中药抗疲劳作用机制研究进展

●柴金珍 黄远英 李开莹 邱春媚 夏玉 殷光玲

中药抗疲劳作用机制研究进展

●柴金珍 黄远英 李开莹 邱春媚 夏玉 殷光玲

目的对中药抗疲劳作用机制研究进行综述。方法通过检索、查阅国内外2000年以来的中药抗疲劳相关文献，并对其进行整理、分析。结果中药可通过调节能量代谢、消除代谢产物、抗氧化、调节中枢神经系统、调节内分泌以及增强免疫力6个方面改善机体疲劳状态。结论中药抗疲劳具有多方向的作用机制，因此，采用中药或者中药复方抗疲劳,效果将会比较明显。

中药；能量；代谢产物；抗氧化；中枢神经；内分泌；免疫力

1 前言

持久或过度劳累后造成的身体不适及工作效率减退的现象称为疲劳。Toshihiko将疲劳分为4类：1)由强迫运动或游泳引起的运动性疲劳；2)精神疲劳；3)热环境引起的环境疲劳；4)免疫引起的疲劳。也有学者将疲劳分为外周疲劳和中枢疲劳。在医药保健领域，增强免疫力作为一项保健功能，其不常被单独作为抗疲劳研究进行分类，即通常被研究的抗疲劳类型主要有两种：抗体力疲劳和抗脑力疲劳。抗疲劳的作用就是要延缓疲劳的产生和加速疲劳的消除。传统中药由于其副作用少，不含对人体有害的兴奋剂成分而成为近年来抗疲劳研究的热点。抗疲劳的机制研究也从整体动物深入到细胞水平。目前，研究已证明，增加能源摄入、减少有害代谢物累积、提高抗氧化酶活性和减少脂质氧化、调节相关激素分泌、增强免疫力等均可提高机体抗疲劳作用。本文通过检索、查阅、整理、分析与中药抗疲劳作用相关的文献，旨在对中药抗疲劳作用机制作一综述。

2 中药抗疲劳作用机制

2.1 调节机体能量代谢

目前，普遍认为疲劳的产生是能量大量消耗的结果。糖元作为人体细胞内的储能物质，通过三羧酸循环产生能量(ATP)供应机体所需，是运动时能量的重要来源[2]，其含量高低直接影响运动能力。运动使肌糖元消耗，血糖降低，蛋白质及氨基酸的分解代谢加强。一旦肝糖元耗竭引起血糖水平下降而使运动肌肉供能不足，将导致外周疲劳，同时由于体内糖贮量下降或过度消耗，血糖浓度下降，中枢系统能量供应受影响，产生中枢疲劳。所以，糖元贮量对维持长时间运动时血糖浓度起重要作用。值得注意的是，在高原条件下，机体物质代谢会发生改变，中药对机体能量调节会不同于平原条件。周思敏等[1]人报导，在高原低氧环境下，西洋参醇提取液主要是通过提高血糖水平而不是糖原储备来提高小鼠运动耐力。

另外，运动的能源物质还有磷酸肌酸，主要存在于肌肉组织中，肌酐是其经肌酸酸激酶代谢的产物。肌酸激酶(CK)，又称为磷酸肌酸激酶，是骨骼肌能量代谢的关键酶之一，98%[4]存在于骨骼肌中。正常情况下，肌细胞膜的结构完整和功能的正常保证了CK极少透出细胞膜，故血清中CK活性很低。剧烈运动后，骨骼肌膜的微细损伤使CK逸出增多，血清CK可升高几倍甚至几十倍。当肌肉剧烈运动使储备的ATP不能满足机体所需时，CK可直接将肌酸磷酸的能量传递给ATP供机体所用。因此，血中肌酐的含量可反应磷酸肌酸的代谢量。

2.2 加速代谢产物的清除

人体在安静状态下，肌肉代谢率低，以氧化脂肪酸为主，细胞在正常生理条件下有少量乳酸生成。在一些低强度运动开始时，由于循环系统处于提高过程和部分能量代谢酶未达到最大启动状态时，糖酵解速率超过有氧代谢速率，使得乳酸迅速生成并集聚。剧烈运动时，机体相对缺氧，糖酵解加快，产生大量乳酸（BLA），使肌肉中H+浓度上升，PH值下降。PH值的改变，会影响细胞内相关酶的活性，同时还会抑制肌质网对Ca2+的释放和摄取，从而引起疲劳。机体中的血清乳酸脱氢酶(LDH)可使乳酸氧化，降低BLA质量浓度，减缓疲劳产生的速度。BLA在体内的积累取决于乳酸的产生与消除速度，因此，通过减少BLA的生成和/或加速BLA的代谢，可以达到抗疲劳的作用。马莉等[7]人报导，经红景天苷处理的小鼠力竭游泳时间及运动后肝糖原、肌糖原含量均明显高于对照组小鼠，而运动后血乳酸浓度却明显低于对照组，其中以中剂量组与对照组差别最为明显，说明红景天苷有明显的抗疲劳效果，并有其最适剂量。

