迷你评论文章

前面。体育行为。生活,2019年11月13日
秒。精英体育和性能增强
卷1 - 2019 | https://doi.org/10.3389/fspor.2019.00059

热应力挑战马拉松和Ultra-Endurance运行

尼古拉斯Bouscaren ¹ ^*,

Guillaume y小米 ²和

Sebastien Racinais ³

¹Inserm CIC1410楚团聚,团聚,法国圣皮埃尔
²UJM-Saint-Etienne,里昂大学校际人类运动生物学实验室,7424 EA,法国圣艾蒂安
³Aspetar骨科运动医学和医院,多哈,卡塔尔

一些研究调查的影响湿热环境条件对马拉松跑步锻炼。然而,研究运动时间比马拉松是稀疏的。事件超过6小时可以被定义为ultra-endurance和变量特征(如距离、高程剖面、技术困难,高度,晚上运行)进行危险的换位当前知识获得马拉松ultra-endurance运行。因此,这手稿的目的是讨论潜在的差异马拉松和ultra-endurance运行热应力方面的挑战。跑步强度高(尤其是跑的最快的),高反照率效应材料的城市文脉,和大众参与的自身小气候热事件(特别是对于普通慢跑步者)特定风险因素与马拉松赛跑在热环境中有关。艰苦的跑步/步行(有时与波兰),与长途旅行充满异国情调的目的地,沙漠环境和维持体温调节的必要性和出汗反应好几天ultra-endurance是更具体的危险因素。这些差异要求具体研究热环境条件的影响ultra-endurance学科创建适当的建议。

介绍

卡塔尔国家将主办第17届国际田联(田联)世界锦标赛从9月27日到2019年10月6日。田径项目将在一个装有空调的球场,而道路事件(即。、马拉松和竞走)可能会在炎热和潮湿的环境条件。世界锦标赛在夏天运动和其他运动通常在炎热条件下执行。因此,一些研究认为这种情况下运行事件的影响马拉松(谢和Haymes, 2001;Kenefick et al ., 2007;Bergeron 2014)。热环境条件已知损害性能和增加中暑的风险在“经典”耐力事件(莫恩,2010;Racinais et al ., 2015)。性能下降与事件持续时间与一个更大的减少比田径赛事在马拉松(家伙et al ., 2015)。这表明事件的时间越长,更大的环境条件的影响。因此可以推断ultra-endurance运行应该更加影响比马拉松赛跑。Ultra-endurance可以被定义为一个事件赢得时间超过6小时(Zaryski和史密斯,2005年;da Fonseca-Engelhardt et al ., 2013)。有显著增加的数量参与ultra-endurance运行在过去的二十年里(霍夫曼et al ., 2010;da Fonseca-Engelhardt et al ., 2013;Cejka et al ., 2014;舍尔,2019),和一些活动,比如马拉松des黑貂皮,西部各州耐力跑,坏水种族,或大Raid团聚在极端的炎热和潮湿的环境条件(温度> 30°C和/或湿度> 70%)。然而,即使ultra-endurance种族长,运动强度可能是一个更有效的行列式的体温比锻炼持续时间(Racinais et al ., 2019)。因此,ultra-endurance运行可能有较低的体温调节的需求比马拉松由于其较低的平均强度,尽管这些需求需要持续更长一段时间。此外,自然环境在ultra-trail(即运行。,ultra-endurance competition running in natural environment with lower than 20% of cemented or asphalted road) are also more diverse between and within events as compared with most city marathons. In summary, the characteristics of ultra-endurance (e.g., distance, elevation profile, technical difficulty, altitude, day, vs. night running) make it difficult to extrapolate the current knowledge obtained in distances shorter than, or equal to, marathon to ultra-endurance (Bergeron 2014)。因此,本手稿的目的是解释特定的体温调节的研究需求的必要性ultra-endurance事件。这不是一个全面审查现有的知识在体温调节反应马拉松或其他活动,而是一种反思的潜在特异性ultra-endurance及其相关研究的需求。

