综述：β-丙氨酸补充对女性运动表现及相关生理结局的影响：一项系统评价与荟萃分析

《Frontiers in Nutrition》：Effects of beta-alanine supplementation on exercise performance and related physiological outcomes in women: a systematic review and meta-analysis

　　

背景：β-丙氨酸是运动营养领域广泛应用的运动表现增强剂，但现有证据多来自男性或混合性别样本，其在女性群体中的效应尚不清晰。本研究通过系统评价与荟萃分析，探讨β-丙氨酸补充对女性运动表现及相关结局的影响。方法：本评价遵循PRISMA 2020指南，并在PROSPERO注册（注册号CRD420261362733）。检索数据库包括PubMed、Web of Science、Scopus、Cochrane Library及Embase，检索时限为建库至2026年4月30日。纳入标准为针对女性的随机对照试验，比较β-丙氨酸与安慰剂或对照组的效果，结局指标包括时间至力竭(TTE)、最大或峰值摄氧量(VO2max/VO2peak)、峰值功率、无氧表现及体脂百分比。采用RoB 2工具评估偏倚风险，GRADE体系评估证据质量，使用随机效应模型进行荟萃分析，计算标准化均数差(SMD)及95%置信区间(CI)。结果：共纳入11项独立随机对照试验的12份报告，涉及312名女性。β-丙氨酸补充对TTE的合并效应量为SMD=0.49（95% CI 0.20~0.79，p=0.001，I2=0%），支持其改善作用。其余结局的合并估计值精度不足，95% CI同时涵盖微小效应与潜在有意义效应。所有结局的证据质量均因偏倚风险、不精确性及发表偏倚被降级为极低质量，峰值功率与无氧表现还因间接性被额外降级。结论：现有来自女性群体的试验证据表明，β-丙氨酸可能改善TTE，但对峰值功率、无氧表现、VO2max/VO2peak及体脂百分比无明确合并效应。整体结果提示存在结局特异性反应模式，但因证据基础有限且各结局证据质量极低，结论需谨慎解读。

1 引言

β-丙氨酸是运动营养领域最常用的膳食补充剂之一，因其潜在的运动增强特性持续受到研究关注。作为肌肽合成的限制性前体，β-丙氨酸可提升肌肉内肌肽浓度，增强细胞内缓冲能力，在高强度运动中可能减轻酸碱平衡紊乱的不利影响并延缓疲劳发生，因此常被视为可改善运动表现的营养策略。尽管相关研究数量大幅增长，但现有证据并不支持其对所有运动相关结局均产生一致有利效应。既往研究与系统评价显示，其潜在获益更可能体现在运动耐受或运动能力相关结局，而在部分基于表现的测量指标中结果仍存在争议，表明β-丙氨酸的影响可能无法在所有运动表现领域产生一致或等同的提升。现有文献的另一重要局限是，多数证据来自男性或混合性别样本，女性特异性结果常被未单独报告或报道不足，因此基于更广泛样本的结论不能直接推广至女性。这一问题的相关性在于，女性补充效应的解读与实际适用性可能受女性特有的生理与方法学因素影响，而这些因素在原发研究中往往报告不足。目前直接将主要来自男性或混合性别的证据外推至女性并不恰当，或至少缺乏充分支持。针对女性群体的独立证据合成十分必要，因为参与运动的女性涵盖久坐/未训练人群、休闲活动参与者、大学生运动员及高水平/精英运动员等多个群体。当前β-丙氨酸研究的结局指标具有多维性，包括运动耐受、有氧能力、无氧表现、峰值功率及身体成分，不同领域的证据强度与一致性存在差异。因此，本评价聚焦于预先设定的五项结局：时间至力竭(TTE)、最大/峰值摄氧量(VO₂max/VO₂peak)、峰值功率、无氧表现及体脂百分比。现有文献中尚未发现仅纳入随机对照试验、专门量化β-丙氨酸对上述女性群体结局影响的定量合并合成研究。这一证据缺口值得关注，因为针对女性的合成证据相比主要基于男性或混合性别样本的结论，能为解读提供更合适的基础。此外，本合成并非预设β-丙氨酸对女性具有普遍一致的运动增强效应，而是旨在明确现有女性特异性证据是否更符合特定结局领域的获益，而非所有运动相关结局的一致反应。因此，本系统评价与荟萃分析旨在评估β-丙氨酸补充对女性运动表现及相关结局的影响，对TTE、VO₂max/VO₂peak、峰值功率、无氧表现及体脂百分比的随机对照试验进行合成。鉴于现有文献报告的结局特异性反应不一致，本评价未预设β-丙氨酸对女性具有统一的运动增强效应，而是检验现有证据是否与结局特异性的反应模式更一致。通过建立更聚焦女性的证据框架，本评价试图为β-丙氨酸补充在女性中的应用解读与实践提供更严谨、限定条件更明确的基础。

