馬 飛

（寶雞文理學(xué)院體育系,陜西寶雞,721013）

0 引言

隨著人類基因計(jì)劃的實(shí)施，一個(gè)龐大的人類基因數(shù)據(jù)庫(kù)即將建立。如何開(kāi)發(fā)利用人類基因計(jì)劃的研究成果，通過(guò)有效地硬件技術(shù)對(duì)如此龐大的DNA信息加以利用。根據(jù)這一技術(shù)特點(diǎn)，生物芯片技術(shù)開(kāi)始在醫(yī)學(xué)、新藥開(kāi)發(fā)、農(nóng)作物的優(yōu)育優(yōu)選、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了重大的研究進(jìn)展。近年來(lái)，生物芯片技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的各個(gè)環(huán)節(jié)。生物芯片技術(shù)在競(jìng)技體育中的應(yīng)用，為教練員科學(xué)訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)員選材與身體素質(zhì)的診斷，提供了科學(xué)的理論依據(jù)。

1 生物芯片技術(shù)的涵義

生物芯片是指采用光導(dǎo)原位合成或微量點(diǎn)樣等辦法，將大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子設(shè)置組織切片、細(xì)胞等生物樣品有序地固化于支持體（如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝膠、尼龍膜等載體的表面，組成密集二維分子排列，然后與標(biāo)記的待測(cè)生物樣品靶分子雜交，通過(guò)特定的儀器比如激光共聚掃描或電荷偶聯(lián)攝影相機(jī)對(duì)雜交信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行快速、并行、高效地監(jiān)測(cè)分析，從而判斷樣品中靶分子的數(shù)量。生物芯片作為物信息學(xué)的主要技術(shù)支撐和操作平臺(tái)，被廣泛引用于醫(yī)學(xué)、生物與生命科學(xué)等研究領(lǐng)域。

2 生物芯片技術(shù)對(duì)競(jìng)技體育的影響

生物芯片技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際最前沿的科技領(lǐng)域之一，它是現(xiàn)代科技與生物科學(xué)與技術(shù)的交叉和綜合，它的深入發(fā)展和在多學(xué)科的應(yīng)用，將對(duì)科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到更大的促進(jìn)作用，同時(shí)生物芯片技術(shù)在競(jìng)技體育中應(yīng)用，必將對(duì)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技水平的提高，起到促進(jìn)作用。

2.1 生物芯片技術(shù)與運(yùn)動(dòng)員的科學(xué)選材

基因芯片技術(shù)對(duì)于篩選候選基因具有重要作用，通過(guò)大樣本的組織學(xué)分析確定最為可能的候選基因，在保證實(shí)驗(yàn)條件高度一致的情況下，采用高效、高通量鑒別潛在候選基因或特異的基因方法，進(jìn)行識(shí)別篩選。生物芯片技術(shù)在競(jìng)技體育中應(yīng)用，能夠使教練員更好地把握人體的客觀規(guī)律，挖掘潛在的人體運(yùn)動(dòng)能力，進(jìn)一步提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。有研究發(fā)現(xiàn)，高原居民的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的“插入”多態(tài)性，是造成他們的耐力比其他人好的原因，具有該基因“插入”純合子的人，接受同樣的力量訓(xùn)練，其力量的增加比具有該基因“缺失”純合子的人大11倍。這些研究成果表明，人類基因組織中有某些與人類運(yùn)動(dòng)能力密切相關(guān)的基因，其多態(tài)性的差異，有可能是造成人們運(yùn)動(dòng)能力和訓(xùn)練效果巨大個(gè)體差異的最終原因。該領(lǐng)域的研究，可能為人們進(jìn)行有效的基因選材提供了理論基礎(chǔ)，也可能為提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)提供了科學(xué)有效的方法?；蛐酒夹g(shù)可能在很大程度上改變了運(yùn)動(dòng)員選材的傳統(tǒng)方法，它無(wú)疑會(huì)給運(yùn)動(dòng)員選材帶來(lái)一場(chǎng)革命性的變革。

2.2 生物芯片與興奮劑的檢測(cè)

興奮劑問(wèn)題使競(jìng)技體育競(jìng)爭(zhēng)失去了公平性，它是運(yùn)動(dòng)員、教練員追求重獎(jiǎng)厚利的惡果。服用興奮劑不僅會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的身體技能造成傷害，而且會(huì)違背奧林匹克精神，擾亂競(jìng)技體育的發(fā)展秩序，還會(huì)造成不良的國(guó)際影響。采用生物芯片技術(shù)，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)員一滴血液的監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地辨識(shí)興奮劑服用者。

