楊道寧，李 麗

（1．吉林大學體育學院，吉林長春 130012；2．嘉應(yīng)學院體育學院，廣東梅州 514015）

運動性疲勞動物模型制備的研究進展

楊道寧1，李 麗2

（1．吉林大學體育學院，吉林長春 130012；2．嘉應(yīng)學院體育學院，廣東梅州 514015）

通過整理與分析運動性疲勞動物模型的建立、模型制備的注意事項及評價指標，探討過度訓(xùn)練動物模型存在的問題，為過度訓(xùn)練的深入研究提供參考。

運動性疲勞；實驗動物；模型

隨著對運動性疲勞（exercise－induced fatigue）的機理及恢復(fù)等方面研究的日益深化，人們更加依賴于各種實驗動物（experimental animal）來實現(xiàn)帶有創(chuàng)傷性的、深層次的研究。目前人們主要選取大鼠和小鼠為研究對象，多以跑臺或游泳作為訓(xùn)練手段來模擬人類運動訓(xùn)練。查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻，人們在建模中所采用的實驗對象、實驗條件、判斷標準均有較大差異，影響了有關(guān)研究的開展與深入。因此，對相關(guān)動物模型進行綜述，以期為研究運動性疲勞提供基礎(chǔ)性參考。

1 常見單因素模型（single factor modle）制備方法

1．1 急性運動性疲勞動物模型

1．1．1 大強度運動性疲勞動物模型

選用雄性SD大鼠，體重250～350g，在跑臺上進行速度為28m／min（根據(jù)Bedford的最大耗氧量確定，此速度運動強度超過90%最大耗氧量，為大強度運動）水平跑運動，持續(xù)時間為20min。運動過程中采用聲音和毛刷刺激，以使鼠保持持續(xù)性運動［1］。采用主觀觀察性指標來判斷動物是否疲勞及疲勞的程度，見表1。

此模型中，大鼠疲勞已發(fā)生，但疲勞程度較輕，可通過增加動物運動組數(shù)來加深運動性疲勞程度［1］。與體育運動中由從事短時間、大強度運動的速度、爆發(fā)性項目（如100m跑、跳高、跳遠以及投擲等項目）引起的人體運動性疲勞的效果相當［2］。

表1 大強度運動性疲勞動物的主觀觀察性指標統(tǒng)計表

1．1．2 有氧運動性疲勞動物模型

選用雄性SD大鼠，體重250～350g，在跑臺上進行速度為18m／min（根據(jù)Bedford理論，此運動強度相當于60%～70%最大攝氧量，為中等強度運動）水平跑運動，持續(xù)時間為100min，運動過程中采用聲音和毛刷刺激［1］。采用主觀觀察性指標來判斷動物是否疲勞及疲勞的程度，見表2。

表2 有氧運動性疲勞動物的主觀觀察性指標統(tǒng)計表

動物在適當休息一定時間或降低運動強度后，仍可維持一定時間的原強度工作，表明動物雖表現(xiàn)為明顯的疲勞特征，但并未力竭［1］。與體育運動中，由從事長時間、中等強度的項目（如800m跑、200m游泳等項目）引起的人體運動性疲勞的效果相當［2］。

1．1．3 力竭運動動物模型

1．1．3．1 跑臺有氧力竭運動動物模型 選用雄性SD大鼠，體重250～350g，在跑臺上進行速度為18m／min的中等強度的水平跑運動，持續(xù)時間為200min，運動過程中采用聲音和毛刷刺激［1］。采用觀察性指標來判斷動物是否疲勞及疲勞的程度，見表3。

表3 跑臺有氧力竭動物的主觀觀察性指標統(tǒng)計表

在200min運動結(jié)束時，多數(shù)動物出現(xiàn)力竭癥狀。力竭標準：當動物在較長時間休息后（一般為5min）或降低運動速度后，動物仍無力繼續(xù)運動時，被視為力竭。以此可作為有氧運動力竭動物模型［1］。與體育運動中，由從事超長時間、中等強度運動項目（如5 000m跑、公路自行車、1 500m游泳等項目）引起的人體運動性疲勞的效果相當［2］。

