基于核磁共振技术研究高强度间歇训练对大鼠血清代谢组学的影响

摘要：

目的:基于核磁共振波谱(NMR)的代谢组学技术探讨高强度间歇训练(HIIT)和中等强度持续训练(MICT)提高运动能力的代谢机制.方法:34只8周龄雄性SD大鼠随机分为3组:安静对照组(SC组,n=10)、MICT组(n=12)和HIIT组(n=12).HIIT组以18 m/min的速度运动5 min,再以42 m/min运动4 min,之后依次交替进行,重复4次;MICT组以28 m/min的速度持续运动.两种方式的运动时间约为36 min,1次/天,5天/周,共10周.训练结束后次日测定大鼠力竭时间和跑步距离,48 h后10％水合氯醛(4 ml/kg)麻醉大鼠,腹主动脉采血分离血清,分离比目鱼肌、腓肠肌、股四头肌、趾长伸肌、肾周脂肪、睾丸并称重,采用NMR采集大鼠血清代谢指纹图谱数据.结果:1)与SC组相比,HIIT和MICT组大鼠最终体重、肾周脂肪重量及其相对重量均显著降低(P<0.01),睾丸、股四头肌和腓肠肌的相对重量显著增加(P<0.01、P<0.05、P<0.01);2)与SC组和MICT组相比,HIIT组的力竭时间(P<0.01、P<0.05)和跑步距离(P<0.01、P<0.05)显著增加;3)血清代谢指纹图谱的主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)均显示,SC组与HIIT、SC组与MICT组血清代谢表型有簇类分布;变量投影重要性指标(VIP)显示共有11个差异代谢产物,其中MICT和HIIT两组大鼠相同血清代谢产物3-羟基丁酸、胆碱、谷氨酰胺和赖氨酸显著高于SC组(P<0.05),另一相同代谢产物葡萄糖含量均显著低于SC组(P<0.05),HIIT组大鼠特异的血清代谢产物支链氨基酸(缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸)和酪氨酸高于SC组(P<0.05);4)Pearson相关分析显示,HIIT和SC组大鼠血清胆碱(r=0.65,P<0.05)和酪氨酸(r=0.81,P<0.01)与力竭时间分别呈显著正相关;MICT和SC组大鼠血清胆碱(r=0.57,P<0.05)与力竭时间呈正相关.结论:1)基于核磁共振波谱的代谢组学技术可筛选出长期高强度间歇训练后机体特异性的代谢变化;2)中等强度持续训练和高强度间歇训练对耐力的提高可能与体内胆碱代谢改变有关;3)酪氨酸代谢变化可能与高强度间歇训练提升耐力有关.

关键词：高强度间歇训练、持续性训练、血清代谢组学、运动成绩

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资助基金：国家自然科学基金项目31500961,31971099;广东省省级科技计划项目2014A020220015和2015A020219015;江苏省高等学校自然科学基金项目18KJB180011

在线出版日期：2020-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1045-1053