女子柔道運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)代謝物特點(diǎn)研究

趙麗霞，劉月濤，朱彥蓉，邵 彤

機(jī)體代謝組學(xué)從整體角度對(duì)生物體系統(tǒng)進(jìn)行綜合研究，以反映個(gè)體的生命狀況。代謝組學(xué)在競(jìng)技體育中作為運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)研究的新工具，在研究運(yùn)動(dòng)性疲勞和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的生理生化方面具有很大優(yōu)勢(shì)（黃彩華 等，2011）。運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體代謝組學(xué)的影響是近幾年研究的主要內(nèi)容。運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)工作者從機(jī)體尿液代謝組學(xué)以及血清代謝組學(xué)的角度，探究不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充后機(jī)體的反應(yīng)情況。運(yùn)動(dòng)量表從心理測(cè)量角度反映運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)。通過運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀況監(jiān)測(cè)量表所建立的過度訓(xùn)練模型，可以反映出運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對(duì)運(yùn)動(dòng)員的影響，以進(jìn)一步評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。

基于此，本研究運(yùn)用代謝組學(xué)方法對(duì)運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)特征進(jìn)行分析，以了解女子柔道運(yùn)動(dòng)員機(jī)體物質(zhì)代謝特征，由此反映出運(yùn)動(dòng)員的機(jī)能狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)員的代謝狀況。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

以山西女子柔道隊(duì)18 名女子柔道運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，對(duì)運(yùn)動(dòng)員日常訓(xùn)練期間晨尿的代謝組學(xué)代謝物進(jìn)行研究。將運(yùn)動(dòng)員按照1～18 編號(hào)。同時(shí)向運(yùn)動(dòng)員發(fā)放《運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)量表》（晏寧，2003），以反映運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練期間的心理狀態(tài)和疲勞狀態(tài)。

1.2 研究方法

1.2.1 儀器與材料

儀器：Bruker 600-MHz Avance Ⅲ NMR Spectrometer（600.13 MHz 質(zhì)子頻率，德國布魯克公司600 兆核磁儀），TGL 高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)（湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司），SC-3610 低速離心機(jī)（安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司），XK80-A 快速混勻器（江蘇新康醫(yī)療器械有限公司）。

材料：重水D2O（Norell，Landisville，USA），磷酸緩沖溶液（磷酸氫二鉀K2HPO4和磷酸二氫鈉NaH2PO4，pH=7.4，含TSP 0.01%），三甲基硅烷丙酸鈉鹽（TSP，Cambridge Isotope Laboratories Inc.，MA），氫氧化鈉（NaOH）等。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法

留取18 名女子柔道運(yùn)動(dòng)員的晨尿并存放在尿液采集試管中，收集試管并編號(hào)后以冰袋冷藏，之后立即轉(zhuǎn)運(yùn)至測(cè)量中心。將尿液樣品以3 000 r/min 離心10 min，取上清液，儲(chǔ)存于-80 ℃保存（每份不少于1 mL）。

將尿液樣品緩慢解凍，使用移液槍精密吸取500 μL 加入EP 管中，加入200 μL 磷酸緩沖溶液，渦旋30 s，于4 ℃、13 000 r/min 離心20 min，取上清液600 μL 移至5 mm 核磁管中待測(cè)。采用noesyppr1d 脈沖序列，以壓制殘余水信號(hào)，內(nèi)標(biāo)為TSP。樣品在25 ℃下使用Bruker 600-MHz AvanceⅢ NMR Spectrometer 進(jìn)行核磁圖譜分析，測(cè)定頻率為600.13 MHz，掃描次數(shù)為64，譜寬為12 345.679 Hz，脈沖時(shí)間為14.0 μs，采樣時(shí)間為2.654 s，延遲時(shí)間為1.000 s，采樣間隔為40.5 μs。