2 材料与方法

本研究遵循PRISMA 2020报告指南，并以Cochrane系统评价手册指导方法实施与记录，确保严谨性与透明度。研究方案已在PROSPERO国际前瞻性系统评价注册库注册（注册号CRD420261362733）。两名研究者独立检索了PubMed、Web of Science、Scopus、Cochrane Library及Embase从建库至2026年4月30日的文献，检索策略结合MeSH、Emtree规范词与自由词，涵盖β-丙氨酸、女性、运动表现及预设结局指标，使用布尔运算符组合，并通过参考文献追溯潜在合格研究，仅纳入英文文献，不设发表年份限制。将电子检索记录导入文献管理软件去重后，按预设标准分两阶段筛选：两名研究者独立筛选标题与摘要，再对潜在合格研究的全文进行纳入评估，分歧通过讨论解决，必要时引入第三位研究者仲裁。纳入标准包括：研究对象为女性或可提供女性独立数据的试验；干预措施为重复β-丙氨酸补充（多日或多周方案），若含共同干预需能分离β-丙氨酸的独立效应；对照为安慰剂、空白对照或可评估β-丙氨酸独立效应的对照；至少报告一项预设结局（TTE、VO₂max/VO₂peak、峰值功率、无氧表现或体脂百分比）；研究设计仅限随机对照试验。排除标准包括：仅纳入男性、混合性别样本无法提取女性独立数据、未以β-丙氨酸为核心干预、多成分补充方案无法分离其独立效应、无合格对照、未报告预设结局的可提取数据、动物研究、综述、会议摘要及无法进行定量合成的研究，以及使用急性单次摄入或仅急性补充方案的研究。两名研究者使用预设计的标准化表格独立提取数据，内容包括发表年份、样本量、研究设计、参与者特征、训练状态、运动方式、干预与对照信息（剂量、补充时长、共同干预等）及预设结局数据。结局分类与前述一致，VO₂max与VO₂peak归入同一领域以反映方法学差异；无氧表现定义为短时长高强度运动任务中的功率与时间指标。数据提取分歧通过讨论解决，必要时由第三位研究者仲裁。连续结局优先提取干预后均值与标准差，仅在无法获取时才使用变化值或可推导的可比效应估计值，必要时根据组样本量将标准误转换为标准差，未进行变化值计算的相关内相关系数推算，也未纳入需要配对效应估计的交叉试验。为避免同一合并分析中重复计数参与者，每个结局领域每篇研究仅纳入一个效应量；多臂或共同干预研究仅提取相同背景下β-丙氨酸单药与匹配安慰剂/对照的比较，排除含碳酸氢钠或肌酸等其他活性成分的联合组，且不重复使用共享对照组；同一结局领域内多个测量指标时，选择最符合预设定义且与其他结局概念重叠最少的指标。采用Cochrane偏倚风险2（RoB 2）工具评估偏倚风险，涵盖随机化过程、偏离既定干预、结局数据完整性、结局测量及报告结果选择五个域，由两名研究者独立评估，分歧通过讨论解决，评估在结局层面进行，总体判断分为低风险、有一定担忧、高风险；结局测量域的判断综合考虑盲法成功率、不良事件报告、安慰剂与活性补充剂的匹配度、剂型及评估者盲法（若有），若信息不足以排除期望效应对表现结局的影响，该域判定为有一定担忧。采用GRADE体系分别评估各结局的证据质量，因所有纳入研究均为随机对照试验，初始质量为高质量，再根据偏倚风险、不一致性、间接性、不精确性及发表偏倚进行降级；因各结局合并分析纳入研究不足10项，无法正式评估发表偏倚，故在GRADE框架内进行定性判断，若无法充分排除则予以降级。由两名研究者独立完成评估，分歧通过讨论达成共识，并制备结局特异性GRADE证据概要表，呈现合并估计值与降级依据。所有荟萃分析均采用随机效应模型，连续结局合并为标准化均数差(SMD)及95% CI，使用Hedges小样本校正，组间方差采用DerSimonian-Laird法估计，以τ²与I²汇总异质性，生成预测区间并谨慎解读；无氧表现的时间指标在合并前对齐效应方向以保证解读一致性。统计异质性基于I²判断，阈值约25%、50%、75%分别代表低、中、高度异质性。采用留一法开展敏感性分析，并比较随机效应与固定效应模型结果，同时使用基于REML的随机效应敏感性分析评估主分析结果稳健性。预设的TTE亚组分析按训练状态、β-丙氨酸剂量及TTE运动测试方式开展，因各亚组研究数量较少，亚组解读视为探索性而非验证性。因各合并分析纳入研究不足10项，未进行漏斗图与小样本效应统计检验，该局限性在GRADE评估中定性考虑，不作为发表偏倚不存在的证据。统计学显著性定义为双侧p<0.05，分析使用R软件（4.5.2版）的meta程序包完成。

