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摘要：代谢组学是一种系统生物学方法，它可以对一些运动和高强度训练后的整体机能的代谢情况做出系统的评价。目前，该技术被广泛应用于竞技训练和一些运动中，还可以检测服用兴奋剂等药物后身体技能的代谢情况，为运动人体科学带来了新的视角。鉴于此，本文通过对代谢组学：运动人体科学研究的新工具进行阐述，分析了目前代谢组学研究的现状及存在的问题，并提出合理性解决策略。
关键词：代谢组学；人体科学；运动
本文引用格式：刘峰杰.代谢组学：运动人体科学研究的新工具[J].教育现代化,2019,6(93):271-272.
运动会对人体产生一定的影响，不论是剧烈的运动还是长期的运动，运动后的人体机能代谢情况都会发生一定的变化，最直观的体现在代谢物上。此外，代谢物也是对人体细胞的一种信号释放和能量传递，通过代谢物的成分可以评价出身体细胞的情况，所以，利用代谢组学来研究运动人体科学是一项十分有潜力的工作。
一 采用代谢组学来研究运动人体科学的优势
代谢问题一直都是运动人体科学研究的重点，在以往的运动生物学中，经常是通过血液、尿液等相关样品进行检查研究，还有一些是通过骨骼肌活检来对生物在运动中发生的代谢变化情况进行研究。实验方法是将人体在运动前和运动后的状态进行检查，通过数值变化来评估运动所带来的作用，然后再观察样品指标的变化，对数据进行分析和对比，最终来判定运动能够增加人体的代谢。这种传统的研究模式一直被科学家所使用，但其也有弊端，因为人体是一个动态的过程，无法保证引起代谢变化的原因一定是运动，身体变化也会受到其他因素的影响。此外，对于一些物质，我们无法掌握它们的指标及成分，这样容易在不同组分之间产生相互拮抗，影响实验结果[1]。
代谢组学的研究方法与传统的实验方法不同，它是通过“全景式”扫描来对基因、蛋白质、代谢物等进行扫描，通过扫描可以获得一些生物信息，对此进行分析。这种方法的好处是可以不同预设要检测的目标，而是通过基因组与蛋白组等产物的代谢反应来判断运动所带来的作用。通过对代谢物的检测，可以直观的反应出细胞所处的环境及周围的营养状态，还可以看出细胞是否受到外界环境因素的影响，所以代谢组学正在日益发展成为主要研究生命体系功能的工具[2]。
二 代谢组学目前的研究进展
（一）竞技运动训练方面问题
例如训练监控、代谢适应等，竞技运动对于运动员的体力和体能要求比较高，所以对运动员进行科学化的训练有助于他们在比赛中获得胜利。科学家通过代谢组学的方法观察竞技运动员在训练期间代谢物的变化，发现通过不同训练方式所产生的代谢物会有明显的差异，最终教练可以选择代谢效果比较好的训练方式，这就说明代谢组学通过检测代谢物可以帮助竞技训练人员制定最有效的训练方式[3]。
（二）运动对慢性疾病的影响
人体的代谢紊乱会引起很多疾病，所以一些慢性疾病也是代谢组学研究的重点。科学家通过对冠心病、糖尿病等病理对人体机能的影响进行研究，发现通过运动可以缓解相应不适症状，作用比较明显的是因为代谢缓慢引发的疾病，通过增加运动量，提高代谢来缓解病情。但目前我国对于运动干预慢性疾病的代谢组学还处于起步阶段，并没有大量的实验结果证明通过运动一定会对慢性疾病产生影响，所以在此方面仍需要深入研究[4]。
（三）兴奋剂问题
人类研究兴奋剂至少有40年了，在此期间，研究技术在不断的发展，兴奋剂所覆盖的范围也越来越大。但是，兴奋剂不能被应用到各大比赛当中，因为它会使大脑神经保持兴奋的状态，能够起到让竞技人员发挥出超出本能实力的作用。有一些运动员希望通过服用兴奋剂增加身体技能，从而在比赛中获得成功。在实际比赛中，会有专门的检测人员对运动员的代谢物进行检测，因为兴奋剂会引起代谢物的变化，通过检测可以辨别出运动员是否服用兴奋剂等违规行为[5]。
三代谢组学在运动人体科学研究中的不足