代谢热量生产和核心温度

肌肉的效率使用由水解三磷酸腺苷释放的能量大约是20 - 25%,即。,约75 - 80%不为外部工作和内部释放热量(Gonzalez-Alonso et al ., 2000;Gonzalez-Alonso 2007;Lim et al ., 2008)。这个代谢热量生产环境需要消散为了限制核心温度的增加。几个因素影响之间的平衡生产(例如,运动强度)和热耗散(如环境湿热,皮肤温度,和湿度)。ultra-trail期间,希尔跑步和登山杖的使用增加肌肉招聘和影响经济运行,因此导致增加热量生产对于一个给定的运行速度(克里斯坦森和鲁尔,1980年;Mora-Rodriguez et al ., 2011)。此外,低运行速度和走的长长的ultra-endurance运行限制自身风速对流冷却相比,马拉松赛跑(Mora-Rodriguez et al ., 2011)。然而,热产生的主要因素是运动强度(Racinais et al ., 2019)和更长的事件可能在给定的环境中不易高热,表现在一个较低的强度。31日为例,研究heat-acclimated男性士兵参加半程马拉松在热带环境中显示,68%的终结者跑完了全程,胃肠道温度> 40°C (李et al ., 2010),而在执行的142公里的小道跑6天在热带环境中,最大胃肠道温度只有38.3 - -38.7°C (色调et al ., 2014)。这些发现ultra-endurance事件期间保证特定领域的研究在炎热和潮湿的环境条件下的热响应各种比赛的情况。与此同时,我们假设在中等强度ultra-endurance事件对于大多数业余运动员限制劳累型中暑的风险。

性能

运动性能可以正面(sprint)和负面影响(中长期发展距离)热相比,气候温和。的确,而提高肌肉温度性能好处在爆炸过程中,核心温度的增加可能会损害性能在长时间运动和/或湿热的环境挑战的循环系统。短暂,core-to-skin温度梯度的缩小导致血流的再分配向皮肤散热,和随后的减少心室充盈压力减少中风的体积是一个内在心率增加加剧了。此外,必须维持散热排汗率升高可能导致脱水如果液体不更换。因此,国际田联世界锦标赛期间举行的环境温度超过25°C,一个~ 2%下降的性能报告距离超过5000比其他版本,这种差异在马拉松多达3%男运动员(家伙et al ., 2015)。马拉松的衰减性能存在男性和女性不同的性能水平虽然跑的最慢的比他们更快更热的影响(伊利et al ., 2007,2008年;Vihma 2010)。ultra-endurance,性能下降~ 8%据报道在西方国家竞争参与者耐力跑(161公里和6000米的累积攀升)在热版(2006年,温度从7.2到38.0°C),相比之下,冷却器版(2007年,温度从2.2到30.6°C) (麻省理工和霍夫曼,2011)。相反,马拉松,最慢的短跑运动员的表现并不影响热条件相比,最快的(麻省理工和霍夫曼,2011)。这部分解释了慢跑步者跑了一夜,在较低的热应力,比他们更快的在这个ultra-endurance清晨开始比赛。缓慢的短跑运动员也可能更少的技术能力,限制他们跑得快的能力,从而产生热量的不均匀地形。解释的更大的热性能变化缓慢的马拉松运动员可能产生的热小气候大批运动员接近彼此在大众参与事件(De Freitas et al ., 1985)。在这种情况下,集团内部辐射和对流热损失是有限的,导致过度的热负荷在比赛期间,直接影响性能。尽管ultra-endurance迅速扩张,它并不像流行相比最大的马拉松比赛的参与者的数量(例如,49155名在2019年和2300年在巴黎马拉松跑步者在Ultra-Trail du万宝龙)。因此,在ultra-trail,除了开始时,人群中传统的密度较低,分布在一个更长的距离,在比赛的大部分与在狭窄的途径表现在一个文件中。这可能限制大群所产生的热小气候观测在马拉松。

环境和种族的特征

最著名的和受欢迎的马拉松西部城市环境(波士顿、芝加哥、伦敦、纽约、巴黎)。树荫下的建筑环境(建筑和树木)产生低天空视图因素在道路和保护运动员的直接辐射和散射辐射热量(肯尼et al ., 2008;赖et al ., 2017)。相反,使用高albedo-materials(沥青道路、玻璃窗格…)可能会影响城市热岛的街道峡谷和提高整体热应力(Erell et al .,新书2014;Middel et al ., 2014)。较低的风速在城市由于周围的建筑物和结构也会损害散热(图1)。

