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背景：天然矿泉水（natural mineral water, NMW）是一种异质性膳食暴露，其化学成分在不同水源间差异显著。目的：本批判性综述评估了NMW与代谢健康相关的人体干预证据，涉及健康成年人以及高胆固醇血症、2型糖尿病（type 2 diabetes
背景：天然矿泉水（natural mineral water, NMW）是一种异质性膳食暴露，其化学成分在不同水源间差异显著。目的：本批判性综述评估了NMW与代谢健康相关的人体干预证据，涉及健康成年人以及高胆固醇血症、2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus, T2DM）和代谢功能障碍相关脂肪性肝病（metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD）人群，并将直接临床发现与机制性证据加以区分。方法：临床综合分析纳入了七项主要人体干预研究。结果：对照研究未显示可重复的、可归因于矿泉水成分的降糖效应。然而，部分研究报告了餐后胰岛素动力学、糖白蛋白、氧化状态、胃肠道或微生物群相关变量，以及肠道、炎症和肝脏结局的变化。矿泉水中的钙和镁具有生物可利用性，但矿物质吸收不应被解释为疾病特异性疗效的证据。现有文献受限于小样本、化学组成差异显著的水源、异质性人群、不同的干预时长以及不一致的对照设计。结论：因此，当前证据支持将NMW主要视为一种特定水源的营养暴露，而非已确立的代谢干预措施。未来试验应采用经分析表征的干预水和对照水、预设结局、足够的干预时长以及清晰定义的代谢表型，以确定特定的水化学特征是否能够产生可重复的代谢效应。
1. 引言
代谢性疾病，包括胰岛素抵抗、T2DM、血脂异常和MASLD，源于葡萄糖和脂质代谢、炎症、氧化应激及器官特异性生理学之间的相互作用紊乱。营养在其预防和管理中至关重要，但饮用水组成可能的贡献受到的关注相对较少。NMW是一种在法律和水文地质学上定义的饮用水类别，其特征是水源特异性的矿物质和微量元素组成。不同水源的碳酸氢盐、钙、镁、钠、硫酸盐、硅及其他成分浓度差异显著。因此，标称“矿泉水”的干预研究可能评估了化学上不同的暴露。这一区别十分重要，因为NMW中特定矿物质具有生物可利用性。WHO指南将饮用水中的钙和镁认定为具有营养学意义的成分，而人体吸收研究证明了这些矿物质在矿泉水中的生物可利用性。这些发现确立了营养暴露，但并不表明矿泉水能改善代谢性疾病结局。直接的人体文献规模较小且覆盖异质性人群。对照研究考察了老年人、绝经后女性和高胆固醇血症个体的葡萄糖和胰岛素反应，而其他干预涉及T2DM患者、接受代谢组学和微生物组评估的健康志愿者，以及MASLD患者。在这些研究中，常规血糖结局总体上为中性或不一致，而一些中间氧化还原、胃肠道、微生物群相关、炎症和肝脏信号已有报道。有限证据因此并不支持将NMW视为代谢治疗或将观察到的反应归因于单一矿物质。然而，它提出了一个更窄的问题：特定的、经分析定义的水谱是否能在明确实验条件下影响特定的代谢或生理结局。本批判性综述评估了NMW与代谢健康的人体干预证据，总结了相关的矿物质生物可利用性和机制性证据，并确定了未来研究的方法学优先事项。直接临床发现始终与生物学合理性和假设生成性证据相区分。
2. 材料与方法
2.1 综述设计
