综述:急性咖啡因补充与女性参与者抗阻运动表现:一项系统综述和三水平Meta分析

《Frontiers in Physiology》:Acute caffeine supplementation and resistance exercise performance in female participants: a systematic review and three-level meta-analysis

【字体: 时间:2026年07月30日 来源:Frontiers in Physiology 4.3

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  背景与目的:咖啡因是一种被广泛研究的促能剂(ergogenic aid),但其对女性抗阻运动表现的急性效应证据主要来源于男性或混合性别样本,缺乏针对女性的特异性数据。先前的女性特异性合成(women-specific syntheses)未对同一交叉试验(cr

  
背景与目的:咖啡因是一种被广泛研究的促能剂(ergogenic aid),但其对女性抗阻运动表现的急性效应证据主要来源于男性或混合性别样本,缺乏针对女性的特异性数据。先前的女性特异性合成(women-specific syntheses)未对同一交叉试验(crossover trial)中提取的多个依赖性结局进行建模,这可能产生了过于狭窄的不确定性估计。

方法:研究人员系统检索了PubMed、Web of Science核心合集(Web of Science Core Collection)、Scopus和Cochrane图书馆,检索截止至2026年4月26日,纳入在女性参与者或可独立提取的女性亚组中,于抗阻运动前进行急性、剂量明确的咖啡因干预的随机、安慰剂对照试验。效应量采用配对Hedges’ g,并使用三水平随机效应模型(three-level random-effects model)结合聚类稳健方差估计(cluster-robust variance estimation),分别对六个结局领域进行合成:最大力量(maximal strength)、肌肉耐力(muscular endurance)、运动速度(movement speed)、功能性力量(functional strength)、功能性耐力(functional endurance)和总负荷(total load)。报告了95%置信区间(confidence interval, CI)和预测区间(prediction interval),并使用风险偏倚评估工具2(Risk of Bias 2, RoB 2)和证据确定性分级(Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation, GRADE)评估偏倚风险和证据确定性。

结果:共纳入24项研究(其中23项纳入定量合成,包含107个效应量)。最大力量显示较小的平均效应(g = 0.17,95% CI 0.06至0.29;低GRADE确定性);肌肉耐力显示较大的平均效应(g = 0.54,95% CI 0.06至1.02;低GRADE确定性),但其宽预测区间和影响诊断表明不同方案间的可重复性较低;运动速度显示较小的基于模型的估计,但由于仅有三个研究簇可用,聚类稳健推断不确定(g = 0.13;CR2 p = 0.072;极低GRADE确定性)。功能性力量、功能性耐力和总负荷的研究簇过小,未进行合并推断,因此这些领域进行描述性总结。咖啡因剂量、参与者平均年龄和抗阻负荷的Meta回归未识别出可靠的调节效应。

结论:急性咖啡因可能轻微改善最大力量,并在某些方案中可能有益于肌肉耐力,但大多数结局的证据确定性为低或极低,且预测区间表明可重复性有限。因此,当前证据不支持按剂量、年龄、抗阻负荷、月经周期阶段、激素状态或习惯性咖啡因摄入量给出强推荐。未来试验应报告月经周期阶段、激素避孕药使用、绝经状态、习惯性咖啡因摄入量、不良反应、睡眠障碍、盲法完整性、洗脱期,以及配对/变化分数数据及受试者内相关性。

系统综述注册:https://osf.io/2msf6/overview,标识符10.17605/OSF.IO/2MSF6。
1 引言
咖啡因是一种广泛研究的促能剂(ergogenic aid),其作用机制涉及拮抗腺苷A1和A2A受体,增强中枢神经系统兴奋性,并降低运动中的感知努力和疼痛。国际运动营养学会(ISSN)和国际奥委会(IOC)均认可其促能作用。在抗阻运动中,急性咖啡因摄入可轻微改善最大力量、肌肉耐力和运动速度,但效应具有情境依赖性。然而,现有证据主要来自男性或混合性别样本,女性特异性数据不足。女性在咖啡因代谢(如CYP1A2活性)、激素状态(如月经周期、口服避孕药)和神经肌肉特性方面存在差异,因此不能简单将男性主导的结论外推。之前的女性特异性Meta分析未处理同一交叉试验中多个依赖性效应量,且未区分不同结局领域。本研究采用三水平随机效应模型(three-level random-effects model)和聚类稳健方差估计(cluster-robust variance estimation),分别对最大力量、肌肉耐力、运动速度、功能性力量、功能性耐力和总负荷六个领域进行合成,以提供更准确的女性特异性估计。

