補(bǔ)喂芒柄花素對伊犁馬1 000 m速度賽成績、血?dú)饧翱寡趸笜?biāo)的影響

劉佳佳，賀林嬌，經(jīng)宏鑫，韓 濤，馬利鑫，李曉斌

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆畜牧科學(xué)院畜牧研究所，烏魯木齊 830011；3.新疆畜牧科學(xué)院獸醫(yī)研究所，烏魯木齊 830011)

伊犁馬通過調(diào)教訓(xùn)練后，在速度賽、速步賽和耐力賽等方面具有顯著的運(yùn)動(dòng)成績[1]。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中，疲勞的產(chǎn)生和恢復(fù)是影響伊犁馬運(yùn)動(dòng)成績的關(guān)鍵，也是運(yùn)動(dòng)型伊犁馬研究的熱點(diǎn)問題。芒柄花素為黃酮類化合物，廣泛存在于黃芪、甘草等豆科植物中，易溶于甲醇、乙醚以及稀堿溶液，難溶于水[2-3]。芒柄花素可以通過減少自由基生成，發(fā)揮抗疲勞作用[4]。李琮等[5]給荷斯坦奶牛補(bǔ)喂芒柄花素、大豆黃酮及其組合物，結(jié)果顯示，黃酮類物質(zhì)能夠顯著或極顯著提高奶牛血漿抗氧化酶活力(谷胱甘肽過氧化物、過氧化氫酶和總抗氧化能力)，降低血漿丙二醛的含量，對緩解奶牛應(yīng)激具有顯著作用。此外，在小鼠免疫抑制[6]和心肌缺血再灌注[7]試驗(yàn)中，芒柄花素能夠顯著提高小鼠的免疫功能，增強(qiáng)機(jī)體抗炎能力，有效地保護(hù)小鼠的健康。伊犁馬在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中易產(chǎn)生疲勞，且應(yīng)激程度大。基于芒柄花素在機(jī)體抗氧化、抗炎及抗疲勞等方面的作用[8-9]。本試驗(yàn)以1 000 m速度賽伊犁馬為研究對象，探究補(bǔ)喂芒柄花素對伊犁馬運(yùn)動(dòng)性能、血漿抗氧化能力和血?dú)庵笜?biāo)的影響，為提高伊犁馬運(yùn)動(dòng)性能及有效補(bǔ)喂劑的研發(fā)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2020年7月至8月在新疆昭蘇縣喀拉蘇鎮(zhèn)進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物

試驗(yàn)分別選擇平均體重(411 kg±29 kg)、平均年齡(2.0歲±0.50歲)、1 000 m速度賽成績(135.24 s±15.75 s)相近并且健康狀況良好的12匹伊犁馬公馬作為研究對象。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將12匹伊犁馬公馬隨機(jī)分為對照組和試驗(yàn)組，每組6匹。在飼養(yǎng)管理、粗飼料及精飼料相同的條件下，試驗(yàn)組每匹馬每天補(bǔ)喂8 g芒柄花素(補(bǔ)喂量參考楊雅靜等[10]在小鼠上的試驗(yàn)，98%芒柄花素購于陜西綠清生物工程有限公司)，將每天的芒柄花素與精飼料混合飼喂，進(jìn)行為期30 d補(bǔ)喂試驗(yàn)。

1.4 試驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)管理及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練

1.4.1 飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)期間所有馬匹均在同一馬廄，單欄飼養(yǎng)。試驗(yàn)飼糧由干牧草和精料補(bǔ)充料組成。干草每天每匹馬(8.0±0.8)kg，分別在08：30、13：30、18：30和23：30分4次飼喂。精料補(bǔ)充料每匹馬每天飼喂3 kg，每天在09：00和21：00分2次飼喂。先粗后精，先喂干草，再供給精料補(bǔ)充料，待補(bǔ)充料飼喂完后，將馬匹趕入活動(dòng)圈，繼續(xù)采食一定量的干草，自由飲水。每天及時(shí)清理馬棚，清掃糞便，換被褥草。試驗(yàn)精料補(bǔ)充料組成和營養(yǎng)水平見表1。

表1 精料補(bǔ)充料組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.4.2 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練 試驗(yàn)組與對照組馬匹每天在15：00—17：00進(jìn)行一次速度訓(xùn)練。訓(xùn)練時(shí)由騎手將馬匹牽至訓(xùn)練場，首先進(jìn)行馬匹熱身訓(xùn)練，在草地上慢慢行走，進(jìn)入沙道后提升速度，熱身訓(xùn)練結(jié)束后開始正式訓(xùn)練，并采用間歇訓(xùn)練法進(jìn)行正式訓(xùn)練，每次間歇時(shí)間為1～2 min。試驗(yàn)期間訓(xùn)練量不改變，訓(xùn)練時(shí)逐漸加大強(qiáng)度。

