2024年3月15日发(作者：暨琛)
第 42 卷第 6 期
■
专题综述
doi:10.3969/.0253-9608.2020.06.007
冷环境运动对身体机能的影响
*
刘宇飞
①
，孟妮佳
①
，赵文艳
①
，武俸羽
①
，李晓琳
②†
①哈尔滨体育学院 运动人体科学学院，哈尔滨 150008；②哈尔滨体育学院 研究生院，哈尔滨 150008
摘要
冷环境下运动或训练对身体机能如体温调节、心肺机能、免疫系统、神经内分泌系统、能量代谢、耐力素质等的影响
都有其独特特点。利用冷环境下运动对于身体机能的有效作用，对身体机能各方面的特点进行研究，从而避免冷环境对身体
机能的不良影响，更好地完成运动与训练。
关键词
冷环境；身体机能；运动
即将到来的2022年北京冬奥会和冬残奥
会，增加了人们参加冰雪运动的热情。人们在
冬季进行体育锻炼或从事冬季运动项目时，经
常使身体暴露于冷环境中。冷环境是在体育运
动中经常遇到的特殊环境，对身体各项机能的
影响有别于高温环境和常温环境。一般而言，
体育运动中的冷环境是指陆上温度低于12°C的
运动环境
[1]
。那么在冷环境下运动或训练，会给
身体机能的变化带来哪些独特特点呢？
1 冷环境下运动对身体机能的影响
1.1 体温调节
人类暴露在寒冷环境中会引起特定的急性
生理反应，包括寒颤和血管收缩。这些反应可
以减少热量损失以及增加代谢产热以维持机体
热量平衡。人体在大多数冷环境下的产热是由
骨骼肌的收缩引起的，人们通过增加体力活动
（如体育锻炼）或颤抖来启动这种产热过程。
颤抖是肌肉不自主地重复有节律收缩。寒颤通
常是机体暴露在寒冷环境时立即或在几分钟后
发生的，是由皮肤温度降低引起的。核心温度
的下降对颤抖的刺激最大
[2-3]
。长期在冷环境中
*国家重点研发计划（2018YFF0300602）
训练，可以使寒颤阈值升高，并改善体温调节
能力，从而增加机体的耐寒能力
[1]
。Golden等
[4]
的研究表明，经常在冷水中训练的游泳运动员
能够更好地保持核心温度，这得益于血管收缩
反应能力的增强。
冷环境中运动时机体的热量损失取决于运
动强度、衣服的隔热效果等因素
[5]
。机体在低
强度运动时，热量流失较多。随着运动强度增
加，产热增多，可防止体温过低。研究表明，
在环境温度0℃、风速为10 km/h的冷暴露期间，
30%VO
2max
（最大摄氧量）的低强度运动会导致
体温下降
[6]
，而70%VO
2max
的运动足以防止体温
过低。冷环境下流向皮肤及肢体末端血流量减
少，易引发冻伤。因此，运动时衣着的保暖，
特别是肢体末端如头部、手部、足部的保暖很
重要。研究显示，在30%VO
2max
运动中，结合使
用聚酯帽、轻质防风夹克和裤子是必要的，这
些措施可以提高预热核心温度
[7]
。
1.2 心肺机能
对呼吸道来说，干冷空气的高气压是一个
重大的环境压力。冬季运动员的呼吸道对乙酰
†通信作者，研究方向：冬季项目机能监控与营养保障。E-mail:139****************
475
Chinese Journal of Nature Vol. 42 No. 6 REVIEW ARTICLE
胆碱和高气压反应的发生率较高，易出现呼吸
系统症状。冬季运动的运动员在呼气时，热量
和水分的损失会更大。在低于－16°C的温度下
进行试验时，失水量为32 mg/L，与通气量成正
比
[8]
。对平均具有7年滑雪比赛经验的青少年越
野滑雪运动员进行支气管镜检查，结果可见炎
症性改变
[9]
。冷空气中剧烈运动可引起冬季运动
人群的短暂急性支气管收缩和咳嗽等症状
[10]
。
男性在低温环境静息状态下，平均动脉压和心
输出量有所升高
[11]
。
1.3 免疫、神经内分泌系统
研究表明，冷环境下运动使内分泌、免疫系
统产生应答，从而产生免疫抑制
[12]
。Walsh等
[13]
以15名自行车运动员为研究对象，在室温分别为
(－6.4±0.1) ℃（冷环境）和(19.8±0.2) ℃（常
温环境）的情况下以70%VO
2max
持续运动2 h，结
果显示免疫球蛋白A无显著变化，但冷环境下运
动后唾液免疫球蛋白A的浓度降低。
长期、反复冷暴露也会使神经内分泌系统
活动增强，释放更多的神经递质。一些研究
[14-15]
表明，长期反复的寒冷暴露引起交感神经激活
减少，而副交感神经激活增强。冷暴露诱导血
浆中去甲肾上腺素升高
[16]
。同样运动强度（50%
VO
2max
）运动1 h，环境温度5℃与环境温度21℃
相比，运动引起的皮质醇浓度升高显著
[17]
。在
5℃的环境温度下进行90 min的运动与在20 ℃和
30 ℃环境下同样的运动比较，肾上腺素和皮质
