Простое и экспрессное определение ключевых интермедиатов трансметилирования в плазме крови спортсменов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с тандемной масс-спектрометрией

Разработка простых и экспрессных методов определения различных биомаркеров в плазме крови необходима как для обеспечения оперативного мониторинга функционального состояния спортсменов, так и для валидации новых биомаркеров. В частности, ключевые интермедиаты трансметилирования S-аденозилметионин (SAM) и S-аденозилгомоцистеин (SAH) рассматривают в качестве потенциальных ранних маркеров нарушения долговременной адаптации спортсменов к физическим нагрузкам. Разработана методика хромато-масс-спектрометрического определения этих соединений в плазме крови: найдены приемлемые условия, обеспечивающие баланс чувствительности, селективности и экспрессности анализа. Для хроматографического разделения определяемых метаболитов в условиях градиентного элюирования использовали колонку с обращенной фазой Zorbax Eclipse XDB-C18 и смесь вода – метанол в качестве подвижной фазы. Оптимизированы значения потенциала декластеризации, изучена фрагментация ионов-предшественников SAM и SAH, исследовано влияние энергии соударений на интенсивность сигналов характеристичных фрагментных ионов. Для определения SAM и SAH выбраны ионы-продукты с m/z 250 и 136 соответственно. Оценены метрологические характеристики разработанной методики и матричный эффект при определении аналитов: предел определения SAM и SAH составляет 1 нг/мл, линейный динамический диапазон — 1 – 500 и 1 – 1000 нг/мл соответственно. Правильность методики внутри отдельной серии определений и между сериями подтверждена путем анализа образцов известного состава. Продолжительность анализа не превышает 4 мин.

1. Armstrong L. E., Bergeron M. F., Lee E. C., et al. Overtraining syndrome as a complex systems phenomenon / Front. Netw. Physiol. 2022. Vol. 1. 794392. DOI: 10.3389/fnetp.2021.794392

2. Carrard J., Rigort A. C., Appenzeller-Herzog C., et al. Diagnosing overtraining syndrome: a scoping review / Sports Health. 2022. Vol. 14. No. 5. P. 665 – 673. DOI: 10.1177/19417381211044739

3. Weakley J., Halson S. L., Mujika I. Overtraining syndrome symptoms and diagnosis in athletes: where is the research? A systematic review / Int. J. Sports Phsyiol. Perform. 2022. Vol. 17. No. 5. P. 675 – 681. DOI: 10.1123/ijspp.2021-0448

4. Fiala O., Hanzlova M., Borska L., et al. Beyond physical exhaustion: Understanding overtraining syndrome through the lens of molecular mechanisms and clinical manifestation / Sports Med. Health Sci. 2025. Vol. 7. No. 4. P. 234 – 248. DOI: 10.1016/j.smhs.2025.01.006

5. Landen S., Jacques M., Hiam D., et al. Sex differences in muscle protein expression and DNA methylation in response to exercise training / Biol. Sex Differ. 2023. Vol. 14. No. 1. 56. DOI: 10.1186/s13293-023-00539-2

6. Garcia L. A., Zapata-Bustos R., Day S. E., et al. Can exercise training alter human skeletal muscle DNA methylation? / Metabolites. 2022. Vol. 12. No. 3. 222. DOI: 10.3390/metabo12030222

7. Nair V. D., Pincas H., Smith G. R., et al. Molecular adaptations in response to exercise training are associated with tissue-specific transcriptomic and epigenomic signatures / Cell Genom. 2024. Vol. 4. No. 6. 100421. DOI: 10.1016/j.xgen.2023.100421

8. Yu X., Li S. Specific regulation of epigenome landscape by metabolic enzymes and metabolites / Biol. Rev. Cambridge. Philos. Soc. 2024. Vol. 99. No. 3. P. 878 – 900. DOI: 10.1111/brv.13049

