自然环境热习服训练对耐热性水平的长期影响

通常，在获得耐热性后，自然热适应训练与人工热适应训练（室内）相比的益处估计会在 6 周后完全丧失； 然而，该数据是假设的。 我们评估了热适应训练对耐热水平的长期影响。 到达阿拉伯联合酋长国沙漠军事基地后的第 2 天，通过进行热应激测试（HST：在户外以 50% 估计速度跑步 3 × 8 分钟 [~40°C 和 20% 湿度]）来评估耐热性。 生理和主观标记。 在50名法国男士兵中，有25人在研究前6个月曾在一个环境炎热的国家参加过为期4个月的军事任务（HA）。 其他 25 名参与者从未进行过热适应 (CT)。 HST后，HA组的直肠温度（p=0.023）、心率（p=0.033）和疲劳感（p=0.043）低于CT组。 经历过4个月热适应（自然环境）、高温锻炼，甚至沙漠任务归来后6个月的士兵，很可能比没有适应过的士兵具有更高的耐热能力。

【文本】

10 天可能足以完全实现热适应（室内）或热适应（自然环境），这是由基本心理生理参数（核心和皮肤温度、心率 (HR)、汗液渗透压、热不适减少、感知用力）决定的和出汗率增加）。 这种适应提高了耐热性并改善了对运动引起的热应激的反应。

然而，这种生理适应似乎是短暂的。 在最近的一项荟萃​​分析中，等人。 据估计，一旦离开炎热的环境，心率 (HR)、核心温度 (Tc) 和出汗率的改善每天都会减少约 2.5%，这表明耐热性会降低。 适应（自然环境）/适应（室内）过程后 5 至 7 周内恢复到初始水平。 尽管如此，这些好处在衰退阶段会更快地恢复，这意味着实现相同水平的改善所需的热适应天数更少。

对衰减响应的更深入分析表明：（1）研究之间的巨大差异可能是由于方案多样性造成的； (2) 衰减期间的体力活动和/或环境条件可能难以标准化； (3) 评估 25 关于女主角衰落的研究很少且没有结论。 此外，对热（室内）的重新适应仅在不完全衰减期间进行了研究，因此作者将这种快速恢复的部分原因解释为大多数热适应发生在参与者重新暴露于热时。 被保留。 因此，达到完全衰变所需的时间只是理论上的，并没有已知的明确特征。 事实上，完全衰减后的恢复从未在人类中进行过评估。 此外，大多数研究都与“热适应（室内）”有关，而对“热适应（自然环境）”的了解较少。

职业运动员某些专业人员（士兵、工人、工程师、救援人员、人道主义者等）在其职业生涯中可能会在气候炎热的地区面临多次中长期比赛/任务。 根据上述现有研究，以前的热适应（室内）/热适应（自然环境）经历如果间隔超过 5-7 周，似乎不太可能影响重复长时间热暴露期开始时的耐热性。 等级。 然而，这种热耐受性和/或“生理记忆”的潜在保留从未被直接评估过，而且我们仍然不知道过去的热适应（自然环境）/适应（室内）过程是否有助于在热。

图 1：热应激测试 (HST) 期间的生理变量图。 单个数据用白点表示，平均值用粗线表示。 透明区域代表SD。 虚线表示±2SD。 HA：实验前6个月进行过热习服（室内）训练的参与者； CT：从未进行过热适应（室内）训练的参与者。 *与HA组不同p)。

研究高温对士兵的影响对于解决这些问题非常有用。 因此，我们重新分析了两组法国士兵的数据。 近一半的参与者在研究前（任务之间的定期间隔）被部署在气候炎热的国家4个月至6个月，我们将其视为热适应（自然环境）组（HA）。 在类似沙漠的环境（温度约 40°C，相对湿度约 20%）中进行热应激测试（HST）期间，他们的心理生理反应与对照组（CT）进行了比较，对照组（CT）由从未接触过的士兵组成。在他们的职业生涯中进行过热适应（室内）训练。 尽管该方案最初并不是为了专门研究热适应后的长期热适应残差而设计的，但它用于回顾性评估 4 个月时的热适应。 期间获得的长期适应性生理变化。 我们的假设是，尽管医管局退伍军人在 6 个月的时间内没有暴露在高温下，但他们对高温的耐受力比来自同一职能单位的 CT 组的士兵更强。