1.5 樣品采集與處理

在試驗(yàn)的第30天進(jìn)行1 000 m模擬速度測試賽，請專業(yè)騎手來參加比賽。記錄比賽成績并在賽后即刻通過頸靜脈采集血樣，分別置于5 mL的普通采血管和肝素鈉抗凝管中。血樣采集后立即吸取普通采血管液面下未接觸空氣的全血100 μL測定電解質(zhì)水平、酸堿平衡和血?dú)庵笜?biāo)；肝素鈉抗凝管中的血液在采集后立即以3 500 r/min離心15 min，收集血清，并將收集的血清于-20 ℃保存，用于測定抗氧化指標(biāo)。

1.6 指標(biāo)測定

電解質(zhì)水平(鈉離子、鉀離子、氯離子、碳酸氫根、陰離子間隙)、酸堿平衡(二氧化碳總量、氫離子濃度指數(shù)、二氧化碳分壓、細(xì)胞內(nèi)堿剩余)、血?dú)庵笜?biāo)(血糖濃度、血細(xì)胞比容、血紅蛋白、血尿素氮、乳酸脫氫酶)使用i-SATA便攜式血?dú)夥治鰞x測定。抗氧化指標(biāo)(血漿總抗氧化能力、谷胱甘肽過氧化物酶活性、過氧化氫酶活性、血漿丙二醛)由北京華英生物科技有限公司使用試劑盒檢測。

1.7 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Excel 2016初步分析整理后，使用SPSS 19.0軟件對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 補(bǔ)喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬運(yùn)動(dòng)性能的影響

由表2可知，試驗(yàn)開始前，試驗(yàn)組與對照組1 000 m速度賽中用時(shí)差異不顯著(P>0.05)；在試驗(yàn)第30天，試驗(yàn)組1 000 m速度賽用時(shí)比對照組顯著降低(P<0.05)。

2.2 補(bǔ)喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬電解質(zhì)水平的影響

由表3可知，補(bǔ)喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬電解質(zhì)水平均無顯著影響(P>0.05)，但試驗(yàn)組鈉離子、碳酸氫根離子和陰離子間隙分別比對照組降低0.14%、3.99%和1.58%。

表2 各組伊犁馬1 000 m速度賽用時(shí)

表3 各組伊犁馬1 000 m速度賽后電解質(zhì)水平測定結(jié)果

2.3 補(bǔ)喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬血?dú)庵笜?biāo)的影響

由表4可知，補(bǔ)喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬血?dú)庵笜?biāo)均無顯著影響(P>0.05)，但試驗(yàn)組血糖濃度、血細(xì)胞比容、血紅蛋白和血尿素氮分別比對照組提高0.66%、4.85%、4.66%和6.67%。而試驗(yàn)組乳酸脫氫酶比對照組降低21.89%。

表4 各組伊犁馬1 000 m速度賽后血?dú)庵笜?biāo)測定結(jié)果

2.4 補(bǔ)喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬酸堿平衡的影響

由表5可知，補(bǔ)喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬酸堿平衡均無顯著影響(P>0.05)，試驗(yàn)組二氧化碳總量、二氧化碳分壓和細(xì)胞內(nèi)堿剩余分別比對照組降低4.35%、5.56%和35.72%。

表5 各組伊犁馬1 000 m速度賽后酸堿平衡的測定結(jié)果

2.5 補(bǔ)喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬抗氧化能力的影響

由表6可知，1 000 m速度賽后，試驗(yàn)組超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和總抗氧化能力顯著高于對照組(P<0.05)，分別提高了11.12%、8.45%和32.70%；試驗(yàn)組谷胱甘肽過氧化物酶和丙二醛的含量比對照組降低1.56%和11.32%，但無顯著差異(P>0.05)。

