疲勞的動(dòng)物模型及發(fā)生機(jī)制研究進(jìn)展＊

王 智，閆明珠，夏天吉，劉新民，潘瑞樂(lè)，周云豐，陶 雪，常 琪

（中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院/北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥用植物研究所 北京100193）

疲勞廣泛存在于各類人群中，這與如今人們的生活方式以及緊張繁重的工作狀態(tài)密切相關(guān)。1982年召開(kāi)的第五屆國(guó)際運(yùn)動(dòng)生化討論會(huì)上正式將疲勞定義為：“機(jī)體生理過(guò)程不能將其機(jī)能持續(xù)在特定水平上或器官不能維持其預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度”。目前臨床已經(jīng)有一些常用的疲勞分類方式，按其發(fā)生性質(zhì)，疲勞分為生理性疲勞和病理性疲勞。生理性疲勞通常是指機(jī)體由于體力或腦力勞動(dòng)時(shí)間過(guò)久或強(qiáng)度過(guò)大造成體內(nèi)組織器官所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣供應(yīng)不足和乳酸等代謝物蓄積增多，進(jìn)而向大腦發(fā)出信號(hào)而產(chǎn)生的疲勞感覺(jué)。生理性疲勞常表現(xiàn)為疲憊、乏力、身體酸痛和思想不集中等癥狀，可通過(guò)休息而恢復(fù)；病理性疲勞顧名思義是由于某種疾病而引發(fā)，如帕金森病、癌癥、多發(fā)性硬化癥和創(chuàng)傷性腦損傷等[1,2]，不可以通過(guò)休息而緩解。疲勞又可按其發(fā)生部位分成中樞性疲勞和外周性疲勞，中樞性疲勞是由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的紊亂所引起，而外周性疲勞通常由中樞以外的原因所造成。因不同類型疲勞間的臨床表現(xiàn)較為混雜、分類界限不易明確，所以科研人員也開(kāi)始逐漸意識(shí)到不可根據(jù)疲勞的劃分類型完全分割開(kāi)來(lái)進(jìn)行研究，不可單獨(dú)將疲勞視為中樞神經(jīng)或外周系統(tǒng)所單獨(dú)產(chǎn)生的影響，其往往是信號(hào)相互作用的結(jié)果。

已有研究表明，嚴(yán)重的疲勞可擾亂人體的正常活動(dòng)，機(jī)體在長(zhǎng)期處于疲勞狀態(tài)下會(huì)引起睡眠障礙和學(xué)習(xí)記憶能力下降等癥狀，影響工作效率，對(duì)身心健康產(chǎn)生極大危害[3,4]。因疲勞發(fā)病原因廣且對(duì)機(jī)體傷害較為主觀，疲勞癥狀通常不為患者所重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于患癌癥而飽受疲勞影響的病人中，只有14%的人接受了疲勞相關(guān)的建議和治療[5]?，F(xiàn)有緩解疲勞的藥物并不充足，更加穩(wěn)定有效的抗疲勞藥物和保健品急需研制開(kāi)發(fā)。近年來(lái)，疲勞問(wèn)題逐漸為人們所關(guān)注，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)疲勞進(jìn)行了多方面的研究與報(bào)道，特別是隨著科技的進(jìn)步和研究手段的提高，有關(guān)疲勞的分子機(jī)制研究也不斷深入。本文就近20年來(lái)在抗疲勞藥物和保健品研究中所涉及到的疲勞動(dòng)物模型以及可能的發(fā)生機(jī)制進(jìn)行了概況總結(jié)，為抗疲勞產(chǎn)品的功效評(píng)價(jià)和機(jī)制研究提供參考。

1 疲勞動(dòng)物模型

構(gòu)建有效且穩(wěn)定的疲勞動(dòng)物模型對(duì)于抗疲勞藥品和保健品的研發(fā)極其重要。理想的疲勞動(dòng)物模型應(yīng)盡可能模擬人類的疲勞體驗(yàn)，并且能夠特異性的針對(duì)疲勞癥狀，從而可將其用于更明晰的機(jī)制研究。到目前為止，已報(bào)道的疲勞動(dòng)物模型有以下種類，包括采用物理、化學(xué)、免疫和炎癥、放射線、手術(shù)、基因工程和癌因等單一因素或多種因素誘導(dǎo)的方法構(gòu)建的一系列用于疲勞研究的動(dòng)物模型。

