中枢疲劳动物模型构建与评估

中枢疲劳造模主要有两种思路：一是从机制层面，如通过神经递质注射或基因工程法，直接研究中枢疲劳的成因；二是从临床出发，采用过度运动或睡眠剥夺等方法，构建符合人类中枢疲劳状态的动物模型。

一、模型构建

中枢疲劳模型常采用啮齿类动物，构建方法包括：过度运动、睡眠剥夺、神经递质直接注射、基因操作以及免疫炎症诱导等五种主要途径。

1.过度运动法

过度运动法是构建中枢疲劳模型的常用手段，用于运动科学和营养补给剂研究。实验将大鼠分为空白、普通运动和力竭运动三组。普通运动组每日跑台训练1小时，每周5天，持续6周；力竭运动组前5周同普通运动组，第6周增至每日3次训练，并附加负重力竭游泳。结果显示，普通强度运动主要导致外周疲劳，而高强度运动则诱发中枢疲劳。另一研究通过增加小鼠游泳训练强度，发现模型组小鼠空间记忆能力下降，与海马及前脑皮层神经组织中某营养因子表达上调有关。

2. 睡眠剥夺法

睡眠剥夺法构建中枢疲劳模型常用改良多平台水环境法（MMPM），利用啮齿类动物畏水特性，在特制水箱小平台上活动，入睡时掉入水中而惊醒。Han等通过不同天数的慢性睡眠剥夺实验发现，长时间剥夺导致大鼠高应激、负面情绪、认知障碍及海马线粒体退化。另有水笼法，将大鼠置于浅水笼中，也成功诱导出疲劳样行为和脑代谢变化，表明这两种方法均可有效建立大鼠中枢疲劳模型。

3. 神经递质注射法

神经递质注射法是通过向大鼠脑中注射神经递质来构建中枢疲劳模型。Yamamoto等注射色氨酸、犬尿喹啉酸和奎宁酸后，大鼠出现空间学习认知障碍和肌肉耐受力下降，补充支链氨基酸可缓解疲劳并恢复色氨酸浓度。这表明特定神经递质可导致中枢疲劳。

4. 基因工程法

基因工程法构建中枢疲劳模型常用转基因造模法，通过基因导入或敲除来研究特定基因对疲劳的调控。Golumbe等敲除RAG2基因的小鼠出现力量和运动耐力下降，自发运动减少，伴有血清肌酸激酶升高和肌肉病理变化，表明该模型小鼠出现中枢疲劳表现，对研究免疫缺陷下的神经肌肉测试有重要意义。

5. 免疫炎症法

免疫炎症法通过注射免疫炎症诱发物质（如LPS、POLYI:C、DOX）构建中枢疲劳模型。Park等研究发现，连续4周注射DOX导致大鼠细胞凋亡、线粒体功能障碍、肌肉力量下降，且脑中相关神经递质含量变化，表明DOX注射可诱发中枢疲劳。

二、中枢疲劳行为评价指标

人类中枢疲劳表现为活动能力下降、不良情绪和认知减退。啮齿类动物模型中，活动能力用自愿转轮、旷场实验和游泳、抓握力测试评估；不良情绪用高架十字迷宫、旷场、蔗糖水偏好和悬尾试验评估；认知功能用水迷宫、T迷宫或Y迷宫等测试学习记忆能力。

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