膳食补充小檗碱改善运动性热应激期间部分生理及心理反应：一项年轻成人试点研究

已有动物模型研究表明小檗碱（Berberine，BBR）可在被动热应激期间降低核心体温及心率（HR）。本研究评估膳食补充小檗碱对健康青年人在运动-热应激（exertional heat stress）下生理及主观感知反应的影响。8名受试者（6男2女；年龄23±3岁，身高1.75±0.03 m，体重71.8±2.7 kg，最大摄氧量VO2max57.5±2.1 mL/kg lbm/min）于试验前连续7 d每日口服1.5 g小檗碱或安慰剂（Placebo），随后在热环境（35°C，39% RH）下完成60 min跑步机跑（强度60% VO2max）。全程监测平均体温（mean body temperature，Tb）、心率（HR）、呼出气体（VO2、VCO2、呼吸交换率RER）、分钟通气量（VE）、呼吸频率（RR）、潮气量（VT）及主观感知指标（热感觉Thermal Sensation、总体不适感Generalized Discomfort、主观用力感觉RPE）。数据以60 min运动期间的平均值±标准差报告。小檗碱组Tb（37.69±0.53°C）低于安慰剂组（37.84±0.38°C，p＝0.030）；HR小檗碱组（163±28 bpm）低于安慰剂组（166±30 bpm，p＝0.025）；RR小檗碱组（38.8±11.2 bpm）低于安慰剂组（41.4±10.6 bpm，p＝0.045）；热感觉评分小檗碱组（9.5±4.2）低于安慰剂组（12.3±5.0，p＝0.002）；总体不适感小檗碱组（9.3±5.1）低于安慰剂组（12.1±5.6，p＝0.044）；RPE小檗碱组（11.4±3.4）低于安慰剂组（13.1±4.0，p＜0.001）。研究表明，短期膳食小檗碱补充可改善运动性热应激下的平均体温、心率、呼吸频率及主观感知反应，但多数变化幅度较小，其对高温环境下作业或运动的实际应用价值尚存疑问。

论文解读：膳食小檗碱补充对运动性热应激下生理及心理反应的影响

本文发表于《Physiological Reports》。目前已知长时间在高温高湿环境中工作或运动可致核心温度升高、总机体水减少，引发心血管负荷增加、内脏血流再分配及胃肠道屏障损伤，严重时可致热射病甚至死亡。小檗碱（Berberine，一种异喹啉季铵生物碱）在传统医学中用于抗感染，动物实验显示其可降低被动热应激时的核心体温与心率，机制涉及抑制下丘脑温度传入信号、激活AMP活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）促进脂肪酸氧化、改善心肌收缩力等，且动物研究中提示其可能通过调节单胺类神经递质影响焦虑与抑郁行为。然而小檗碱对人运动性热应激的生理与感知影响尚未见报道。为此，研究人员采用双盲、随机、交叉、安慰剂对照设计，探究健康青年人连续7 d每日补充1.5 g小檗碱后，在35°C、39% RH环境下完成60 min 60% VO_2max跑台运动期间，体温、心血管、呼吸代谢及主观感知的变化，同时检测血中去甲肾上腺素（norepinephrine，NE）与5-羟色胺（serotonin，5-HT）。研究发现小檗碱可使平均体温（T_b）、心率（HR）、呼吸频率（R_R）轻度降低，并显著改善热感觉、不适感和自觉疲劳感（Rating of Perceived Exertion，RPE），但核心体温（core temperature，T_c）、皮肤温度（skin temperature，T_sk）、摄氧量（oxygen consumption，VO₂）、二氧化碳产生量（carbon dioxide production，VCO₂）、生理应激指数（Physiological Strain Index，PSI）及血浆NE、5-HT无组间差异。该试点研究表明小檗碱对高温运动中主观感受有积极改善，但生理获益有限，单独使用临床实用价值不大，可作为复合补剂成分进一步探讨。

主要研究方法概述

研究人员招募8名经常参加休闲运动的健康青年（6男2女，年龄23±3岁），经筛查排除吸烟、心血管疾病、代谢病、热疾病史及服用影响结果的药物或补剂者。先测定体成分与VO_2max，确定60% VO_2max对应跑速。采用双盲随机交叉设计，受试者先后接受连续7 d每日1.5 g小檗碱（分早晚两粒胶囊）或等量麦芽糊精安慰剂，两阶段间隔≥14 d洗脱期。试验日晨末次服药约1 h后入35°C、39% RH环境舱，确认尿比重≤1.025（euhydrated）后插入食管热电偶测T_c，体表4点测T_sk计算平均皮肤温（mean skin temperature，T_sk）与平均体温（T_b＝0.9×T_c＋0.1×T_sk），佩戴遥测心率带与气体代谢分析仪测VO₂、VCO₂、呼吸交换比（Respiratory Exchange Ratio，RER＝VCO₂/VO₂）、R_R、潮气量（tidal volume，V_T）、分钟通气量（minute ventilation，V_E），每5 min记录热感觉（0＝微凉至20＝极热）、总体不适感（0＝很舒适至20＝极不舒适）及RPE（Borg量表）。运动为60 min固定负荷跑台跑，运动前后及运动后1 h采血测血浆NE与5-HT（ELISA）。数据以双因素重复测量方差分析（two-way repeated measures ANOVA）及配对t检验处理，显著性设于p≤0.05。