1．1．3．2 游泳力竭運動動物模型 （1）選用雄性SD大鼠，體重約（280±6）g。采用尾部負重的游泳方式，負重重量為體重的3%，池水深50cm，水溫（31±1）℃，每平方米水面同時5～6只大鼠游泳，當大鼠游至連續(xù)3次沒入水底，每次超過10s，視為力竭［3－4］。

（2）選用6周齡雄性昆明種小鼠，體重（22±2）g。在水深40cm、水溫（30±2）℃、長×寬×高為80cm×50cm×60cm的玻璃水池中負重6%自重游泳至力竭。力竭判斷標準為：小鼠沉入水中超過10s，且放在平面上無法完成翻正反射［5］。

以上力竭運動與體育運動中，與從事超長時間、中等強度運動項目（如5 000m跑、公路自行車、1 500m游泳等項目）引起的人體運動性疲勞的效果相當。

1．2 運動性疲勞發(fā)展過程動物模型

選用雄性SD大鼠，4～6月齡，體重220～320g。將裝有相當于自身體重12%的砝碼的小布袋系在實驗大鼠的前肢腋下，砝碼帶系于胸腹前，在70cm×50cm×70cm的鐵箱內(nèi)游泳，水深50cm，每次1只。當大鼠游至水從耳下淹到耳上，身體輕度下沉時，為運動性疲勞的開始階段；當大鼠游至水淹過眼，其身體進一步下沉時，為疲勞的發(fā)展階段；當大鼠游至水淹過鼻尖，身體下沉無力返回水面時，為疲勞的力竭階段。在運動性疲勞發(fā)展過程的不同階段對大鼠血乳酸、肝臟的光鏡和電鏡下結(jié)構(gòu)的變化及酶組織化學進行研究，從而建立了能較客觀反映糖無氧酵解供能條件下，從疲勞開始經(jīng)進一步發(fā)展直至力竭的發(fā)展過程運動性疲勞動物模型。該模型經(jīng)實驗證明具有可重復(fù)性［3，6－8］。

1．3 慢性運動性疲勞動物模型

1．3．1 大鼠跑臺模型

選用SD雄性大鼠，體重（200±20）g。訓(xùn)練方案見表4。造模后大鼠心室肌的肌原纖維疏散，走向紊亂，甚至部分斷裂；大多數(shù)線粒體基質(zhì)透明，電子致密度普遍下降，并且伴隨著線粒體峪的斷裂或缺失，有些線粒體膜破裂呈空泡狀等［9］。有研究亦采用7周的遞增負荷跑臺訓(xùn)練建立疲勞模型，采用的運動強度稍?。?0］。

表4 大鼠7周跑臺訓(xùn)練方案（m／min×min）

選用SD雄性大鼠，180～220g。房室溫度21～24℃，相對濕度40%～55%。實驗大鼠進行中等運動強度的水平跑臺運動，每周7次，連續(xù)2周［11］。訓(xùn)練方案見表5。造模后，模型組血清、肝和骨骼肌MDA含量均顯著升高，紅細胞和骨骼肌SOD活性均顯著降低，骨骼肌線粒體膜電位顯著降低，骨骼肌線粒體游離Ca2＋含量顯著降低，下丘腦GABA、5－HT含量顯著升高，下丘腦DA、ACh含量有顯著性下降等。