本研究设计为结构化批判性综述而非遵循PRISMA的系统综述。其目的是评估NMW与代谢健康的小型人体干预文献，并将这些发现与选定的机制证据一同解读。临床综合包括葡萄糖和胰岛素调节、心血管代谢标志物、氧化和炎症结局、胃肠道和微生物群相关变量、肠道通透性以及肝脏相关结局。直接的人体NMW干预被视为主要证据基础。矿物质生物可利用性研究以及更广泛的营养或机制文献仅用于情境化生物学合理性，并不被视为NMW疗效的证据。
2.2 文献检索策略
在PubMed/MEDLINE、Scopus和Web of Science中进行了结构化检索。最终检索于2026年7月25日进行。检索词结合了NMW暴露（“天然矿泉水”、“矿泉水”、“富含碳酸氢盐的矿泉水”、“富含镁的矿泉水”、“富含钙的矿泉水”、“含硫矿泉水”、“低矿化矿泉水”和“饮用水”）与代谢相关术语，包括“葡萄糖”、“血糖”、“胰岛素”、“胰岛素抵抗”、“2型糖尿病”、“代谢综合征”、“氧化应激”、“炎症”、“肠道通透性”、“肠道微生物群”、“微生物组”、“脂肪肝”、“MASLD”、“镁”、“钙”、“碳酸氢盐”、“锂”、“硅”和“硼”。同时筛选了合格原始研究和相关综述的参考文献列表。当代谢结局作为主要涉及心血管、胃肠道、矿物质生物可利用性或肝脏效应的研究中的次要结局报告时，检索范围被扩大。临床综合分析仅纳入以英文发表的研究；所有非英文研究均因语言原因被排除。
2.3 人体NMW研究的合格标准
当研究调查天然矿泉水并报告至少一项代谢相关结局时，人体前瞻性干预研究符合临床综合分析条件。由于直接文献有限，随机对照试验、交叉研究和前瞻性非对照干预均被考虑。相关结局包括空腹或餐后葡萄糖、胰岛素相关指标、糖白蛋白、血脂和心血管代谢变量、氧化或抗氧化标志物、炎症生物标志物、胃肠功能、微生物群相关结局、肠道通透性以及MASLD相关肝脏结局。动物和体外研究、人工配制的矿物溶液、补充剂试验、观察性研究和综述被排除在主要临床证据综合之外；仅保留选定的例子用于机制解释。所有五位作者独立进行了文献检索。去除重复后，E.M.根据预定标准选择合格研究并提取相关数据。E.P.独立检查了研究选择决定并核实了E.M.提取的数据。
2.4 数据提取和水化学表征
对于每项合格的人体干预，E.M.提取了研究设计、人群、样本量、水暴露、剂量和持续时间、对照、水化学特征、代谢结局、主要发现和主要局限性等信息。E.P.独立交叉核对了E.M.与原始出版物提取的数据。水化学组成与临床结局分开考虑，因为“矿泉水”并不代表单一的化学暴露。七项主要的人体NMW干预研究构成了直接临床综合。由于本综述未采用前瞻性记录的系统综述工作流程，因此未记录识别记录数、去除重复数、筛选记录数、评估全文数和排除记录数。这些数量未进行追溯重建。
2.5 证据综合
未进行荟萃分析，因为干预措施在水组成、参与者表型、持续时间、对照设计和结局评估方面差异显著。因此，证据按代谢领域进行叙述性综合，并根据研究设计和结局特异性加权。具有对照水的随机比较比非对照前后干预赋予更大的解释权重。直接临床终点与中间生物标志物以及NMW干预文献之外获得的机制证据相区分。
3. 临床证据
3.1 人体证据概述
七项主要的人体干预研究包括在健康或代谢风险成人中的对照交叉研究、T2DM干预研究、健康志愿者的短期代谢组学/微生物组研究，以及MASLD中的较长随机营养干预。这些研究在水化学暴露和代谢表型方面均不同，限制了直接比较。
3.2 富含氯化钠和碳酸氢钠的矿泉水
