代谢组学在现代运动训练相关领域的应用概述

李　佳，吴丽君

代谢组学在现代运动训练相关领域的应用概述

李佳，吴丽君

山西大学体育学院，山西 太原030006

摘要：代谢组学是一门新兴的生物学学科，是在基因组学和蛋白质组学之后发展起来的又一重要学科，目前，已逐步应用到医学、食品科学、环境学中，其基本原理就是通过对有机体的代谢产物进行系统化的评价，进而判断有机体的身心健康状况是否处于正常的状态。随着代谢组学的不断发展，已开始逐步将代谢组学应用到运动训练和竞技比赛中来，为运动人体科学的发展提供了新的研究视角。

关键词：代谢组学；竞技体育；人体科学

前言

代谢组学为运动人体科学的发展提供了具体的定性分析和定量分析相结合的研究工具，对运动人体科学的发展产生了积极的现实意义。代谢组学是借助现代先进的科学仪器对有机体代谢产物进行直接研究的一门学科，人体在运动后产生的代谢产物在很大程度上是对身体细胞所处环境、营养状态的直接反映，按照人体正常代谢水平进行衡量，统计结果会显得更加精确。根据代谢物数据指标可以对人体运动状态、量、强度、疲劳程度等进行评价，为运动训练水平的提高提供了必要额工具。

1代谢组学在体育领域运用概述

代谢组学在运动训练领域的运用可渗透到训练、比赛、干预、营养、选材、康复等一系列领域和方面，主要原因是代谢组学本身所具有的可量化性，这也使得代谢组学中涉及到的内容和指标都成为了评价手段和标准。例如，对运动员尿液以及血液的检测，被广泛的运用到运动员的赛前训练(准备期)训练之中，其结果可以体现出运动员的赛前训练状态，帮助主教练更加了解本队队员的训练状况，以便及时客观的调整训练计划，使得准备期的训练更加适应比赛的节奏。

图一　代谢组学在运动训练领域中应用范围示意图

2014年我国U19女子足球国家队在参加2014年加拿大世界杯的赛前寻训练过程中，便使用了BUN和CK两项指标来监控训练量和训练强度。在运动干预方面，Lehmann等人就利用LC-QTOF-MS技术识别运动产生的代谢产物。

2代谢组学在运动人体科学研究方法上具有较大的发展潜力

在运动人体科学研究上，通常采用实验研究的方法，即事先选定实验指标，通过测试的方式，对实验前和实验后的同一指标进行数据对比，进而评估某项运动对人体的作用，或者是提前提出某种假想，通过实验方式进行验证，如果假想正确，则证明假想正确，反之则与假想相违背，证明假想错误，这种方法在运动人体科学研究上去的了积极的成效，是传统的经典研究方法之一。但随着代谢组学研究的出现，为运动人体科学开辟了新的研究视角，丰富了运动人体科学的研究方法，有效的弥补了运动人体科学在研究方法上存在的不足，按照传统的实验研究方法，在研究结果上相对更加精确、更具科学性，但不足就是实验研究只能针对我们已经了解的物质，对于尚未发现的物质或某种作用，我们无法对其进行具体的指标量化，并且由于有机体自身的复杂性和动态性特征，在研究过程中由于受到外界诸多因素的影响，势必会对研究结果造成一定程度的影响，存在一定的偏差。

图二　代谢组学在实验研究中的作用示意图

代谢组学研究方法，与传统的研究方法不同，主要是通过对代谢物进行检测的方式获取有机体细胞所处的环境、营养状况以及其他信息，并且更为重要的是能够更加精确地反映运动带来的影响，这是与传统研究方法相比，代谢组学研究方法具有的优势之一；代谢组学研究方法与基因组学和蛋白质组学相比，在运动人体科学上研究上的应用前景更加广阔，基因组学研究方法涉及到个人隐私，蛋白质组学和基因组学在医学等领域的应用范围受到成本较高等诸多因素的影响，具有较大的局限性。较低的成本促进了代谢组学在医学等领域的应用；代谢组学研究可以对有机体的代谢物进行系统化的精确检测，并且不用提前预设指标。这是代谢组学在运动人体科学研究方法上所具有的发展潜力和优势所在。