表6 各組伊犁馬1 000 m速度賽后抗氧化能力的測定結(jié)果

3 討 論

除動(dòng)物遺傳因素以外，飼養(yǎng)管理、飼糧營養(yǎng)水平、運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)補(bǔ)喂劑和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練等是影響運(yùn)動(dòng)馬運(yùn)動(dòng)成績的主要因素。運(yùn)動(dòng)疲勞和運(yùn)動(dòng)應(yīng)激是制約運(yùn)動(dòng)馬發(fā)揮高水平競技成績的限制因素，也是運(yùn)動(dòng)過程中常見的一種運(yùn)動(dòng)生理現(xiàn)象[11]。如何緩解運(yùn)動(dòng)疲勞和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的氧化應(yīng)激是當(dāng)前研究提高運(yùn)動(dòng)馬運(yùn)動(dòng)成績的熱點(diǎn)問題。因此，在科學(xué)的飼養(yǎng)管理和運(yùn)動(dòng)調(diào)訓(xùn)條件下，探尋有效的、健康的抗疲勞和抗氧化劑是解決此類問題的關(guān)鍵技術(shù)手段之一。芒柄花素是一種廣泛應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)中的添加劑，具有抗癌、抗氧化、調(diào)節(jié)基因和蛋白表達(dá)等作用[8]。研究發(fā)現(xiàn)，芒柄花素對自由基具有顯著的清除及抑制作用[12]。Mu等[13]研究顯示，芒柄花素的攝入顯著提高了小鼠體內(nèi)抗氧化酶含量，降低了丙二醛的含量，提高了小鼠的抗氧化能力。此外，粱馨元等[4]研究顯示，給運(yùn)動(dòng)小鼠補(bǔ)喂芒柄花素可以通過清除體內(nèi)自由基起到抗疲勞的作用。

運(yùn)動(dòng)成績是反映運(yùn)動(dòng)員或運(yùn)動(dòng)馬最佳競技狀態(tài)的首要參考標(biāo)準(zhǔn)。伊犁馬是中國優(yōu)秀的速度賽、耐力賽和速步賽用馬。不同賽事或距離的比賽中伊犁馬的成績不同。馬軍[14]研究表明，在1 000 m速度賽中3歲伊犁馬的成績?yōu)?35.76 s。李曉斌等[15]研究，伊犁馬的1 000 m速步賽成績是134.37 s。本研究結(jié)果顯示，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)對照組伊犁馬1 000 m速度賽的成績是128.62 s，試驗(yàn)組是108.66 s,說明在相同的飼養(yǎng)管理和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練條件下，補(bǔ)喂芒柄花素能夠顯著提高伊犁馬1 000 m速度賽的成績。1 000 m速度賽對于馬而言屬于短距離、高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)比賽，因此需要肌肉快速的收縮釋放ATP，滿足厭氧運(yùn)動(dòng)，在此過程中，會(huì)導(dǎo)致伊犁馬體內(nèi)自由基增多，對機(jī)體造成損害，從而降低其運(yùn)動(dòng)性能。芒柄花素可能通過減少機(jī)體內(nèi)自由基的堆積，減少肌肉的損傷，提高機(jī)體運(yùn)動(dòng)抗氧化性而增強(qiáng)其運(yùn)動(dòng)性能，還可能在調(diào)控機(jī)體肌肉收縮和供能方面存在潛在的生物學(xué)作用，但具體調(diào)控機(jī)制還需要進(jìn)一步深入研究。

電解質(zhì)平衡是維持機(jī)體正常生理代謝的重要依據(jù)。血液中鈉離子、鉀離子、氯離子、碳酸氫根等是維持機(jī)體滲透壓以及酸堿平衡的重要物質(zhì)，在細(xì)胞內(nèi)外都有不同的分布。陰離子間隙是指血液中陰離子與陽離子之間的濃度差。若血液中上述物質(zhì)過多或過少都會(huì)導(dǎo)致電解質(zhì)紊亂，從而引起神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、肌肉等出現(xiàn)相應(yīng)的病變，使動(dòng)物生產(chǎn)性能下降[16-17]。本試驗(yàn)結(jié)果中鈉離子、鉀離子、氯離子、碳酸氫根離子及陰離子間隙都沒有顯著變化，說明芒柄花素能夠維持機(jī)體電解質(zhì)平衡，但由于運(yùn)動(dòng)生理的復(fù)雜性，涉及到調(diào)控機(jī)制的問題，還需要進(jìn)一步的深入研究。

