运动与下脑丘-垂体-肾上腺皮质轴在《运动生理学》中的作用

（一）运动与下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴概述

肾上腺的两个组成部分——肾上腺皮质和肾上腺髓质，分别参与组成两个相对独立的系统：下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴（HPA轴）和交感-肾上腺系统，下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴（HPA轴）的激活是机体对应激最重要的适应性反应，有利于机体动员能量和保持内环境的稳定，维持机体的正常生理功能。

下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的动员与机体抵抗内外刺激的应答性反应有关，故亦称之为应激轴。运动过程中此轴的作用过程为：身体运动刺激大脑；在大脑皮层作用下，下丘脑会加强对促肾上腺激素释放激素（CRH）的分泌活动，并作用于腺垂体，加强垂体释放促肾上腺皮质激素；腺垂体所释放的促肾上腺皮质激素作用于肾上腺皮质，加强肾上腺皮质释放肾上腺皮质激素；最后肾上腺皮质激素作用于靶器官、靶组织或靶细胞，通过增强能量代谢等反应，对运动产生应激。同时，肾上腺皮质激素也可以在垂体和下丘脑水平反馈抑制下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的活性，同时其他区域也可以影响垂体对肾上腺皮质激素分泌的控制。

（二）应激反应

当机体突然受到创伤、手术、冷冻、饥饿、疼痛、感染、惊恐和剧烈运动等不同刺激时，均可出现血中促肾上腺皮质激素（ACTH）浓度的急剧增高和糖皮质激素的大量分泌，塞利（Seley）把这种非特异反应称为“应激反应”（Stress reaction）。应激包括警戒反应期、抵抗期和衰竭期三个时期。生理应激在绝大多数情况下不会达到衰竭阶段。生理应激的三个阶段是：机体对刺激的直接反应及代偿反应，如运动时呼吸频率和心率加快、血压升高；机体对刺激的部分或全部适应，表现某些功能提高以适应所接受的刺激；刺激停止后的恢复阶段，这时应激反应和适应性反应逐渐消失，机体恢复到运动前状态。

应激时，各应激刺激作用于外周和中枢神经的不同部位，然后通过神经联系将信息汇集到下丘脑的有关神经元，经由下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质轴使促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）、促肾上腺皮质激素和肾上腺皮质激素（主要使糖皮质激素）分泌增加。一次应激可使肾上腺皮质激素的分泌持续几小时。刺激越强，分泌量越多，持续时间也越长。在应激反应中，除促肾上腺皮质激素释放激素、促肾上腺皮质激素和皮质醇分泌增加外，β-内腓肽、生长激素、催乳素、胰高血糖素、抗利尿激素、醛固酮等的分泌也增加。

在“应激反应”中，下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素的神经元活动加强，通过促肾上腺皮质激素释放激素使肾上腺皮质激素分泌增多，进而促使糖皮质激素的大量分泌（见图5-3）。

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图5-3　应激刺激对糖皮质激素分泌的影响

（三）运动对下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的影响

剧烈的体力活动可以导致下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴活性增强，且体力活动对促肾上腺皮质激素和皮质醇分泌的影响要大于促肾上腺皮质激素释放激素单独作用的影响，但不同个体间下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴对剧烈运动的反应不同。较长时间次最大强度运动和短时间高强度运动都可以使下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴被激活，且后者使血浆促肾上腺皮质激素增高的程度大于前者，但小于递增负荷直至疲劳的运动方式。短时间高强度训练后，尤其是无氧运动后，血浆皮质醇水平升高；超强训练时，促肾上腺皮质激素反应增加，但皮质醇反应下降；过度训练时，下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴活性总体上呈现减弱状态；急性运动中下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴被激活的因素之一是血乳酸水平增高。其次，运动肌的传入神经传入的神经冲动对下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的激活也是必要的。

在长期的运动训练中，机体皮质醇对一次相同负荷运动的反应下降，有耐力训练基础的个体在进行最大强度运动时，其下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的活性高于未经训练的个体。

在有氧运动和抗阻运动过程中，下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴均可被激活，但激活的程度与运动强度的大小有关，而且在总做功相同的条件下，无氧运动导致的血浆皮质醇升高程度比有氧运动大得多。在高海拔状态下机体对低氧产生应激反应，表现为下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的适应性激活，血中促肾上腺皮质激素浓度增加，以调节机体对应激刺激的适应能力，同时使促肾上腺皮质激素释放激素分泌增加。

在不同运动类型的运动后下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的反应不同，一般情况下，运动后下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴被激活，导致血皮质醇含量增多，但增高幅度有差异。有报道，男子80.5 km竞走及女子手球比赛后运动员血浆皮质醇水平出现反应性增高。赛艇和马拉松运动后，其血皮质醇水平也升高，但赛艇选手的升高幅度明显高于马拉松选手。与上述持续有氧运动不同的是，网球等不同强度的间歇运动却不能激活下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴，但在网球比赛过程中，皮质醇水平升高，结合比赛的应激分析，这可能与心理因素更相关，而不是与运动本身相关。在较长时间的低强度运动中，血糖浓度降低可以激活下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴，但这可以通过维持血糖浓度予以纠正。