冷水浸泡和局部身體冷凍對足球運動員在高溫高濕環(huán)境下運動后恢復(fù)的影響

王澤文，王潤極，李海鵬，范永召，吳 昊*

（1.首都體育學(xué)院，北京 100191；2.國家體育總局體育科學(xué)研究所，北京 100061）

高溫高濕環(huán)境對足球運動的不利影響得到了越來越多的關(guān)注（Nassis et al.，2015）。即將到來的2022年卡塔爾世界杯就將面臨高溫的困擾，為了確保比賽能夠安全、高質(zhì)量地完成，國際足球聯(lián)合會不得不把比賽時間從夏季安排到了冬季（Sofotasiou et al.，2015）。當(dāng)運動員在高溫高濕環(huán)境中比賽時，機體的散熱能力受到限制，引起熱感覺和代謝當(dāng)量的增加（季泰等，2021），從而導(dǎo)致運動成績下降（趙杰修等，2008），甚至還會導(dǎo)致脫水和休克，嚴(yán)重時可危及生命（Laitano et al.，2020）。此外，隨著足球運動的發(fā)展，賽程的日益擁擠也會導(dǎo)致更大的肌肉損傷和運動表現(xiàn)的下降（Chou et al.，2021）。因此，足球運動員運動后降低體溫和快速恢復(fù)尤為重要。

冷療已被廣泛證明是一種快速有效地降低體溫和促進(jìn)恢復(fù)的措施，并已被引入運動科學(xué)領(lǐng)域（瞿超藝等，2016；Cullen et al.，2021）。研究表明，冷療能夠有效抵御高溫高濕環(huán)境下熱應(yīng)力對運動能力的影響，延緩疲勞的發(fā)生，提高運動員運動時的耐力與力量水平，改善整體運動能力，進(jìn)而提高成績，防止運動損傷（吳昊，2020）。作為有效的恢復(fù)措施，近年來，冷水浸泡（cold water immer‐sion，CWI）和局部身體冷凍（partial‐body cryotherapy，PBC）越來越多地被用于高水平足球隊（Altarriba‐Bartes et al.，2021；Ribeiro et al.，2021）。

CWI是一種傳統(tǒng)的冷療方法，以往的研究對CWI促進(jìn)運動后恢復(fù)的有效性進(jìn)行了廣泛研究。Peiffer等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，CWI顯著降低了高溫環(huán)境下自行車運動員運動后的直腸溫度，并在隨后的高強度運動中保持了耐力表現(xiàn)。Alhaddad等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，運動會導(dǎo)致副交感神經(jīng)活動減少，而運動后進(jìn)行CWI可以促進(jìn)副交感神經(jīng)激活。此外，也有研究表明，足球比賽后立即進(jìn)行CWI可以減少肌肉損傷和不適，可以促進(jìn)神經(jīng)肌肉功能恢復(fù)（Ascensao et al.，2011）。然而，在嚴(yán)格的實驗室條件下，足球運動員在高溫高濕環(huán)境下運動后進(jìn)行CWI的效果還沒有得到很好的研究。

PBC是近年來備受關(guān)注的一種新興的冷療方法，通過液氮蒸發(fā)制冷，最低溫度可達(dá)-196℃，治療時間為2～3 min（Bouzigon et al.，2016）。研究表明，PBC可以顯著降低皮膚溫度和核心溫度（Hoshikawa et al.，2019），且PBC也可提高副交感神經(jīng)活動（Louis et al.，2015）。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，中長跑運動員運動后進(jìn)行PBC對縱跳能力的影響小于 CWI（Qu et al.，2020）。然而，在高溫高濕環(huán)境中運動后進(jìn)行PBC的效果尚未得到很好的研究。

多項指標(biāo)的綜合監(jiān)控可以在一定程度上評定運動后的恢復(fù)。高溫高濕環(huán)境和冷療干預(yù)都會使體溫指標(biāo)發(fā)生較大變化（Hoshikawa et al.，2019；Tyler et al.，2016），而對心率變異性變化的分析，可推斷運動員的身體機能狀態(tài)（Berkoff et al.，2007）。反應(yīng)速度和縱跳能力又對足球運動表現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用（Keiner et al.，2015；Trajkovic et al.，2020）。

綜上所述，CWI和PBC在足球運動實踐中有著廣泛的應(yīng)用，但兩種冷療方法效果孰優(yōu)孰劣，目前還沒有確切的科學(xué)依據(jù)。為此，本研究擬通過對足球運動員在高溫高濕環(huán)境下運動后進(jìn)行兩種不同的冷療干預(yù)，探究體溫、心率變異性、反應(yīng)速度以及縱跳能力的變化情況，為足球運動實踐中選擇合理有效的冷療方法提供理論支撐和方法建議。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取16名足球運動員（國家二級及以上等級）作為研究對象（表1）。通過醫(yī)學(xué)篩查排除患有代謝系統(tǒng)疾病、心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等不良健康因素的受試者。在正式實驗開始前1周，召集所有受試者到實驗室，向受試者介紹實驗流程以及注意事項，并對受試者的實驗時間進(jìn)行安排，每名受試者實驗時間確定后不能隨意變動，確保每周同一時間前來測試，最大限度地排除外部因素對實驗的影響。在實驗前24 h內(nèi)，受試者無吸煙、飲酒和服用任何藥物，沒有進(jìn)行劇烈的運動。