醇水平明显增加
[18]
。
1.4 能量代谢
脂肪组织是一种容易动员的基质，是脂质
的主要储存库。在冷环境下运动的初始阶段新
陈代谢增加，成为机体的能量来源
[19]
。脂质代
谢，包括脂肪生成、脂解和脂肪酸氧化。在冷
暴露期间脂肪组织用于其他组织的生热，主要
是骨骼肌的颤抖生热。在冷环境下运动会进一
步加强对机体代谢的刺激，从而使脂肪酸氧化
量显著增加
[20]
。研究表明，冷环境中脂肪的最
大氧化率与最大氧化强度均有所增加
[21]
。棕色脂
476
肪具有分解白色脂肪的作用，可将白色脂肪转化
成二氧化碳、水和热量，白色脂肪会引发肥胖。
Satio等
[22]
的研究显示，冷暴露使棕色脂肪变得
活跃，增加产热以对抗寒冷。
除了脂肪，作为三大能源物质之一的糖
在低温运动的能量供应中也发挥着重要作用。
Layden等
[23]
的研究证明在－10～20 ℃范围内，
温度越低糖的氧化速率就越快，而脂肪的氧化
速率逐渐减慢，这可能是低温环境下的呼吸商
（生物体在同一时间内，释放二氧化碳与吸收
氧气的体积之比或摩尔数之比）高于常温环境
下的重要原因。
在冷环境下运动时，还要结合具体的运动
环境温度、运动强度等因素综合判断占主导地
位的供能源是糖还是脂肪。
1.5 耐力素质
目前，冷环境下运动对耐力素质的影响
仍存在争议。有研究显示在冷环境下，运动应
激在亚极量运动强度下更高，且冷暴露对有氧
能力没有改变
[24]
。Galloway等
[25]
报道冷环境降
低耐力性运动能力。运动能力与环境温度之间
呈倒“U”形关系，10 ℃时耐力性运动能力最
高，显著高于4 ℃、20 ℃和30 ℃。
2 冷疗法
人们将低温对于机体的有利影响运用于运
动后的恢复中，即冷疗法。冷疗法就是运用比
人体温度低的物质（如冷水、冰、蒸发冷冻剂
等）来进行治疗的一种物理方法
[26]
。全身超低
温冷疗技术是目前新兴的一种利用低温手段帮
助机体进行运动后恢复的有效方法。
2.1 冷水浸泡对运动后恢复的影响
Joo等
[27]
研究了运动后冷水浸泡（CWI）对
低肌糖原可利用性运动后PGC-1
α
基因表达的影
响。CWI能增强PGC-1
α
mRNA的急性表达，肌
肉糖原很低的情况下开始运动会减弱PGC-1
α
信
号传导。Pointon等
[28]
的研究表明，冷水浸泡对
于男子橄榄球运动员运动后恢复具有一定的效
果，可使恢复后的血乳酸明显降低，肌肉最大
随意收缩、肌电图等的恢复加快。有学者比较
冷水浸泡（10 ℃, 5×1 min）和热中性水浸泡
（34℃, 5×1 min）两种方法对一场为期4天的
足球比赛中的跑动表现和疲劳恢复的影响。结
果显示，冷水浸泡比热水浸泡更能有效地减轻
腿部酸痛和全身疲劳，改善总距离跑的减退，
并使时间保持在中等心率区
[29]
。
2.2 超低温冷疗
全身冷冻疗法(whole body cryotherapy,
WBC)通常是在一个专门的房间或小屋中，一次
或多次暴露于极冷（低于－100 ℃）干燥空气
中，且每次暴露时间为2～4 min，用于减少运动
后的肌肉酸痛
[30]
。超低温冷疗对延迟性肌肉酸
痛可能性的作用原因包括促进溶酶体膜稳定、
降低组织温度、减少炎症因子数量等
[31]
。
Banfi等
[32]
以男性橄榄球运动员为研究对
象，在正常训练和比赛后的恢复期中运用超低
温冷疗对其进行干预并作比较，然后观察WBC
的作用与效果。结果显示，干预前的肌酸激酶
（CK）值与干预后的CK值相比出现显著下降
(
P
<0.01)，说明WBC对于降低骨骼肌损伤标志物
具有一定的积极效果。Mila-Kierzenkowska等
[33]
以18位男排运动员为研究对象，分为WBC组与
对照组：WBC组在正式训练、比赛前接受1次
WBC干预，之后进行1次亚极量运动，再接受1
次WBC干预；对照组不接受干预。结果显示，
与对照组相比，WBC组白介素6出现显著下降
(
P
<0.01)，机体其他炎症指标也出现显著下降。
3 结论
在冷环境下进行运动或训练，能增加机
体抗寒能力，增强能量代谢，刺激神经内分泌
系统的功能活动。但是，一些研究报道也显示
低温冷暴露会抑制机体免疫功能，增加呼吸系
统疾病的发生率等。我们可以有效利用冷环境
下运动带给机体的益处，比如冷疗法有助于运
第 42 卷第 6 期
■
专题综述
动后机体的恢复，尽量避免冷环境对机体的不
利反应，有效应对低温挑战，更好地运动与训
练。
（
2020
年
2
月
5
日收稿）
■
参考文献
[1] 翁锡全, 王朝格, 林宝璇. 冷环境与运动能力的生化分析[J]. 中国
体育教练员, 2019, 27(2): 31-33.
