在炎热环境下长时间骑行时，如果补充的液体不足，会降低计时赛的成绩，这一影响与血清钠浓度无关

《European Journal of Applied Physiology》：Inadequate fluid replacement during prolonged cycling in the heat impairs time trial performance independent of serum sodium concentrations

　　摘要
目的：体液丢失量达到或超过2%（BML）时，可能会影响在高温环境下的骑行表现；然而，目前尚不清楚这主要是由于体液本身的不足，还是由于伴随发生的血清钠浓度（S[Na+]的升高所致。为了区分这两种效应，我们研究了60%（60FR）与80%（80FR）的补液策略对骑行表现的影响，这两种策略分别旨在实现超过2%和低于2%的BML，并通过个性化的钠摄入量来匹配实验条件下的S[Na+]水平。

方法：
11名男性自行车手（平均年龄35±6岁，最大摄氧量V?2max为58±5 ml·kg?1·min?1）完成了两次试验。每次试验包括180分钟的骑行（在90%的低体温阈值（LT1）下，温度32°C，湿度50%），随后进行一次与骑行强度相匹配的时间赛（TT）。参与者分别摄入了预计体液丢失量的60%或80%，同时补充钠元素以维持预期的S[Na+]浓度。研究指标包括体液丢失量（BML）、S[Na+]、血浆体积变化（?PV）、直肠温度（Tre）和皮肤温度（Tsk）、全身出汗率（WBSR）以及TT的表现。

结果：
在所有时间点上，60FR组的BML都显著更高（P<0.01），而S[Na+]在两次试验中保持稳定（P=0.07）。在80FR组中，补液前期的血浆体积变化（?PV）较小；从120分钟开始，直肠温度（Tre）较低；TT期间的皮肤温度（Tsk）和全身出汗率（WBSR）均高于60FR组（所有P<0.05）。80FR组的TT完成时间快了8±10%（分别为1793±174秒和1968±246秒，P=0.02）。

结论：与保持BML低于2%的情况相比，导致BML超过2%的补液策略会损害在高温环境下的体温调节能力和骑行表现，尽管S[Na+]水平没有差异。

引言：
在长时间耐力运动中，体液和电解质的平衡会直接影响运动表现和安全性。体液丢失量达到或超过2%（BML）会降低耐力表现（Cheuvront等人，2003年；Sawka等人，2007年；James等人，2019年），尤其是在高温条件下（Kenefick等人，2010年）。研究表明，即使参与者不知道自己的脱水状况，表现也会受损（James等人，2017年；Funnell等人，2019年）。低血容量似乎是导致这些运动表现下降的关键生理机制（James等人，2019年），因为血浆体积（PV）的减少会增加心血管和热负荷（Montain等人，1998年；Roy等人，2000年），并可能影响骨骼肌的血液供应（González-Alonso等人，1998年）。在热应激下，低血容量还会减少皮肤血流量（SkBF）（Fortney等人，1981年；Fortney和Vroman，1985年），可能阻碍汗液分泌（Sawka等人，1985年）并增加体内热量积累。脱水通常伴随着血清渗透压（Sosm）和血清钠浓度（S[Na+]的升高（Montain和Coyle，1992年），因为汗液是低渗的（Adrogué和Madias，2000年；Sawka等人，2015年）。高渗透压可能会通过提高出汗启动的体温阈值进一步损害体温调节能力（Fortney等人，1984年；Lynn等人，2012年）。然而，数学模型预测（Kurtz和Nguyen，2003年；Montain，2006年；McCubbin，2022年），在长时间运动（>3小时）且补液速率较高（≥1 L·h?1）的情况下，即使总体水分（TBW）减少，S[Na+]也可能保持稳定甚至下降。与这些预测一致，尽管关于非渗透活性钠储存对S[Na+]贡献的争论仍在继续（McCubbin，2021年），但在超耐力运动员中确实观察到了低血容量引起的低钠血症（Hew-Butler等人，2017年；Johnson等人，2023年）。

