《Nutrients》：Effects of Acute Carbohydrate–Electrolyte Supplementation on Exercise Performance in Moderate-to-Hot Ambient Conditions: A Systematic Review and Meta-Analysis
背景： 环境温度纳入标准≥22 °C被作为跨越中度或轻度温暖至炎热条件的操作性下限，而非热应激的通用生理阈值。本系统综述与三水平荟萃分析评估了在上述温度下运动期间急性碳水化合物-电解质（CHO-E）补充与饮水或无热量安慰剂相比的效果。方法： 在PROSPERO注册（CRD420261410953）后，检索至2026年5月的五个数据库中的随机对照试验。采用三水平随机效应模型（Hedges' g）对嵌套效应量进行综合，并使用RoB 2和GRADE评估证据确定性。结果： 次要总体综合纳入来自21项研究的32个效应量（N = 316），得出小的正向平均估计值（g = 0.37，95% CI：0.21至0.53；p < 0.001；I2 = 46.7%），尽管95%预测区间跨越无效值（?0.21至0.96）。主要结局领域分析确定有氧耐力的正向平均估计值（g = 0.45，95% CI：0.26至0.64），而无氧耐力、爆发力和力量方面的证据仍不确定。事后阈值敏感性分析在排除22–25 °C的试验（>25 °C：g = 0.41，95% CI：0.23至0.59）和≥28 °C（g = 0.36，95% CI：0.11至0.61）后均保留正向平均估计值，但两个预测区间均跨越零。环境温度和暴露持续时间均非显著的线性调节变量。结论： 在指定环境温度范围内，急性CHO-E补充与较小的平均运动表现差异相关，且集中于有氧耐力。由于试验在同一环境条件下比较不同处理而非比较高温与热中性运动，这些结果不能证明CHO-E可抵消热诱导的运动表现下降。
论文主体内容总结
1. 引言
运动表现是运动科学、运动生理学和应用运动营养学的核心结局指标，反映人体在体力活动中维持能量产生、调节疲劳、维持体液与电解质平衡以及耐受生理应激的综合能力。在竞技体育、军事训练与作业、职业任务和休闲运动中，在长时间或高强度活动中维持表现的能力对运动员、军事人员、从业者和活跃个体具有重要的实践意义。从运动营养角度看，运动前和运动中提供营养素和补水策略是可调节的、具有现场可操作性的手段，可能影响底物可用性、水合状态、疲劳发展和维持运动强度的能力。全球环境温度持续升高增加了训练、比赛、军事行动和户外体力活动在温暖或炎热环境条件下进行的可能性。由于热暴露可增加体温调节和心血管负担、加速体液流失并损害长时间运动强度的维持，在升高的环境温度条件下识别有效的营养策略已成为运动营养研究中具有时效性的实践优先事项和科学重要问题。
碳水化合物补充是在生理需求增加条件下支持运动表现的核心营养手段。维持碳水化合物的可用性在机制上具有重要意义，因为内源性碳水化合物储备可能在持续或代谢需求较高的运动中下降，而碳水化合物可用性不足可导致疲劳发展、运动能力受损和外部做功减少。摄入的碳水化合物可被吸收并作为外源性底物利用，有助于碳水化合物依赖性代谢并帮助维持运动中循环葡萄糖的可用性。热暴露还可增加碳水化合物氧化并加速给定绝对负荷下的糖原利用，为长时间运动中维持外源性碳水化合物可用性提供了额外依据。
电解质在运动中同样具有重要的机制相关性，尤其是在温暖或炎热环境条件下。长时间运动、重复高强度活动和热暴露可增加出汗损失和体液周转，从而挑战体液-电解质稳态并增加心血管和体温调节负担。钠、钾和氯等主要电解质参与渗透调节、细胞外和细胞内液分布、神经肌肉功能和运动中的肌肉收缩。碳水化合物、液体和钠的共同递送可支持肠道葡萄糖-钠转运、饮料保留和底物递送，尽管纳入的比较无法在实验上分离这些成分。
尽管CHO-E补充具有一致的机制依据，但在环境温度≥22 °C条件下运动时其与可测量的运动表现差异相关的程度仍未充分确立。现有研究在连续的环境条件和运动任务中报告直接运动表现结局，部分显示获益，部分显示无整体试验改善。≥22 °C边界是原始提交综述中资格标准的一部分，被用作广泛的操作性下限而非热应激的通用生理阈值。热应变不能仅从干球温度推断，还取决于湿度、风速、辐射热、服装、代谢产热、暴露持续时间和个体特征。
