運動性疲勞是指人體腦力和體力持續(xù)活動到一定階段時出現(xiàn)的一種生理現(xiàn)象，表現(xiàn)為機體生理過程不能維續(xù)其機能在特定水平上或不能維持預(yù)定的運動強度。過度疲勞可能會導(dǎo)致內(nèi)分泌紊亂、機體免疫力下降，嚴(yán)重者危及生命健康。機體產(chǎn)生疲勞的機制目前的解釋主要為能量物質(zhì)水平降低、代謝產(chǎn)物的累積、氧化應(yīng)激、炎癥因子的過度釋放、Ca2+代謝紊亂等。

能量物質(zhì)水平降低

正常生理狀態(tài)下，為機體運動供能的物質(zhì)包括 ATP、磷酸肌酸、糖原、血糖、脂肪等。隨著運動時長與強度不斷增加，這些能量物質(zhì)逐漸消耗，從而引發(fā)機體一系列生理反應(yīng)。不僅短時間低強度運動后 ATP、磷酸肌酸等高能磷酸化合物水平的降低可以引起疲勞，并且長時間高強度運動后，肌糖原水平的下降導(dǎo)致細(xì)胞肌質(zhì)網(wǎng) Ca2+釋放減少從而引起肌肉收縮功能的下降，也會引起機體外周疲勞。

另外，運動會使脂肪產(chǎn)生游離脂肪酸，大量運動會使游離脂肪酸累積，促進(jìn)游離的色氨酸含量上升，這些游離的色氨酸進(jìn)入腦內(nèi)，導(dǎo)致腦中的5-羥色胺含量上升。動物實驗結(jié)果表明，5-羥色胺的持續(xù)釋放會使其溢出到胞外，從而激活軸突起始片段的抑制性受體5-羥色胺 1A 受體，使運動神經(jīng)元的興奮性降低，并且血糖濃度下降也會導(dǎo)致大腦能量供應(yīng)不足，這些均會導(dǎo)致中樞疲勞。

代謝產(chǎn)物累積

隨著能量物質(zhì)的不斷消耗，乳酸、無機磷酸、H+、酮體、NH3等代謝產(chǎn)物不斷生成，當(dāng)這些代謝產(chǎn)物蓄積到一定水平時，將導(dǎo)致內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)被破壞，肌肉的pH 降低，代謝相關(guān)酶的活性降低，限制了糖原的分解和以及糖酵解等反應(yīng)，最終使能量水平降低而產(chǎn)生疲勞。

并且研究表明腦細(xì)胞的工作能力會隨血液 pH 值的降低而下降。當(dāng)能量耗盡后，肌肉中蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的NH3含量增加，NH3的神經(jīng)毒 性也會使機體產(chǎn)生疲勞感。此外，運動促進(jìn)神經(jīng)元 5-羥色胺的合成和釋放，逐漸累積后也會導(dǎo)致中樞疲勞。

氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激（oxidative stress，OS）是指體內(nèi)活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生與抗氧化能力之間失衡的狀態(tài)。ROS 是一類由氧組成的高活性自由基，人體內(nèi)常見的自由基包括超氧陰離子、過氧化氫、羥自由基等?；钚匝醯漠a(chǎn)生和分解在正常狀態(tài)下處于動態(tài)平衡中，當(dāng)機體發(fā)生OS時該平衡被打破，產(chǎn)生的ROS 攻擊大分子和細(xì)胞器，引起脂質(zhì)過氧化，導(dǎo)致細(xì)胞的結(jié)構(gòu)損傷和細(xì)胞器功能障礙。

此外，劇烈運動產(chǎn)生的過量ROS可降低肌原纖維鈣敏感性，使骨骼肌的收縮功能下降，力量輸出受到抑制。并且過量自由基會導(dǎo)致血管擴張受抑制和血液流量減少，從而使各個器官組織包括大腦和骨骼肌所需的O2和能量物質(zhì)水平降低，產(chǎn)生疲勞。

