摘要：通過與傳統(tǒng)生化選材方法進(jìn)行對(duì)比，探索代謝組學(xué)這一新興的系統(tǒng)生物學(xué)方法用于運(yùn)動(dòng)選材的可行性與優(yōu)越性。將雄性SD大鼠24只，在幼年時(shí)（4周齡）即收集其尿樣和血樣，尿樣用于核磁共振（NMR）代謝組學(xué)分析，血樣用于測(cè)試血紅蛋白（Hb）和血清睪酮（ST）；然后開始漸增負(fù)荷游泳訓(xùn)練直至成年（14周齡），訓(xùn)練結(jié)束后進(jìn)行負(fù)重耐力游泳能力測(cè)試，記錄每只大鼠游泳至力竭的時(shí)間，并根據(jù)力竭時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行排名，分為前3名組與4～24名組、前12名組與后12名組共4組；測(cè)試完成后，休息2 d，斷頭處死，取右后肢腓腸肌測(cè)試琥珀酸脫氫酶（SDH）和乳酸脫氫酶（LDH）。結(jié)果顯示：無論是前3名組與4～24名組之間，還是前12名組與后12名組之間，Hb、ST、SDH和LDH指標(biāo)均較為接近，并且相互交錯(cuò)，組間沒有顯著性差異；而大鼠的代謝特征圖譜有明顯的差異，不同組樣本被明確地分開了，而同組的樣本則出現(xiàn)了聚集。結(jié)果表明：大鼠幼年時(shí)的代謝特征圖譜能一定程度反映它們成年后游泳能力的差異，相對(duì)于利用一個(gè)或者少數(shù)幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)選材的傳統(tǒng)生化方法，代謝組學(xué)這一系統(tǒng)生物學(xué)方法具獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

關(guān) 鍵 詞：運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)；代謝組學(xué)；運(yùn)動(dòng)選材；核磁共振；模式識(shí)別；游泳；大鼠

中圖分類號(hào)：G804.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-7116（2013）01-0123-06

在還原論（不斷地向微觀世界深入）的指導(dǎo)下，人類對(duì)生命現(xiàn)象的研究已經(jīng)取得了大量的成果，甚至在細(xì)胞和分子水平對(duì)生物體都有了很具體的了解，運(yùn)動(dòng)選材也早已從最初的身體形態(tài)觀察、身體素質(zhì)測(cè)試，發(fā)展到生理、生化指標(biāo)，甚至運(yùn)動(dòng)相關(guān)基因的研究。據(jù)報(bào)道，血紅蛋白（Hb）、血清睪酮（ST）、琥珀酸脫氫酶（SDH）和乳酸脫氫酶（LDH）與運(yùn)動(dòng)能力密切相關(guān)，并且遺傳度也相對(duì)較高，是傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)生化選材的常用指標(biāo)[1]。然而，還原論的基本思路是將生物體拆分為一個(gè)比一個(gè)更小的零件，研究單個(gè)組成元素或者說個(gè)別生物學(xué)指標(biāo)與生命現(xiàn)象的關(guān)系，所以其研究結(jié)果往往難以對(duì)生物體整體的行為給出系統(tǒng)、圓滿的解釋[2]。因此，在后基因時(shí)代，以系統(tǒng)整體為研究對(duì)象，以基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)為代表的系統(tǒng)生物學(xué)已日漸成為生命科學(xué)研究的趨勢(shì)[3]。代謝組學(xué)通過測(cè)量樣本中所有的代謝產(chǎn)物來反映生物體對(duì)不同刺激的反應(yīng)[4]，利用代謝特征圖譜對(duì)生命系統(tǒng)進(jìn)行研究[5]。相對(duì)于基因?qū)用娴难芯浚x組學(xué)具有靈敏性更高、整體性更強(qiáng)，測(cè)試與分析簡(jiǎn)單、快速等優(yōu)點(diǎn)[6-7]。此前的研究已初步證明了運(yùn)動(dòng)員的代謝特征圖譜包含了運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技水平的信息[8]，并建立了高水平男子中短距離游泳成績(jī)預(yù)測(cè)代謝組學(xué)模型[9]。本研究以SD大鼠為研究對(duì)象，探索能否利用大鼠幼年時(shí)（4周齡）的代謝特征圖譜，識(shí)別出游泳潛力較大的大鼠，即經(jīng)過長(zhǎng)期訓(xùn)練后，在成年時(shí)（14周齡），能取得優(yōu)秀游泳成績(jī)的大鼠；并通過與傳統(tǒng)生化方法進(jìn)行對(duì)比，對(duì)基于核磁共振（NMR）的代謝組學(xué)這一系統(tǒng)生物學(xué)方法應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)選材的可行性與優(yōu)越性進(jìn)行分析。

