饮食摄入减少通过水盐与能量代谢途径诱导体液低渗状态：对高温运动下生理稳态的影响

本研究发现，即使保证充足饮水，短期饮食限制（减少晚餐并跳过早餐）仍会通过改变水盐代谢诱导体液低渗状态（血清渗透压降低、尿钠排泄减少），但不会影响高温运动期间的热调节（心率、血压、皮肤血流、出汗率）和认知功能（执行功能、信息处理、工作记忆）。研究强调了膳食摄入对维持水电解质平衡（如Na+、K+调节）和能量代谢（呼吸商RQ降低、脂质氧化增强）的关键作用，为预防热相关疾病（如中暑）提供了重要生理学依据。

　　

引言

维持最佳体水分含量对人体生命功能至关重要。虽然饮水的重要性被广泛强调，但膳食摄入在体液平衡中的作用尚不明确。现代生活中，健康年轻人常因忙碌生活方式、减肥节食或夏季食欲不振而经历短暂禁食或饮食摄入不足。这种状况即使保证充足饮水，也可能损害机体水合状态，并影响高温环境运动时的生理和认知功能。本研究旨在澄清饮食摄入不足对体液平衡、调节反应以及高温运动期间热调节和认知功能的影响。

方法

15名健康年轻人（7男8女）参与本研究。实验采用随机交叉设计，分为两种条件：充足饮食（CON）与减少饮食（RED，小份晚餐并跳过早餐），两组均保证充足可控的饮水。在高温环境（30°C，60%湿度）下进行60分钟中等强度跑步机运动，于运动前、中、后采集血液和尿液样本，并监测系统循环、热调节反应和认知功能指标。

水合状态评估

通过测量裸体重、血液和尿液样本（渗透压、电解质、激素水平）以及下腔静脉/腹主动脉直径比（IVC/Ao指数）来评估水合状态。血液分析包括血清渗透压（S_osmol）、钠（S_Na+）、钾（S_K+）、氯（S_Cl?）、葡萄糖（S_glu）、尿素氮（S_UN）、醛固酮（S_ald）和抗利尿激素（S_AVP）。尿液分析包括渗透压（U_osmol）、电解质浓度和排泄量。还计算了渗透清除率（C_osmol）、自由水清除率（C_H2O）、钠清除率（C_Na+）和钠排泄分数（FE_Na+）。

能量代谢与热调节监测

运动期间持续监测氧耗量（%VO₂）和呼吸商（RQ）。系统循环指标包括心率（HR）、动脉血压（MAP）。热调节反应通过耳道温度（T_ear，核心温度指标）、平均皮肤温度（mean T_skin）、皮肤血流量（SkBF）、皮肤血管导度（CVC）和出汗率（SR）评估。主观感觉采用视觉模拟量表（VAS）评估热感觉、湿度感觉、热舒适度、身体与心理疲劳度以及自觉用力程度（RPE）。

认知功能测试

认知任务包括Go/No-Go测试和 incongruent Stroop测试（评估执行功能）、简单反应任务（评估信息处理速度）和数字跨度测试（评估工作记忆）。记录正确率和反应时间。

结果

水合状态与体液平衡

RED导致运动前血清渗透压显著降低（CON: 278±8 vs RED: 273±4 mOsm/kgH₂O, P<0.05），表明体液出现低渗状态。但裸体重和IVC/Ao指数无组间差异，提示总体水含量和血管内液量未变。运动后，CON组尿液渗透压、钠、氯浓度和尿比重显著升高（均P<0.05），而RED组这些指标无显著变化，表明RED降低了尿液浓缩能力。RED组尿钠排泄量显著低于CON（P=0.028），但渗透排泄量无差异。水电解质调节激素（S_ald、S_AVP）均无组间差异。

能量代谢

RED组运动期间%VO₂显著高于CON（P=0.003），RQ显著降低（P<0.05），表明能量代谢向脂质氧化转变。

热调节与系统循环

HR、MAP、SkBF、CVC、SR、T_ear和mean T_skin在两组间无显著差异，表明热调节反应和系统循环未受饮食限制影响。

主观感觉与认知功能

热感觉、湿度感觉、热舒适度、身体与心理疲劳度、RPE以及所有认知任务表现（正确率与反应时间）在两组间均无显著差异。Go/No-Go任务反应时在运动后加快，但无组间差异，提示运动本身而非饮食条件改善了反应速度。

讨论

本研究表明，短期饮食限制在保证饮水充足的情况下，通过降低血清渗透压和尿钠排泄诱导体液低渗状态，但并未引发等渗性脱水。这种改变可能与碳水化合物摄入减少所致代谢变化有关：RED组RQ降低和脂质氧化增强可能导致酮体产生和轻度代谢性酸中毒，进而通过Na⁺/H⁺交换子促进细胞钠摄取，减少尿钠排泄。尽管水电解质调节机制发生改变，但热调节和认知功能得以维持，可能由于体液变化程度较轻且能量底物（如糖原储备和酮体）仍可支持生理功能。

结论

短期饮食限制即使伴充足饮水，也会诱导体液低渗状态并改变水电解质调节，反映机体稳态的早期扰动。然而，这些变化不足以损害高温运动期间的热调节或认知功能。研究强调充足膳食摄入（不仅是饮水）对维持水电解质平衡和能量代谢的重要性，对预防热相关疾病具有指导意义。