L-薄荷醇吸入减轻呼吸困难并改善健康训练成人高强度跑步耐力表现：一项随机交叉试验

《European Journal of Sport Science》：Dyspnea Reduction With L-Menthol Inhalation Improves High-Intensity Endurance Running Performance in Healthy Trained Adults

　　

健康训练个体在高强度跑步期间会出现呼吸困难，这可能限制耐力表现。鉴于L-薄荷醇吸入在其他情境下可减轻呼吸困难，研究人员调查了L-薄荷醇吸入是否能减轻健康训练个体高强度跑步期间的呼吸困难并改善耐力表现。九名女性（均值±标准差；O₂peak = 55.8 ± 6.8 mL/kg/min）和九名男性（O₂peak = 60.3 ± 4.6 mL/kg/min）肺功能正常的耐力跑者完成了一项随机交叉平衡试验，干预为L-薄荷醇吸入或草莓气味（安慰剂）。通过初步心肺运动试验达到的峰值速度的85%进行跑步机力竭时间（TTE）测试来评估表现。全程测量心肺、代谢和感知反应。与安慰剂相比，L-薄荷醇吸入在整个TTE测试中降低了呼吸困难（约1 AU；p = 0.004），并延长了TTE测试持续时间（406 ± 94秒 vs. 445 ± 106秒；p = 0.009）。肺通气（p = 0.377）、潮气量（p = 0.298）、耗氧量（p = 0.277）、二氧化碳产生（p = 0.786）、脉搏血氧饱和度（p = 0.766）和心率（p = 0.974）在两种条件下均无差异。呼吸频率在L-薄荷醇吸入时低于安慰剂（p = 0.045）。L-薄荷醇吸入减轻了呼吸困难，并在心肺和代谢反应无实质性变化的情况下增强了高强度跑步耐力表现。这些结果表明，呼吸困难构成了健康训练个体高强度跑步时耐力表现的重要限制因素，并确定急性L-薄荷醇吸入是该运动方式和人群的有效促力策略。

高强度运动可对健康训练个体的呼吸系统造成巨大需求，导致明显的呼吸困难（dyspnea），即呼吸不适或不愉快感。劳力性呼吸困难常被训练个体报告为终止运动的原因，因此被认为在限制耐力表现中起重要作用。然而，以往研究无法实验性地测试呼吸困难对耐力表现的单独贡献，因为减轻呼吸困难的操作（如呼吸肌卸载、高氧或呼吸肌训练）同时诱导了其他生理变化，例如改善运动肌血流和氧供、减少肌肉疲劳。因此，仅缓解呼吸困难而不改变其他生理反应的操作，可能揭示呼吸困难的独立作用并具有实际应用价值。已有研究表明，L-薄荷醇吸入可减轻呼吸负荷任务中的呼吸困难，其机制可能涉及上气道瞬时受体电位melastatin 8（TRPM8）激活，产生更高气流感知。但L-薄荷醇吸入能否改善健康训练个体高强度跑步的耐力表现尚不清楚。在慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者中，L-薄荷醇虽减轻呼吸困难但未改善高强度骑行耐力，这可能是因为骑行时腿部用力感知占主导，而跑步时呼吸困难的作用更为突出，尤其在训练个体中。

为此，研究人员开展了一项随机交叉平衡试验，在18名健康训练耐力跑者（9名女性、9名男性）中比较吸入L-薄荷醇与草莓气味安慰剂对高强度跑步时呼吸困难、心肺代谢反应及耐力表现的影响。结果表明，L-薄荷醇吸入显著降低了呼吸困难并延长了力竭时间，且未引起心肺和代谢反应的有意义改变。这些发现表明，呼吸困难本身是限制高强度跑步耐力表现的重要因素，急性L-薄荷醇吸入是一种有效的促力策略。

研究方法方面，研究人员通过巴西圣保罗跑步团队和社交媒体招募了21名耐力跑者，3名因TTE数据异常剔除，最终分析18人（9女9男）。参与者为18-35岁、规律训练≥3次/周且≥6个月、近期10公里成绩达标者。每人完成3次访问：首次进行肺功能、CPET和熟悉化；后两次随机交叉吸入L-薄荷醇或草莓气味（安慰剂）。运动方案含1分钟静息、3分钟60%峰值速度热身、5分钟85%峰值速度预载、5分钟恢复及随后85%峰值速度TTE测试。逐口气测量肺通气（E）、呼吸频率（fR）、潮气量（VT）、耗氧量（O₂）和二氧化碳产生（CO₂），记录心率（HR）和脉搏血氧饱和度（SpO₂）。感知指标用Borg CR10量表（呼吸困难、感知气流、腿部用力）和多维呼吸困难档案（MDP）问卷。数据采用广义线性混合模型（GLMM）分析并控制干预期望。

