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本研究以长期参加国际马拉松赛的业余选手为研究对象,应用1H NMR(核磁共振)的代谢组学方法,结合尿常规和血液自由基代谢产物等生理生化指标,在马拉松业余选手服用红景天胶囊一个月后检测其定量负荷前后尿液代谢组学的变化,深入探讨马拉松业余选手服用红景天补剂后机体代谢物的整体变化,寻找其机体代谢途径的特异标志物,阐明补充中药红景天影响马拉松运动员机体代谢变化的作用机制,为指导业余马拉松运动员的科学训练和营养补充提供理论和实践参考。随机选取参加5次以上国际马拉松赛全程组别的业余选手8名做为受试者。年龄41到45岁,身体健康,男性。8名实验对象在四个不同的阶段,依据课题设计分为四个组,分别为安静对照组(C),定量负荷组(CE),服药安静组(MC),服药定量负荷组(ME)。C组为安静对照组,CE组为进行20km定量负荷耐力运动;MC组为受试者持续服用一个月中药红景天补剂后安静时;ME组为补充中药红景天一个月后进行20km定量负荷。C组和MC组均取晨血和晨尿,CE组和ME组均取运动后即刻血液,和30分钟后尿液。尿液样品首先进行尿常规检测,然后采用1H NMR(核磁共振)的代谢组学方法进行实验,通过Mest ReNova-6.1.1软件对数据首先进行基线和相位的调整,然后采用SMICA-P13.0(Umetric,Sweden)这个软件进行多元统计分析,之后使用偏最小二乘投影的方法(PLS-DA)对各组进行差异代谢物分析。受试者血液样品用于测量MDA、SOD、GPX、T-AOC等血液自由基指标。采用SPSS20.0统计软件对尿液差异代谢物和血液自由基指标进行t检验和Pearson相关性统计分析。结果:(1)对实验对象定量负荷运动前后尿常规的数据分析发现,与C组相比,CE组尿蛋白(PRO)和尿胆原(URO)的阳性检出率显著增高(P<0.05);ME组与MC组相比,ME组尿蛋白(PRO)显著升高(P<0.05);与CE组相比,ME组尿胆原(URO)显著下降(P<0.05)。尿液代谢组学结果显示,与C组相比,CE组尿液中有9种化合物含量具有显著性差异(P<0.05),其中丙氨酸、亮氨酸、乙酰胺、糖蛋白脂质、谷氨酸、柠檬酸、缬氨酸、肌醇含量下降,而赖氨酸含量上升。与CE组相比,ME组中缬氨酸显著提高(p<0.05),其它8种差异代谢产物出现不同程度变化,与D-谷氨酰胺和谷氨酸代谢、赖氨酸分解、磷酸肌醇代谢和赖氨酸合成四条代谢通路密切相关。通过MetaboAnalyst和受试者工作特征曲线(ROC)分析机体的差异代谢物显示,糖蛋白脂质、柠檬酸和缬氨酸是定量负荷导致机体代谢调控中重要的潜在生物标志物。(2)与C组相比,CE组SOD活性、GSH-PX活性和T-AOC活性升高,MDA含量下降,有显著性差异(P<0.05)。与CE组相比,ME组和T-AOC活性升高,有显著相关性(P<0.05),MDA含量下降,有显著相关性(P<0.05)差异,SOD活性和GSH-PX活性升高,但是没有显著相关性,表明马拉松业余选手定量负荷后抗氧化酶系活性升高,脂质过氧化水平下降。(3)尿液差异代谢物与血液自由基相关性分析显示,糖蛋白脂质与GPX和SOD存在显著正相关,与MDA和有显著负相关;柠檬酸与GPX、MDA和SOD有显著负相关,亮氨酸与MDA和SOD有显著负相关,与T-AOC存在显著正相关。结论:(1)马拉松业余选手在定量负荷运动前后及补充红景天后尿常规指标中的尿蛋白和尿胆原指标变化显著。尿液代谢组学结果提示糖蛋白脂质、柠檬酸和缬氨酸是定量负荷导致机体代谢调控中重要的潜在生物标志物,中药红景天可能通过影响这些潜在生物标志物涉及的代谢通路从而改善运动中机体的物质和能量代谢。(2)马拉松业余选手长期耐力锻炼改善了运动中机体的抗氧化能力;补充中药红景天可以显著降低血液脂质过氧化物含量,提高总的抗氧化能力,促进机体疲劳恢复。(3)人体血液自由基与尿液代谢组学指标存在一定的相关性,提示机体氧化与抗氧化动态平衡,和物质代谢紧密相关,具体机制尚待进一步研究。