冷环境对运动员运动能力的影响研究

冷环境对运动员运动能力的影响研究

易云翔

淮北师范大学体育学院  235000

摘要：运动员在冷环境下训练或比赛对他们的身体机能有一定的影响。本文通过文献资料法、逻辑分析法，从生理变化和能量代谢的角度，梳理冷环境对运动员运动能力的影响。研究在冷环境下运动员的运动能力变化，通过综合分析得出：冷环境会使运动员肌肉控制能力减弱、肌力下降、有氧无氧工作能力及运动耐力发生改变。因此，在冷环境中训练、比赛要做好预防措施，可缓解对运动员身体机能的不利影响。

关键词：冷环境；运动能力；能量代谢；运动生理

日月更替，四季回转，温度环境的改变会影响我们日常生活的方方面面，运动员在训练和比赛的过程中，面临不同温度的环境变化，他们的身体机能也会发生相应的改变，这也影响运动员的运动能力表现。冷环境是我们某些项目的运动员经常暴露的环境，一些非冬季项目的运动员偶尔也会经历冷环境的考验，为了让运动员在冷环境下能够表现出最佳的运动能力，本文旨在从冷环境下运动机体的生理变化及能量代谢的角度探究冷环境对运动员运动能力的影响，并根据分析提供策略，为运动员在冷环境下训练或比赛提供指导，以减小寒冷应激对运动能力表现的影响。

1冷环境

冷环境是指陆地上温度低于12℃的环境[1]。因大部分体育运动都在陆地上进行，所以本文界定体育运动中的冷环境与冷环境概念一致。冷环境受温度、湿度、风速、光照、辐射等多种因素的影响，进而改变其致冷效果[2]。对于运动员而言，冷环境是经常遇到的一种环境状态，主要见于运动员所处的地域改变或冬季室外训练、比赛，以及在其他低温环境下的训练、比赛等。

2冷环境对运动员运动能力的影响分析

2.1冷环境对运动员神经肌肉控制的影响

在运动中，运动员身体姿势不断变化，这要求动态平衡能力维持机体的稳定，而神经肌肉控制能力直接决定了运动员动作的水平和成绩。冷环境下，运动员的中枢神经系统处理反射信号的能力下降，导致神经肌肉控制功能降低，极大地影响了动作的执行和反应的速度。此外，体表和核心温度下降，寒冷刺激引发寒颤，造成骨骼肌不自主地阵发性收缩，进而影响了肌肉协调性。研究还表明，肌肉冷却会降低肌肉收缩速度、减缓神经和肌肉传导速度，并改变其运动单位募集模式，继而进一步削弱神经肌肉控制功能，严重影响神经反应和动作执行[3]。

2.2冷环境对运动员肌肉力量的影响

运动员的表现与环境温度息息相关，不同的温度会对他们的生理机能产生不同的影响，从而改变其运动能力。在冷环境下运动，首先，低温会增加肌肉的粘滞性，减弱骨骼肌的兴奋性和协调性，因此而降低肌肉的工作效率；其次，低温会引起机体外周血管收缩和血流量减少等生理反应，影响骨骼肌的收缩功能，从而减弱肌肉的最大张力，这导致了肌肉僵硬和关节活动范围的减少，进而降低了运动员进行高强度运动的能力[4]。

2.3冷环境对运动员有氧耐力的影响

有氧耐力是运动员必备的关键素质之一。在寒冷环境下，肌肉温度降低，对于进行有氧耐力训练并不理想。由于环境温度远低于体温，运动过程中体温会因对流散热而下降，为了维持正常体温，血管反应性收缩，外周组织血流量减少，限制核心深层组织与外周组织间的热量传递，以有效维持机体体温平衡及自身稳态。

研究表明，暴露于冷环境下可能对有氧工作能力产生负面影响，也有研究显示其有助于提高有氧工作能力，或对其没有显著影响。Castellani [5]等提到，冷环境暴露会导致皮肤和肌肉温度降低，进而影响最大心率、心输出量和肌肉血流量，同时增加最大摄氧量，这可能伴随着运动能力的下降。但频繁在冷环境中运动则有助于增加慢肌纤维数量，提升骨骼肌的有氧代谢水平，并改善机体在冷环境下进行高强度运动的能力。