1.1 物理法

物理法是指采用強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)、睡眠干擾或束縛等一系列物理方法導(dǎo)致動(dòng)物疲勞。Sachdeva和Kumar等[6,7]使白化Laca小鼠每天進(jìn)行強(qiáng)迫游泳或轉(zhuǎn)輪攀爬訓(xùn)練6 min，連續(xù)15或21天可使其在轉(zhuǎn)棒上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間縮短、強(qiáng)迫游泳中不動(dòng)時(shí)間增長(zhǎng)和自主轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)降低等疲勞狀態(tài)。Tanaka等[8]將雄性SD大鼠在水深1.5 cm的籠中連續(xù)飼養(yǎng)5天，導(dǎo)致其由于睡眠不足而產(chǎn)生如負(fù)重游泳力竭時(shí)間縮短等疲勞樣行為。為模擬人們長(zhǎng)時(shí)間在狹小環(huán)境中工作且得不到適度運(yùn)動(dòng)或活動(dòng)的狀態(tài)，可對(duì)小鼠或大鼠進(jìn)行長(zhǎng)期束縛以誘導(dǎo)出疲勞動(dòng)物模型。如Park等[9]將雄性C57BL/6J小鼠置于與其緊密接觸且無(wú)法活動(dòng)的圓柱形束縛器（長(zhǎng)10 cm，直徑3 cm）中，每天束縛3 h，共15天可造成小鼠在空?qǐng)鲋凶灾骰顒?dòng)降低和強(qiáng)迫游泳不動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)等疲勞癥狀。

為了模擬人們?cè)谌粘－h(huán)境中所受到的復(fù)雜因素影響，可同時(shí)使用上述物理方法進(jìn)行多重刺激從而造成動(dòng)物疲勞的模型。Zou等[10]采用雄性SD大鼠，每天于不同時(shí)間隨機(jī)進(jìn)行電擊、冰水游泳和束縛刺激，共23天即可使大鼠出現(xiàn)轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)降低、自主活動(dòng)減少等疲勞現(xiàn)象。Shao等[11]每天采用束縛（置于圓柱形束縛器中4 h）、強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)（20 m/min跑步機(jī)上運(yùn)動(dòng)1 h）、擁擠環(huán)境飼養(yǎng)（10只大鼠在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)籠中）和嘈雜聲中暴露（播放搖滾音樂(lè)12 h）4種方法對(duì)雌性SD大鼠進(jìn)行刺激，通過(guò)空?qǐng)鰴z測(cè)和懸尾檢測(cè)可發(fā)現(xiàn)，4周的多因素誘導(dǎo)可成功誘導(dǎo)疲勞模型。Zhao等[12]選用雄性昆明小鼠進(jìn)行睡眠剝奪、強(qiáng)迫游泳、束縛和夾尾造成疲勞。其方法為前2周每天對(duì)小鼠進(jìn)行12 h睡眠剝奪和2次50 min的游泳訓(xùn)練，第3周時(shí)每天束縛4 h，第4周進(jìn)行夾尾刺激最終造成負(fù)重游泳力竭時(shí)間縮短和空?qǐng)鲎灾骰顒?dòng)降低等疲勞癥狀。

