一次 vs. 三次：每日热暴露方案对成人热习服效果的比较研究

《Physiological Reports》：Comparison of heat acclimation after once daily and thrice daily heat exposures in healthy adults

本研究是一项随机对照试验，旨在比较匹配总暴露时长但暴露频率不同（每日一次90分钟 vs. 每日三次30分钟）的7天热习服方案，对健康男性和成年女性生理适应标志物（如直肠温度（Tre）、皮肤温度、心率（HR）及血浆容量（PV）变化）的影响。结果证实，持续性单次暴露方案能更有效地诱导核心体温下降等关键热适应，而性别差异虽持续存在但不影响适应进程，为优化热习服训练指南提供了直接证据。

　　

引言

当前的热安全指南建议使用系统的热暴露和运动来进行热习服/热适应。热习服方案期间常见的生理变化包括：血浆容量扩张、出汗率增加、出汗开始时间提前以及汗液成分更稀释，这些变化导致运动期间核心温度、皮肤温度和心率的稳态维持水平降低。每一项生理变化都被视为热习服的重要标志物。尽管热习服的标志物已得到充分确立，但当前的热习服建议仍存在一些需要进一步评估的问题。

热习养最关键的考虑因素是由环境温度、暴露课程安排和运动共同引起的热应激强度。通常，当核心温度临界阈值（>38.5°C）被突破并持续一段时间时，才会产生由连续热应激引起的适应。因此，目前的建议鼓励至少连续7天的热习服方案，并配合持续1-2小时的有氧运动。然而，一些建议表明，热暴露可以分割成更小的周期性课程。其理由是，将热暴露分割成较小的课程可以最大限度地减少运动和热暴露双重压力源带来的疲劳，并在开始习服时降低热相关疾病的早期风险。目前尚未明确两次热暴露课程之间仍能改善热习服标志物的允许间隔时间。

当前热习服指南的另一个问题是女性在体温调节研究中的代表性不足，因为目前的建议主要来自男性数据。女性生理学据称会改变散热能力，并导致比男性更容易发生劳力性热相关疾病。然而，上述许多热习服标准在女性生理学中 consistently 适用，除了出汗率增加或核心温度下降的差异。一些人认为，女性通过依赖性别特异性体温调节机制（如皮肤血流量（SkBF）增加）来应对热应激，其效果与男性相当。在评估两性之间的热习服时，可能需要关注最终导致平行热应激管理的性别特异性散热机制。

本次调查的目的是同时探讨热习养进展的两个部分问题。第一部分将专门研究两种持续时间相同、绝对工作量匹配的7天热暴露方案如何影响热习服的标志物：持续性（7次访问，每天1次90分钟热暴露）和周期性（21次访问，每天3次30分钟热暴露）。第二部分将在更广泛的持续时间和绝对工作量匹配的实验设计下，研究热习服期间的性别差异（男性 vs. 女性）。

材料与方法

共有60名健康参与者（30名男性，30名女性）完成了连续7天的热暴露方案。参与者被分为两个热暴露组（持续性、周期性），然后再按性别细分，形成四个小组：持续男性（SM）、持续女性（SF）、周期男性（PM）、周期女性（PF）。

所有测试均在环境室中进行，条件设置为38°C，相对湿度60%。持续性小组连续7天完成不间断的90分钟热暴露。周期性小组也连续7天完成总计90分钟的热暴露，但将其体验为每天三次30分钟的课程，每次至少间隔3小时。每组30分钟的热暴露段是相同的，包括5分钟静坐休息，20分钟以1.6 m·s^-1速度在5%坡度上行走，以及5分钟静坐休息。选择6.1 METs的任务导向绝对工作量，作为环境热负荷的补充，且不会主要限制课程的完成。

热调节标志物在第1、4、7天的首次30分钟课程期间进行评估。测量包括直肠温度、三个部位的皮肤温度（胸部、前臂、小腿）、心率、皮肤血流量（SkBF）和皮肤电导。在热暴露前后采集血液样本以分析血红蛋白、血细胞比容并计算血浆容量变化（?PV）。通过裸体体重变化估算出汗率，并使用前额汗液贴片收集和分析汗液钠、钾浓度。

结果

参与者描述性数据

各组在年龄、体重、身高、体表面积、皮褶厚度总和、体脂百分比、峰值摄氧量（V?O₂peak）或热暴露期间完成的工作量方面没有差异。男性和女性在年龄或皮褶厚度总和方面没有差异。男性比女性更重、更高，体表面积更大，体脂百分比更低。男性的相对和绝对V?O₂peak均高于女性，并且在热暴露期间完成了更多的工作。8名持续性参与者（2名男性，6名女性）在第1-6天因恶心、头晕和/或呕吐需要在最后60分钟热暴露期间增加休息时间，但所有持续性参与者在第7天都完成了整个步行方案。女性参与者的孕酮和雌二醇在两组间没有差异，确保了女性组之间的直接可比性。

温度变化

皮肤温度：观察到暴露方案与热暴露天数之间存在显著的交互作用。在持续性组中，平均皮肤温度从第1天到第4天和第7天下降，但从第4天到第7天没有进一步下降。在周期性组中，平均皮肤温度从第1天到第4天或第7天没有变化，但第4天高于第7天。当直接比较不同暴露方案在第1、4、7天的平均皮肤温度时，没有差异。观察到性别对平均皮肤温度有显著的主效应。在所有热暴露期间，男性的平均皮肤温度总体上低于女性。