尿液核磁圖譜采用MestReNova 6.1.0 進(jìn)行處理，對(duì)所有1H 核磁共振波譜（1H nuclear magnetic resonance，1H NMR）圖譜進(jìn)行手動(dòng)相位和基線調(diào)整。所有圖譜以TSP（δ 0.00）為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)譜圖進(jìn)行化學(xué)位移的校正，調(diào)整相位、基線，以δ 0.01 對(duì)化學(xué)位移區(qū)間進(jìn)行分段積分，其中δ 4.60～5.20（殘余水峰）不進(jìn)行積分，剩余的信號(hào)積分值進(jìn)行歸一化并將積分?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)入Excel 表格中，以待作進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SIMCA-P 13.0（Umetrics，瑞典）軟件將積分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析。首先采用主成分分析（principal component analysis，PCA）方法對(duì)樣本內(nèi)部固有的差異性和相似性進(jìn)行分析，然后采用偏最小二乘法判別分析（partial least squares discriminant analysis，PLS-DA），以獲得更好的樣本分類效果。

將進(jìn)行1H NMR 尿液代謝組學(xué)測(cè)取的代謝物峰面積數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件中，運(yùn)用方差分析方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.4 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練心理狀態(tài)的監(jiān)測(cè)

實(shí)驗(yàn)以晏寧（2003）為監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員過度訓(xùn)練而研制的心理量表為依據(jù)，其設(shè)計(jì)的《運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)量表》包括45 個(gè)題目、7 個(gè)選項(xiàng)，包含8 個(gè)分量表，分別為情緒應(yīng)激、感覺良好、疲勞、自我效能、自我調(diào)節(jié)、體能恢復(fù)、心理耗竭、心理疲勞（張力為 等，2010）。將該量表發(fā)放給運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行測(cè)量。分量表?xiàng)l目相加后的得分即為分量表得分。將該得分導(dǎo)入SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件，采用方差分析方法即可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 研究結(jié)果

2.1 對(duì)女子柔道運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)的分析

2.1.1 基于1H NMR的尿液代謝組學(xué)數(shù)據(jù)分析

采用1H NMR代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)18個(gè)尿液樣本的1H NMR圖譜進(jìn)行對(duì)比分析（圖1）。

圖1 基于1H NMR的尿液代謝組學(xué)圖譜Figure 1.1H NMR-Based Map of Urinary Metabonomics

通過化學(xué)位移、耦合常數(shù)及峰型等數(shù)據(jù)分析，結(jié)合公共數(shù)據(jù)庫HMDB（http：//www.Hmdb.ca/）、BMRB（http：//bmrb.Wisc.edu/）對(duì)圖譜中主要化合物進(jìn)行歸屬，尿液中共指認(rèn)24 種化合物，主要包含有機(jī)酸、氨基酸以及含氮小分子等成分（表1）。

表1 基于1H NMR的尿液代謝組學(xué)指認(rèn)的特征代謝物Table 1 Characteristic Metabolites Identified by 1H NMR-Based Urinary Metabolomics

2.1.2 對(duì)尿液代謝組學(xué)代謝物1H NMR 積分?jǐn)?shù)據(jù)的多元統(tǒng)計(jì)分析

為直觀分析樣本之間的差異，采用PCA 散點(diǎn)圖觀察樣本的分離趨勢(shì)，可以看出樣本之間明顯分離的狀況。除2 號(hào)樣本外，其余17 個(gè)樣本都具有聚類特征，可分為3 個(gè)組別（A 組、B 組、C 組）。采用PLS-DA 分析，得到除2 號(hào)樣本外的其余17 名運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)樣本的得分圖，發(fā)現(xiàn)17 名運(yùn)動(dòng)員的尿液代謝組學(xué)樣本存在明顯區(qū)分（圖2）。根據(jù)圖2，可將17 名運(yùn)動(dòng)員分為3 個(gè)組別，即編號(hào)為6、7、8、9 的運(yùn)動(dòng)員為A 組，編號(hào)為10、11、12、13、14、16、18 的運(yùn)動(dòng)員為B 組，編號(hào)為1、3、4、5、15、17 的運(yùn)動(dòng)員為C 組。

圖2 PLS-DA分析得分圖Figure 2.Score Plot of PLS-DA Analysis

2.2 不同組別女子柔道運(yùn)動(dòng)員代謝物特征與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)定