Schorr等人进行了一项随机、安慰剂对照、双盲交叉试验，涉及21名年龄60-72岁的健康男性和女性。在膳食钠限制后，参与者被分配在每种条件下四周内每日饮用1.5升富含氯化钠、富含碳酸氢钠或低钠矿泉水，阶段间有为期两周的洗脱期。三种水的钠、氯化物和碳酸氢盐含量差异很大。尽管存在这些差异，该研究未显示水条件对葡萄糖耐量产生差异化影响。该研究提供了重要的中性证据，表明钠和碳酸氢盐暴露的显著差异并不一定转化为葡萄糖代谢的可测量变化，同时说明了化学定义的对照水设计的价值。Schoppen等人随后在18名健康绝经后女性中采用随机三向交叉设计考察了餐后葡萄糖和胰岛素生理学。参与者随标准化高脂餐饮用了0.5升两种富含钠的碳酸氢盐矿泉水之一或一种低矿化水。葡萄糖浓度在不同水条件间无显著差异。然而，胰岛素显示出显著的水×时间交互作用。研究者还探讨了反应是否因使用稳态模型评估（HOMA）评估的基线胰岛素抵抗而异。该模式与对餐后胰岛素生理学的影响相兼容，而非直接的降糖作用。然而，小样本、急性暴露和对替代性胰岛素敏感性指标的依赖排除了关于胰岛素敏感性持续改善的结论。Toxqui和Vaquero将这一问题扩展到一项在64名中度高胆固醇血症成人中进行的较长干预。参与者以随机交叉设计在八周内每日随主餐饮用1升碳酸氢钠矿泉水或低矿化对照水，两次干预间有八周洗脱期。总胆固醇、LDL胆固醇和葡萄糖在干预期间下降，但这些变化并非特定于水类型。参与者还减少了含热量饮料（包括软饮料和果汁）的摄入，这为部分观察到的反应创造了一个重要的竞争性解释。因此，该试验并未确立碳酸氢盐特异性的降糖效应。相反，它说明了一个重要的方法学问题：水干预期间发生的代谢改善可能反映水合作用或饮料替代，而非水化学组成，或除此之外还受这些因素影响。综合来看，这三项对照研究并未显示可重复的、可具体归因于富含钠或碳酸氢盐矿泉水的直接降糖效应。Schoppen研究提供了涉及餐后胰岛素生理学的有趣信号，但需要独立确认。
3.3 2型糖尿病中的证据
Costantino等人评估了35名接受药物治疗的T2DM患者。参与者被随机分配至仅继续药物治疗，或在药物治疗基础上接受为期14天的含硫矿泉水饮用治疗。该研究评估了空腹血糖以及活性氧代谢物和生物学抗氧化潜力。作者报告的结果与矿泉水干预组血糖和氧化还原状态的改善相兼容。该研究提供了将含硫矿泉水暴露与T2DM中氧化还原相关结局联系起来的人体直接证据。然而，其证据强度受限于小样本、短期和温泉治疗背景。它不能确立持久的血糖疗效，也无法确定是哪种水化学成分介导了观察到的反应。Jovicic等人调查了60名年龄30-60岁、确诊T2DM的成人，他们饮用了来自Sneznik-1/79水源的低矿化、弱酸性水28天。结局在四周干预前后进行评估，没有平行的对照水组。总胆固醇显著下降，肠道蠕动改善，干预后报告每日规律排便。在基线存在菌群失调的患者中，50%不再检测到菌群失调，抗氧化能力通过超氧化物歧化酶活性和还原型谷胱甘肽的增加而改善。这些发现将胃肠道和氧化还原生理学确定为潜在可响应的领域。然而，非对照前后设计显著限制了因果推断。这些变化无法与时间效应、水合作用、饮食行为、药物或治疗环境的其他方面可靠区分。因此，该研究应被视为假设生成性而非NMW在T2DM中疗效的确认性证据。总体而言，现有T2DM研究提供了氧化和胃肠道领域变化的初步证据，但仍不足以确立临床有意义或持久的降糖疗效。
3.4 富含碳酸氢盐的矿泉水、糖白蛋白、代谢组学和微生物组
Murakami等人调查了19名健康志愿者，他们每日饮用500毫升市售自来水或富含碳酸氢盐的矿泉水。每种水饮用一周，自来水/矿泉水顺序重复两次。富含碳酸氢盐的矿泉水饮用后，血清糖白蛋白显著下降。血液代谢组学分析鉴定了19种代谢物，包括糖酵解相关代谢物和三种在自来水与富含碳酸氢盐矿泉水期间不同的氨基酸。粪便微生物组分析也被纳入实验设计。该研究很重要，因为它证明了将常规代谢标志物与代谢组学和微生物组评估相结合潜在价值。然而，其解释应保持保守。样本量小，参与者健康，暴露期短，并检查了大量分子结局。因此，糖白蛋白的降低最好被解释为探索性代谢信号，而非富含碳酸氢盐矿泉水提供已确立血糖控制的证据。