直肠温度：观察到暴露方案与热暴露天数之间存在显著的交互作用。持续性组的平均直肠温度从第1天到第4天和第7天下降，并且从第4天到第7天进一步下降。周期性组的平均直肠温度从第1天到第4天和第7天或从第4天到第7天均未表现出任何变化。当直接比较不同暴露方案在第1、4、7天的平均直肠温度时，没有差异。观察到性别对平均直肠温度有显著的主效应。在所有热暴露期间，男性的平均直肠温度低于女性。

胃肠道温度：在峰值胃肠道温度方面观察到暴露方案有显著的主效应。持续性组经历的峰值胃肠道温度高于周期性组。在性别方面没有观察到显著的主效应。男性和女性的峰值胃肠道温度相似。观察到热暴露天数有显著的主效应。峰值胃肠道温度从第1天到第4天没有变化，但第1天高于第7天。峰值胃肠道温度从第4天到第7天下降。

心率

在平均心率方面未观察到暴露方案的显著主效应。持续性和周期性组之间的平均心率没有差异。观察到热暴露天数和性别的显著主效应。平均心率从第1天到热暴露的第4天和第7天下降，并且从第4天到第7天进一步下降。每次热暴露期间，男性的平均心率均低于女性。

出汗率、皮肤电导和汗液成分

在绝对和相对出汗率方面，未观察到暴露方案的显著主效应。周期性和持续性组在出汗率方面没有差异。观察到性别对绝对和相对出汗率有显著的主效应。具体来说，男性的绝对和相对出汗率均高于女性。在热暴露天数方面，未观察到绝对和相对出汗率的显著主效应。出汗率在7天的习服期间没有变化。

在皮肤电导达到40 μS的时间方面，未观察到暴露方案、性别或天数的显著主效应。周期性和持续性组之间，或男性和女性之间，达到40 μS的时间没有差异。达到40 μS的时间在7天的习服期间没有变化。

在皮肤电导为40 μS时的皮肤温度方面，观察到暴露方案存在显著的交互作用。持续性组在40 μS时的皮肤温度从第1天到第4天没有变化，但第1天与第7天相比更低。周期性组在40 μS时的皮肤温度从第1天到第4天和第7天或从第4天到第7天均未变化。当直接比较持续性和周期性组在第1、4、7天在40 μS时的皮肤温度时，没有差异。未观察到性别在40 μS时皮肤温度的显著主效应。男性和女性在40 μS时的皮肤温度没有差异。

在皮肤电导为40 μS时的直肠温度方面，未观察到暴露方案的显著主效应。周期性和持续性组在40 μS时的直肠温度没有差异。观察到性别和天数对40 μS时的直肠温度有显著的主效应。男性在40 μS时的直肠温度低于女性。40 μS时的直肠温度从热暴露第1天到第4天和第7天下降，但从第4天到第7天没有进一步下降。

在汗液钠浓度方面观察到暴露方案存在显著的交互作用。持续性和周期性组的汗液钠浓度从第1天到第4天和第7天均下降，并且从第4天到第7天进一步下降。当直接比较不同方案时，第1天汗液钠浓度没有差异，第4天持续性组更低，第7天没有差异。未观察到汗液钠浓度在性别方面的显著主效应。男性和女性的汗液钠浓度没有差异。

在汗液钾浓度方面，未观察到暴露方案或热暴露天数的显著主效应。周期性和持续性组在汗液钾浓度方面没有差异，汗液钾浓度在7天的习服方案期间也没有变化。观察到性别对汗液钾浓度有显著的主效应。男性的汗液钾浓度比女性更稀释。

皮肤血流量

在皮肤血流量方面观察到暴露方案有显著的主效应。持续性组在每次热暴露期间的皮肤血流量均高于周期性组。观察到运动前后（进入热室前/后）与性别在皮肤血流量方面存在显著的交互作用。进入热室时，男性和女性的皮肤血流量相似。两性从热暴露/步行前到30分钟热暴露/步行后皮肤血流量均增加，但男性的皮肤血流量增量高于女性。未观察到热暴露天数对皮肤血流量的显著主效应。皮肤血流量在7天的习服期间没有变化。

血红蛋白、血细胞比容和血浆容量相对变化

在血红蛋白方面，未观察到暴露方案的显著主效应。持续性和周期性组之间的血红蛋白没有差异。观察到性别对血红蛋白有显著的主效应。男性的血红蛋白高于女性。观察到从热暴露前到30分钟热暴露后，血红蛋白有显著的主效应。30分钟的热暴露浓缩了血红蛋白。观察到热暴露天数对血红蛋白有显著的主效应。血红蛋白在7天的习服期间被稀释。

结论

本研究表明，在匹配总暴露时长和运动量的情况下，每天一次90分钟的持续性热暴露方案，比将相同总时长分割为每天三次30分钟的周期性暴露方案，能更有效地诱导核心体温（直肠温度）的下降，这是热习服的关键标志。虽然两种方案在降低心率方面效果相似，且都能引起汗液钠浓度降低等适应，但持续性暴露组还表现出皮肤温度更早下降以及更高的皮肤血流量。此外，研究证实，在整个热习服过程中，女性的核心温度和皮肤温度持续高于男性，出汗率低于男性，但这些固有的性别差异并未阻碍任何一组获得热适应。因此，为了获得最佳的热习服效果，应优先推荐单次、持续时间较长的热暴露方案，而非将总时长分割为多次短时暴露。