结果

休息时，Trec（HA 和 CT 分别为 37.4±0.2°C 和 37.4±0.4°C，p=0.421，ES=-0.230）或 HR（HA 和 CT 分别为 91±10bpm 和 89±13bpm）两组，p=0.290，ES=-0.176），没有差异（分别见图1A和B）。

HST结束时，HA组的Trec和HR低于CT组（HA和CT的Trec分别为38.4±0.4℃和38.7±0.6℃，p=0.023，ES=0.572， HA 和 CT，HR 分别为 156±15bpm 和 165±15bpm，p=0.033，ES=0.621，图 1C、D，两组之间 Trec 和 HR 的平均差异为 0.27°C（95%CI-0.01 至 0.54） ) 和 9.3bpm (95%CI0.54)，分别为 8 至 17.8)。

HST期间，HA组的ΔTrec比CT组低25%（HA和CT分别为1.0±0.4°C和1.3±0.5°C，p=0.015，ES=0.710，图1E），并且ΔHR 降低了 15%（HA 和 CT 分别为 65±14bpm 和 76±14bpm，p=0.016，ES=0.805，图 1F）。 两组 HST 期间 Trec 和 HR 增加的平均差异分别为 0.34°C (95% CI 0.07-0.61) 和 11.4 bpm (95% CI 3.3-19.4)。

汗液流失量（HA和CT分别为1.19±0.16L和1.05±0.23L，p=0.231）和汗液渗透压（HA和CT分别为140±/kg和144±/kg，p=0.756，ES=0.121）没有区别。 （HA和CT分别为140±±-1，p=0.756，ES=0.121）并无差异（图2A，B）。 图 2A、B）。 尽管如此，HA 组出汗量的较大差异被认为是中等的（ES = -0.682）。

图 2. 热应激测试 (HST) 后的出汗率和渗透压图。 单个数据用白点表示，平均值用粗线表示。 透明区域代表SD。 虚线表示±2SD。 HA：实验前6个月进行过热习服（室内）训练的参与者，CT：从未进行过热习服（室内）训练的参与者。

休息时的热不适（HA 和 CT 分别为 3.8±2.4 和 4.1±2.2；p=0.591，ES=0.159）和 HST 结束时（HA 和 CT 分别为 5.1±1.8 和 6.1±2.2；p= 0.077，ES=0.497）两组之间没有差异（图3A，B）。 HA组的感知训练强度（RPE）比CT组低15%（5.3±1.6和6.3±1.9，P=0.043；图3C，ES=0.545）。 两组之间的平均差异为0.95分（95% CI -0.04至1.94）。

图 3. 热应激测试 (HST) 期间的主观变量图。 单个数据用白点表示，平均值用粗线表示。 透明区域代表SD。 虚线表示±2SD。 HA：实验前6个月进行过热习服（室内）训练的参与者，CT：从未进行过热习服（室内）训练的参与者。 *与HA组(P)不同。

图 4 显示了所有基于幅度的推论。 总体而言，HA 组可能受益于 HST 结束时 Trec、HR、热不适和感知训练强度的减少，以及 HST 期间出汗量的增加。 此外，与 CT 组相比，HA 组在 HST 期间 Trec 和 HR 的增加可能较小。

图 4. 热应激测试 (HST) 期间热适应（自然环境）(HA) 组和对照组 (CT) 组之间差异的置信区间 (90%) 和相关推论。 使用 p 值（效果统计）（组间平均差异）、自由度和最小有价值变化（0.2 × 合并 SD）量化先前 HA 有益、微不足道或有害的可能性，使用以下量表： 25- 75%，可能； 75-95%，可能； 95-99.5%，很有可能； 且最有可能≥99.5%。 Trec：直肠温度，HR：心率，ThD：热不适，RPE：感知训练强度，Sw：出汗，osm：渗透压。