表5 大鼠2周跑臺訓(xùn)練方案（m／min×min）

1．3．2 大鼠游泳模型

選用SD雄性大鼠，10周齡，體重（200±20）g。房室溫度18～25℃，相對濕度60%～70%。采用無負重游泳，靜水深80cm，水溫（30±1）℃。大鼠先進行3天適應(yīng)性游泳訓(xùn)練，每天1次，每次15min。第4、5天游泳訓(xùn)練時間為30min，第6～8天每天遞增30min，第9～10天每天進行1次力竭性游泳訓(xùn)練，第11～13天每天進行2次力竭性游泳訓(xùn)練，次間間隔6h。為防止大鼠漂浮，當發(fā)現(xiàn)大鼠浮在水面不運動時用木棒驅(qū)趕，使其維持運動狀態(tài)。力竭的標準為：大鼠游泳的協(xié)調(diào)動作消失，水淹沒鼻尖，身體下沉，至再次浮出水面的時間超過10s，并連續(xù)3次者，視為力竭［12－14］。

1．3．3 小鼠跑臺模型

選用昆明種小鼠，7～8周齡，體重（27．68±2．86）g。房室溫度（20±2）℃，相對濕度為（50±5）%。根據(jù)Marra的運動方案建立運動疲勞動物模型。小鼠先進行3天的適應(yīng)性訓(xùn)練（速度為10m／min，坡度為0°），休息2天后開始進行正式跑臺運動。初始速度為10m／min，在10min內(nèi)逐漸增加負荷達到28m／min速度，一直持續(xù)到力竭。以這種運動方式持續(xù)運動6天。力竭標準：運動末期動物不能堅持原跑速，先后滯跑道后1／3處達3次以上，刺激驅(qū)趕無效，停跑后體征表現(xiàn)為呼吸急促，神情倦怠，腹臥位，對刺激反應(yīng)遲鈍［15－16］。1．3．4 小鼠游泳模型

（1）選用雌性2月齡BALB／c小鼠，體重為（18．20± 0．25）g。房室溫度23～28℃，相對濕度為50%～65%。水溫（30±2）℃，水深35cm。每周游泳6天，周日休息，共游泳12周。第1周為每次無負重游泳30min，第2周增加至60min，第3周增加至180min，第4周開始尾部負體重的4%，保持180min至第12周末。游泳過程中用玻璃棒干預(yù)，使小鼠不停地游動。造模后小鼠運動能力下降、食量大減、體重減低、體毛不潔、精神倦怠、心率增加，血紅蛋白和血睪酮下降，皮質(zhì)醇和血乳酸升高［17］。

（2）選用雄性5周齡昆明種小鼠，體重18～22g。房室溫度22～27℃，相對濕度為40%～65%。水深35cm，水溫（30 ±2）℃，進行6周無負重游泳運動，第1周游泳30min／d，以后每周遞加10min，至第6周游泳90min／d，每天游泳1次，每周游泳6天，周日休息［18］。亦有將游泳時間延長為7周［19］。造模后小鼠體重的增長幅度顯著慢于對照組小鼠［18、19］。

1．3．5 大耳兔跑跳模型

選用10～12月齡日本大耳白兔，體重（3．25±0．24）kg。動物放在由兩根不同極性的金屬條構(gòu)成的面積為85cm× 160cm的金屬柵欄上，電刺激器向金屬柵欄放電，動物為逃避電刺激產(chǎn)生跳躍和奔跑而引起劇烈運動，訓(xùn)練量為l5s刺激一次，刺激時間為0．2～0．5s。動物受刺激后沿刺激籠跑跳數(shù)步并轉(zhuǎn)彎。每天訓(xùn)練120min，訓(xùn)練60min后休息20min。每周訓(xùn)練6天，星期日休息，連續(xù)訓(xùn)練3周。造模后大耳兔腱圍內(nèi)纖維和小血管增生，管壁增厚，跟骨結(jié)節(jié)滑囊明顯增厚，結(jié)締組織增生，腱圍肥厚［20］。

2 常見復(fù)合因素模型（complex factors modle）制備方法

有學者認為運動致疲勞動物模型的重復(fù)性、可靠性較差；單純地施加運動因素復(fù)制運動損傷動物模型缺少競技體育中的精神壓力，不能準確反映競技體育的運動員損傷。因此，研究者試圖使用2種以上的施加因素進行造模。目前主要的復(fù)合因素有藥物結(jié)合運動、刺激手段結(jié)合運動等，技術(shù)相對成熟的是藥物結(jié)合運動的復(fù)合因素模型的制備，見表6。