[2] CASTELLANI J W, ANDREW J Y. Human physiological responses
to cold exposure: Acute responses and acclimatization to prolonged
exposure [J]. Auton Neurosci Basic, 2016, 196: 63-74.
[3] FRANK S M, RAJA S N, BULCAO C F, et al. Relative contribution
of core and cutaneous temperatures to thermal comfort and
autonomic responses in humans [J]. J Appl Physiol, 1999, 86: 1588-
1593.
[4] GOLDEN F S C, HAMPTON I F G, SMITH D J. Lean long
distance swimmers [J]. Royal Navy Med Serv, 1980, 66: 26-30.
[5] NOAKES T D. Exercise and the cold [J]. Ergonomics, 2000, 43(10):
1461-1479.
[6] BURTSCHER M, KOFLER P, GATTERER H, et al. Effects of
lightweight outdoor clothing on the prevention of hypothermia
during low-intensity exercise in the cold [J]. Clinical Journal of
Sport Medicine, 2012, 22(6): 505-507.
[7] BURTSCHER M, KOFLER P, GATTERER H, et al. Effects of
lightweight outdoor clothing on the prevention of hypothermia
during low-intensity exercise in the cold [J]. Clinical Journal of
Sport Medicine, 2012, 22(6): 505-507.
[8] GAGNON D D, PERRIER L, DORMAN S C, et al. Hyperpnoea
with cold dry air represents a significant environmental stress to
the airways. Winter athletes have a high prevalence of respiratory
symptoms and airway hyper-responsiveness to methacholine and
hyperpnoea [J]. European Journal of Sport Science, 2019, 5: 11.
[9] SUE-CHU M, LARSSON L, MOEN T, et al. Bronchoscopy and
bronchoalveolar lavage findings in cross-country skiers with and
without “ski asthma” [J]. Eur Respir, 1999, 13: 626-632.
[10] FRISCHHUT C, KENNEDY M D, FAULHABER M, et al. Effects
of a heat and moisture exchanger on respiratory function and
symptoms post cold air exercise [J]. Med Sci Sports, 2019, 30(3):
1-11. doi:10.1111/sms.13603.
[11] ROWELL L B. Cardiovascular aspects of human thermoregulation
[J]. Circulation Research, 1983, 52(4): 367-379.
[12] MOURTZOUKOU E G, FALAGAS M E. Exposure to cold and
respiratory tract infections [J]. Int J Tuberc Lung Dis, 2007, 11(9):
938-943.
[13] WALSH N P, BISHOP N C. Salivary IgA response to prolonged
exercise in a cold environment in trained cyclists [J]. Med Sci Sports
Exerc, 2002, 34(10): 1632-1637.
[14] HARINATH K, MALHOTRA A S, PAL K, et al. Autonomic nervous
system and adrenal response to cold in man at Antarctica [J].
Wilderness Environ Med, 2005, 16: 81-91.
[15] MAKINEN T M, MANTYSAARI M, PAAKKONEN T, et al.
477
Chinese Journal of Nature Vol. 42 No. 6 REVIEW ARTICLE
Autonomic nervous function during whole-body cold exposure
before and after cold acclimation [J]. Aviat Space Environ Med,
2008, 79: 875-882.
[16] JURÁNKOVÁ E, JEZOVÁ D, VIGAS M. Central stimulation of
hormone release and the proliferative response of lymphocytes in
humans [J]. Mol Chem Neuropathol, 1995, 25: 213-223.