3目前代谢组学研究存在的不足

3.1数据测试技术和分析工具有待进一步完善

代谢组学作为一种新兴的系统化的有机体研究方法，在研究技术上还有待进一步提高，对人体代谢产物的研究，需要借助精密的仪器，才能得到更加精确的测试数据。同时，对于得到的大量数据还需要借助精确地分析工具才能对统计得出的数据进行更加详尽全面的分析。而现有的测试技术和分析工具还存在一定客观局限性。

3.2研究内容范围有待进一步拓展

目前，代谢组学在研究范围上主要集中在医学和竞技体育方面，探究代谢组学与人体疾病以及改善人体细胞的营养状况之间的关系，研究仅仅是停留在理论层面，缺乏深入的研究和应用推广，对于竞技体育中的运动性疲劳、运动强度等方面的课题尚未涉及到；通过代谢组学研究运动对人体器官的改善方面的论文还相对较少。由此可以看出，实验组学的研究内容涉及的范围相对较少，有待进一步拓展。

4代谢组学在体育领域未来发展趋势和态势分析

代谢组学具有其他运动人体科学研究方法不具有的优势，随着代谢组学在理论和实践上的不断发展和完善，代谢组学的应用范围将会不断延伸和拓展，具体来说，代谢组学可以应用到竞技体育中的运动训练中，可以通过对竞技运动员在训练过程中的代谢产物进行测试，然后和正常情况下运动员的身体代谢产物进行对比分析，判断运动训练强度是否科学，是否达到运动员的训练承受极限。同时，运动代谢组学还为探究人体慢性疾病病理提供了新的研究视角。通过对代谢产物的精密分析，可以探讨出代谢产物和人体疾病产生病理之间的关系，进而进行有效干预。

代谢组学还可应用于竞技体育中的兴奋剂检测，通过全面的身体扫描，可以对代谢产物进行检测，提高兴奋剂检测成功率。此外，还可以通过对有机体代谢产物的检测，发现身体细胞的营养状况变化，进而对运动员进行针对性的营养补充。

综上分析，代谢组学研究方法作为运动人体科学的一种新兴研究方法，为运动人体科学开辟了新的研究视角，丰富了运动人体科学的研究方法，有效的弥补了运动人体科学在研究方法上存在的不足，与传统的实验研究方法相比，在研究结果上更加精确、更具科学性，未来的发展前景广阔。但由于受现有的技术水平所限，代谢组学研究方法在研究内容上还有待进一步拓展，在测试技术上有待进一步提高，在对数据的分析处理上应该更加全面详细。

图三　代谢组学与运动训练以及人体运动科学的关系示意图

总体而言，人体运动科学的发展在不断的促进运动训练与竞赛发展，而运动训练的发展与代谢组学又是相辅相成的关系，即运动训练的发展既需要代谢组学的辅助，同时又不断的完善代谢组学，而代谢组学的完善又促进了丰富了人体运动科学的研究方法。

结语

目前代谢组学已经逐渐的运用到体育领域的各个方面，但是运用的并不是很广泛，且运用深度也有待提高。因此，目前代谢组学与体育相结合的发展，还需要广大体育科研工作者不断的对自己的工作领域和研究领域进行积极的探索和验效，从马克思主义哲学“联系”的观点出发，将代谢组学较为前沿的技术与运动训练和比赛以及选材等多方面多领域进行结合，弥补现在研究中存在的不足，使得代谢组学这种人体研究的新工具不断的与体育领域内各个方向相结合，促进我国体育事业的不断发展。

参考文献：

[1]李江华,刘承宜,沙海燕,等.高水平男子中短距离游泳成绩预测的代谢组学模型[J].体育学刊,2010,17(4):103-106.

[2]李江华,刘承宜,徐晓阳,等. 2006年多哈亚运会短距离游泳男运动员代谢组学研究[J].体育科学,2008,28(2):53.

[3]王磊,武露凌,盛蕾,等.优秀游泳运动员冬训周期中的代谢组学研究[J].体育与科学,2008,29 (6):43-46.

[4]黄彩华,归予恒,林东海.代谢组学:运动人体科学研究的新工具[J]. 体育科学, 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

第一作者简介：李佳 (1992-)，女，山西太原人，在读硕士研究生，研究方向：运动解剖学。

中图分类号：G804

文献标识码：A

文章编号：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.