上坡跑和下坡跑时肌肉和体温的反应

主要目的：独立于核心温度和皮肤温度改变肌肉温度，研究人体肌肉组织中温度敏感神经细胞的存在。

在体温调节控制的动物模型中，已经确定了多个热感觉位点，包括肌肉、皮肤和腹部的静脉、脊柱、上呼吸道、腹壁、下食道、胃和小肠。 与这些动物模型相比，在体温调节控制的人体模型中，通常只考虑来自大脑的热输入（通常表示为“核心”温度，并在食道、直肠、肠道或耳道采取代理措施），以及来自皮肤的进一步输入，这些输入会修改中央大脑信号。

人体中公认的热敏感部位数量有限，可能不是因为热敏感位点数量确实很少，而是因为在人体中测试这些部位存在困难。 事实上，识别动物热敏感部位的典型模型是使它们镇静，通过手术打开它们，用热或冷探针刺激感兴趣的区域，然后测量体温调节反应；人类显然不能接受的协议。

当前应用程序的主要研究人员（Dr. Morris) 之前进行了一系列研究，为人体腹部存在温度感受器提供了证据。 事实上，最近关于人体体温调节控制的评论已经更新了热敏感部位的数量，包括腹部。

在目前的研究提案中，研究人员认为已经确定了一个协议，该协议将确定另一个热敏感位置：人类骨骼肌。

测量人体热平衡的方法可以用以下等式表示：

M±W = K±C±R + E

其中 M 是代谢能量消耗，W 是通过机械功与环境交换的能量，K 是传导，C 是对流，R 是辐射，E 是蒸发。 这里，如果M±W超过K±C±R+E，体内就会蓄热，核心温度就会升高。 相反，如果 K ± C ± R + E 超过 M ± W，身体就会有净热损失，核心温度也会降低。 然而，由于人类是恒温动物，身体通常会自我调节，使等式的两边相等。 对于热应激，这主要是通过增加出汗增加蒸发热损失来实现的。

综上所述，这表明如果在代谢能量消耗保持不变的情况下操纵外部功，则需要在方程式的热损失端（主要通过蒸发）进行成比例的反向变化。 控制外部做功的一种方法是在不同的坡度和坡度下跑步，因为在跑步过程中执行的外部做功量可以计算为个人的垂直位移乘以他们的质量和重力加速度。

这种类型的研究方案只被采用过两次：两次都是在 1960 年代，而且都只使用了三名男性参与者。 在第一项研究中，观察到与平地相比，在上坡跑步时，蒸发热损失较低（由于出汗减少），所计算的精确能量与通过外部功损失到环境中的能量（如预料到的）。 然而，值得注意的是，核心温度和皮肤温度——人类公认的两个热敏感区域——在两次试验中是相似的。 同样，在第二项研究中，与平地相比，上坡跑步时，蒸发热损失减少（由于出汗减少）与上坡跑步因外部功损失的热量成正比。 此外，与上坡跑步相比，下坡跑步时，蒸发热损失增加（由于出汗增加）与下坡跑步从环境中获得的热量成正比。 同样，所有三项试验的核心温度和体表温度都相似。

在这两项研究中，蒸发热损失的变化（出汗变化的结果）加上核心温度和皮肤温度没有差异，表明在核心和皮肤以外的身体部位存在热感受器。 正如作者在第二项研究中指出的那样，最有可能的区域是腿部肌肉。 其原因可以相应解释：

想象一下骑自行车。 使人移动所需的能量是在体内产生的，但是，使人减速的能量是通过启动制动器产生的，这会导致制动器与轮胎以及轮胎与道路之间的摩擦。 如果一个人在踩下刹车后要触摸刹车和轮胎，由于用于减慢人速度的摩擦力，轮胎和刹车都会感觉很热。 人类没有自行车那样的外部刹车，而是依靠双腿来加速和制动。 由于与平地跑步相比，上坡需要做更多的工作来克服重力，因此水平分量（即 水平跑步速度）在以同等代谢能量消耗跑步时会更慢。 相反，与平地相比，下坡跑时身体受到重力的“帮助”，因此，要保持同等的能量消耗，人需要跑得更快。 因此，在下坡跑步时，更多的制动动作发生在腿部，导致更多的摩擦制动，因此更多的热量储存在肌肉中。 然而，这还有待经验证实。

重要的是，之前进行的两项研究在代谢能量消耗保持不变的情况下操纵外部工作，仅包括男性参与者。 与运动后的男性相比，女性（至少在月经周期的早中期卵泡期进行测试时）似乎具有较低的运动结束核心温度和皮肤温度，但活动/非活动骨骼肌温度较高。 此外，由于较低的汗腺输出和出汗率，与男性相比，女性全身蒸发热损失的机制减弱。 这种性别差异效应似乎在接受过耐力训练的人群和未接受训练的人群中变得更大。 因此，在需要更多蒸发热损失以适应骨骼肌中局部储存更多热量的情况下（即下坡跑步），相对于平地跑步，女性由于无能而表现出更大的肌肉温度升高是合理的。将出汗率提高到一定阈值以上。

因此，如果这项研究的假设被证明是正确的，那么这项研究的结果将表明，除了核心和皮肤之外，人类身体的其他区域都有温度感受器，这些温度感受器会影响全身的热损失反应。 除了提供有关人体如何调节体温的基本知识外，这些结果还可能影响有关在紧急情况、运动和手术情况下使用的全身加热和冷却方案的政策。 此外，考虑到包括女性在内的体温调节研究数量有限，成功完成这项研究可能会影响针对特定性别的热安全实践。

次要目标：研究肌肉温度是否影响肌肉血流量，从而影响运动后低血压。

除了回答有关体温调节控制的问题外，本研究设计的独立改变皮肤温度和核心温度的肌肉温度的能力可用于回答有关局部肌肉温度对血流影响的问题。 升高的肌肉温度与心血管控制的变化和先前活跃的肌肉中更大的运动后血管舒张有关。 然而，肌肉通常是从外部加热的，这会同时改变皮肤温度，这也会对局部和皮肤血流产生重大影响。 因此，目前的方法将使我们能够改变肌肉温度，同时在试验之间保持核心和皮肤温度一致，从而使我们能够研究肌肉温度对肌肉血流量的独立影响。 此外，研究人员认为，这将是第一次尝试比较肌肉温度介导的男性和女性肌肉血流量差异的影响。

第三目标：下坡跑步，持续时间和强度与本研究中提议的下坡试验相似（即。 60% 的最大摄氧量 [VO2max]，下降 -10%，持续 60 分钟）经常用于研究运动引起的肌肉损伤。 具体来说，之前的研究雇用男性以 70% VO2max 跑步 40 分钟，下降 -10%，以 70% VO2max 跑步 30 分钟，以 -15% 下降，以 65% VO2max 跑步 60 分钟，以 -10% 下降，60 分钟以 65% VO2max 下降 -10%，女性以 75% VO2max 跑步 60 分钟，下降 -10%。 特别值得注意的是，虽然下坡跑步引起的肌肉损伤已经在男性和女性中进行了研究，但只进行了一项研究内性别比较。 在这项研究中，参与者以 70% 的最大摄氧量在 -15% 的坡度上跑步 30 分钟，观察到男性参与者在运动后 24 小时具有比女性组更高的运动引起的肌肉损伤标志物. 另外，值得注意的是，迄今为止还没有研究关注性别和倾向之间的相互作用（即 下坡 vs 平地 vs 上坡）对肌肉损伤的影响。 因此，研究人员打算采取肌肉损伤措施，因为研究人员无论如何都在进行这些倾斜跑步试验。