Ca2+代謝紊亂

Ca2+在神經(jīng)傳導(dǎo)、機體運動等方面發(fā)揮著重要的作用。運動后胞漿中高濃度的 Ca2+使肌細(xì)胞的鈣穩(wěn)態(tài)失調(diào)，而鈣穩(wěn)態(tài)失調(diào)會誘發(fā)正常的肌細(xì)胞凋亡，從而引起肌肉的疲勞或損傷。運動使機體的Ca2+水平上升，機體正常時，線粒體能夠?qū)ζ溥M(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。

然而當(dāng)細(xì)胞膜系統(tǒng)由于運動疲勞而發(fā)生脂質(zhì)過氧化而被破壞時，線粒體對Ca2+的通透性增加，從而使大量的 Ca2+進(jìn)入線粒體不能及時清除而累積，抑制氧化磷酸化，從而使ATP 水平下降，這又將導(dǎo)致Ca2+ 代謝紊亂，產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終加重機體疲勞。

炎癥因子過度釋放

疲勞按性質(zhì)可以分為生理性疲勞和病理性疲勞。生理疲勞包括體力、腦力、心理、精神以及多因素復(fù)合引起的疲勞，病理性疲勞常見于急慢性炎癥性疾病，如癌癥、炎癥性腸病、系統(tǒng)性自身免疫性疾病等。這些疾病引起的疲勞需疾病療愈后方可緩解或者消失，一般不能由機體自行消除。研究表明，促炎因子含量升高會影響神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，對大腦相應(yīng)區(qū)域的功能產(chǎn)生負(fù)面影響。疲勞相關(guān)疾病和運動疲勞產(chǎn)生的炎癥因子存在因果關(guān)系，因此炎癥因子可以被認(rèn)為是改善疲勞的靶標(biāo)之一。

疲勞的產(chǎn)生伴隨著能量水平降低和氧化應(yīng)激，在上述幾種疲勞產(chǎn)生機制中，存在著共同的信號調(diào)控分子靶點，分別是腺苷酸活化蛋白激酶（AMPactivated protein kinase，AMPK）和核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2）。AMPK 是AMP依賴的蛋白激酶，以異源三聚體復(fù)合物形式存在。調(diào)節(jié)疲勞的過程中，AMPK發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它主要參與氧化應(yīng)激、能量水平、底物代謝和炎癥因子的調(diào)控。

Nrf2是機體重要的一種轉(zhuǎn)錄因子。正常情況下，在細(xì)胞質(zhì)中Nrf2與 Kelch 樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）和泛素連接酶 Cullin 3不斷地結(jié)合并被降解；當(dāng)機體發(fā)生ROS時，Nrf 2不再與Keap1 結(jié)合并且移至細(xì)胞核中。在細(xì)胞核內(nèi) Nrf2 與相關(guān)抗氧化基因啟動子結(jié)合使其轉(zhuǎn)錄翻譯，產(chǎn)生的抗氧化相關(guān)蛋白能夠清除過量的自由基。Nrf2還可能參與脂肪酸氧化相關(guān)基因的表達(dá)，影響線粒體脂肪酸氧化速率。

天然物質(zhì)的抗運動性疲勞活性

我國自古以來對具有抗疲勞活性的中草藥就有明確記載，在《神農(nóng)本草經(jīng)》中標(biāo)明的具有“輕身”功效的中草藥就有幾十種。隨著現(xiàn)代中藥研究的深入，中草藥中的活性化學(xué)成分逐漸明晰。研究表明，黃芪（Astragalus membranaceus）、高麗人參（Panax ginseng C.A.Meyer）、鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）等均具有顯著的抗運動性疲勞活性。此外，來源于食物的多種天然物質(zhì)，如小麥低聚肽、玉米胚肽、杏鮑菇多糖等也被證明具有一定的抗運動性疲勞活性。

