运动性疲劳突变理论的蛋白质组学实证分析研究

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研究目的:自1980年Edwards开始研究运动性疲劳以来,运动性疲劳一直是运动生理学研究领域中的一个重要的研究课题,但到目前为止只提出一些运动性疲劳发生机制的假说。其中运动性疲劳突变理论认为运动性疲劳是能量消耗、肌肉力量、兴奋性或活动性等多方面的逐渐衰减引起三维空间关系改变而导致的突变过程,改变了以往用单一指标阐述运动性疲劳的缺陷,但突变理论依然不能全面了解运动性疲劳发生时机体到底产生了哪些改变。蛋白质组学技术可高通量、系统性地分析和鉴定体液中的所有蛋白质分子并研究其生物学功能及参与代谢过程与代谢通路,为高通量、高效、准确、灵敏的从整体角度研究运动性疲劳的发生机制提供了较好的借鉴平台。本研究在四周的递增负荷跑步运动过程中,采用iTRAQ蛋白质组学技术研究分析在运动性疲劳发生时尿液中蛋白质组份变化特点及其生物学功能,为运动性疲劳突变理论提供实证分析,并为选择针对性的疲劳消除干预方法提供理论依据。研究方法:招募体育学院健康男生,并从中随机选择15名学生为实验对象,测试受试者最大摄氧量后进行四周的递增负荷跑步运动,每周的跑步负荷强度分别为60%VO2max、70%VO2max、80%VO2max、90%VO2max,5d/w,1h/d,并分别在实验前、每周末晨记录受试者自我疲劳感觉RPE指数,采集受试者空腹肘静脉血测试全血白细胞计数、血红蛋白浓度以及淋巴细胞亚型CD4、CD8的含量,并进行功率车150W额定功率运动至力竭的时间测定。同时采集受试者早晨中段尿,采用i TRAQ蛋白质组学技术测试尿液中蛋白质组份,并应用Uniprot数据库网站和DAVID数据分析软件(http://david.abcc.ncifcrf.gov/home.jsp)对递增负荷跑步运动中"上调"和"下调"的差异蛋白进行分析,获取差异性蛋白的生物学功能及其在体内所执行的生物学过程信息。研究过程中运动性疲劳指标数据使用SPSS23.0统计学软件进行分析,配对样本T检验,显著性差异标准为P<0.05,极显著性标准为P<0.01。研究结果:在四周的递增负荷跑步运动过程中,受试者的自我疲劳感觉RPE指数进行性增加,而血红蛋白浓度和全血白细胞计数均呈现进行性地降低,在以90%VO2max强度进行运动的第四周末,受试者的自我疲劳感觉RPE指数明显升高,血红蛋白浓度、全血白细胞计数、CD4淋巴细胞及CD4/CD8均呈急剧性降低,其中血红蛋白浓度、全血白细胞计数下降达到10%以上,以150W额定功率运动至力竭的时间明显缩短,所有指标的变化与实验前相比较均有极显著差异,呈现运动性疲劳突然加重的状态。同时通过i TRAQ蛋白质组学技术测试运动性疲劳逐渐累积过程中的每周尿液中蛋白质组份变化情况发现,在递增负荷运动的四周,与实验前相比较,尿液中蛋白质含量达1.5倍上调的蛋白质种类分别达89、52、77和148种,蛋白质含量达1.5倍下调的蛋白质种类分别达66、27、68和114种,在运动性疲劳突然加重的第四周,尿液中上调与下调的差异性蛋白数量都突然显著增加。进一步对第四周显著上调和下调的蛋白进行分析发现,上调的蛋白质分子功能排在前五位的是钙离子结合、羧肽酶活性、酸性磷酸酶活性、免疫球蛋白结合和金属肽酶活性,上调的蛋白质在体内主要执行细胞生长、免疫反应、淋巴细胞活化与增殖、蛋白质代谢、囊泡对接和肌肉收缩等生物过程;下调的蛋白质分子功能排在前五位的是淀粉酶活性、细胞粘附分子活性、蛋白酶抑制剂活性、防御/免疫蛋白活性和葡萄糖苷酶活性,下调的蛋白质在体内主要执行能量代谢、运输、信号转导和细胞通讯等生物过程。研究结论:四周的递增负荷跑步运动可引起受试者的疲劳逐渐累积,在以90%VO2max强度运动的第四周呈现运动性疲劳突然加重的情况,与前人的运动性疲劳突变理论相吻合。尿蛋白组学分析证实运动性疲劳突变时细胞生长、免疫机能、能量代谢、蛋白质代谢、肌肉收缩、蛋白转运与信号转导、细胞通讯等多方面的功能障碍共同导致运动性疲劳程度急剧增加。但所增加和降低的蛋白质组份在运动性疲劳突变中所起的作用大小还需进一步研究。

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类型: 国内会议

作者: 徐国琴,林文弢

关键词: 运动性疲劳突变理论,蛋白质组学,递增负荷运动,实证分析

来源: 第十一届全国体育科学大会 2019-11-01

年度: 2019

分类: 基础科学,社会科学Ⅱ辑

专业: 生物学,体育

单位: 广州体育学院

分类号: G804.2

DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.032339

页码: 7398-7400

总页数: 3

文件大小: 1627k

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运动性疲劳突变理论的蛋白质组学实证分析研究

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