中枢疲劳的神经生理基础及运动诱发机制

王其飞; 杜兴彬; 孔健达

doi:10.12307/2025.940

摘要：背景:中枢疲劳是指由于中枢神经系统功能的变化,导致个体运动能力下降及疲劳感增加的现象.随着运动科学的不断发展,运动诱发的中枢疲劳机制逐渐成为研究的热点.虽然已有大量研究探讨了神经递质、能量代谢和神经炎症等生物学机制在中枢疲劳中的作用,但对这些机制的交互作用以及在不同运动情境中的表现仍不完全清楚. 目的:探讨运动诱发中枢疲劳的多种生物学机制,阐明神经递质、能量代谢、神经网络活动、神经炎症和氧化应激在疲劳形成中的相互作用,进而为理解中枢疲劳提供新的视角. 方法:检索Web of Science、PubMed、中国知网、万方、维普数据库,以"central fatigue,neurophysiological basis,exercise,physical activity,neurotransmitters,serotonin,dopamine,glutamate,GABA,energy metabolism,astrocytes,neuroinflammation,oxidative stress,cortical activity,neural network activity,sport"为英文检索词,以"中枢疲劳,神经生理基础,运动,神经递质,5-羟色胺,多巴胺,谷氨酸,γ-氨基丁酸,能量代谢,星形胶质细胞,神经炎症,氧化应激,大脑皮质活动,神经网络活动,运动"为中文检索词,检索各数据库建库至2024年8月发表的相关文献,最后纳入74篇文献进行综述. 结果与结论:运动诱发的中枢疲劳涉及多个复杂的生物学机制.神经递质(如5-羟色胺、多巴胺、谷氨酸和γ-氨基丁酸)的平衡失调是中枢疲劳的关键因素,特别是5-羟色胺的升高与疲劳感增强密切相关.能量代谢紊乱,尤其是星形胶质细胞糖原代谢与乳酸的供应,在长时间运动中对疲劳的形成起到重要作用.神经炎症和氧化应激通过影响神经递质的释放和神经网络的功能,加剧了中枢疲劳的表现.此外,神经网络的活动变化,如大脑皮质的兴奋性降低,直接影响运动表现.未来研究应加强神经递质、代谢和炎症途径的综合探讨,进行更多的人体研究以验证动物实验的发现,探讨不同运动条件下(如强度、时间、环境)的中枢疲劳机制差异性,以及研究基于神经递质调控的药物或营养补充剂在缓解中枢疲劳中的潜力.