李　佳，吳麗君

代謝組學(xué)在現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用概述

李佳，吳麗君

山西大學(xué)體育學(xué)院，山西 太原030006

摘要：代謝組學(xué)是一門新興的生物學(xué)學(xué)科，是在基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后發(fā)展起來的又一重要學(xué)科，目前，已逐步應(yīng)用到醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)、環(huán)境學(xué)中，其基本原理就是通過對(duì)有機(jī)體的代謝產(chǎn)物進(jìn)行系統(tǒng)化的評(píng)價(jià)，進(jìn)而判斷有機(jī)體的身心健康狀況是否處于正常的狀態(tài)。隨著代謝組學(xué)的不斷發(fā)展，已開始逐步將代謝組學(xué)應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和競(jìng)技比賽中來，為運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)的發(fā)展提供了新的研究視角。

關(guān)鍵詞：代謝組學(xué)；競(jìng)技體育；人體科學(xué)

前言

代謝組學(xué)為運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)的發(fā)展提供了具體的定性分析和定量分析相結(jié)合的研究工具，對(duì)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了積極的現(xiàn)實(shí)意義。代謝組學(xué)是借助現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)儀器對(duì)有機(jī)體代謝產(chǎn)物進(jìn)行直接研究的一門學(xué)科，人體在運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物在很大程度上是對(duì)身體細(xì)胞所處環(huán)境、營養(yǎng)狀態(tài)的直接反映，按照人體正常代謝水平進(jìn)行衡量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果會(huì)顯得更加精確。根據(jù)代謝物數(shù)據(jù)指標(biāo)可以對(duì)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、量、強(qiáng)度、疲勞程度等進(jìn)行評(píng)價(jià)，為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平的提高提供了必要額工具。

1代謝組學(xué)在體育領(lǐng)域運(yùn)用概述

代謝組學(xué)在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域的運(yùn)用可滲透到訓(xùn)練、比賽、干預(yù)、營養(yǎng)、選材、康復(fù)等一系列領(lǐng)域和方面，主要原因是代謝組學(xué)本身所具有的可量化性，這也使得代謝組學(xué)中涉及到的內(nèi)容和指標(biāo)都成為了評(píng)價(jià)手段和標(biāo)準(zhǔn)。例如，對(duì)運(yùn)動(dòng)員尿液以及血液的檢測(cè)，被廣泛的運(yùn)用到運(yùn)動(dòng)員的賽前訓(xùn)練(準(zhǔn)備期)訓(xùn)練之中，其結(jié)果可以體現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)員的賽前訓(xùn)練狀態(tài)，幫助主教練更加了解本隊(duì)隊(duì)員的訓(xùn)練狀況，以便及時(shí)客觀的調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃，使得準(zhǔn)備期的訓(xùn)練更加適應(yīng)比賽的節(jié)奏。

圖一　代謝組學(xué)在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域中應(yīng)用范圍示意圖

2014年我國U19女子足球國家隊(duì)在參加2014年加拿大世界杯的賽前尋訓(xùn)練過程中，便使用了BUN和CK兩項(xiàng)指標(biāo)來監(jiān)控訓(xùn)練量和訓(xùn)練強(qiáng)度。在運(yùn)動(dòng)干預(yù)方面，Lehmann等人就利用LC-QTOF-MS技術(shù)識(shí)別運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。

2代謝組學(xué)在運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)研究方法上具有較大的發(fā)展?jié)摿?/p>

在運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)研究上，通常采用實(shí)驗(yàn)研究的方法，即事先選定實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，通過測(cè)試的方式，對(duì)實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后的同一指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，進(jìn)而評(píng)估某項(xiàng)運(yùn)動(dòng)對(duì)人體的作用，或者是提前提出某種假想，通過實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行驗(yàn)證，如果假想正確，則證明假想正確，反之則與假想相違背，證明假想錯(cuò)誤，這種方法在運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)研究上去的了積極的成效，是傳統(tǒng)的經(jīng)典研究方法之一。但隨著代謝組學(xué)研究的出現(xiàn)，為運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)開辟了新的研究視角，豐富了運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)的研究方法，有效的彌補(bǔ)了運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)在研究方法上存在的不足，按照傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究方法，在研究結(jié)果上相對(duì)更加精確、更具科學(xué)性，但不足就是實(shí)驗(yàn)研究只能針對(duì)我們已經(jīng)了解的物質(zhì)，對(duì)于尚未發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)或某種作用，我們無法對(duì)其進(jìn)行具體的指標(biāo)量化，并且由于有機(jī)體自身的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性特征，在研究過程中由于受到外界諸多因素的影響，勢(shì)必會(huì)對(duì)研究結(jié)果造成一定程度的影響，存在一定的偏差。