1.2 免疫和炎性法

免疫和炎性法是通過(guò)注射給予動(dòng)物可誘發(fā)免疫反應(yīng)或炎性反應(yīng)的物質(zhì)而造成動(dòng)物疲勞的方法，這些物質(zhì)包括免疫誘導(dǎo)劑、活菌、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）等。Katafuchi等[13]以3 mg·kg-1劑量對(duì)雄性Wistar大鼠腹腔注射聚肌胞苷酸（Polyinosinic-polycytidylic acid，poly I:C），在注射后的第9天大鼠自主轉(zhuǎn)輪活動(dòng)下降至正常水平的40-60%。He等[14]給雌性BALB/c小鼠每2周腹腔注射0.2 mL滅活布魯氏菌（共6次）后，其自主轉(zhuǎn)輪活動(dòng)量大幅下降。Zhang等[15]給予雌性C57BL/6小鼠和雌性C57BL/6 NLRP3 KO小鼠腹腔注射3 mg/kg LPS（Escherichia coli 0111:B4），通過(guò)誘導(dǎo)其全身炎性反應(yīng)而造成其自主活動(dòng)降低且轉(zhuǎn)棒測(cè)試運(yùn)動(dòng)能力下降等疲勞癥狀，并且發(fā)現(xiàn)NLRP3/caspase-1通路參與LPS誘導(dǎo)的疲勞行為的機(jī)制。Bonsall等[16]于小鼠側(cè)腦室分別注射2、10或50 ng三種劑量的重組小鼠IL-1β誘導(dǎo)其疲勞，可使它們自主轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)和自主活動(dòng)降低。

1.3 基因工程法

所謂基因工程法是指采用基因?qū)?、誘導(dǎo)突變或敲除等技術(shù)造成動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞中基因發(fā)生變化而造成的動(dòng)物疲勞模型。相對(duì)于其他模型，該方法可以研究特定基因?qū)τ谄诘恼{(diào)控情況且具有可遺傳性。De Groot等[17]通過(guò)使用N-乙基-N-亞硝基脲（ENU）誘變C57BL/6J小鼠，使其Slc2a4基因（編碼胰島素反應(yīng)性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT4基因）中位于第10外顯子的一個(gè)遠(yuǎn)端單核苷酸（A到T）發(fā)生突變，導(dǎo)致此小鼠體重降低，自主轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)降低，表現(xiàn)出明顯的疲勞狀態(tài)。Golumbe等[18]構(gòu)建了RAG2基因敲除小鼠，使小鼠的免疫力顯著降低,通過(guò)自主轉(zhuǎn)輪、前肢握力等試驗(yàn)證明了其免疫低下可引起疲勞。該模型在一定程度上模擬了臨床人體免疫系統(tǒng)受到抑制或缺失時(shí)的疲勞狀態(tài)。

1.4 化學(xué)法

化學(xué)療法是惡性腫瘤的重要治療手段之一，但在抑制及殺滅腫瘤細(xì)胞的同時(shí)也會(huì)對(duì)機(jī)體造成不良影響，如食欲下降、惡心嘔吐、白細(xì)胞和紅細(xì)胞減少、免疫低下等，因此機(jī)體會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的疲勞感覺(jué)。化學(xué)法造模即通過(guò)給予動(dòng)物化療藥物來(lái)模擬化療過(guò)程中所致的疲勞狀態(tài)。Ray等[19]連續(xù)5天對(duì)雌性BALB/cJ小鼠眶靜脈竇注射10 mg·kg-1紫杉醇造成小鼠轉(zhuǎn)輪和空?qǐng)鲋械淖灾骰顒?dòng)量降低、懸掛時(shí)間減短等疲勞樣行為。Dougherty等[20]選用雌性C57BL/6NCr小鼠每天腹腔注射一次5-氟尿嘧啶（60 mg·kg-1），連續(xù)5天造成其空?qǐng)鲋凶灾骰顒?dòng)量減少和跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能力降低等疲勞表現(xiàn)。

1.5 放射法

同化療法一樣，放射線療法也是臨床用于治療惡性腫瘤的重要方法之一，它在殺傷癌細(xì)胞的同時(shí)，對(duì)正常組織細(xì)胞也產(chǎn)生損傷，因此引發(fā)機(jī)體疲勞。為模擬放療病人的疲勞情況，可通過(guò)放射法造成小鼠的疲勞模型。Wolff等[21]使用GammaCell 40輻射器對(duì)麻醉狀態(tài)下的雄性C57BL/6小鼠進(jìn)行每天8 Gy、連續(xù)3天的下腹部輻射，導(dǎo)致小鼠疲勞，表現(xiàn)出自主活動(dòng)量降低等疲勞樣行為。McDonald等[22]使雄性C57BL/6小鼠接受每次2.84 Gy、每周5次、共24次，累計(jì)68.2 Gy的盆骨外照射放療，使其自主轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)減少，模擬了前列腺癌在外周放射治療下所致的疲勞狀態(tài)。

