二、水环境与健康
在水环境中运动时,水的浮力、密度和导热性对人体运动能力可产生显著影响。水的浮力会使人产生不习惯的漂浮感;水的密度比空气大,因而在齐胸深的水中人体可明显感受到较大压力;水的导热性是同温空气的28倍。水的这些特性给人体在水中运动(如游泳)带来了特殊影响,也对人体在水环境中运动时的生理功能提出了一些特殊的需求。
(一)水环境运动对人体生理功能的影响
1.呼吸系统
水环境中运动对呼吸功能的影响较陆上运动深刻,这与水的密度及压力有关。在水中运动时,呼吸频率的变化受游泳动作节奏的限制,不能随意加快呼吸,同时水的压力又使补吸气的增加受限,因而经常进行游泳等水环境中的运动,可使人体从通气中获得氧气的效率得到提高。研究表明,无论进行最大强度运动还是次最大强度运动,游泳时肺泡通气量均比跑步时要高。
2.循环系统
人体在水环境中运动时对循环功能也有良好的影响,这既与水的特性有关,又与人在水中运动时多取平卧姿势有关。在陆上运动时,许多肌群需要通过肌紧张来维持基本的身体姿势,而游泳时的平卧体位可大大减少维持肌紧张的肌群,一方面有利于减少能耗节约心输出量,另一方面有利于心脏以较低的压力为全身供血。此外,游泳运动时,由于呼吸加深,使胸膜腔内压降低,再加上水波对身体表面的拍击,更有利于促进静脉血液回流。
因此,在水环境中运动可使循环功能发挥更大的潜力。与跑步相比,在以相同强度进行游泳时,心输出量和每搏输出量均比较低。游泳时的最高心率比跑步时降低10~15次。
(二)能量消耗
水的导热性比同温度空气高,因而和陆地上同强度、同时间的运动相比,游泳需要消耗更多的热量。在水环境中运动,能量消耗与水的温度、水中停留的时间、游泳姿势及运动者对环境的适应程度有直接关系。水的温度直接影响能量消耗的量,水温愈低能量消耗愈多;在水环境中停留时间愈长,能量消耗将愈多,在12℃的水中停留4分钟和在20℃的水中停留15分钟的能量消耗相近。游泳运动比陆上运动消耗能量多的另一因素是水中运动的机械效率比陆地低,优秀游泳运动员蛙泳时的机械效率仅为4%~6%。此外,不同泳式和距离也会影响能量消耗的多少。
(三)运动技能的学习
在水环境中运动,对运动技能的要求比陆地上要高。水浮力使人在水中的支撑感觉被削弱,产生不习惯的漂浮感,加上游泳时体位的改变及冷刺激,对神经系统适应能力及协调能力提出了更高的要求。同时,不适应水性者还有恐水的心理障碍,这也给其运动技能的形成增加了难度。
(四)人体对水环境的适应
人体有完善的体温调节功能,可对冷热环境逐步适应并形成冷热习服。游泳在水环境中进行,水的冷刺激可提高人体对冷刺激的适应能力。因此,经常在水环境中运动,不但对人体产热、散热的调节能力有良好影响,而且对各器官系统的功能也有所促进。
由于游泳时完成呼吸运动要比在陆地上克服更大的阻力与压力,所以经常进行游泳运动,可使通气效率和最大摄氧量得到提高。经常进行水中运动的人,也可使其循环功能得到有效的锻炼,心血管机能得到提高,表现为运动性心脏肥大,心律徐缓和心搏有力,心力储备与心率储备增强。
经常从事游泳活动的人可提高身体的抗寒能力,如通过提高代谢水平和增厚皮下脂肪来对冷环境产生适应。