运动期间热感觉（thermal sensation, TS）、热舒适（thermal comfort, TC）和主观疲劳感觉（rating of perceived exertion, RPE）的影响。研究人员在中等温度（moderate temperature, MT：22 °C，45%相对湿度）和高温（high temperature, HT：35 °C，45%相对湿度）条件下，对11名休闲活动男性进行了测试。受试者首先完成60分钟、负荷为60%最大摄氧量（VO₂max）的骑行运动，随后进行15分钟坐位休息，再进行一次负荷为90% VO₂max的时间至力竭（time to exhaustion, TTE）测试。在次极量运动期间，TS、TC和RPE均观察到条件与时间的交互作用（均p ≤ 0.05），HT条件下热感觉、不舒适感和疲劳感均更高。TTE期间实际达到的摄氧量在HT和MT条件下分别相当于VO₂max的78.7 ± 1.9%和85.3 ± 3.8%。至力竭时，TS、TC和RPE在两种条件下均无显著差异。感知评分在长时间次极量运动期间能够区分不同环境，但在高强度TTE测试结束时无法区分。这一趋同应谨慎解释，因为天花板效应、样本量小、TTE持续时间不等以及实际达到的代谢强度差异均可能造成影响。

本研究聚焦于环境热应激下运动知觉反应的动态变化，其科学意义在于为热环境运动安全监测提供以感知指标为依据的补充证据。研究背景方面，高温环境运动会加剧生理和心理负荷，增加劳力性热病风险；尽管生理应激的后果已有较多记录，但运动过程中环境热负荷与运动自身引发的中枢疲劳信号如何共同塑造热感觉（thermal sensation, TS）、热舒适（thermal comfort, TC）和主观疲劳感觉（rating of perceived exertion, RPE），尤其在接近意志力竭时是否仍能区分环境差异，目前尚不明确。因此，研究人员开展了一项随机、平衡交叉设计研究，在中等温度（moderate temperature, MT：22 °C，45%相对湿度）和高温（high temperature, HT：35 °C，45%相对湿度）两种环境条件下，让同一批受试者依次完成次极量稳态骑行和高强度时间至力竭（time to exhaustion, TTE）骑行，以观察TS、TC和RPE的变化规律。

研究共招募11名休闲活动男性（年龄24.0 ± 2.8岁，最大摄氧量（VO₂max）45.3 ± 6.4 mL·kg^?1·min^?1），每位受试者均在两种环境下完成相同方案：60分钟固定负荷骑行（预设为60% VO₂max）、15分钟坐位休息，以及固定负荷（预设为90% VO₂max）的TTE测试。主要技术方法包括：利用环境舱控制温度和湿度；采用电子制动功率自行车固定外功率；使用代谢车测定摄氧量以确定VO₂max及各阶段实际代谢强度；通过直肠热敏电阻监测核心温度（Tre）；使用心率遥测系统记录心率；分别采用Gagge热感觉量表、9点热舒适量表和Borg 6–20量表评估TS、TC和RPE。该研究经大学伦理委员会批准，所有受试者签署知情同意书。

研究结果按原文小标题概述如下。在“饮食摄入与运动强度验证”部分，研究人员比较了两餐间报告的总能量和宏量营养素摄入，MT与HT之间均无显著差异，说明营养状态未对结果造成可检测的干扰；但尽管采用固定外功率，TTE期间实际摄氧量在MT为85.3 ± 3.8% VO₂max、在HT为78.7 ± 1.9% VO₂max，提示两种环境下的实际代谢强度并不相同。

在“感知反应”部分，研究人员将结果分为次极量运动和TTE运动。在“次极量运动”中，TS、TC和RPE均出现显著的条件×时间交互作用（p ≤ 0.05），HT条件下热感觉更高、热舒适更低、RPE更高，且差异在运动后期更为明显；基线时无条件差异。这说明长达60分钟的次极量骑行中，感知评分能够持续反映环境热负荷的差异。在“时间至力竭运动”中，TS在MT下从运动前到力竭显著升高，而HT下无显著变化，运动前HT高于MT，但力竭时两组差异消失；TC在MT下从运动前到力竭显著下降，HT下无显著变化，运动前和力竭时均无组间差异；RPE未出现条件×时间交互或条件主效应，仅时间主效应显著，两种环境下RPE均从运动前显著升至力竭时，且力竭时RPE值接近Borg量表上限。研究人员认为，这种末端趋同可能由量表天花板效应、样本量有限、TTE持续时间不等以及实际代谢强度差异所致，不能由此推断热感知信号被某种单一机制“掩盖”。

在“体重”部分，体重随时间显著下降（从82.8 ± 2.3 kg降至82.5 ± 2.3 kg，p = 0.019），但无环境条件差异。在“心率与直肠温度相关性”部分，HT条件下，结束心率与Tre<38.0 °C持续时间呈负相关（r = ?0.774，p = 0.012），与Tre处于38.5–39.0 °C持续时间呈正相关（r = 0.737，p = 0.030）；MT中相关在Holm校正后不再显著。这些结果为探索性发现，与核心温度升高伴随更大心血管应变相一致，但不能直接证明因果关系。

讨论部分，研究人员强调感知反应呈现阶段依赖性：次极量运动阶段能区分环境，而在高强度TTE末端不再能区分。这种趋同可能反映高强度运动时内部感觉输入（如中枢运动指令、代谢性酸中毒等）在感知整合中占比增大，