[17] IZAWA S, KIM K, AKIMOTO T, et al. Effects of cold environment
exposure and cold acclimatization on exercise-induced salivary
cortisol response [J]. Wilderness Environ Med, 2009, 20(3): 239-
243.
[18] DOLNY D G, LEMON P W. Effect of ambient temperature on
protein breakdown during prolonged exercise [J]. Appl Physiol,
1988, 64(2): 550-555.
[19] BROJEK W, WARZOCHA A. Cryotherapy answers to frequently
asked questions [J]. Acta Bio Optica et Inform Med, 2006, 12: 108-
109.
[20] SHEPHARD R J. Adaptation to exercise in the cold [J]. Sports
Medicine, 1985, 2(1): 59-71.
[21] GAGNON D D, PERRIER L, DORMAN S C, et al. Ambient
temperature influences metabolic substrate oxidation curves during
running and cycling in healthy men [J]. European Journal of Sport
Science, 2019, 5:11.
[22] SAITO M, OKAMATSU-OGURA Y, MATSUSHITA M, et al. High
incidence of metabolically active brown adipose tissue in healthy
adult humans: effects of cold exposure and adiposity [J]. Diabetes,
2009, 58: 1526-1531.
[23] LAYDEN J D, PATTERSON M J, NIMMO M A. Effects of reduced
ambient temperature on fat utilization during submaximal exercise
[J]. Med Sci Sports Exerc, 2002, 34 (5): 774-779.
[24] SANDSUND M, SUE-CHU M, HELGERUD J, et al. Effect of
cold exposure (－15 °C) and Salbutamol treatment on physical
performance in elite nonasthmatic cross-country skiers [J]. European
Journal of Applied Physiology, 1998, 77: 297-304.
[25] GALLOWAY S D R，MAUGHAN R J. Effects of ambient
temperature on the capacity to perform prolonged cycle exercise in
man [J]. Med Sci Sports Exerc, 1997, 29(9): 1240-1249.
[26] 王安利. 运动医学[M]. 北京: 人民体育出版社, 2008.
[27] JOO C H, ALLAN R, DRUST B, et al. Passive and postexercise
cold-water immersion augments PGC-1
α
and VEGF expression in
human skeletal muscle [J]. Eur J Appl Physiol, 2016, 116: 2315-
2326.
[28] POINTON M, DUFFIELD R. Cold water immersion recovery after
simulated collision sport exercise [J]. Medicine and Science in
Sports and Exercise, 2012, 44(2): 206-216.
[29] ROWSELL G J, COUTTS A J, REABURN P, et al. Effect of
post-match cold-water immersion on subsequent match running
performance in junior soccer players during tournament play [J].
Journal of Sports Sciences, 2011, 29(1): 1-6.
[30] COSTELLO J T, BAKER P R, MINETT G, et al. Cochrane Review:
Whole-body cryotherap (extreme cold air exposure) for preventing
and treating muscle soreness after exercise in adults [J]. Cochrane
Database Syst Rev, 2015, 18(9): 1-65.
[31] 瞿超艺, 徐金成, 赵杰修. 超低温冷疗对延迟性肌肉酸痛的作用
——系统综述 [J]. 中国运动医学杂志, 2016, 35(8): 754-769.
[32] BANFI G, MELEGATI G, BARASSI A, et al. Effects of whole-body
cryotherapy on serum mediators of inflammation and serum muscle
enzymes in athletes [J]. Therm Biol, 2009, 34(2): 55-59.
[33] MILA-KIERZENKOWSKA C, JURECKA A, WOZNIAK A, et al.
The effect of submaximal exercise preceded by single whole-body
cryotherapy on the markers of oxidative stress and inflammation
in blood of volleyball players [J]. Oxid Med Cell Longev, 2013, 6:
246-252.
Exercise influences on body functions in cold environment
LIU Yufei
①
, MENG Nijia
①
, ZHAO Wenyan
①
, WU Fengyu
①
, LI Xiaolin
②
①Harbin Sport University, College of Kinesiology, Harbin 150008, China;②Harbin Sport University, graduate school, Harbin
150008, China
Abstract
Exercise or training in cold environment has its unique characteristics of changes in body functions, such as body temperature
regulation, cardiopulmonary function, immune system, neuroendocrine system, energy metabolism, endurance quality. We study the
characteristics of all aspects of body functions in cold environment and make use of the effective role of exercise in cold environment to
avoid their adverse effects, so as to complete the exercise and training much more effectively in cold environment.
