北京农业职业学院刘莎莎、付静涛等:运动对汗血马血浆和粪便代谢组的影响及关联分析

文章摘要

【目的】本研究旨在揭示汗血马运动前后血浆与粪便代谢组的动态变化及其之间的关联性，挖掘潜在代谢标志物及关键代谢通路，为马匹运动适应性评估提供科学依据。 

【方法】选取10匹健康汗血马进行1 h运动训练，采集运动前及运动后（30 min内）血浆与粪便样本，采用非靶向液相色谱-质谱（liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS）代谢组学技术对样本进行检测，建立偏最小二乘判别分析（partial least squares discriminant analysis， PLS-DA）模型筛选差异代谢物，对其进行KEGG通路富集分析，并通过Spearman分析血浆-粪便代谢关联性。

【结果】运动后血浆中106种代谢物显著变化（上调47种，下调59种），脂质代谢物占比最高，上调代谢物包括脂肪酸羟基脂肪酸酯（fatty acid esters of hydroxy fatty acids，FAHFAs）（如FAHFA（18∶1/18∶2））、棕榈酸和癸酰肉碱，下调代谢物以12-氧代植物二烯酸为代表。KEGG通路富集分析显示，差异代谢物显著富集于脂肪酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢通路。运动后粪便中鉴定出52种差异代谢物（上调8种，下调44种），其中肾上腺酸、FAHFA（17∶0/18∶0）及犬尿喹啉酸显著上调，而糖类、短链脂肪酸前体及氨基酸代谢物减少，反式岩芹酸及2-酮己酸也显著下调。差异代谢物主要富集于缬氨酸/亮氨酸/异亮氨酸生物合成通路。跨组织关联分析发现血浆与粪便中肾上腺酸显著正相关（r＝0.92，P＜0.05），此外，6种FAHFAs，如FAHFA（18∶1/18∶2）在血浆显著积累，粪便FAHFA（17∶0/18∶0）水平同步升高。血浆中氧化脂质与黄素单核苷酸（riboflavin-5-phosphate，FMN）水平同步增加，粪便抗炎代谢物犬尿喹啉酸水平上调。 

【结论】运动后汗血马能量代谢以脂肪酸主导、氨基酸补充为特征。血浆中氧化脂质积累引发氧化应激，同时肾上腺酸在血浆与粪便中同步升高，FAHFAs及犬尿喹啉酸等抗炎代谢物呈现跨组织调节，提示机体可能通过多组织协同防御机制应对应激。粪便中反式岩芹酸、2-酮己酸等能量代谢物降低，说明肠道吸收功能增强协同供能。本研究首次发现FAHFAs类代谢物的跨组织响应特征，可为代谢标志物开发及抗疲劳策略提供新靶点。