表1 研究對象基本資料Table1 Basic Information of Subjects

1.2 研究設(shè)計

研究采用隨機交叉自身對照設(shè)計。每名受試者需進(jìn)行3次實驗，每次實驗間隔7天，并且每次實驗都安排在同一時間進(jìn)行；受試者每次實驗前先進(jìn)行基礎(chǔ)值測定，以排除實驗外因素干擾，然后在高溫高濕環(huán)境下（溫度：35℃～38℃；濕度：60%～70%）進(jìn)行特定的有氧與無氧相結(jié)合的運動；分別在3次運動之后在常溫環(huán)境下進(jìn)行被動恢復(fù)（control，CON）、CWI和PBC；通過對體溫、心率變異性、反應(yīng)速度以及縱跳能力相關(guān)指標(biāo)的分析，來探索最佳的恢復(fù)方式（圖1）。

圖1 實驗方案示意圖Figure 1.Schematic Representation of the Experimental Protocol

1.3 運動干預(yù)方案

為了使運動方案和真正的足球比賽更加貼合，本研究采用了有氧與無氧相結(jié)合的功率自行車運動，比例設(shè)定依據(jù)查閱的文獻(xiàn)（Bekris et al.，2016）及中國U23國奧隊2018年8月5日于江蘇省常州市2∶1戰(zhàn)勝馬來西亞隊的比賽和2018年8月9日于江蘇省蘇州市3∶2戰(zhàn)勝伊朗隊的比賽共計34名上場隊員的監(jiān)測數(shù)據(jù)共同確定。8月5日常州天氣為27℃～36℃，多云，濕度67%；8月9日蘇州天氣為27℃～35℃，晴到多云，濕度63%，兩場比賽的天氣均屬于高溫高濕天氣。由兩場比賽的數(shù)據(jù)計算得知，在高水平的足球比賽中運動員平均每90 s沖刺跑1次，此外，Bekris等（2016）的研究也顯示，在足球比賽中運動員平均每90 s沖刺1次。所以本研究采取的是進(jìn)行18 min有氧與無氧相結(jié)合的功率自行車運動，運動到第9 min時有3 min的中場休息時間。運動方案的時長和足球比賽的時長比例為1∶5。自行車運動的功率為90 W，運動中保持轉(zhuǎn)速60 r/min，每80 s后進(jìn)行1次10 s的全速沖刺騎行。運動時所處的氣候模擬實驗艙內(nèi)的溫度控制在35℃～38℃，濕度控制在60%～70%。

1.4 實驗環(huán)境控制

在高溫高濕環(huán)境的相關(guān)研究中，環(huán)境溫度一般控制在18℃～40℃，相對濕度一般控制在19%～90%，一般溫度越高，濕度就越低。根據(jù)實驗?zāi)康囊约皩嶋H足球比賽中可能遇到的高溫高濕環(huán)境，本實驗運動階段的環(huán)境條件設(shè)置為溫度35℃～38℃、濕度60%～70%。

本實驗在首都體育學(xué)院的環(huán)境模擬實驗室進(jìn)行。該實驗室內(nèi)設(shè)有環(huán)境氣候模擬實驗艙，通過加熱和加濕設(shè)備將氣候模擬實驗艙內(nèi)的溫度和濕度控制在要求范圍內(nèi)，氣候模擬實驗艙外的實驗溫度保持在正常室溫。因此，本實驗運動階段在氣候模擬實驗艙內(nèi)進(jìn)行，其余各個階段均在正常室溫下進(jìn)行，氣候模擬實驗艙外的溫度控制在20℃～25℃、濕度控制在40%～50%。

1.5 恢復(fù)干預(yù)方案

CWI干預(yù)采用的是由澳大利亞Icool Sport生產(chǎn)的冷療設(shè)備。有研究表明，在11℃～15℃、11～15 min的條件下，CWI對延遲性肌肉酸痛的恢復(fù)效果最好（Machado et al.，2016）。所以本實驗中CWI的溫度設(shè)定為13℃，持續(xù)時間為15 min，從運動后第5 min開始進(jìn)行干預(yù)。受試者上身裸露，下身穿著泳褲，將肚臍以下部位浸泡于水中。

