中藥抗疲勞作用機制研究進展

●柴金珍 黃遠英 李開瑩 邱春媚 夏玉 殷光玲

中藥抗疲勞作用機制研究進展

●柴金珍 黃遠英 李開瑩 邱春媚 夏玉 殷光玲

目的對中藥抗疲勞作用機制研究進行綜述。方法通過檢索、查閱國內外2000年以來的中藥抗疲勞相關文獻，并對其進行整理、分析。結果中藥可通過調節能量代謝、消除代謝產物、抗氧化、調節中樞神經系統、調節內分泌以及增強免疫力6個方面改善機體疲勞狀態。結論中藥抗疲勞具有多方向的作用機制，因此，采用中藥或者中藥復方抗疲勞,效果將會比較明顯。

中藥；能量；代謝產物；抗氧化；中樞神經；內分泌；免疫力

1 前言

持久或過度勞累后造成的身體不適及工作效率減退的現象稱為疲勞。Toshihiko將疲勞分為4類：1)由強迫運動或游泳引起的運動性疲勞；2)精神疲勞；3)熱環境引起的環境疲勞；4)免疫引起的疲勞。也有學者將疲勞分為外周疲勞和中樞疲勞。在醫藥保健領域，增強免疫力作為一項保健功能，其不常被單獨作為抗疲勞研究進行分類，即通常被研究的抗疲勞類型主要有兩種：抗體力疲勞和抗腦力疲勞。抗疲勞的作用就是要延緩疲勞的產生和加速疲勞的消除。傳統中藥由于其副作用少，不含對人體有害的興奮劑成分而成為近年來抗疲勞研究的熱點。抗疲勞的機制研究也從整體動物深入到細胞水平。目前，研究已證明，增加能源攝入、減少有害代謝物累積、提高抗氧化酶活性和減少脂質氧化、調節相關激素分泌、增強免疫力等均可提高機體抗疲勞作用。本文通過檢索、查閱、整理、分析與中藥抗疲勞作用相關的文獻，旨在對中藥抗疲勞作用機制作一綜述。

2 中藥抗疲勞作用機制

2.1 調節機體能量代謝

目前，普遍認為疲勞的產生是能量大量消耗的結果。糖元作為人體細胞內的儲能物質，通過三羧酸循環產生能量(ATP)供應機體所需，是運動時能量的重要來源[2]，其含量高低直接影響運動能力。運動使肌糖元消耗，血糖降低，蛋白質及氨基酸的分解代謝加強。一旦肝糖元耗竭引起血糖水平下降而使運動肌肉供能不足，將導致外周疲勞，同時由于體內糖貯量下降或過度消耗，血糖濃度下降，中樞系統能量供應受影響，產生中樞疲勞。所以，糖元貯量對維持長時間運動時血糖濃度起重要作用。值得注意的是，在高原條件下，機體物質代謝會發生改變，中藥對機體能量調節會不同于平原條件。周思敏等[1]人報導，在高原低氧環境下，西洋參醇提取液主要是通過提高血糖水平而不是糖原儲備來提高小鼠運動耐力。

另外，運動的能源物質還有磷酸肌酸，主要存在于肌肉組織中，肌酐是其經肌酸酸激酶代謝的產物。肌酸激酶(CK)，又稱為磷酸肌酸激酶，是骨骼肌能量代謝的關鍵酶之一，98%[4]存在于骨骼肌中。正常情況下，肌細胞膜的結構完整和功能的正常保證了CK極少透出細胞膜，故血清中CK活性很低。劇烈運動后，骨骼肌膜的微細損傷使CK逸出增多，血清CK可升高幾倍甚至幾十倍。當肌肉劇烈運動使儲備的ATP不能滿足機體所需時，CK可直接將肌酸磷酸的能量傳遞給ATP供機體所用。因此，血中肌酐的含量可反應磷酸肌酸的代謝量。

2.2 加速代謝產物的清除

人體在安靜狀態下，肌肉代謝率低，以氧化脂肪酸為主，細胞在正常生理條件下有少量乳酸生成。在一些低強度運動開始時，由于循環系統處于提高過程和部分能量代謝酶未達到最大啟動狀態時，糖酵解速率超過有氧代謝速率，使得乳酸迅速生成并集聚。劇烈運動時，機體相對缺氧，糖酵解加快，產生大量乳酸（BLA），使肌肉中H+濃度上升，PH值下降。PH值的改變，會影響細胞內相關酶的活性，同時還會抑制肌質網對Ca2+的釋放和攝取，從而引起疲勞。機體中的血清乳酸脫氫酶(LDH)可使乳酸氧化，降低BLA質量濃度，減緩疲勞產生的速度。BLA在體內的積累取決于乳酸的產生與消除速度，因此，通過減少BLA的生成和/或加速BLA的代謝，可以達到抗疲勞的作用。馬莉等[7]人報導，經紅景天苷處理的小鼠力竭游泳時間及運動后肝糖原、肌糖原含量均明顯高于對照組小鼠，而運動后血乳酸濃度卻明顯低于對照組，其中以中劑量組與對照組差別最為明顯，說明紅景天苷有明顯的抗疲勞效果，并有其最適劑量。

