目的:慢性疲劳综合征(Chronic fatigue syndrome,CFS)是一种重度亚健康状态,在中学生人群中较为常见,对其体质健康与学习生活造成影响。但是目前对慢性疲劳的监控和诊断标准并不完善。本课题组对CFS大鼠的基础研究结果显示,CFS机体的三羧酸循环、谷氨酸、丙氨酸和天冬氨酸代谢、鞘磷脂代谢和类固醇代谢4条代谢通路存在代谢障碍。但是,目前对CFS中学生的代谢机制尚不清楚,因此本研究结合运动干预以获取更多的生物特征信息,对中学生慢性疲劳的代谢机制进行探索,为预防、诊断和监控CFS提供实验依据。方法:(1)根据美国疾病控制中心CDC-94 CFS判别标准,对陕西15所中学的5000名中学生进行筛选,入选学生经过医生排除其他疾病,最终进行CFS确诊,共筛选出8名CFS中学生为CFS组,并随机平行选择8名健康中学生为正常对照组,对所有研究对象的身高、体重、BMI指数和体脂百分比进行了解与测试,确认没有统计学差异后开始测试。(2)采取所有受试者的指甲,进行角蛋白的提取,采用紫外分光光度法测定角蛋白中3-硝基酪氨酸含量,采用红外光谱法对角蛋白官能团特征进行测定。(3)对两组中学生进行改良后的台阶实验,测定所有受试者运动前后的心功指标和台阶指数。(4)采集两组受试者运动前后的尿液样本,进行尿常规检测,并采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术对两组尿液样本中代谢物含量进行检测分析。对原始数据采用主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘法(OPLS-DA)的多元数据统计方法寻找潜在的差异代谢物,将生物标志物输入MetPA数据库中,分析相应的代谢通路。结果:(1)CFS组中学生角蛋白中3-硝基酪氨酸含量显著高于正常组(p<0.05),并且CFS组中学生角蛋白分子官能团N-H键、C-N键、C-H键以及氢键可能存在不同程度的损伤或者断裂。(2)在运动后即刻,CFS组学生的心率和收缩压均显著高于对照组(p<0.05),台阶指数显著低于对照组(p<0.05)。(3)CFS组中学生尿检指标中的尿胆原、尿蛋白含量在运动前后与正常学生相比有显著变化(p<0.05)。不论是运动前还是运动后,筛选出了 CFS中学生的差异代谢物为肌酸,其含量在运动前显著下降,运动后显著升高(p<0.05);而在运动后,又检测出泛酸、皮质酮、尿酸和黄嘌呤四个新的差异代谢物,泛酸和皮质酮含量显著下降(p<0.05或p<0.01),尿酸和黄嘌呤含量显著升高(p<0.05)。这些差异代谢物相应的代谢通路:精氨酸和脯氨酸代谢、泛酸和辅酶A的生物合成、类固醇激素的生物合成、咖啡因代谢和嘌呤代谢存在代谢紊乱。结论:(1)身体氧化水平的检测结果显示,CFS组中学生和正常组相比,CFS中学生身体处于高度的氧化应激状态。(2)在运动干预下,心功能指标和台阶指数结果显示,CFS中学生和正常组中学生相比,CFS中学生的心脏功能水平较低。(3)通过代谢组学分析发现,CFS症状可能由机体能量代谢系统紊乱、氧化应激水平增加和下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴活动减退等原因导致,涉及精氨酸和脯氨酸代谢、泛酸和辅酶A的生物合成、类固醇激素的生物合成、咖啡因代谢和嘌呤代谢等多条代谢通路。