雅娜-费尔南德斯在巴塞罗那足球俱乐部的医疗服务部门接受治疗

现如今，运动员想要达到和保持精英级水平、取得卓越的运动成就，必须从整体角度出发，实现这一目标。这不仅与他们天生的运动天赋（源于选手的DNA）和技战术挂钩，个人的心理层面和社会环境也很重要。所有这些因素都会影响选手的健康和竞技表现。

据估计，职业运动员最多可以将80%的非睡眠时间用于与训练无关的活动。相关研究已经证明——他们的生活方式和习惯，即所谓的隐性训练，是持续表现和长期职业生涯的关键决定因素。

研究运动员健康状况的方式可谓五花八门，在这一过程中，近年来出现了运动组学研究。这一领域将“组学（对各类研究对象的集合进行系统性研究）”科学与传统的体育临床分析相结合，系统性地研究体育锻炼对个人（不限于职业运动员）的影响。这是本世纪的运动医学正在经历的一场伟大革命。第一批研究始于20世纪70年代，结合了当时的前沿组学技术，并逐步将其融入其中，但直到2010年，这仍然是医学中的一个新兴领域。

一、高强度运动的生理反应：代谢组学方法

运动会改变人的生理状态。在进行体育锻炼时，人体会产生即时反应，这种反应因人而异。在高强度训练期间，生物体液中的数百种代谢物都会发生改变，特别是与“脂质的大量运动和氧化”有关的代谢物。

因此，代谢组学就是对生物样本中的代谢物进行全面分析。这个研究方向能前所未有地精确测量训练、营养和压力对选手的影响，提供有关“运动员生理状态和对各种刺激的适应性”的详细信息。

例如，中国团队进行过一项研究，分析力量耐力训练如何改变专业运动员的代谢特征。研究发现，血液样本中丙氨酸、乳酸、游离脂肪酸等特定代谢物的含量发生了变化。这些代谢物涉及葡萄糖代谢、氧化应激、能量代谢和氨基酸代谢等过程。（论文链接：https://journals.physiology.org/doi/epdf/10.1152/japplphysiol.90816.2008）

多年后，在意大利进行的一项研究中，研究人员收集了14名职业足球运动员在“悠悠”测试（在声音信号的触发下以逐渐增加的速度跑20米往返跑）前后的唾液样本。结果发现尿素、葡萄糖、乳酸盐或柠檬酸盐等物质存在显著差异。（论文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24176749）

关于尿液指标检测，法国研究者对两组样本进行了分析：一组是进行休闲运动的女性，另一组是现役女运动员。在对她们进行了旨在评估有氧能力的不同强度的耐力测试后，分析表明，与另一组相比，运动员的乙酸盐增加较少。同时，两组选手在运动后，乳酸、丙酮酸、丙氨酸、β-羟基丁酸和次黄嘌呤的分泌量都明显增加。（论文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19943160/）

这只是研究运动影响新陈代谢的三个案例，类似的详细研究有助于设计针对性策略，改善运动表现和恢复情况。在自行车运动这种项目中，选手的恢复情况对成功至关重要，针对骑手所经历的生理适应过程，代谢组学就能提供更深入的理解。

二、能量与恢复

一项涉及21名环法参赛选手的研究，收集了他们在功率自行车上进行力竭运动前后的血液样本。结果显示，三羧酸（TCA）循环和辅酶 A（CoA）前体的代谢物增加了，氨基酸水平也发生了变化。这表明，生理适应过程有利于能量的产生和恢复。（论文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19943160/）

研究结果表明，乳酸积累较低的自行车运动员，基础氧化应激水平较高，这表明他们的生理适应过程较长。代谢物水平与乳酸积累的相关性表明，代谢适应与耐力能力的提高有关。这些发现对于改进训练计划、评估运动员身体状况、制定损伤或超负荷预防计划、规划新的营养干预措施至关重要。换句话说，就是提高团队的竞争力。

三、整合组学科学，预防伤病、提高表现、改善疲劳和恢复情况

总的来说，在过去的三十年中，体育科学开启了一个革命性的进程，从还原论（将复杂现象还原成最基本的部分）的观点转变为整合大量分子数据（大数据），以更好地了解生物和遗传因素如何影响运动员的表现和健康。这些技术被称为组学科学（omics sciences）：