鉴于高补液速率理论上可以防止S[Na+]上升，因此有可能将TBW含量对表现和生理反应的影响与S[Na+]的变化区分开来。迄今为止，这种区分尚未直接得到验证。尽管BML是补水指南中使用的标准指标（Sawka等人，2007年），但不同个体的出汗率差异很大，因此达到特定BML所需的补液量也明显不同（Baker，2017年；McCubbin，2022年）。然而，如果目标是维持稳定的S[Na+]（如从机制上区分TBW和S[Na+]的影响所需），那么按照出汗损失的百分比来规定补液量可能更为合适。这种方法可以避免在需要较少液体来维持特定BML的个体中S[Na+]的显著升高（Kurtz和Nguyen，2003年；McCubbin，2022年），从而更精确地控制S[Na+]的水平。例如，在某种条件下提供足以稀释S[Na+]的补液量（约80%），在另一种条件下提供几乎不会改变S[Na+]的补液量（约60%），并在预期S[Na+]稀释时给予个性化的钠摄入量（McCubbin，2022年），这样就可以比较不同TBW水平下的S[Na+]表现。

本研究的主要目的是比较两种补液策略（60%的体液丢失量；60FR vs 80%的体液丢失量；80FR）在高温环境下的骑行表现、生理反应和主观感受，这两种策略会导致不同的BML/TBW损失，但实验间的S[Na+]水平保持一致。通过数学建模（McCubbin，2022年）预测S[Na+]的稀释情况，实现了实验间S[Na+]的稳定性。

参与者特征和纳入标准：
使用之前的一项补水研究（Logan-Sprenger等人，2015年）的性能数据进行了先验功效计算（G*Power 3.1，α=0.05，功效为90%），该研究包含了一次与本实验工作强度相似的时间赛（6 kJ·kg?1 vs 6.1±0.7 kJ·kg?1）。据此确定样本量为11人。纳入的11名男性自行车手均未适应高温环境，属于第二或第三训练水平（McKay等人，2022年）。参与者的平均年龄为35.0±6.4岁，体重为76.0±6.6 kg，体脂率为15.3±4.0%，身高为180.4±5.5 cm，最大摄氧量为58±5 ml·kg?1·min?1。纳入标准包括每周至少6小时的骑行训练，且训练时间超过3年。由于月经周期相关的激素波动可能影响体温调节（Baker等人，2020年）和体液/电解质平衡（Rodriguez-Giustiniani等人，2022年），因此本研究未纳入女性参与者。排除标准包括最大摄氧量（V?O2max）<45 ml·kg?1·min?1、吸烟、血压>140/90 mmHg以及影响汗腺/肾功能的疾病。在开始数据收集之前，已获得贝德福德郡大学体育与身体活动研究伦理委员会的批准（批准编号：2023ISPAR005）。所有参与者均签署了书面知情同意书，数据收集符合赫尔辛基宣言的要求。所有参与者完成了四次访问（图1）。实验在一天中的同一时间进行，采用双盲、计算机生成的随机顺序。

图1：每次访问的主要事件顺序和内容概览。第二次访问中的时间赛是为了让参与者熟悉环境，以减少学习效应。

饮食和运动控制：
在每次实验室试验前的48小时内，参与者重复他们的饮食和体力活动，并将记录在日志中，这些日志由首席研究员收集。参与者在到达实验室前在家准备了标准化的早餐：两包38.5克的燕麦片（Quaker Oat So Simple Big Bowl，Quaker Oats，芝加哥，IL，美国），加入490毫升牛奶，再饮用500毫升瓶装水。标准化早餐的总体营养成分如下：能量698千卡，碳水化合物91克，蛋白质30克，脂肪17克，钠204毫克，总液体990毫升。参与者在每次访问前24小时内避免饮酒和剧烈运动，并在试验前24小时内避免摄入咖啡因（Hunt等人，2021年）。

初步访问：
测量了血压（Omron Evolv，HEM-7600 T-E，MRON Healthcare Europe BV）和身高（Harpenden，HAR-98.602，Holtain）。使用生物电阻抗分析仪（SECA mBCA515，SECA Group，汉堡，德国）评估了体重（BM）和体脂率（BF）。随后，参与者在温和条件下（温度21.4±1.2°C，湿度50.7±9.4%）的自行车测力计上完成了两阶段的递增运动（Lode Excalibur Sport，荷兰）。在每个4分钟阶段的最后30秒内采集了毛细血管乳酸样本（Biosen C-Line，EKF Diagnostics，卡迪夫，英国）。通过视觉检查确定了第一个乳酸阈值（LT1）（Davis等人，2007年）。两位研究人员独立评估了LT1，并达成共识（195±20 W）。休息10分钟后，测量了最大摄氧量（V?O2max，58±5 ml·kg?1·min?1）和峰值功率输出（PPO，391±37 W）。在整个第二阶段进行了呼气气体分析（Cortex Metalyzer，莱比锡，德国），以30秒内的最高V?O2值作为最大摄氧量（Newell等人，2015年）。