PBC干預(yù)采用的是俄羅斯的超低溫冷凍療法艙（Kri‐on KAET‐01）。在實驗前，先檢查設(shè)備是否正常，然后打開設(shè)備進(jìn)行干燥，使設(shè)備完全干燥以保證實驗的安全進(jìn)行。本實驗中PBC的溫度為-110℃～-140℃，持續(xù)時間為180 s，從運動后第5 min開始進(jìn)行干預(yù)。受試者穿上特制的鞋和手套，身著泳褲，進(jìn)入治療艙內(nèi)，調(diào)節(jié)履帶電梯的高度至鎖骨與冷療艙上端同高。

CON干預(yù)是在正常室溫下進(jìn)行，通過空調(diào)和加濕設(shè)備將室溫控制在20℃～25℃，濕度控制在40%～50%。受試者在運動后第5 min開始坐在椅子上進(jìn)行休息。

1.6 指標(biāo)測試

1）核心溫度：本實驗采用耳道鼓膜溫度用以代替核心溫度，測試耳部鼓膜的溫度是無創(chuàng)式核心體溫測試方法中最準(zhǔn)確的。測試使用產(chǎn)自中國杭州的泰爾茂（型號EM*30CPL）電子體溫計，測量時將探測頭插入受試者的外耳道。紅外線耳溫計測量體溫具有較高的真實性和可靠性，能夠準(zhǔn)確達(dá)到測量核心體溫的要求，因為耳鼓膜距離大腦體溫調(diào)節(jié)中樞下丘腦很近，且耳鼓膜是由頸動脈供血，當(dāng)人體的核心體溫發(fā)生變化時，鼓膜溫度也會快速隨之變化（Moran et al.，2002）。

2）前額皮膚溫度：由于本實驗涉及CWI，實驗中受試者肚臍以下浸泡于水中，因此常用的多點綜合計算皮膚表面溫度的方法并不適用于本實驗，所以本實驗采用Fluke公司生產(chǎn)的TIR 1紅外熱像儀測量受試者前額皮膚的表面溫度作為數(shù)據(jù)采集指標(biāo)，在每次測量時都保持測試位置的一致，以確保數(shù)據(jù)的可靠性。

3）心率變異性（heart rate variability，HRV）、反應(yīng)速度、縱跳能力：采用Omega Wave運動員身體機能狀態(tài)綜合診斷系統(tǒng)測試上述指標(biāo)。有研究表明，運動員的身體機能狀態(tài)可通過Omega Wave系統(tǒng)測試的某些指標(biāo)較為敏感的反映出來，對運動員的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞程度做出判斷（Berkoff et al.，2007）。

在HRV時域指標(biāo)中，SDNN表示正常竇性R‐R間期的標(biāo)準(zhǔn)差，可以反映自主神經(jīng)系統(tǒng)的活性；RMSSD表示相鄰R‐R間期差值均方的平方根，可以反映副交感神經(jīng)系統(tǒng)的活性；SDSD表示相鄰正常R‐R間期之差的標(biāo)準(zhǔn)差；PNN50代表相鄰心搏R‐R間期之差大于50 ms的心搏數(shù)占心搏總數(shù)的百分比，可反映副交感神經(jīng)系統(tǒng)的活性（Kiss et al.，2016）。HRV頻域指標(biāo)中，總功率（TP）反映心率變異總程度，表示R‐R間期的總體變異；高頻功率（HF，0.15～0.4 Hz）的頻率范圍與呼吸頻率一致，反映迷走神經(jīng)的調(diào)節(jié)功能；低頻功率（LF，0.04～0.15 Hz）受交感和副交感神經(jīng)的共同影響，與壓力反射調(diào)節(jié)的增益有關(guān)；LF/HF反映交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的平衡性，其值越接近于1表示交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的平衡性越好（Aubert et al.，2003）。

縱跳能力采用半蹲跳測試（squat jump test），半蹲跳測試是目前評定運動員起動能力較為常用的手段，測試方法為受試者雙手叉腰保持半蹲姿勢，收到指令后盡最大努力蹬地起跳，雙手叉腰是為了排除手臂擺動對測試結(jié)果的影響。單次縱跳能力測試是讓受試者盡最大努力分別縱跳5次，每次間隔10 s以上，取5次的平均值，測試神經(jīng)肌肉的爆發(fā)力狀況；連續(xù)縱跳能力測試是讓受試者以最大高度、最大頻率連續(xù)縱跳10 s，測試磷酸原供能系統(tǒng)做功條件下神經(jīng)肌肉的能力狀況。

4）體成分（body composition，BC）：采用 Body Metrix BM2000體成分儀（美國）進(jìn)行測試。

1.7 統(tǒng)計分析

采用SPSS 25.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)均表示為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±）。采用雙因素重復(fù)測量方差分析不同時間點測得的核心溫度和前額皮膚溫度，采用配對樣本檢驗分析實驗干預(yù)前后的HRV、反應(yīng)速度和縱跳能力相關(guān)指標(biāo)，采用單因素方差分析同一時間點不同恢復(fù)方式的各項數(shù)據(jù)。＜0.05為具有顯著性差異。