1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

3周齡健康雄性SD大鼠24只，由南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)部提供，清潔級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。平均體重（207.1±43.9） g，采用國家標(biāo)準(zhǔn)大鼠飼料分籠喂養(yǎng)（飼料由南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)部提供），自由飲食，室溫20～24℃，自然光照。

1.2 訓(xùn)練開始前收集尿樣與血樣

1周適應(yīng)性游泳結(jié)束后，正式訓(xùn)練開始前，即于大鼠4周齡時(shí)（幼年期），收集大鼠的尿樣與血樣：用代謝籠采集24 h尿液，加入適量疊氮鈉（NaN3）防腐，然后EP管密封，保存于-80 ℃冰箱待一維核磁共振氫譜（1H NMR）測(cè)試；尿樣采集完后，取尾血約1 mL，保存至抗凝管內(nèi)，待檢測(cè)Hb和ST。

1.3 訓(xùn)練與分組

1）訓(xùn)練方法。

尿樣收集完后第2天，開始正式游泳訓(xùn)練。游泳池水深60 cm，水溫25～30 ℃。訓(xùn)練采用負(fù)重方式，時(shí)間為10周，每周訓(xùn)練5 d，每天1次，每次訓(xùn)練持續(xù)時(shí)間以大鼠個(gè)體是否出現(xiàn)疲勞為準(zhǔn)。負(fù)重量：正式訓(xùn)練第1周負(fù)重量為大鼠平均體重的2%，以后每2周在原有基礎(chǔ)上增加1%，一直增加至大鼠平均體重的5%為止。疲勞標(biāo)準(zhǔn)：大鼠鼻尖2次沉于水中5 s以上，判斷為疲勞[10]，出現(xiàn)疲勞的大鼠停止訓(xùn)練，并及時(shí)撈出避免溺水。

2）游泳能力測(cè)試與分組。

10周負(fù)重游泳訓(xùn)練結(jié)束后，休息24 h，即在大鼠14周齡時(shí)（成年期），進(jìn)行游泳能力測(cè)試。負(fù)重量約為平均體重的5%，入水開始計(jì)時(shí)，游至力竭停止計(jì)時(shí)。力竭標(biāo)準(zhǔn)：大鼠水中旋轉(zhuǎn)、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性明顯下降、水淹沒鼻尖、身體下沉至水面超過10 s[11]。根據(jù)游泳至力竭時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行排名，將24只大鼠分為前3名組與4～24名組、前12名組與后12名組。

1.4 訓(xùn)練與測(cè)試完后收集肌肉樣本

大鼠游泳能力測(cè)試結(jié)束48 h后，斷頭處死大鼠，取右后肢腓腸肌一小塊，錫紙包裹，即刻放入液氮中保存。

1.5 傳統(tǒng)生化指標(biāo)測(cè)試

1）血紅蛋白（Hb）與血清睪酮（ST）。

Hb測(cè)試采用氰化高鐵血紅蛋白試劑盒（購自南京建成生物工程研究所）。測(cè)試時(shí)取試劑5 mL，加采集的大鼠尾部全血20 μL，回洗3次，混勻后靜置5 min，空白管調(diào)零，540 nm波長(zhǎng)比色。

ST測(cè)試采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA），試劑盒由南京建成生物工程研究所代購，按說明書要求步驟進(jìn)行操作。

2）琥珀酸脫氫酶（SDH）和乳酸脫氫酶（LDH）。

取保存于液氮中的肌肉組織1 g，冰冷的生理鹽水中漂洗，眼科小剪剪碎，手動(dòng)玻璃勻漿器勻漿（在冰水浴中進(jìn)行），低溫離心機(jī)2 000 r/min離心15 min，取上清液。然后利用琥珀酸脫氫酶（SDH）與乳酸脫氫酶（LDH）測(cè)試試劑盒（購自南京建成生物工程研究所），嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行檢測(cè)。