汗液特征访问：
到达后，参与者排空膀胱并测量了尿液渗透压（Uosm）（Atago-Vitech-Scientific，Pocket-PAL-OSMO，HaB-Direct，Southam）。运动前的充分补水定义为Uosm≤600 mOsm·kg H2O?1（Aldous等人，2016年）；如果超过此值，则提供250毫升水，并在参与者能够再次排尿时重新测量Uosm。使用生物电阻抗分析仪（SECA mBCA515）评估了总体水分（TBW），并使用针对训练有素的男性耐力运动员的氘稀释回归方程进行了校正（McCubbin和Nguo，未发表）。参与者在90%的LT1下（176±18 W；PPO的45±5%）的功率下骑自行车一小时，环境温度为32.0±0.4°C，湿度为54.1±4.8%，风速为1.4–1.6 m·s?1。在骑行过程中没有补充液体。在15分钟和45分钟时分别采集了呼气气体样本。30分钟后，参与者停止骑行约3分钟，以便在身体右侧和左侧的前臂中部和大腿前部贴上5×7厘米的吸湿贴片（Tegaderm+Pad，3M Health Care，美国）。贴片部位在运动前剃毛，并用去离子水冲洗干净。60分钟后，用预先用去离子水冲洗并干燥的镊子取下贴片，放入Salivette?管（Sarstedt，Nümbrecht，德国）中，以4000转/分钟的速度离心10分钟以提取汗液。右侧贴片用于测定全身汗液电解质，如果右侧贴片粘附不佳，则使用左侧贴片。

运动后：
收集了运动后的尿液（0.238±0.093 L），并测定了尿液中的钠（[Na+]（27.54±18.45 mmol·L?1）和钾（[K+]（34.53±13.74 mmol·L?1）。全身汗液损失（WBSL）通过考虑摄入的碳水化合物咀嚼片（PF 30 Chews Original，Precision Fuel and Hydration，Christchurch，英国）的质量、由于代谢氧化导致的质量损失（Jeukendrup和Wallis，2005年；Maughan等人，2007年）、呼吸水分损失（Mitchell等人，1972年）以及代谢产生的水分（Maughan等人，2007年）来计算。

实验访问：
运动前的Uosm分析和TBW测量程序与汗液特征访问相同。在肘前静脉插入了外周静脉导管（Verastus-WP，Terumo，比利时），并连接了一根单腔延长管（Octopus 1，Vygon，法国）。

次最大负荷预负荷运动：
参与者在90%的LT1下骑行3小时，分为三个1小时的阶段，期间短暂休息以测量尿液和体重。骑行在环境室内进行，环境温度（80FR组31.9±0.4°C；60FR组31.9±0.1°C，P=0.286）和湿度（80FR组52.6±1.9%；60FR组51.6±2.2%，P=0.288）在两次试验间没有显著差异。在每个1小时的测试时段内，贴片会在30分钟内进行更换：第1小时为30-60分钟，第2和第3小时为0-30分钟，因为此时出汗量应该已经达到稳态（Baker 2017）。所有贴片的贴放、移除和部位准备都按照标准程序进行。测量频率和进食策略如图2所示。

实验试验的时间线显示了测量频率和营养策略。摄入的胶囊根据估计的血清钠浓度含量，可能含有氯化钠或为空胶囊（McCubbin 2022）。CHO表示碳水化合物，HR表示心率，Tsk表示皮肤温度，Tre表示直肠温度。

水分和钠（Na+）的摄入策略基于标准程序中通过汗水和尿液流失的预计量。在三个小时的预加载期间，水分和钠以12个相等的剂量摄入（表1）。选定的补充水平（60%和80%）是根据试点测试期间测量的体重基线水分损失（WBSR）来确定的。计算表明，这些水平平均会导致体重增加（BML）分别高于和低于2%，从而使得试验结果能够跨越通常引用的表现阈值。在两个试验中，钠的补充量都是使用已建立的数学模型计算的（Kurtz和Nguyen 2003；McCubbin 2022）。当模型预测仅靠饮水无法维持钠浓度（S[Na+]时，就会补充钠，以确保尽管总体水分损失（TBW）不同，试验间的钠浓度可进行比较。根据试点数据和耐力运动员汗液中钠浓度的已知生理范围（Baker 2017；Barnes等人2019），这些补充水平预计会在试验间产生不同的钠需求。具体来说，80FR的试验中所有参与者都需要补充钠，而60FR的试验中大多数参与者的钠浓度变化很小，只有在汗液中钠含量较高的参与者（>约65 mmol?L?1）才需要额外补充钠。钠的需求量使用以下公式计算（McCubbin 2022）：

