5-HT與運(yùn)動(dòng)中樞疲勞

王雪冰（廣西大學(xué)體育學(xué)院，廣西 南寧 530004）

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5-HT與運(yùn)動(dòng)中樞疲勞

王雪冰
（廣西大學(xué)體育學(xué)院，廣西 南寧 530004）

摘 要：通過文獻(xiàn)法對(duì)不同溫度、時(shí)相、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度條件下運(yùn)動(dòng)疲勞發(fā)生時(shí)5-HT水平的比較研究說(shuō)明了中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)更有利于運(yùn)動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，高溫和大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后中樞疲勞的消除是防止出現(xiàn)過度疲勞的關(guān)鍵，并提出特殊環(huán)境下5-HT與運(yùn)動(dòng)疲勞發(fā)生的機(jī)制研究對(duì)促進(jìn)機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力的提高具有重要意義。

關(guān)鍵詞：5-HT；運(yùn)動(dòng)中樞疲勞；不同環(huán)境

5-羥色胺（5-HT），化學(xué)上屬吲哚胺類化合物，于1948年由Rapport等人從血清中分離出來(lái)，1987年，Newsholme等人提出該物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)疲勞的中樞機(jī)制有關(guān)，并首次提出了5-HT可能是中樞疲勞的調(diào)節(jié)物質(zhì)［1］。進(jìn)入2000年以來(lái)，有關(guān)運(yùn)動(dòng)中樞疲勞與5-HT的研究日益增多，因此本文就近年來(lái)不同溫度、時(shí)相和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度條件下5-HT與運(yùn)動(dòng)中樞疲勞的關(guān)系進(jìn)行綜述。

1 5-HT與運(yùn)動(dòng)中樞疲勞

機(jī)體在不同溫度條件下運(yùn)動(dòng)中樞疲勞發(fā)生時(shí)都伴隨有5-HT水平升高現(xiàn)象，但升高程度不一［2］。常溫（20±1℃）一次性力竭運(yùn)動(dòng)過程中和運(yùn)動(dòng)后即刻大鼠紋狀體內(nèi)5-HT含量呈現(xiàn)升高現(xiàn)象［3］。近似的溫度（18～25攝氏度）條件下，力竭運(yùn)動(dòng)恢復(fù)期24小時(shí)內(nèi)大鼠紋狀體細(xì)胞外液中5-HT濃度一直處于較高水平［4］。常溫慢性疲勞模型大鼠運(yùn)動(dòng)至力竭即刻大鼠額葉皮質(zhì)5-HT含量升高［5］。高溫（33℃或38℃）一次力竭運(yùn)動(dòng)后即刻大鼠紋狀體和下丘腦5-HT濃度也有升高［6］，同樣高溫條件（32～35℃）下高溫力竭運(yùn)動(dòng)后4h、5h、6h、8h及24h大鼠下丘腦細(xì)胞外液中5-HT也存在這種現(xiàn)象，這說(shuō)明了高溫條件進(jìn)行力竭運(yùn)動(dòng)后發(fā)生運(yùn)動(dòng)中樞疲勞后，其恢復(fù)至少要經(jīng)過24小時(shí)［7］。常溫和高溫條件下比較發(fā)現(xiàn)，高溫力竭運(yùn)動(dòng)大鼠下丘腦細(xì)胞外液總5-HT含量增加更多，推測(cè)高溫和運(yùn)動(dòng)兩個(gè)因素的疊加對(duì)機(jī)體中樞疲勞有加深的現(xiàn)象［6-7］。已有研究表明5-HT是參與體溫調(diào)節(jié)的神經(jīng)遞質(zhì)，這也為上述研究5-HT對(duì)高溫運(yùn)動(dòng)中樞疲勞更加敏感提供了證據(jù)。

而缺氧條件下并非如此，單純?nèi)毖鹾推皆\(yùn)動(dòng)都可使大鼠紋狀體和皮層5-HT含量升高，而5000米低氧條件下運(yùn)動(dòng)5-HT含量變化不大，這說(shuō)明低氧訓(xùn)練時(shí)，運(yùn)動(dòng)中樞疲勞與5-HT關(guān)系不大，具體機(jī)制尚需深入探討［8］。