2. 方法
本系统综述与荟萃分析在完成数据库检索后、研究筛选、数据提取、偏倚风险评估和定量综合之前，在国际前瞻性系统综述注册库（PROSPERO；CRD420261410953）注册。综述按照PRISMA 2020声明进行实施和报告。实施的综述与PROSPERO记录存在四点差异：最终实施的数据库集为PubMed、Embase、Web of Science核心合集、CENTRAL和Scopus；实施了英语语言限制；≥22 °C操作性资格边界未在注册记录中数值化；修订期间引入了以构念特异性估计为主要解释重点的报告层级以及跨领域总体综合的次要地位。
2.1 检索策略
系统文献检索从建库起覆盖五个来源：PubMed、Embase、Web of Science核心合集、CENTRAL和Scopus。原始策略使用自由文本词、截断和布尔运算符，有意组合碳水化合物-电解质补充和运动/表现的广泛概念块，而不设独立的热、温度、WBGT或热应激块，以免因环境条件索引不完整而丢失潜在合格研究。≥22 °C的温暖至炎热暴露因此作为资格标准在标题/摘要和全文筛选中手动应用，而非数据库限制。
2.2 资格标准
纳入标准包括：随机对照的初级报告，以完整期刊文章或正式学术会议论文集论文形式发表；涉及健康、身体活跃个体、运动员或军事人员，研究报告的平均年龄≥15岁；补充时机包括运动前、运动中或试验间恢复期；将CHO-E补充与白水或无热量安慰剂或调味水对照进行比较；运动在定量报告的环境温度≥22 °C下进行；报告至少一个可提取的直接运动表现结局。急性补充被操作性地定义为在单个实验会话内于运动前、运动中或后续表现测试前的试验间恢复期内给予CHO-E。排除标准包括非随机对照研究、碳水化合物单独补充、电解质单独补充、碳水化合物漱口、成分不明确或与其他独立促力剂共同给药、仅在运动后补充而无后续表现测试、定量环境温度不可用或<22 °C、无可提取的直接运动表现结局、方法学细节不足以及非英文报告。
2.3 研究选择程序
所有检索记录导入EndNote 21进行去重。91,099条去重记录导入ASReview LAB 3.0.7，该工具仅用于对手动筛选顺序进行优先级排序，不做出纳入决定。两名研究人员独立评估优先记录，在最终标签输入前达成共识，分歧通过讨论或第三名研究人员裁定解决。按照SAFE停止框架，筛选前设定300条连续无关记录阈值。停止时611条记录获得人工标签（135条相关，476条无关）。135条相关记录导出至Zotero进行独立手动标题/摘要验证，移除52条记录后剩余83篇报告寻求全文获取。52篇报告无法获取全文，其余31篇报告被独立全文评估，最终纳入21项研究。
2.4 数据提取
数据提取由两名研究人员独立完成，包括研究特征、参与者特征、干预特征、运动测试方案、补充方案、报告的表现发现、直接运动表现结局以及环境特征。对于缺失的数值数据，研究人员重新检查全文、表格、补充文件、注册记录和可获得的作者提供材料。联系了四项研究的作者，收到两项研究的回复。四个以图形报告的结果数据集使用WebPlotDigitizer 5.2进行数字化。由于干预浓度、液体量、时机和电解质组成报告不完整且高度相关，未拟合多变量剂量-时机模型。
2.5 偏倚风险
使用修订版Cochrane随机试验偏倚风险工具（RoB 2）对每项合格直接表现结果重新评估偏倚风险。20项交叉试验使用专用交叉版本评估，Criswell等人的整群分配平行试验使用整群随机版本评估。评估领域包括随机化过程产生的偏倚、交叉试验的周期和残留效应偏倚、偏离预期干预的偏倚、缺失结局数据的偏倚、结局测量偏倚和报告结果选择偏倚。分配隐藏未从“双盲”等术语推断；除非报告描述了受保护的分配过程，否则编码为无信息。两名研究人员独立重新评估完整报告、纳入研究的额外源材料和可用注册信息。
2.6 统计分析
2.6.1 效应量计算与效应测量