$$\begin{gathered} Na^{ + } {\text{摄入量}} = \frac{{\left[ {TBW_{{post}} \times \left( {S_{{\left[ {Na^{ + } } \right]post}} + 23.8} \right)} \right] - \left[ {TBW_{{pre}} \times \left( {S_{{\left[ {Na^{ + } } \right]pre}} + 23.8} \right)} \right]}}{{1.03}} \quad + (Na^{ + } {\text{丢失量} + K^{ + } {\text{丢失量} - K^{ + } {\text{摄入量}) \end{gathered}$$

其中pre和post分别表示运动前和运动后；Na+和K+的丢失/摄入量以mmol为单位；TBW表示总体水分量（L）。原始公式（Kurtz和Nguyen 2003；McCubbin 2022）使用的是血浆中的钠浓度，但由于在Kurtz-Nguyen公式的实验室验证中测量的是血清中的钠浓度（Baker等人2008），因此这里使用的是血清中的钠浓度。

钠通过12粒不透明的羟丙基甲基纤维素胶囊（大小1，长度约19.4毫米，体积0.50毫升；YourSupplements，英国斯托克-昂-特伦特）在3小时内提供给参与者。如果模型预测参与者在试验期间不需要钠来维持钠浓度，就会提供空胶囊。每份水和胶囊都配备了碳水化合物咀嚼片，以提供180分钟运动所需的能量（60克/小时碳水化合物，总计195克；PF 30 Chews Original，Precision Fuel and Hydration，英国基督城）。在试验开始前，参与者会再摄入15克碳水化合物咀嚼片。试验期间可以随意饮用最多3升水，但不允许摄入胶囊或碳水化合物。预加载和试验期间摄入的所有饮料都存放在冰箱中，直到饮用时（饮料温度约为6-7摄氏度）。

直肠温度（Tre）使用一次性直肠热敏电阻器测量（Henleys, 400H，Henleys），插入肛门括约肌后10厘米处。皮肤温度（Tsk）使用iButton?无线热敏电阻器测量（Maxim Integrated Products, Inc.，美国加利福尼亚州桑尼维尔），放置在身体的四个部位（腓肠肌、肱三头肌、股直肌和胸大肌），以计算平均皮肤温度（Ramanathan 1964）。Tsk、Tre和心率（HR）（Polar H10，Polar Electro Oy，芬兰肯佩莱）每30分钟测量一次，在预加载期间以及试验完成20%的工作目标时也进行测量。每小时以及试验后测量口渴感（Engell等人1987）、热舒适度（Attia等人1980）和主观劳累程度（RPE；Borg 1982）。每小时和试验后抽取静脉血样。抽取5毫升血液样本放入血清分离管（SST? II Advance；BD Vacutainer?，Becton, Dickinson and Company，美国新泽西州弗兰克林莱克斯），并在室温下放置30分钟。抽取6毫升血液样本放入EDTA处理过的管子（K? EDTA 10.8 mg；BD Vacutainer?，Becton, Dickinson and Company，美国新泽西州弗兰克林莱克斯），并在冰上放置30分钟。每次抽血后，用1毫升无菌盐水（0.9% NaCl；PosiFlush?，BD，新泽西州弗兰克林莱克斯）冲洗导管，以保持其通畅。在后续抽血前，会丢弃2毫升血液以避免稀释。所有其他血液样本都是在参与者仰卧时抽取的。

参与者在每小时结束时和试验后排尿，然后擦干皮肤并测量裸体体重（保留一位小数；TANITA Corporation，日本东京）。并非所有参与者都能在每个时间点排尿：有一个人在120分钟时无法排尿，两个人在180分钟时无法排尿，还有一个人在试验后无法排尿。

每小时在15分钟和45分钟测量呼出气体，以估计非汗液对体重变化的贡献，这与标准程序中的做法相同。试验期间没有测量呼出气体，因此体重基线变化（WBSL）根据以下公式进行了校正：

$$\text{WBSL }= \Delta \text{BM }\times 0.20\text{g}\cdot \text{kcal}{}^{-1}$$

其中0.20 g?kcal?1代表通过呼吸水分损失和气体交换估计的非汗液质量损失（Cheuvront和Montain 2017；Cheuvront和Kenefick 2017）。试验期间的能量消耗（kcal）使用已发布的公式估算（Van Hooren等人2023）。试验期间的WBSL除以运动时间，得到全身汗液分泌率（WBSR）。