3.5 MASLD与肠-肝-代谢界面
Dallio等人评估了87名MASLD患者，采用随机干预。参与者被分配至接受对照组营养方案联合每日400毫升空腹饮用的碳酸氢盐-硫酸盐-钙-镁水，或仅接受对照组营养方案。干预持续12个月，随后是六个月的停水洗脱期。该研究同时评估了肠道通透性、全身炎症、氧化应激和MASLD相关结局。这一多领域设计尤其相关，因为MASLD代表一种代谢表型，其中肝功能障碍、胰岛素抵抗、氧化应激、炎症和肠道异常常共存。因此，所报告的结果为在肠-肝-代谢框架内研究矿泉水暴露提供了临床基础。该试验也有重要的解释限制。水作为营养治疗的辅助手段给予，而非与等效体积的对照水进行比较。因此，结果不能确定观察到的效应是否归因于特定矿物质成分、完整的水化学特征，还是水摄入与营养干预之间的相互作用。因此，这些发现应被认为是有前景的，但仅限于所研究的水、剂量、治疗背景和MASLD表型。
3.6 临床证据的总体解释
在对照研究中，NMW未显示可重复的降糖效应。信号反而出现在选定的中间领域，包括餐后胰岛素生理学、糖白蛋白和代谢组学、氧化还原状态、胃肠道或微生物群相关变量，以及MASLD中的肠道、炎症和肝脏结局。这些发现是初步的，不能确立不同化学组成水之间的共同效应。
3.7 水化学异质性
被描述为富含碳酸氢盐、含硫、低矿化或多矿物的水在伴随离子、总矿化度、pH、碳酸化程度和来源特定成分方面有所不同。因此，观察到的结局应归因于所测试的水谱，而非单一优势离子，除非研究设计将该成分分离出来。
4. 生物学合理性与支持证据
4.1 机制证据的解释
机制证据有助于解释为什么选定的NMW干预可能影响代谢生物标志物，但不能确立疗效。
4.2 矿物质生物利用度和胰岛素相关生理学
矿泉水中的镁和钙在人体中具有生物可利用性。镁与胰岛素信号传导和葡萄糖代谢相关，补充试验提示在代谢风险人群中某些葡萄糖代谢结局有所改善。这些数据支持生物学合理性，但不证明含镁NMW能改善胰岛素敏感性。钙同样应被视为水基质中的生物可利用成分，而非已证实的降糖成分。
4.3 碳酸氢盐、氧化还原和炎症通路
富含碳酸氢盐的水可影响酸碱生理学，但膳食酸负荷与T2DM风险之间的流行病学关联并不等同于NMW干预的证据。碳酸氢盐水的直接研究产生了中性的葡萄糖发现，同时有选择的胰岛素或糖白蛋白信号。氧化应激和慢性低度炎症与胰岛素抵抗和代谢疾病相关。一些T2DM和MASLD干预中氧化还原相关结局发生了变化，而MASLD研究评估了炎症结局。这些观察需要重复，但不鉴定NMW的特定抗氧化或抗炎作用。
4.4 肠道、微生物群和肠-肝通路
肠道微生物活性、肠道屏障功能、炎症和肝脏代谢在代谢疾病中相互关联。NMW研究报告了肠功能或菌群失调相关变化，整合了粪便微生物组分析，并评估了MASLD中的肠道通透性以及炎症和肝脏结局。这些发现仍属探索性；微生物群或肠道生物标志物的变化并不确立代谢效应的中介作用。
4.5 胰岛素抵抗和微量元素背景
胰岛素抵抗是涉及肝脏、骨骼肌和脂肪组织的系统性过程。大多数NMW研究依赖常规生化结局或替代指标，而非金标准胰岛素敏感性方法，这限制了机制推断。天然水可能含有锂、硅、硼和其他微量元素。它们潜在的代谢、氧化还原和微生物组相关作用已被综述，微量元素状态在观察性研究中与代谢表型相关。没有人体NMW干预将锂、硅、硼或另一种微量元素隔离为代谢反应的因果因素。
4.6 对机制研究的意义