1.6 癌因性

癌癥患者由于其貧血、內(nèi)分泌失調(diào)、新陳代謝異常、以及炎性反應(yīng)等影響而常常會(huì)感覺(jué)到疲勞且在癌癥漫長(zhǎng)的治療過(guò)程中，仍然會(huì)長(zhǎng)時(shí)間存在身體和精神上的疲勞現(xiàn)象[23]。為了模擬癌癥患者產(chǎn)生的癌因性疲勞，可通過(guò)移植癌細(xì)胞構(gòu)建癌癥動(dòng)物從而造成疲勞動(dòng)物模型。Norden等[24]通過(guò)在雌性CD2F1小鼠肩胛骨之間皮下接種colon26細(xì)胞建立了模擬腫瘤患者的疲勞模型。接種后小鼠肌肉質(zhì)量降低，且自主轉(zhuǎn)輪活動(dòng)下降，3周時(shí)握力下降。Bohlen等[25]在雌性C57BL/6小鼠左側(cè)靠近第4乳頭的乳腺脂肪墊中植入E0771細(xì)胞以模擬乳腺癌患者疲勞，結(jié)果顯示第4周時(shí)出現(xiàn)顯著的肌肉疲勞現(xiàn)象。

1.7 卵巢摘除法

女性隨著更年期的到來(lái)，體內(nèi)激素水平發(fā)生改變從而產(chǎn)生肥胖和肌肉丟失等情況。Lin等[26]選用雌性ICR小鼠進(jìn)行卵巢摘除手術(shù)，造成小鼠負(fù)重游泳力竭時(shí)間縮短及抓力減小等疲勞表現(xiàn)。卵巢摘除法以造成由于激素水平改變而引起的雌性小鼠體力疲勞狀態(tài)，用于抗疲勞功效評(píng)價(jià)的模型。

由于疲勞是一種主觀感受，所以在有關(guān)疲勞的動(dòng)物研究中很難對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的描述和測(cè)量，這給研究造成了一定阻礙。各種原因所導(dǎo)致的疲勞均在體力疲勞上有所體現(xiàn)，表現(xiàn)在體力降低和疲乏等，故目前對(duì)疲勞的評(píng)價(jià)都是以體力疲勞的行為學(xué)檢測(cè)為依據(jù)。迄今為止，常用的體力疲勞行為學(xué)檢測(cè)方法有強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)和自主運(yùn)動(dòng)兩大類。強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)方法中包括負(fù)重強(qiáng)迫游泳檢測(cè)、前肢握力檢測(cè)、攀爬檢測(cè)、轉(zhuǎn)棒檢測(cè)、跑臺(tái)檢測(cè)、轉(zhuǎn)輪檢測(cè)、懸掛檢測(cè)和懸尾檢測(cè)等，這類方法通常是通過(guò)衡量動(dòng)物在被迫運(yùn)動(dòng)達(dá)到極限時(shí)所做的運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)量或肌肉力量，從而對(duì)其體力的疲勞狀況進(jìn)行判斷。通過(guò)自主活動(dòng)評(píng)價(jià)疲勞發(fā)生情況則是在不給動(dòng)物任何干預(yù)的情況下，通過(guò)評(píng)價(jià)其在空?qǐng)鲋械淖灾骰顒?dòng)量或自發(fā)進(jìn)入轉(zhuǎn)輪中的運(yùn)動(dòng)量來(lái)反應(yīng)其疲勞程度的，此檢測(cè)方法的原理與臨床疲勞患者的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)量減少相似。

2 疲勞的發(fā)生機(jī)制

目前人們對(duì)疲勞發(fā)生的機(jī)制提出了一系列學(xué)說(shuō)，包括能量耗竭學(xué)說(shuō)、代謝產(chǎn)物堆積學(xué)說(shuō)、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)學(xué)說(shuō)、自由基影響理論和中樞神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)性抑制學(xué)說(shuō)。在抗疲勞研究中，學(xué)者基于以上機(jī)制對(duì)相關(guān)生化指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)從而對(duì)疲勞的發(fā)生及其內(nèi)在原因進(jìn)行判斷。

