健身资讯｜寒冷天气跑步：相关表现与冷伤风险

健身资讯｜寒冷天气跑步：相关表现与冷伤风险

概括//

跑步者在各种寒冷的天气条件下进行比赛和训练，这可能会影响表现并导致冷伤。 本文概述了寒冷天气对跑步表现的影响。 它不仅解决了跑步者在寒冷天气下容易受伤的问题，还提供了风险管理指南，以降低寒冷天气运动中的受伤率。

介绍//

在寒冷的天气里跑步不应该因为寒冷本身而中断，因为人们通常能够忍受户外的寒冷，而不会产生任何不利影响。 马拉松比赛也在寒冷的月份举行。 尽管如此，在寒冷的天气中锻炼确实会增加受伤的风险（冻伤和体温过低），最有可能发生在那些对不断变化的天气条件没有做好准备的人中 (10)。 大多数情况下，人们通过穿防护服或进入休息区来避免寒冷，以降低冻伤风险（7）。 然而，为了追求优异的比赛成绩，运动员们不得不忍受严寒（

冷暴露的生物物理学

身体核心温度的变化是由热量储存的正向或负向变化引起的。 如果身体产生的热量多于散失的热量，身体组织的蓄热量就会为正，体内的温度就会相应升高。 相反，如果产生的热量少于损失到外部环境的热量，则热量储存为负值，身体内部温度将会下降（16）。 我们可以用数学公式来表达产热与散热的关系如下（16）：

S=M-E-RCK

其中 S = 热量储存，M = 代谢热量产生，E = 蒸发，R = 辐射，C = 对流，K = 传导。 虽然热量增益也可能通过某些热交换机制发生，但为了便于理解，我们简化这些方程，仅包括热交换路径中 E、R、C 和 K 的热损失。 另外，为了简化关系式，方程中删除了体外的影响，单位均为W·m-2。 当环境温度和水蒸气压低于皮肤温度和皮肤上的水蒸气压时，就会发生热量损失。

湿运动服会积聚雨水或汗水，导致在冷空气中运动的人比穿着干运动服运动时的深层体温下降得更快。 造成这种差异的原因是空气和水的物理特性。 水的导热系数是空气的25倍（32），因此，湿衣服会导致热量快速散失，热量需要通过深层组织的传导和对流（血液循环）传递到皮肤。

在寒冷的天气里锻炼还可能获得热量，导致深层体温升高，因为“冷的人不一定是冷的人”（1）。 这主要是由于衣服隔热层产生的微环境使皮肤变暖，增加了蒸发热损失的需要（5）。 如果代谢产生的热量与等量的热量损失不平衡，体温就会升高。 由于出汗和运动效率的个体差异，不应强迫运动员穿着相同标准的运动服，因为当一个人出汗较多（最终降低服装的隔热性能）时，另一个人可能出汗较多。 将会缺乏足够的衣服来保暖（7）。

跑步者需要在不同的环境条件下以多种代谢率进行锻炼，并尝试多种服装来找到适合自己的平衡点。

实验室冷空气下的有氧运动表现

关于冷空气中运动表现的研究很少。 对于在大气环境中进行的实验，大多数研究都使用耗尽时间（TTE）测试来比较暴露于冷空气和相对温暖的环境温度（Tamb）的测试结果，或比较暴露于冷空气。 将空气中的测试结果与合适运动环境（~20°C）中的测试结果进行比较。 表 1 列出了暴露在冷空气中的有氧运动表现的经过验证的研究。 总体而言，与相对温暖的塔姆的研究结果相比，在冷空气中锻炼是否会影响有氧运动表现尚未达成共识。 一些研究表明冷 Tamb 会对 TTE 测试结果产生不利影响 (17,24,30,31)，而其他研究则显示测试结果良好 (4,23) 或没有变化 (8, 28)。 在不同温度下两个系统的实验室研究中，实验结果呈现倒U形图案。 TTE 测试结果在中等环境温度下（穿着短裤/T 恤时为 11°C；穿着越野滑雪服时为 -4 和 1°C）以及 Tamb 从该最佳温度降低或升高时获得最佳结果，TTE测试结果恶化。然而，这项研究与等人的现场研究形成鲜明对比。 (4)、谁发现足球运动员的跑动距离主要是

的测量也用作有氧运动能力的指标。 在少数对其进行测量的研究中，发现与 20°C 下进行的实验相比，暴露于 -20°C (21, 27) 和 0°C (27) 的冷空气会使运动表现降低 5%。 相比之下，另一项研究发现在 5°C 和 18°C 环境之间进行比较时，数值没有显着差异 (19)。 这些使用 TTE 作为有氧运动能力衡量标准的研究结果与使用 TTE 的研究结果相似。