表6 常見復(fù)合因素致疲勞的動物實驗研究

3 制備模型注意事項與不同制備方法優(yōu)缺點的比較

3．1 制備模型注意事項

3．1．1 實驗動物的選擇

從目前大多數(shù)研究人員對實驗動物的選擇來看，大鼠主要是SD大鼠和Wistar大鼠，以前者為多。小鼠主要是昆明種小鼠、BALB／c小鼠和ICR小鼠，以昆明種小鼠為最多。偶見兔子等其他動物模型。對于運動員來說，不同的年齡段所能承受的運動負荷存在一定差別。實驗動物的生命周期（大鼠和小鼠的自然壽命為2～3年）比人類短，僅僅相差1個月乃至1～2周就可能表現(xiàn)出較大的差別。因此實驗動物月齡或周齡的選擇也應(yīng)引起重視。一般將3月齡～12月齡稱為成年大鼠（成年期），12月齡以后為衰退期大鼠（老齡期），3月齡以前為發(fā)育早期大鼠（未成年期）［29］；1．5月齡～14月齡為成年小鼠，14月齡～17月齡為衰老起始年齡，1．5月齡以內(nèi)為未成年期小鼠［30－31］。在大鼠2個月齡、小鼠1～2月齡時，即達到性成熟期，相當于人類的青春期，在此階段無論是人還是大鼠、小鼠，運動能力都是比較強的時期，因此也是最適合進行運動的時間段［3］。不過，選擇哪個年齡段主要依據(jù)研究者的研究目的。在動物性別方面，雄性動物應(yīng)用最多。但如果是主要對雌性動物研究和性別有關(guān)的問題，對實驗動物性別的要求就是主要考慮的問題。另外，研究者也要結(jié)合運動方式、強度和實驗測試指標的需要等進行實驗動物的選擇。

3．1．2 模型要盡可能再現(xiàn)所要求的運動疲勞狀態(tài)

為了復(fù)制運動員在訓(xùn)練過程中出現(xiàn)的疲勞狀態(tài)，應(yīng)該選擇與運動員的訓(xùn)練（耐力、速度、力量等）相一致或接近的運動訓(xùn)練模式進行造模，也就是說實驗動物的運動強度、運動時間、運動方式是影響疲勞形成、造模成功與否的關(guān)鍵。

3．1．3 注意環(huán)境因素對模型動物的影響

造模的成敗往往與環(huán)境的改變有密切關(guān)系。擁擠、飲食改變、過度光照、噪音、溫度、濕度（小鼠對溫度和濕度均比較敏感）、通風情況的破壞等，任何一項被忽視都可能給模型動物帶來嚴重影響。除此以外，跑臺運動的刺激方法、強度和頻率、跑道的寬窄，泳池的大小、水深、水溫、水的清潔程度（特別是多批次動物游泳）、游泳時的環(huán)境溫度、游泳密度、驅(qū)趕方法、靜水或流動水、游泳后動物的干燥方法應(yīng)敘述詳細，使模型的建立更具科學性、可重復(fù)性。

3．1．4 對照組與實驗組所處環(huán)境應(yīng)一致

在實驗過程中，對照組動物與實驗組動物應(yīng)保持在同一環(huán)境中，例如實驗組動物游泳，對照組動物應(yīng)在同溫度的淺水中不進行游泳，以排除水溫因素對實驗的干擾［17］。實驗動物在跑道上跑步，對照組動物應(yīng)放在同規(guī)格跑道上，以排除環(huán)境的影響。

