代謝組學在現(xiàn)代運動訓練相關領域的應用概述

李　佳，吳麗君

代謝組學在現(xiàn)代運動訓練相關領域的應用概述

李佳，吳麗君

山西大學體育學院，山西 太原030006

摘要：代謝組學是一門新興的生物學學科，是在基因組學和蛋白質組學之后發(fā)展起來的又一重要學科，目前，已逐步應用到醫(yī)學、食品科學、環(huán)境學中，其基本原理就是通過對有機體的代謝產(chǎn)物進行系統(tǒng)化的評價，進而判斷有機體的身心健康狀況是否處于正常的狀態(tài)。隨著代謝組學的不斷發(fā)展，已開始逐步將代謝組學應用到運動訓練和競技比賽中來，為運動人體科學的發(fā)展提供了新的研究視角。

關鍵詞：代謝組學；競技體育；人體科學

前言

代謝組學為運動人體科學的發(fā)展提供了具體的定性分析和定量分析相結合的研究工具，對運動人體科學的發(fā)展產(chǎn)生了積極的現(xiàn)實意義。代謝組學是借助現(xiàn)代先進的科學儀器對有機體代謝產(chǎn)物進行直接研究的一門學科，人體在運動后產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物在很大程度上是對身體細胞所處環(huán)境、營養(yǎng)狀態(tài)的直接反映，按照人體正常代謝水平進行衡量，統(tǒng)計結果會顯得更加精確。根據(jù)代謝物數(shù)據(jù)指標可以對人體運動狀態(tài)、量、強度、疲勞程度等進行評價，為運動訓練水平的提高提供了必要額工具。

1代謝組學在體育領域運用概述

代謝組學在運動訓練領域的運用可滲透到訓練、比賽、干預、營養(yǎng)、選材、康復等一系列領域和方面，主要原因是代謝組學本身所具有的可量化性，這也使得代謝組學中涉及到的內容和指標都成為了評價手段和標準。例如，對運動員尿液以及血液的檢測，被廣泛的運用到運動員的賽前訓練(準備期)訓練之中，其結果可以體現(xiàn)出運動員的賽前訓練狀態(tài)，幫助主教練更加了解本隊隊員的訓練狀況，以便及時客觀的調整訓練計劃，使得準備期的訓練更加適應比賽的節(jié)奏。

圖一　代謝組學在運動訓練領域中應用范圍示意圖

2014年我國U19女子足球國家隊在參加2014年加拿大世界杯的賽前尋訓練過程中，便使用了BUN和CK兩項指標來監(jiān)控訓練量和訓練強度。在運動干預方面，Lehmann等人就利用LC-QTOF-MS技術識別運動產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。

2代謝組學在運動人體科學研究方法上具有較大的發(fā)展?jié)摿?/p>

在運動人體科學研究上，通常采用實驗研究的方法，即事先選定實驗指標，通過測試的方式，對實驗前和實驗后的同一指標進行數(shù)據(jù)對比，進而評估某項運動對人體的作用，或者是提前提出某種假想，通過實驗方式進行驗證，如果假想正確，則證明假想正確，反之則與假想相違背，證明假想錯誤，這種方法在運動人體科學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。但隨著代謝組學研究的出現(xiàn)，為運動人體科學開辟了新的研究視角，豐富了運動人體科學的研究方法，有效的彌補了運動人體科學在研究方法上存在的不足，按照傳統(tǒng)的實驗研究方法，在研究結果上相對更加精確、更具科學性，但不足就是實驗研究只能針對我們已經(jīng)了解的物質，對于尚未發(fā)現(xiàn)的物質或某種作用，我們無法對其進行具體的指標量化，并且由于有機體自身的復雜性和動態(tài)性特征，在研究過程中由于受到外界諸多因素的影響，勢必會對研究結果造成一定程度的影響，存在一定的偏差。

圖二　代謝組學在實驗研究中的作用示意圖

代謝組學研究方法，與傳統(tǒng)的研究方法不同，主要是通過對代謝物進行檢測的方式獲取有機體細胞所處的環(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動帶來的影響，這是與傳統(tǒng)研究方法相比，代謝組學研究方法具有的優(yōu)勢之一；代謝組學研究方法與基因組學和蛋白質組學相比，在運動人體科學上研究上的應用前景更加廣闊，基因組學研究方法涉及到個人隱私，蛋白質組學和基因組學在醫(yī)學等領域的應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。較低的成本促進了代謝組學在醫(yī)學等領域的應用；代謝組學研究可以對有機體的代謝物進行系統(tǒng)化的精確檢測，并且不用提前預設指標。這是代謝組學在運動人體科學研究方法上所具有的發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)勢所在。