2.4冷环境对运动员无氧能力的影响

一些运动因为长时间、高强度的激烈拼抢，导致能量供应系统变得异常复杂。在比赛过程中，无氧供能扮演着至关重要的角色，运动中的无氧供能主要依赖于磷酸原系统和糖酵解系统。在寒冷的环境下进行运动会带来如下影响：首先，ATP的合成和分解速率下降，同时最大心输出量和肌肉血流量也会减少，导致ATP和CP的供能效率下降；其次，由于高强度跑动后产生的乳酸无法及时清除，导致乳酸在高强度运动中持续堆积，降低了运动员的无氧能力[6]。

2.5冷环境对运动员运动耐力的影响

对于多数从事长距离运动的运动员而言，优越的耐力水平在比赛中拥有着至关重要的作用。一项研究发现，当身体受到外界刺激，比如处于寒冷环境（4°C）下运动时，运动会降低身体的耐力水平[7]；而在适宜的凉爽环境（大约10°C）下运动，则有助于提升耐力水平。这是因为适宜的凉爽环境可以抵消运动中产生的热量，从而降低运动员的核心体温，增加其最大输出功率，延长运动时间，从而提高耐力水平。若经常在凉爽环境下进行训练还有助于促进脂肪代谢，增强脂肪组织在非寒颤状态下产热的能力，提高运动员在冷环境下进行高强度耐力运动的能力。

3冷环境下运动员保持运动能力的措施

（1）穿着适宜：选择适合运动的棉质服装，既保暖又不影响活动。

（2）做好准备活动：通过准备活动或被动加温，提高体温，增强肌肉和关节的活动能力，预防运动损伤；提高神经中枢的兴奋性，增强内分泌活动，克服内脏器官生理惰性，促进血液循环和新陈代谢以满足冷环境下的能量代谢需求。

（3） 使用鼻子呼吸：运动时尽量使用鼻子呼吸，减少冷空气对呼吸道的刺激。

（4）补充能源物质：在长时间运动或训练时，补充足够的能源物质，如糖和氨基酸，以及充足的水和维生素的摄入。

（5）提前适应冷环境：如果从热带或温带地区前往冷环境地区进行训练或比赛，建议提前进行冷习服，以帮助运动员更好地适应冷环境下的运动。

小结

综上所述，在冷环境下训练或比赛会对运动员的运动能力产生一些负面影响，如：机体对肌肉的神经控制能力减弱，肌力下降以及由于温度低，导致心率、心输出量、肌肉血流量、最大摄氧量等一系列生理性变化，进而降低运动能力。因此，在冷环境下为了保证运动员拥有高效的运动能力，我们应该在训练或比赛前做好应对措施与保障。

参考文献

[1]翁锡全,王朝格,林宝璇.冷环境与运动能力的生化分析[J].中国体育教练员,2019,27(02):31-33.

[2]史东林,杨贤罡.运动员的冷环境暴露：风险因素、症状和应对策略[J].北京体育大学学报,2021,44(12):147-155.

[3]何辉,陈晓可,杨宇晴.低温环境对人体运动神经肌肉控制能力的影响——对15名男性大学生的研究[J].北京体育大学学报,2020,43(11):119-126.

[4]刘洪武,袁欣洋. 冷环境对运动员运动能力和运动表现负面影响的探究[C]//中国班迪协会,澳门体能协会,广东省体能协会.第八届中国体能训练科学大会论文集.[出版者不详],2023:5.

[5] Castellani JW, Tipton MJ. Cold Stress Effects on Exposure Tolerance and Exercise  Performance[J]. Compr Physiol, 2015, 6(1):443-69. 

[6]张立,张雁立.试论足球运动员的无氧能力及训练[J].广州体育学院学报,2003(03):28-31.

[7]贾杰,徐磊,于晶晶等.冷环境下运动对小鼠运动耐力和骨骼肌钙泵调节蛋白表达的影响[J].北京体育大学学报,2022,45(02):107-117.

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