1.6 1H NMR測(cè)試

尿樣于室溫下解凍，每個(gè)尿液樣品取400 L，加入200 L磷酸緩沖液（0.3 mol/L，pH7.4），質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%重水（D2O，鎖場(chǎng)）和0.05%TSP（內(nèi)標(biāo)）。靜置10 min，再于4 ℃，13 000 g離心10 min，取上清液5 mm核磁管進(jìn)行1H NMR測(cè)量，磁場(chǎng)共振頻率400.13 MHz，譜寬16.02，掃描32次，溫度30 ℃，預(yù)飽和方式壓水峰，脈沖序列NOESYPR1D。

1.7 基于NMR的代謝組學(xué)分析

基于NMR的代謝組學(xué)研究通常以尿液作為研究對(duì)象，利用1H NMR產(chǎn)生數(shù)據(jù)。氫原子在不同分子中的化學(xué)環(huán)境不同，在1H NMR中顯示出不同的吸收峰，其中峰的數(shù)量就是氫的化學(xué)環(huán)境的數(shù)量，而峰的強(qiáng)度（也稱為面積），就對(duì)應(yīng)處于某種化學(xué)環(huán)境中的氫原子的數(shù)量。由于尿液1H NMR完整地反映了哺乳動(dòng)物個(gè)體獨(dú)特的代謝表型與代謝特征，被稱為“代謝特征圖譜”。簡(jiǎn)而言之，代謝組學(xué)研究的不再是一個(gè)或幾個(gè)代謝指標(biāo)，它研究的是整個(gè)生物體所有代謝產(chǎn)物形成的“代謝特征圖譜”變化與差異，尿液1H NMR上不同的譜峰代表了尿液中不同的代謝物，譜峰的面積則反映了該代謝物的相對(duì)濃度；哺乳動(dòng)物的代謝產(chǎn)物基本上都包含氫，而NMR是目前唯一既能定性，又能在微摩爾范圍對(duì)所有含氫代謝物同時(shí)進(jìn)行定量分析的技術(shù)[6]。

1）譜圖處理與產(chǎn)生數(shù)據(jù)。

利用軟件MestReC4.9.9.6對(duì)所測(cè)得的1H NMR進(jìn)行手動(dòng)相位和基線校正，以TSP共振峰為參考調(diào)零。然后對(duì)10～0.04進(jìn)行分段積分，每段0.04，為了消除核磁共振采集信號(hào)過程中壓水峰所造成的影響，去除了水峰和尿素峰附近6.2～4.4這一區(qū)段。在模式識(shí)別和進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)與分析前，每段的積分?jǐn)?shù)據(jù)相對(duì)于每張氫譜的總積分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[9]。

2）模式識(shí)別。

哺乳動(dòng)物尿液中的代謝物組成復(fù)雜，眾多的小分子代謝物通常會(huì)在1H NMR產(chǎn)生成千上萬的共振峰[8]，要想解讀實(shí)驗(yàn)對(duì)象代謝特征圖譜的差異或變化，就必須借助以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的模式識(shí)別技術(shù)[9]。偏最小二乘法（PLS）是一種集多元線性回歸法和主成分分析（PCA）的基本功能于一體的、對(duì)高維度數(shù)據(jù)具有強(qiáng)大處理能力的模式識(shí)別方法[12]。本研究采用SIMCA-P 10.0軟件包（瑞典，UmetricsAB，Umea）進(jìn)行PLS模式識(shí)別和自變量因子（各觀測(cè)指標(biāo)）重要性程度分析。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

各數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差（ ±s）表示，均數(shù)比較使用SPSS15.0 （SPSS Inc.，Chicago，IL，USA）進(jìn)行T檢驗(yàn)，顯著性水平為α=0.05，非常顯著性水平為α=0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 游泳測(cè)試成績(jī)

24只大鼠經(jīng)過10周漸增負(fù)荷游泳訓(xùn)練后，游泳能力測(cè)試顯示：前3名組大鼠游泳至力竭的平均時(shí)間為（118.00±56.18） min，4～24名組大鼠力竭的平均時(shí)間為（28.97±10.64） min，兩組比較，差異具有非常顯著性意義（P﹤0.01）；前12名組大鼠力竭的平均時(shí)間為（58.39±43.60） min，后12名組大鼠力竭的平均時(shí)間（為21.82±6.39） min，兩組比較，差異具有非常顯著性意義（P﹤0.01）。