2 研究結(jié)果

2.1 體溫

2.1.1 核心溫度

實驗過程中，冷療干預(yù)和時間的交互作用對核心溫度有顯著性差異［=9.241，＜0.001，=0.524］，冷療干預(yù)的主效應(yīng)具有顯著性差異［=3.854，=0.029，=0.146］，時間的主效應(yīng)具有顯著性差異［=265.583，＜0.001，=0.970］（表2）。CWI的核心溫度在運動后第10 min、15 min和20 min顯著低于CON（=0.005，＜0.001，=0.003）；PBC的核心溫度在運動后第10 min、15 min和20 min顯著低于CON（＜0.001，＜0.001，=0.011）；CWI的核心溫度在運動后第10 min顯著高于PBC（=0.001）（圖2）。

表2 不同恢復(fù)方式對核心溫度的影響Table 2 Influence of Different Recovery Methods on Core Temperature

圖2 不同恢復(fù)方式下核心溫度（Tc）-時間變化趨勢Figure 2.Core Temperature-Time Variation Trend in Different Recovery Methods

2.1.2 前額皮膚溫度

實驗過程中，冷療干預(yù)和時間的交互作用對前額皮膚溫度無顯著性差異［=0.605，=0.805，=0.067］，冷療干預(yù)的主效應(yīng)無顯著性差異［=1.102，=0.341，=0.047］，時間的主效應(yīng)具有顯著性差異［=39.032，＜0.001，=0.826］（表3）。CWI的前額皮膚溫度在運動后第15 min和第20 min顯著高于PBC（=0.030，=0.025）（圖3）。

表3 不同恢復(fù)方式對前額皮膚溫度的影響Table 3 Influence of Different Recovery Methods on Forehead Skin Temperature

圖3 不同恢復(fù)方式下前額皮膚溫度（Ts）-時間變化趨勢Figure 3.Forehead Skin Temperature-Time Variation Trend in Different Recovery Methods

2.2 HRV

2.2.1 時域分析法

表4數(shù)據(jù)顯示，時域指標(biāo)SDNN、RMSSD、SDSD和PNN50在CON干預(yù)后均顯著低于干預(yù)前（=5.613，＜0.001；=6.004，＜0.001；=6.172，＜0.001；=5.087，＜0.001）；在CWI干預(yù)前后均無顯著性差異；在PBC干預(yù)后均顯著低于干預(yù)前（=5.122，＜0.001；=4.913，＜0.001；=4.827，＜0.001；=4.333，=0.001）。

表4 不同恢復(fù)方式對心率變異性中相關(guān)時域指標(biāo)的影響Table 4 Influence of Different Recovery Methods on Relevant Time Domain Indexes of Heart Rate Variability

2.2.2 頻域分析法

表5數(shù)據(jù)顯示，頻域指標(biāo)TP、HF和LF在CON干預(yù)后均顯著低于干預(yù)前（=4.086，=0.001；=3.767，=0.002；=3.741，=0.002）；TP、HF、LF和LF/HF在CWI干預(yù)前后均無顯著性差異；TP和HF在PBC干預(yù)后均顯著低于干預(yù)前（=3.198，=0.007；=2.776，=0.016）；HF在CWI干預(yù)后顯著高于CON干預(yù)后（=0.017）。

表5 不同恢復(fù)方式對心率變異性中相關(guān)頻域指標(biāo)的影響Table 5 Influence of Different Recovery Methods on Relevant Frequency Domain Indexes of Heart Rate Variability

2.2.3 反應(yīng)速度

表6數(shù)據(jù)顯示，反應(yīng)速度相關(guān)指標(biāo)RT在CON干預(yù)后顯著低于干預(yù)前（=3.340，=0.005），SFL、RS和FP在干預(yù)前后均無顯著性差異；RT、SFL、RS和FP在CWI和PBC干預(yù)前后均無顯著性差異。

表6 不同恢復(fù)方式對反應(yīng)速度的影響Table 6 Influence of Different Recovery Methods on Reaction Speed

2.3 縱跳能力

2.3.1 單次縱跳

表7數(shù)據(jù)顯示，單次縱跳相關(guān)指標(biāo)平均縱跳高度、平均滯空時間、最大縱跳高度和最大滯空時間在CWI干預(yù)后均顯著低于干預(yù)前（=7.150，＜0.001；=6.870，＜0.001；=7.576，＜0.001；=7.081，＜0.001）；在 CON 和PBC干預(yù)前后均無顯著性差異。

表7 不同恢復(fù)方式對單次縱跳能力的影響Table 7 Influence of Different Recovery Methods on Single Squat Jump