试验包括在尽可能短的时间内完成特定的工作目标，除了在完成50%、75%和90%时通知参与者之外，没有其他口头激励。工作目标相当于以65%的最大功率（PPO）骑行30分钟。工作目标和线性因素按照之前的方法计算并输入Lode Ergometry Manager中（Newell等人2015）。

如果直肠温度（Tre）超过39.7°C，试验就会终止，这种情况在60FR试验中有一名参与者发生，在80FR试验中有另一名参与者发生。还有第三名参与者由于腿后肌抽筋无法完成整个工作目标。在这三种情况下，当完成的工作目标超过95%（96.3±1.2%）时，试验就会终止。因此，这三位参与者的工作目标被调整到他们提前终止试验时完成的工作量，以便在试验间进行公平比较。

从每小时抽取的全静脉血样中立即分析血红蛋白浓度（HemoCue Hb 201+；HemoCue AB，瑞典安格尔霍姆）和血细胞比容（Microcentrifugation；Hawksley Microhematocrit Centrifuge，英国沃辛），以计算相对于基线的血浆体积变化（?PV）（Dill和Costill 1974）。离心后立即使用离子选择性电极测量血清中的钠浓度（S[Na+]、钾浓度（S[K+]）和氯浓度（S[Cl?]（Prolyte Electrolyte Analyzer，Diamond Diagnostics，匈牙利）。由于获取和分析样本的困难，两名参与者的数据被排除在两项试验之外（N=9）。

首先评估尿液样本的体积和渗透压（Uosm）。离心后，尿液样本与尿液稀释剂（Diamond Diagnostics，匈牙利）按1:10的比例稀释，然后使用离子选择性电极分析尿液中的钠（Na+）、钾（[K+]和氯（[Cl?]（Prolyte Electrolyte Analyzer，Diamond Diagnostics，匈牙利）。

局部汗液分泌率（LSR）通过将Tegaderm的质量变化除以贴片面积和贴片应用长度来计算（Smith和Havenith 2011）。使用离子选择性电极测量汗液中的钠（Na+）和钾（[K+]（LAQUATwin，Horiba，日本京都）。使用回归方程将局部汗液中的钠（Na+）和钾（[K+]值转换为估计的全身值（Baker等人2009）。

数据以平均值±标准差（SD）表示，统计分析使用IBM SPSS Statistics（芝加哥，IL）完成，P<0.05被视为统计学上显著。对于有多个时间点的变量，使用线性混合模型来确定条件、时间和交互作用效应。线性混合模型允许缺失数据点，灵活建模协变量结构，并考虑参与者之间的差异（Vandenbogaerde和Hopkins 2010；Aldous等人2016；West等人2022）。当存在显著交互作用时，使用Sidak调整后的事后检验来确定条件和/或时间之间的差异。在每种情况下，选择Hurvich和Tsai标准（AICC）最低的模型作为最合适的模型，符合简约原则。通过检查Q-Q图来评估残差的正态性。对于只有一个时间点的变量，使用配对t检验，并检查Q-Q图以确认正态性。对于环境温度的比较，由于正态性不成立，使用了Wilcoxon符号秩检验。当量化试验间变量的差异时，以平均差异及其95%置信区间表示。

基线测量结果显示，80FR和60FR组的基线渗透压（Uosm）、体重（BM）、总体水分量（TBW）和血浆体积变化（?PV）在试验间没有显著差异（P≤0.039）。与80FR相比，60FR在所有时间点都显著降低了基线体重（P≤0.034；图3a），特别是在180分钟（2.5±0.5 vs 1.4±0.5%）和试验后（2.6±0.9 vs 1.7±0.8%）。从60分钟开始，80FR组的总体水分量（TBW）也高于60FR组（P≤0.01；图3b），并且在预加载后总体水分量高出1.0升（95%置信区间：+0.7至+1.4升）。在预加载期间，所有时间点的?PV在两组间都有差异（P≤0.033），但在试验后没有差异（P=0.076）。预加载后，80FR组的PV减少幅度减少了5%（95%置信区间：-2至-8%）。对于口渴感，时间和试验都有影响（P≤0.013），60FR组在所有时间点的口渴感都更高，但没有交互作用（P=0.418；图3d）。

