生物芯片技术对竞技体育发展的影响

马 飞

（宝鸡文理学院体育系,陕西宝鸡,721013）

0 引言

随着人类基因计划的实施，一个庞大的人类基因数据库即将建立。如何开发利用人类基因计划的研究成果，通过有效地硬件技术对如此庞大的DNA信息加以利用。根据这一技术特点，生物芯片技术开始在医学、新药开发、农作物的优育优选、环境监测等方面得到了广泛的应用，并取得了重大的研究进展。近年来，生物芯片技术已经逐渐渗透在运动训练的各个环节。生物芯片技术在竞技体育中的应用，为教练员科学训练、运动员选材与身体素质的诊断，提供了科学的理论依据。

1 生物芯片技术的涵义

生物芯片是指采用光导原位合成或微量点样等办法，将大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子设置组织切片、细胞等生物样品有序地固化于支持体（如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝胶、尼龙膜等载体的表面，组成密集二维分子排列，然后与标记的待测生物样品靶分子杂交，通过特定的仪器比如激光共聚扫描或电荷偶联摄影相机对杂交信号的强度进行快速、并行、高效地监测分析，从而判断样品中靶分子的数量。生物芯片作为物信息学的主要技术支撑和操作平台，被广泛引用于医学、生物与生命科学等研究领域。

2 生物芯片技术对竞技体育的影响

生物芯片技术是当前国际最前沿的科技领域之一，它是现代科技与生物科学与技术的交叉和综合，它的深入发展和在多学科的应用，将对科技和经济的发展起到更大的促进作用，同时生物芯片技术在竞技体育中应用，必将对运动员竞技水平的提高，起到促进作用。

2.1 生物芯片技术与运动员的科学选材

基因芯片技术对于筛选候选基因具有重要作用，通过大样本的组织学分析确定最为可能的候选基因，在保证实验条件高度一致的情况下，采用高效、高通量鉴别潜在候选基因或特异的基因方法，进行识别筛选。生物芯片技术在竞技体育中应用，能够使教练员更好地把握人体的客观规律，挖掘潜在的人体运动能力，进一步提高运动成绩。有研究发现，高原居民的血管紧张素转化酶的“插入”多态性，是造成他们的耐力比其他人好的原因，具有该基因“插入”纯合子的人，接受同样的力量训练，其力量的增加比具有该基因“缺失”纯合子的人大11倍。这些研究成果表明，人类基因组织中有某些与人类运动能力密切相关的基因，其多态性的差异，有可能是造成人们运动能力和训练效果巨大个体差异的最终原因。该领域的研究，可能为人们进行有效的基因选材提供了理论基础，也可能为提高运动成绩提供了科学有效的方法。基因芯片技术可能在很大程度上改变了运动员选材的传统方法，它无疑会给运动员选材带来一场革命性的变革。

2.2 生物芯片与兴奋剂的检测

兴奋剂问题使竞技体育竞争失去了公平性，它是运动员、教练员追求重奖厚利的恶果。服用兴奋剂不仅会对运动员的身体技能造成伤害，而且会违背奥林匹克精神，扰乱竞技体育的发展秩序，还会造成不良的国际影响。采用生物芯片技术，通过对运动员一滴血液的监测，能够及时准确地辨识兴奋剂服用者。

如果在一块芯片上布置所有运动员兴奋剂的活性位点，即可以短时间内实现对重点运动员的一次性全面检查或经常性的监督检查。生物芯片技术对于净化竞技体育不良行为，提供了有力的武器，其在竞技体育中的监测应用，对竞技体育的健康、持续发展将具有重要的意义。

2.3 生物芯片技术与运动员身体素质诊断

运动训练过程是一个动态过程，不同的训练负荷对身体的刺激和产生的效果不同，及时地对运动员的身体机能进行检测与诊断，对运动员身体机能的恢复有着非常重要的作用。采用先进的基因芯片技术，从不同运动项目运动员的身体素质相关基因表达的检测入手，筛选并确立运动员身体素质功能基因组，探讨不同项目运动员身体素质功能基因组表达谱的特点以及与运动能力有关的身体素质基因的遗传与变异规律，还可以对运动进行身体素质功能基因组的多态性分析，建立优秀运动员身体素质功能基因文库房，最终实现优秀运动员身体素质功能基因诊断和基因选材的芯片系统的建立。生物芯片技术在竞技体育训练中的应用，能够准确地掌握运动员运动中的技能变化规律，科学地组织和安排运动训练与竞赛实践活动，减轻了盲目性，提高了科学性，为教练员合理安排运动负荷，提供了科学依据。

2.4 生物芯片技术与运动营养的补剂

运动员在训练过程中的机能状态和恢复过程与营养状况有着直接关系，对保证训练和提高训练效果都非常重要，营养安排是否合理，不能只靠表象的观察，要有客观的评价指标。生物芯片技术结合现代中药的开发与利用，能够研发出多种运动营养补剂，更好地发挥营养补剂的生物活性，提高运动能力、促进运动疲劳消除以及保证运动员的身体健康。另外，人们还可以开发一种可以植入皮下的微型生物芯片，模拟健康人体内的葡萄糖检测系统监测机体在运动过程中血糖水平，然后根据人体需要，适时释放糖等物质，维持机体在运动过程中的血糖水平，有效地提高机体的运动能力。生物芯片技术与运动员训练、机能和营养措施的结合，加速了身体恢复，以不断承受大负荷强度和量度的训练，从而提高专项运动员专项能力。

2.5 生物芯片技术对运动员运动负荷的监控

运动负荷是运动员在运动训练时，身体所承受的生理负荷。它反映着运动员在训练过程中生理机能的一系列变化。运动中训练负荷的安排对训练的效果有着非常重要的影响，在训练中如果运动负荷过小，则不能引起机体必要的应激反应，反之运动负荷过大则会出现劣变反应。在运动员训练的过程中，运动负荷的监测相对比较困难，利用生物芯片技，可以客观科学地对运动员的身体机能进行评定和训练监控。生物芯片技术的应用将使血红蛋白、睾酮和CK等指标的检测更加快速简便和准确。另外，还可以通过CDNA等指标的检测技术，通过CDNA技术从分子水平上了解运动性疲劳产生的规律，制作成用于预测运动员过度疲劳的基因芯片，对运动训练具有较好的应用价值。

现代竞技体育已不再是靠“经验”和体能在国际大赛中取胜，依靠科技的力量不断增强运动训练的科技含量，改进器材、设备，加强科学管理才能取胜，现代新型生物芯片技术在竞技体育中的应用，已经成为竞技体育发展的不可缺少的手段和强大的推动力。

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