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背景:运动性疲劳,如果得不到及时恢复,将极大限制锻炼和训练的效果,并可造成机体损伤,影响人们的健康、工作和生活。因此,依据运动性疲劳的氧化应激、炎症反应、线粒体损伤等发生机制,探索新型抗运动性疲劳营养因子,开发安全、高效的抗疲劳功能食品,对提高运动员竞技水平和促进大众健身效果具有重要意义。而吡咯喹啉醌（pyrroloquinoline quinone,PQQ）抗氧化、抗炎、维持线粒体正常功能等多样的生物学功能,提示其在运动性疲劳防护方面具有重要的研发价值,但迄今为止,国内外尚未见到相关报道。目的:探讨PQQ在体内外运动性疲劳模型中,对提高运动能力、抗氧化应激、抗组织损伤、抗NF-κB（Nuclear factorκB）介导的炎症反应等作用效果,并阐明PQQ抗运动性疲劳作用的靶点和机制,从而为将其开发成高效的运动营养补剂提供有力的科学依据。方法:1.电刺激肌管建立运动性疲劳细胞模型,通过检测肌管ROS（reactive oxygen species）生成、培养基LDH（lactate dehydrogenase）含量、细胞活力、NF-κB蛋白表达、细胞因子和凋亡相关基因表达,探讨PQQ在运动性疲劳细胞模型中,对细胞损伤、NF-κB介导的炎症反应、细胞凋亡相关基因等的调控作用。2.通过小鼠反复力竭游泳方式,建立运动性疲劳动物模型;通过力竭时间、CK（creatine kinase）、LDH、cTnI（cardiac troponin I）、MDA（Malonaldehyde）含量、SOD（superoxide dismutase）活性、GSH-Px（glutathione peroxidase）活性、NF-κB、IL-6（interleukin-6）、interleukin 1β（IL-1β）、CXCL10（interferon-inducible protein-10）、Bcl-2（B-cell lymphoma-2）、Bax（Bcl-2 associated X protein）及Caspase-3等参数指标的测试,研究PQQ在该模型中提高运动能力、抗氧化应激、抗组织损伤、抗NF-κB介导的炎症反应等作用。3.通过对线粒体形态染色、线粒体膜电位、线粒体呼吸功能以及ATP（adenosine-triphosphate）合成的检测,探究PQQ在运动性疲劳细胞模型中,对维持线粒体正常形态和功能的作用;并通过相应抑制剂的使用,探讨PQQ发挥抗运动性疲劳效应的可能靶点。4.采用色谱-质谱联用的代谢组学技术,测试反复力竭游泳干预及补充一定剂量PQQ后小鼠血清代谢物的变化情况,通过原始数据预处理、PCA分析（principal component analysis）、OPLS-DA分析（orthogonal partial Least square-iscriminate Analysis）、差异代谢物的筛选以及相关代谢通路分析,寻找关键的潜在标志物,阐述PQQ作用的代谢通路和调控机制,进一步验证其可能的作用靶点。5.通过对本课题研究结果的综合分析,推测PQQ预防与延缓运动性疲劳的作用机制。结果:1.PQQ在运动性疲劳的细胞模型中,能够抑制ROS的生成,降低培养基的LDH活力,同时,能够抑制转录因子NF-κB的过表达,降低IL-6、IL-1β及CXCL10等促炎介质以及凋亡相关基因的表达。2.PQQ在运动性疲劳的动物模型中,能够延长力竭运动的时间,抑制心肌和肝组织中SOD和GSH-Px活性的降低,减少血清、肝脏和心脏中MDA的生成;能够降低血清CK、LDH活力及cTnI水平,明显改善肝组织病理学异常形态;能够抑制心肌和肝组织中NF-κB的过表达和活化,减少TNF-α、IL-1β、IL-6、CXCL-10等炎症介质的表达和释放;还能够上调心肌和肝组织中抗凋亡因子Bcl-2和促凋亡因子Bax的比例,抑制凋亡关键执行分子Caspase-3的过表达。3.PQQ在运动性疲劳细胞模型中,具有维持线粒体正常形态和功能的作用;线粒体复合物Ⅰ为PQQ发挥抗运动性疲劳效应的可能位点。4.运动性疲劳会导致机体代谢紊乱,而PQQ在运动疲劳中具有维持正常血清代谢水平的重要作用,这种作用与其对柠檬酸、L-脯氨酸、木糖醇、N-乙酰-L-苯丙氨酸等标志物及所在代谢通路的调节密切相关。结论:1.证实PQQ能够延缓运动性疲劳的发生,提高运动能力;在体内、外运动性疲劳模型中,发挥抗氧化应激、抗NF-κB介导的炎症反应、抗组织损伤等多种生物学效应。2.PQQ在运动性疲劳模型中,具有维持正常线粒体形态和功能、正常血清代谢水平的重要作用。3.线粒体复合物Ⅰ为PQQ发挥抗运动性疲劳效应的可能位点。4.推测PQQ通过直接调节线粒体复合物Ⅰ的活性,从而稳定了线粒体功能,增加了ATP的合成,保证了机体的正常代谢和能量供应;与此同时,抑制了ROS的生成,下调了ROS介导的氧化应激,减轻了NF-κB参与的炎症反应,减少细胞凋亡,进而预防与延缓了运动性疲劳的发生。