研究目的:赛艇是一项力量-耐力主导的高强度有氧运动项目,也是一项有氧供能为主,无氧供能为辅的周期性运动项目。在2000m的比赛过程中,运动员在强烈的生理刺激下会引起机体组织和器官代谢发生显著改变,代谢组学可以帮助破译运动诱导的代谢反应和益处背后的分子学机制,还可以反映机体终端发生的生物学事件。而以往对运动代谢的研究主要体现在运动干预前后的测量,这虽能看到运动后机体代谢最终的表型信息,但无法显示运动过程中不同阶段的代谢变化。鉴于此,本研究通过对男子赛艇运动员测功仪2000m全力划过程中不同分段的血液代谢组学进行分析,旨在探究不同分段的差异代谢物及其富集代谢通路的整体性变化特征,试遴选出不同分段的潜在生物标志物,并揭示与能量供应特征相关的代谢产物和代谢通路背后的生物学意义。研究方法:选取12名男子赛艇运动员(国家一级)在4天内依次进行赛艇测功仪2000m全力划及其过程中500、1000和1500m模拟划测试,采集运动前安静状态和每次运动后即刻的肘静脉血样,基于高效化学同位素标记LC-MS代谢组学技术进行分析。同时采集运动过程中的气体代谢数据和运动前后的血乳酸值,基于累计摄氧量、累计血乳酸值和运动后氧债快速部分的计算方法分析能量供应特征。运用SPSS 24.0、IsoMS Pro1.2.15等软件对所采集的数据进行处理https://www.selleck.cn/products/Etopophos.html与分析。差异代谢物应用三层级代谢物鉴定方法进行结构鉴定,采用多元统计分析(PCA、PLS-DA)、火山图分析、韦恩图分析及VIP值遴选出差异代谢物和不同分段的潜在生此网站物标志物,并使用MetaboAnalyst 5.0代谢组学分析平台对差异代谢物进行聚类分析、KEGG注释与代谢通路分析。研究结果:(1)男子赛艇运动员测功仪2000m全力划过程中500、1000、1500和2000m的磷酸原代谢占比分别为14.15%±3.91%、7.87%±2.71%、7.29%±1.76%和5.88%±1.10%;糖酵解代谢占比分别为21.71%±5.41%、18.59%±4.21%、14.57%±3.44%、12.80%±2.32%;有氧代谢占比分别为64.14%±6.12%、73.54%±4.31%、78.14%±3.58%和81.32%±2.48%。(2)男子赛艇运动员测功仪2000m全力划过程中不同分段共筛选出49种显著变化的差异代谢物(VIP值>1,FC>1.5或<0.67,p<0.05以及q<0.25),其中,500m运动后发现了17种(16↑1↓),1000m运动后又发现了18种(8↑10↓),1500m运动结束后又发现了9种(5↑4↓),2000m运动结束后又发现了5种(2↑3↓),它们在不同分段具有不同的变化特征,且呈现递进式变化的关系。(3)男子赛艇运动员测功仪2000m全力划过程中不同分段间共遴选出24种潜在生物标志物(p<0.01)。与安静值相比,500m运动后有17种,其中,L-乳酸、乙醛、草酰乙酸等15种只在0-500m分段发生显著变化,鸟嘌呤和硫辛酰胺同时在500-1000m、1000-1500m和1500-2000m分段发生显著变化;与500m运动后相比,1000m运动后有7种,其中,富马肉碱、缬氨酸和3-亚砜-L-丙氨酸在500-1000m分段发生显著变化,硫辛酰胺、磷酸乙醇酸、抗坏血酸和半胱胺同时在0-500m、1000-1500m和1500-2000m分段发生显著变化;与1000m运动后相比,1500m运动后有4种,分别是鸟嘌呤、磷酸乙醇酸、抗坏血酸和顺乌头酸,这4种潜在生物标志物分别在4个不同的分段均发生了显著变化。与1500m运动后相比,2000m运动后有5种,分别是鸟嘌呤、磷酸乙醇酸、抗坏血酸、半胱胺和顺乌头酸,这5种潜在生物标志物分别在4个不同分段均发生了显著变化。(4)男子赛艇运动员测功仪2000m全力划过程中不同分段富集代谢通路显示,500m主要富集于糖酵解代谢、TCA循环、组氨酸代谢和支链氨基酸代谢;1000m主要富集于TCA循环、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、乙醛酸Microarrays和二羧酸代谢、牛磺酸和次牛磺酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢;1500m主要富集的代谢通路只比1000m多一个精氨酸生物合成,其他均与1000m一致;2000m主要富集于TCA循环、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、组氨酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢、牛磺酸和次牛磺酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、精氨酸生物合成、甘油酯代谢、嘧啶代谢、嘌呤代谢,且随着运动距离的增加,富集代谢通路的数量和影响程度也在增加。研究结论:(1)气体能量代谢特征显示,男子赛艇运动员测功仪2000m全力划过程中不同分段均以有氧代谢供能为主。血液代谢组学显示,有氧代谢相关的差异代谢物在不同分段都发生了显著变化,无氧代谢相关的差异代谢物只在0-500m分段或1500-2000m分段发生显著变化,进一步表明赛艇是一项以有氧代谢为主的运动项目,而无氧代谢在起航加速和冲刺阶段发挥了重要作用。(2)TCA循环、氨基酸代谢、脂肪酸代谢、糖酵解代谢、嘌呤代谢、嘧啶代谢以及氧化应激等生物代谢路径显著影响着赛艇运动员的供能和运动表现。(3)N-甲基-L-谷氨酸、半胱胺、抗坏血酸等24种差异代谢物具有更高的p值和VIP值,可作为赛艇运动的潜在生物标志物。(4)采用分段代谢组学研究,可以更好的揭示男子赛艇运动员测功仪2000m全力划过程中的能量供应特征,并且能够更清晰的认识和理解运动过程中小分子差异代谢物和代谢通路对赛艇运动员运动表现的影响。