图1

图1。热应力挑战马拉松运动员(改编的许可http://www.ephysiol.com/)。

相反,ultra-endurance比赛(特别是ultra-trail运行)通常发生在自然环境(山地、沙漠、森林…)和大的正面和负面的海拔。跟踪运行状态的调节这条路部分不应超过总数的20% (ITRA 2019)。自然环境的多样性在ultra-trail运行使得热量和辐射研究更加困难。因素例如,天空视图,和直接辐射可以完全消失在沙漠森林和最大运行时如多级超级马拉松事件称为“马拉松des黑貂皮。“天气状况变化的地形和可以大大改变为给定的比赛从开始到结束(昼夜运行,海拔、温度、降雨雪…)。正如上面提到的,温度范围从7.2到38.0°C 2006西部各州耐力跑的(麻省理工和霍夫曼,2011)。大Raid de la团聚是比赛开始和完成在海平面温度和相对湿度往往超过30°C和80%,分别;而其他部分则跑在海拔2000米以上,温度可以是负的(嗯……,2019;Lai-Cheung-Kit et al ., 2019)。这些变化可能被视为一种生理约束,但在高度和低温在夜晚也可以减少热应力水平在ultra-endurance种族相比,马拉松(Bongers et al ., 2015;泰勒et al ., 2015;图2)。

图2

图2。热应力挑战ultra-endurance跑步者(改编的许可http://www.ephysiol.com/)。

此外,ultra-endurance事件通常在异国情调的目的地,ultra-endurance跑步者是出于自然和生活经验比比赛本身(Doppelmayr Molkenthin, 2004;Waśkiewicz et al ., 2018)。这样的目的地可能需要长途飞行和时差,与业余参与者在比赛前几天到达。这往往使足够的恢复和适应当地条件。理想情况下,热量驯化期应持续2周为了最大化适应(即。,decreases in heart rate, skin and rectal temperature, increases in sweat rate, and work capacity) and limit the impact of exercising in a warm environment (Periard et al ., 2015;Racinais et al ., 2015)。此外,长途航班可以从液体摄入量不足,归纳出轻微脱水利尿剂饮料,消费和低环境湿度(石漠et al ., 2002)尽管建议确保euhydration之前在热环境中锻炼(Racinais et al ., 2015)。

服装

衣服两个学科之间的显著不同。马拉松运动员通常穿简约和轻纺织品:短裤,t恤、背心。小道跑步者一般穿一个更复杂的组织包括短裤下面压缩短裤(限制刺激由于长途),压缩袜子,水化包,和一个头巾或帽子。它也常常是必要的/强制ultra-endurance种族带温暖的衣服,手套和雨衣预测环境条件的变化。这增加的总重量,因此热应力的最热的部分比赛。衣服皮肤和衣物之间创建了一个微环境(主教et al ., 2000)。服装可以作为保护功能通过减少辐射得热量和热应力(加文,2003)。运动在树荫下而不是在阳光下减少辐射热获得高达100 W和减少需要蒸发热损失(尼尔森et al ., 1988;加文,2003)。在这种背景下半裸(短、袜子和鞋子)运动在马拉松是一个缺点而ultra-endurance考虑辐射热负荷。另一方面,服装和装备代表了一层绝缘和采取行动抑制蒸发和对流冷却,并能显著减少ultra-endurance跑步者的体温调节能力(戴维斯和主教,2013年;戴维斯et al ., 2017)。事实上,汗水从皮肤表面的蒸发热损失的主要修改的大道(Periard Racinais, 2015)。然后,绝缘服装代表一个重要的限制对散热的影响相比,对辐射得热保护功能。最后,衣服的颜色可以影响辐射得热,白色衣服减少它与黑色衣服(Shkolnik et al ., 1980;尼尔森,1990),但是没有衣服颜色习惯是特定于一门学科对我们的知识。

