综述：在高温环境下进行耐力运动时补充碳水化合物：一项系统综述及实用建议

《Journal of the International Society of Sports Nutrition》：Carbohydrate supplementation for endurance exercise in the heat: a systematic review with practical recommendations

　　**摘要**
背景与目标：热应激会损害耐力运动的表现。尽管相关机制尚未完全明了，但热诱导的糖原分解增加可能起着一定作用。因此，在炎热环境中进行耐力运动时，碳水化合物补充的建议可能会有所不同。本系统评价旨在探讨碳水化合物补充对炎热环境中耐力表现的有效性。

**方法**
通过电子数据库（包括PubMed、Cochrane Library、MEDLINE和SPORTDiscus）搜索截至2026年4月14日的文献，以评估在热应激条件下碳水化合物补充对耐力表现的影响。纳入的标准为：参与者健康、年龄在18至65岁之间，并且至少具有业余运动习惯。炎热环境定义为环境温度超过23°C。研究需要包含持续超过30分钟的耐力训练以及直接的性能测量方法。这一选择基于证据表明，在热应激下约40分钟后糖原储备会受到压力。共识别出3151条记录，其中9项随机交叉研究符合纳入标准。使用Cochrane协作组的偏倚风险评估工具对研究进行了偏倚风险评估。提取了主要结果（耐力表现和碳水化合物氧化率）和次要结果（包括胃肠道症状、体温调节和水合标志物）。计算了平均碳水化合物摄入量，并进行了叙述性综合分析。

**结果**
平均碳水化合物摄入量在14至140克/小时之间，运动试验持续时间介于约50至152分钟之间。碳水化合物补充对耐力表现的效果尚无定论：5项研究发现碳水化合物补充有显著效果（结束时间提前13.4%–19.3%，时间试驾成绩提高3.3%–12.7%），而4项研究未发现显著效果。尽管效果不显著，但有3项研究报告平均改善了6.7%–11.6%，这对精英运动员可能具有重要意义。大多数研究显示，在不同试验间呼吸交换比率没有差异，表明运动主要依赖糖原储备，这与现有文献一致。在热环境下进行运动时摄入碳水化合物并未影响水合标志物、体温调节或疲劳程度。鉴于先前的研究表明在炎热环境中的耐力赛事中胃肠道症状较为常见，所评估的9项研究中有7项未调查胃肠道症状，这对解释研究结果具有重要影响。总体而言，结果表明碳水化合物摄入可能不会减少热环境中的糖原分解。未来研究应有助于更好地理解其潜在原因，包括胃肠道不适的调节作用。

**结论**
在热环境下进行耐力运动时摄入碳水化合物并不能一致性地改善运动表现。根据现有文献，运动员应关注运动过程中的水分保持和肠道训练。未来的研究应填补研究空白，例如测量胃肠道症状、热环境下外源性碳水化合物的利用机制以及不同类型的运动（如跑步），以便制定出基于证据的可靠建议。

**关键词**：碳水化合物；耐力；胃肠道不适；热；表现；体温调节该过程始于一个顶部的水平黄色矩形，上面标注着“通过数据库和登记册识别研究”。在其下方，一个白色矩形显示“通过数据库筛选识别的记录（n=3151）”。一个箭头从这个框指向右侧，标有“作为重复项移除的记录（n=1462）”。另一个箭头向下指到“经过筛选的记录（n=1689）”。从“经过筛选的记录”中，一个箭头向右指到一个大的白色矩形，列出“被排除的记录（n=1638）”，并列出了12个原因及其数量，例如“427：非人类参与者”和“351：无碳水化合物干预”。另一个箭头从“经过筛选的记录”向下指向“需要检索的报告（n=51）”。这个框中的另一个箭头向右指到“无法获取全文的记录（n=1）”。还有一个箭头向下指向“评估资格的报告（n=50）”。从这个框中，一个箭头向右指到一个大的白色矩形，详细列出“被排除的全文文章：（n=41）”，并列出了11个原因及其数量，例如“16：没有性能指标”和“6：非持续性运动”。最后，一个箭头从“评估资格的报告”向下指向“包含在评估中的研究（n=9）”。