2.1 能量耗竭學(xué)說(shuō)

研究表明機(jī)體主要能源物質(zhì)如高能磷酸物、血糖（glucose，Glu）和糖原等被大量代謝消耗是疲勞發(fā)生的主要原因。三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）中的高能磷酸鍵水解可快速釋放能量，運(yùn)動(dòng)時(shí)需要消耗大量ATP，Ca2+-Mg2+-ATP酶和Na+-K+-ATP酶是ATP水解過(guò)程中的主要酶，疲勞狀態(tài)下線粒體受損，其活性較低[27]。糖是運(yùn)動(dòng)的主要能量來(lái)源，機(jī)體通過(guò)糖的有氧氧化和無(wú)氧氧化產(chǎn)生能量生成ATP，機(jī)體疲勞往往伴隨著糖類能源物質(zhì)耗竭產(chǎn)生。當(dāng)機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)Glu先被代謝進(jìn)行供能，隨運(yùn)動(dòng)量增加機(jī)體進(jìn)一步大量消耗肝糖原和肌糖原。因此，對(duì)抗肝糖原和肌糖原的補(bǔ)充常常被用來(lái)評(píng)價(jià)抗疲勞保健品的功效。血清中脂肪代謝的標(biāo)志物為非酯化脂肪酸（nonesterified fatty acid，NEFA）和甘油三酯（triglyceride，TG），它們也可作為疲勞生化檢測(cè)的重要指標(biāo)[28,29]。NEFA含量增加，TG含量減少表明運(yùn)動(dòng)期間脂肪代謝增加，糖原消耗率降低，抗疲勞運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)加強(qiáng)。肝臟和肌肉組織中與能量代謝相關(guān)的酶，如丙酮酸激酶（pyruvate kinase，PK）、琥珀酸脫氫酶（succinate dehydrogenase，SDH）和蘋果酸脫氫酶的（malate dehydrogenase，MDH）活性可以進(jìn)一步反應(yīng)疲勞的狀態(tài)[30]。線粒體活化蛋白激酶（adenosine 5'-monophosphate(AMP)-activated protein kinase，AMPK）及其相關(guān)通路具有協(xié)調(diào)代謝和能量的重要作用，與機(jī)體疲勞的發(fā)生密切相關(guān)。激活A(yù)MPK不僅可以促進(jìn)Glu攝取和增加糖原利用等，還可通過(guò)激活下游過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ輔助活化因子1（peroxlsome proliferator-activated receptor-γ coactlvator-1α，PGC-1α）促進(jìn)肌肉內(nèi)線粒體氧化代謝和生物合成，從而促進(jìn)肌纖維類型轉(zhuǎn)化，紅肌比例增大，表現(xiàn)出抗疲勞作用[31-32]。

2.2 代謝產(chǎn)物堆積學(xué)說(shuō)

代謝產(chǎn)物堆積學(xué)說(shuō)認(rèn)為在大量運(yùn)動(dòng)之后機(jī)體內(nèi)乳酸、氨等代謝產(chǎn)物大量積累從而造成疲勞的產(chǎn)生。在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉內(nèi)糖的無(wú)氧氧化增加，產(chǎn)生的乳酸大量堆積會(huì)降低肌肉組織和血液中pH值，抑制肌肉收縮從而造成疲勞。血清尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）是氨基酸、蛋白質(zhì)代謝的產(chǎn)物，在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體會(huì)進(jìn)一步消耗蛋白質(zhì)進(jìn)行供能，血清中尿素氮的增加，引起機(jī)體疲勞。運(yùn)動(dòng)后當(dāng)血清尿素氮相比含量較低時(shí)，說(shuō)明蛋白質(zhì)分解減少，運(yùn)動(dòng)耐受能力增加[33]。其血氨（blood ammonia，BA）降低也可以有效保護(hù)中樞神經(jīng)從而減輕疲勞[28]。

2.3 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)