LDH广泛存在于心肌、骨骼肌、脑、肝、肾等各种组织及红细胞中，能够在乳酸（Cori）循环（Cori循环）中催化乳酸与丙酮酸的相互转变，是无氧代谢中一个重要的酶。其活力的增强既有利于机体通过糖酵解途径获取ATP，也能够加速乳酸的清除，减少乳酸的积累。乳酸是代谢的盲端，其代谢的唯一方式是转变成丙酮酸再沿着丙酮酸的各条代谢途径进行代谢，而乳酸又只有在LDH的作用下才能生成丙酮酸，所以增强LDH活性对于加速乳酸清除从而起到抗疲劳作用意义重大。

另外，机体发生运动，除产生BLA外，同时由于蛋白质发生有氧代谢产生尿素氮（BUN），故通过BUN的变化也可推知体内代谢情况。在正常生理条件下，蛋白质和氨基酸等含氮物质在分解代谢中先进行脱氨基反应，氨在肝脏转变为尿素，BUN经血液循环从肾脏排出体外。在长时间较大强度运动时，BUN的变化范围明显，BUN与机体机能、疲劳程度以及负荷量的大小呈密切相关，可用来作为评定运动量的指标。运动引起的蛋白质代谢加强不仅发生在运动期，还会延续到运动后休息期，运动过后感到的肌痛就是其直接表现。

2.3 增强机体抗氧化作用

运动应激可引起机体自由基生成增加，自由基的生成使肌纤维膜及线粒体膜等生物膜完整性丧失及损伤，从而引发一系列细胞代谢机能紊乱，如蛋白质变性交联，酶失活，从而改变了细胞膜功能，造成离子运转紊乱，胞浆中Ca2+离子因不能被摄取而堆积，降低了肌肉的工作能力，同时，Ca2+离子和自由基可同时抑制线粒体呼吸，ATP合成量下降，造成肌肉疲劳。自由基氧化损伤是导致运动性疲劳的一个重要因素，也是当前研究的热点之一，因此，消除体内自由基，降低脂质过氧化水平是促进疲劳恢复的重要途径。研究表明，高强度或力竭运动可使体内脂质过氧化水平显著提高，大量氧自由基氧化生成脂质过氧化物，脂质过氧化物进一步可生成MDA，因此MDA含量的变化可反映出机体细胞受损伤的程度。ANP是心房肌细胞生成和分泌的钠尿肽家族激素中的第一个成员。心房肌细胞生成ANP以后，以ANP前激素原形式储存于心房肌细胞的特异性分泌颗粒中，当受到相应刺激时释放出来，并经过蛋白水解等加工过程，最终以具有24—28个氨基酸的肽类激素形式参与血液循环。Shono等[10]研究表明，ANP能够减轻氧化应激反应。提示黄芪水提取液通过增加心房ANP的分泌，调节抗氧化反应亦是其发挥抗疲劳作用的有效途径之一。李大勇等[11]人研究报导，黄芪水提取液提高小鼠的抗疲劳能力，其作用与增加ANP分泌和提高抗自由基能力有关。

2.4 调节中枢神经系统

大量研究资料表明，中枢性疲劳的产生与脑组织谷氨酸Glu和γ-氨基丁酸GABA的含量、比值及变化有关，认为GABA是中枢神经系统出现保护性抑制的重要因素之一。有资料表明，当机体运动出现疲劳时各脑区Glu与GABA的代谢平衡发生改变，各脑区中GABA含量升高的幅度大于Glu升高幅度，使脑中以GABA抑制效应占优势，这与运动性疲劳出现中枢抑制的观点是一致的。在运动状态下，随运动时间的延长和激烈程度增加，机体往往随动脉血中氧分压下降而出现缺氧，可使GABA氧化过程减弱，使SSA-D活性下降，造成GABA降解受阻，而在脑中堆积，引起突触后抑制，通过改变神经细胞对Cl-，K+的通透性，造成Cl-内流，K+外流，形成突触超极化，实现抑制效应。李建龙[15]报导，同强化训练组比较，强化训练加黄芪注射液组大鼠在运动结束30min及3h时的Glu/GABA比值明显降低，而安静态却略高。并得出结论：在运动过程中，黄芪注射液可使机体迅速处于应激状态，使物质代谢增强，有利于肌肉的持续运动；运动结束后，可使机体内环境迅速调整，有利于运动后疲劳的消除。

