《Nutrients》:Novel Allulose- and Amino Acid-Containing Sugar-Free Electrolyte Beverage Improves Body Water Restoration in Ad Libitum Rehydration Following Exercise-Induced Dehydration
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目的:本研究评估了一种以阿卢糖(allulose)和氨基酸(amino acids)增甜的新型无糖口服补液溶液(SF-ORS)与传统含糖口服补液溶液(SS-ORS)及水相比的补水效果。方法:20名休闲活跃成年人(9名女性)参与了一项随机交叉研究,在热环境下运动
目的:本研究评估了一种以阿卢糖(allulose)和氨基酸(amino acids)增甜的新型无糖口服补液溶液(SF-ORS)与传统含糖口服补液溶液(SS-ORS)及水相比的补水效果。方法:20名休闲活跃成年人(9名女性)参与了一项随机交叉研究,在热环境下运动导致体重减轻约1.8%后,进行了三次补水试验。受试者在4小时内随意饮用以下三种液体之一:(a)SS-ORS(葡萄糖/蔗糖:26 g/L,Na+:49 mmol/L,K+:19 mmol/L,渗透压:223 mmol/kg);(b)SF-ORS(阿卢糖:约8 g/L,L-谷氨酰胺和L-丙氨酸:约8 g/L,Na+:46 mmol/L,K+:19 mmol/L,渗透压:234 mmol/kg);(c)纯净水,所有液体均添加了D2O(10 g/L)以追踪摄入液体在血浆中的出现情况。结果:各试验组的总液体摄入量无统计学显著差异(水:1603 ± 567,SF-ORS:1826 ± 728,SS-ORS:1918 ± 713 mL;p = 0.087)。在4小时时,SF-ORS(46.6 ± 23.1%)和SS-ORS(39.7 ± 24.0%)后的液体潴留率均高于水(24.8 ± 29.3%,所有p < 0.05),并且SF-ORS后的体重恢复程度(0.83 ± 0.65%)优于水(0.16 ± 0.77%,p = 0.011)。在3小时时,SF-ORS后的尿量(753 ± 394 mL)低于SS-ORS(976 ± 583 mL,p = 0.035)。在每克摄入D2O的血浆D2O富集度方面(4小时平均值),SF-ORS(21.0 ± 5.5 ppm/g)与水(22.0 ± 5.0 ppm/g,p = 0.30)之间未发现显著差异,而SS-ORS(20.2 ± 4.9 ppm/g)显示出比水更低的每克摄入富集度(p = 0.022)。在整个补水期间,SF-ORS导致的无自由水清除率(free water clearance)低于水(p < 0.001)。结论:在希望限制糖分和能量摄入的情况下,一种以阿卢糖增甜、基于氨基酸的电解质饮料可能是运动后补水的可行选择。
研究背景与目的
运动过程中,尤其在高温环境下,汗液蒸发是散热的主要途径。若未能及时补充液体,会导致脱水,进而损害体温调节、耐力表现、力量、认知功能和情绪。理想情况下,运动员应在运动中持续补水,但实际液体摄入量往往低于汗液流失量,因此高效的运动后补水至关重要。
补液效果取决于胃排空、肠道吸收、水分进入血管以及肾脏排泄等多个环节。传统运动饮料通常含有碳水化合物和电解质,其中葡萄糖可通过钠-葡萄糖共转运体1(SGLT1)促进肠道水和钠的吸收。然而,多数运动饮料的钠浓度偏低(20-30 mmol/L),可能不足以实现最佳补水。相比之下,口服补液溶液(ORS)最初用于治疗腹泻引起的脱水,其特点是低渗透压(≤ 250 mmol/kg)、高钠浓度(45-90 mmol/L)和低碳水化合物(约2.5%),近年来在运动后补水领域受到关注。研究表明,ORS在促进体液潴留方面优于纯水。
含糖饮料的高消费已成为健康隐患,推动了无糖/低热量替代品的需求。阿卢糖是一种稀有糖,甜度约为蔗糖的70%,但几乎不含热量,且已被证明可减弱餐后血糖和胰岛素升高。此外,在不含葡萄糖的情况下,阿卢糖增甜的饮料可避免葡萄糖刺激的肠氯化物分泌,从而减少肠腔内的水分流失。氨基酸则被研究作为无糖ORS中促进肠道钠和水转运的替代溶质,其中L-谷氨酰胺和L-丙氨酸可通过钠偶联载体介导的转运增强电解质和水的吸收。
截至目前,尚无研究比较过同时含有L-丙氨酸和L-谷氨酰胺的无糖ORS与含糖ORS在运动后补水方面的效果。本研究的目的是探讨在热环境下运动后,随意饮用一种以阿卢糖增甜、基于氨基酸的ORS对休闲活跃成年人补水标志物的影响。研究人员假设,两种ORS均能增加液体摄入量和体液潴留率,并探索无糖氨基酸基ORS是否与含糖ORS存在差异。
研究方法概述
本研究是一项随机、平衡交叉设计试验,共纳入20名休闲活跃的健康成年人(11名男性,9名女性),来自美国亚利桑那州立大学周边社区。每位受试者需完成一次筛查访视和三次实验性试验,每次试验间隔1至4周。试验流程包括:标准化预试验准备(女性在卵泡早期测试,控制激素影响);在高温环境(31 ± 1°C)下进行2小时运动以诱发约1.8%的体重下降;随后进入4小时的补水期,受试者在最初5分钟内饮用500 mL标准化初始剂量,之后随意饮用指定饮品。主要技术方法包括:通过称重法记录液体摄入量和尿量;采用D2O稀释法追踪摄入液体在血浆中的出现情况;使用线性混合模型进行统计分析,以受试者为随机效应,饮品类型、时间及其交互作用为固定效应。
