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基于GC-MS的举重与中长跑运动员血清及尿液代谢组学研究

作 者: 岳秀飞
导 师: 盛蕾
学 校: 苏州大学
专 业: 运动人体科学
关键词: 代谢组学 代谢物组 气相色谱-质谱联用 中长跑 举重 血清 尿液
分类号: G822.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


研究目的本研究的目的是建立基于GC-MS的血清尿液代谢组学测试分析方法并应用此方法研究举重中长跑运动员的代谢组学信息,通过比较两项目间以及两项目各自在赛前阶段性训练前、中、后期和单次不同负荷训练课前、后血清及尿液中代谢物组的差异,以验证代谢组学技术在运动医学领域应用的可行性并探寻运动训练引起机体整体代谢反应的规律和特征,从而为从代谢物层面上研究运动医学相关问题提供新的思路和方法。研究方法江苏省举重及中长跑男运动员各8名进行为期6周的赛前阶段性训练(包括准备期、基本期和调整期),另采用交叉实验设计选取训练周期内两次具有代表性的训练课,一次进行大负荷训练,另一次进行中低负荷训练。于赛前阶段性训练前、中、后期及单次大负荷和中低负荷训练课前、后分别采集血液和尿液样品并利用基于GC-MS的代谢组学技术进行测试分析,同时亦对血液RBC、HGB、HCT、血清BUN、CK、C、T以及尿常规进行常规生化测试分析。代谢组学数据经去噪、峰排列、峰对齐、峰面积校正、多元统计分析(PCA和PLS-DA)后利用NIST 2005质谱数据库进行特征代谢物鉴定。研究结果(1)建立了基于GC-MS的血清及尿液的代谢组学测试分析方法,该方法前处理简单,检测准确,且重复性,精密度、日内稳定性和冻融稳定性良好。(2)赛前阶段性训练前、中、后期举重和中长跑运动员血清和尿液代谢组学分析显示训练前期举重与中长跑两项目间血清中有D-核糖、丁酸和甘露糖等14种代谢物,尿液中有L-组氨酸、阿拉伯糖醇和D-葡萄糖酸等16种代谢物含量具有较大差异。训练前期至中期、中期至后期以及前期与后期比较举重运动员血清中有D-核糖、α-D-葡萄糖、β-D-葡萄糖等20种代谢物含量发生显著变化,尿液中有L-组氨酸、阿拉伯糖醇、丁酸等20种代谢物含量发生了显著变化,中长跑运动员血清中有甘氨酸、磷酸、D-肌醇等9种代谢物含量发生了显著变化,尿液中有肌酐、L-组氨酸、酪氨酸等6种代谢物含量发生了显著变化。(3)单次不同负荷训练课前、后举重与中长跑运动员血清及尿液代谢组学分析显示单次大负荷训练课后举重运动员血清中磷酸、α-生育酚、9,12-十八碳二烯酸、乙酸,尿液中肌酐、α-D-葡萄糖、D-吡喃葡萄糖、景天庚糖和β-D-葡萄糖含量发生显著变化;中长跑运动员血清中尿素、吡喃半乳糖、丙酸、肌醇、α-生育酚、硬脂酸、5,8,11,14,17-二十碳五烯酸和十四烷酸,尿液中琥珀酸和软脂酸含量发生显著变化;单次中低负荷训练课后举重运动员血清中9,12-十八碳二烯酸和肌醇含量显著下降,尿液中阿拉伯糖醇、景天庚糖和吡喃葡萄糖含量显著下降。中长跑运动员血清中磷酸、乙酸和硬脂酸显著下降,N-甲基尼克酰胺含量显著上升,尿液中软脂酸含量显著上升。研究结论(1)在对代谢组学数据进行多元统计分析时,PLS-DA模型优于PCA模型。(2)运动能引起包括糖类、氨基酸、游离脂肪酸、以及一些和糖原分解、糖异生、柠檬酸循环、尿素循环、酮体合成等相关的代谢物质发生变化,时间越久,负荷越大所引起的变化也越大。(3)不同项目(举重和中长跑)运动员血清及尿液代谢组信息存在较大差异(4)血清及尿液代谢组学的联合分析能为运动相关问题的研究提供更全面的信息(5)代谢组学信息与常规生化指标相比更敏感、更贴切,两者联合分析可为训练监控提供更全面、更可靠的信息。

全文目录


中文摘要  4-6
Abstract  6-11
第一部分 序言  11-24
  1 选题依据  11-13
  2 文献综述  13-24
    2.1 代谢组学的提出  14-15
    2.2 代谢组学的研究方法  15-19
      2.2.1 样品制备  15-16
      2.2.2 代谢组学的分析技术  16-19
      2.2.3 代谢组学的数据处理  19
    2.3 代谢组学的应用  19-24
      2.3.1 代谢组学为药学和毒理学研究做出了巨大贡献  19-21
      2.3.2 代谢组学是疾病研究和诊断的有力工具  21-22
      2.3.3 代谢组学在运动医学及其他领域的应用  22-24
第二部分 实验研究  24-74
  1 实验一基于GC-MS 的人血清尿液代谢组学测试分析方法的建立  24-40
    1.1 实验材料  24-25
      1.1.1 主要实验仪器、设备  24
      1.1.2 主要试剂、药品  24-25
    1.2 实验对象和方法  25-26
      1.2.1 实验对象  25
      1.2.2 实验方法  25-26
    1.3 实验结果与讨论  26-39
      1.3.1 GC-MS 供试品制备方法选择  26-29
      1.3.2 GC-MS 分析条件选择  29-32
      1.3.3 运动员代谢指纹图谱  32-33
      1.3.4 GC-MS 分析方法学考察  33-37
      1.3.5 内源性代谢物鉴定  37-39
    1.4 小结  39-40
  2 实验二举重中长跑运动员血清及尿液代谢组学研究  40-74
    2.1 实验材料  40-41
      2.1.1 主要实验仪器、设备  40-41
      2.1.2 主要试剂、药品  41
    2.2 实验对象和方法  41-46
      2.2.1 实验对象  41-42
      2.2.2 实验方法  42-46
    2.3 实验结果  46-66
      2.3.1 举重与中长跑运动员赛前阶段性训练前、中、后期各项指标测试结果  46-56
      2.3.2 举重与中长跑运动员单次不同负荷训练课前、后各项指标测试结果  56-66
    2.4 讨论  66-71
      2.4.1 代谢组学数据分析方法的优化  66-67
      2.4.2 基于不同生物样品的代谢组学分析能为运动相关问题的研究提供更全面的信息  67
      2.4.3 代谢组学信息与常规生化指标的联合分析可为训练监控提供更全面、更可靠的信息  67-68
      2.4.4 氨基酸代谢与运动  68-69
      2.4.5 脂肪酸代谢与运动  69-70
      2.4.6 能量代谢与运动  70-71
    2.5 小结  71-74
第三部分 全文总结与展望  74-77
  1 全文总结  74-75
  2 本研究的创新点  75-76
  3 本研究的不足与展望  76-77
参考文献  77-84
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  84-85
缩略词表  85-86
致谢  86-87

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中图分类: > 文化、科学、教育、体育 > 体育 > 田径运动 > > 中距离跑
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