LDH廣泛存在于心肌、骨骼肌、腦、肝、腎等各種組織及紅細胞中，能夠在乳酸（Cori）循環（Cori循環）中催化乳酸與丙酮酸的相互轉變，是無氧代謝中一個重要的酶。其活力的增強既有利于機體通過糖酵解途徑獲取ATP，也能夠加速乳酸的清除，減少乳酸的積累。乳酸是代謝的盲端，其代謝的唯一方式是轉變成丙酮酸再沿著丙酮酸的各條代謝途徑進行代謝，而乳酸又只有在LDH的作用下才能生成丙酮酸，所以增強LDH活性對于加速乳酸清除從而起到抗疲勞作用意義重大。

另外，機體發生運動，除產生BLA外，同時由于蛋白質發生有氧代謝產生尿素氮（BUN），故通過BUN的變化也可推知體內代謝情況。在正常生理條件下，蛋白質和氨基酸等含氮物質在分解代謝中先進行脫氨基反應，氨在肝臟轉變為尿素，BUN經血液循環從腎臟排出體外。在長時間較大強度運動時，BUN的變化范圍明顯，BUN與機體機能、疲勞程度以及負荷量的大小呈密切相關，可用來作為評定運動量的指標。運動引起的蛋白質代謝加強不僅發生在運動期，還會延續到運動后休息期，運動過后感到的肌痛就是其直接表現。

2.3 增強機體抗氧化作用

運動應激可引起機體自由基生成增加，自由基的生成使肌纖維膜及線粒體膜等生物膜完整性喪失及損傷，從而引發一系列細胞代謝機能紊亂，如蛋白質變性交聯，酶失活，從而改變了細胞膜功能，造成離子運轉紊亂，胞漿中Ca2+離子因不能被攝取而堆積，降低了肌肉的工作能力，同時，Ca2+離子和自由基可同時抑制線粒體呼吸，ATP合成量下降，造成肌肉疲勞。自由基氧化損傷是導致運動性疲勞的一個重要因素，也是當前研究的熱點之一，因此，消除體內自由基，降低脂質過氧化水平是促進疲勞恢復的重要途徑。研究表明，高強度或力竭運動可使體內脂質過氧化水平顯著提高，大量氧自由基氧化生成脂質過氧化物，脂質過氧化物進一步可生成MDA，因此MDA含量的變化可反映出機體細胞受損傷的程度。ANP是心房肌細胞生成和分泌的鈉尿肽家族激素中的第一個成員。心房肌細胞生成ANP以后，以ANP前激素原形式儲存于心房肌細胞的特異性分泌顆粒中，當受到相應刺激時釋放出來，并經過蛋白水解等加工過程，最終以具有24—28個氨基酸的肽類激素形式參與血液循環。Shono等[10]研究表明，ANP能夠減輕氧化應激反應。提示黃芪水提取液通過增加心房ANP的分泌，調節抗氧化反應亦是其發揮抗疲勞作用的有效途徑之一。李大勇等[11]人研究報導，黃芪水提取液提高小鼠的抗疲勞能力，其作用與增加ANP分泌和提高抗自由基能力有關。

2.4 調節中樞神經系統

大量研究資料表明，中樞性疲勞的產生與腦組織谷氨酸Glu和γ-氨基丁酸GABA的含量、比值及變化有關，認為GABA是中樞神經系統出現保護性抑制的重要因素之一。有資料表明，當機體運動出現疲勞時各腦區Glu與GABA的代謝平衡發生改變，各腦區中GABA含量升高的幅度大于Glu升高幅度，使腦中以GABA抑制效應占優勢，這與運動性疲勞出現中樞抑制的觀點是一致的。在運動狀態下，隨運動時間的延長和激烈程度增加，機體往往隨動脈血中氧分壓下降而出現缺氧，可使GABA氧化過程減弱，使SSA-D活性下降，造成GABA降解受阻，而在腦中堆積，引起突觸后抑制，通過改變神經細胞對Cl-，K+的通透性，造成Cl-內流，K+外流，形成突觸超極化，實現抑制效應。李建龍[15]報導，同強化訓練組比較，強化訓練加黃芪注射液組大鼠在運動結束30min及3h時的Glu/GABA比值明顯降低，而安靜態卻略高。并得出結論：在運動過程中，黃芪注射液可使機體迅速處于應激狀態，使物質代謝增強，有利于肌肉的持續運動；運動結束后，可使機體內環境迅速調整，有利于運動后疲勞的消除。