讨论

我们的研究结果表明，即使经过大约 6 个月的去“热习服”期，之前接受过热习服（室内）训练的士兵也比从未接受过热习服（室内）的士兵更有可能表现得更好。 训练有素的士兵可以更好地忍受运动引起的热应激。 这表明之前的热暴露可能会提高未来的耐热水平，从而提高后续热暴露期开始时的准备程度。 有两个假设可以解释这一观察结果：（1）异常长的热适应（自然环境）期（4个月，而不是热适应研究中常用的5至15天）； (2) HST 前 在炎热环境中进行一天的被动/主动活动是快速重新适应环境的触发因素。 我们在下面讨论这两种可能的解释。

在本研究中，降温驯化（自然环境）时间较长。 尽管如此，在温度为43℃、相对湿度为25%的户外运动中，HA组的Trec、HR和RPE很可能相对于CT组更有优势。 尽管没有长时间暴露在环境热量下，但仍然如此。 对短期热适应（自然环境）的分析表明，大多数（但不是全部）研究表明，改善的 HR 在热适应（自然环境）后 17 至 21 天恢复到基线值。 Trec 也发现了类似的结果。 衰减条件。 然而，后者的系统性较差，因为大多数研究仅报告观察期结束时的部分衰变。 出汗率的改善在大约 20 天后系统性下降，而主观指标（RPE 或热感觉）的改善在大约 20 天后系统性下降，并在 16 至 26 天后保持不变。 然而，几项具有相似或更长衰减周期的研究结果突显了这些衰减响应的巨大差异。 根据等人的研究，在热适应（自然环境）衰减后 26 天重新暴露于高温表明 Trec 和 HR 的改善几乎完全保留（分别为 0 和 26% 衰减）。 由于难以明确识别的原因（HST 设计的差异、适应的环境条件、参与者等），不同研究之间的衰减反应可能存在很大差异。 因此，很难估计实现完全衰减所需的持续时间。

值得注意的是，与我们的观察相反，等人最近的一项研究。 研究表明，10 天的热适应（室内）训练方案对热适应（室内）后 3 至 18 个月内的耐热能力有影响。 没有明显的影响。 除了这项研究之外，还没有其他尝试来评估长期适应下降后的热耐受状态。 然而，我们的热适应研究计划在许多方面与评估热适应下降的其他热适应研究计划不同。 首先，我们的参与者适应了 4 个月，而在大多数减毒研究中，实验室控制条件下的适应持续大约 10 天（从 4 到 14 天）。 其次，虽然很难估计，但我们的参与者白天大部分时间（有时是晚上）都在室外环境温度 30°C 到 50°C 的环境中度过。 在经典的热适应（室内）方案中，仅在运动期间（最大/天）发生热暴露。 最后，在热适应（室内）训练期间通常穿着轻便的运动服（短裤，带或不带 T 恤）。 我们的参与者在暴露于热环境时必须穿着军服（主要是战斗服），这增加了热负荷。 因此，与大多数其他研究相比，热应激可能会持续更长时间（考虑到适应的持续时间和日常暴露）并且要求更高（考虑到衣服引起的热量损失的减少）。 因此，本研究中的条件可能比经典的短时热适应（室内）程序诱导了更可持续的热适应（自然环境）能力。 动物模型研究显示短期和长期适应期之间存在差异，人体研究也证实了这一点，人体研究表明血液学适应（血红蛋白质量增加）可能仅在长期热适应（室内）训练（5周）后发生。 然而，从未直接评估过这种适应的单一或组合差异是否会影响热适应（自然环境）益处的保留。 等人的分析。 图5表明热适应的持续时间（自然环境）可能是衰变动力学的一个因素，至少对于Trec的衰变来说是这样。