3．2 不同制備方法的優(yōu)缺點比較

3．2．1 跑臺和游泳的比較

3．2．1．1 跑臺 優(yōu)點：運動強度較容易控制。缺點：動物跑臺一般采取電擊、聲音刺激、毛刷刺激或強氣流來驅(qū)使動物進行奔跑，其產(chǎn)生的是非主動性運動，這是動物跑臺應(yīng)用中的一個局限性因素。運動時當大鼠的跑速低于跑臺速度，會受到較強的刺激來強迫它以規(guī)定的強度和時間完成運動，這種刺激嚴格地說是一種傷害性刺激，使大鼠產(chǎn)生了防御性反射應(yīng)激，這不是運動應(yīng)激，過度應(yīng)急有時會導(dǎo)致動物死亡［32］。有研究表明：僅僅刺激尾部的皮膚，就會引起大鼠生理上的改變，如引起去甲腎上腺素和腎上腺素的升高。而且并非所有大鼠都能學會在跑臺上奔跑。易造成尾部和足部的機械性損傷，引起出血和繼發(fā)感染，影響實驗結(jié)果［33］。另外，不同運動時間、運動強度，對大鼠造成的過度訓(xùn)練程度亦有所不同。相同的運動強度下，不同的刺激方式對大鼠機體的影響也不一樣。因此，研究結(jié)果進行比較與交流時，要統(tǒng)一刺激方法、頻率等實驗條件。

3．2．1．2 游泳 優(yōu)點：實驗所需設(shè)備大多簡便易得。由于游泳是大鼠和小鼠的本能，采用游泳方式訓(xùn)練時大鼠和小鼠不會產(chǎn)生強烈的抵觸情緒，在使用流動水或不停攪動水使動物不停運動時，實驗動物承受體力外的不良刺激少，是一種卷入“情感因素”最少的訓(xùn)練方式［34］。而且易維持運動強度在較高水平［35］。另外，游泳對心臟的影響比較顯著［36］。

缺點：①需水量較大：為避免實驗動物尾巴撐在池底休息，要求靜水深要超過實驗動物身長的2倍，一般大鼠游泳水深50cm以上，小鼠游泳水深20cm以上；每只實驗動物占用的水面積大多在300cm2以上。②時刻監(jiān)控水溫，無特殊需求一般應(yīng)控制在28～36℃之間，一般上下波動幅度為1～2℃。③工作量大。有動物在游過幾次之后學會了漂浮，需用木棒驅(qū)趕，個別動物會借勢爬到竹竿上以逃避訓(xùn)練。有的動物可游數(shù)小時而不疲勞，這就需要加大強度，如負重。常用的負重方法有尾部負重、腋下胸前負重和背后負重，不同的負重部位對動物的疲勞時間、疲勞強度是否有影響，目前還不清楚。同時，不論大鼠還是小鼠在游泳時都會排便、排尿，并釋放某種“警戒物質(zhì)”［37］。同批次游泳要不斷地清除糞便、雜草、鋸末等雜質(zhì)，不同批次實驗動物進行游泳時，要保證游泳水的清潔最好是換水。另外，實驗動物運動完要進行擦拭、吹風等干燥處理。不難看出從負重、準備游泳用水、清除雜質(zhì)、保證水溫、驅(qū)趕動物或攪動水、換水到干燥，制備游泳模型的實驗工作量很大。④在大鼠游泳訓(xùn)練中，游泳時間越長呼吸道感染的發(fā)生率就較高，故需對保健問題予以足夠的重視［38］。

3．2．2 單因素和復(fù)合因素的比較

3．2．2．1 單因素 優(yōu)點：干擾的因素少，實驗結(jié)果主要由運動引起。缺點：大小鼠等沒有人類復(fù)雜的情感，所以所造模型與人類實際還有一定差距。

3．2．2．2 復(fù)合因素 優(yōu)點：競技體育運動員中經(jīng)常發(fā)生的損傷是由運動因素和精神壓力共同引起的。復(fù)合因素可在運動影響的基礎(chǔ)上添加精神上的影響。缺點：干擾因素多，實驗結(jié)果的歸因性不強。