2.2.1 運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)1H NMR指認(rèn)代謝物的差異性

據(jù)尿液代謝組學(xué)代謝物1H NMR 積分?jǐn)?shù)據(jù)的多元統(tǒng)計(jì)分析的分組情況，對(duì)各組中每位運(yùn)動(dòng)員所指認(rèn)的24 種代謝物的峰面積值進(jìn)行單因素方差分析，兩兩比較組間的差異性。統(tǒng)計(jì)分析表明，部分組間代謝物峰面積值存在顯著差異性（P＜0.05；表2）。

表2 3個(gè)組別間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的尿液代謝組學(xué)代謝物峰面積值比較Table 2 Comparison of Instatistically Significant Peak Area Value of Urinary Metabolomics in the Three Groups

代謝物纈氨酸、谷氨酰胺、琥珀酸、膽堿峰面積值在A組與B 組間、A 組與C 組間存在差異性（表2）。由均值差可見，A 組的纈氨酸、谷氨酰胺、琥珀酸、膽堿峰面積值較B 組、C 組更高。牛磺酸峰面積值在A 組與B 組間、B 組與C 組間存在差異性。由均值差可見，B 組的牛磺酸峰面積值較A、C 組更高。此外，在A 組與C 組間，代謝物檸檬酸、肌酸酐峰面積值存在差異性，而在B 組與C 組間，代謝物丙酮酸、胍基乙酸峰面積值存在差異性。

2.2.2 運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)心理量表評(píng)定值的差異性

計(jì)算17 名女子柔道運(yùn)動(dòng)員《運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)量表》調(diào)查結(jié)果。根據(jù)運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)分組情況，將運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)各分量表所得分值在3 個(gè)組別間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。運(yùn)用單因素方差分析方法，對(duì)各分量表評(píng)分進(jìn)行兩兩比較，發(fā)現(xiàn)在心理疲勞分量表上，3 個(gè)組別間存在差異性（表3）。

心理疲勞分量表得分在A 組和B 組間存在顯著差異性（P＜0.01；表3）；A 組和C 組間，存在差異性（P＜0.05）。但B 組和C 組間不存在差異性。由均值差可見，A 組均值較B 組和C 組均值更大，故A 組在心理疲勞上較B 組、C組更明顯。而B 組和C 組在心理疲勞上無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。探究3 個(gè)組別運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)的評(píng)定值（表4），發(fā)現(xiàn)A 組運(yùn)動(dòng)員在心理疲勞和自我調(diào)節(jié)分量表得分較高，可評(píng)價(jià)其為心理疲勞狀態(tài)，且運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行自我心理調(diào)節(jié)。B 組、C 組運(yùn)動(dòng)員在心理疲勞分量表所得分值相對(duì)較低，不評(píng)定其為心理疲勞狀態(tài)。

表4 3個(gè)組別運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)各分量表均值Table 4 Mean Values of Each Subscale of Exercise Training Status Monitoring in Three Groups

3 分析與討論

3.1 女子柔道運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)代謝物核磁指認(rèn)結(jié)果分析

代謝組學(xué)的發(fā)展與生命科學(xué)的發(fā)展有關(guān)，其考察生物體系受到刺激或擾動(dòng)后的代謝產(chǎn)物變化或其隨時(shí)間的變化情況。代謝組學(xué)基于分子生物學(xué)的發(fā)展，是反映機(jī)體物質(zhì)代謝末端一些參與生物體新陳代謝、維持生物體正常功能和生長(zhǎng)發(fā)育的相對(duì)分子質(zhì)量小于1 000 的內(nèi)源性小分子化合物的集合。代謝組學(xué)中代謝物的數(shù)量龐大，可以客觀地反映人體受外界影響所產(chǎn)生的變化。尿液是機(jī)體代謝物排出的主要形式，故通過測(cè)試尿液中的代謝產(chǎn)物獲取到的數(shù)據(jù)，可精準(zhǔn)反映機(jī)體代謝狀況。