另一个假设是快速热适应（自然环境）。 从降落阿联酋到HST至少有24小时，期间参与者大多被动暴露在高温下（在非空调房间举行信息发布会），但也进行了一些短暂的体力活动（搬运行李）。 我们假设这种暴露可能足以触发快速重新适应，这可以在第二天进行的 HST 期间观察到。 这与之前的研究一致，表明运动期间的 Trec 和 HR 在不完全衰减后比第一次适应期间更快地达到适应后水平。 此外，Hoag和Hoag估计衰减期心率和Trec的热再适应能力分别比热适应期强8倍和12倍。 因此，理论上，两天的重新适应（室内）足以恢复分别在 16 天和 24 天的热适应（室内）后获得的益处。 在提出这一假设的所有研究中，这种对热（自然环境）的更快明显的重新适应必须通过热再诱导来介导，热暴露总是发生在完全衰减之前。 因此，在重新适应过程中，热适应能力得到部分保留，并且自动更快地实现最大程度的改善。 因此，人类热适应能力完全衰退后的重新适应从未被评估过，而且我们仍然不知道重新适应是否实际上比以前的适应过程更快。 实验室主导的动物研究提供了支持更快重新适应的机制证据。 他们证明，如果最初的热暴露和适应时间足够长，对大鼠心脏组织细胞保护很重要的基因，例如抗凋亡基因 Bcl-xL 以及 和 基因（分别编码蛋白质 Hsp70 和 Hsp90），在大鼠心脏组织中仍然上调。 这种适应性记忆似乎是通过表观遗传变化，特别是通过染色质状态的改变来促进的。 这种“休眠”状态使得染色质在重新暴露于热环境时容易重新诱导基因表达，随后细胞保护谱快速激活，从而在短短一两天内实现更快的生理恢复，这可能是生理恢复较快的原因。 功能原因。 尽管我们无法在本研究中测量细胞耐受性或表观遗传修饰的各个方面，但不能排除此类分子改变有助于我们的观察。 在我们的研究中，初始热适应（自然环境）的持续时间（数月）、脱热适应的时间过程以及到达炎热地区一天后进行的 HST 时间均与表观遗传变化相关。 ，这需要长期适应和短期再诱导。 尽管无法确定余热是由部分衰变还是快速再诱导引起的，但得出的结论是，这两种机制并不矛盾，并且可能协同作用来解释这些观察结果。

我们的研究有一些局限性。 首先，我们无法控制热驯化（自然环境）期间的条件。 鉴于任务的地点和类型，参与者之间的热适应（自然环境）条件并不相同。 然而，穿着全套战斗服并在热环境中执行中等到高水平任务的参与者在生理上承受足够的压力以引起热适应（自然环境）。 在这种军事背景下，我们已经验证了热适应（自然环境）在15天后几乎完全实现，第10天到第15天之间的改善低于第0天到第10天之间的改善。 因此，我们认为这些在炎热国家部署了4个月的士兵已经完全适应了热环境。 这项研究的设计排除了对衰减（4 个月任务结束和 6 个月后下一次任务开始之间心理生理标志物的变化）的明确评估。 两组参与者都来自相同的四个团，因此在 HST 之前的 6 个月期间在相同的环境中进行相同的专业体育活动。 此外，两组之间四个团的士兵比例也很平衡（HA组为1团：7/7-2团：10/6-3团：5/6-4团：3/6， CT组）因此，本文描述的各组之间的差异可能不是由于环境和/或运动因素的差异造成的。 不过，不能排除这种为期6个月的定期职业体能活动与保留部分适应热（自然环境）的能力有关，尽管考虑到法国正处于冬春季节，这些体力活动不足以诱导热适应（自然环境）。 最后，具有相同特征的士兵之间的耐热水平存在差异，但最近有一组士兵在高温下执行任务，有必要报告这一结果，以促进进一步的研究并更好地验证热习惯。 服务（自然环境）的长期退化是一个被忽视的问题。