2.2 傳統(tǒng)生化指標(biāo)測(cè)試

如表1所示，前3名組和前12名組大鼠的Hb分別為（152.3±9.5） g·L-1和（153.72±21.72） g·L-1，略低于4～24名組和后12名組的（165.73±74.42） g·L-1和（174.39±65.76） g·L-1，并且組間數(shù)據(jù)彼此交錯(cuò)，差異不明顯，無顯著性意義（P＞0.05）；ST、SDH以及LDH的測(cè)試結(jié)果與Hb類似，也是前3名組和前12名組大鼠分別略低于4～24名組和后12名組，組間數(shù)據(jù)彼此交錯(cuò)，差異不明顯，無顯著性意義（P＞0.05）。

2.3 代謝組學(xué)

1）模式識(shí)別結(jié)果。

PLS模式識(shí)別結(jié)果如圖1、圖2所示，在以第1主成分（t1）為橫坐標(biāo)，第2主成分（t2）為縱坐標(biāo)的散點(diǎn)圖上，前3名組和4～24名組樣本、前12名組和后12名組樣本被明確地分開了，而同組的樣本則各自聚集。這一結(jié)果表明，游泳潛力不同的大鼠，其幼年時(shí)（4周齡）的代謝特征圖譜（1H NMR）就具有明顯的差異，利用基于NMR的代謝組學(xué)方法結(jié)合模式識(shí)別技術(shù)，將先天條件優(yōu)越、成年后能取得較好游泳成績(jī)的SD大鼠（如圖1中的前3名或前12名）從小選拔出來具有一定的可行性。

2）1H NMR譜峰重要性分析與代謝標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)。

根據(jù)整個(gè)代謝特征圖譜的特征和差異來研究生命現(xiàn)象是代謝組學(xué)的主要手段。尿液1H NMR譜是由成千上萬的、代表著不同代謝物的共振峰組成，這些共振峰在模式識(shí)別中的重要性也不相同。如圖1、圖2所示，根據(jù)大鼠1H NMR譜的特征和差異，前3名組和4～24名組樣本、前12名組和后12名組樣本被明確地分開了，而同組的樣本則實(shí)現(xiàn)了聚集。那么哪些代謝物的共振峰在模式識(shí)別過程中起到了主要作用呢？PLS在進(jìn)行模式識(shí)別的同時(shí)，還能對(duì)不同譜峰的重要性進(jìn)行分析。不同代謝物共振峰的重要性可以用變量投影重要性指標(biāo) （VIP）來量化[12]，據(jù)此可以發(fā)現(xiàn)在模式識(shí)別過程中起到了主要作用的代謝物。

本研究中，VIP值較高的、能較大程度反映大鼠游泳潛力的1H NMR譜各區(qū)段及譜峰歸屬（圖3）結(jié)果如表2所示。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，前12名組在7.88～7.84、7.56～7.52和7.64～7.60 3個(gè)區(qū)段的相對(duì)積分值明顯高于后12名組，而在3.96～3.92、3.08～3.04和2.28～2.24 3個(gè)區(qū)段的相對(duì)積分值則明顯低于后12名組，差異均具有顯著性意義或非常顯著性意義。前3名組與4～24名組之間的數(shù)據(jù)比較結(jié)果與此一致，但由于前3名組樣本數(shù)太少（3個(gè)），差異未出現(xiàn)顯著性意義。

3 討論

3.1 大鼠年齡、游泳訓(xùn)練與測(cè)試

大鼠的壽命一般為2.5～3.0年，2個(gè)月左右性成熟。4周齡大鼠相當(dāng)于人類青春期前的小孩，本研究稱為幼年期；經(jīng)過10周訓(xùn)練后，大鼠為14周齡（約3個(gè)半月），相當(dāng)于人類的青壯年時(shí)期，也正是運(yùn)動(dòng)員出成績(jī)的時(shí)候，本研究稱為成年期。為了保證研究結(jié)果適用于運(yùn)動(dòng)員早期選材和避免運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)結(jié)果的影響，本研究的代謝特征圖譜以及Hb和ST測(cè)試均在大鼠幼年期、游泳訓(xùn)練未正式開始之前進(jìn)行；而游泳能力測(cè)試則在10周游泳訓(xùn)練后進(jìn)行，此時(shí)的測(cè)試成績(jī)反映的是大鼠經(jīng)過訓(xùn)練后，在成年期所能達(dá)到的游泳水平。