马拉松运动表现

运动表现是能量输出、神经肌肉功能和心理因素的相互作用 (2)。 在寒冷条件下运动会导致心血管功能和能量传输发生变化、神经传导和骨骼肌收缩发生变化以及努力感知，从而降低运动表现 (5)。 大多数研究都是在实验室中使用自行车或跑步测力计进行的，受试者会感到精疲力尽。 不过，仍然有一些文章验证环境温度（Tamb）对跑步表现的影响，尤其是在马拉松运动中。

上图分别为男子和女子世界前十名（男子和女子，n = 10）、世界纪录（男子，n = 9；女子，n = 8）和路线记录（男子，n = 24；女子，n = 34） ) 马拉松干球温度，数据来自 Ely 等人。 （15）。

大多数研究证实，马拉松运动员在大约 8-12°C 的环境温度下表现最佳，这与实验室观察结果一致。 埃尔·耶特等人。 （15）确认了世界马拉松前十记录、世界纪录和路线记录，男子坦姆分别为11.0℃、10.6℃和12.8℃，女子为12.6℃、11.6℃和13.6℃ °C 分别显示在图 1 中。类似地，Vihma (34) 表明 Tamb 的最佳温度是 10–12°C，并且 (33) 表明在波士顿马拉松比赛中，最佳运动表现出现在合适的温度下。湿球温度 [WBGT 低至 7.8°C（Tamb 范围 2.8-21.4°C）]。 伊利等人。 (14)以5℃的湿球黑球温度为参考温度，考察温度升高(从8.6℃升至21.9℃)对42.2km运行时间的影响。 这项实验再次表明，在低 Tamb 条件下，马拉松运动员会表现出最佳状态。 埃尔赫卢等人。 (13) 证明，在大约 10°C 的温度下，男性和女性的跑步速度都是最佳的。 有趣的是，这项研究（芝加哥，2009年）分析的数据集显示，在1.7°C的温度下，女运动员的统计数据显示，与10°C相比，在此温度下跑步速度有所下降。 然而，数据差异很大，因此我们还不能就接近冰点的温度下性能相对于 10°C 时的性能下降得出确切的结论，并且需要更多的数据来证明这一点。

冷伤

冷伤分为3类（11种）：低温、干冷伤（低温）和湿冷伤（非低温）。 体温过低的定义是身体内部温度降至 35°C (95°F) 以下。 干冷和湿冷损伤仅限于四肢和裸露皮肤。 干冷损伤会导致细胞和组织冻结，称为冻伤。 低温损伤被归类为非低温冷伤 (NFCI)，包括冻疮、冷浸脚和战壕足。 体温过低和局部冷伤常同时发生。

低温

体温过低的临床定义是全身体温过低，即核心温度低于 35°C。 最初的症状包括颤抖、呆滞和缺乏沟通。 当核心温度持续下降到35℃以下时，会出现意识不清、嗜睡或口齿不清，即所谓“口齿不清”，即牙牙学语、口齿不清、笨手笨脚、结结巴巴等现象（11）。 表 2 列出了伴随身体核心温度降低的特征性生理变化 (7)。

体温过低是比赛期间真正令人担忧的问题，尤其是在天气潮湿的情况下。 例如，2018年波士顿马拉松被戏称为“跑向安全”马拉松，因为比赛当天气温为5.8℃，且伴有大风大雨。 (25)报道了1982年法纳姆（英国）马拉松比赛中发生的一起因体温过低导致的死亡事故，当时坦姆气温为12°C，并伴有大风和大雨。 他还报道了 1984 年吉尔福德比赛的情况，当时坦姆的气温为 8°C，风速高达 48 公里/小时（30 英里/小时），还下着大雨。 (29) 报道了双城（明尼苏达州）马拉松比赛 12 年间发生的 46 例体温过低的病例。 他报告说，不完整跑步者数量最多的一年（占跑步者的 31%）是 1986 年，可能是由于风温较低（-7°C）和雨夹雪。 长跑的另一个潜在问题是，当一个人感到疲劳时，新陈代谢率和产热量都会下降。 Pugh 第一个提出剧烈体力活动可能会增加体温过低的风险 (2)。 他分析了23场比赛和训练中出现多起体温过低事件和25起体温过低事件的报告。 因发烧而死亡。 其中一场比赛，虽然不是跑步比赛，但当天天气微雨微风，240名男子于早上6时起开始竞走，争夺四村竞走比赛的冠军（3 ），这是一项综合跑步/徒步旅行，在英格兰德比郡的荒原上进行，全长超过 45 英里（通常完成时间为 9.5 至 22 小时）。 在这场特殊的比赛中，天气变得越来越糟，有大雨和大风（25 节，46.3 节/小时）。 那年只有 22 名参赛者（占总数的 9.2%）完成了比赛（相比之下通常为 66-85% 的完成者），其中 3 人因体温过低而死亡。