目前，天然物質(zhì)抗運動性疲勞活性的研究主要應(yīng)用大鼠、小鼠等動物實驗，通過負(fù)重游泳實驗、爬桿實驗、前肢握力實驗等耐力實驗，結(jié)合血清中乳酸、BUN以及肝糖原含量等生理生化指標(biāo)分析進(jìn)行評價。在我國國家食品藥品監(jiān)督管理局頒布的《保健食品檢驗與評價技術(shù)規(guī)范實施手冊》中明確了抗疲勞保健食品的判定標(biāo)準(zhǔn)為“負(fù)重游泳實驗結(jié)果陽性，且血乳酸、血清尿素氮、肝糖原 3 項指標(biāo)中任意兩項陽性，可判定該受試樣品具有緩解體力疲勞功能的作用?！边@些實驗或生理生化指標(biāo)雖然可以在一定程度上反映天然物質(zhì)的抗運動性疲勞活性，但是其結(jié)果對日常訓(xùn)練和參賽戰(zhàn)術(shù)設(shè)計的參考價值仍然較低。針對不同的運動項目，在不同的訓(xùn)練方案下，開展這些天然活性物質(zhì)的人體實驗研究，評價其對運動性疲勞的延緩或恢復(fù)效果，才可能為提升運動員的運動表現(xiàn)提供切實可行的理論和數(shù)據(jù)參考。

天然產(chǎn)物在抗疲勞功能食品中應(yīng)用

目前研究中有許多種類的具有抗疲勞效果的天然產(chǎn)物，也有部分種類已經(jīng)被用于抗疲勞功能性食品中。但是無論是從研究深度還是開發(fā)程度來看，天然產(chǎn)物的應(yīng)用是十分有限的。截止到 2024年，通過對國家市場監(jiān)督管理總局特殊食品信息查詢平臺中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，以“緩解體力疲勞”為關(guān)鍵詞共檢索到該類保健食品 1090 個，其中國產(chǎn) 1048 個，進(jìn)口 42個，研究主要原料發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)由中藥或其中的功效成分提取物組成。這些保健食品中大多數(shù)為膠囊劑型，這是因為膠囊相比于口服液、酒、茶等，具有可以掩蓋原料異味、攜帶方便、服用容易的優(yōu)點。

目前市面上具有抗疲勞功效的產(chǎn)品主要分為三類：

一類是市面上超市貨架中常見的運動飲料、能量飲料等，主要包含一定含量的能量物質(zhì)、維生素、氨基酸、電解質(zhì)以及礦物質(zhì)等，該產(chǎn)品的優(yōu)點為價格親民、口味較好、適合大眾，例如紅牛、東鵬特飲等，但該類產(chǎn)品的抗疲勞作用效果需要進(jìn)一步研究。

另一類是以多種中藥材為主要原料的具有緩解體力疲勞功能的保健食品，如由白酒和補益類中藥材制作而成的中國勁酒，具有抗疲勞、免疫調(diào)節(jié)的保健功能。如研究顯示，中國勁酒可顯著降低小鼠游泳后血乳酸曲線下面積，升高小鼠肝糖原含量，顯著延長小鼠負(fù)重游泳時間，表明中國勁酒具有抗疲勞作用。而該類產(chǎn)品由于原材料成本較高，因此普遍價格昂貴。

此外還有一類是以具有抗疲勞效果的生物活性肽為主要原料，再以其他有抗疲勞功能的中藥材和某些營養(yǎng)物質(zhì)為輔料制作而成的保健食品。目前市面上的甘蔚樂是一種以黃精多糖、玉米低聚肽、黑茶茶多酚、氨基酸、不飽和脂肪酸等為原料制作而成的營養(yǎng)劑，該產(chǎn)品能夠提高小鼠的肝糖原、肌糖原的存儲量，并降低 BLA、BUN含量從而提高負(fù)重小鼠游泳時間，具有較好的抗運動疲勞效果。

參考資料：

[1]劉明潤,毛立科,袁芳,等.運動性疲勞機制及抗疲勞天然產(chǎn)物研究進(jìn)展[J].中國食品添加劑,2025,36(05):148-157.

[2]倪冰倩,李秀婷,張成楠,等.天然物質(zhì)抗運動性疲勞活性分子機理的研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā),2023,44(10):208-214.

作者簡介：

小米蟲，藥品質(zhì)量研究工作者，長期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗分析及分析方法驗證。