腺苷及其受体在高原运动性中枢疲劳中的作用及机制

高原缺氧环境显著影响劳动能力，而脑对缺氧最为敏感。因此，中枢疲劳因素在高原运动能力降低中可能起着更为重要的作用。高原环境影响人体的最根本原因是缺氧引起的细胞能量代谢障碍。腺苷是细胞的能量代谢产物，具有多种生物学作用。纹状体不仅是重要的运动神经中枢，而且腺苷受体含量丰富。因此，在高原运动性中枢疲劳的发生中，腺苷可能是关键的神经调质。为证明这一设想，我们首先在模拟海拔5000m的低压舱内用煮沸游泳用水的方法建立了大鼠运动模型（负重2.5%游泳力竭时间：平原91±16 min，高原37±9 min）。应用该模型，首先对高原力竭运动大鼠外周疲劳状况进行了评估，结果发现：高原力竭运动大鼠，肌糖原含量显著高于平原力竭大鼠；反映细胞能量代谢状态的AMPK磷酸化水平显著低于平原力竭大鼠；力竭时的血乳酸含量显著低于平原力竭大鼠；心肌糖原含量显著高于平原力竭大鼠，而心肌AMPK磷酸化水平显著低于平原力竭大鼠。这些结果说明，高原环境引起大鼠运动能力降低的主要因素可能不在外周。对力竭大鼠脊髓神经元的各项指标检测，未见到脊髓明显的损伤性或能量代谢状态发生改变（c-fos、p-AMPK、p-ERK等），说明高原环境降低运动能力的主要因素可能也不在脊髓神经。高原环境可显著降低大鼠的自发活动；显著升高纹状体和运动皮层组织腺苷含量。无论是在静息状态下还是在运动力竭时，纹状体和运动皮层神经元不仅不出现能量代谢危机（p-AMPK/AMPK不变），而且反映细胞应激和神经元兴奋性的c-fos、p-ERK等指标显著低于平原静息和平原力竭运动大鼠。这些结果说明进入高原后，大鼠中枢神经系统会发生主动抑制。测定各组大鼠不同脑区DA和5-HT含量，发现平原大鼠运动后脑内DA和5-HT显著升高，但高原大鼠却不发生这种改变。进一步计算纹状体内DA和5-HT的更新率(分别用DOPAC/DA和5-HIAA/5-HT表示)发现，虽然单纯缺氧并不改变纹状体内DA和5-HT的更新率，但缺氧运动大鼠DA更新率显著低于平原运动大鼠，而5-HT更新率显著高于平原运动大鼠。提示缺氧运动过程中腺苷含量升高，导致DA系统功能减弱及5-HT系统功能增强可能是造成进入高原后劳动能力降低的重要机制。