2 方法
2.1 研究方案与注册
研究方案在开放科学框架(OSF)注册,并遵循PRISMA 2020报告规范。数据库检索在注册前完成,但筛选、数据提取和偏倚评估均在注册后开展。

2.2 纳入与排除标准
采用PICOS框架:女性人群或可独立提取女性亚组的混合性别样本;急性咖啡因干预(无水咖啡因、胶囊或咖啡);安慰剂对照;结局为六种抗阻运动表现指标;设计为随机安慰剂对照交叉或平行试验。排除会议摘要、评论、多成分补充剂无法分离咖啡因效应、以及无法提取女性数据的试验。

2.3 检索与筛选策略
系统检索PubMed、Web of Science核心合集、Scopus和Cochrane图书馆,截止至2026年4月26日。同时进行参考文献检查和引文追踪。由两名评审员独立进行标题/摘要筛选和全文筛选,分歧通过讨论或第三方解决。

2.4 数据提取
提取每项研究的设计、参与者特征、咖啡因剂量与时机、运动方案、身体部位、月经周期和激素状态报告,以及各条件下的均值和标准差。效应量按六个结局领域分配。图形数据使用WebPlotDigitizer数字化提取,并视为近似值。

2.5 偏倚风险与方法学质量评估
使用Cochrane风险偏倚评估工具2(RoB 2)评估交叉试验的偏倚风险,包括随机化、偏离干预、缺失数据、结局测量、选择性报告及周期和携带效应。额外使用改良PEDro量表(10分制)作为描述性补充。

2.6 统计分析
效应量计算为配对Hedges’ g,正值表示有利于咖啡因。采用三水平随机效应模型(效应量嵌套于研究内),并使用CR2校正和Satterthwaite自由度进行聚类稳健推断。报告95%置信区间(CI)和预测区间(PI)。分别对六个领域独立合成,领域内效应量不足时仅做描述性总结。预先计划的亚组分析(咖啡因剂量、身体部位)和连续Meta回归分析(剂量、平均年龄、抗阻负荷)均为探索性。敏感性分析包括改变受试者内相关系数(0.25、0.50、0.75)、逐一剔除研究簇、以及替换摄入时间点。使用GRADE评估证据确定性。

3 结果
3.1 文献筛选
共检索419条记录,最终纳入24项研究(23项用于定量合成,共107个效应量),1项研究仅用于叙述性描述。

3.2 纳入研究特征
纳入研究主要为急性随机双盲安慰剂对照交叉设计,参与者多为抗阻训练女性(16项研究)、运动员(5项)或健康活跃女性(2项)。平均年龄23.5岁,剂量多在3至6.5 mg·kg-1之间,摄入时机多在运动前30至60分钟。仅5项研究控制了月经或激素状态。各领域效应量簇数:最大力量13簇(33个效应量)、肌肉耐力17簇(35个)、运动速度3簇(30个)、功能性耐力1簇(2个)、功能性力量1簇(3个)、总负荷2簇(4个)。

3.3 偏倚风险与方法学质量
24项研究簇中,无研究被判定为低偏倚风险,23项为“有些担忧”,1项(Fett等,2018)为高偏倚风险(主要由于顺序设计难以排除学习效应)。最常见问题包括随机化报告、携带效应处理、选择性报告和配对数据不完整。改良PEDro平均分为7.1/10。

3.4 主分析
与安慰剂
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