Ø运动基因组学：侧重研究某些DNA变异如何与运动员的表现或特定特征相关联。例如，巴塞罗那创新中心的一项研究发现，ACTN3基因的rs1815739多态性与足球运动员的表现和伤病有关。

Ø体育运动中的蛋白质组学和表观遗传学：蛋白质组学主要研究由训练引起的蛋白质改变，可对定性和定量变化进行评估。同时，表征遗传学侧重于体育训练中的环境因素，这些因素可在不改变DNA序列的情况下改变基因表达。

Ø转录组学和微RNA组学：分析转录组情况，即基因表达如何随体能训练而发生变化。例如，研究者可以检测到与耐力、力量或肌肉恢复有关的基因表达的增加，从而实现个性化训练。

Ø运动代谢组学和营养基因组学：代谢组学检测运动过程中代谢物的变化，提供有关能量代谢和细胞应激的信息。同样，营养基因组学分析特定食物/补剂如何影响运动员的遗传系统。遗传系统的差异会影响营养物质的吸收、代谢、利用和排泄。在建立个性化营养计划的同时，还要考虑年龄、性别和健康状况等其他因素，这为提高运动表现提供了一种全面的方法。个性化不仅是当前和未来体育运动的主要趋势，也是运动员充分发挥潜力的关键。

Ø微生物组学和免疫组学：肠道微生物组与营养吸收和运动表现有关，而免疫组学研究的是免疫系统及其调节细胞因子表达的方式，细胞因子是“细胞信使”，在免疫反应、炎症和造血（血细胞形成）过程中发挥至关重要的作用。

将所有上述技术结合起来，就能获得运动员的“生物护照”，巴萨俱乐部已经在医疗领域取得开创性的切实进展，具体工作和成果如下所示：

Ø代谢组学：研究了足球赛季期间外部和内部负荷之间的关系，揭示了类固醇激素生物合成、酪氨酸和色氨酸代谢途径的变化。

Ø基因组学：发现了可预测肌腱伤病的单核苷酸多态性。

Ø转录组学：2021-22赛季的一项手球研究发现，由于比赛期间的外部负荷，选手的免疫系统、线粒体功能和代谢途径出现了失调。

Ø蛋白质组学：通过分析唾液和血液中的蛋白质，确定了疲劳和伤病风险的生物标志物。

有了这些信息，就能为每名运动员建立完整的档案，确定每次训练的负荷量，调整优化休息、营养摄入和补剂的模式，以减少疲劳度、规避伤病风险。根据每位运动员的具体需求，优化他们的潜在表现。

弗伦基-德容在巴萨俱乐部医疗服务部门接受检测

四、未来的运动健康：整合式、个性化的方法

除了基因组学、蛋白质组学、表征遗传学......在代谢组学中，乳酸等生物标志物的测量至关重要，因为在强调耐力的运动项目中，乳酸是预测表现的最重要标准之一。

在职业体育中，过度训练是导致反复受伤的原因之一。监测血液中的生物标志物有助于检测和纠正这一弊病。如果增加对选手血糖水平的实时监测，就能获得有价值的信息，以防止可能会对选手睡眠和恢复产生负面影响的高血糖或低血糖症状发生。

2024年，这些新的科学分支带来了一种由多模态数据引导的运动员医疗保健方法。Made of Genes是一家整合分子数据和现实信息录入（基因测试、生化测试、实时可穿戴设备和生活习惯）的公司，提供个性化、严格且完全可操作的建议，将大数据转化为智能数据。

这些建议涵盖营养和体育锻炼等领域，和其他与运动能力没有严格关系、但对运动表现优化至关重要的方面，例如情绪健康（高竞争领域的关键）和健康老龄化。

孤立地评估数据会提供有偏见和还原论色彩的观点。而通过人工智能和大数据技术，将内部负荷（通过组学方式测得）与外部负荷（利用GPS技术追踪）相结合，就能释放这些数据的真正潜力。这种大规模分析方法也得到了生物统计学的支持，正如这篇关于“生物统计学在体育科学和医学中的重要性”的文章所证明的那样。通过这种独特而创新的方式，Made of Genes建立了每个运动员的完整档案，可确定训练负荷，调节休息、摄入营养和补剂的不同阶段，以减少疲劳并预防受伤风险。（论文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19943160/）

简而言之，未来的运动领域会是一场数据交响曲，优化运动表现的各个方面，让运动员在整个职业生涯中更上一层楼，并获得长久的健康。