疲劳，尤其是运动诱导的疲劳，是一个复杂的生理现象，表现为体能下降、代谢产物积累及氧化应激增强。精氨酸作为条件必需氨基酸，是一氧化氮合酶（NOS）的底物，参与血管舒张、氨的尿素循环及能量代谢，有助于调节血流和代谢废物清除。已有研究提示精氨酸可提高运动耐力、改善氧输送和调节免疫抗氧化反应，但其抗疲劳的具体机制尚不清晰，尤其缺乏体内外模型的整合研究。

本研究通过慢性疲劳动物模型结合细胞实验，系统评估了精氨酸（L-arginine）对运动耐力和抗疲劳生物标志物的影响，首次揭示其在运动代谢、肌肉保护及抗氧化方面的综合作用机制。

研究人员选用雄性ICR小鼠，随机分为五组，给予口服精氨酸（300、600及1200 mg/kg体重/日）28天。采用两种疲劳模型：每周两次的强迫游泳和跑步机疲劳测试，评估运动耐力和疲劳相关生化指标，包括血糖、乳酸、乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶（CPK）、非酯化脂肪酸（NEFA）、氨、糖原、一氧化氮（NO）、皮质醇及抗氧化酶活性。同时，采用C2C12小鼠成肌细胞，评估精氨酸对细胞增殖、分化（肌原蛋白表达）、葡萄糖代谢（己糖激酶活性）及氧化应激（ROS水平）的影响。

研究发现，体内实验显示，精氨酸补充显著降低了疲劳模型小鼠血清中的LDH、CPK、NEFA、氨、一氧化氮及皮质醇水平，表明减轻了肌肉损伤和代谢压力。血糖和肌肉及肝脏糖原储备均有所增加，支持能量代谢的改善。 强迫游泳测试中，血清乳酸水平下降，提示减少了厌氧糖酵解依赖；而跑步机测试中肌肉内乳酸升高，反映乳酸作为能量底物和信号分子的双重作用，表现出运动模式依赖的乳酸调节。

图：精氨酸对强迫游泳实验中小鼠血清生化指标的影响

跑步机耐力测试结果显示，1200 mg/kg组小鼠的疲劳时间显著延长，表明精氨酸提升了运动耐力；游泳模型中虽未显著改善停滞时间，但呈剂量依赖性趋势。肝脏内的抗氧化酶（如过氧化氢酶）活性得到调节，提示精氨酸具有减轻氧化应激的作用。

图：强迫游泳实验中的组织生物标志物

在体外实验中，精氨酸增强了C2C12细胞的己糖激酶活性，促进了肌原蛋白表达，并且显著减少了由过氧化氢诱导的细胞内活性氧（ROS）生成，支持其促进葡萄糖利用、肌肉分化及抗氧化的作用。

 

 

图：精氨酸对跑步机耐力实验中血清生化指标的影响

综上，本研究通过结合体内两种疲劳模型和体外肌细胞实验，全面阐释了精氨酸的抗疲劳机制。其促进能量代谢、保护肌肉组织、调节乳酸代谢和减轻氧化应激的作用，为其作为运动功能性营养素的应用提供了科学依据。研究还揭示乳酸代谢的情境依赖性，反映了不同运动模式下能量供应和代谢调控的复杂性。 精氨酸作为一氧化氮的前体，可能通过改善血管舒张和氧气供应，支持耐力运动表现。此外，其在尿素循环中促进氨的排除，减轻代谢废物积累，也有利于疲劳恢复。体外肌细胞数据则证实了其促进肌肉细胞分化和抗氧化的潜能。 虽然本研究未详尽探究NO/cGMP信号通路及线粒体生物发生等路径，未来还需扩展分子层面研究，并验证在人类运动中的应用效果和剂量优化。

原始出处

Lee, S.; Nam, W.; An, K.S.; Cho, E.-J.; Choi, Y.-M.; Ryu, H.Y. L-Arginine Supplementation Improves Endurance Under Chronic Fatigue: Inducing In Vivo Paradigms with In Vitro Support. Nutrients 2025, 17, 3239. https://doi.org/10.3390/nu17203239

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Tags： 精氨酸抗疲劳实锤！Nutrients：体内外研究证实其改善运动耐力、保护肌肉并调节代谢