4 判斷模型成功的典型的形態(tài)、生化改變指標

4．1 一般狀況指標

4．1．1 形態(tài)的觀察

主要觀察動物的“表情”和“逃避”反應(yīng)：實驗前動物均神態(tài)安靜，活潑好動，食欲良好，眼睛有神，對新異刺激及周圍環(huán)境的變化反應(yīng)靈敏，且皮毛緊密光滑，干凈潤澤。實驗過程中，動物隨著運動時間延長和運動量的增長，逐漸出現(xiàn)了神情倦怠，瞇眼，雙眼暗淡無光；皮毛蓬亂枯稿，皮毛不順、片狀脫落（脫毛）；食欲降低，體型瘦弱，拱背，懶動，扎堆、便溏；對外界刺激反應(yīng)遲鈍，探究行為明顯減少，出現(xiàn)明顯的膽怯狀態(tài)等現(xiàn)象［28，39－40］。

其中部分詞語的解釋如下：

瞇眼：不愿睜眼，上眼瞼覆蓋限球1／2以上［41］。

便溏：依據(jù)泄瀉的程度將糞便分為三級，“＋”糞便成型，但排出時糞便表面帶有較多水分；“＋＋”便溏，易粘附鋸末；“＋＋＋”：水樣便［42］。

探究行為及情緒反應(yīng)主要通過曠場實驗和鼠尾懸掛實驗來反映［5］。

曠場實驗：將是實驗大鼠放入開闊箱的正中格內(nèi)，并開始計時，觀察大鼠6min內(nèi)的行為舉動。測定指標包括：①方格間穿行次數(shù)（三爪以上跨入鄰格的次數(shù)）；②理毛修飾時間（兩前肢離地1cm以上的時間，即前肢向上抬舉、抓癢、洗臉、舔足）。

鼠尾懸掛實驗：固定大鼠尾端，使其呈倒掛狀態(tài)，四周以隔板隔離動物視線，動物為克服不正常的體位而掙扎活動，但活動一定時間后出現(xiàn)間斷性“不動”，顯示“失望”狀態(tài)。計錄6min內(nèi)的不動時間，并同時觀察大鼠掙扎次數(shù)。

拉尾排便試驗（運動性脾虛模型常用）：一手固定鼠籠，一手抓住大鼠尾巴中部，向后上方提拉，此時動物抓緊鼠籠盡量向前用力，這樣持續(xù)1min。若1min內(nèi)動物有糞便排出為拉尾排便陽性［43］。

4．1．2 運動姿勢和運動能力的觀察

4．1．2．1 跑臺 跑的姿勢：動物后蹬地不積極，吃力或無力，腹部與跑道面時有接觸或一直接觸（由蹬地跑變?yōu)榘肱P位或臥位跑）等即是疲勞的表現(xiàn)之一［1］。

運動能力：動物不能維持原運動強度，先后滯跑道后1／3處達3次以上，或刺激頻率增加達6次／min以上，刺激時間延長等，視為大鼠疲勞［1］。

4．1．2．2 游泳 游的姿勢：動物游泳的協(xié)調(diào)動作消失。

運動能力：①動物潛入水底幾秒鐘后反彈跳起的次數(shù)和在水面漂浮的現(xiàn)象明顯增多。②實驗動物下沉于水中一定期限不能再浮出水面（這個期限從3s至60s不等）或連續(xù)3次沒入水底，每次超過10s，出水后被握持時四肢下垂或沉入水中超過10s，且放在平面時無法完成翻正反射即視為疲勞。但在實踐中，有些標準太苛刻，危險性很大，往往造成動物死亡，使得所建模型不能再現(xiàn)或缺乏穩(wěn)定性。McArdle［33］和郭慶軍［4］等人推薦使用“經(jīng)10s后仍不能返回水面”作衡量游泳能力時的觀察指標。