3 结果

数据库检索共获得1025条记录，其他途径获得5条，去重后剩余336条进行筛选，排除311条，获取全文25份，其中4份未获取，最终纳入12份报告（11项独立随机对照试验）。纳入研究共涉及312名女性，各比较的样本量为15~34人，年龄18~54岁，参与者涵盖久坐/未训练女性、休闲活动者、大学生运动员、高水平/精英女运动员，运动方式包括篮球、足球、自行车、抗阻训练、混合训练及非运动人群。β-丙氨酸补充方案差异较大，日剂量多为1.6~6.4 g，部分为分次给药或围绕训练安排，补充时长21天至8周，因研究数量有限无法进行可靠的时长分析。最常评估的结局为TTE、峰值功率、无氧表现、VO₂max/VO₂peak及体脂百分比，共同干预包括标准化饮食、结构化训练、维持日常活动等，月经周期/避孕状态均未报告，盲法与不良事件信息有限或不一致。偏倚风险评估显示，所有研究总体均判定为有一定担忧，无低风险或高风险研究；各域中结局测量域（D4）100%存在担忧，其次为报告结果选择（D5，72.7%）、随机化过程（D1，54.5%）及缺失结局数据（D3，45.5%），偏离既定干预域（D2）大多为低风险（72.7%）。合并效应结果显示，TTE的合并效应支持β-丙氨酸补充（8项研究，N=187，SMD=0.49，95% CI 0.20~0.79，p=0.001，I²=0%）；峰值功率（4项，N=86，SMD=0.24，95% CI -0.18~0.67，p=0.26，I²=0%）、无氧表现（4项，N=89，SMD=0.11，95% CI -0.30~0.53，p=0.59，I²=0%）、VO₂max/VO₂peak（5项，N=106，SMD=0.32，95% CI -0.06~0.71，p=0.10，I²=0%）及体脂百分比（6项，N=141，SMD=-0.07，95% CI -0.41~0.26，p=0.67，I²=1%）的置信区间均跨越零值，同时涵盖微小效应与潜在有意义效应。TTE的亚组分析按训练状态、剂量及测试方式开展，虽部分亚组合并效应显著，但亚组间差异无统计学意义（所有交互p>0.05），结果仅作探索性解读，不能得出不同剂量、训练状态或测试方式存在差异效应的结论，低剂量亚组的表观效应亦不支持低剂量更有效的解读。敏感性分析（留一法、模型比较、REML随机效应分析）均未实质性改变总体结果，无单个研究明显改变合并效应的方向、显著性及幅度。GRADE评估显示所有结局证据质量均为极低，均因RoB 2总体判定为有担忧而降级偏倚风险，因总样本量有限及/或置信区间过宽而降级不精确性，因研究数量不足无法排除发表偏倚而降级发表偏倚；峰值功率与无氧表现因合并不同运动方案、测试方法或结局定义而额外降级间接性；因各结局统计异质性极低，不一致性未予降级。

