说到咱们在训练比赛里出的那身汗,其实背后的学问可大着呢。写在开头就得说,出汗可是维持体温、保证安全的重要手段,它不光是为了散热,还能带走代谢废物和电解质。既然出汗这么重要,只要搞清楚汗水是咋产生的,再找出它和血液指标的联系,不就能通过分析汗水来搞懂运动员在场上到底多累、耗了多少体力吗?这也意味着,汗液分析以后有可能代替抽血化验,变成一种更方便的监测运动强度的法子。咱们重点看看电解质离子、乳酸、皮质醇和氨这四大类指标。 汗腺就是生产汗水的工厂。人体主要有两种汗腺:一种是遍布全身的小汗腺,负责调节体温和排出水分;另一种是大汗腺,分泌出来的东西比较杂。细胞间质液算是原发汗液的前身,所以汗水是一种含有多种化学成分的混合物。这里面钠、钾、氯这三种电解质离子,还有乳酸、皮质醇和氨,跟监控训练关系最密切。 1. 监测电解质 如果体内的电解质丢得太快、身体缺水,那运动表现肯定会掉链子。随着练得越狠,汗液里电解质的浓度就越高,而且变化趋势和血乳酸很像。比如汗液里的钠离子流失量跟运动强度成正比。要是能用上可穿戴的体表微流控系统来测这些电解质,就能解决以前送检慢、没法连续看、得依赖实验室平台这些麻烦事了。而且还能方便咱们给运动员实时调整能量补给方案。 2. 监测乳酸 乳酸是肌肉代谢的副产品,跟能量代谢密切相关。乳酸是人体从低强度运动往高强度转换的关键信号,它的阈值也是个研究热点。现在大家都觉得汗液乳酸和运动强度是正相关的,跟血乳酸的变化规律一致。研究发现汗液乳酸的阈值和血乳酸阈值(LT)还有通气阈(VT)都有很高的关联度。 3. 监测皮质醇 皮质醇属于应激激素,对高强度训练下的能量消耗影响很大。它有分解作用,如果训练后皮质醇一直高不下来,很可能就是过度训练了。最近研究发现汗液里的皮质醇也会跟着强度增加而升高,而且跟血液里的皮质醇相关性很强。 4. 监测氨 在跑步过程中,身体里的氨代谢会变快,骨骼肌是它的主要来源。血氨能用来评判训练量和疲劳程度。不过到目前为止,汗液里的氨跟运动强度到底啥关系还没搞清楚。 虽说夏天热得一出门就满身大汗(比如北京热或者东京热),要是再去跑步那更是汗流浃背;冬天又冷得不出汗该咋分析呢?这说明汗液里的成分很容易受到各种因素干扰,像分泌机制、排汗速度、皮肤脏东西等都会影响结果的准确性。 还有个难题是汗液里的某些成分生成机制还不明确,这也制约了应用范围。再加上现在还没有统一的操作标准和快速分析方法,传感器的功能也需要改进。比如不同部位测出来的数值可能不一样。 不过随着研究深入和技术进步,可穿戴传感器加上人工智能肯定能给咱们的运动训练带来科技助力。 文/汪军 博士、北京体育大学运动人体科学学院教授