图3显示了80FR和60FR组在180分钟预加载运动期间以及试验后的体重变化（A）、总体水分量变化（B）、血浆体积变化（C）和口渴感（D），以及试验期间随意摄入的液体量（E）。*表示试验间在时间点上有显著差异（P<0.05），#表示试验的效应显著（P<0.05），ns表示没有显著差异（P>0.05）。血浆体积测量的样本量为n=9，但图中显示的所有其他测量的数据集完整（n=11）。

试验期间随意摄入的液体量在两组间没有显著差异（80FR 0.839±0.485升，60FR 0.949±0.487升，P=0.167，图3e）。试验期间随意摄入的液体量足以维持预加载后的水分水平，因为两组在180分钟和试验后的体重（?BM和TBW）没有显著差异（P≥0.544；图4a和图4b）。

图4显示了80FR和60FR组在180分钟预加载运动期间以及试验后的血清钠（A）、钾（B）和氯（C）浓度。#表示试验的效应显著。n=9，因为两名参与者的血液样本难以获取/分析。

血清电解质浓度显示，钠（S[Na+]随时间保持稳定（P=0.566），在试验间没有差异（P=0.303），也没有显著的交互作用（P=0.067；图4a）。为了达到这种钠浓度的稳定性，80FR组的所有参与者都需要补充钠（29.66±26.25 mmol?h?1），而60FR组只有3名参与者需要补充钠（4.34±10.52 mmol?h?1）。两种试验中血清钾（S[K+]）都从基线显著增加（P<0.001），但两组之间的反应相似（P=0.086；图4b）。对于S[Cl?]来说，试验（P = 0.002）和时间（P < 0.001）有影响，但没有交互作用（P = 0.890；图4c）。在两次试验中，体温调节变量Tre和Tsk从基线开始显著增加（时间效应，两者P < 0.001）。然而，Tre和Tsk的变化过程在两次试验之间有所不同（交互效应，P ≤ 0.049）。从120分钟开始，Tre的反应在两次试验中出现了分歧（P ≤ 0.012），在80FR条件下，参与者的Tre在预负荷结束时低0.30°C（95%置信区间：-0.47至-0.13°C）。在80FR条件下，TT期间的Tre也低于60FR条件（P ≤ 0.007）。在预负荷期间和TT的早期阶段，Tsk在两次试验之间没有差异（P ≥ 0.072），但在TT进行到60%、80%和100%时，80FR条件下的Tsk更高（P ≤ 0.021）。心率在运动期间增加（时间效应，P < 0.001）；然而，心血管漂移的幅度在两次试验之间有所不同（交互效应，P = 0.045；图5c）。具体来说，与60FR相比，80FR条件下的心率在预负荷期间的120分钟和180分钟时更低（P ≤ 0.034），但在其他时间点没有差异（P ≥ 0.063）。

图5：该图像的替代文本可能是使用AI生成的。全尺寸图像显示了在180分钟预负荷运动期间以及每次完成20%工作目标时，每30分钟的直肠温度（A）、皮肤温度（B）和心率（C），分别对应80FR（80%液体补充）和60FR（60%液体补充）条件。* = 试验之间在时间点上的显著差异（P < 0.05），# = 试验的显著效应（P < 0.05）。

尿液和汗液损失：在稳态和TT后（排除基线值），80FR条件下的总尿量更高（0.609 L ± 0.332 L vs 0.413 ± 0.236 L，P = 0.011）。然而，总尿钠损失（80FR 18.43 ± 11.04 mmol；60FR 11.02 ± 3.97 mmol，P = 0.055）和总尿钾损失（80FR 26.21 ± 9.33 mmol；60FR 21.85 ± 9.15 mmol，P = 0.107）在两次试验之间没有差异。绝对WBSL值和时间校正的WBSR值显示在图6a和b中。WBSL在两次试验之间没有差异；然而，观察到WBSR的交互效应（P = 0.01；图6b），在TT期间80FR条件下的WBSR显著更高（P = 0.001），尽管在预负荷期间没有差异。尽管在两次试验中运动过程中汗液电解质浓度（[Na+]和[K+]都有所增加（时间效应，两者P < 0.001），但两者在两次试验之间没有差异（P ≥ 0.137；图6c和图6d）。大腿和前臂的LSR在两次试验之间也没有差异（P ≥ 0.181），如图6e和f所示。