服役的士兵在炎热环境中长期（4个月）执行战斗任务，因此被认为已经热适应（自然环境），并且返回时可能比从未经历过热适应（室内）的士兵更能忍受训练。 HST 在到达温带气候后 6 个月进行。 这种快速耐热能力的改善体现在：HST结束时Trec和HR较低，HST期间Trec和HR绝对增加较小，HA组的感知训练强度低于CT组。 该机制（长期残留适应和/或快速再诱导）仍然难以捉摸。 然而，如果得到证实，这些结果表明，具有长期热适应（自然环境）/适应（室内）历史的个体在重新暴露的最初几天内可能更容易受到热适应（室内）的影响。未接受过热适应（室内）训练的个人。 人员耐受性较好（即使在适应期后6个月）。 在专业领域，这可能有助于挑选出更适合在高温下执行精细任务的个人。 虽然这一建议需要直接的实验支持，但我们最近观察到，在热驯化（自然环境）期开始时，耐热性差的个体的耐热水平在15天后无法赶上最初耐热性较好的个体人员。

方法

参与者

该研究由参与我们之前研究的法国陆军士兵组成。 这些研究是应阿拉伯联合酋长国法国武装部队的要求进行的，并得到了法国武装部队生物医学研究所科学领导层的批准。 该研究不需要侵入性测量，也没有给参与者强加不熟悉的任务。 在这种情况下，根据研究所的规定，只要实验是按照《赫尔辛基宣言》进行的，我们就可以免于获得民间委员会的伦理批准。 所有参与者均经军医检查发现身体健康，并在离开法国前听取了简报，在此期间，受试者被告知研究的益处和风险，然后根据《赫尔辛基宣言》提供书面知情同意书。

该研究分两个阶段进行（2016 年 5 月至 6 月和 2017 年），士兵们没有参加任何气候炎热（干燥或潮湿）的任务（在法国或其他地方）。 记录最后一次在炎热国家执行任务的地点、时间和日期（如果适用）。 参与者6个月前（5-7个月）曾在炎热环境国家参加过为期4个月的军事任务，并被纳入HA组。 这 6 个月通常是任务之间的最短强制期限。 如果参与者自上次任务以来部署时间少于 5 个月或超过 7 个月，或者无法提供准确信息，则被排除在本回顾性研究之外。 过去8个月内因个人原因去过炎热环境国家的参与者也被排除在研究之外。 最后，在120名接受筛查的士兵中，90名首次纳入研究，其中32名纳入HA组，58名纳入CT组。 然而，根据旅行前一个月库珀在温带环境中最后一次 12 分钟跑步，我们使用 t 检验发现两组在年龄 (p) 或健康水平 (p=0.005) 方面不平衡。阿联酋。 测试分数（法国陆军每年进行的一项测试，用于评估有氧健身水平）。 HA 和 CT 团体之间观察到的差异是法国军事占领管理所固有的。 新兵只有经过至少一年的军事训练和同化后才能参加国外作战任务。 HA 组的参与者至少已进行过第二次部署，这意味着他们已在军队服役至少 3 年。

因此，他们比 CT 组的参与者年龄更大、训练程度更高，这可能解释了库珀测试中表现的差异。 因此，我们从HA组中剔除年龄较大的参与者（>32岁），从CT组中剔除年轻参与者（<21岁）和健康状况较差的参与者（<2500 m）。 最终每组共选出 25 名参与者。 补充文件中的图表显示了本文中每个结果的保留和删除参与者的重新分配。 表 1 总结了每组参与者的特征。 HA 组的研究与最后一次任务之间的平均持续时间为 6.0 ± 0.6 个月。

表 1. 受试者特征。 平均值±标准差。 ：最大摄氧量。

步

在研究开始前大约 6 个月，HA 组的参与者接受了 4 个月的热适应（自然环境）训练。 这些国家被分类（根据柯本气候分类系统）：（1）萨凡纳气候，干燥的冬季：中非共和国（n = 10；平均日气温 = 27.3°C，平均日相对湿度 = 63%，白天和夜间平均室内WBGT温度= 23.8℃）和科特迪瓦（n=3; 28.1℃, 89%, 24.5℃），（2）炎热的沙漠气候：马里（n=3; 30.5℃, 20.3%, 20.9℃）和吉布提 (n=2; 28.8°C, 71.3%, 26.3°C), (3) 热带雨林气候，新喀里多尼亚 (n=5; 26.4°C, 78%, 21.0°C), (4) 夏季炎热地中海气候：黎巴嫩（n=2；23.1°C，71.3%，20.7°C）。 为了进行比较，CT 组留在法国，该国具有温带海洋性气候（n=25；12.5°C，71.7%，10.3°C）。

