在运动疲劳状态下，脑组织能量耗竭，须依赖从血液中不断获得的葡萄糖方能维持正常的代谢活动和功能。运动神经元也因受局部代谢产物和传入神经系统的影响，工作能力下降，也须依赖血液中的葡萄糖维持代谢平衡。而葡萄糖转运蛋白3(GLUT3)作为神经元细胞内易化转运葡萄糖的载体，对葡萄糖分子具有高度亲和力，负责将葡萄糖从细胞外间隙转运至神经元内，这与脑组织的成熟度和神经元功能调控有关，反映了局部组织对葡萄糖的利用情况以及神经元的成熟度，起到保护脑神经的作用。实验目的：葡萄糖是提供大脑能量代谢的最主要物质,其源源不断的供应则能满足脑持续运动时的能量供给。血糖水平对于维持大脑正常功能起着至关重要的作用，胰岛素则能促进外周组织对葡萄糖的摄取和利用，加速糖原的合成，使血糖下降。此外，乳酸作为脑能量代谢底物，主要通过糖异生生成葡萄糖，用以维持血糖浓度平衡并供组织利用。当神经元功能活动增加的时候，其能量供应不足，则需要依赖GLUT3来转运葡萄糖，满足其功能活动并维持脑正常能量代谢。而本文通过建立大鼠运动疲劳模型实验，观察并分析大鼠脑组织纹状体神经元内GLUT3mRNA与蛋白表达的变化，以及葡萄糖、乳酸、血清胰岛素、脑糖原等相关指标含量的变化，旨在为探析在运动疲劳至力竭即刻神经元内GLUT3葡萄糖的转运情况以及影响GLUT3转运的因素，探讨在运动疲劳状态下影响葡萄糖转运的机制，为延缓运动疲劳的发生、加快疲劳的恢复及运动过程中能量的供应提供实验室依据。实验方法：实验以成年雄性Wistar大鼠为研究对象，利用多级递增负荷跑台运动方式建立大鼠运动疲劳的动物实验模型。将大鼠进行跑台适应性训练、筛选后随机分成对照组和疲劳组。除了对照组外，其余大鼠均按照多级递增的运动疲劳方案进行，周期为7天。前6天按照如下负荷等级进行：I级负荷等级为15m/min，跑台运动时间为30min；II级负荷等级为20m/min，跑台运动时间为30min；III级负荷等级为25m/min，跑台运动时间为60min，坡度均为0°；第7天大鼠跑台运动至第III级负荷等级后，一直以25m/min的速度跑至力竭。运动疲劳后即刻测定各组大鼠血糖水平、脑糖原及乳酸含量的变化，用胰岛素放免试剂盒测定血清胰岛素含量，逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法测定疲劳前后纹状体神经元GLUT3的基因表达,免疫组织化学法测定疲劳前后纹状体GLUT3的蛋白表达。实验结果：(1)判断大鼠运动疲劳的指标：从行为学上看大鼠在跑台运动时的跑姿由蹬地式转变为伏地式，滞留在跑道末端任凭电刺激、棍棒驱赶均不能使大鼠继续维持跑动；与对照组相比，运动疲劳后大鼠体重略微降低；而且从大鼠尾静脉采血检测到运动疲劳即刻血尿素氮浓度下降，血乳酸浓度上升。(2)与对照组相比，运动疲劳即刻，大鼠血糖浓度、血清胰岛素下降，血乳酸水平显著升高，脑糖原含量降低，差别均具有统计学意义(p<0.01,p<0.05)。(3)与对照组相比，运动疲劳即刻，大鼠纹状体葡萄糖浓度显著下降，乳酸浓度显著上升，均具有统计学意义(p<0.01)。(4)与对照组相比，运动疲劳即刻大鼠纹状体神经元葡萄糖转运蛋白GLUT3mRNA表达强度明显增强了。(5)免疫组织化学结果显示：对照组相比较，大鼠跑台运动至疲劳即刻纹状体神经元阳性染色面积较大，周长较小，差别具有统计学意义(p<0.05)；HE染色结果显示：对照组相比较，大鼠跑台运动至疲劳即刻纹状体神经元核的面积较大，周长较长，但其核质比却较小，差别均具有统计学意义(p<0.05)。实验结论：(1)对跑台运动后的Wistar大鼠(SPF级)进行行为学判断、生化指标的检测，证明采用一次性力竭运动的方式成功建立了运动疲劳模型。(2)与对照组相比，大鼠跑台运动至疲劳即刻，血糖水平下降、血乳酸浓度升高，血清胰岛素浓度的下降，脑糖原含量的降低，导致机体能量供应不足，致使机体不能继续维持运动。(3)运动疲劳即刻血糖水平的大量下降导致脑组织对于葡萄糖的摄取严重不足，进而导致参与机体运动的纹状体葡萄糖浓度降低，乳酸浓度升高。(4)运动疲劳即刻大鼠纹状体神经元GLUT3mRNA表达升高，进而促进蛋白质的合成。(5)虽然运动疲劳即刻大鼠纹状体神经元GLUT3蛋白及GLUT3mRNA表达升高，但血糖、血清胰岛素、脑糖原含量的降低，乳酸浓度的升高，纹状体葡萄糖的降低、乳酸的升高，则不能促进葡萄糖进入到纹状体神经元内，满足神经元能量供给。