4 讨论

本系统评价与荟萃分析的主要发现为：β-丙氨酸补充对女性TTE的合并效应呈正向，而对峰值功率、无氧表现、VO₂max/VO₂peak及体脂百分比无明确合并效应，敏感性分析支持结果稳定性，但所有结局证据质量极低。因此，这些发现更适合解读为当前女性试验证据的合成，而非支持强确定性结论的依据。尽管统计异质性低，但纳入研究在参与者特征、运动方式、补充方案及结局评估上仍存在差异，应将其视为女性群体试验证据，而非解释女性特有生理机制的证据。TTE的正向合并效应与既往文献方向基本一致，但既往支持证据多来自混合或男性为主样本，本结果为女性试验的补充证据，不能直接推断女性与男性的反应差异。可能机制为β-丙氨酸作为肌肽合成限制性前体，提升肌肉内肌肽含量与细胞内缓冲能力，在高强度运动中延缓疲劳；相比瞬时表现指标，TTE要求持续运动至力竭，对内部稳态扰动更敏感，因此β-丙氨酸的效应更可能在运动耐受相关结局中显现，但TTE为实验室耐受指标，不等同于专项或竞赛表现。鉴于TTE证据质量极低且纳入研究少，更保守的解读为：女性试验提示β-丙氨酸补充可能对反映持续高强度运动耐受的结局（如TTE）存在潜在获益。峰值功率与无氧表现无显著合并效应，与既往评价基本一致，提示β-丙氨酸效应可能不覆盖所有运动表现维度。可能原因在于此类结局更多依赖瞬时神经肌肉输出、磷酸原供能及任务特异性表现特征，而非酸碱平衡或细胞内缓冲能力，因此即使缓冲能力提升，也不必然转化为短时爆发或峰值任务的稳定改善。该结果不应解读为无效应，而是当前女性试验证据缺乏一致支持，其置信区间同时涵盖微小与潜在有意义效应，说明证据不精确而非明确排除可能效应。此外，无氧表现的定义与评估在各研究中存在差异，包含功率与时间任务，可能无法反映相同的生理需求，这种构建层面的异质性及更广泛的临床与方法学差异，可能降低了检测一致效应的能力。VO₂max/VO₂peak同样无显著合并效应，与广泛文献一致，从生理学角度具有合理性：β-丙氨酸主要作用于细胞内缓冲与疲劳缓解，而VO₂max/VO₂peak更多受氧运输与利用上限影响。现有证据暂不支持β-丙氨酸补充对女性VO₂max/VO₂peak有明确效应。体脂百分比无显著合并效应，与现有文献方向一致，基于β-丙氨酸的功能角色，其更可能影响运动中的代谢缓冲与疲劳调节，而非直接作用于身体成分，该结果符合预期。从应用角度看，这有助于界定β-丙氨酸在女性中使用的作用边界，但身体成分结局也受饮食、训练模式、能量供给及激素状态影响，不能排除特定训练与营养条件下存在差异反应的可能性。当前证据并未提示β-丙氨酸对体脂百分比有明确效应。本评价的意义主要在于聚焦女性试验群体，弥补了既往β-丙氨酸证据多以男性或混合样本为主、女性代表性不足的缺口，为女性提供了比泛化证据更直接相关的总结。更广泛的启示是，女性试验证据更符合结局特异性反应模式，而非统一运动增强效应，但需结合纳入试验的方法学局限谨慎解读。本评价的局限性包括：纳入文献总量少，各结局贡献研究有限，导致精度不足、证据质量极低；统计异质性低不代表研究完全可比，临床与方法学差异仍普遍存在；女性特有因素（月经周期相位、激素避孕使用、饮食细节、特定训练周期）在原发研究中报告或控制不足，限制了女性生理反应的机制解读；各结局研究数不足10项，无法正式评估发表偏倚，只能在GRADE中定性判定并降级。未来需要针对女性的充分把握度随机对照试验，进一步标准化结局测量并完善女性特异性变量报告，以明确β-丙氨酸补充在何种条件下可能获益或无获益。

5 结论

β-丙氨酸补充可能改善女性试验中的TTE，但当前来自女性参与者的证据不支持其对峰值功率、无氧表现、VO₂max/VO₂peak或体脂百分比存在明确合并效应。总体而言，女性试验证据更符合结局特异性反应模式，而非统一运动增强效应。因纳入研究数量少、所有结局证据质量极低且女性特有及情境因素报告有限，结果需谨慎解读，不能作为解释女性特有生理机制的证据。未来仍需开展针对女性的充分把握度随机对照试验。