图6：该图像的替代文本可能是使用AI生成的。全尺寸图像显示了在180分钟预负荷运动期间以及每次完成20%工作目标后，80FR（80%液体补充）和60FR（60%液体补充）条件下的全身汗液损失（A）、全身汗液率（B）、估计的全身汗液钠浓度（C）、估计的全身汗液钾浓度（D）以及大腿（E）和前臂（F）的局部汗液率。

感知指标：随着时间的推移，热舒适度和RPE都有所增加（两者P < 0.001），但在两次试验之间没有差异（P ≥ 0.523；图7a和b）。

图7：该图像的替代文本可能是使用AI生成的。全尺寸图像显示了在180分钟预负荷运动期间以及TT后，80FR（80%液体补充）和60FR（60%液体补充）条件下的感知努力程度（A）和热舒适度（B）的评分。

TT表现：在80FR条件下，完成时间快了8% ± 10%，平均提高了175秒（95%置信区间：-30至-321秒，图8a）。与60FR相比，80FR条件下的平均功率高22瓦（95%置信区间：+4至+39瓦，图8b）。每完成20%工作的完成时间受到时间和试验的效应（P < 0.001和P = 0.012），但没有交互作用（P = 0.660；图8c）。

图8：该图像的替代文本可能是使用AI生成的。全尺寸图像显示了在80FR（80%液体补充）和60FR（60%液体补充）条件下，TT期间的总完成时间（A）、平均功率输出（B）以及完成每个20%段落所需的时间（C）。

讨论：本研究比较了在高温下骑行3小时时，补充60%（60FR）与80%（80FR）液体损失对骑行表现和体温调节反应的影响，同时个性化了Na?的摄入量以保持S[Na+]的稳定性。尽管S[Na+]保持一致，但60FR条件下的更大脱水程度损害了随后的TT表现：完成时间快了8%（-175秒，95%置信区间-321至-30秒，图8a），平均功率高22瓦（95%置信区间+4至+39瓦，图8b）。这些发现表明，脱水及其导致的低血容量可能会独立于S[Na+]的变化而影响耐力表现。预负荷后，80FR条件下的BML减少了1.0%（95%置信区间-0.7至-1.3%，图3a），TBW增加了1.0升（95%置信区间+0.7至+1.4升，图3b），PV的减少幅度约为5%（95%置信区间-2至-8%，图3c）。在大多数耐力运动情况下，低渗性汗液损失会增加S[Na+]和Sosm，这被认为是激活一系列生理反应并最终加速疲劳的重要因素（James等人，2019年）。然而，在本研究中，尽管S[Na+]随时间和试验保持稳定，但80FR条件下的TT表现仍然有所改善（-175秒；+22瓦）。综合这些数据表明，较小的TBW和PV减少可以合理解释观察到的表现优势，这独立于S[Na+]的变化。这支持了先前的一致观点，即BML ≥ 2%在高温下会对表现产生不利影响（Cheuvront等人，2003年；Sawka等人，2007年；James等人，2019年），表明足够程度的TBW减少和低血容量可能会影响表现。尽管无法确定额外液体和Na?对观察到的水分和表现变化的独立贡献，但80FR条件下较高的Na?剂量可能有助于增加血管内液体保留（Stachenfeld，2008年），从而减轻PV的减少。未来的工作应该匹配试验间的液体摄入量，并将个性化Na?补充与安慰剂进行比较，以分离Na?的效应。另一个重要问题是，长时间耐力运动期间Na?的摄入是否会影响自由饮水行为，从而间接影响表现。一些证据表明，Na?可能会刺激液体摄入并改善野外耐力环境中的水分平衡（Cosgrove和Black，2013年；Del Coso等人，2016年）。然而，在高温条件下进行的受控实验室研究的数据仍然有限。