3 RESULTS（结果）

3.1 Equality of study conditions

环境温度与相对湿度在安慰剂与小檗碱条件下无差异（p＞0.05），确保两组比较基线一致。

3.2 Indirect calorimetry（间接测热法结果）

VO₂、VCO₂、潮气量V_T、分钟通气量V_E、氧通气当量（V_E/VO₂）、二氧化碳通气当量（V_E/VCO₂）在小檗碱与安慰剂间均无显著差异（p＞0.05）；RER在小檗碱组略低（整体均值0.83 vs 0.84，p＝0.050），但ΔRER无差异，研究人员认为属统计显著而非实际显著。呼吸频率R_R整体均值小檗碱组（38.8±11.2 bpm）低于安慰剂组（41.4±10.6 bpm，p＝0.045）。结论：小檗碱未改变总能耗与气体交换量，但轻微降低RER提示可能增加脂肪氧化倾向，并使运动中的呼吸频率小幅下降。

3.3 Thermal and cardiovascular strain（温热与心血管应激）

核心体温T_c与平均皮肤温T_sk各时间点及Δ值均无组间差异（p＞0.05）。平均体温T_b在时间×条件交互作用上有差异（p＝0.030），运动35–60 min小檗碱组T_b（37.69±0.53°C）低于安慰剂组（37.84±0.38°C）。心率HR主效应显著（p＝0.025），交互效应显著（p＝0.002），小檗碱组HR自静息至运动中后期均低于安慰剂，ΔHR增幅小檗碱组（69±13 bpm）小于安慰剂组（77±22 bpm，p＝0.035）。生理应激指数PSI无组间差异。尿比重与出汗率亦无差异。结论：小檗碱未降低核心温与皮温，但使综合反映T_c与T_sk加权后的平均体温及全程心率轻度降低，心血管与温热应激略有减轻。

3.4 Perceptual data（感知数据）

热感觉主效应（p＝0.031）与交互效应（p＝0.002）均显著，小檗碱组自5 min起评分更低，Δ热感觉小于安慰剂（p＝0.028）。总体不适感主效应显著（p＝0.044），小檗碱组均值更低。RPE主效应（p＝0.036）与交互效应（p＜0.001）显著，自25 min起小檗碱组更低，ΔRPE亦更小（p＝0.018）。血浆去甲肾上腺素NE与5-HT在条件、时间及交互作用上均无差异（p＞0.05），仅5-HT存在时间主效应——运动后1 h较运动前、后升高约14%（p＝0.012），但与小檗碱干预无关。结论：小檗碱显著改善热环境中运动时的热感觉、不适感与疲劳感知，但该效应非通过本研究测得的循环NE或5-HT浓度介导。

讨论与结论总结

研究人员讨论指出，动物被动热应激模型中BBR可降低核心温并抑制HSP70与TNFα，本研究中虽未改变T_c，但T_b降低可能与BBR轻微促进AMPK介导的脂肪氧化从而减少产热、及潜在的抗炎/抗内毒素（TLR4/MD‑2→NF‑κB抑制）作用有关。HR降低与既往CHF患者中观察到的正性肌力伴反射性HR下降现象方向一致，但本健康人群VO₂未变。感知指标的明显改善最为突出，可能部分源于生理指标轻微改善，但血单胺未变化，不排除BBR经肠‑脑轴等其他途径影响中枢感知。局限性含样本量小（n＝8试点）、未测血浆BBR浓度、未测细胞因子/HSP70、夏季洗脱期可能存在不等热适应。最终结论（CONCLUSION部分译文）：本研究考察连续1周每日1.5 g膳食小檗碱补充对热湿环境中1 h中等强度运动时生理与感知变化的影响。多数生理变量未改变，所见改善幅度有限；相反，热应激感、总体不适感及自觉用力程度的感知评分均显著改善。鉴于短期膳食补充所显示的获益较轻微，研究人员不建议将小檗碱作为耐力运动员、军人、野外消防员等高温环境作业人群的单一膳食补充剂，但与黑加仑提取物、姜黄素、谷氨酰胺等具明确益处的补剂联用时，小檗碱或可成为降低温热应激并改善高温运动主观感受的经济策略。