代謝組學(xué)核磁共振技術(shù)基于具有自旋性質(zhì)的原子核，在核外磁場(chǎng)的作用下吸收射頻輻射，產(chǎn)生能級(jí)躍遷，以得到核磁共振波譜，常用的波譜包括氫譜、碳譜、氮譜等，其中氫譜是目前研究較為充分的波譜。通過化學(xué)位移、耦合常數(shù)及峰面積等數(shù)值來反映代謝物的特征。采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)手段及數(shù)據(jù)分析方法得出分布圖譜，客觀反映樣本代謝物在群組中的分布特征，有共性的樣本具有聚類特征。

根據(jù)17 名女子柔道運(yùn)動(dòng)員的代謝物PLS-DA 分析得分圖，將具有聚類特征的樣本分為A 組、B 組和C 組，各組間樣本的代謝物差異性反映了不同組別運(yùn)動(dòng)員的代謝狀況。由于受到核磁共振波譜分析技術(shù)的影響，使得對(duì)代謝產(chǎn)物歸屬與識(shí)別受限。本研究共指認(rèn)出了24 種代謝物，峰面積值可反映樣品中各組分的相對(duì)含量，對(duì)所指認(rèn)的24 種代謝物峰面積值進(jìn)行組間比較，可了解不同組別間代謝物相對(duì)含量的差異性，這些差異性與各組運(yùn)動(dòng)員的機(jī)能代謝狀態(tài)相關(guān)。未經(jīng)指認(rèn)的代謝物在不同組別間的差異性，也是影響各組運(yùn)動(dòng)員機(jī)能狀態(tài)的重要因素。

3.2 女子柔道運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)代謝物與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)評(píng)定的相關(guān)性

運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀況可通過評(píng)定機(jī)體的生理生化指標(biāo)和心理指標(biāo)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)，生理生化指標(biāo)可在客觀上反映運(yùn)動(dòng)員生理機(jī)能對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)性變化。運(yùn)用代謝組學(xué)方法研究運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練代謝物特征，可從物質(zhì)代謝層面分析運(yùn)動(dòng)員對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的反應(yīng)以及運(yùn)動(dòng)疲勞的狀態(tài)。姚曉丹等（2017）的研究認(rèn)為，代謝組學(xué)更全面、敏感、客觀地反映了運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和賽后機(jī)能的代謝狀況，有利于早期發(fā)現(xiàn)過度疲勞、過度訓(xùn)練等問題。根據(jù)心理學(xué)指標(biāo)對(duì)運(yùn)動(dòng)員心理狀況進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，反映出其對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的承受能力。由于沒有對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行精確、有規(guī)律地監(jiān)測(cè)以及未建立個(gè)體的基線水平或“正常范圍”，部分學(xué)者認(rèn)為心理學(xué)指標(biāo)有時(shí)比生理生化指標(biāo)能夠更早、更有效地確定過度訓(xùn)練（張力為 等，2010）。將生理學(xué)方法和心理學(xué)方法相結(jié)合，可進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到多因素、多層次交互作用的重要性（張力為，2005）。

基于女子柔道運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)代謝物PLS-DA 分析得分圖分組情況，對(duì)運(yùn)動(dòng)員心理量表評(píng)價(jià)得分在不同組別間進(jìn)行組間比較，反映出不同組別間運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)的差異性。研究發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)心理量表的8 個(gè)分量表中，心理疲勞量表在A 組與B 組、A 組與C 組間存在明顯的差異性，且A 組得分較B 組、C 組更高，故A 組運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后心理疲勞較B 組、C 組更明顯。因此，運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)指認(rèn)出的代謝物可能與運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)的心理疲勞程度相關(guān)。

將不同組別運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)代謝物的峰面積值在組間進(jìn)行逐一比較分析，發(fā)現(xiàn)心理疲勞明顯的A 組，其代謝組學(xué)代謝物纈氨酸、谷氨酰胺、琥珀酸、膽堿相對(duì)含量較B、C 組更高。這些代謝物涉及到了氨基酸代謝、物質(zhì)有氧氧化等代謝途徑。從代謝途徑上，將運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后代謝反應(yīng)特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練心理狀態(tài)聯(lián)系在一起。

