综述：过度训练综合征中的肌肉内适应不良机制

本文综述了过劳训练综合症（OTS）中骨骼肌功能失调的潜在机制，包括中枢及周围神经疲劳、内分泌紊乱、线粒体生物能代谢障碍及氧化应激等，并探讨了动物模型在OT...

　　

摘要

有计划且逐步增加的锻炼，即运动训练，对于促进骨骼肌适应和提升运动表现至关重要。然而，当训练负荷超过身体的恢复能力时，可能会导致持续的适应不良状态。训练或比赛与恢复之间的长期不平衡会导致运动表现长期受损，这种现象被称为功能性或非功能性过度训练（overreaching），严重时可能发展为过度训练综合征（OTS）。这种情况会显著影响运动员的发育，甚至在极端情况下迫使他们提前退役。骨骼肌是身体表现的关键，包括运动能力和能量利用能力。运动表现下降是OTS的典型特征，反映了骨骼肌功能障碍在其发生和发展中的核心作用。在本文中，我们讨论了导致OTS中骨骼肌损伤的潜在机制，包括中枢和周围神经疲劳、内分泌失调和激素反应改变、线粒体生物能量代谢受损以及氧化应激和全身炎症。我们还将过度训练中的适应不良反应与慢性炎症和分解代谢状态下的反应进行了比较，因为这些研究可能有助于深入理解OTS的机制，并为未来的治疗策略提供线索。由于在实验环境中难以完全再现人类的OTS临床表现，我们进一步探讨了动物模型，这些模型可以控制外部变量，从而有助于更深入地了解其复杂的病理生理机制。

引言

持续进行的有计划和结构化的锻炼，即运动训练，是提高运动表现的关键。在高强度下进行这种训练可以促进生理适应，增强力量、耐力和专项技能。然而，当训练强度超过身体的恢复能力时，就会产生适应不良的结果。这种训练负荷与恢复之间的不平衡，称为训练过载，如果持续存在，会损害运动表现和整体健康（Fry等人，1991；Meeusen等人，2013）。

根据表现下降的持续时间和严重程度，过载反应通常被分为功能性过度训练（FOR）、非功能性过度训练（NFOR）和过度训练综合征（OTS）。FOR通常表现为短期的表现下降，随后是超补偿和表现提升。相比之下，NFOR会导致表现停滞或进一步恶化，常常伴有情绪障碍和全身疲劳，即使经过短暂的休息和恢复（Meeusen等人，2013）。无论是FOR还是NFOR，通过适当的休息，通常在几周到几个月内都可以逆转；然而，不同个体的恢复时间可能会有很大差异（Kreher，2016）。如果症状持续超过2个月，并伴有持续的疲劳、心理障碍和生理适应不良的迹象，情况可能会发展为OTS。因此，OTS的特点是长期的表现下降和持续的疲劳（Hackney等人，1990；Meeusen等人，2013）。由于症状重叠且缺乏明确的生物标志物，区分NFOR和OTS仍然具有挑战性。

历史上，OTS主要与耐力运动相关，如长跑、越野滑雪和自行车运动，以及那些认为瘦削和低体重有优势的运动项目，包括芭蕾舞、花样滑冰和体操（Eichner，1986，1995；Lehmann, Foster等人，1993）。最近，在健美和力量训练运动中也观察到了与OTS一致的症状，这些运动在比赛准备阶段的“减脂”期间结合了高强度的抗阻训练和能量限制（Schoenfeld等人，2023）。因此，OTS的表现可能出现在基于耐力的运动、以力量为中心的运动以及混合类型的运动中，其症状也可能因运动项目而异（Franchi等人，2017）。

OTS是一种涉及多个生理系统的复杂综合征，包括神经内分泌系统、免疫系统和自主神经系统，但其影响最终体现在运动表现的下降上。这种表现下降表明了负责运动和能量代谢的外周组织在OTS发生和发展中的关键作用，尤其是骨骼肌。骨骼肌是一种高度可塑的组织，能够动态适应正面压力（如渐进性过载）和负面压力（如代谢紊乱或废用）（Franchi等人，2017；Nunes等人，2022）。众所周知，适当调整训练变量（包括强度、频率和持续时间）可以促进肌肉纤维大小、功能和能量代谢的良性适应（MacInnis & Gibala，2016），但当训练压力持续超过肌肉的恢复能力时，这些适应可能会逆转。在这种情况下，糖原含量减少、基因表达改变、翻译后修饰、线粒体功能障碍、氧化平衡失调、蛋白质周转受损、激素失衡和局部炎症都被认为是OTS中肌肉功能和全身疲劳下降的机制（Alves Souza等人，2014；Coffey等人，2007；Main等人，2009；Nicoll等人，2016，2019）。

从功能角度来看，骨骼肌的表现依赖于兴奋-收缩的协调、钙的处理以及肌动蛋白和肌球蛋白之间的ATP依赖性横桥循环。ATP主要通过线粒体中的氧化磷酸化产生，在高强度活动期间还通过糖酵解和磷酸肌酸分解来补充。当这些精细调节的生物能量和收缩过程受到干扰时，肌肉维持表现和恢复的能力会下降，从而为OTS中的适应不良提供了生理基础（图1）。因此，研究过度训练的肌肉内机制对于理解OTS中的广泛生理损伤至关重要。

图1. 导致疲劳和过度训练综合征（OTS）的神经和肌肉机制

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该示意图展示了骨骼肌激活的过程，突出了可能导致OTS的关键部位（1–8）。（1）上运动神经元（中枢疲劳——脊髓水平）：皮质驱动能力下降、神经递质平衡改变（例如血清素/多巴胺）或上运动神经元兴奋性降低会降低自主激活，从而导致中枢疲劳。（2）下运动神经元（中枢疲劳——脊髓水平）：运动神经元兴奋性降低、脊髓内的突触传递受损或反射调节异常会减少传递到骨骼肌的有效信号，进一步限制力量输出。（3）神经肌肉接头（周围疲劳——突触水平）：乙酰胆碱释放功能障碍、囊泡回收受损或运动终板上的受体敏感性降低。（4）钠通道和膜兴奋性：电压门控Na⁺通道功能受损、离子平衡改变（例如Na⁺/K⁺失衡）或膜兴奋性降低会限制动作电位向肌肉纤维的传播，从而影响激活。（5）线粒体：氧化磷酸化受损、ATP供应减少、活性氧（ROS）过多和底物利用改变会损害能量供应和恢复能力。（6）肌浆网和Ca²⁺处理：Ryanodine受体（RyR1）功能障碍、Ca²⁺释放受损或SERCA介导的再摄取缺陷会干扰细胞内钙循环，导致力量生成减少和肌肉疲劳。（7）收缩机制：肌节功能改变，包括肌动蛋白-肌球蛋白横桥循环受损和收缩蛋白的氧化修饰，会降低收缩效率并导致长期疲劳。（8）蛋白质表达：翻译受损或蛋白质周转改变会减少关键结构和酶蛋白的可用性，进一步损害肌肉功能和恢复。

鉴于OTS的多因素性质，目前没有单一的生物标志物可用于诊断；然而，已经提出了几种生化指标（Cadegiani & Kater，2018；Hough等人，2013，2015；Larsen等人，2016；Lee等人，2017；Neubauer等人，2008；O'Connor等人，1989；Ostrowski等人，1998），包括促炎细胞因子，这些指标可以反映过度训练的负担（da Rocha等人，2019；Hirose等人，20