Key words
cold environment, body function, exercise
(编辑：温文)
478
2024年3月15日发(作者：暨琛)
第 42 卷第 6 期
■
专题综述
doi:10.3969/.0253-9608.2020.06.007
冷环境运动对身体机能的影响
*
刘宇飞
①
，孟妮佳
①
，赵文艳
①
，武俸羽
①
，李晓琳
②†
①哈尔滨体育学院 运动人体科学学院，哈尔滨 150008；②哈尔滨体育学院 研究生院，哈尔滨 150008
摘要
冷环境下运动或训练对身体机能如体温调节、心肺机能、免疫系统、神经内分泌系统、能量代谢、耐力素质等的影响
都有其独特特点。利用冷环境下运动对于身体机能的有效作用，对身体机能各方面的特点进行研究，从而避免冷环境对身体
机能的不良影响，更好地完成运动与训练。
关键词
冷环境；身体机能；运动
即将到来的2022年北京冬奥会和冬残奥
会，增加了人们参加冰雪运动的热情。人们在
冬季进行体育锻炼或从事冬季运动项目时，经
常使身体暴露于冷环境中。冷环境是在体育运
动中经常遇到的特殊环境，对身体各项机能的
影响有别于高温环境和常温环境。一般而言，
体育运动中的冷环境是指陆上温度低于12°C的
运动环境
[1]
。那么在冷环境下运动或训练，会给
身体机能的变化带来哪些独特特点呢？
1 冷环境下运动对身体机能的影响
1.1 体温调节
人类暴露在寒冷环境中会引起特定的急性
生理反应，包括寒颤和血管收缩。这些反应可
以减少热量损失以及增加代谢产热以维持机体
热量平衡。人体在大多数冷环境下的产热是由
骨骼肌的收缩引起的，人们通过增加体力活动
（如体育锻炼）或颤抖来启动这种产热过程。
颤抖是肌肉不自主地重复有节律收缩。寒颤通
常是机体暴露在寒冷环境时立即或在几分钟后
发生的，是由皮肤温度降低引起的。核心温度
的下降对颤抖的刺激最大
[2-3]
。长期在冷环境中
*国家重点研发计划（2018YFF0300602）
训练，可以使寒颤阈值升高，并改善体温调节
能力，从而增加机体的耐寒能力
[1]
。Golden等
[4]
的研究表明，经常在冷水中训练的游泳运动员
能够更好地保持核心温度，这得益于血管收缩
反应能力的增强。
冷环境中运动时机体的热量损失取决于运
动强度、衣服的隔热效果等因素
[5]
。机体在低
强度运动时，热量流失较多。随着运动强度增
加，产热增多，可防止体温过低。研究表明，
在环境温度0℃、风速为10 km/h的冷暴露期间，
30%VO
2max
（最大摄氧量）的低强度运动会导致
体温下降
[6]
，而70%VO
2max
的运动足以防止体温
过低。冷环境下流向皮肤及肢体末端血流量减
少，易引发冻伤。因此，运动时衣着的保暖，
特别是肢体末端如头部、手部、足部的保暖很
重要。研究显示，在30%VO
2max
运动中，结合使
用聚酯帽、轻质防风夹克和裤子是必要的，这
些措施可以提高预热核心温度
[7]
。
1.2 心肺机能
对呼吸道来说，干冷空气的高气压是一个
重大的环境压力。冬季运动员的呼吸道对乙酰
†通信作者，研究方向：冬季项目机能监控与营养保障。E-mail:139****************
475
Chinese Journal of Nature Vol. 42 No. 6 REVIEW ARTICLE
胆碱和高气压反应的发生率较高，易出现呼吸
系统症状。冬季运动的运动员在呼气时，热量
和水分的损失会更大。在低于－16°C的温度下
进行试验时，失水量为32 mg/L，与通气量成正
比
[8]
。对平均具有7年滑雪比赛经验的青少年越
野滑雪运动员进行支气管镜检查，结果可见炎
症性改变
[9]
。冷空气中剧烈运动可引起冬季运动
人群的短暂急性支气管收缩和咳嗽等症状
[10]
。
男性在低温环境静息状态下，平均动脉压和心
输出量有所升高
[11]
。
1.3 免疫、神经内分泌系统
研究表明，冷环境下运动使内分泌、免疫系
统产生应答，从而产生免疫抑制
[12]
。Walsh等
[13]
以15名自行车运动员为研究对象，在室温分别为
(－6.4±0.1) ℃（冷环境）和(19.8±0.2) ℃（常
温环境）的情况下以70%VO
2max
持续运动2 h，结
果显示免疫球蛋白A无显著变化，但冷环境下运
动后唾液免疫球蛋白A的浓度降低。
长期、反复冷暴露也会使神经内分泌系统
活动增强，释放更多的神经递质。一些研究
[14-15]
表明，长期反复的寒冷暴露引起交感神经激活
减少，而副交感神经激活增强。冷暴露诱导血
浆中去甲肾上腺素升高
[16]
。同样运动强度（50%
VO
2max
）运动1 h，环境温度5℃与环境温度21℃
相比，运动引起的皮质醇浓度升高显著
[17]
。在