2.3.2 10 s連續(xù)縱跳

表8數(shù)據(jù)顯示，10 s連續(xù)縱跳相關(guān)指標(biāo)平均縱跳高度和磷酸原系統(tǒng)功能指數(shù)在CWI干預(yù)后均顯著低于干預(yù)前（=5.918，＜0.001；=5.647，＜0.001）；平均縱跳高度、縱跳次數(shù)和磷酸原系統(tǒng)功能指數(shù)在CON和PBC干預(yù)前后均無顯著性差異；平均縱跳高度在CWI干預(yù)后顯著低于PBC和CON干預(yù)后（=0.017；=0.017）。

表8 不同恢復(fù)方式對連續(xù)縱跳能力的影響Table 8 Influence of Different Recovery Methods on Continuous Squat Jump

3 討論

3.1 不同冷療方式對體溫的影響

在高溫高濕環(huán)境下運動時，由于散熱受阻會導(dǎo)致體溫升高，從而加快運動性疲勞的產(chǎn)生（Tyler et al.，2016）。體溫升高后，中樞神經(jīng)系統(tǒng)首先會產(chǎn)生興奮，之后會出現(xiàn)抑制，這時運動員會出現(xiàn)動作反應(yīng)變慢、注意力不集中、神經(jīng)肌肉的興奮性降低等情況。研究顯示，通過預(yù)冷延緩核心溫度的升高，可以提高運動員的有氧耐力運動表現(xiàn)（許毅梟等，2020）。所以在運動后進(jìn)行疲勞恢復(fù)時，體溫的控制就顯得尤其重要。

本研究結(jié)果表明，在高溫高濕環(huán)境下運動后，足球運動員核心體溫和前額皮膚溫度都有明顯的上升。運動后進(jìn)行PBC干預(yù)，在運動后第10 min運動員的核心溫度就已經(jīng)低于運動前；進(jìn)行CWI干預(yù)，在運動后第15 min運動員的核心溫度與運動前持平，第20 min核心溫度低于運動前；而進(jìn)行CON干預(yù)，運動員的核心溫度始終高于運動前?？梢姡瑑煞N冷療干預(yù)方式都能顯著降低運動員的核心體溫，而PBC方式由于溫度更低，能在更短時間內(nèi)降低核心體溫，所以效果更好，更適合在實際比賽和訓(xùn)練當(dāng)中應(yīng)用，但缺點是費用相對較高。這與文獻(xiàn)報道的結(jié)果一致，Costello等（2012）將20名健康男性分為兩組，分別進(jìn)行4 min的-110℃全身冷凍療法和8℃ CWI，通過對肌肉溫度、皮膚溫度和核心溫度的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，兩種冷療方法都能顯著降低肌肉溫度、皮膚溫度和核心溫度，而且全身冷凍治療能更加明顯的降低皮膚溫度。Hoshikawa等（2019）對7名男性運動員在下午6點進(jìn)行3 min PBC，結(jié)果表明，PBC對皮膚溫度和核心溫度的降低可以持續(xù)數(shù)小時。殷越等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，12名男性健康大學(xué)生在進(jìn)行15℃、15 min的CWI后核心溫度明顯降低。周超彥等（2019）對30名男性和30名女性賽艇運動員進(jìn)行全身冷凍治療（-110℃，120 s）的研究發(fā)現(xiàn)，單次全身冷凍治療能快速降低體表溫度，而且女性降溫效果優(yōu)于男性，該方法導(dǎo)致凍傷的危險性極小。但本研究中兩種冷療干預(yù)方式都未能顯著降低前額皮膚溫度。受試者的前額皮膚溫度在運動后即刻達(dá)到峰值，在運動后第5 min時的前額皮膚溫度最低，在冷療開始后前額皮膚溫度開始上升。這與之前的研究結(jié)果有所差別，分析原因，可能是由于之前的研究大多采用多點綜合計算的方法測試皮膚表面溫度，而本研究觀測的是冷療干預(yù)期間的變化，受試者的下半身浸泡在水中，常用的多點綜合計算皮膚溫度的方法無法適用，所以采用前額作為皮膚溫度的采集點，而本研究的冷療部位不包括頭部，所以在機體接受低溫刺激后，會導(dǎo)致血管收縮，外周血液集中流向頭部，從而造成測試結(jié)果的不同。而Polidori等（2018）的研究也印證了這一點，在對5名男性和5名女性健康受試者進(jìn)行PBC（-140℃，3 min）時，通過紅外熱成像對皮膚溫度進(jìn)行監(jiān)測時發(fā)現(xiàn)，外周血液集中流向上半身導(dǎo)致上半身的皮膚溫度明顯高于其他部位，尤其頭部更為明顯。