大鼠游泳訓(xùn)練與測(cè)試主要分為耐力型、速度型和迷宮型3類，由于操作相對(duì)簡(jiǎn)單，耐力型是實(shí)驗(yàn)室研究采用得最多的一種模式[13]。這種模式一般采用“負(fù)重”游泳的方式來增加訓(xùn)練量，測(cè)試游泳至力竭的時(shí)間來評(píng)價(jià)大鼠的游泳能力[13]。本研究采用的也是漸增負(fù)荷的耐力性游泳訓(xùn)練。經(jīng)過10周訓(xùn)練后，從測(cè)試的結(jié)果來看，訓(xùn)練達(dá)到了預(yù)定目的。大鼠的游泳能力出現(xiàn)了明顯的差異：前3名大鼠游泳至力竭的平均時(shí)間為（118.00±56.18） min，比4～24名大鼠力竭時(shí)間的4倍還多；前12名大鼠力竭的平均時(shí)間為（58.39±43.60） min，也超過了后12名大鼠力竭時(shí)間的2倍。

3.2 基于NMR的代謝組學(xué)運(yùn)用于運(yùn)動(dòng)選材的優(yōu)越性

傳統(tǒng)生化選材研究往往專注于運(yùn)動(dòng)能力與某個(gè)或少數(shù)幾個(gè)生化指標(biāo)的關(guān)系，然而生物體并不是單個(gè)構(gòu)成元素或者構(gòu)成部件的簡(jiǎn)單相加，單個(gè)生化指標(biāo)很難準(zhǔn)確反映運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力與運(yùn)動(dòng)潛力[14]。雖然許多報(bào)道已經(jīng)證明，作為常用傳統(tǒng)生化選材指標(biāo)，Hb與運(yùn)動(dòng)員氧運(yùn)輸能力、ST與運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)發(fā)展密切相關(guān)[15-16]，SDH和LDH是運(yùn)動(dòng)員能量代謝的關(guān)鍵酶[1]，但是從本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看：游泳潛力較好的大鼠（前3名組和前12名組）幼年時(shí)的Hb與ST的水平與其它大鼠相比并沒有明顯的差異（P＞0.05），單純從數(shù)值上來看，甚至還略低于4～24名組和后12名組；SDH和LDH的測(cè)試結(jié)果也與此基本一致，沒有發(fā)現(xiàn)游泳能力不同的大鼠之間有顯著性差異（P＞0.05）。可見，這些傳統(tǒng)生化選材指標(biāo)對(duì)預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力的作用都相當(dāng)有限，因?yàn)檫@些指標(biāo)所反映的只是整個(gè)生物體非常局部的、某個(gè)組成元素或部件的差異，而決定運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的是整體。

研究表明，不同基因系人群的代謝特征圖譜具有明顯的差異[17-18]，基因?qū)用嫖⑿〉牟町?，都可能?huì)引起代謝產(chǎn)物的劇烈變化[7，19]。另外，機(jī)體的許多生命活動(dòng)是發(fā)生在代謝物層面的，如細(xì)胞信號(hào)釋放、能量傳遞、細(xì)胞間通信等都是受代謝物調(diào)控的[20]，這些活動(dòng)可能與運(yùn)動(dòng)能力或運(yùn)動(dòng)潛力直接相關(guān)，而基因?qū)用娴难芯繀s反映不了這些活動(dòng)。

從本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看，經(jīng)過PLS模式識(shí)別，前3名組和4～24名組樣本（圖1）、前12名組和后12名組樣本（圖2）被明確地分開了，而同組的樣本則各自聚集。這一結(jié)果表明，游泳潛力不同的大鼠，其幼年時(shí)的代謝特征圖譜（1H NMR）就具有明顯的差異，利用基于NMR的代謝組學(xué)方法結(jié)合模式識(shí)別技術(shù)把先天條件優(yōu)越、適合從事耐力性游泳項(xiàng)目的SD大鼠從小選拔出來具有可行性。

3.3 代謝標(biāo)志物與運(yùn)動(dòng)選材的關(guān)系

由于每段1H NMR譜相對(duì)積分值在一定程度上反映該區(qū)段主要物質(zhì)的相對(duì)濃度，因此從圖3和表2的結(jié)果可以看出：游泳潛力較大的大鼠尿液中馬尿酸的相對(duì)含量較高，而游泳潛力較差大鼠的則肌酸、肌酸酐和乙酰乙酸的相對(duì)含量較高。