5℃的环境温度下进行90 min的运动与在20 ℃和
30 ℃环境下同样的运动比较，肾上腺素和皮质
醇水平明显增加
[18]
。
1.4 能量代谢
脂肪组织是一种容易动员的基质，是脂质
的主要储存库。在冷环境下运动的初始阶段新
陈代谢增加，成为机体的能量来源
[19]
。脂质代
谢，包括脂肪生成、脂解和脂肪酸氧化。在冷
暴露期间脂肪组织用于其他组织的生热，主要
是骨骼肌的颤抖生热。在冷环境下运动会进一
步加强对机体代谢的刺激，从而使脂肪酸氧化
量显著增加
[20]
。研究表明，冷环境中脂肪的最
大氧化率与最大氧化强度均有所增加
[21]
。棕色脂
476
肪具有分解白色脂肪的作用，可将白色脂肪转化
成二氧化碳、水和热量，白色脂肪会引发肥胖。
Satio等
[22]
的研究显示，冷暴露使棕色脂肪变得
活跃，增加产热以对抗寒冷。
除了脂肪，作为三大能源物质之一的糖
在低温运动的能量供应中也发挥着重要作用。
Layden等
[23]
的研究证明在－10～20 ℃范围内，
温度越低糖的氧化速率就越快，而脂肪的氧化
速率逐渐减慢，这可能是低温环境下的呼吸商
（生物体在同一时间内，释放二氧化碳与吸收
氧气的体积之比或摩尔数之比）高于常温环境
下的重要原因。
在冷环境下运动时，还要结合具体的运动
环境温度、运动强度等因素综合判断占主导地
位的供能源是糖还是脂肪。
1.5 耐力素质
目前，冷环境下运动对耐力素质的影响
仍存在争议。有研究显示在冷环境下，运动应
激在亚极量运动强度下更高，且冷暴露对有氧
能力没有改变
[24]
。Galloway等
[25]
报道冷环境降
低耐力性运动能力。运动能力与环境温度之间
呈倒“U”形关系，10 ℃时耐力性运动能力最
高，显著高于4 ℃、20 ℃和30 ℃。
2 冷疗法
人们将低温对于机体的有利影响运用于运
动后的恢复中，即冷疗法。冷疗法就是运用比
人体温度低的物质（如冷水、冰、蒸发冷冻剂
等）来进行治疗的一种物理方法
[26]
。全身超低
温冷疗技术是目前新兴的一种利用低温手段帮
助机体进行运动后恢复的有效方法。
2.1 冷水浸泡对运动后恢复的影响
Joo等
[27]
研究了运动后冷水浸泡（CWI）对
低肌糖原可利用性运动后PGC-1
α
基因表达的影
响。CWI能增强PGC-1
α
mRNA的急性表达，肌
肉糖原很低的情况下开始运动会减弱PGC-1
α
信
号传导。Pointon等
[28]
的研究表明，冷水浸泡对
于男子橄榄球运动员运动后恢复具有一定的效
果，可使恢复后的血乳酸明显降低，肌肉最大
随意收缩、肌电图等的恢复加快。有学者比较
冷水浸泡（10 ℃, 5×1 min）和热中性水浸泡
（34℃, 5×1 min）两种方法对一场为期4天的
足球比赛中的跑动表现和疲劳恢复的影响。结
果显示，冷水浸泡比热水浸泡更能有效地减轻
腿部酸痛和全身疲劳，改善总距离跑的减退，
并使时间保持在中等心率区
[29]
。
2.2 超低温冷疗
全身冷冻疗法(whole body cryotherapy,
WBC)通常是在一个专门的房间或小屋中，一次
或多次暴露于极冷（低于－100 ℃）干燥空气
中，且每次暴露时间为2～4 min，用于减少运动
后的肌肉酸痛
[30]
。超低温冷疗对延迟性肌肉酸
痛可能性的作用原因包括促进溶酶体膜稳定、
降低组织温度、减少炎症因子数量等
[31]
。
Banfi等
[32]
以男性橄榄球运动员为研究对
象，在正常训练和比赛后的恢复期中运用超低
温冷疗对其进行干预并作比较，然后观察WBC
的作用与效果。结果显示，干预前的肌酸激酶
（CK）值与干预后的CK值相比出现显著下降
(
P
<0.01)，说明WBC对于降低骨骼肌损伤标志物
具有一定的积极效果。Mila-Kierzenkowska等
[33]
以18位男排运动员为研究对象，分为WBC组与
对照组：WBC组在正式训练、比赛前接受1次
WBC干预，之后进行1次亚极量运动，再接受1
次WBC干预；对照组不接受干预。结果显示，
与对照组相比，WBC组白介素6出现显著下降
(
P
<0.01)，机体其他炎症指标也出现显著下降。
3 结论
在冷环境下进行运动或训练，能增加机
体抗寒能力，增强能量代谢，刺激神经内分泌
系统的功能活动。但是，一些研究报道也显示
低温冷暴露会抑制机体免疫功能，增加呼吸系
统疾病的发生率等。我们可以有效利用冷环境
下运动带给机体的益处，比如冷疗法有助于运
第 42 卷第 6 期
■
专题综述
动后机体的恢复，尽量避免冷环境对机体的不
利反应，有效应对低温挑战，更好地运动与训
练。
（
2020
年
2
月
5
日收稿）
■
参考文献
[1] 翁锡全, 王朝格, 林宝璇. 冷环境与运动能力的生化分析[J]. 中国
体育教练员, 2019, 27(2): 31-33.
