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目的：从线粒体形态和功能变化的角度,分析大负荷运动后48小时内大鼠额叶损伤及恢复情况,试图从线粒体途径,探讨大负荷运动训练造成中枢神经系统疲劳的可能机制,和运动性疲劳的恢复的可能机制.方法：将48只225g左右的雄性SD大鼠随机分为空白对照组(C组,n=12),大负荷运动组(EE组,n=36),EE组又根据其运动后取材时间的不同(即刻、24h和48h),分为EE0组、EE24组和EE48组,各组大鼠只数12只.C组常规饲养,不进行游泳运动；EE组进行一次性无负重游泳240rnin；大负荷游泳运动结束分别在即刻、24h和48h取材.取材采用心脏灌注和直接断头两种取材方式.用尼氏染色和透射电镜观察额叶神经元及神经元线粒体的形态结构；用TUNEL法检测细胞凋亡指数(AI),分析各组大鼠额叶神经元凋亡情况；用Real-time PCR和Western blotting检测线粒体分裂和融合相关因子——Drp1和Mfn1/2 mRNA和蛋白表达水平,用ELISA和Western blotting检测Cyt c在胞浆中的蛋白表达情况；检测呼吸链功能主要指标(ADP/O,V3,V4,RCR,OPR).结果：通过尼氏染色和透射电镜观察,发现240min的无负重大负荷游泳运动,引起了大鼠额叶神经元形态结构的异常,胞质中有大量空泡,线粒体出现肿胀明显,线粒体嵴结构模糊或断裂,甚至产生空泡状,线粒体的完整性遭到破坏,但是EE48组线粒体形态结构基本恢复正常；EE组细胞凋亡指数(AI),较C组显著性升高(P＜0.05),其中以EE24组的AI呈非常显著性升高(P＜0.01)；EE组Drp1和Mfn1/2 mRNA转录和蛋白表达水平,较C组显著性上调(P＜0.05),Drp1和Mfn1/2的高表达持续到运动后24小时,EE48组Drp1和Mfn1/2 mRNA转录和蛋白表达水平,较EE0组、EE24组显著下降(P＜0.05)；EE组胞浆中Cytc蛋白表达,较C组显著性上调(P＜0.05),Cytc从线粒体中大量释放到胞浆中,引起细胞凋亡的发生,且在48hCyt c的释放有所减少；呼吸链功能主要指标——ADP/O,V3,RCR,OPR,较C组出现显著下调(P＜0.05),甚至在运动后24h仍低于C组,V4显著升高(P＜0.05).结论：大负荷运动引起Drp1和Mfn1/2的过度表达,Drp1和Mfn1/2表达平衡的打破,引起线粒体形态结构的不完整,引起线粒体中Cyt c释放到胞浆,引起了大鼠额叶细胞凋亡的发生,对额叶造成损伤；线粒体中Cyt c的缺失导致线粒体的呼吸链的完整性的破坏,影响了线粒体呼吸链的氧化磷酸化效率,这也是运动性疲劳产生的原因之一——供能障碍.但随着运动后时间的推移,Drp1和Mfn1/2的表达下降,线粒体分裂融合的平衡得到维护,线粒体恢复正常结构和功能,疲劳得到恢复.此结果提示,线粒体的形态结构与其功能密切相关,运动通过调节Drp1和Mfn1/2表达,影响线粒体形态结构的完整性,从而影响其功能.