马匹耐力赛是历史悠久的人和动物合作的运动娱乐项目,蒙古马是我国本土特有马种之一,经历了漫长的岁月,在草原上以半饲牧半野放方式选育,因此蒙古马具有优良的抗受力和耐力。本文对6匹蒙古马、6匹杂交马进行了两个月,各单次15km和30km负荷耐力运动训练后的代谢组进行了研究,分别在训练前后和休息45min三个时间点采集血液样本,在训练前后采集肌肉样本,利用1H-NMR技术对血浆、肌肉样本代谢物进行检测,使用Chenomx NMR suit软件数据库对代谢物进行归属分类,通过PLS-DA和一维方差对代谢模式和显著变化的差异代谢物分析筛选,再进行功能富集和KEGG Pathway分析,找到训练前后发生显著变化的代谢通路及相关代谢物,得到训练前后差异代谢物的互作网络关系图,分析耐力运动期间及休息恢复中机体的物质、能量代谢方式以及潜在的代谢异常风险。经过实验分析本文得到的主要研究结果如下:1.研究蒙古马耐力运动中的代谢调控及分子机制。观察运动前后血浆、肌肉中代谢物的变化。结果显示,15km耐力负荷,运动期间蒙古马更偏向于无氧代谢的方式为机体供能,乳酸能和糖代谢更活跃,运动后机体脂肪供能增加。30km耐力负荷,运动期间蒙古马更偏向于脂肪有氧代谢的方式供能,但糖异生的过程也加强,与脂肪酸代谢相关的物质,如肉碱、泛酸、甜菜碱的消耗都显著增加,运动后机体的免疫压力明显增加。提示,脂肪储备,乳酸的生成和清除对于蒙古马耐力运动具有重要的意义。2.研究杂交马耐力运动中的代谢调控及分子机制。观察运动前后血浆、肌肉中代谢物的变化。结果显示,15km耐力负荷,运动期间杂交马更偏向于无氧代谢的方式为机体供能,乳酸能和糖代谢更活跃,运动后糖酵解依然持续供能。30km耐力负荷,运动期间杂交马更偏向于糖酵解和脂肪有氧代谢混合的方式为机体供能,运动后机体的免疫压力明显增加。两次耐力负荷期间糖酵解途径均比较活跃,且运动后杂交马机体表现出迅速的清除乳酸的能力。提示,乳酸的生成和清除对于杂交马耐力运动具有重要的意义。3.比较蒙古马与杂交马耐力运动中的代谢差异。观察运动前后血浆、肌肉中代谢物的变化。结果显示,运动前杂交马糖代谢表现的更活跃,而蒙古马组脂肪酸的代谢供能的占比更多。运动中蒙古马脂肪动员的能力更显著,对于耐力运动来说具有更大的优势,爆发力也更有潜质,但是杂交马表现出更好的乳酸耐受和代谢能力,对于短距离的比赛或许更有优势。提示,以蒙古马为基础培育耐力赛马是可行的。4.代谢通路和病症富集的分析。结果显示,15km负荷期间差异代谢物显著关联代谢通路,蒙古马组血浆样本18条、肌肉样本6条,杂交马组血浆样本5条、肌肉样本15条。30km负荷期间差异代谢物显著关联代谢通路,蒙古马组血浆样本9条、肌肉样本19条,杂交马血浆样本7条、肌肉样本13条。其中主要涉及糖酵解或糖异生、酮体的合成与降解、柠檬酸盐循环、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的降解、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、牛磺酸和牛磺酸的代谢、甲烷代谢、D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢等途径。运动后两组马都有发生机体物质代谢异常、机体氧化应激、各种不适症、炎症性疾病、肌肉溶解、神经紊乱症、线粒体-脑病-乳酸-中风、厌氧症、心脏衰竭、心肌梗塞、心肌损伤、窒息、严重惊厥或心源性休克、肾上腺皮质功能减退症等病症的可能,提示,运动后物质补充和机体调整是必要的。