[2] CASTELLANI J W, ANDREW J Y. Human physiological responses
to cold exposure: Acute responses and acclimatization to prolonged
exposure [J]. Auton Neurosci Basic, 2016, 196: 63-74.
[3] FRANK S M, RAJA S N, BULCAO C F, et al. Relative contribution
of core and cutaneous temperatures to thermal comfort and
autonomic responses in humans [J]. J Appl Physiol, 1999, 86: 1588-
1593.
[4] GOLDEN F S C, HAMPTON I F G, SMITH D J. Lean long
distance swimmers [J]. Royal Navy Med Serv, 1980, 66: 26-30.
[5] NOAKES T D. Exercise and the cold [J]. Ergonomics, 2000, 43(10):
1461-1479.
[6] BURTSCHER M, KOFLER P, GATTERER H, et al. Effects of
lightweight outdoor clothing on the prevention of hypothermia
during low-intensity exercise in the cold [J]. Clinical Journal of
Sport Medicine, 2012, 22(6): 505-507.
[7] BURTSCHER M, KOFLER P, GATTERER H, et al. Effects of
lightweight outdoor clothing on the prevention of hypothermia
during low-intensity exercise in the cold [J]. Clinical Journal of
Sport Medicine, 2012, 22(6): 505-507.
[8] GAGNON D D, PERRIER L, DORMAN S C, et al. Hyperpnoea
with cold dry air represents a significant environmental stress to
the airways. Winter athletes have a high prevalence of respiratory
symptoms and airway hyper-responsiveness to methacholine and
hyperpnoea [J]. European Journal of Sport Science, 2019, 5: 11.
[9] SUE-CHU M, LARSSON L, MOEN T, et al. Bronchoscopy and
bronchoalveolar lavage findings in cross-country skiers with and
without “ski asthma” [J]. Eur Respir, 1999, 13: 626-632.
[10] FRISCHHUT C, KENNEDY M D, FAULHABER M, et al. Effects
of a heat and moisture exchanger on respiratory function and
symptoms post cold air exercise [J]. Med Sci Sports, 2019, 30(3):
1-11. doi:10.1111/sms.13603.
[11] ROWELL L B. Cardiovascular aspects of human thermoregulation
[J]. Circulation Research, 1983, 52(4): 367-379.
[12] MOURTZOUKOU E G, FALAGAS M E. Exposure to cold and
respiratory tract infections [J]. Int J Tuberc Lung Dis, 2007, 11(9):
938-943.
[13] WALSH N P, BISHOP N C. Salivary IgA response to prolonged
exercise in a cold environment in trained cyclists [J]. Med Sci Sports
Exerc, 2002, 34(10): 1632-1637.
[14] HARINATH K, MALHOTRA A S, PAL K, et al. Autonomic nervous
system and adrenal response to cold in man at Antarctica [J].
Wilderness Environ Med, 2005, 16: 81-91.
[15] MAKINEN T M, MANTYSAARI M, PAAKKONEN T, et al.
477
Chinese Journal of Nature Vol. 42 No. 6 REVIEW ARTICLE
Autonomic nervous function during whole-body cold exposure
before and after cold acclimation [J]. Aviat Space Environ Med,
2008, 79: 875-882.
[16] JURÁNKOVÁ E, JEZOVÁ D, VIGAS M. Central stimulation of
hormone release and the proliferative response of lymphocytes in
humans [J]. Mol Chem Neuropathol, 1995, 25: 213-223.
