基于核磁共振代谢组学揭示巴西A-29战斗机飞行员的急性代谢效应

巴西空军A-29战斗机飞行员在执行任务时面临高G力、昼夜节律紊乱等生理挑战。为探究飞行对代谢的急性影响，研究人员通过NMR代谢组学分析32名飞行员飞行前后的血液、唾液和尿液样本，发现学员组和教官组存在显著代谢差异，如乳酸下降、免疫细胞变化及尿液中肌氨酸衍生物升高。该研究为飞行员健康监测提供了新方法，成果发表于《Journal of Proteomics》。

　　

战斗机飞行员在执行任务时需承受高达+4Gz的加速度，这种极端环境会导致血液循环障碍、肌肉损伤甚至暂时性视觉丧失。尽管现有抗G服等防护措施能部分缓解影响，但长期暴露于高G力环境对飞行员代谢系统的具体影响仍不明确。巴西作为南半球空军力量最强的国家，其飞行员健康研究具有重要战略意义。

里约热内卢州立大学(Universidade do Estado do Rio de Janeiro, UERJ)遗传学系代谢组学实验室的研究团队，通过核磁共振(NMR)技术分析了32名A-29飞行员飞行前后的多组学生物样本。研究发现经验丰富的教官组表现出更强的代谢适应能力，其尿液中的葫芦巴碱(trigonelline)水平显著升高53%，而学员组则出现唾液葡萄糖异常升高49%。这项揭示飞行应激下代谢重编程规律的研究发表于《Journal of Proteomics》。

研究采用三大关键技术：1) 流式细胞术检测循环内皮细胞(CECs)；2) 500 MHz ¹H NMR谱分析血清、唾液和尿液代谢物；3) 基于MetaboAnalyst平台的多元统计分析。所有样本均来自巴西纳塔尔空军基地(BANT)的现役飞行员队列。

【方法】研究纳入12名学员和20名教官，采集飞行前后生物样本。学员组平均年龄23.8岁，战斗飞行时长仅142.5小时，显著低于教官组的1085小时。

【结果】血液分析显示学员组飞行后中性粒细胞增加35.1%，而教官组淋巴细胞升高15.1%。血清代谢组学发现两组乳酸均下降(学员23%/教官12%)，但教官组胆碱和谷氨酸分别增加12%和15%。唾液检测中，学员组葡萄糖异常升高，而教官组胆碱和乳酸分别降低23%和15%。尿液NMR显示教官组葫芦巴碱和莨菪碱(atropine)分别增加53.8%和23.9%。

【讨论】这些发现揭示了飞行经验与代谢适应的关联：教官组通过增强三羧酸循环中间体(如苹果酸)代谢来应对G力应激，而学员组更依赖糖酵解。尿液中葫芦巴碱的升高可能与抗疲劳作用相关，该物质在运动员尿液中同样高表达。唾液葡萄糖的异常波动提示新手飞行员可能存在糖代谢紊乱风险。

该研究首次系统描绘了战斗机飞行员急性代谢特征谱，为开发针对性营养干预和健康监测方案奠定基础。特别是唾液代谢物的发现，为开发无创监测技术提供了新方向。长期追踪这些代谢标志物变化，可能有助于预防飞行员职业性心血管疾病和代谢综合征的发生。研究建立的生物样本库和NMR分析方法，也为航空医学研究提供了重要技术参考。