3.2 参与者
所有研究都是随机、交叉试验（表1）。样本量从6人到16人不等。参与者主要是年轻人（<30岁），并与受过高度训练的男性一起训练，两项研究同时包括了男性和女性。九项试验中有四项报告了适应状态，其中参与者未适应环境[Citation29,44–46]。

表1. 研究特征。
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3.3 环境和运动模式
所有九项研究都在环境舱中进行，温度在27°C到35°C之间，湿度在20%到78%之间（表1）。所有试验都涉及骑自行车。

3.4 干预措施和对照组
大多数研究涉及单一运动方案（n=7），其中一种干预措施（n=4），两种干预措施（n=2），三种干预措施（n=1），每种都与安慰剂进行了对比。有一项研究涉及在不同强度下的两种运动方案，评估相同的干预措施；另一项研究涉及两种相同的方案，总共评估了三种干预措施，并与安慰剂进行了对比。大多数干预措施（n=8）涉及碳水化合物溶液/饮料，并与口味匹配的含糖饮料（n=7）或清水（n=1）进行了对比。有一项研究涉及固体食物（西米）与不摄入任何东西进行了对比[nation47]。
有三项研究调查了单一可运输的碳水化合物，即葡萄糖或麦芽糖糊精，平均摄入量为49.5–99.0克/小时[Citation29,Citation48,Citation49]，五项研究探索了多种可运输的碳水化合物，包括蔗糖、葡萄糖/蔗糖、葡萄糖/蔗糖/果糖、蔗糖/葡萄糖和麦芽糖糊精/果糖饮料，平均摄入量在14到140克/小时之间[Citation44–46,50,51]，还有一项研究评估了以62克/小时摄入的西米[Citation47]（表2）。
表2. 运动持续超过30分钟时补充碳水化合物对耐力表现的影响。
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3.5 运动方案
四项研究涉及在60%–73% VO2max或55%峰值功率输出强度下的耗竭时间试验，五项研究涉及45到120分钟的稳态骑自行车，随后是一个大约3到28分钟的时间试验（表2）。

3.6 主要结果指标
3.6.1 运动表现
五项研究发现，与安慰剂相比，补充碳水化合物对热环境下的耐力表现有显著益处（p<0.05）（表2）。两项研究调查了6.4%麦芽糖糊精饮料（58克/小时），描述了耗竭时间的改善幅度在13.4%到19.3%之间[Citation29,Citation48]。另一项研究使用耗竭时间试验，描述了6%葡萄糖/蔗糖/果糖饮料（43克/小时）使耐力表现显著提高了18.5%，而4%（29克/小时）和2%（14克/小时）饮料分别只有不显著的11.6%和10.2%的改善[Citation46]。一项研究报道，在16公里骑自行车时间试验中，使用25%蔗糖溶液（75克/小时）与安慰剂相比，表现提高了3.3%[Citation51]。最后，Flood等人（2020年）报道，在15分钟骑自行车时间试验中，使用16%麦芽糖糊精/果糖饮料（90克/小时）与无味水相比，表现提高了12.7%[Citation45]。
其余四项研究未发现补充碳水化合物对热环境下耐力表现有影响（表2）。

3.6.2 碳水化合物氧化率
在这项综述中，除Abbiss等人（2008年）的研究外，八项研究使用间接热量测定法比较了不同试验之间的碳水化合物氧化率。五项研究报告在整个运动过程中没有显著差异[Citation29,Citation46,Citation47,Citation49,Citation50]。Febbraio等人（1996年）报告在高温环境下的第一项试验中，高碳水化合物饮料（14%）的呼吸交换率显著高于普通碳水化合物饮料（7%）和安慰剂饮料[Citation44]。Carter等人（2005年）显示，在整个运动过程中，含糖和非含糖碳水化合物饮料的碳水化合物氧化率有升高趋势，这一趋势在45分钟和75分钟时具有统计学意义（p<0.05）[Citation48]。最后，Flood等人（2020年）报告，在整个运动试验中，使用碳水化合物饮料的碳水化合物氧化率显著高于水[Citation45]。