圖二　代謝組學(xué)在實(shí)驗(yàn)研究中的作用示意圖

代謝組學(xué)研究方法，與傳統(tǒng)的研究方法不同，主要是通過對(duì)代謝物進(jìn)行檢測(cè)的方式獲取有機(jī)體細(xì)胞所處的環(huán)境、營養(yǎng)狀況以及其他信息，并且更為重要的是能夠更加精確地反映運(yùn)動(dòng)帶來的影響，這是與傳統(tǒng)研究方法相比，代謝組學(xué)研究方法具有的優(yōu)勢(shì)之一；代謝組學(xué)研究方法與基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)相比，在運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)上研究上的應(yīng)用前景更加廣闊，基因組學(xué)研究方法涉及到個(gè)人隱私，蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組學(xué)在醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍受到成本較高等諸多因素的影響，具有較大的局限性。較低的成本促進(jìn)了代謝組學(xué)在醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用；代謝組學(xué)研究可以對(duì)有機(jī)體的代謝物進(jìn)行系統(tǒng)化的精確檢測(cè)，并且不用提前預(yù)設(shè)指標(biāo)。這是代謝組學(xué)在運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)研究方法上所具有的發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)勢(shì)所在。

3目前代謝組學(xué)研究存在的不足

3.1數(shù)據(jù)測(cè)試技術(shù)和分析工具有待進(jìn)一步完善

代謝組學(xué)作為一種新興的系統(tǒng)化的有機(jī)體研究方法，在研究技術(shù)上還有待進(jìn)一步提高，對(duì)人體代謝產(chǎn)物的研究，需要借助精密的儀器，才能得到更加精確的測(cè)試數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)于得到的大量數(shù)據(jù)還需要借助精確地分析工具才能對(duì)統(tǒng)計(jì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行更加詳盡全面的分析。而現(xiàn)有的測(cè)試技術(shù)和分析工具還存在一定客觀局限性。

3.2研究內(nèi)容范圍有待進(jìn)一步拓展

目前，代謝組學(xué)在研究范圍上主要集中在醫(yī)學(xué)和競(jìng)技體育方面，探究代謝組學(xué)與人體疾病以及改善人體細(xì)胞的營養(yǎng)狀況之間的關(guān)系，研究僅僅是停留在理論層面，缺乏深入的研究和應(yīng)用推廣，對(duì)于競(jìng)技體育中的運(yùn)動(dòng)性疲勞、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度等方面的課題尚未涉及到；通過代謝組學(xué)研究運(yùn)動(dòng)對(duì)人體器官的改善方面的論文還相對(duì)較少。由此可以看出，實(shí)驗(yàn)組學(xué)的研究內(nèi)容涉及的范圍相對(duì)較少，有待進(jìn)一步拓展。

4代謝組學(xué)在體育領(lǐng)域未來發(fā)展趨勢(shì)和態(tài)勢(shì)分析

代謝組學(xué)具有其他運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)研究方法不具有的優(yōu)勢(shì)，隨著代謝組學(xué)在理論和實(shí)踐上的不斷發(fā)展和完善，代謝組學(xué)的應(yīng)用范圍將會(huì)不斷延伸和拓展，具體來說，代謝組學(xué)可以應(yīng)用到競(jìng)技體育中的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，可以通過對(duì)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練過程中的代謝產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)試，然后和正常情況下運(yùn)動(dòng)員的身體代謝產(chǎn)物進(jìn)行對(duì)比分析，判斷運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練強(qiáng)度是否科學(xué)，是否達(dá)到運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練承受極限。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)代謝組學(xué)還為探究人體慢性疾病病理提供了新的研究視角。通過對(duì)代謝產(chǎn)物的精密分析，可以探討出代謝產(chǎn)物和人體疾病產(chǎn)生病理之間的關(guān)系，進(jìn)而進(jìn)行有效干預(yù)。