机制文献支持有针对性的假设，而非统一的化学-表型机制。未来研究应预先指定化学定义的暴露、合理的通路和临床相关结局，而不是从异质性结果中回顾性推断机制。
5. 讨论
5.1 当前证据支持的内容
现有的人体文献支持一个克制的结论。对照试验未显示可归因于NMW组成的一致降糖效应。一些干预研究报告了胰岛素相关、糖白蛋白、氧化还原、胃肠道、微生物群相关、炎症或肝脏变量的变化，但这些发现是异质性的且普遍未重复。这一模式与早期关于矿泉水和代谢综合征特征的综述一致，该综述也强调了异质性和将效应归因于单一矿物质的困难。本综合将该观察扩展到更广泛的代谢表型，同时避免推断水化学差异必然解释研究间差异。
5.2 水合作用、组成和异质性来源
一个主要的解释挑战是将水化学效应与水合作用和饮料替代分离。在Toxqui和Vaquero试验中，心血管代谢变化伴随软饮料和果汁摄入减少，且并非特定于碳酸氢钠水。观察性证据同样表明，用饮用水替代含热量饮料可能比水摄入本身对糖尿病风险更相关。水组成对于暴露定义仍然重要，但尚不是已确立的效应修饰因子。化学上不同的水、不同的剂量和持续时间，以及从健康成人到T2DM和MASLD的人群，使得跨研究比较困难。因此，未来试验应报告完整的分析组成，并在目标是分离组成相关效应时使用等效体积的对照水。由于干预水含有多种溶解成分，任何观察到的反应都反映对完整水基质的暴露。如果没有组成匹配、等效体积的对照水，效应通常不能归因于单个矿物质或离子。
5.3 临床和研究意义
当前证据不支持推荐特定NMW用于治疗胰岛素抵抗、T2DM、MASLD或相关代谢疾病。已确立的意义更为狭窄：水可以替代含能量饮料，选定的矿泉水可以提供生物可利用的钙和镁。未来研究应优先采用充分效力的随机设计、经分析表征的干预水和对照水、预设的主要代谢结局，以及清晰表征的参与者。机制终点应前瞻性选择并与临床可解释的结局相关联，而非作为独立获益证据处理。重复尤其重要。在具有可比化学特征、独立来源的水之间出现可重复的反应，将比额外的单源探索性研究提供更强有力的组成相关效应证据。
6. 优势与局限性
本综述的优势在于明确区分了直接的人体NMW证据与矿物质生物可利用性以及更广泛的机制文献。它还将干预水评估为化学上不同的暴露，而非假设所有NMW等效。主要局限性是直接证据基础小而异质。样本通常适中，人群和结局差异显著，一些干预缺乏等效对照水或并非主要设计用于评估代谢终点。这些设计局限性降低了对报告效应方向、幅度和重复性的信心。在T2DM中，短期干预和一项研究中缺乏对照组限制了因果解释；在MASLD中，缺乏等效水对照阻止了将水组成效应与伴随的饮食干预分离。因此，两个人群中的发现仍然是初步的。本综述本身是结构化批判性综述而非PRISMA系统综述。检索旨在支持对稀疏文献的批判性综合，机制讨论必然借鉴直接NMW干预之外的证据。因此，不能保证研究识别的完整性，机制合理性不应被解释为因果证据。发表偏倚、选择性结局报告和多重性是小型探索性研究中的额外问题。这些局限性，加上主要血糖结局缺乏可重复效应，要求保守解释。
7. 结论
人体证据并未确立NMW作为代谢疾病的治疗方法，也未显示可重复的降糖效应。部分研究报告了胰岛素相关、氧化还原、胃肠道、微生物群相关、炎症和肝脏领域的潜在相关变化，但这些信号是初步且异质的。最站得住脚的结论是，NMW应被视为一种特定水源的营养暴露，其组成必须通过分析来定义。特定的水化学特征是否能产生临床有意义的代谢效应仍不确定。未来研究应使用经过表征的干预水和对照水、足够的样本量和持续时间、预设结局以及定义明确的代谢表型来检验严格设定的假设。在这种证据被重复之前，超越水合作用和矿物质贡献的临床主张是不合理的。