3目前代謝組學研究存在的不足

3.1數(shù)據(jù)測試技術和分析工具有待進一步完善

代謝組學作為一種新興的系統(tǒng)化的有機體研究方法，在研究技術上還有待進一步提高，對人體代謝產(chǎn)物的研究，需要借助精密的儀器，才能得到更加精確的測試數(shù)據(jù)。同時，對于得到的大量數(shù)據(jù)還需要借助精確地分析工具才能對統(tǒng)計得出的數(shù)據(jù)進行更加詳盡全面的分析。而現(xiàn)有的測試技術和分析工具還存在一定客觀局限性。

3.2研究內容范圍有待進一步拓展

目前，代謝組學在研究范圍上主要集中在醫(yī)學和競技體育方面，探究代謝組學與人體疾病以及改善人體細胞的營養(yǎng)狀況之間的關系，研究僅僅是停留在理論層面，缺乏深入的研究和應用推廣，對于競技體育中的運動性疲勞、運動強度等方面的課題尚未涉及到；通過代謝組學研究運動對人體器官的改善方面的論文還相對較少。由此可以看出，實驗組學的研究內容涉及的范圍相對較少，有待進一步拓展。

4代謝組學在體育領域未來發(fā)展趨勢和態(tài)勢分析

代謝組學具有其他運動人體科學研究方法不具有的優(yōu)勢，隨著代謝組學在理論和實踐上的不斷發(fā)展和完善，代謝組學的應用范圍將會不斷延伸和拓展，具體來說，代謝組學可以應用到競技體育中的運動訓練中，可以通過對競技運動員在訓練過程中的代謝產(chǎn)物進行測試，然后和正常情況下運動員的身體代謝產(chǎn)物進行對比分析，判斷運動訓練強度是否科學，是否達到運動員的訓練承受極限。同時，運動代謝組學還為探究人體慢性疾病病理提供了新的研究視角。通過對代謝產(chǎn)物的精密分析，可以探討出代謝產(chǎn)物和人體疾病產(chǎn)生病理之間的關系，進而進行有效干預。

代謝組學還可應用于競技體育中的興奮劑檢測，通過全面的身體掃描，可以對代謝產(chǎn)物進行檢測，提高興奮劑檢測成功率。此外，還可以通過對有機體代謝產(chǎn)物的檢測，發(fā)現(xiàn)身體細胞的營養(yǎng)狀況變化，進而對運動員進行針對性的營養(yǎng)補充。

綜上分析，代謝組學研究方法作為運動人體科學的一種新興研究方法，為運動人體科學開辟了新的研究視角，豐富了運動人體科學的研究方法，有效的彌補了運動人體科學在研究方法上存在的不足，與傳統(tǒng)的實驗研究方法相比，在研究結果上更加精確、更具科學性，未來的發(fā)展前景廣闊。但由于受現(xiàn)有的技術水平所限，代謝組學研究方法在研究內容上還有待進一步拓展，在測試技術上有待進一步提高，在對數(shù)據(jù)的分析處理上應該更加全面詳細。

圖三　代謝組學與運動訓練以及人體運動科學的關系示意圖

總體而言，人體運動科學的發(fā)展在不斷的促進運動訓練與競賽發(fā)展，而運動訓練的發(fā)展與代謝組學又是相輔相成的關系，即運動訓練的發(fā)展既需要代謝組學的輔助，同時又不斷的完善代謝組學，而代謝組學的完善又促進了豐富了人體運動科學的研究方法。

結語

目前代謝組學已經(jīng)逐漸的運用到體育領域的各個方面，但是運用的并不是很廣泛，且運用深度也有待提高。因此，目前代謝組學與體育相結合的發(fā)展，還需要廣大體育科研工作者不斷的對自己的工作領域和研究領域進行積極的探索和驗效，從馬克思主義哲學“聯(lián)系”的觀點出發(fā)，將代謝組學較為前沿的技術與運動訓練和比賽以及選材等多方面多領域進行結合，彌補現(xiàn)在研究中存在的不足，使得代謝組學這種人體研究的新工具不斷的與體育領域內各個方向相結合，促進我國體育事業(yè)的不斷發(fā)展。

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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：運動解剖學。

中圖分類號：G804

文獻標識碼：A

文章編號：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.