3.7 次要结果指标
3.7.1 水合和热调节机制
在这项综述中，七项研究调查了治疗对水分状态的影响：五项研究[Citation29,45,47–49]测量了体重变化和血液血细胞比容[Citation52]，Watson等人（2012年][Citation46]仅测量了体重变化，Febbraio等人[Citation44]评估了血液血细胞比容。所有研究报告试验之间的液体摄入量相似。两项研究[Citation44,Citation47]发现碳水化合物组和安慰剂组之间的水分状态有显著差异：Che Jusoh等人[Citation47]报告说西米粥更好地保持了血浆体积，并且比安慰剂组的汗液损失更低，而Febbraio等人[Citation44]报告在高温下的第一项试验中，14%碳水化合物饮料导致血浆体积损失更大。
八项研究，除Cureton等人[Citation50]外，调查了治疗对热调节的影响，大多数使用直肠探针，只有两项研究使用了摄入的温度药丸[Citation45,Citation46]。七项研究报告碳水化合物组和安慰剂组之间的直肠/核心温度没有显著差异（p>0.05），如图所示，运动结束时直肠/核心温度达到约38°C–39°C，在表现结束前上升得更快。Abbiss等人（2008年）报告碳水化合物干预组的直肠温度显著高于安慰剂组（p<0.05）[Citation51]。

3.7.2 主观用力感知（RPE）
七项研究调查了治疗对RPE的影响，六项研究[Citation45–48,50,51]报告碳水化合物组和安慰剂组之间没有差异。相反，Carter等人[Citation29]描述在60% VO2max耗竭时间试验中，摄入6.4%含糖麦芽糖糊精饮料时RPE趋势较低。

3.7.3 胃肠道不适
两项研究调查了治疗对胃肠道症状的影响。Davis等人（1988年）报告12%葡萄糖饮料（99克/小时）与6%葡萄糖饮料和安慰剂相比，恶心、饱腹感和胃部不适显著增加[Citation49]。Flood等人（2020年）描述饱腹感增加，但胃肠道不适没有显著差异，16%麦芽糖糊精-果糖饮料（90克/小时）与水相比[Citation45]。

4. 偏倚风险评估
所有十项符合条件的研究的偏倚风险使用RoB 2工具进行了评估，并在图2和表S1中呈现。所有交叉试验（n=9）的总体偏倚风险引起了一些担忧。结果的选择、结局的测量和随机化是一些研究中引起关注的领域。
图2. 使用RoB Tool V.2对所有研究的各领域偏倚风险进行评估[Citation43]。
阅读该图的详细描述
条形图显示了七个领域的偏倚风险，每个领域由一个水平条形表示。水平轴的范围是从0%到100%。垂直轴列出了各领域：随机化过程、由周期性和延续效应引起的偏倚、偏离预定干预措施、结果数据缺失、结果测量、结果选择以及总体偏倚。图例表示较浅的条形表示“一些担忧”，较深的条形表示“低风险”。对于随机化过程，大约55%是低风险，45%是“一些担忧”。对于由周期性和延续效应引起的偏倚、偏离预定干预措施、结果数据缺失和结果选择，100%是低风险。对于结果测量，大约55%是低风险，45%是“一些担忧”。对于总体偏倚，100%是“一些担忧”。

4. 讨论
这项系统综述旨在研究碳水化合物补充对热环境中耐力表现的有效性。五项研究发现，与安慰剂相比，碳水化合物补充对耐力表现有显著改善（p<0.05），改善幅度从13.4%到19.3%的耗竭时间，以及3.3%到12.7%的时间试验时间。四项研究没有发现效果（表2）。八项研究通过间接热量测定法评估了碳水化合物氧化率；三项研究发现显著增加，分别是14%和16%的多重可运输碳水化合物饮料以及6.4%麦芽糖糊精饮料[Citation44,Citation45,Citation48]。在六项研究调查水分状态的研究中，一项报告西米粥有显著改善，另一项则报告14%碳水化合物饮料导致恶化[Citation44,Citation47]。除一项研究[Citation50]外，所有研究都调查了热调节标志物，只有Abbiss等人（2008年）报告碳水化合物干预组的核心温度更高[Citation51]。七项测量RPE的研究中，六项没有发现试验之间的差异；一项研究在60% VO2max耗竭时间试验中报告RPE趋势较低[Citation29]。两项研究评估了胃肠道不适：Davis等人（1998年）发现12%葡萄糖饮料（99克/小时）与6%葡萄糖饮料和水相比，胃肠道不适显著增加[Citation49]，而Flood等人（2020年）报告麦芽糖糊精-果糖饮料（90克/小时）与水相比，饱腹感增加（p<0.05）[Citation45]。