预负荷后，80FR条件下的Tre低0.30°C（95%置信区间-0.47至-0.13°C，图5a），尽管在预负荷期间WBSL、WBSR、LSR或汗液电解质没有差异，这表明改变的汗液反应并不是导致TT前Tre升高的原因。相反，60FR条件下更大的低血容量可能降低了SkBF（Nadel等人，1980年；Fortney等人，1981年；Montain和Coyle，1992年；Sawka等人，2001年），这一点得到了TT期间60FR条件下Tsk较低的证实。皮肤灌注的减少会妨碍对流和辐射散热（Roberts和Wenger，1979年；Sawka等人，1984年）以及内部核心到皮肤的热传递（Nadel等人，1980年），这可能解释了60FR条件下体内热量储存的增加。我们的数据基于先前的研究，即利尿剂引起的等渗性脱水可以增加Tcore（Nadel等人，1980年），表明即使S[Na+]没有变化，运动引起的脱水和低血容量增加也会提高Tcore。然而，高渗性可能会加剧这些Tcore的增加（Périard等人，2021年）。尽管S[Na+]相当，但由于60FR条件下的脱水加剧，口渴感更强（图3d），尿量更低（图3d），这可能是由于低血容量造成的。即使Sosm没有同时变化，PV减少8-10%也会增加口渴感（Hughes等人，2018年），这与60FR条件下约10-11%的PV变化一致。60FR条件下基线口渴感略高（尽管不显著）也可能有所贡献，因为随后两次试验中的口渴变化相似。尽管如此，TT期间的自由饮水行为没有受到影响，表明口渴效应不足以增加自愿饮水。低血容量还会降低肾灌注（Smith等人，1952年），从而降低肾小球滤过率（Leatherby等人，2021年），这与渗透调节无关。因此，60FR条件下尿量较低可能反映了肾灌注的变化，而不是渗透或激素的变化。

研究结果表明，在高温条件下，骑行者应尽量补充足够的液体以将BML控制在<2%，并个性化Na?的摄入量以维持S[Na+]，从而减轻PV/TBW的损失，降低Tcore，从而提高功率输出。对于那些在长时间努力中难以将BML控制在2%以内的运动员来说，摄入额外的Na?可能是有必要的，以刺激口渴感和自愿饮水。从业者应注意，仅仅为了防止S[Na+]和Sosm的增加而饮水可能不足以优化表现。鉴于口渴主要是由S[Na+]和Sosm的变化驱动的（Stachenfeld，2008年），这些结果表明，“按口渴感饮水”可能并不总是足以防止在高温下骑行表现下降。实际上，补水策略应目标是将BML控制在<1-2%，即使理论上可能会出现更大的损失。例如，当总液体损失≥约5升且全身汗液[Na+]≥约50 mmol/L时（McCubbin，2025年），运动员可能需要摄入更多的Na?。

局限性：参与者并未完全了解自己的水分状态，尽管液体补充的差异很小（约每15分钟70毫升），只有2/11的参与者注意到了这些差异，且没有参与者注意到胶囊中NaCl含量的差异。汗液贴片仅保留了30分钟，而不是评估其饱和度，如果贴片因汗液过多而饱和，可能会低估汗液[Na+]（Baker，2017年）。然而，平均汗液[Na+]值在耐力运动员的标准偏差范围内（Barnes等人，2019年），表明汗液渗出或样本蒸发/污染不太可能显著影响结果。此外，所有汗液样本的[K+]值<10 mmol/L，表明在采样过程中不太可能发生渗出或污染（Baker，2017年）。还应考虑到姿势可能会影响?PV值的解释（Reynolds等人，2025年），因为基线样本是在仰卧位获取的，后续样本是在骑行过程中收集的。然而，采样姿势在两次试验中是相同的，确保了试验间的有效比较。缺乏直接的Sosm测量也是一个限制因素，因为身体水分调节和 compartmental 分布主要由渗透刺激控制（Verbalis，2003年）。然而，S[Na+]和S[Cl?]对Sosm的影响最大，合计占细胞外渗透压的约80%（Rowe，2018年），因此这些主要渗透决定因素得到了量化。最后，缺乏SkBF或中心疲劳指数的直接测量限制了对机制的解释。未来的研究应优先考虑这些变量，以研究低血容量和血清渗透压/电解质含量的独立效应。

这些发现特定于在受控实验室热应力下训练的男性骑行者，因此可能不适用于女性、其他人群或在太阳辐射、气流和补水机会不同的野外条件。对于那些提前终止试验的三名参与者，他们完成的工作量进行了标准化，这也可能在比较试验间的配速策略时引入潜在的局限性。

结论：在高温下骑行3小时期间，补充60%的液体损失导致BML约为2.5%，低血容量更大，Tre更高，并且与补充80%液体相比，随后的TT表现受损（约1.5% BML）。尽管个性化Na?的摄入量在试验间保持了相当的S[Na+]，但这些差异仍然存在。总体而言，这些发现表明，不足的液体补充导致低血容量可能会损害高温下的体温调节和骑行表现，即使S[Na+]保持稳定。