全球气候变化的加剧显著提高了极端天气事件的频率和严重程度。全球范围内，前所未有的或灾难性的极端天气现象，包括极端低温，已经发生[[1], [2], [3], [4]]。大量研究表明，暴露在极高或极低的温度下会增加各种原因导致的死亡风险，其中低温对死亡率的贡献率高于高温[[5], [6], [7]]。因此，极端低温暴露对人类健康的影响不容忽视。当人体持续处于寒冷环境中时，会导致大量热量流失、心脏负担增加以及营养供应减少[[8]]。这不仅会导致寒冷伤害，并增加高血压和急性冠状动脉综合征等心血管疾病的风险[[9], [10]]，还会对人类认知功能和情绪产生负面影响，包括记忆力减退、情绪低落、警觉性下降以及应对紧急情况的能力受损[[11]]。许多任务，如户外工作、紧急救援和军事训练，需要在低温环境中进行体力或脑力劳动，这对人员的健康状况和完成任务的能力构成了严峻考验。
许多先前的研究探讨了寒冷暴露对人类健康和工作表现的影响。这些研究主要集中在揭示人体生理反应、热舒适度、认知功能与低温环境之间的内在联系[[12], [13], [14]]，以及开发预测人类健康状况的人类寒冷生理反应模型[[15], [16], [17], [18]]。其他研究则关注人类如何预防或减轻这些不良影响，并提高在极端寒冷环境中的耐受力。例如，有研究考察了加热措施在寒冷环境中对人体的保护作用[[19], [20]]。然而，大多数加热设备在户外工作中携带不便，且局部加热难以有效防止某些身体部位的寒冷伤害。因此，通过自身主动行为（如运动）来增强身体健康同样值得关注。证据表明，运动能够积极提升体能、维持健康并有效改善新陈代谢[[21]]。此外，通过一系列生理机制（如内啡肽、线粒体、神经递质），运动帮助个体适应外部压力，刺激积极的生理反馈，并通过增强心理韧性对焦虑和抑郁等情绪状态产生积极影响[[22]]。然而，与寒冷暴露类似，运动也会增加心脏的能量消耗、心脏负担、收缩压和氧气需求[[23]]。因此，一些先前的研究认为，在寒冷环境中运动可能会增加患心血管疾病或其他疾病的潜在风险[[24]]，导致关于运动干预在寒冷暴露期间效果的研究相对较少。尽管如此，新的证据表明，虽然在寒冷环境中运动可能会增加心血管系统的压力，但它更常增强心血管系统的适应性和抗寒能力[[25], [26]]。同时，与在恒温环境中运动相比，在寒冷环境中运动对交感神经激活和免疫反应的影响更为显著，这对心血管健康有益[[27]]。正如陈等人所发现的，将寒冷环境与间歇性运动结合，可以显著降低久坐的女大学生的动脉僵硬度并改善心血管功能，效果优于室温环境[[28]]。米勒比较了在5°C寒冷环境和15°C常温环境下进行8周中等强度骑行训练对健康年轻人心肺和脑血管功能的影响，结果显示两种环境下的训练都提升了心肺健康，而寒冷环境下的训练特别改善了年轻健康个体的动态脑自动调节（dCA）[[29]]。因此，运动在寒冷暴露期间对维持身体功能或心血管健康具有一定的积极作用。此外，运动是否增加身体负担很大程度上取决于运动的强度和方式。持续的高强度训练可能会加重心血管负担，增加上呼吸道感染的风险，并导致持续的负面情绪[[30], [31]]。相比之下，中等强度运动（MET=2.80）已被证明有助于维持人体生理功能的稳定性，改善情绪状态等，同时对身体的负担较小[[32], [33]]。关于运动方式，一些学者比较了间歇性运动和持续性运动的效果，发现间歇性运动的积极效果相当于中等强度持续性运动，甚至优于高强度持续性运动[[34]]。同时，间歇性运动对呼吸道健康更有益[[35]]。这表明间歇性运动可以作为持续性运动的替代方案。因此，中等强度间歇性运动（MIIE）可能是促进身心健康的最优运动方式。
在当前关于寒冷暴露期间运动效果的研究中，Poreda比较了消防员在20°C恒温环境和-8°C寒冷环境中进行50分钟中等强度运动时的生理反应和主观感知。结果显示，在寒冷环境中，消防员的平均皮肤温度（MST）、心率（HR）、呼吸频率（RR）和主观劳累感（RPE）的峰值显著较低，恢复速度也更快[[36]]。Lin等人研究了在11°C寒冷环境中运动强度对户外锻炼者热舒适度的影响，发现中等强度运动在冬季能够提升热舒适度[[37]]。Muller等人评估了人体从25°C室温环境转移到5°C低温环境时运动的生理调节效果，结果显示运动可以减轻负面情绪、提高体温并增强手指灵活性[[38]]。Farah等人使用寒冷压力任务（CPT）探讨了运动对男性心血管反应的影响，研究表明，在手部暴露于寒冷（0-2°C）前30分钟进行运动可以减轻寒冷引起的血压升高[[39]]。现有研究主要探讨了在-5°C以上低温环境中运动的积极健康效果，大多数实验设计的温度差异范围在10-25°C之间。这些研究忽略了许多户外工作者可能从正常温度的室内环境转移到极低温度的室外环境（<-5°C）的实际工作情景，这种温度变化超过30°C。此外，许多研究仅冷却了身体局部部位来观察运动对其的调节效果，缺乏对全身暴露于寒冷后的效果研究。总之，人体在寒冷暴露期间的健康状况会受到严重考验。在潜在策略中，MIIE是一种有效的体温调节和身体保护方法，可能有助于提高在寒冷环境中的生存能力和工作效率。然而，目前关于MIIE在寒冷暴露期间的生理和心理调节效果的研究仍然不足。本研究旨在通过系统探讨MIIE对人体在不同温度水平下的生理反应和主观感知的影响，扩展这一研究领域。它还试图明确MIIE是否确实能够减少寒冷暴露带来的健康风险和负面情绪。
本研究以18°C的室温作为初始基线环境，设置了三种实验条件：一种是恒定温度为18°C的对照条件（无温度变化），另外两种是温度分别从18°C降至3°C和-12°C的寒冷条件。受试者被要求在这三种实验条件下进行MIIE。分析了生理指标（包括皮肤温度、呼吸频率和血压）和主观参数（包括热舒适度评分（TCV）、热感受评分（TSV）、疲劳感知和情绪状态）的变化。本研究的结果有望为制定寒冷暴露期间的运动干预措施和健康保护策略提供科学依据。