正常生理狀態(tài)下，機(jī)體的內(nèi)環(huán)境各組分如K、Na、Ca、Mg等離子處于穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)劇烈運(yùn)動(dòng)后這些成分的濃度會(huì)發(fā)生紊亂，造成內(nèi)環(huán)境平衡失調(diào)從而引起疲勞。劇烈的肌肉收縮引起細(xì)胞K+外排、Na+和Cl－內(nèi)流，細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)K+和Na+濃度明顯變化。Na+-K+-ATP酶活性增加可以穩(wěn)定Na+和K+的濃度梯度和細(xì)胞膜興奮性，在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，一部分Na+-K+-ATP酶失活，離子濃度紊亂產(chǎn)生疲勞[34]。Ca2+在肌肉收縮過(guò)程中發(fā)揮重要作用，劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)使Ca2+從肌漿內(nèi)質(zhì)網(wǎng)泄漏，肌肉收縮力變小，松弛時(shí)間明顯延長(zhǎng)，從而使得疲勞加重[35]。Mg2＋是許多細(xì)胞過(guò)程中必不可少的因子，研究發(fā)現(xiàn)慢性疲勞綜合征患者的靜息游離Mg2＋水平更高[36]。ATP是Mg2＋重要的結(jié)合位點(diǎn)，ATP的大量分解可能是疲勞時(shí)Mg2＋增加的一個(gè)來(lái)源[37]。

2.4 自由基影響理論

自由基是機(jī)體新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的具有未成對(duì)電子的物質(zhì)。由于其化學(xué)性質(zhì)非?；钴S，可與多不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)和核酸等發(fā)生爭(zhēng)奪電子的作用。機(jī)體在大量運(yùn)動(dòng)后，體內(nèi)氧化代謝增強(qiáng)，骨骼肌、心臟、肝臟等組織內(nèi)產(chǎn)生大量的自由基，無(wú)法快速清除的自由基可導(dǎo)致脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等氧化損傷[38]。當(dāng)脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)加強(qiáng)，可破壞細(xì)胞膜及多種細(xì)胞器使細(xì)胞正常的代謝功能受損，產(chǎn)生機(jī)體疲勞；并且大量運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的活性氧自由基還會(huì)誘導(dǎo)蛋白質(zhì)氧化從而導(dǎo)致肌肉疲勞[39]。

在抗疲勞產(chǎn)品的活性評(píng)價(jià)和機(jī)制研究中，可以通過(guò)機(jī)體的抗氧化能力來(lái)反應(yīng)其抗疲勞水平。谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）是體內(nèi)主要的抗氧化酶，通過(guò)測(cè)定機(jī)體內(nèi)這些酶的活性可以間接反應(yīng)被測(cè)物的抗疲勞效果[40]。還可以通過(guò)測(cè)定血清以及肌肉組織的總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）來(lái)了解自由基對(duì)組織的損傷程度[41]。氧化應(yīng)激會(huì)造成細(xì)胞膜的完整性受損從而誘發(fā)細(xì)胞損傷，因此也可以通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞氧化損傷后的標(biāo)志物進(jìn)行疲勞程度的評(píng)價(jià)。丙二醛（malondialdehyde，MDA）為細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物，其在體內(nèi)的水平通常被作為判斷疲勞狀態(tài)的指標(biāo)。血清中堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、肌酸激酶（creatine kinase，CK）和 乳 酸 脫 氫 酶（lactate dehydrogenase，LDH）是肌肉損傷的標(biāo)志物，當(dāng)血清中其含量減少時(shí)表明藥物對(duì)肌肉細(xì)胞起保護(hù)作用[28,42]。心肌細(xì)胞和肝細(xì)胞被氧化損傷時(shí)谷草轉(zhuǎn)氨酶（aspartate aminotransferase，AST）和 丙 氨 酸 轉(zhuǎn) 氨 酶（alanine aminotransferase，ALT)會(huì)滲漏到血清中，可通過(guò)對(duì)血清中其水平的監(jiān)測(cè)進(jìn)行疲勞情況分析[43]。核因子E2相 關(guān) 因 子2（nuclear factor erythroid-2-related actor 2，Nrf2）是調(diào)節(jié)細(xì)胞抗氧化反應(yīng)的關(guān)鍵分子，并調(diào)節(jié)下游血紅加氧酶-1（heme oxygenase 1，HO-1）、硫氧還蛋白（thioredoxin,Trx）和B細(xì)胞淋巴瘤-2（B-cell lymphoma，Bcl2）等信號(hào)，其在肝臟和肌肉組織中表達(dá)增強(qiáng)也提示抗疲勞能力的提高[30,44]。并且疲勞發(fā)生過(guò)程中的氧化應(yīng)激還可引起炎癥反應(yīng)，從而使腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）和 白 介 素-1β（interleukin-1β，IL-1β）等多種炎性細(xì)胞因子發(fā)生改變[41,45]。