代谢组学作为一种年轻的系统生物学方法，其使用的时间并不是很长，所以技术方面存在一些不足。目前，我国的分析技术存在一定的局限性，想要对代谢物有更精确的检测，还需要研发专门的分析仪器。此外，因为代谢物的种类比较多，所以实验人员无法进行大批量的检测，这就需要检测设备具备多样性、针对性检测功能，针对不同的代谢物会提供不同的数据，从而便于实验人员确认所有代谢物的功能及特征。
对于不同种类的代谢物特征，要充分的分析它们在人体内的代谢途径及代谢速度，是否会对人体产生影响等。因此，在检测时，如果发现有特殊构成的代谢物则需要通过体外细胞培养来进行代谢组学的研究。此外，代谢组学在研究前并没有观看实验对象的初始状态，处于平衡状态的系统，会因为受到外界较大的干扰后偏离原先的状态，造成一种失衡，在排除干扰后需要一段过渡期才能恢复到原来的状态，那么这时可以说系统是稳定的。如果在排除干扰后，系统仍然处在失衡的状态，则认为系统是不平衡的。由此可以看出，当运动员的身体技能处于平衡状态时，运用代谢组学这种方法可以很好的将代谢物进行检测和识别，但如果运动员自身受到了外界的干扰，导致身体内部出现紊乱的情况，这时运用代谢组学则无法很好的证明，所以对于代谢组学来说，在实验前需要对被测物体的初始状态进行观察，确保被测物体是处于一个平衡的状态，只有这样才能够确保检测数值没有误差[6]。
四运动代谢组学的展望
医学领域和生物学领域采取不同的代谢组学方式来进行分析，一个是对基因、转录因子和蛋白质进行研究，另一个是通过系统、整合的方式进行研究。随着研究的不断深入，这种单个研究或整合交互研究方式已经可以共同合作了，因为仅用一个或一个组都难以反映出整个系统的代谢情况，需要用全面的系统检测方法来对运动人体科学进行研究。目前，代谢组学通过分析运动员在运动后所产生的代谢物进行研究分析，并通过运动产生的能量及细胞的变化进行研究，最终发现，相比于传统的实验方法，代谢组学可以更深入了解人体运动后的代谢途径和代谢速度，为运动人体科学奠定基础。
（一）运动训练监控、训练疲劳、过度训练等问题
通过应用代谢组学的方法，可以对运动员训练的方案和训练过程进行有效的监控，通过对代谢物的检测可以发现哪些训练是对身体有帮助的，可以提高人体机能活动力，为训练效果提供全面的证据。在目前阶段，很多运动员处于疲劳性训练阶段，但代谢组学也无法对运动性疲劳进行研究，所以未来希望可以拓宽代谢组学的研究领域，将运动性疲劳加入进去，这样会对训练监控带来更大的便利[7]。
（二）运动干预慢性疾病的代谢调控
越来越多的证据显示，人体通过运动是可以缓解疾病的，由此可见，运动对人体机能代谢产生一定的影响。在面对慢性疾病，很多人因为长期服用药物产生依赖性和抵抗力，所以药效不明显。但通过运动，可以提高机体的代谢，产生更多的免疫细胞，从而通过内在变化来改变疾病。但目前运动对慢性疾病作用的分子机制并不明确，所以代谢组学研究也没有对慢性疾病进行系统的研究，希望未来可以通过大量的运动干预实例来研究证明运动对慢性疾病有改善作用[8]。
五 结语
综上所述，通过代谢组学的方法可以更深入的研究运动后人体机能的代谢情况，通过该方法可以对竞技运动员制定行之有效的训练方案和内容，由此可以看出，代谢组学为运动对人体机能改善作用提供了有力的技术支持，代谢组学方法将会被广泛的应用于系统探究人体科学问题的新工具。
参考文献
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[7]李明霞,郭瑞,焦阳,等.代谢组学及其在植物盐胁迫研究中的应用[J].分子植物育种,2017,15(5):1862-1867.
[8]王冬冬,吴丽君.运动训练中代谢组学技术检测下代谢标志物的研究概述[J].体育科技文献通报,2017,25(4):140-141.
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