水化要求和脱水

充分水化之前、期间和之后的比赛是至关重要的运动性能和安全训练和比赛中热火(Bergeron et al ., 2012;Racinais et al ., 2015)。运动员应该避免身体水赤字超过2%的体重在运动过程中为了防止体温调节功能受损,海拔心血管应变和损伤的有氧运动性能在许多条件下(如温度,长时间高强度的)(华伦天奴et al ., 2015;Kenefick 2018)。然而,在161公里ultra marathon,它已经建立,跑步者往往失去2至4%没有核心温度升高或影响性能(Lebus et al ., 2010;霍夫曼和Stuempfle, 2014年;华伦天奴et al ., 2015)。从马拉松赛跑文学回顾液平衡数据提供凉爽的天气平均脱水的值3.2%至4%在温暖的天气(谢和Haymes, 2001)。实际上可持续水平的脱水和水化指南在耐力是一个倍受争议的话题墙et al ., 2015;Kenefick 2018)。任何方式,ultra-endurance运动员采用水化和钠补充策略,为流体替换管理和耐力运动员一样。然而,几个ultra-endurance之间可以存在分歧和马拉松的长期ultra-endurance事件可能会产生少量的体育专业水化问题:

首先,马拉松运动员只有机会再水化时喝,ultra-endurance运动员定期访问穿着水化包或带液体。在ultra-endurance,携带你的齿轮可能帮助与普通水合作用,还影响蒸发和对流冷却。

其次,胃肠道(GI)痛苦可能损害运动员充分饲料和水合物在这两个学科的能力。消化系统症状的患病率在马拉松运动员从4到52%不等(Rehrer et al ., 1989;Halvorsen et al ., 1990;科斯塔et al ., 2017;普et al ., 2018),但在短跑运动员达到35 - 96% (Stuempfle霍夫曼,2015;Wardenaar et al ., 2015;Stuempfle et al ., 2016)。这些GIs症状,尤其是恶心和呕吐,如果流体损失不赔偿,可能会导致和加剧进步脱水和影响体温调节。血流量的减少,然后全身出汗率减少热损失,因此占核心温度的增加(美国运动医学学院et al ., 2007)。

最后,结合水化水平和钠的补充;的发生和发生运动相关的低钠血症(EAH)随运动类型和持续时间,以及热应力水平在事件(Hew-Butler et al ., 2015)。EAH很大程度上调查的发病率在马拉松运动员,从0到12 - 13%的比赛终结者甚至在冷却条件下(里德et al ., 2004;杏仁et al ., 2005;梅特勒et al ., 2008;林·et al ., 2011)。ultra-endurance发病率之间是高度可变的研究和范围5 - 51%的跑步者(Lebus et al ., 2010;霍夫曼et al ., 2012,2013年;凯恩斯和Hew-Butler, 2015)。这些重要的变化EAH患病率之间的研究可能是由于几个因素如运动强度或持续时间、水化策略(水分过多),补充盐,和环境的温度和湿度(Knechtle Nikolaidis, 2018)。

视角

这个手稿的目的是展示一些潜在差异马拉松和ultra-endurance运行热应力方面的挑战。跑步强度高(尤其是跑的最快的),高反照率效应材料的城市文脉,和大众参与的自身小气候热事件(特别是对于普通慢跑步者)是主要的热负荷高的具体风险因素与马拉松赛跑在热环境中有关。艰苦的跑步/步行(有时与波兰),自有风速较低,与长途旅行充满异国情调的目的地,沙漠环境和维持体温调节的必要性和出汗反应好几天代表ultra-endurance一些更具体的风险因素。根据这些差异,似乎很难推断我们的知识从传统马拉松ultra-endurance事件,和具体的研究似乎是必要的。未来的研究应该主要是确定体温调节反应ultra-endurance事件持续一天或更多的和不断变化的环境的影响在同一事件。同样重要的是确定水化要求在这样的条件下脱水的相关风险,肠胃问题,和低钠血症。最后,服装和装备的影响(例如,背负,灯光,和其他强制性ultra-endurance事件)设备在温度调节也应该被考虑。

作者的贡献

所有作者列出了一大笔,直接和知识贡献的工作,批准发布。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

引用

杏仁,c·s·D。胫骨,a . Y。,Fortescue, E. B., Mannix, R. C., Wypij, D., Binstadt, B. A., et al. (2005). Hyponatremia among runners in the boston marathon.N,心血管病。j .地中海。352年,1550 - 1556。doi: 10.1056 / NEJMoa043901