2.5 中樞神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)性抑制學(xué)說(shuō)

中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)具有自我保護(hù)作用。機(jī)體在過(guò)度運(yùn)動(dòng)中大量神經(jīng)沖動(dòng)會(huì)傳導(dǎo)到大腦皮層，引起神經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間興奮，多種神經(jīng)遞質(zhì)如5-羥色胺、多巴胺積累或消耗，神經(jīng)細(xì)胞消耗過(guò)多[46]。為避免機(jī)體的這種大量消耗而導(dǎo)致的損傷，大腦皮層進(jìn)行保護(hù)性抑制調(diào)節(jié)從而產(chǎn)生機(jī)體疲勞。

3 小結(jié)和展望

引起疲勞的原因眾多，不同的誘因所產(chǎn)生的疲勞感受也不盡相同。通過(guò)強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)或應(yīng)激等物理造模方法可模擬因短時(shí)劇烈運(yùn)動(dòng)或長(zhǎng)期過(guò)度運(yùn)動(dòng)、或因緊張的生活工作壓力而導(dǎo)致的生理性疲勞；而通過(guò)免疫或炎性反應(yīng)、移植癌細(xì)胞造成癌癥、放化療和卵巢摘除手術(shù)等手段造成的動(dòng)物慢性疲勞模型亦可很好地模擬因疾病引發(fā)的病理性疲勞；此外，還可通過(guò)疊加上述多種誘因來(lái)造成復(fù)合因素所致的疲勞。當(dāng)今人們的生活習(xí)慣和工作性質(zhì)較以往發(fā)生了很大改變，因此疲勞的表現(xiàn)也有很大不同，除了體力上的疲勞外，還常常伴有精神上的疲勞，比如精神不集中、興趣低落等。因此，在進(jìn)行抗疲勞藥物和保健品研究過(guò)程中應(yīng)針對(duì)疲勞發(fā)生的原因和類型選擇更加貼合的疲勞動(dòng)物模型，從而更有效地評(píng)價(jià)其功效，開(kāi)發(fā)出更加符合該疲勞發(fā)生機(jī)制的產(chǎn)品。并且，在抗疲勞藥物和保健品的研發(fā)中，科研人員應(yīng)關(guān)注到中藥可能具有的更大優(yōu)勢(shì)。相比化學(xué)藥，中藥可以從多器官、多層次發(fā)揮功能，且在可能長(zhǎng)期服用的過(guò)程具有相對(duì)更小的毒副作用和成癮性。

此外，目前雖有上述一些被廣泛認(rèn)可的疲勞發(fā)生機(jī)制學(xué)說(shuō)，但其潛在的病理生理機(jī)制尚并不明晰?，F(xiàn)在，許多學(xué)者都對(duì)疲勞背后的骨骼肌功能和神經(jīng)生物學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣，揭示了其可能與肌纖維類型、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控和晝夜節(jié)律等相關(guān)。在疲勞發(fā)生的機(jī)制研究中還應(yīng)當(dāng)將中樞與外周結(jié)合起來(lái)，多角度和多水平進(jìn)行研究，探究其內(nèi)在的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于不同起因產(chǎn)生的疲勞還有待于科學(xué)工作者進(jìn)行深入細(xì)致的研究，希望能在其中找到共同的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)為臨床疲勞的治療提供有力支撐。