1）馬尿酸。

馬尿酸在肝臟中由線粒體合成，它的合成依賴于線粒體氧化磷酸化提供三磷酸腺苷（ATP）的能力[21]，因此尿液中馬尿酸的含量反映了肝細(xì)胞的能量代謝狀態(tài)。研究表明，任何肝臟能量代謝的障礙均可影響馬尿酸的合成能力，導(dǎo)致尿液中馬尿酸水平的下降[22-23]。由于肝臟的生理功能均以能量代謝為基礎(chǔ)，臨床上，馬尿酸檢驗(yàn)是肝功能測(cè)試指標(biāo)之一。

肝臟是人體內(nèi)臟里最大的、也是新陳代謝最重要的器官，幾乎參與了體內(nèi)所有的代謝過程。人類心臟有力和有規(guī)律的跳動(dòng)、吃的食物能夠完全被消化和吸收、大小腦能夠保持正常的功能、肌肉能夠保持結(jié)實(shí)和富有彈性，都離不開肝臟的作用[24]。本研究中，游泳潛力較大的大鼠在4周齡時(shí)就表現(xiàn)出尿液中馬尿酸相對(duì)含量較高的特征，這可能反映了它們的肝臟機(jī)能天生就相對(duì)較強(qiáng)，這也可能是它們通過10周游泳訓(xùn)練后能取得較好成績(jī)的一個(gè)關(guān)鍵因素。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)體的能量供應(yīng)嚴(yán)重依賴肝臟，例如，運(yùn)動(dòng)的中后期，內(nèi)源性的葡萄糖幾乎就完全來自肝糖原分解或糖異生作用。

2）肌酸和肌酸酐。

人體內(nèi)的肌酸，部分來自于食物，部分在體內(nèi)肝臟合成，體內(nèi)肌酸形成后，大部分被骨骼肌細(xì)胞攝取，并以磷酸肌酸的形式儲(chǔ)存能量，它的主要生化效應(yīng)是把線粒體中的能量以磷酸肌酸的形式送到肌原纖維處，以迅速補(bǔ)充ATP的含量，滿足運(yùn)動(dòng)的需要[25]。肌酸在運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，研究表明，補(bǔ)充肌酸能縮短運(yùn)動(dòng)員肌肉恢復(fù)的時(shí)間，對(duì)于需要提高肌肉爆發(fā)力，或需要增加肌肉體積的運(yùn)動(dòng)員，服用肌酸也可以有良好的效果[25]。肌酸酐簡(jiǎn)稱肌酐，是肌酸和磷酸肌酸分解代謝的終產(chǎn)物，由肌酸脫水或磷酸肌酸去磷酸化、脫水生成，最后經(jīng)尿排出[26]。當(dāng)肌肉發(fā)生病變時(shí)，肌酸攝取減少，從尿中排出增加，所以醫(yī)學(xué)上，尿肌酸是肌炎和皮肌炎的診斷指標(biāo)之一[27]。正常生理?xiàng)l件下，尿液中肌酸與肌酐相對(duì)含量較高，可能反映了肌細(xì)胞攝取或利用肌酸的能力相對(duì)較差，導(dǎo)致體內(nèi)肌酸以尿肌酸和尿肌酐的形式流失。本研究中，游泳成績(jī)較差的大鼠在4周齡時(shí)就檢測(cè)到尿液中肌酸和肌酐的相對(duì)含量較高，這可能對(duì)它們后期肌肉的發(fā)育以及訓(xùn)練效果產(chǎn)生重大影響，導(dǎo)致它們?cè)诟?jìng)爭(zhēng)中處于下風(fēng)。

3）乙酰乙酸。

乙酰乙酸是脂肪酸不完全氧化的中間產(chǎn)物，是酮體的一種，尿乙酰乙酸是臨床檢查尿酮體的主要方法。尿乙酰乙酸含量增加，說明機(jī)體糖類物質(zhì)供能不足，脂類物質(zhì)代謝增高。本研究中，游泳成績(jī)較好的大鼠在4周齡時(shí)就被檢測(cè)出尿液中乙酰乙酸相對(duì)含量較低，這可能反映了它們利用糖類物質(zhì)為機(jī)體供應(yīng)能量的能力較強(qiáng)，因而脂類物質(zhì)參與供能較少。在大部分競(jìng)技運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，糖類物質(zhì)的儲(chǔ)備及利用效率是運(yùn)動(dòng)員取得優(yōu)秀成績(jī)的決定性因素，因?yàn)?大能源物質(zhì)中，糖是唯一的既能進(jìn)行有氧氧化、又能進(jìn)行無氧氧化的物質(zhì)，即使同樣是有氧氧化，糖氧化供能的效率也比脂肪和蛋白質(zhì)高得多。

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