4.1 主要结果：耐力表现和糖原消耗
在这项综述中，碳水化合物对热环境中耐力表现的促能效果与口味匹配的安慰剂（n=7）、水（n=1）或在食物基试验中不摄入任何东西（n=1）相比是不确定的（表2）。与热中性条件下的研究相反，八项中有五项研究没有发现碳水化合物氧化的显著差异，这可能表明在热应激下优先依赖糖原储备。然而，没有研究使用同位素标记的葡萄糖示踪剂来区分组织和外源性碳水化合物的利用[Citation25]。最近的研究还表明，运动强度可能会调节热应对应激对底物代谢的影响。在训练水平较低的运动员（VO2max=56.5毫升/千克·分钟）和类似环境条件下（约35°C；60%湿度）；然而，据报道，在低于81±8% VO2max的运动强度下，热应激引起的碳水化合物氧化变化不太可能[Citation53]。因此，这项综述中包括的运动员（表1）在45%–70% VO2max下进行运动的研究可能没有引发严重影响底物代谢的强度。此外，个体之间最大脂肪氧化的较大差异可能进一步混淆了热应对应激对碳水化合物氧化的影响，尤其是在这些运动强度下[Citation54,Citation55]。重要的是，由于缺乏关于参与者适应状态的数据（表1），这对解释研究结果至关重要，因为适应可以减少与热应激相关的糖原分解及其对耐力表现的影响[Citation56]。
在缺乏受试者内变异性数据的情况下，耐力表现的变化系数较低（约1%–2%），尤其是在高水平表现的运动员中（表1），因此需要慎重解释这些发现的实际意义，因为在竞技耐力赛事中，0.5%–1%的改善可能被认为是有价值的[Citation57]。值得注意的是，Cureton等人（2007年）、Febbraio等人（1996年）和Watson等人（2012年）报告的平均耐力表现改善幅度分别为6.7%–11.6%，尽管这些改善在统计上不显著[Citation44,Citation46,Citation50]。有趣的是，Cureton等人（2007年）描述了在碳水化合物+咖啡因的情况下，耐力表现提高了23%，与安慰剂相比[Citation50]。咖啡因的促能效果是与抑制肌肉糖原分解和增加外源性碳水化合物氧化有关，还是独立归因于中枢神经系统刺激，尚需进一步研究[Citation58–60]。此外，在Febbraio等人（1996年）的研究中，摄入14%的饮料（约140克/小时），显著超过了30–60克/小时的共识推荐剂量，导致耐力表现下降了32%（p=0.09）[Citation44]。这些发现与King等人（2019年）的研究一致，他们发现过量摄入肠道运输物会增加肌肉对碳水化合物的依赖并损害耐力表现[Citation7]。虽然潜在机制尚不清楚，但这两项研究和当前证据都强调了肠道在调节碳水化合物补充对耐力表现益处方面的作用，尤其是在热环境中[Citation33]。总之，尽管不能排除在热环境下摄入碳水化合物可以节省肌肉糖原的可能性，但其对耐力表现的总体影响仍不清楚，这强调了在具有挑战性的环境条件下多种生理过程的复杂相互作用[Citation25,Citation26]。研究方案的差异也可能有助于解释表现结果的差异。四项研究中包括了运动前的餐食（表2），这些研究发现营养干预的效果混合，这不仅可能调节空腹运动员中碳水化合物的有效性，也可能更好地反映现实世界的比赛环境[Citation61]。尽管所有研究都是在环境舱中进行的，这有利于数据收集，但研究的重要部分描述了在实地试验中碳水化合物补充对耐力表现的不同影响，结果表明碳水化合物补充没有效果，也没有导致耐力表现下降[Citation62–64]。尽管背后的原因尚不清楚，但在实际应用中考虑研究结果的适用性是至关重要的。另外，有四项研究采用了耗尽时间测试，而其他五项研究则采用了计时测试（表2）。耗尽时间测试因其较低的可重复性而受到批评[Citation65]。实际上，Laursen等人（2007年）报告称，在每位参与者5公里计时测试的速度下进行的耗尽时间测试的平均变异系数为15.1% [9.8%–33.2%]，而实际的5公里计时测试的平均变异系数约为2%–3% [Citation66]。有趣的是，有三项使用计时测试的研究发现，在高温环境下碳水化合物补充对耐力表现没有影响。尽管计时测试在检测微小但有益的变化方面可能更准确，但前者可能无法唯一解释结果中的差异。不过，有两项研究的持续时间约为1小时[Citation47,Citation49]。虽然Febbraio等人（1994年）描述了在40°C、湿度20%的情况下30分钟内的糖原压力，但在不太极端的环境条件下（表1），这种持续时间可能不足以引起严重的糖原压力。此外，有一项研究提供了运动前的食物[Citation47]，这可能减少了碳水化合物补充的潜在益处。最后，大多数研究（n = 7）使用了风扇进行空气循环，而Febbraio等人（1994年）并未提及使用风扇[Citation39]，这可能导致不同的体温调节负担。尽管如此，使用风扇与实际应用环境（Citation67）和标准实验室协议是一致的，并反映了综述中捕捉到的一个重要生态效度维度。总体而言，这些在运动时长、运动前食物和体温调节负担方面的方法学差异可能导致结果的变异性，在解释总体证据时应予以考虑。