3.3 女子柔道運(yùn)動(dòng)員代謝組學(xué)代謝物的特點(diǎn)與機(jī)體的運(yùn)動(dòng)應(yīng)激-適應(yīng)

對(duì)女子柔道運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間尿液代謝組學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)A 組運(yùn)動(dòng)員的尿液代謝組學(xué)代謝物在纈氨酸、谷氨酰胺、琥珀酸、膽堿上較其他組別存在一定差異性，其代謝物相對(duì)含量更高。這可能是運(yùn)動(dòng)員由于運(yùn)動(dòng)應(yīng)激，受內(nèi)分泌影響，使機(jī)體代謝活動(dòng)增加，從而適應(yīng)運(yùn)動(dòng)的生理反應(yīng)，這與高浩恩等（2019）的研究結(jié)果一致，即在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，高強(qiáng)度間歇性訓(xùn)練組和中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練組在膽堿、谷氨酰胺、支鏈氨基酸特異性上有所增加，為其對(duì)訓(xùn)練的代謝所產(chǎn)生的適應(yīng)性變化。

膽堿由絲氨酸和甲硫氨酸在體內(nèi)代謝合成。絲氨酸脫羧后生成乙醇胺，乙醇胺由S-腺苷甲硫氨酸獲得3 個(gè)甲基即可合成。在機(jī)體膽堿與乙酰輔酶A 合成乙酰膽堿，而乙酰膽堿是中樞神經(jīng)系統(tǒng)膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)。由于運(yùn)動(dòng)應(yīng)激，機(jī)體膽堿水平有所提高。黃彩華等（2011）的研究表明，格斗項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員具有較高的迷走神經(jīng)活性。故運(yùn)動(dòng)員代謝物膽堿的生成可能與其對(duì)柔道運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的適應(yīng)性有關(guān)。Gonzales 等（2013）的研究表明，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)使膽堿特異性增加，機(jī)體膽堿水平間接性地反映了機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)。

運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)充膽堿可以改善機(jī)體代謝，提高運(yùn)動(dòng)能力。陳秀英（2004）認(rèn)為，膽堿補(bǔ)充可使中樞乙酰膽堿的相關(guān)機(jī)制得以改善，中樞神經(jīng)系統(tǒng)乙酰膽堿的合成受血漿膽堿供應(yīng)的限制。Qolizadeh等（2011）在關(guān)于膽堿對(duì)運(yùn)動(dòng)中脂質(zhì)代謝影響的研究中發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，補(bǔ)充膽堿可以促進(jìn)機(jī)體脂肪代謝生成游離脂肪酸，也可促進(jìn)游離脂肪酸代謝生成β-羥丁酸，從而促進(jìn)脂類物質(zhì)供能，節(jié)約糖類物質(zhì)及促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后機(jī)體糖原的合成，進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)體的恢復(fù)。

機(jī)體谷氨酰胺的生成是固定無機(jī)氮原子，經(jīng)代謝將無機(jī)氮原子固定為氨基的過程。α-酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶的催化作用下，還原氧化生成谷氨酸。谷氨酸在谷氨酰胺合成酶的催化作用下，將無機(jī)氮原子固定為酰胺基生成谷氨酰胺。Swiatkiewicz 等（2017）對(duì)谷氨酰胺的研究表明，運(yùn)動(dòng)可使機(jī)體谷氨酰胺功能被激活。谷氨酰胺是中樞興奮性遞質(zhì)，在神經(jīng)系統(tǒng)突觸間進(jìn)行谷氨酰胺-谷氨酸循環(huán)。運(yùn)動(dòng)時(shí)，大腦區(qū)域被激活而增強(qiáng)了谷氨酰胺-谷氨酸循環(huán)的周期。例如，大鼠在跑步機(jī)上進(jìn)行力竭運(yùn)動(dòng)后，對(duì)小腦、紋狀體和海馬體中提取物使用磁共振掃描儀，記錄1H NMR 譜，研究運(yùn)動(dòng)對(duì)谷氨酰胺-谷氨酸的影響。這種力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)谷氨酰胺的變化具有一定的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。該研究認(rèn)為，在大鼠的小腦和海馬體中發(fā)現(xiàn)谷氨酰胺的信號(hào)有所增強(qiáng)，可能是機(jī)體功能被激活所致。谷氨酰胺是機(jī)體氨的載體，是氨在機(jī)體內(nèi)安全轉(zhuǎn)運(yùn)的形式。谷氨酰胺對(duì)機(jī)體具有對(duì)抗自由基、提高免疫機(jī)能以及延緩疲勞的作用。Koo 等（2014）的研究表明，相對(duì)于安慰劑組和支鏈氨基酸組，谷氨酰胺的補(bǔ)充在恢復(fù)階段對(duì)減少疲勞因子具有積極的影響。