效应量计算按照Cochrane干预系统综述手册进行。由于不同研究使用不同测量量表报告合格结局且多数试验样本量相对较小，标准化均数差以Hedges' g表示并进行小样本偏倚校正。交叉试验的标准化均数差基于平均条件内标准差（SMCRP），配对结构通过CHO-E与对照条件之间的参与者内相关性（r_pair）纳入有效自由度、Hedges小样本校正和抽样方差的计算。平行试验的Hedges' g根据组间均数差和合并组间标准差计算。合格的多臂试验涉及多个共享同一对照条件的合格干预-比较对比时，为每个相关比较计算单独的效应量。共享对照组不视为独立研究，其参与者数量在描述性汇总中仅计数一次。使用metafor::vcalc生成抽样方差-协方差矩阵表示同一研究内多个效应量之间的依赖性，使用单独的抽样误差相关参数（ρ = 0.50）。由于纳入的交叉试验未报告CHO-E与对照测量之间的参与者内相关性，主要分析采用r_pair = 0.50作为中等工作假设，敏感性分析重复使用r_pair = 0.20和r_pair = 0.80。
2.6.2 荟萃分析与异质性
所有统计分析使用R软件4.5.1版本。为处理同一研究内多个合格结局、对比或干预臂引起的统计依赖性，使用metafor包中的rma.mv函数拟合三水平随机效应荟萃分析模型。效应量嵌套于研究内，随机效应结构等同于random = ~1|study/effect_size。模型参数使用限制最大似然（REML）方法估计，并通过与最大似然（ML）估计的方法学比较以及后续敏感性分析评估稳健性。计算95%预测区间以估计可比未来研究真实效应的预期范围。异质性通过估计研究内和研究间水平的方差分量进行评估，多水平I2统计量量化真实异质性而非抽样误差所占比例。
2.6.3 调节变量与亚组分析
根据每项表现结局所代表的生理构念使用四个结局领域类别：有氧耐力、无氧耐力、爆发力和力量。事后分析中，有氧结局进一步使用严格的基于方案的定义分离：计时赛/固定做功完成类别和时间至力竭类别。三项有氧结局不满足任一严格定义，保留在完整有氧领域模型中但排除在严格比较之外。探索性元回归分析评估环境温度（°C）和报告的环境暴露持续时间作为连续调节变量，两者在模型拟合前进行均值中心化。所有调节变量分析使用三水平混合效应模型和REML估计。
2.7 发表偏倚与敏感性分析
使用轮廓增强漏斗图进行潜在小研究效应评估，并在至少十项研究可用时使用整群感知的Egger型元回归，将每个效应估计的抽样标准误作为调节变量。未使用trim-and-fill进行推断性调整。在三级荟萃分析框架内进行敏感性分析：逐一剔除研究的影响分析；使用替代的参与者内配对条件相关性（r_pair = 0.20和0.80）重复完整SMCRP计算；事后环境温度阈值分析在排除22.0–25.0 °C研究（>25 °C子集）和应用更严格的≥28 °C阈值后重新拟合相同的校正三水平REML模型。
2.8 证据确定性
使用GRADE框架分别对每项综合应用五个领域进行评估：偏倚风险、不一致性、间接性、不精确性和发表偏倚。证据基础报告为独特研究、效应量（K）和独特参与者（N）；交叉试验参与者和在同一结局内贡献多个效应的参与者仅计数一次。偏倚风险降级基于贡献于该结局的研究的修订RoB 2判断。不精确性考虑95% CI和合理效应范围以及总N。
2.9 方向标准化
为确保跨结局的解释一致性，所有效应量对齐至获益导向量表。对于较低值表示表现增强的测量（如冲刺时间、总完成时间），Hedges' g估计值乘以?1。正向效应量统一表示有利于CHO-E干预的促力获益。
3. 结果
3.1 研究选择
共识别135,191条记录，去重后91,099条去重记录加载至ASReview进行优先级排序。人工评审员标记611条记录（135条相关，476条无关），达到预设的300条连续无关记录阈值时90,488条记录仍未标记。135条相关记录导出至Zotero，验证后移除52条记录，剩余83篇报告寻求全文获取。52篇报告无法获取全文，31篇报告评估资格。10篇报告因非急性补充、测试指标不明确、未发表灰色文献、对照补充不合格、缺乏表现相关结局、参与者年龄不合适、对照组无补充或环境温度定量报告不足而被排除。最终纳入21项研究。
3.2 研究特征
21项纳入研究涉及316名参与者（282名男性和34名女性），样本量从7到44不等。参与者代表从娱乐活跃个体到训练有素、竞技性和职业性活跃表现者的广泛表现连续体。20项研究使用交叉设计，一项为整群分配平行试验。报告的平均年龄范围为15.6至32.3岁，环境温度范围为22.0 °C至36.0 °C。运动方案包括跑步、骑行、间歇折返跑、重复冲刺测试、Wingate骑行、CMJ和MVC/MVIC评估。
3.3 偏倚风险