[17] IZAWA S, KIM K, AKIMOTO T, et al. Effects of cold environment
exposure and cold acclimatization on exercise-induced salivary
cortisol response [J]. Wilderness Environ Med, 2009, 20(3): 239-
243.
[18] DOLNY D G, LEMON P W. Effect of ambient temperature on
protein breakdown during prolonged exercise [J]. Appl Physiol,
1988, 64(2): 550-555.
[19] BROJEK W, WARZOCHA A. Cryotherapy answers to frequently
asked questions [J]. Acta Bio Optica et Inform Med, 2006, 12: 108-
109.
[20] SHEPHARD R J. Adaptation to exercise in the cold [J]. Sports
Medicine, 1985, 2(1): 59-71.
[21] GAGNON D D, PERRIER L, DORMAN S C, et al. Ambient
temperature influences metabolic substrate oxidation curves during
running and cycling in healthy men [J]. European Journal of Sport
Science, 2019, 5:11.
[22] SAITO M, OKAMATSU-OGURA Y, MATSUSHITA M, et al. High
incidence of metabolically active brown adipose tissue in healthy
adult humans: effects of cold exposure and adiposity [J]. Diabetes,
2009, 58: 1526-1531.
[23] LAYDEN J D, PATTERSON M J, NIMMO M A. Effects of reduced
ambient temperature on fat utilization during submaximal exercise
[J]. Med Sci Sports Exerc, 2002, 34 (5): 774-779.
[24] SANDSUND M, SUE-CHU M, HELGERUD J, et al. Effect of
cold exposure (－15 °C) and Salbutamol treatment on physical
performance in elite nonasthmatic cross-country skiers [J]. European
Journal of Applied Physiology, 1998, 77: 297-304.
[25] GALLOWAY S D R，MAUGHAN R J. Effects of ambient
temperature on the capacity to perform prolonged cycle exercise in
man [J]. Med Sci Sports Exerc, 1997, 29(9): 1240-1249.
[26] 王安利. 运动医学[M]. 北京: 人民体育出版社, 2008.
[27] JOO C H, ALLAN R, DRUST B, et al. Passive and postexercise
cold-water immersion augments PGC-1
α
and VEGF expression in
human skeletal muscle [J]. Eur J Appl Physiol, 2016, 116: 2315-
2326.
[28] POINTON M, DUFFIELD R. Cold water immersion recovery after
simulated collision sport exercise [J]. Medicine and Science in
Sports and Exercise, 2012, 44(2): 206-216.
[29] ROWSELL G J, COUTTS A J, REABURN P, et al. Effect of
post-match cold-water immersion on subsequent match running
performance in junior soccer players during tournament play [J].
Journal of Sports Sciences, 2011, 29(1): 1-6.
[30] COSTELLO J T, BAKER P R, MINETT G, et al. Cochrane Review:
Whole-body cryotherap (extreme cold air exposure) for preventing
and treating muscle soreness after exercise in adults [J]. Cochrane
Database Syst Rev, 2015, 18(9): 1-65.
[31] 瞿超艺, 徐金成, 赵杰修. 超低温冷疗对延迟性肌肉酸痛的作用
——系统综述 [J]. 中国运动医学杂志, 2016, 35(8): 754-769.
[32] BANFI G, MELEGATI G, BARASSI A, et al. Effects of whole-body
cryotherapy on serum mediators of inflammation and serum muscle
enzymes in athletes [J]. Therm Biol, 2009, 34(2): 55-59.
[33] MILA-KIERZENKOWSKA C, JURECKA A, WOZNIAK A, et al.
The effect of submaximal exercise preceded by single whole-body
cryotherapy on the markers of oxidative stress and inflammation
in blood of volleyball players [J]. Oxid Med Cell Longev, 2013, 6:
246-252.
Exercise influences on body functions in cold environment
LIU Yufei
①
, MENG Nijia
①
, ZHAO Wenyan
①
, WU Fengyu
①
, LI Xiaolin
②
①Harbin Sport University, College of Kinesiology, Harbin 150008, China;②Harbin Sport University, graduate school, Harbin
150008, China
Abstract
Exercise or training in cold environment has its unique characteristics of changes in body functions, such as body temperature
regulation, cardiopulmonary function, immune system, neuroendocrine system, energy metabolism, endurance quality. We study the
characteristics of all aspects of body functions in cold environment and make use of the effective role of exercise in cold environment to
avoid their adverse effects, so as to complete the exercise and training much more effectively in cold environment.
Key words
cold environment, body function, exercise
(编辑：温文)
478