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目的:本研究将代谢组学方法应用于游泳运动训练监控中,揭示游泳运动员在接受训练负荷时代谢组受扰动的特点,发现与训练密切相关的代谢中间产物和终产物及其变化趋势;并探索训练监控中的代谢组学模型,为今后深入的研究代谢组学在训练监控中的应用提供参考。 方法:选取江苏省游泳队17名优秀游泳运动员,针对单次训练课和阶段训练两种负荷方式进行实验。单次训练课部分,于大强度、小强度两次训练课前后采血样;阶段训练部分,选取6周的训练周期,于训练开始前、训练中期、训练结束后采三次血样,对血样分别进行代谢组学测试和血红细胞、生化、内分泌指标测试。 结果:单次训练课部分。大强度和小强度前后,偏最小二乘法生成的散点图显示,运动员代谢组特征变化方向类似,但大强度训练对代谢组的扰动程度明显大于小强度训练。大强度运动后,血清中浓度显著变化(p<0.05)的小分子化合物有α-酮戊二酸,肌醇,柠檬酸等19种。小强度运动前后,血清中浓度显著变化(p<0.05)的小分子化合物仅有己二酸,天冬氨酸等4种。受试运动员的红细胞计数、血红蛋白、红细胞压积在训练后均呈现下降的趋势,其中,小强度训练后的三种指标的下降,具备显著的统计学意义。生化检测中,血尿素氮和肌酸激酶两个指标均在训练后增高。大强度训练后的血尿素氮、肌酸激酶增高有统计学意义,小强度训练后仅肌酸激酶增高有统计学意义。两种不同强度训练后,均呈现睾酮降低,皮质醇增高,睾酮/皮质醇比值下降的趋势,仅男子运动员大强度训练后的皮质醇增高具备统计学意义。 阶段训练部分。偏最小二乘法生成的散点图显示,从训练前期,到训练中期和训练后期,三次检测样本的代谢组信息在散点图上规则地分离和集聚,呈现出先远离、再回归的周期模式。从训练前期到训练中期,血清中以游离氨基酸为主的18种小分子化合物浓度上升,从训练中期到训练后期,血清中以游离氨基酸为主的16种小分子化合物浓度下降,浓度降至与训练前期接近的水平。红细胞计数、血红蛋白、红细胞压积三项指标,由训练前期-训练中期-训练后期均呈先上升,后持平的趋势。血尿素氮呈先持平,后增高的趋势,肌酸激酶呈先增高后下降的趋势;其中,肌酸激酶的变化具备统计学意义。从训练前期-训练中期-训练后期,睾酮均呈先下降后上升的显著趋势,皮质醇显著上升。 结论:(1)施加训练负荷后,机体的代谢组产生着显著变化,负荷越强,代谢组特征的偏移越明显。 (2)单次负荷和累积负荷都会导致血清代谢组化合物浓度的变化:小分子有机酸仅在单次强度负荷后增高、单次强度负荷和累积负荷都会导致游离氨基酸增高、能量物质代谢中间产物在单次强度负荷后降低,而在训练周期中,随强度增加而升高。 (3)与现有的监控指标相比,无论单次课还是长周期,代谢组学指标对训练的反映更敏感,更全面。 (4)在接受一段时间的运动训练的负荷积累时,男女运动员在代谢组特征上,有着显著的差异。女子游泳运动员代谢组受到训练负荷的扰动较男子大。