5-羥色胺與多巴胺的關系及對運動疲勞的影響

程明晨 季葦

（北京師范大學體育與運動學院 北京 100875）

5-羥色胺與多巴胺的關系及對運動疲勞的影響

程明晨 季葦

（北京師范大學體育與運動學院 北京 100875）

單胺類神經遞質在腦內廣泛分布，關于單胺類神經遞質與中樞疲勞之間的關系研究多數集中于5-羥色胺（5-HT）。在大強度長時間運動后，腦內5-HT產生增多是一個基本的事實，補充支鏈氨基酸可以延緩運動疲勞的出現，其機制在于支鏈氨基酸的相對充足使得血漿中的色氨酸透過血腦屏障的數量減少，從而使腦內的5-HT不至于產生過多而過早地引起運動疲勞。該文以5-HT為切入點，簡單論述5-HT的合成、儲存、釋放與消除，及5-HT神經元在基底節中的纖維投射，與DA的相互關系，及其對運動疲勞的影響。

5-羥色胺 基底神經節 多巴胺 運動疲勞

運動疲勞是一種復雜的生理現象，發生在中樞神經系統和外周肌肉兩個層面，中樞神經系統疲勞可能是更為重要的影響因素。由于5-HT在抑郁，感覺和知覺，睡眠和情緒調控中發揮重要作用，使得5-HT成為關注焦點。

1　5-TH的合成、儲存、釋放、消除和作用的受體

5-TH由色氨酸經過兩步生化反應合成，第一步在色氨酸羥化酶作用下，將色氨酸轉化為5-羥色氨酸，這一步是限速的；第二步5-羥色氨酸在芳香族氨基酸脫羧酶作用下脫羧生成5-TH。5-TH的攝取和儲存與兒茶酚胺有很多相似之處，5-TH能神經末梢含有致密中心囊泡，在胞漿中合成的5-TH很快被囊泡所攝取和儲存。血小板被看作是一種游動的5-TH能神經末梢，也有攝取和儲存5-TH的能力。5-TH的消除有重攝取和酶解失活兩種方式，以重攝取為主，主要由突觸前膜上5-TH特異性轉運體完成，該轉運體是由630個氨基酸組成的肽鏈，一些5-TH重攝取抑制劑通過與該肽鏈的特定部位結合抑制其活性，從而提高突觸間隙5-TH濃度。5-HT的生物效應是通過多種受體介導的，目前人類5-HT受體（5-HTR）至少存在7種類型，且大多已被克隆，這7種類型又可進一步分成若干亞型，按受體轉導方式不同，可分為G-蛋白偶聯體超家族和配體門控離子通道族兩大類，目前所克隆的受體中除5-HT3R屬配體門控離子通道族外，其余均為G-蛋白偶聯體超家族［1］。

2　5-HT與基底神經節

5-HT分布廣泛，是一種具有多種生理作用的神經遞質，主要作用于前腦，其神經元胞體主要集中于中縫核群，通常劃分為兩大核群，一是相對較小的尾部核群，主要是延髓中縫核，投射到脊髓核團：二是相對較大的腹側核群，分散于腦橋和中腦部位，主要是背側中縫核和中部中縫核，投射到前腦的5-HT神經元中有85%起源于這些核團［2］。基底節接受大量來自中腦中縫核的5-HT能神經調控，這些神經分布至今沒有搞清楚，尤其是大鼠，所以，關于基底節5-HT神經調控的詳細研究主要集中于猴子，而人體中5-HT對基底節的調控更知之甚少。關于5-HT對人類基底節調控研究主要通過抗體標記5-HT轉運體（SERT）和5-HT合成限速酶——色氨酸羥化酶（TPH）［3］。

3　5-HT與DA的關系

自20世紀60年代第一篇單胺類神經元報道發表以來，腦中5-HT和DA的相互關系引起了眾多科學家的興趣。Fuxe報道了在黑質和腹側被蓋區5-HT能纖維末梢的存在。隨后發現，起源于中縫背核的5-HT能神經末梢支配黑質和腹側被蓋區，而起源于中縫神經核的5-HT能神經末梢只支配腹側被蓋區而不支配黑質。一些精神類藥物通過干預5-HT和DA的轉運而達到治療目的，這給5-HT和DA關系研究提高了更多機會。先前研究初步證實，中樞5-HT能系統抑制了DA的功能［4］。

紋狀體接受大量起源于中腦黑質致密部的DA能投射，同時還接受5-HT能神經投射，5-HT調控DA神經元的機制至今沒有弄清楚，原因有兩點：一是5-HT擁有眾多受體亞型，且大部分在紋狀體上都有分布，缺少針對特定受體亞型的選擇性藥物；二是5-HT及部分復合物可直接在DA神經末梢內發揮作用，導致DA分泌增多，并依賴于細胞膜上DA轉運體介導DA釋放［5］。

4　5-HT與運動疲勞

耐力運動導致的中樞疲勞與神經遞質的累積有關，尤其是 5-HT，其含量的增加或減少分別加速或延緩疲勞的產生。人體實驗表明長期運動訓練可改變中樞神經系統內5-HT含量、受體蛋白表達及敏感性，從而影響中樞神經對機體運動能力的調控［6］。Newsholme等在1987年第一個提出5-HT可能是中樞疲勞的介導物質。長時間運動中，5-HT及主要代謝物（5-HIAA）在一些腦區中積累，且在疲勞時達到峰值。腦內5-HT代謝增加很可能是血漿中游離色氨酸增多以及與支鏈氨基酸比值增加而引起的，增加或減少腦內5-HT含量對運動疲勞的出現均有影響［7］。

［1］韓濟生.神經科學［M］.北京：北京大學醫學出版社，2009，382-400.

［2］JM Monti，H Jantos.The Roles of dopamine and serotonin，and of their receptors，in regulating sleep and waking［J］. Progress in Brain Research，2008，172（1）：625-646.

［3］C Miguelez，Morera Herreras T，Torrecilla M，et al.Interaction between the 5-HT system and the basal ganglia：functional implication and therapeutic perspective in Parkinson's disease［J］.Frontiers in Neural Ciruits，2014，17（8）：21.

［4］R Samanin，S.Garattini The serotonergic system in the brain and its possible functional connections with other aminergic systems［J］.Life Sciences，1975（8）：1201-1209.

［5］BW Balleine，M Liljeholm，SB Ostlund.The integrative function of the basal ganglia in instrumental conditioning ［J］.Behavioural Brain Research，2009，199（1）：43-52.

［6］張蘊琨.運動性中樞疲勞的影響因素及其機制研究進展［J］.體育科研，2013，34（3）：33-38.

［7］S Kish，J Tong，A Rajput，et al.Preferential loss of serotonin markers in caudate versus putamen in Parkinson’s disease［J］.Brain，2008，131（1）：120-131.

G804

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2095-2813（2016）04（c）-0159-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.12.159