血糖可以為體內(nèi)各器官和組織提供能量，所以維持血糖平衡具有重要的生理意義。血紅蛋白是紅細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸氧的特殊蛋白質(zhì)，在運(yùn)動(dòng)時(shí)，酸性代謝產(chǎn)物會(huì)積累增多，此時(shí)需要較多的血紅蛋白來增加氧氣的供應(yīng)，從而緩沖酸性代謝產(chǎn)物的積累[18]。在血紅蛋白水平較高時(shí)，會(huì)表現(xiàn)良好的機(jī)能狀態(tài)，從而提高運(yùn)動(dòng)性能[19]。血細(xì)胞比容是血細(xì)胞在全血中所占的容積百分比，血細(xì)胞比容越大證明血液黏度就越大，這就會(huì)導(dǎo)致機(jī)體易缺氧，從而降低運(yùn)動(dòng)性能。血尿素氮是體內(nèi)氨的主要代謝產(chǎn)物，若機(jī)體中血尿素氮升高則證明機(jī)體內(nèi)氨基酸和蛋白質(zhì)的代謝加劇，不利于動(dòng)物的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)[20]。乳酸脫氫酶是無氧氧化的標(biāo)志酶，當(dāng)機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)后，肌細(xì)胞受到損失從而導(dǎo)致細(xì)胞通透性增加，乳酸脫氫酶含量增加，因此，乳酸脫氫酶的含量可用作評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)損失的指標(biāo)[21]。糖原等能源物質(zhì)不斷的消耗、乳酸、尿素氮等中間產(chǎn)物不斷的堆積等都是機(jī)體在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生疲勞的原因[22]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，試驗(yàn)組的血糖濃度、血細(xì)胞比容、血紅蛋白和血尿素氮較對照組均有一定的提高，且乳酸脫氫酶的活力有所下降。由于芒柄花素具有抗氧化和抗炎的生物學(xué)作用，這可能與長期給運(yùn)動(dòng)馬補(bǔ)喂芒柄花素可以緩解運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)損傷，降低運(yùn)動(dòng)后乳酸的堆積的原因有關(guān)。

血液中的二氧化碳總量、氫離子濃度指數(shù)、二氧化碳分壓及細(xì)胞內(nèi)堿剩余都是衡量機(jī)體內(nèi)酸堿平衡的重要指標(biāo)，一般情況下會(huì)處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，這些指標(biāo)的測定通?？梢杂脕砼袛鄤?dòng)物是否存在機(jī)體代謝性酸堿中毒[23]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，試驗(yàn)組二氧化碳總量、二氧化碳分壓和細(xì)胞內(nèi)堿剩余分別比對照組降低4.35%、5.56%和35.72%，但無顯著差異。其原因可能與試驗(yàn)組伊犁馬平均速度快于對照組有關(guān)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增大，導(dǎo)致呼吸頻率加快，二氧化碳輸出量增加，造成二氧化碳總量和二氧化碳分壓降低。

自由基濃度過高而產(chǎn)生的氧化應(yīng)激是導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生疲勞的重要原因之一[24-25]。在劇烈運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的自由基，若機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生的自由基超過了機(jī)體清除自由基的閾值，機(jī)體內(nèi)就會(huì)有大量自由基堆積，引起脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，對肌肉細(xì)胞造成損傷，導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生疲勞，使其運(yùn)動(dòng)能力下降[26]。當(dāng)血液中的抗氧化酶活力升高，則表明更利于清除體內(nèi)在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的自由基[27]。研究顯示，當(dāng)機(jī)體運(yùn)動(dòng)性能得到提高，超氧化物歧化酶活性會(huì)升高[28]。機(jī)體總抗氧化能力提升會(huì)降低劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的氧化應(yīng)激損傷[29]。同時(shí)，過氧化氫酶的增加也能間接表明機(jī)體運(yùn)動(dòng)耐力得到提高[30]。若丙二醇的含量升高，可使自由基損傷，從而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)成績下降[31]。張曉松等[32]研究證明芒柄花素具有一定的自由基清除能力及抗氧化能力。芒柄花素的抗氧化能力隨濃度的增大而增大[33]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，補(bǔ)喂芒柄花素后能顯著改善伊犁馬運(yùn)動(dòng)抗氧化能力，顯著提高了超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活力及總抗氧化能力，降低丙二醛含量，這一結(jié)果與粱馨元等[4]的研究結(jié)果相似。說明芒柄花素能夠減少伊犁馬體內(nèi)自由基的產(chǎn)生，減少體內(nèi)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，增強(qiáng)其緩解運(yùn)動(dòng)應(yīng)激的能力，降低肌肉細(xì)胞的損傷，從而提高了伊犁馬的運(yùn)動(dòng)性能。

4 結(jié) 論

在本試驗(yàn)條件下，補(bǔ)喂芒柄花素可顯著提高伊犁馬1 000 m速度賽的運(yùn)動(dòng)成績，并顯著提高伊犁馬血清中的過氧化物歧化酶、過氧化氫酶及總抗氧化能力，說明補(bǔ)喂芒柄花素后能顯著改善伊犁馬運(yùn)動(dòng)抗氧化能力。