基于高分辨率质谱检测技术评估不同运动方式改善人体内乐果、双酚A、苯并（a）芘的效果评价

【作者】 徐玉娟； 高红亮； 刘贺； 赵宁伟； 窦延军； 王爱清； 马蓓； 吴菁； 沈宁； 谢月芹； 薛斌；

【机构】 河海大学； 南京医科大学附属逸夫医院； 南京中医药大学附属医院；

【摘要】 研究目的:由于全球气候变化、杀虫剂滥用和工业的高速发展,人体不得不暴露于各种外界环境污染物中。已有研究发现,重金属、农药残留、多环芳烃(PAHs)和双酚A(BPA)等污染物很容易在人体内积累,引起代谢综合征、不孕症和癌症等各种慢性病的发生。在中国,有三种环境污染物需要特别关注。乐果是一种有机磷杀虫剂,广泛用于防治多种昆虫。研究已经证明,乐果的致癌性和生殖毒性可以导致血浆胆碱酯酶的降低。苯并(a)芘(Ba P)是比其他多环芳烃(PAHs)化合物更强的致癌物,可以引起DNA损伤,并在肺癌发生、动脉粥样硬化等方面发挥作用。双酚A(BPA)是一种内分泌干扰物,可通过多种信号通路诱导肿瘤发生、生殖毒性、免疫反应异常以及脑和神经系统发育障碍。定期运动有益于身体健康,可以有效预防各类疾病的发生。但是,运动对改善人体内外界环境污染物的效果以及不同运动方式对外环境污染物的改善差异少有研究。本研究旨在应用高分辨率质谱检测技术评价运动对乐果、苯并(a)芘、双酚A等三种常见环境污染物在人体内改善效果和不同运动方式改善效果的差异,并探讨可能降低人体外界环境污染物的多种因素,从体医融合的角度,建立新的体质健康评估方法,明确运动方式特效改善人体内外化境污染物的效果,做到精准检测,精准评估,促进运动处方的精准化,推动了体医融合的精准化、高效化发展,有效的预防和治疗疾病。研究方法:在本研究中,共召集200名河海大学17-19岁大学一年级新生(男100名,女100名)纳入观察组,记录锻炼前后身高、体重、身体质量指数(BMI)和尿液中外环境污染物(乐果、双酚A、苯并(a)芘)的变化。随机分组选择不同的锻炼方式。12种运动按运动强度分为三组(高强度:篮球、排球、乒乓球、手球、网球、足球、羽毛球;中等强度:拉丁舞、艺术体操、健美操;低强度:瑜伽、塑形)。在运动前和运动后(40min)测量心率(HR)。采用β-葡萄糖醛酸酶水解和高效液相色谱-串联质谱法测定尿液中外界环境污染物水平。研究结果:经过一定强度的体育运动后检测到外界环境污染乐果、苯并(a)芘、和双酚A水平在人体尿液内含量显著下降。其中,男性体内乐果和双酚A水平的运动改善效果显著优于女性。高强度运动方式(篮球、排球、乒乓球、手球、网球、足球、羽毛球)较低强度运动(瑜伽、塑形)下降的趋势明显,但没有显著的统计学差异。多因素Logistic回归分析表明,心率变化的程度是影响乐果、苯并(a)芘和双酚A等外界环境污染物在人体内变化的主要危险因素,而BMI指数是关键保护因素。性别差异是影响乐果和苯并(a)芘在人体内改善效果的危险因素,但对于双酚A的改善效果影响有限。研究结论:外界环境污染物在人体内的过度积累可能会导致各种疾病的发生。然而,由于检测技术的限制,仍有许多污染物无法被检测到,因此这些污染物可能造成的危害往往被忽视。本项目我们应用β-葡萄糖醛酸酶水解和高效液相色谱-串联质谱法精确测定尿液中外界环境污染物的种类和含量与运动的关系。从体医融合的角度,发现了保持一定规律和强度的运动可以有效的降低人体内乐果、苯并(a)芘、双酚A等三种常见环境污染物的含量。进一步揭示了不同的运动强度和运动方式对改善乐果、苯并(a)芘、双酚A的差异与选择性,提出高强度运动改善效果优于低强度运动的方式,男性和女性在同一运动方式条件下体内外界环境污染物变化存在性别差异。多变量有序Logistic回归分析显示BMI指数越低的患者,其体内坏境污染物的改善越好。这一发现提示我们患有代谢障碍的肥胖者体内会出现外环境污染物的异常新陈代谢,从而导致污染物在体内的恶性累积,从而进一步引发各类代谢类疾病。除BMI指标外,心率变化也是影响乐果、苯并(a)芘、双酚A在人体内改善的危险因素,提示在进行体医融合的针对性体育训练中,要设计合理的有氧和无氧运动的比例,从而精准的为体质改善提供高效运动处方。本研究结合高精准的质谱检测手段,分析了运动方式对人体内外环境污染因素改善效果差异,为推动精准体医融合,改善人体体质,预防和治疗疾病发生打下了理论基础。更多还原