4.2. 次要结果
4.2.1. 胃肠道紊乱
只有两项研究评估了胃肠道症状[Citation45,Citation49]。这些发现与共识指南一致，建议在热中性条件下进行耐力运动时，单一种类碳水化合物的浓度应为6%–8%，并且多种类碳水化合物的耐受剂量应更高[Citation68]。然而，在高温环境下，胃肠道症状会显著加剧[Citation69]，尤其是在高强度运动时[Citation70,Citation71]，不仅会损害耐力表现[Citation72]，还会增加肠道通透性，从而可能引发热病[Citation73]。实际上，在Febbraio等人（1996年）的研究中，饮用含14%碳水化合物的饮料后，耐力表现下降了32%，而水分补充或核心体温没有变化，这很可能是由于肠道不适所致[Citation44]。
缺乏关于胃肠道症状的数据限制了我们对它们对运动表现以及最佳碳水化合物剂量和类型影响的理解。鉴于在高温环境下摄入碳水化合物会影响胃肠道不适的标志物，并增加肠道上皮损伤，而且目前还没有研究比较不同环境温度下的营养吸收情况，因此可以推测，在高温条件下可能需要较低浓度的多种类碳水化合物来维持胃肠道健康和功能[Citation6,Citation69]。此外，所有纳入的研究都采用了骑行方案，而跑步往往与更高的胃肠道问题风险相关[Citation74]。在当前文献中，关于跑步时碳水化合物补充的研究较少，值得进一步研究。总体而言，由于胃肠道问题，本综述的结果可能与热中性条件下的观察结果有所不同[Citation75]，这值得进一步探讨。鉴于肠道训练有助于缓解症状和改善营养吸收[Citation33]，未来的研究可以重点关注肠道训练方案。

4.2.2. 水分补充和体温调节机制
水分补充仍然是影响高温下耐力表现的关键营养因素，主要通过调节体温调节效率来发挥作用[Citation56]。只有两项研究[Citation44,Citation47]发现了不同干预措施之间的水分补充差异。Che Jusoh等人（2016年）报告称，西米粥能更好地维持血浆体积，并比安慰剂减少汗液流失，这反映了淀粉的吸收较慢，可能通过减少利尿作用来改善液体保留，这可能是由于其纤维含量低和胰岛素反应较低[Citation47,Citation76,Citation77]。Febbraio等人（1996年）报告称，饮用含14%碳水化合物的饮料会导致更大的血浆体积损失，这与关于高渗溶液影响水分状态的现有文献一致[Citation44,Citation78]。总体而言，研究结果主要支持现有文献中关于中等浓度碳水化合物饮料和水的胃排空率相似的观点[Citation79,Citation80]。因此，碳水化合物可能不会在高温下的耐力表现中显著影响水分补充。
体温调节反应可能无法解释表现结果的差异。在所有研究中，运动结束时的核心体温均约为39°C，这反映了考虑到核心体温调节的配速策略[Citation81]。虽然高温会导致耐力表现下降[Citation13]，但本综述中无论是39°C的最大核心体温还是30°C–35°C的干球温度都并未反映出无法补偿的热应激情况。相反，在补偿性热应激下，碳水化合物的可用性可能会限制耐力表现[Citation51]。因此，碳水化合物的增效作用可能受到其他因素的调节，包括底物氧化、胃肠道效应和/或中枢效应。