4．2 典型的生化指標

4．2．1 結(jié)合定義

運動性疲勞模型是根據(jù)運動性疲勞的定義“機體工作能力暫時性降低，經(jīng)過適當休息后又可以恢復(fù)”來建立的，因此生化指標的變化也應(yīng)依據(jù)于此。可使用判斷機體機能狀態(tài)的有關(guān)指標，如血紅蛋白、血細胞比容、血乳酸、血尿素、尿蛋白、血清肌酸激酶、血睪酮、皮質(zhì)醇等，在運動后即刻升高，與對照值相比有顯著性差異，運動后12h達到較高水平，至運動后24h雖有下降，但仍高于對照組，視為運動性疲勞。部分指標人類的參考標準：血紅蛋白下降10%～15%，血細胞比例下降5%～9%，血睪酮晨安靜值下降15%～20%，皮質(zhì)醇晨安靜值升高20%左右，尿蛋白在運動后升高3～4倍，運動4h后可恢復(fù)［44］。在以往的動物模型制備中所表現(xiàn)出來的數(shù)值變化幅度大于人類的變化幅度。

4．2．2 依據(jù)不同的供能方式

根據(jù)運動能力的限制因素來判斷疲勞的發(fā)生。以糖酵解供能為主的運動，運動能力的限制因素主要是乳酸的堆積；強度為75%VO2max的有氧運動，運動能力的限制因素主要是肌糖原的耗竭。因此，可以通過測定血乳酸升高、肌糖原的下降來判斷疲勞的發(fā)生［3，45］。

對運動性疲勞進行多指標、系統(tǒng)性綜合評定，是一項復(fù)雜的工作，需要進一步研究。目前，國內(nèi)外許多學者亦在積極探索其他較為靈敏的檢測方法，如通過彗星試驗（SCGE）檢測細胞DNA損傷［46－47］等。

5 典型模型制備的舉例

5．1 跑臺

選用雄性SD大鼠，體重220～260克。實驗采用Bedford據(jù)鼠體重／攝氧量回歸方程所建立的漸增負荷運動模型。按以下運動程度運動至力竭：第一級負荷：坡度0°，速度8．2m／min，時間15min；第二級負荷：坡度0°，速度15m／min，時間15min；第三級負荷：坡度10°，19．3m／min（相當于76%最大攝氧量）運動至力竭。運動時使用毛刷刺激動物尾部，使動物保持在跑道前1／3處，以保證運動強度。力竭標準：第三級負荷運動中，動物未能堅持本級負荷運動跑速，先后滯跑道后1／3處達3次以上，刺激驅(qū)趕無效。行為特征：呼吸急深、幅度大、腹臥位、垂頭，刺激后無反應(yīng)［48－49］。

5．2 游泳

選用雄性SD大鼠，8周齡，體重（200±20）g。適應(yīng)性飼養(yǎng)2天后，進行3天的適應(yīng)性游泳訓(xùn)練，每天1次，每次20min，隨后開始10天的正式游泳運動。訓(xùn)練在120cm× 120cm×120cm的玻璃缸中進行，靜水深80cm，水溫（30± 2）℃。在第1～7天，每天上午9：00點開始進行1次游泳運動，持續(xù)時間為3h。第8～10天每天進行2次游泳運動，次間間隔6h。在游泳過程中，當大鼠運動協(xié)調(diào)性明顯下降，出現(xiàn)反復(fù)下沉時，將動物取出游泳缸休息3min后，再放入池中繼續(xù)進行游泳，使游泳時間不少于3h。當大鼠浮在水面不運動時用木棒驅(qū)趕，使其維持運動狀態(tài)［40］。