2.5 調節內分泌

胰島素和胰高血糖素是調節機體血糖濃度的一對相互拮抗激素。運動過程中血胰島素濃度下降和胰高血糖素濃度上升，有利于增加機體對糖元的動員，從而升高運動中的血糖濃度，防止運動性低血糖的發生[16]。但是，這樣的結果使機體的糖儲備會急劇下降，而實驗證明機體糖元儲備下降正是導致機體疲勞的主要原因之一[16-17]。LenzTL等人[18]人報導，補充人參皂甙Rgl能提高機體抗疲勞的能力，而其初步的機理在于通過血液激素的調節來保持較長運動時間的血糖濃度。周亮等[19]人進一步報導，人參皂甙Rg1給藥組力竭游泳時間長于對照組；游泳過程中，給藥組大鼠血糖濃度下降較慢，血胰島素和血胰高血糖濃度變化幅度較小。人參皂甙Rg1對游泳大鼠具有減緩血糖下降，預防運動性低血糖發生的作用，推測這種作用可能是由于相關血糖調節激素的分泌或活性變化引起。

正常情況下，皮質醇和睪酮間保持平衡，大強度持續運動對神經內分泌系統刺激較大時，可造成下丘腦-垂體-腎上腺皮質（HPA）軸過度應激[20]。由于下丘腦-垂體-性腺軸在各個水平上均受HPA軸各成分影響，應激狀態下HPA軸功能的亢進，可繼發造成下丘腦-垂體-性腺軸功能下降，血睪酮水平下降，出現高皮質醇-低血睪酮現象。尹紅等[21]人報導，刺五加提取液50、100、200mg/kg可部分逆轉慢性疲勞引起的促腎上腺皮質激素釋放素(CRH)、促腎上腺皮質激素(ACTH)及皮質酮血清濃度（P＜0.05，P＜0.01）和CRHR1mRNA表達的上調（P＜0.05，P＜0.01）。

2.6 增強機體免疫力

運動使體內氧自由基上升，這種現象及上升幅度因運動負荷量及持續時間不同而有差別，并且這種升高現象在運動后還會持續一段時間。由于體內氧自由基維持在較高的水平，是機體重要的致疲勞因素，并且會通過攻擊免疫細胞膜等途徑，造成免疫抑制。因此，運動后的氧自由基水平與機體疲勞和免疫抑制現象有很大關系。牛英鵬[22]報導，將80只SD大鼠隨機分為對照組和服藥組，通過適應性訓練后，進行一次力竭性運動，發現銀杏葉提取物對骨骼肌細胞膜的正常結構和功能具有保護作用，能降低運動后急性免疫應答反應。于宏升[23]研究報導，銀杏葉提取物抗運動性疲勞的作用途徑可能是促進腎臟EPO基因mRNA的表達，增加血清EPO含量和成熟紅細胞數量以及血紅蛋白含量，提高紅細胞壓積，改善運動性貧血狀況，從而達到抗疲勞的目的。

3 小結

中藥抗疲勞作用研究的文獻較多，且主要集中在以運動型疲勞為主的抗疲勞研究，腦力疲勞研究報導較少。另外，目前，判定中藥具有抗疲勞功能的通用標準是：《保健食品檢驗與評價技術規范》(2003版)，即負重游泳實驗結果陽性，且血乳酸、血清尿素、肝糖元/肌糖元三項生化指標中任二項指標陽性，可判定該受試樣品具有緩解體力疲勞功能的作用。而實際已開展的抗疲勞研究結果表明，中藥抗疲勞功能試驗除進行負重游泳試驗和測定生化指標（血乳酸、血清尿素、肝糖元/肌糖元）外，還有跳臺試驗、抗氧化試驗、提高酶活性試驗等抗疲勞研究，因此，建議抗疲勞功能的判定標準可以適當擴展。

（作者單位：湯臣倍健股份有限公司）

[1]周思敏,田懷軍,黃慶愿,等.西洋參醇提取液對模擬高原暴露小鼠的抗疲勞作用研究[J].解放軍藥學學報,2013,29(4)：297-300

[2]汲晨鋒,耿欣,季宇彬.運動疲勞大鼠能量代謝與紅景天苷的影響[J].中國組織工程研究與臨床康復,2007,11(45)：9149-9151

[3]李香蘭,祁海峰,劉凱,等.黃芪水提取液對運動后小鼠肌糖元和血清中肌酐含量的影響[J].延邊大學醫學學報,2009,32(4)：235-236