3.2 不同冷療方式對HRV的影響

自主神經(jīng)系統(tǒng)可以影響心臟活動的調(diào)節(jié)。在安靜狀態(tài)下，自主神經(jīng)系統(tǒng)的兩個分支構(gòu)建心律的平衡。交感神經(jīng)分支通過神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)（兒茶酚胺）加速心率，而副交感神經(jīng)分支通過神經(jīng)調(diào)節(jié)使心率減速。已知副交感神經(jīng)活動與運動恢復(fù)和降低心血管風(fēng)險有關(guān)（Bieuzen et al.，2015）。

自主神經(jīng)系統(tǒng)活動的量化可以通過心率變化的程度表現(xiàn)出來，HRV代表了這樣一種量化檢測。在目前的相關(guān)研究中，HRV最為常用的分析方法是時域分析法和頻域分析法。HRV可以反映自主神經(jīng)系統(tǒng)活性和定量評估心臟交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)張力及其平衡性。近些年來，HRV在體育領(lǐng)域當(dāng)中也得到了越來越廣泛的應(yīng)用，該指標(biāo)不但可以用來評估運動員的運動能力表現(xiàn)和診斷運動疾病，還可以用來分析不同類型運動對人體的影響。研究表明，運動強度的增加或持續(xù)時間的延長會促使HRV發(fā)生變化，而對HRV變化的分析，可推斷運動強度和時長對機體的影響（Kaikkonen et al.，2010）。

本研究結(jié)果表明，CWI干預(yù)后運動員HRV的時域指標(biāo)均已恢復(fù)至干預(yù)前的基礎(chǔ)值，而PBC和CON干預(yù)后時域指標(biāo)均沒有恢復(fù)至干預(yù)前的水平。同樣，CWI干預(yù)后運動員HRV的頻域指標(biāo)也均已恢復(fù)至干預(yù)前的基礎(chǔ)值，而PBC干預(yù)后的頻域指標(biāo)僅有LF、LF/HF恢復(fù)至干預(yù)前的基礎(chǔ)值，CON干預(yù)后的頻域指標(biāo)僅有LF/HF恢復(fù)至干預(yù)前的基礎(chǔ)值。可以看出，CWI能夠很好地促進(jìn)HRV的恢復(fù)，而PBC對于HRV的恢復(fù)效果不如CWI明顯。Buch‐heit等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，男性自行車運動員在大負(fù)荷運動后進(jìn)行CWI（14℃，5 min），可以顯著促進(jìn)與迷走神經(jīng)相關(guān)的HRV指標(biāo)的恢復(fù)，作為一種簡單有效的恢復(fù)方法，CWI可以促進(jìn)運動后副交感神經(jīng)的激活。Hausswirth等（2013）的研究同樣發(fā)現(xiàn)，PBC（-160℃，3 min）和全身冷凍療法（-110℃，3 min）都能有效的刺激自主神經(jīng)系統(tǒng)，以副交感神經(jīng)激活為主，且全身冷凍療法對自主神經(jīng)系統(tǒng)的刺激更大。同樣有研究表明，健康女性在休息狀態(tài)下接受單次全身冷凍療法會顯著增加副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)的HRV指數(shù)，RMSSD和HF平均增加約50%（Westerlund et al.，2006）。由于動脈壓力反射激活，發(fā)現(xiàn)冷暴露可抑制心臟交感神經(jīng)活動并增加副交感神經(jīng)活性。冷療刺激觸發(fā)外周血管收縮，導(dǎo)致血液量向核心轉(zhuǎn)移。由此產(chǎn)生的中心壓力的增加反過來又激活了壓力反射，進(jìn)而減少了交感神經(jīng)的活動。在本研究中，相較于PBC，CWI由于擁有靜水壓力和冷療刺激雙重作用，導(dǎo)致壓力反射更加明顯。因此，CWI對于副交感神經(jīng)的激活作用更加明顯。分析本研究中PBC對副交感神經(jīng)激活效果不明顯的原因，我們猜想，相對于在常溫常濕環(huán)境下運動，高溫高濕環(huán)境和運動干預(yù)會對HRV造成雙重刺激，使HRV的各項指標(biāo)降低得更加明顯，而PBC干預(yù)時間有限，所以未能恢復(fù)HRV至干預(yù)前的水平。Abellan‐Aynes等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，相對于高溫干燥環(huán)境（溫度：38℃；濕度：28%），在高溫高濕環(huán)境（溫度：38℃；濕度：64%）下運動后HRV恢復(fù)較慢。這項研究從某種角度也印證了我們的猜想，在今后的研究中，可以進(jìn)一步探尋高溫高濕和常溫常濕環(huán)境下運動對HRV的影響。