6 存在問題及思考

運動性疲勞的動物模型制備的原則是盡量模擬運動員的訓(xùn)練，這就提示我們有些問題值得思考。

首先如何創(chuàng)造訓(xùn)練環(huán)境：有學者研究了大、小鼠在低氧環(huán)境中進行中等強度訓(xùn)練后的解剖、生理和生化指標的變化情況［50，51］，但低氧環(huán)境下運動性疲勞的模型制備少見報道。游泳訓(xùn)練中，多只實驗動物在一個容器內(nèi)，動物間難免出現(xiàn)互相蹬踩、借力，這可能會引起動物嗆水、憋氣上串等現(xiàn)象發(fā)生。Ishihara K等人［52］利用電流將游泳池分隔為幾個泳道從而避免了游泳動物間的物理干擾。但會不會帶來其他的干擾因素還有待于進一步研究。另外，運動員在白天訓(xùn)練，符合自身的24h生物節(jié)律。鼠類則一般在白天睡覺休息，晚上出來活動，而在白天進行強迫性的運動訓(xùn)練是不是會引起實驗動物體力、免疫功能等下降呢？Wax TM等在研究C57BL／6J小鼠24h的跑籠規(guī)律時發(fā)現(xiàn)，小鼠在暗周期（6pm～6am）時的活動量明顯大于明周期，尤以下午6時至午夜的活動量最大［53］。而這在運動性疲勞造模過程中很少強調(diào)或體現(xiàn)。跑臺、游泳在運動性疲勞的造模中常用，而轉(zhuǎn)籠（是一種自主運動無需外界刺激強迫，現(xiàn)階段該模型主要用于機體適應(yīng)性生理變化的研究）、舉重（屬于自主性隨意運動，對動物無侵害，易進行調(diào)控，適用于重復(fù)阻力訓(xùn)練的運動能力和生理學機制等多方面的研究，但為了維持其較大強度的運動有時需要食物刺激）、負重爬（可負重，主要用于骨骼肌肥大的造模，為了維持其較大強度的運動有時需要食物或電刺激等）［54］在運動性疲勞的模型中應(yīng)用較少。

第二，如何控制運動強度，部分學者對實驗動物進行斷尾取血進行監(jiān)測，但存在一定的弊端：有創(chuàng)口、不能頻繁斷尾取血、運動中不能動態(tài)監(jiān)測等；而國外學者曾通過間接測熱法［55］（Oxymax Deluxe同流速實驗動物監(jiān)測系統(tǒng)）對大鼠的攝氧量進行測試，但這項技術(shù)在國內(nèi)還沒有得以嘗試或應(yīng)用。

第三，對造模成功與否的評價或診斷，動物實驗往往參照人類的評價標準，運動員的恢復(fù)期指標一般選運動后24h測定，但實驗動物特別是鼠類，生命周期短、適應(yīng)能力強（比人類要好），它們的恢復(fù)期是不是也是24h呢？人類有血清指標正常參考范圍，不同品系的大、小鼠是不是也有呢？王玉良等人［56－58］曾對小鼠、Wistar大白鼠血清尿素氮、血紅蛋白、血糖等指標進行了抽樣測試與統(tǒng)計分析，但對其他實驗動物及部分常見血尿指標還沒有測試、對比，還缺乏更為系統(tǒng)的研究。

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A Summarizing Study on Preparation of Animal Model of Exercise－induced Fatigue

YANG Daoning1，LI Li2
（1．Physical Education Institute of Jilin University，Changchun 130012，Jilin，China；
2．PE Department of Jiaying University，Meizhou 514015，Guangdong，China）

This paper consolidated and analyzed the establishing way of animal model of exercise－induced fatigue，its cautions and assessment，and problems in animal models．It provided reference to in－depth research on exercise－induced fatigue．

exercise－induced fatigue；experimental animal；model

G804．2

A

1004－0560（2011）03－0080－06

2011－03－15；

2011－04－25

楊道寧（1963－），男，副教授，學士，主要研究方向為體育教學訓(xùn)練與體育健康促進。

常 波（1964－），男，教授，博士，主要研究方向為優(yōu)秀運動員機能水平的監(jiān)控與評定。E－mail：changbo8387＠163．com。

喬艷春

?體育教育訓(xùn)練學