体温过低的预防措施

体温过低发生在身体热量损失超过代谢率的任何环境温度下。 如果新陈代谢率低，即使暴露在远高于冰点的温度下也会导致体温过低，而潮湿/有风的环境会比无风、干燥的空气环境更快地使身体降温。 如果跑步者能够保持较高的代谢率（>50%），那么发生体温过低的风险就会降低。 例如，等人。 （35）表明，在相对多风的环境中穿着湿衣服并在此阈值（50％）下运动的运动员能够在4℃的气温下维持核心体温4小时。 然而，如果运动强度降低（至约 35%），在寒冷、潮湿和多风的环境中，核心体温会下降 (6, 26, 35)。 在这种情况下，应在比赛前后为跑步者提供休息区或其他额外的保暖衣物。 此外，跑步者在寒冷、潮湿的条件下训练时应格外小心，确保有方便的休息区，最好找一个好朋友一起跑步。

冻疮

当体内组织温度低于 0°C 时就会发生冻伤。 由于细胞和细胞外液中存在电解质，皮肤的冰点略低于水的冰点，因此皮肤中的干燥组织通常冻结在-2.2°C左右(9)。 冻伤最常发生在裸露的皮肤（鼻子、耳朵、脸颊和裸露的手腕）上，但也可能发生在包裹良好的手和脚上，因为周围血管收缩会显着降低组织温度。 冻伤最常见的初始症状是冻伤部位麻木，复温时皮肤非常疼痛。 除最轻微的冻伤病例外，所有冻伤的恢复都应接受临床监督。

冻伤预防

风冷温度指数（WCTI，图2）是冻伤风险的最佳指标。 它考虑了气温和风速并估计组织冻结的速度 (20,22)。 WCTI 目前旨在预测裸露面部皮肤的冻结时间 (12)。 然而，这个WCTI是为不运动的人开发的，因此它高估了高强度运动的跑步者冻伤的风险。 跑步者确定自己的相对风速非常重要； 因此，在估算 WCTI 时需要考虑个人跑步速度。 一般来说，当环境温度高于-15℃时，冻伤的风险小于5%，但当WCTI降至-27℃以下时，需要加强安全监测，因为30分钟后就会发生冻伤或更少及时生成 (7)。

风寒温度指数（华氏度和摄氏度），此冻伤时间适用于裸露的面部皮肤。 上表来自美国国家气象局； 下图来自加拿大气象协会和环境部。

非低温冷损伤-NFCI

最常见的 NFCI 是战壕足、冷浸足和冻伤。 战壕足通常在身体组织长时间暴露于 0 至 15°C 的温度下（>12 小时）后形成，然而，裸露的皮肤只有在暴露于相同温度几个小时后才会形成。冻疮是一种更浅表的损伤 (11)。 这些伤害可能是由于实际运动时进水、下雨或雨水或汗水浸湿的袜子造成鞋内潮湿环境造成的。 NFCI 伤害分类取决于症状的出现以及接触后几天和几周内的恢复。 NFCI更容易发生在持续数十小时甚至数天的超级马拉松比赛中。

风险管理/冷伤的实际应用

成功管理冷应激需要运动员、教练和赛事官员了解在寒冷环境中跑步所带来的健康危害的性质，并采取适当的对策，以尽量减少体温过低和冻伤的风险。 通过适当的监控和监督，跑步者可以在大多数寒冷的天气条件下安全地比赛和训练，有了这些，通常不需要取消比赛。 对于在极寒天气下训练的跑者来说，降低冻伤风险的方法包括在家附近跑步、带着手机跑步、与伙伴一起跑步等。 跑步者还需要注意，冰雪上的脚步不稳定，可能会导致受伤。 不经常在寒冷天气跑步的运动员应该尝试适合自己的分层穿搭，看看他们在寒冷天气下出汗量。 跑步者需要注意天气变化（例如下雨的可能性），并确定如果远离休息区是否需要携带额外的衣服。 建立了正式的风险管理流程，通过训练前/赛中/赛后的有效管理和对策，识别潜在危险、影响因素，避免运动员遭受冷伤。 有关更多详细信息，请参阅美国运动医学会 (ACSM) 立场声明 (7)。

总结

在寒冷的天气里跑步是安全的。 对于长距离比赛（例如马拉松），事实证明，在凉爽的天气（8–12°C）中跑步可以产生最佳的成绩； 实验室研究也显示了类似的结果。 冷伤是训练和比赛中需要认真考虑的因素。 根据美国运动医学会 (ACSM) 的建议，使用正式的风险管理计划可以有效降低这些伤害风险 (7)。

关于作者//

博士。

美国陆军环境医学研究所热与山医学部研究生理学家

译者：魏锦勋

CSCS

校对：年小建

NSCA大中华区讲师

ARCA 课程主任/讲师

全民健身营养师讲师

国家队运动营养师

参考//

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