如果在一塊芯片上布置所有運(yùn)動(dòng)員興奮劑的活性位點(diǎn)，即可以短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的一次性全面檢查或經(jīng)常性的監(jiān)督檢查。生物芯片技術(shù)對(duì)于凈化競(jìng)技體育不良行為，提供了有力的武器，其在競(jìng)技體育中的監(jiān)測(cè)應(yīng)用，對(duì)競(jìng)技體育的健康、持續(xù)發(fā)展將具有重要的意義。

2.3 生物芯片技術(shù)與運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)診斷

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，不同的訓(xùn)練負(fù)荷對(duì)身體的刺激和產(chǎn)生的效果不同，及時(shí)地對(duì)運(yùn)動(dòng)員的身體機(jī)能進(jìn)行檢測(cè)與診斷，對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能的恢復(fù)有著非常重要的作用。采用先進(jìn)的基因芯片技術(shù)，從不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的身體素質(zhì)相關(guān)基因表達(dá)的檢測(cè)入手，篩選并確立運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)功能基因組，探討不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)功能基因組表達(dá)譜的特點(diǎn)以及與運(yùn)動(dòng)能力有關(guān)的身體素質(zhì)基因的遺傳與變異規(guī)律，還可以對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行身體素質(zhì)功能基因組的多態(tài)性分析，建立優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)功能基因文庫(kù)房，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)功能基因診斷和基因選材的芯片系統(tǒng)的建立。生物芯片技術(shù)在競(jìng)技體育訓(xùn)練中的應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確地掌握運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)中的技能變化規(guī)律，科學(xué)地組織和安排運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與競(jìng)賽實(shí)踐活動(dòng)，減輕了盲目性，提高了科學(xué)性，為教練員合理安排運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，提供了科學(xué)依據(jù)。

2.4 生物芯片技術(shù)與運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)的補(bǔ)劑

運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練過(guò)程中的機(jī)能狀態(tài)和恢復(fù)過(guò)程與營(yíng)養(yǎng)狀況有著直接關(guān)系，對(duì)保證訓(xùn)練和提高訓(xùn)練效果都非常重要，營(yíng)養(yǎng)安排是否合理，不能只靠表象的觀察，要有客觀的評(píng)價(jià)指標(biāo)。生物芯片技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代中藥的開(kāi)發(fā)與利用，能夠研發(fā)出多種運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑，更好地發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑的生物活性，提高運(yùn)動(dòng)能力、促進(jìn)運(yùn)動(dòng)疲勞消除以及保證運(yùn)動(dòng)員的身體健康。另外，人們還可以開(kāi)發(fā)一種可以植入皮下的微型生物芯片，模擬健康人體內(nèi)的葡萄糖檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)機(jī)體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中血糖水平，然后根據(jù)人體需要，適時(shí)釋放糖等物質(zhì)，維持機(jī)體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的血糖水平，有效地提高機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力。生物芯片技術(shù)與運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練、機(jī)能和營(yíng)養(yǎng)措施的結(jié)合，加速了身體恢復(fù)，以不斷承受大負(fù)荷強(qiáng)度和量度的訓(xùn)練，從而提高專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)能力。

2.5 生物芯片技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的監(jiān)控

運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)，身體所承受的生理負(fù)荷。它反映著運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練過(guò)程中生理機(jī)能的一系列變化。運(yùn)動(dòng)中訓(xùn)練負(fù)荷的安排對(duì)訓(xùn)練的效果有著非常重要的影響，在訓(xùn)練中如果運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過(guò)小，則不能引起機(jī)體必要的應(yīng)激反應(yīng)，反之運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過(guò)大則會(huì)出現(xiàn)劣變反應(yīng)。在運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的監(jiān)測(cè)相對(duì)比較困難，利用生物芯片技，可以客觀科學(xué)地對(duì)運(yùn)動(dòng)員的身體機(jī)能進(jìn)行評(píng)定和訓(xùn)練監(jiān)控。生物芯片技術(shù)的應(yīng)用將使血紅蛋白、睪酮和CK等指標(biāo)的檢測(cè)更加快速簡(jiǎn)便和準(zhǔn)確。另外，還可以通過(guò)CDNA等指標(biāo)的檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)CDNA技術(shù)從分子水平上了解運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的規(guī)律，制作成用于預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員過(guò)度疲勞的基因芯片，對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

現(xiàn)代競(jìng)技體育已不再是靠“經(jīng)驗(yàn)”和體能在國(guó)際大賽中取勝，依靠科技的力量不斷增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的科技含量，改進(jìn)器材、設(shè)備，加強(qiáng)科學(xué)管理才能取勝，現(xiàn)代新型生物芯片技術(shù)在競(jìng)技體育中的應(yīng)用，已經(jīng)成為競(jìng)技體育發(fā)展的不可缺少的手段和強(qiáng)大的推動(dòng)力。

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