基于报告重新评估后，21项研究中有19项（90.5%）总体引起一些关注，两项（9.5%）被判定为高风险，无一项总体低风险。所有21项研究在随机化领域引起一些关注，因为可用报告未充分确立入组和分配前的分配隐藏。20项交叉研究中，周期/残留风险在10项中为低，10项引起一些关注。偏离、缺失结局和结局测量领域总体为低风险。所有研究在报告结果选择方面引起一些关注，因为无法验证揭盲前分析计划。
3.4 次要总体（综合）综合
在次要跨领域总体综合中，使用三水平随机效应模型和REML估计，CHO-E补充与直接运动表现的正向平均差异相关。跨32个效应量、21项研究和316名参与者，合并估计有利于CHO-E补充（Hedges' g = 0.37，95% CI：0.21至0.53，p < 0.001），对应小的平均效应。预测区间更宽且跨越无效值（PI：?0.21至0.96），表明未来可比环境中的效应可能从潜在不利到明确有益。观察到中度异质性（I2 = 46.7%），方差分解表明异质性集中于研究内效应量水平（水平2 = 46.7%），该模型未检测到研究间异质性（水平3 ≈ 0%）。根据GRADE，证据确定性评为低。
3.5 主要结局领域与探索性调节变量分析
3.5.1 主要结局领域分析
主要结局领域分析揭示了清晰的结局依赖性模式。CHO-E补充与有氧耐力的正向平均效应相关（15项研究，21个效应量：Hedges' g = 0.45 [95% CI，0.26至0.64]，p < 0.001）。异质性集中于研究水平（I2-L3 = 42.9%；I2-L2 = 0.0%）。然而预测区间跨越零（PI：?0.16至1.02），GRADE确定性为低。相比之下，无氧耐力（g = 0.19 [95% CI，?0.29至0.66]，p = 0.417）、爆发力（g = 0.18 [95% CI，?0.20至0.55]，p = 0.339）和力量（g = 0.38 [95% CI，?0.15至0.92]，p = 0.155）的估计在统计上不确定。这些领域仅包含2至4项研究和3至5个效应量，总N范围为21至89，置信和预测区间较宽，GRADE确定性为极低。
3.5.2 事后计时赛与时间至力竭分析
严格事后分析包括来自7项研究的12个计时赛/固定做功完成效应和来自5项研究的6个明确时间至力竭效应。两个类别的平均效应均有利于CHO-E：计时赛/固定做功完成，g = 0.41（95% CI，0.12至0.69；p = 0.014；95% PI，?0.11至0.92；I2 = 26.21%）；明确时间至力竭，g = 0.66（95% CI，0.06至1.26；p = 0.038；95% PI，?0.57至1.89；I2 = 59.89%）。两个预测区间均跨越零，时间至力竭估计精度较低且异质性较大。混合效应比较未识别严格测试类别之间的明确差异（β = 0.25，95% CI，?0.26至0.76；p = 0.303）。
3.5.3 环境温度与报告暴露持续时间的元回归
三水平元回归分析显示环境温度和暴露持续时间均未显著调节CHO-E相关的表现差异。环境温度斜率小且不显著（β = 0.013 per °C [95% CI，?0.026至0.052]，p = 0.485）。暴露持续时间同样不显著（β = 0.013 per 10 min [95% CI，?0.035至0.061]，p = 0.565）。两个模型的残余异质性均限于效应量水平。
3.6 敏感性分析
使用r_pair = 0.20、0.50和0.80重复完整交叉计算后合并估计稳定（Hedges' g范围：0.36–0.37；均p < 0.001），尽管较高的r_pair值产生更宽的预测区间和更大的估计异质性。REML和ML产生基本相同的合并估计（两者g = 0.37）。逐一剔除研究分析确认总体表现（g范围：0.34–0.40）和有氧耐力（g范围：0.41–0.49）的效应不受任何单一研究驱动。事后环境温度阈值分析显示排除22–25 °C试验后（>25 °C仅），18项研究、27个效应量和273名参与者产生g = 0.41（95% CI：0.23至0.59；p < 0.001；95% PI：?0.25至1.07；I2 = 51.2%）。在更严格的≥28 °C阈值下，13项研究、19个效应量和188名参与者产生g = 0.36（95% CI：0.11至0.61；p = 0.009；95% PI：?0.47至1.19；I2 = 58.3%）。平均方向保持正向，但两个预测区间均包含无效值且更高限制降低了精度。