代謝組學(xué)還可應(yīng)用于競(jìng)技體育中的興奮劑檢測(cè)，通過全面的身體掃描，可以對(duì)代謝產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)，提高興奮劑檢測(cè)成功率。此外，還可以通過對(duì)有機(jī)體代謝產(chǎn)物的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)身體細(xì)胞的營養(yǎng)狀況變化，進(jìn)而對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行針對(duì)性的營養(yǎng)補(bǔ)充。

綜上分析，代謝組學(xué)研究方法作為運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)的一種新興研究方法，為運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)開辟了新的研究視角，豐富了運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)的研究方法，有效的彌補(bǔ)了運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)在研究方法上存在的不足，與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究方法相比，在研究結(jié)果上更加精確、更具科學(xué)性，未來的發(fā)展前景廣闊。但由于受現(xiàn)有的技術(shù)水平所限，代謝組學(xué)研究方法在研究內(nèi)容上還有待進(jìn)一步拓展，在測(cè)試技術(shù)上有待進(jìn)一步提高，在對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理上應(yīng)該更加全面詳細(xì)。

圖三　代謝組學(xué)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練以及人體運(yùn)動(dòng)科學(xué)的關(guān)系示意圖

總體而言，人體運(yùn)動(dòng)科學(xué)的發(fā)展在不斷的促進(jìn)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與競(jìng)賽發(fā)展，而運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的發(fā)展與代謝組學(xué)又是相輔相成的關(guān)系，即運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的發(fā)展既需要代謝組學(xué)的輔助，同時(shí)又不斷的完善代謝組學(xué)，而代謝組學(xué)的完善又促進(jìn)了豐富了人體運(yùn)動(dòng)科學(xué)的研究方法。

結(jié)語

目前代謝組學(xué)已經(jīng)逐漸的運(yùn)用到體育領(lǐng)域的各個(gè)方面，但是運(yùn)用的并不是很廣泛，且運(yùn)用深度也有待提高。因此，目前代謝組學(xué)與體育相結(jié)合的發(fā)展，還需要廣大體育科研工作者不斷的對(duì)自己的工作領(lǐng)域和研究領(lǐng)域進(jìn)行積極的探索和驗(yàn)效，從馬克思主義哲學(xué)“聯(lián)系”的觀點(diǎn)出發(fā)，將代謝組學(xué)較為前沿的技術(shù)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽以及選材等多方面多領(lǐng)域進(jìn)行結(jié)合，彌補(bǔ)現(xiàn)在研究中存在的不足，使得代謝組學(xué)這種人體研究的新工具不斷的與體育領(lǐng)域內(nèi)各個(gè)方向相結(jié)合，促進(jìn)我國體育事業(yè)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李江華,劉承宜,沙海燕,等.高水平男子中短距離游泳成績預(yù)測(cè)的代謝組學(xué)模型[J].體育學(xué)刊,2010,17(4):103-106.

[2]李江華,劉承宜,徐曉陽,等. 2006年多哈亞運(yùn)會(huì)短距離游泳男運(yùn)動(dòng)員代謝組學(xué)研究[J].體育科學(xué),2008,28(2):53.

[3]王磊,武露凌,盛蕾,等.優(yōu)秀游泳運(yùn)動(dòng)員冬訓(xùn)周期中的代謝組學(xué)研究[J].體育與科學(xué),2008,29 (6):43-46.

[4]黃彩華,歸予恒,林東海.代謝組學(xué):運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)研究的新工具[J]. 體育科學(xué), 2011,31(9): 77-84.

Metabolomics Application Overview in Modern Sports Training Related Fields

Li Jia，Wu Lijun

Abstract:Metabolomics, which is widely supplied in medical science, food science and environmental sciences, is an important new biological subject that appeared after the development of genomics and proteomics. Its basic discipline is judging whether the physical condition of an organism is healthy or not by systematically evaluating the organismal metabolite. With the development of metabolomics, it is gradually and widely used in sport training and competitions, which offers a new researching view for sport science development.

Key words:metabolomics; competitive sports; sport science

第一作者簡介：李佳 (1992-)，女，山西太原人，在讀碩士研究生，研究方向：運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)。

中圖分類號(hào)：G804

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1005-0256(2016)06-0151-2

doi:10.3969/ j.issn.1005-0256.2016.06.066

Sport College of Shanxi University, Taiyuan 030006, Shanxi, China.