纈氨酸與亮氨酸、異亮氨酸合稱為支鏈氨基酸（branched-chain amino acids，BCAA），為機(jī)體的必需氨基酸。BCAA 可在骨骼肌中被氧化，其分解代謝產(chǎn)物進(jìn)入三羧酸循環(huán)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)有氧氧化或糖異生。纈氨酸在機(jī)體代謝產(chǎn)生琥珀酰輔酶A，其為機(jī)體三羧酸循環(huán)的中間物質(zhì)，在琥珀酸酶的作用下，生成琥珀酸和輔酶A。琥珀酸在三羧酸循環(huán)中徹底代謝后生成CO2和H2O，并伴隨能量的生成。

因此，在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中，運(yùn)動(dòng)員通過對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的應(yīng)激，達(dá)到機(jī)體代謝機(jī)能對(duì)運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)。通過提高運(yùn)動(dòng)員膽堿、谷氨酰胺、纈氨酸水平，可提高整體運(yùn)動(dòng)能力。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的強(qiáng)度決定了應(yīng)激的程度和機(jī)體代謝的特點(diǎn)（張?zhí)N琨 等，2014），由于運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度的增加，機(jī)體應(yīng)激程度也隨之增加。當(dāng)身體機(jī)能不能維持特定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，即出現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)性疲勞。因此，運(yùn)動(dòng)疲勞是評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練負(fù)荷的指標(biāo)。應(yīng)激也是所有心理疲勞的共同誘因（張力為 等，2006）。在運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)研究領(lǐng)域，代謝組學(xué)研究也被應(yīng)用于生理和心理應(yīng)激方面（馬海峰 等，2015）。

對(duì)女子柔道運(yùn)動(dòng)員代謝組學(xué)特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練心理監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)A 組運(yùn)動(dòng)員心理疲勞明顯，且運(yùn)動(dòng)員自我心理調(diào)節(jié)評(píng)定值較高，其代謝物水平由于自我調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)應(yīng)激而得以提高。這可能是由于運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，在生理指標(biāo)上持續(xù)保持對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)性，從而產(chǎn)生了機(jī)能水平提高的生理反應(yīng)，但從運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)來看卻已出現(xiàn)了心理疲勞狀態(tài)。通過分析心理疲勞指標(biāo)和生理代謝物質(zhì)指標(biāo)，合理地評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對(duì)運(yùn)動(dòng)員機(jī)能狀態(tài)的影響，是值得進(jìn)一步研究的課題。

4 結(jié)論

基于1HNMR 代謝組學(xué)技術(shù)，對(duì)運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)代謝物特點(diǎn)進(jìn)行分析，可以從整體上全面、客觀地反映出運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后機(jī)體的物質(zhì)代謝與能量代謝狀況。對(duì)運(yùn)動(dòng)員尿液代謝組學(xué)特征進(jìn)行聚類分析，可以反映運(yùn)動(dòng)員對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練負(fù)荷產(chǎn)生的不同代謝機(jī)能狀態(tài)，對(duì)指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練具有一定的理論意義。

從運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后的機(jī)體代謝物角度，分析了運(yùn)動(dòng)員機(jī)體機(jī)能對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)應(yīng)激-適應(yīng)與運(yùn)動(dòng)員較早出現(xiàn)的心理疲勞間的關(guān)聯(lián)性。運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)，可對(duì)運(yùn)動(dòng)員生理機(jī)能進(jìn)行監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練負(fù)荷。