時(shí)相性研究發(fā)現(xiàn)，高溫和常溫條件下一次力竭運(yùn)動(dòng)以及7周遞增符合跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后大鼠腦區(qū)5-HT含量在恢復(fù)期24小時(shí)內(nèi)都處于較高水平［4］，一次力竭運(yùn)動(dòng)、4周、7周游泳運(yùn)動(dòng)后即刻、24小時(shí)比較發(fā)現(xiàn)大鼠紋狀體5-HT含量無(wú)顯著性差異［10］，這提示機(jī)體運(yùn)動(dòng)神經(jīng)中樞疲勞至少要經(jīng)過24小時(shí)才能恢復(fù)，因此在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)應(yīng)注意通過調(diào)整運(yùn)動(dòng)量防止運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)神經(jīng)中樞過度疲勞的發(fā)生。長(zhǎng)時(shí)間中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)，大鼠腦內(nèi)5-HT含量表現(xiàn)為先升后降的現(xiàn)象，張日輝通過對(duì)運(yùn)動(dòng)小鼠30、60、90、120、150分鐘時(shí)腦內(nèi)5-HT含量進(jìn)行監(jiān)控證實(shí)了這一事實(shí)［10］。也有研究報(bào)道一次力竭運(yùn)動(dòng)后大鼠紋狀體5-HT水平高于4周和7周運(yùn)動(dòng)組，這些說(shuō)明了機(jī)體運(yùn)動(dòng)中樞對(duì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)激存在適應(yīng)性現(xiàn)象，從而有利于運(yùn)動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行［9］。

大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)更易引起機(jī)體腦內(nèi)5-HT水平增加。一次大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)大鼠紋狀體5-HT含量增加，通過組織學(xué)研究長(zhǎng)時(shí)間大強(qiáng)度游泳運(yùn)動(dòng)大鼠發(fā)現(xiàn)，大腦皮質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)5-HT表達(dá)量增加，與之相似，采用高效液相層析法發(fā)現(xiàn)大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后大鼠紋狀體5-HT含量同樣增加［11-12］。中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)與大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)比較發(fā)現(xiàn)，4周和7周中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)疲勞后大鼠紋狀體5-HT水平均低于相應(yīng)的大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)組［9］。這些研究揭示大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)引起中樞疲勞時(shí)5-HT水平可能隨著負(fù)荷強(qiáng)度加大而升高，因此對(duì)中樞造成的疲勞短時(shí)間內(nèi)無(wú)法立即恢復(fù)，因此中等負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)可能更適合長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)。

運(yùn)動(dòng)疲勞發(fā)生時(shí)不同腦區(qū)5-HT含量的比較也有研究。通過對(duì)慢性疲勞大鼠海馬、扣帶回、下丘腦三個(gè)不同腦區(qū)5-HT含量比較發(fā)現(xiàn)，扣帶回5-HT含量最高，該結(jié)果顯示扣帶回可能是感受中樞疲勞的重要敏感部位［13］。一次力竭游泳運(yùn)動(dòng)后即刻皮層、下丘腦、紋狀體、海馬、腦干和小腦六個(gè)腦區(qū)5-HT含量測(cè)試結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，各腦區(qū)5-HT含量都有增加，但不同腦區(qū)比較顯示腦干HT含量最高，其次是紋狀體、下丘腦、皮層、海馬，小腦5-HT含量最低。這說(shuō)明了運(yùn)動(dòng)中樞疲勞與5-HT含量升高具有密切關(guān)系，但不同腦區(qū)表現(xiàn)有差異［14］。

