自由基是细胞正常代谢的产物，但是过量的自由基则是冠心病、糖尿病、白内障、癌症以及衰老等的诱发因素。早在1982年Davies等就提出急性高强度运动会使体内产生大量自由基，近年来的研究也表明急性高强度运动由于产生大量自由基可引起生物体脂质过氧化、DNA氧化损伤及遗传毒性损伤等，因此自由基受到运动营养学界的紧密关注。

太原师范学院体育系的郭新明和山西大学体育学院的吴丽君*等人采用核磁共振氢谱（1H-NMR）代谢组学技术研究口服虾青素对人体在安静状态下及间歇性急性高强度运动后血清小分子代谢物的影响，结合其他指标进行分析，试图从代谢物及代谢网络调控角度探究天然抗氧化物虾青素对人体机能产生影响的作用途径与机理。

1、PLS-DA结果

PLS-DA可以实现多因变量与多自变量的回归建模，为保证实验数据的有效性，本研究对建立的各PLS-DA模型是否过拟合进行了验证。模型的R 2X 、R 2Y 、Q 2 参数用来检验本次模型是否过拟合，R 2X 和R 2Y 分别表示多元统计分析建模时模型对X、Y变量的解释度，参数越接近1表示所建模型可靠性越高，Q 2 表征模型的预测率，一般R 2Y 和Q 2 的值都大于0.5说明组间差异显著。由表2可见，本模型比较理想，具有很好的解释率和预测率，具有统计学意义。由图1可知，R 2 与Q 2 最右侧的点均明显高于其他点，且R 2 趋势不仅高于Q 2 且能很好地分开，表明本次模型验证参数的解释及预测能力强，模型验证成立。

2、OPLS-DA结果

图2A、B分别为对照组与实验组在运动前和运动后两个时间点的OPLS-DA模型得分图。如图2所示，每组组内个体呈现聚集趋势，对照组与实验组能够明显分开，两组间分离趋势明显，说明补充虾青素及运动对机体产生了明显的干预作用。

如图3所示，图中每一个点都对应一个代谢物基于VIP值的分布情况，与原点距离越大的点其贡献率和可信度越高、VIP值越大。由图3可知，部分点明显与其他多数点分离，离原点较远的即为显著性差异代谢物（VIP值＞1）。

3、安静状态下两组差异代谢物、抗氧化指数及血乳酸质量浓度的变化

如表3所示，安静状态下，实验组与对照组有15 种代谢差异物，其中实验组中缬氨酸、β-羟基丁酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甜菜碱（betaine，Bet）、乙酰乙酸、甘氨酸、葡萄糖、酪氨酸、丙氨酸及肌酸相对含量显著升高（P＜0.05），甘油、苯丙氨酸、组氨酸及乳酸相对含量显著降低（P＜0.05）。说明在安静状态下，补充虾青素对人体的部分代谢产物有显著影响。为进一步证明这一观点，进行了代谢通路分析。

将上述15 种差异代谢物输入MetaboAnalyst数据库，对其所涉及的代谢通路进行权重分析，构建与补充虾青素相关的代谢通路分析图，设立P＜0.05、代谢通路影响因子（pathway impact）大于0.2的临界点。如表4和图4所示，安静状态下受虾青素影响的代谢通路共有3 条。其中代谢差异物肌酸、Bet和甘氨酸涉及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢通路；乙酰乙酸及β-羟基丁酸涉及酮体的合成和降解通路；丙氨酸、谷氨酸及谷氨酰胺涉及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路。

由表5可知，在补充虾青素前，对照组与实验组机体抗氧化指数、血乳酸质量浓度无统计学差异；对照组在服用安慰剂前后机体抗氧化指数、血乳酸质量浓度也无统计学差异。实验组补充中等剂量虾青素28 d后，机体抗氧化指数显著升高（P＜0.05），同时也显著高于同期对照组（P＜0.05）；实验组服用虾青素后血乳酸质量浓度显著降低（P＜0.05），同时也显著低于同期对照组（P＜0.05）。

4、运动后即刻状态下两组差异代谢物、抗氧化指数及血乳酸质量浓度的变化

如表6所示，运动后即刻状态下，实验组与对照组相比有3 种差异代谢物，其中补充虾青素组的半胱氨酸和谷氨酰胺相对含量显著升高（P＜0.05），甘油相对含量显著下降（P＜0.05）。说明补充虾青素对运动后的机体代谢有显著影响。为进一步验证补充虾青素后运动涉及的代谢通路，将上述3 种差异代谢物输入MetaboAnalyst数据库，对其所涉及的代谢通路进行权重分析，构建与补充虾青素相关的代谢通路分析图，设立P＜0.05、代谢通路影响因子大于0.2的临界点，结果如表7和图5所示，急性高强度运动后受虾青素影响的代谢通路共有1 条，即代谢差异物谷氨酰胺涉及的丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路。

由表8可知，两组受试者在运动后即刻状态下机体的抗氧化指数均显著下降（P＜0.05），但实验组平均值显著高于对照组（P＜0.05）；两组受试者血乳酸质量浓度均显著上升（P＜0.05），但实验组低于对照组（P＜0.05）。

结论

综上，虾青素补充可造成人体急性高强度运动前后血液代谢物改变，主要涉及人体氨基酸代谢、脂代谢相关通路，这些代谢物的改变可能是补充虾青素机体抗氧化能力提高、运动能力提高的内在机制。

本文《虾青素补充对人体急性高强度运动前后代谢的影响》来源于《食品科学》2021年42卷17期177-185页，作者：郭新明，吴丽君，赵静，田俊生。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200803-044。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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