3.3 不同冷療方式對反應(yīng)速度的影響

反應(yīng)速度是指人體對各種信號刺激（聲、光、觸等）快速應(yīng)答的能力，是影響人體運動能力的重要素質(zhì)之一。在足球比賽中，反應(yīng)速度的快慢起著至關(guān)重要的作用。有研究顯示，75名精英、次精英和業(yè)余的青少年足球運動員的反應(yīng)敏捷性測試成績有明顯的差異，精英和次精英的足球運動員在反應(yīng)敏捷性、速度和變速測試中的表現(xiàn)均優(yōu)于業(yè)余選手，敏捷性測試的總時間和反應(yīng)時間可以顯著區(qū)分青少年足球運動員的水平（Trajkovic et al.，2020）。而運動員機體中樞疲勞時，運動員會表現(xiàn)出反應(yīng)速度變慢、反應(yīng)的狀態(tài)不穩(wěn)定等。

本研究的數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，平均反應(yīng)時間在CON干預(yù)后顯著快于干預(yù)前，而在CWI和PBC干預(yù)前后則無顯著性差異。有研究表明，12名西班牙職業(yè)足球運動員在接受反復(fù)CWI（4×4 min，4℃）后會對肌肉行為造成相當(dāng)大的改變，這些改變會顯著影響肌肉的狀態(tài)和反應(yīng)能力，尤其會使肌肉僵硬和減慢肌肉收縮速度（Garcia‐Manso et al.，2011）。Delahunty等（2019）通過研究發(fā)現(xiàn)，在對17名健康成年男性進(jìn)行4℃單肢CWI過程中，受試者對側(cè)和同側(cè)大腦皮質(zhì)內(nèi)運動網(wǎng)絡(luò)均受到影響，單側(cè)肢體進(jìn)行CWI也會減慢另一側(cè)肢體的反應(yīng)時間。也有研究表明，對肢體進(jìn)行冷卻會增加反應(yīng)時間，通過冷卻會降低皮膚和組織溫度，進(jìn)而會降低感覺神經(jīng)和運動神經(jīng)的神經(jīng)傳導(dǎo)速度（Herrera et al.，2010）。Algafly等（2007）對23名成年男性運動員進(jìn)行踝關(guān)節(jié)冷凍治療后發(fā)現(xiàn)，隨著踝關(guān)節(jié)皮膚溫度降至10℃，神經(jīng)傳導(dǎo)速度明顯下降，累計下降32.8%，并會導(dǎo)致疼痛閾值和疼痛耐受性明顯升高。本研究中，受試者在高溫高濕環(huán)境下運動后身體溫度升高，神經(jīng)肌肉興奮性增強會加快反應(yīng)速度。而冷療引起的皮膚溫度的劇烈變化會刺激皮膚的熱感受器，從而刺激下丘腦的溫度調(diào)節(jié)中心，導(dǎo)致局部小動脈和小靜脈收縮并降低神經(jīng)傳導(dǎo)速度（Herrera et al.，2010）。對神經(jīng)肌肉傳導(dǎo)來說，冷療刺激導(dǎo)致每次肌肉收縮所募集的運動單位數(shù)量增加，并降低肌肉收縮的速度和神經(jīng)傳導(dǎo)，同時也降低肌肉伸展反射的激活能力，并導(dǎo)致運動單位募集模式的改變。這些功能變化會導(dǎo)致肌肉行為和運動表現(xiàn)的短期改變。機體對溫度的感知也會在一定程度上影響鈣離子的釋放。冷刺激通過降低鈣離子的釋放速率，導(dǎo)致肌肉收縮蛋白的磷酸化速率下降，進(jìn)而影響肌纖維對三磷酸腺苷（triphosadenine，ATP）的利用速率和利用效率，最終導(dǎo)致肌肉收縮速度下降（Garcia‐Manso et al.，2011）。此外，冷療也會降低肌肉溫度，導(dǎo)致肌肉黏滯性升高，肌肉收縮速度減慢，進(jìn)而影響反應(yīng)時間。

3.4 不同冷療方式對縱跳能力的影響

縱跳能力主要反映腿部力量的強弱。在足球比賽中，運動員的縱跳能力對比賽起著至關(guān)重要的作用，Keiner等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，頂級足球運動員、次頂級足球運動員和青少年足球運動員的縱跳能力有明顯的區(qū)分。在包括足球在內(nèi)的多項競技體育項目都是從靜止?fàn)顟B(tài)突然啟動，因此，高水平足球運動員都具有頂級的起動能力。