4.2.3. 主观用力感受评估
七项研究调查了主观用力感受；六项研究报道碳水化合物组与安慰剂组之间没有差异[Citation45–48,50,51]。Carter等人[Citation29]描述了在60% VO2max耗尽时间测试中，饮用含碳水化合物的饮料时主观用力感受（RPE）较低的趋势。重要的是，这些结果必须在耐力表现指标的背景下进行解释。计时测试中配速与RPE之间的密切关系[Citation82]预先决定了表现时间，而不仅仅是RPE本身，后者在不同组间可能会有所不同。相反，在相同功率输出下进行的耗尽时间测试可能更好地展示出不同的RPE评分[Citation83,Citation84]。在热中性条件下，碳水化合物的可用性始终被证明可以减少主观用力感受并提高耐力表现[Citation85–88]；然而，本综述的结果却相反。高温环境带来的更大心理生理压力可能会增加主观努力程度，超过碳水化合物摄入带来的益处[Citation89–91]。事实上，运动员在高温下表现出的自愿工作率降低，说明在体温调节和心血管负担下RPE的加剧程度[Citation92]。尽管如此，关于在高温环境下运动时漱口的证据有限，这可能表明适应过程在调节中枢疲劳方面起着作用，这是一个值得研究的方向[Citation93–95]。有趣的是，Cureton等人（2007年）报告在稳态骑行中，含碳水化合物和咖啡因的饮料降低了RPE，突显了咖啡因在减轻主观疲劳方面的潜在作用[Citation50]。总体而言，可以假设在热应激下，碳水化合物的可用性可能不会始终保护内源性糖原，和/或其中枢神经系统效应在这种心理生理压力下减弱，和/或胃肠道问题可能对耐力表现产生了负面影响[Citation96,Citation97]。

4.3. 限制
这项系统综述存在几个限制。首先，由于方法学限制和已发表研究的数量有限，纳入的研究数量较少。其次，由于研究之间存在较大的临床和方法学异质性，包括运动方案、碳水化合物给药策略、环境条件和结果测量的差异，因此没有进行元分析。第三，由于缺乏适应数据，且一些研究描述参与者未适应高温环境，因此这些发现可能不能推及已经适应高温环境的运动员[Citation20]。第四，大多数参与者是年轻、训练有素的男性，无法准确反映其他人群的需求[Citation55,Citation98]。第五，所有实验都是在实验室中进行的，其中九项中有七项使用了风扇进行空气循环，这与室外环境的体温调节负担不同[Citation67,Citation99]。第六，除了一个研究外，所有研究都使用了基于碳水化合物的饮料作为干预措施；因此，本综述可能无法提供有关固体或凝胶状碳水化合物来源效果的信息[Citation100]。第六，所有研究的整体偏倚被归类为“有些问题”，原因是关于在一个领域（5.1）中有一个问题，即没有在未盲法处理结果数据之前制定预先指定的分析计划；未来应尽量避免选择偏倚。未来的研究应优先考虑不同类型的运动员群体、实地表现、适应控制以及使用各种形式的碳水化合物补充措施，以进一步扩展这些发现。

5. 结论和实际建议
在高温下进行耐力运动时补充碳水化合物并不一定会提高运动表现，并且对碳水化合物氧化、水分补充、体温调节或主观疲劳没有总体影响。重要的是，研究结果的巨大异质性反映了实际环境条件，强调了个性化运动员策略的必要性。此外，这突显了在高温下建议耐力运动员补充碳水化合物时的谨慎性，因为补充必须基于充分的理由。实际上，运动员应重点关注保持水分平衡、运动前充分补充能量、补充丢失的糖原，并根据现有文献进行肠道训练。鉴于全球气温上升以及耐力赛事经常在户外进行，未来需要在高温环境下进行更多的研究，重点研究碳水化合物策略对胃肠道功能的影响（例如剂量、时间和类型）、适应状态、不同人群的纳入、运动方式（例如跑步）以及研究方案（例如实地研究）。

补充材料
本文的补充数据可访问：https://doi.org/10.1080/15502783.2026.2669307