2 5-HT與運(yùn)動(dòng)中樞疲勞產(chǎn)生機(jī)制

運(yùn)動(dòng)中樞開始疲勞時(shí)腦內(nèi)5-HT水平升高的具體過程是：雖然機(jī)體中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周血液中都分布有5-HT，但鑒于血液中5-HT無(wú)法通過血腦屏障，因此腦內(nèi)5-HT合成的增加是在腦內(nèi)合成的，與外周血液中5-HT無(wú)關(guān)。5-HT的前體是色氨酸（TRP）。在安靜狀態(tài)下，血液中TRP多以結(jié)合狀態(tài)存在無(wú)法通過血腦屏障，只有一小部分TRP是游離狀態(tài)的，可通過血腦屏障參與5-HT合成。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，5-HT合成的增加說(shuō)明入腦TRP增加，血漿中TRP通過血腦屏障有兩個(gè)制約因素：一是游離TRP濃度，二是TRP/支鏈氨基酸（BCAA）比值［1］。運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體脂肪動(dòng)員加速，血液中游離脂肪酸增加，游離脂肪酸可競(jìng)爭(zhēng)性地與白蛋白結(jié)合，從而使得一部分結(jié)合狀態(tài)的TRP轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x狀態(tài)，血漿中游離TRP增加，由于運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體能量代謝增加導(dǎo)致越來(lái)越多的BCAA參與能量代謝，因此，血漿中游離TRP/BCAA比值增加，從而使得游離TRP通過血腦屏障增加，5-HT合成隨之增加［15］。研究已證實(shí)，5-HT為一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，與人的喚醒、昏倦、睡眠和情緒等生理活動(dòng)的調(diào)節(jié)有關(guān)。運(yùn)動(dòng)時(shí)，5-HT可通過減少中樞對(duì)外周發(fā)放神經(jīng)沖動(dòng)的方式導(dǎo)致中樞疲勞的發(fā)生，從而引起機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力的下降［15］。

目前有關(guān)5-HT與運(yùn)動(dòng)中樞疲勞的研究還包括通過拮抗劑及促進(jìn)劑的方式探討5-HT受體與運(yùn)動(dòng)中樞疲勞的關(guān)系以及經(jīng)由營(yíng)養(yǎng)干預(yù)的方式進(jìn)一步確定運(yùn)動(dòng)中樞疲勞時(shí)5-HT升高的原因，以延緩運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下中樞疲勞的發(fā)生，不過，由于運(yùn)動(dòng)疲勞發(fā)生的復(fù)雜性，具體5-HT與運(yùn)動(dòng)疲勞發(fā)生的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究［16］。

3 展望

有關(guān)5-HT與運(yùn)動(dòng)中樞疲勞關(guān)系研究很多，現(xiàn)在比較統(tǒng)一的觀點(diǎn)是5-HT參與運(yùn)動(dòng)中樞疲勞的發(fā)生。有關(guān)不同運(yùn)動(dòng)環(huán)境下5-HT與運(yùn)動(dòng)中樞疲勞的研究也逐漸興起，但多是關(guān)于不同溫度的研究，不同氧含量、不同環(huán)境濕度的研究鮮有發(fā)現(xiàn)，有關(guān)機(jī)制探討更處于幾乎空白狀態(tài)，因此建議就這兩方面加強(qiáng)機(jī)制研究，從而為不同運(yùn)動(dòng)環(huán)境下機(jī)體運(yùn)動(dòng)中樞疲勞延遲或消除提供一定的理論參考，以達(dá)到促進(jìn)特殊環(huán)境中機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力提高的目的。

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作者簡(jiǎn)介：王雪冰（1982-），河南汝州人，在讀博士，講師，研究方向：運(yùn)動(dòng)生理生化。

Relationship of 5-HT and Exercise Century Fatigue

WANG Xue-bing
（PE College of Guangxi University，Nanning 530004，Guangxi，China）

Abstract：This article studied the 5-HT level under different conditions of temperature，phase，intensity when exercise century fatigue occurred by using literature method，which showed that the moderate exercise was beneficial to the sustainable exercise and the elimination of century fatigue was the key after high tem?perature and high intensity exercise.Moreover，the research proposed that the study on the mechanism of 5-HT and exercise century fatigue under the special environmental conditions was significant to the improve the exercise performance.

Keywords：5-HT；century fatigue；different conditions