9. Xing Z., Tu B. P. Mechanisms and rationales of SAM homeostasis / Trends Biochem. Sci. 2025. Vol. 50. No. 3. P. 242 – 254. DOI: 10.1016/j.tibs.2024.12.009

10. Zhai Y., Wang W., Luo B., et al. Determination of S-adenosylmethionine and S-adenosylhomocysteine in human urine by ion chromatography with solid phase extraction based on the application of micromolecule ion-pairing agent / Anal. Lett. 2020. Vol. 53. No. 18. P. 2886 – 2902. DOI: 10.1080/00032719.2020.1760295

11. Ivanov A. V., Dubchenko E. A., Kruglova M. P., et al. Determination of S-adenosylmethionine and S-adenosylhomocysteine in blood plasma by UPLC with fluorescence detection / J. Chromatogr. B. 2019. Vol. 1124. P. 366 – 374. DOI: 10.1016/j.jchromb.2019.06.032

12. Iglesias Gonzalez T., Cinti M., Montes-Bayon M., et al. Reversed phase and cation exchange liquid chromatography with spectrophotometric and elemental/molecular mass spectrometric detection for S-adenosyl methionine/S-adenosyl homocysteine ratios as methylation index in cell cultures of ovarian cancer / J. Chromatogr. A. 2015. Vol. 1393. P. 89 – 95. DOI: 10.1016/j.chroma.2015.03.028

13. Melnyk S., Pogribna M., Pogribny I. P., et al. Measurement of plasma and intracellular S-adenosylmethionine and S-adenosylhomocysteine utilizing coulometric electrochemical detection: alterations with plasma homocysteine and pyridoxal 5’-phosphate concentrations / Clin. Chem. 2000. Vol. 46. No. 2. P. 265 – 272. DOI: 10.1093/clinchem/47.3.612a

14. Liu Y., Wang X., Wei J., et al. Comprehensive profiling of amino acids and derivatives in biological samples: a robust UHPLC-MS/MS method for investigating acute lung injury / J. Chromatogr. A. 2024. Vol. 1721. 464816. DOI: 10.1016/j.chroma.2024.464816

15. Chen P., Tang Y., He Q., et al. A sensitive UPLC-MS/MS method for simultaneous quantification of one-carbon metabolites & co-factors in human plasma / J. Pharm. Biomed. Anal. 2022. Vol. 219. 114944. DOI: 10.1016/j.jpba.2022.114944

16. Su X., Li X., Wang H., et al. Simultaneous determination of methionine cycle metabolites, urea cycle intermediates and polyamines in serum, urine and intestinal tissue by using UHPLC-MS/MS / Talanta. 2021. Vol. 224. 121686. DOI: 10.1016/j.talanta.2020.121868

17. Wang M., Zheng Q., You L., et al. Quantification of multi-pathway metabolites related to folate metabolism and application in natural population with MTHFR C677T polymorphism / Anal. Bioanal. Chem. 2025. Vol. 417. No. 13. P. 2807 – 2821. DOI: 10.1007/s00216-024-05688-w

18. Bravo A. C., Aguilera M. N. L., Marziali N. R., et al. Analysis of S-adenosylmethionine and S-adenosylhomocysteine: method optimisation and profiling in healthy adults upon short-term dietary intervention / Metabolites. 2022. Vol. 12. No. 5. 373. DOI: 10.3390/metabo12050373

19. Ntasi G., Tsarbopoulos A., Mikros E., et al. Targeted metabolomics: the LC-MS/MS based quantification of the metabolites involved in the methylation biochemical pathways / Metabolites. 2021. Vol. 11. No. 7. 416. DOI: 10.3390/metabo11070416

20. Golja M. V., Trontelj J., Gersak K., et al. Simultaneous quantification of intracellular concentrations of clinically important metabolites of folate-homocysteine cycle by LC-MS/MS / Anal. Biochem. 2020. Vol. 605. 113830. DOI: 10.1016/j.ab.2020.113830