我们在之前的出版物中详细描述了HST，如图5所示。士兵们抵达阿联酋后的第二天，他们主要是被动暴露在高温下（主要是参观营地和宣讲会）并进行短时间的体力活动（携带行李）。 第二天，他们进行了 HST（以估计 配速的 50% 进行 3 次 8 分钟的户外跑步）。 跑步强度是根据库珀12分钟跑步测试的结果计算出的最大摄氧量（VO2）时的跑步速度。

正如我们之前的文章所述，每次训练从开始到结束的环境条件都是使用训练场附近的气象计（Meter 440 温压计，1.2 m 高，直接暴露在阳光下）确定的。 美国密歇根州伯明翰）测量环境条件。 比赛期间，平均干球温度为42.6±3.2℃，相对湿度为25.4±11.6%（湿球温度为27.3±2.2℃），球温为56.0±3.2℃，WBGT为34.6±1.6℃ ，风速1.7±0.4公里/小时。

图 5. 方案描述。 热适应（自然环境）组（HA）的参与者在实验前6个月在气候炎热的国家进行了为期4个月的移动任务，而对照组（CT）则没有这样做。 所有参与者在实验前均已驻扎在法国 6 个月。 机场背景象征着他们在法国的主要使命，即保护公共空间。 抵达阿联酋一天后，参与者进行了热应激测试（HST）（详情见正文）。

测量直肠温度（Trec）、裸重和HR，在运动结束时测量汗液渗透压，并评估运动后的感知用力率（RPE）。 每日测试分为4期，每期15名受试者。 （上午、下午各两次）。 在每次训练中，HA 组和 CT 组的参与者比例相似。

测量

直肠温度由参与者自己使用电子温度计（PX-TH 418, , ）在 6 cm 深度测量。 最近的研究表明，该深度的测量结果与更深深度的测量结果一致。 参与者配备了胸带和心率监测手腕接收器（RC 3GPS，Polar，）。 HST 前 5 分钟测量静息心率。 测量时保持直立姿势，不要移动。 平均值是根据1分钟内的最低平台值计算的。 运动结束时的心率相当于跑步最后8分钟最后30秒的平均值。 用天平（d,,，精确到20克）测量HST前后的裸重，通过差值计算出汗量。 使用放置在胸部的自制不渗透汗液收集器（10 cm3）收集汗液并以 2 ml 为份储存。 使用冰点渗透压计（3000 basic，柏林，德国）评估渗透压。

对于热不适，参与者回答“您对热环境感觉如何？在垂直10厘米刻度上画一条水平线，下端表示“舒适”，上端表示“非常不舒服”。下端和标记线（厘米）代表热不适评分。该量表改编自之前的研究，并翻译成法语，以 0-10 分的等级进行评估。

统计分析

在评估数据是否呈正态分布（-Wilk 检验）后，我们使用 t 检验（参数检验）或 Mann-U 检验（非参数检验）来比较 HA 组和 HST 期间在休息时和 HST 期间测量的参与度。 CT 组患者特征和心理生理变量。 这些差异还使用基于科恩效应大小 (ES) 原则的标准化差异进行了测试：>0.2（小）、>0.5（中等）和 >0.8（大）。 尽管仍然存在争议，但基于幅度的推断方法提供了一种更细致、更具补充性的方法来解释 p 值，且影响最小。 使用 p 值、效应统计量（组间平均差异）、自由度和最小值变化（0.2 × 合并 SD）来量化先前热适应（自然环境）有益、无益、有害或有害的可能性，具体比例如下：25-75%，可以； 75-95%，可能； 95-99.5%，很有可能； 且最有可能≥99.5%。 文中数据以平均值±标准差（SD）表示。 显着性定义为 p。 使用 SPSS 软件（V20，IBM SPSS，IL，美国）进行分析。

参考

[1] A、J、TARDO-DINO P 等人。 四个月后的高温水平[J]. ，2020，10(1)：20260。

译者：杨若腾