研究结果如下。

3.1 异常值识别（Outliers Identification）

通过四分位距（IQR）和Z分数两种方法一致识别出3名参与者的TTE持续时间变化超出已知重复性范围，无法归因于恢复状态或薄荷醇效应，故将其剔除，最终18名参与者进入分析。

3.2 恢复状态、感知清凉感和干预期望（Recovery Status, Perceived Refreshment, and Intervention Expectation）

参与者两种条件下的恢复状态无差异（p=0.618），表明训练负荷控制良好。L-薄荷醇吸入在静息和TTE测试后均产生更高感知清凉感（分别为p=0.002和p<0.001），且从静息到运动后增加（p=0.009）。与安慰剂相比，L-薄荷醇产生更多积极期望（66% vs. 33%，p=0.003）和更少中性期望（17% vs. 50%，p=0.023）。将期望作为协变量控制后，TTE改善仍显著，提示薄荷醇的促力效应不只是安慰剂效应。

3.3 心肺、代谢和感知指标（Cardiorespiratory, Metabolic, and Perceptual Measures）

与安慰剂相比，L-薄荷醇吸入在预载阶段显著降低呼吸困难和fR（p分别为0.008和0.003），在TTE测试中也显著降低呼吸困难、fR和感知气流，但感知腿部用力、E、VT、HR、O₂和CO₂均无显著差异。SpO₂随时间下降，但条件间无差异。MDP问卷显示，呼吸困难不愉快感、感觉质量强度和情绪反应在两组间均无显著差异。这些结果说明，L-薄荷醇的作用并非通过改变心肺代谢反应实现。

3.4 耐力表现（Endurance Performance）

L-薄荷醇吸入显著延长TTE持续时间（平均差异=39.4秒，95%置信区间[12.3, 66.4]，p=0.009）；控制干预期望后仍显著（平均差异=32.9秒，95%置信区间[4.6, 61.1]，p=0.030）。18名参与者中有9人的改善超过了典型测量误差（42秒），表明该效应具有个体差异但确实存在。

讨论部分指出，操纵检查验证了实验条件的有效性：恢复状态相似，薄荷醇诱导的清凉感持续至运动后，且尽管产生更积极的期望，控制期望后仍观察到表现改善。呼吸困难缓解在接近力竭时更明显，提示薄荷醇的获益随通气需求增加而增强。值得注意的是，感知气流并未随薄荷醇吸入而增加，反而在TTE中降低，不支持薄荷醇通过增强气流感知缓解呼吸困难的假说；可能的替代解释包括三叉神经刺激改变脑区活动、清凉感分散注意力或清凉带来的愉悦感。MDP未显示差异可能源于测量次数较少或运动刺激未达到力竭。心肺代谢方面，E和VT无变化，fR降低约2-4次/分，可能有感知相关性但生理意义有限。本研究首次证明L-薄荷醇可改善健康训练者的高强度跑步耐力，而既往COPD患者骑行试验未观察到改善，提示跑步时呼吸困难对终止运动的作用更为重要。与呼吸肌卸载等策略不同，薄荷醇不改变心肺代谢反应，因此支持呼吸困难本身是限制耐力表现的因素。尽管平均改善39.4秒略低于42秒的测量误差，但半数受试者超过该阈值，且该效果与咖啡因相当，长期累积可能促进训练适应。局限性包括未测量主观热应变、感知用力和动机，但基于已有证据，薄荷醇吸入不太可能通过热应变起作用。

结论：L-薄荷醇吸入减轻了健康训练个体高强度跑步期间的呼吸困难，并在心肺和代谢反应无实质性变化的情况下增强了耐力表现。这些发现表明，呼吸困难在限制健康训练个体高强度跑步耐力表现方面起重要作用，L-薄荷醇吸入已成为一种可能在训练和比赛中使耐力跑者受益的促力策略。