4. 讨论
4.1 主要发现与结局特异性解释
本系统综述与三水平荟萃分析评估了在报告环境温度≥22 °C条件下运动期间急性CHO-E补充的效果。给予四个结局领域类别分析主要解释优先级后，最清晰的发现有氧耐力的小正向平均估计值，尽管其预测区间跨越零且证据确定性低。次要跨领域总体综合也产生小正向平均估计值，但应视为合格直接表现结局的广泛总结而非任务特异性或热保护效应。
4.2 指定环境温度范围内的结局特异性发现
在指定环境温度范围内，最清晰的平均表现差异在有氧耐力中观察到。这一模式与长时间运动的底物和液体需求相容，但纳入试验在同一环境条件下比较CHO-E与对照，未在相同补充条件下比较高温与热中性运动，因此不估计CHO-E是否修饰或抵消热本身的因果效应。在有氧耐力内，严格事后分析对计时赛/固定做功完成和明确时间至力竭测试均产生正向平均估计值，但类型间差异不确定。非有氧领域（无氧耐力、爆发力和力量）的证据在统计上不确定，反映稀疏证据和宽区间而非补充无效的证据。
4.3 环境调节变量：超越线性模型的复杂交互
探索性元回归未识别环境温度或暴露持续时间为显著线性调节变量。事后阈值敏感性分析在排除22–25 °C试验和将证据基础限制至≥28 °C后均保留正向平均估计值。然而两个阈值分析的预测区间均跨越零，且证据基础变小后精度下降。热应变是多因素构念，干球环境温度单独提供环境严重程度的不完整描述，需考虑相对湿度、辐射热、气流、服装、代谢产热、暴露持续时间和适应状态。
4.4 证据质量与发现稳健性
数值估计的稳健性通过估计方法、配对条件相关性假设、逐一剔除研究和环境温度阈值进行评估。总体和有氧估计不受单一研究驱动，次要总体均值在两个高温限制下保持正向。然而预测区间跨越零且证据确定性为低或极低，因此平均估计的稳定性不应等同于每个未来环境中获益的确定性。修订RoB 2评估识别19项研究有一些关注和两项高风险，主要重复限制为未报告分配隐藏和缺乏揭盲前确定的可验证分析计划。
4.5 综述优势
本综述使用三水平随机效应模型表示同一研究内多个效应的依赖性，并对交叉和整群分配平行证据应用设计特异性效应量计算。资格排除含独立促力剂的多成分配方，将综合聚焦于CHO-E与白水或无热量安慰剂的比较。环境边界及其局限性现已明确报告，并事后检查了两个高温限制。综合报告置信区间、预测区间、结局特异性GRADE评估和影响分析，区分平均估计与未来设置的不确定性。
4.6 局限性
证据基础受限于小样本量和显著的性别差异（282名男性对34名女性），限制对女性运动员的推广性并阻止充分把握度的性别特异性或非有氧亚组分析。纳入文献在运动测试构念、方案、补充策略和测量范式方面表现出显著异质性。交叉设计的重度依赖要求插补配对条件相关性，尽管敏感性分析表明合并估计在检查值范围内稳定。83篇寻求检索的报告中有52篇无法获取全文，达到预设停止标准时90,488条ASReview记录仍未标记，因此一些合格研究可能未被识别。≥22 °C是操作性资格边界而非通用生理热应激阈值，初级研究对湿度、辐射热、气流、服装、暴露持续时间和适应状态的报告不一致。安全性和不良事件未系统评估。
4.7 实践意义与转化视角
从转化角度看，小平均估计在某些耐力环境中可能具有相关性，但低确定性和跨越零的预测区间排除了普遍获益声明。急性CHO-E可被视为研究温度范围内有氧耐力的一种实用补能和补水选项，当前证据未建立热特异性保护效应。实践建议应保持任务和情境特异性。当前证据对短时、爆发性、无氧和力量结局不确定。CHO-E应补充而非替代已确立的热管理措施，如适应、配速、降温和个体化补水计划。
5. 结论
在报告环境温度≥22 °C的随机试验中，急性CHO-E补充与直接运动表现的小正向平均差异相关，最清晰的估计在有氧耐力中。无氧耐力、爆发力和力量的证据因贡献于这些领域的研究和参与者较少而仍不确定。这些处理比较在同一环境条件下进行，因此不证明CHO-E抵消热诱导的表现下降。排除22–25 °C研究后和≥28 °C时保留正向平均估计值，但预测区间跨越零且精度下降。鉴于低或极低确定性，未来研究应改善性别代表性、环境报告、任务特异性复制和直接高温与热中性交互测试。由于预测区间跨越无效值，某些未来可比环境中的效应可能不存在或不利。
