运动性疲劳机制及抗疲劳药物研究进展

摘要

运动性疲劳（exercise fatigue）是机体在经历长时间或高强度生理活动后启动的一种保护性反馈机制，其本质是人体的脑力和体力消耗到一定程度，机体生理过程已不能维持其机能在特定水平上或不能维持预定的运动强度。其发生机制是一个多系统、多层面相互作用的复杂过程。当前研究主要集中于以下几个方面，一是能量物质耗竭（exhaustion of energy material），高强度运动导致腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate, ATP）、磷酸肌酸（creatine phosphate）、肌糖原（muscle glycogen）等能量物质大量消耗，直接导致肌肉收缩功能下降和外周疲劳，血糖下降亦会引起中枢能量供应不足；二是代谢产物累积（accumulation of metabolites），乳酸（lactic acid, LA）、H⁺、NH³等代谢物蓄积，破坏内环境稳态，抑制关键酶活性，并通过刺激神经末梢信号传导或产生神经毒性作用诱发疲劳感；三是氧化应激（oxidative stress, OS），剧烈运动产生过量活性氧（ROS），攻击生物大分子和细胞器，引发脂质过氧化，损伤细胞结构，抑制骨骼肌收缩功能和血液流动；四是离子代谢紊乱（ion metabolism disorder），胞浆Ca2⁺浓度异常升高，破坏钙稳态，诱发肌细胞凋亡，并抑制线粒体氧化磷酸化，减少ATP生成，形成恶性循环；五是神经-内分泌-免疫（neuro-endocrine-immune, NEI）网络失调，包括神经递质失衡、下丘脑-垂体-肾上腺（hypothalamic-pituitary-adrenal, HPA）轴激活以及炎症因子过度释放（如IL-1β, TNF-α），共同作用于中枢神经系统，导致中枢疲劳等。基于上述机制，抗疲劳药物的研发可以从以下方向入手，能量补充与代谢调节（如肌酸、β-羟基-β-甲基丁酸、左卡尼汀）、中枢兴奋与神经调节（如咖啡因、莫达非尼、哌甲酯，通过提升多巴胺、去甲肾上腺素等神经递质水平增强警觉性和动机）、抗氧化保护（如辅酶Q10，除参与ATP合成外，可有效中和自由基，减轻氧化应激对细胞膜和线粒体的损伤）以及免疫调节等。此外，大量研究证实多种中药及其活性成分（如人参皂苷、黄精多糖、黄芪、葛根黄酮、当归多糖、甘草黄酮等）具有显著抗疲劳活性，其机制涉及多个作用靶点和通路，如影响神经递质平衡、调控炎症反应、促进能量代谢、增强抗氧化能力等。本文从运动性疲劳成因出发，深入探讨其复杂发生机制，分析现代临床用药特点及局限性，为后续安全有效抗疲劳药物的开发提供思路，以满足社会日益增长的健康维护需求。

关键词

运动性疲劳机制 / 抗疲劳药物 / 抗氧化 / 神经递质 / 能量耗竭