研究結(jié)果顯示，無論是單次縱跳還是連續(xù)縱跳，CWI都會對縱跳能力產(chǎn)生負(fù)面影響。Vieira等（2013）通過比較冰敷和CWI兩種方法發(fā)現(xiàn)，兩種方法都會降低41名健康男性受試者肌肉的激活能力和再運動能力，而且CWI還會明顯降低肌肉的向心收縮力。Hohenauer等（2020）在對28名女性進(jìn)行5×20次縱跳后，分別進(jìn)行PBC（-60℃，30 s；-135 ℃，120 s）、CWI（10 ℃、10 min）和CON（休息10 min），結(jié)果表明，在恢復(fù)1 h后，PBC組的縱跳能力顯著高于CWI組；24 h后，PBC組的縱跳高度比CON組更接近基礎(chǔ)值。Hohenauer等（2018）研究表明，19名健康男性在進(jìn)行5×20次縱跳后，CWI（10 ℃，10 min）和PBC（-60 ℃，30 s和-135℃，120 s）的低溫刺激都會顯著降低肌肉溫度和提高肌肉組織硬度，但在24 h以后縱跳能力即可恢復(fù)至冷療干預(yù)前的水平。也有研究表明，30名受試者在進(jìn)行雙腿CWI（5℃，15 min）后，40碼短跑成績和縱跳能力均顯著下降（Didehdar et al.，2019）。Patterson等（2008）研究了進(jìn)行CWI（10℃，20 min）后21名普通大學(xué)生縱跳能力的變化情況，通過對CWI后即刻、17 min和32 min后縱跳能力的監(jiān)測表明，CWI后即刻縱跳高度下降了37%，且CWI對縱跳高度也會產(chǎn)生延遲性影響，在17 min和32 min時分別降低了10.8%和6.3%。

本研究的縱跳能力相關(guān)指標(biāo)結(jié)果和國際上最近的研究結(jié)果相類似。由于CWI組是在運動后第20 min才完成的，縱跳能力測試與冷療干預(yù)的時間間隔太近，冷療干預(yù)會降低腿部肌肉溫度，導(dǎo)致腿部肌肉的硬度和黏滯性升高，彈性降低；低溫刺激也會抑制酶促反應(yīng)，使橫橋之間的交互作用降低，進(jìn)而導(dǎo)致肌肉的爆發(fā)力下降。而PBC是在運動后第8 min完成的，縱跳能力測試與冷療干預(yù)的時間間隔相對較長，冷療干預(yù)對腿部肌肉溫度的影響有所減弱，腿部肌肉的爆發(fā)力相比恢復(fù)得更好。研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度降低導(dǎo)致肌肉溫度下降，神經(jīng)信號傳導(dǎo)速度下降，神經(jīng)沖動頻率降低，本體感受器功能受損，使各個運動單位之間同步性下降，出現(xiàn)骨骼肌收縮速度減慢、神經(jīng)控制肌肉協(xié)調(diào)收縮能力降低、收縮力量下降的現(xiàn)象，從而影響機體的運動表現(xiàn)（趙麗等，2021）。另一項研究表明，低溫暴露會降低皮膚溫度，導(dǎo)致神經(jīng)控制肌肉協(xié)調(diào)收縮的能力降低，機體動態(tài)平衡能力和肌肉關(guān)節(jié)的延展性降低，肌肉放電時間和肌電積分增加（何輝等，2020）。Malta等（2021）在對定期使用CWI對訓(xùn)練引起的力量和耐力表現(xiàn)變化的影響進(jìn)行系統(tǒng)回顧與meta分析后發(fā)現(xiàn)，定期使用CWI對力量訓(xùn)練有不利影響，但不會影響有氧運動的表現(xiàn)。而且有研究顯示，在對13名健康男性進(jìn)行CWI（11℃，20 min）后，通過對（4.0±0.2）m/s的跑步過程進(jìn)行三維步態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，足底屈曲力矩減少，髖部屈曲角度增加，且腳與地面的接觸時間也更長。該研究結(jié)果表明，盡管CWI會影響跑步運動，但這些變化均與受傷相關(guān)的跑步生物力學(xué)模式無關(guān)，在進(jìn)行跑步活動之前，CWI不會增加受傷的風(fēng)險（Fukuchi et al.，2015）。雖然在CWI后短期對運動表現(xiàn)似乎是不利的，但它已被證明與改善長期的生理恢復(fù)和運動表現(xiàn)有關(guān)（Ihsan et al.，2016）。我們建議在以后的研究中可以監(jiān)測冷療干預(yù)后長期的縱跳能力，以減少冷療干預(yù)后短期內(nèi)肌肉溫度降低對運動員縱跳能力的影響。

3.5 研究的局限性

1）運動后20 min的監(jiān)測時間較短，未來的研究可以進(jìn)行更長時間的監(jiān)測，以更好的說明冷療對運動后恢復(fù)的影響；2）本研究只研究了單次冷療后的效果，只能說明人體對運動后不同冷療方式的反應(yīng)，未來的研究可以進(jìn)行長期冷療，探尋人體對運動后冷療的適應(yīng)性。

4 結(jié)論與建議

高溫高濕環(huán)境下運動會使足球運動員的核心溫度和前額皮膚溫度顯著升高，CWI和PBC都能快速降低核心溫度，同樣也會降低反應(yīng)速度。CWI能夠加強足球運動員在高溫高濕環(huán)境下運動后的迷走神經(jīng)活動，促進(jìn)副交感神經(jīng)激活，加快運動疲勞的恢復(fù)，但也會降低縱跳能力。若短期內(nèi)無需再次運動，建議使用CWI效果更好。