2.5 调节内分泌

胰岛素和胰高血糖素是调节机体血糖浓度的一对相互拮抗激素。运动过程中血胰岛素浓度下降和胰高血糖素浓度上升，有利于增加机体对糖元的动员，从而升高运动中的血糖浓度，防止运动性低血糖的发生[16]。但是，这样的结果使机体的糖储备会急剧下降，而实验证明机体糖元储备下降正是导致机体疲劳的主要原因之一[16-17]。LenzTL等人[18]人报导，补充人参皂甙Rgl能提高机体抗疲劳的能力，而其初步的机理在于通过血液激素的调节来保持较长运动时间的血糖浓度。周亮等[19]人进一步报导，人参皂甙Rg1给药组力竭游泳时间长于对照组；游泳过程中，给药组大鼠血糖浓度下降较慢，血胰岛素和血胰高血糖浓度变化幅度较小。人参皂甙Rg1对游泳大鼠具有减缓血糖下降，预防运动性低血糖发生的作用，推测这种作用可能是由于相关血糖调节激素的分泌或活性变化引起。

正常情况下，皮质醇和睾酮间保持平衡，大强度持续运动对神经内分泌系统刺激较大时，可造成下丘脑-垂体-肾上腺皮质（HPA）轴过度应激[20]。由于下丘脑-垂体-性腺轴在各个水平上均受HPA轴各成分影响，应激状态下HPA轴功能的亢进，可继发造成下丘脑-垂体-性腺轴功能下降，血睾酮水平下降，出现高皮质醇-低血睾酮现象。尹红等[21]人报导，刺五加提取液50、100、200mg/kg可部分逆转慢性疲劳引起的促肾上腺皮质激素释放素(CRH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)及皮质酮血清浓度（P＜0.05，P＜0.01）和CRHR1mRNA表达的上调（P＜0.05，P＜0.01）。

2.6 增强机体免疫力

运动使体内氧自由基上升，这种现象及上升幅度因运动负荷量及持续时间不同而有差别，并且这种升高现象在运动后还会持续一段时间。由于体内氧自由基维持在较高的水平，是机体重要的致疲劳因素，并且会通过攻击免疫细胞膜等途径，造成免疫抑制。因此，运动后的氧自由基水平与机体疲劳和免疫抑制现象有很大关系。牛英鹏[22]报导，将80只SD大鼠随机分为对照组和服药组，通过适应性训练后，进行一次力竭性运动，发现银杏叶提取物对骨骼肌细胞膜的正常结构和功能具有保护作用，能降低运动后急性免疫应答反应。于宏升[23]研究报导，银杏叶提取物抗运动性疲劳的作用途径可能是促进肾脏EPO基因mRNA的表达，增加血清EPO含量和成熟红细胞数量以及血红蛋白含量，提高红细胞压积，改善运动性贫血状况，从而达到抗疲劳的目的。

3 小结

中药抗疲劳作用研究的文献较多，且主要集中在以运动型疲劳为主的抗疲劳研究，脑力疲劳研究报导较少。另外，目前，判定中药具有抗疲劳功能的通用标准是：《保健食品检验与评价技术规范》(2003版)，即负重游泳实验结果阳性，且血乳酸、血清尿素、肝糖元/肌糖元三项生化指标中任二项指标阳性，可判定该受试样品具有缓解体力疲劳功能的作用。而实际已开展的抗疲劳研究结果表明，中药抗疲劳功能试验除进行负重游泳试验和测定生化指标（血乳酸、血清尿素、肝糖元/肌糖元）外，还有跳台试验、抗氧化试验、提高酶活性试验等抗疲劳研究，因此，建议抗疲劳功能的判定标准可以适当扩展。

（作者单位：汤臣倍健股份有限公司）

[1]周思敏,田怀军,黄庆愿,等.西洋参醇提取液对模拟高原暴露小鼠的抗疲劳作用研究[J].解放军药学学报,2013,29(4)：297-300

[2]汲晨锋,耿欣,季宇彬.运动疲劳大鼠能量代谢与红景天苷的影响[J].中国组织工程研究与临床康复,2007,11(45)：9149-9151

[3]李香兰,祁海峰,刘凯,等.黄芪水提取液对运动后小鼠肌糖元和血清中肌酐含量的影响[J].延边大学医学学报,2009,32(4)：235-236