研究结果
3.1 标准化程序:所有受试者在运动前尿比重均低于1.020,各组间基线体重、运动室温和湿度、运动导致的体重减轻百分比均无显著差异,表明试验条件控制良好。
3.2 随意液体摄入量:在240分钟时,总液体摄入量分别为水1603 ± 567 mL、SF-ORS 1826 ± 728 mL、SS-ORS 1918 ± 713 mL。饮品对总液体摄入量的主效应不显著(p = 0.087)。但在整个补水期的平均摄入量上,SS-ORS显著高于水(45 mL,p = 0.048)。
3.3 尿量与体液潴留:在180分钟时,饮品对累积尿量有主效应(p = 0.044),SS-ORS组的尿量显著高于SF-ORS组(-223 mL,p = 0.035)。在240分钟时,饮品对总尿量有主效应(p = 0.049),SF-ORS组的总尿量有低于SS-ORS组的趋势(235 mL,p = 0.059)。在体液潴留方面,180分钟时SF-ORS组的累积液体潴留率显著高于水(17%,p = 0.018)。240分钟时,SF-ORS(46.6 ± 23.1%)和SS-ORS(39.7 ± 24.0%)的液体潴留率均显著高于水(24.8 ± 29.3%)(分别p = 0.002和p = 0.046)。
3.4 净体液平衡:饮品对180分钟和240分钟的体重变化(相对于脱水基线)均有主效应。在240分钟时,SF-ORS组的体重恢复程度(0.83 ± 0.65%)显著优于水(0.16 ± 0.77%)(p = 0.011)。在整个补水期平均值上,SF-ORS的体重恢复也显著优于水(0.39%,p = 0.017)。
3.5 血浆D2O富集度、血容量变化与血浆渗透压:SS-ORS组的每克D2O摄入的血浆富集度显著低于水(-1.7 ppm/g,p = 0.022),而SF-ORS与水之间无显著差异。在血容量变化方面,SF-ORS在整个补水期的平均血容量扩张幅度显著高于水(+3.1%,p = 0.039)。在血浆渗透压方面,水的平均值显著低于SF-ORS(-3.1 mmol/kg,p < 0.001)和SS-ORS(-1.9 mmol/kg,p = 0.025),而两种ORS之间无显著差异。
3.6 自由水清除率与渗透清除率:水的渗透清除率显著低于SF-ORS和SS-ORS。SF-ORS的自由水清除率显著低于水(-2.0 mL/min,p < 0.001),表明其促进了肾脏对水的重吸收。
3.7 血浆和肽素:饮品类型对血浆和肽素(copeptin,精氨酸加压素的替代标志物)无显著主效应,也无显著的饮品×时间交互作用。
3.8 血糖、电解质与总蛋白:SS-ORS组的血糖水平显著高于SF-ORS和水。血浆钠方面,SS-ORS显著高于水(1.1 mmol/L,p < 0.001),而SF-ORS与水无显著差异。血浆钾方面,SF-ORS显著高于水(0.2 mmol/L,p < 0.001)和SS-ORS(-0.1 mmol/L,p < 0.015)。饮品对血浆氯离子和总蛋白无显著主效应。
3.9 尿液渗透压与电解质:SF-ORS组的尿液渗透压显著高于水。水的渗透排泄量、钠排泄量和钾排泄量均显著低于两种ORS。SF-ORS的氯离子排泄量显著高于水。
3.10 感知数据:饮品对口渴感和胃胀感无显著主效应。水在口味愉悦度上的评分显著低于SF-ORS(20 mm,p < 0.049)。
讨论与结论
本研究表明,在运动诱导脱水后,随意饮用无糖氨基酸基ORS(SF-ORS)和含糖ORS(SS-ORS)均能提高液体潴留率,且SF-ORS在体重恢复和血容量扩张方面优于水。SF-ORS还降低了自由水清除率,表明其能更有效地保留体内水分。尽管SF-ORS在3小时时的尿量低于SS-ORS,但两者在总液体摄入量、液体潴留率和体重变化上无统计学显著差异。这些结果支持了SF-ORS作为一种在限制糖和能量摄入时可行的运动后补水选择。
研究认为,两种ORS的优越液体潴留效果与其较高的钠含量(≥40 mmol/L)有关,这有助于减弱单纯饮水后发生的利尿反应。SF-ORS中阿卢糖和氨基酸的具体作用机制尚待进一步研究,例如阿卢糖可能在循环中充当渗透活性物质,而氨基酸则可能通过钠偶联转运体促进肠道水和钠的吸收。然而,由于使用的是商业产品,无法分离各成分的独立贡献。研究也存在局限性,如随意饮用的设计使得D2O示踪法难以精确评估吸收速率,脱水程度相对温和(~1.8%),且样本量可能不足以检测两种ORS之间的细微差异。
结论翻译:在运动诱导脱水后,经过一个由标准化初始剂量和随后随意饮用组成的4小时补水期,一种含有阿卢糖和氨基酸专有配方的ORS以及一种含糖ORS均比水更能改善液体潴留,并且无糖ORS还能比水更好地恢复体重。两种ORS在液体摄入量、液体潴留率或体重变化方面未检测到统计学显著差异。在希望限制糖分和能量摄入的情况下,SF-ORS可能是运动后补水的可行选择。