研究目的:人体的运动与工作能力很大程度上会受外部环境和营养因素的共同影响。咖啡因被广泛证明可以提升运动表现,高温高湿是消防员无法避免的工作环境之一,为减少特殊环境作业风险,需要一种补剂提升其运动表现。因此,本研究旨在探究咖啡因是否在高温高湿环境下对消防员的运动表现存在增能作用,不同剂量的效果是否不同。研究方法:招募吉林省长春市亚泰支队12名消防员完成本次实验。采用双盲、随机交叉实验设计法。本次实验包括一次预实验和四次正式实验。正式实验时,消防员到达场地后在常温环境下静坐30min后测量心率(HR)、血压(BP)、视觉简单KD025反应时测试(RT)、血乳酸(BLA)、舌下体温(OT)后,再以口服胶囊的方式摄取不同剂量的咖啡因,即安慰剂组(CON组,0mg/kg)、低剂量咖啡因组(CAF3组,3mg/kg)、中等剂量咖啡因组(CAF6组,6mg/kg)和高剂量咖啡因组(CAF9组,9mg/kg),静坐30min,接着测试摄取后的HR、BLA、BP、OT和RT值。测试结束后,热身10min并调试好功率自行车,摄取咖啡因60 min后,在环境仓设置好温度和湿度后(40℃、100%rh)中进行功率自行车力竭测试,期间每隔2 min通过主观用力感觉量表(RPE)询问并记录,实时关注受试者HR的变化,记录力竭时间(TTE此网站)、最大负荷(PL)后对HR、BLA、BP、OT和RT值进行第三次采集。实验结果使用SPSS 24.0(IBM,Armonk,NY,USA)进行分析,所有测试数据均以平均数±标准差表示。显著性水平定为p<0.05。研究结果:1.运动表现:与CON组相比,CAF3组和CAF6组的TTE显著提高(p<0.001,p<0.001)。同时与CAF9组相比,CAF3组和CAF6组的力竭时间显著提高(p<0.05,p<0.05)。在PL方面,CON组、CAF3组、CAF6组和CAF9组的差异有统计学意义(p<0.001)。与CON组相比,CAF3组和CAF6组的最大负荷显著提高(p<0.001,p<0.001)。同时与CAF9组相比,CAF3组和CAF6组的最大负荷显著提高(p<0.001,p<0.01)。2.HR&BP:在HR方面,摄取剂量和时间存在显著交互作用(p<0.05)。运动后,CON组的心率显著低于CAF3组,CAF6组和CAF9组(p<0.05)。在收缩压方面,摄取剂量和时间存在显著交互作用(p<0.05)。在运动后与摄取前后相比,CAF3组,CAF6组和CAF9组的收缩压都随运动时间的增加而显著增加(p<0.001)。在运动后,CON组的收缩压显著低于CAF3组,CAF6组和CAF9组(p<0.05)。在舒张压方面,摄取剂量和时间无显著交互作用(p>0.05),但时间(p<0.01)存在显著的统计学差异。3.RT:摄取剂量和时间的交互作用对反应时的影响有统计学意义(p<0.05)。在摄取30min后,CON组的反应时显著高于CAF3组,CAF6组和CAF9组(p<0.05),且CAF3组的反应时显著低于CAF9组(p<0.05)。在运动后,CON组的反应时显著高于CAF3组,CAF6和CAF9组(p<0.001,p<0.001),且CAF9组的反应时显著高于CAF3组(p=0.0Psychosocial oncology02)和CAF6组(p=0.038)。CAF3组和CAF6组的反应时摄取前与摄取咖啡因30min后相比显著降低。在力竭后,各组的反应时与前两次相比相比显著降低。4.BLA:摄取剂量和时间的交互作用对血乳酸浓度的影响有统计学意义(p<0.05)。与摄取前后相比,运动后时各组的血乳酸浓度显著增高。同时在运动后,CAF3组血乳酸浓度显著高于CON组(p<0.05),CAF6组的血乳酸浓度显著高于CON组(p<0.05)。5.OT:摄取剂量和时间无显著交互作用(p>0.05),但时间(p<0.001)存在显著的统计学差异。在整个运动过程中,舌下体温随着运动时间的延长而增加,但不同的咖啡因摄取剂量对舌下体温无统计学差异。6.RPE:摄取剂量和时间的交互作用对平均RPE的影响有统计学意义(p<0.05)。在运动过程中各组的平均RPE都随运动时间的增加而显著增加。在运动4min后,CON组的平均RPE显著高于CAF6组(p<0.05)。在运动6min后,CON组的平均RPE显著高于CAF6组(p<0.05)。在运动8分钟后,CON组的平均RPE显著高于CAF3组和CAF6组(p<0.001),CAF9组的平均RPE显著高于CAF3组和CAF6组(p<0.001)。研究结论:与CON组相比,服用咖啡因对消防员在高温高湿环境的运动表现有提升作用;与CAF9组相比,CAF3组和CAF6组的剂量对消防员在高温高湿环境下的运动能力提升显著,从低剂量(3mg/kg)增加到中等剂量(6mg/kg)这种增量的方法不会提供额外的增效作用。