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奇怪的知识又增加了 | 多组学视角下的奥运:科学玩转运动场
发布时间:2024-08-28

刚刚落幕的巴黎奥运会,不仅是肌肉和汗水的较量,也是科学与人体潜能的超级大碰撞。这场全民参与的狂欢节,激发了全球观众的热情,催生了无数充满智慧与幽默的热议话题,将体育的魅力与文化的深度推向高潮。在体育科学领域,蛋白组学、代谢组学、基因组学等前沿多组学技术,也正以前所未有的精度,解码运动员身体中的“黑匣子”,捕捉那些肉眼无法看见的细微变化。

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#郑钦文金牌  #维基奇摔球拍


在 35℃ 的酷暑中,郑钦文连续三日奋战,身心俱疲却斗志昂扬,她的话语代表了无数运动员的心声:“即使疲惫至极,若国家召唤,我仍愿再战三小时。”



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尽管多数人无法体会专业运动员的极限训练,但众所周知,经常运动能够改善健康、降低疾病风险。多组学技术在探索运动益处的分子机制以及对耐力训练适应性反应方面,揭示出一系列广泛的生物学见解,覆盖了免疫、代谢、应激反应和线粒体通路的广泛调节等多个层面。许多变化与人类健康有关,包括非酒精性脂肪性肝病、炎症性肠病、心血管健康以及组织损伤和恢复,为理解和探索耐力训练的多组织分子效应提供了宝贵资源。


MoTrPAC Study Group Primary authors, Amar D, Gay N R, et al. Temporal dynamics of the multi-omic response to endurance exercise training[J]. Nature, 2024, 629(8010): 174-183.


#美国游泳队脸紫

#潘展乐 没有一滴尿属于自己  


在巴黎奥运会女子 4x100 米接力赛后,美国队四位选手的脸和身体呈现出醒目的紫色,即便是在颁奖典礼过去半小时后,这神秘的“紫buff”仍未消散。网友们脑洞大开,戏称她们可能是误饮了“灭霸配方”,变身“紫薯人”。


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这一幕也成了社交平台上热议的焦点,不禁使人联想到“反兴奋剂计划”。随着科技的日新月异,兴奋剂检测技术也在不断进化,以更高的精度和广度守护体育的纯净,让每一滴汗水都流淌在纯净的赛道上。尿液、血液乃至头发样本,成为了检测的“侦察兵”。尿液因其易获取且兴奋剂残留显著,成为首选;血液虽采集略繁琐,却能揭露更深层的秘密,作为尿液检测的有效补充;头发样本的引入,则是对长期微量兴奋剂使用的有力侦测。


蛋白质组学针对肽类激素(人生长激素等)检测的新技术,解决了以往检测窗口期短的难题,使检测更加全面可靠。


#冯紫琪眼角受伤出血  

#她的眼角和国旗都是红色的


巴黎奥运会摔跤项目比赛中,首次参加奥运会的冯紫琪摘得女子自由式50公斤级铜牌。比赛最后阶段冯紫琪眼角受伤出血,竟浑然不觉。


冯紫琪:“可能是因为赢下比赛,拿到奖牌,感觉不到疼痛了。”

网友:“这是拼尽全力搏来的荣耀,太棒了!”


在高强度的竞技体育中,运动员们常常将自己推向极限,可能会遭遇各种各样的伤害,从轻微的擦伤、扭伤到严重的骨折、韧带撕裂,甚至脑震荡。脑震荡尤其值得关注,它是一种常见的运动伤害,有研究表明,胰岛素生长因子1(IGF-1)和IGF结合蛋白5(IGFBP5)可作为运动性脑震荡的生物标志物。与健康对照组相比,脑震荡运动员的尿液中的这两种标志物会发生下调。这种以客观和有效的方式发现的非侵入性生物标志物,可能有助于在损伤的急性期和损伤后几天诊断和监测出与运动相关的脑震荡。


Daisy C C, Varinos S, Howell D R, et al. Proteomic discovery of noninvasive biomarkers associated with sport-related concussions[J]. Neurology, 2022, 98(2): e186-e198.


#张本智和崩溃


乒乓球男团半决赛,日本队在大比分 2-0,决胜盘张本智和 2-0 领先的情况下遭遇大逆转,以 2-3 负于瑞典队,无缘决赛,张本智和心态崩溃,跪地痛哭。


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在体育竞技的激烈舞台上,运动员们不仅要面对身体上的挑战,还要应对心理上的巨大压力。有研究发现:压力经历通过特定的表观遗传标记(如H3K27me1)在大脑中留下持久的影响,这些影响可能与日后的行为和心理健康问题有关。这为理解早期生活压力或持续性压力如何塑造个体长期行为后果提供了分子机制层面的见解。通过理解压力的分子机制,我们或许能为运动员提供更好的心理支持,帮助他们以更健康的心态面对赛场内外的挑战,更好地管理和减轻压力的影响。


Torres-Berrío A, Estill M, Ramakrishnan A, et al. Monomethylation of lysine 27 at histone 3 confers lifelong susceptibility to stress[J]. bioRxiv, 2023: 2023.05. 08.539829.


#巴黎奥运会食堂 

#干巴lunch“入侵”奥运会餐桌


不得不说,从筹办至今,各国就对法国奥运村抱怨不断,许多人反映饮食质量不佳,口味难以令人满意。巴黎奥运会的餐饮安排注重环保理念和法式美食的结合,60%的食物为素食,目的是减少碳足迹并将每餐的碳足迹平均减少一半。


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对于运动员来说,个性化营养非常重要,我国运动医学研究所派驻十余名国家队营养师,在反兴奋剂保障下,为参赛队提供全程营养支持,并实时调整预案。在营养与健康科学中,代谢组学不仅能通过精细解析饮食后体内代谢物的动态变化,为个性化营养评估和健康策略制定奠定坚实的科学基础,并且可以采用生物医学信息大数据技术挖掘潜在生物标志物,进行人群个体化疾病风险建模、评估和预测,对个体进行针对性的干预措施,提供精准的健康指导。


Brennan L, de Roos B. Role of metabolomics in the delivery of precision nutrition[J]. Redox Biology, 2023, 65: 102808.


随着巴黎奥运会的帷幕缓缓落下,那些激动人心的比赛画面渐渐淡出视线,但留在我们心中的,不仅仅是奖牌榜上的数字,更有对体育精神的深刻感悟,以及对科学探索的无限憧憬。从运动员的巅峰表现到普通人的健康维护,多组学研究的触角正延伸至生活的每一个角落,带给我们超越表面现象的深层洞察。


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