補喂芒柄花素對伊犁馬1 000 m速度賽成績、血氣及抗氧化指標的影響

劉佳佳，賀林嬌，經宏鑫，韓 濤，馬利鑫，李曉斌

(1.新疆農業大學動物科學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆畜牧科學院畜牧研究所，烏魯木齊 830011；3.新疆畜牧科學院獸醫研究所，烏魯木齊 830011)

伊犁馬通過調教訓練后，在速度賽、速步賽和耐力賽等方面具有顯著的運動成績[1]。在運動訓練過程中，疲勞的產生和恢復是影響伊犁馬運動成績的關鍵，也是運動型伊犁馬研究的熱點問題。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，發揮抗疲勞作用[4]。李琮等[5]給荷斯坦奶牛補喂芒柄花素、大豆黃酮及其組合物，結果顯示，黃酮類物質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]試驗中，芒柄花素能夠顯著提高小鼠的免疫功能，增強機體抗炎能力，有效地保護小鼠的健康。伊犁馬在運動訓練過程中易產生疲勞，且應激程度大。基于芒柄花素在機體抗氧化、抗炎及抗疲勞等方面的作用[8-9]。本試驗以1 000 m速度賽伊犁馬為研究對象，探究補喂芒柄花素對伊犁馬運動性能、血漿抗氧化能力和血氣指標的影響，為提高伊犁馬運動性能及有效補喂劑的研發提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點

試驗于2020年7月至8月在新疆昭蘇縣喀拉蘇鎮進行。

1.2 試驗動物

試驗分別選擇平均體重(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 試驗設計

將12匹伊犁馬公馬隨機分為對照組和試驗組，每組6匹。在飼養管理、粗飼料及精飼料相同的條件下，試驗組每匹馬每天補喂8 g芒柄花素(補喂量參考楊雅靜等[10]在小鼠上的試驗，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，進行為期30 d補喂試驗。

1.4 試驗動物飼養管理及運動訓練

1.4.1 飼養管理 試驗期間所有馬匹均在同一馬廄，單欄飼養。試驗飼糧由干牧草和精料補充料組成。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，再供給精料補充料，待補充料飼喂完后，將馬匹趕入活動圈，繼續采食一定量的干草，自由飲水。每天及時清理馬棚，清掃糞便，換被褥草。試驗精料補充料組成和營養水平見表1。

表1 精料補充料組成及營養水平(干物質基礎)

1.4.2 運動訓練 試驗組與對照組馬匹每天在15：00—17：00進行一次速度訓練。訓練時由騎手將馬匹牽至訓練場，首先進行馬匹熱身訓練，在草地上慢慢行走，進入沙道后提升速度，熱身訓練結束后開始正式訓練，并采用間歇訓練法進行正式訓練，每次間歇時間為1～2 min。試驗期間訓練量不改變，訓練時逐漸加大強度。

1.5 樣品采集與處理

在試驗的第30天進行1 000 m模擬速度測試賽，請專業騎手來參加比賽。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測定電解質水平、酸堿平衡和血氣指標；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。

1.6 指標測定

電解質水平(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、二氧化碳分壓、細胞內堿剩余)、血氣指標(血糖濃度、血細胞比容、血紅蛋白、血尿素氮、乳酸脫氫酶)使用i-SATA便攜式血氣分析儀測定。抗氧化指標(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 數據處理

數據使用Excel 2016初步分析整理后，使用SPSS 19.0軟件對其進行統計分析，并進行獨立樣本T檢驗，結果以平均值±標準差表示。P<0.05表示差異顯著。

2 結 果

2.1 補喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬運動性能的影響

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

2.2 補喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬電解質水平的影響

由表3可知，補喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬電解質水平均無顯著影響(P>0.05)，但試驗組鈉離子、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

表3 各組伊犁馬1 000 m速度賽后電解質水平測定結果

2.3 補喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬血氣指標的影響

由表4可知，補喂芒柄花素對1 000 m速度賽伊犁馬血氣指標均無顯著影響(P>0.05)，但試驗組血糖濃度、血細胞比容、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速度賽后血氣指標測定結果

2.4 補喂芒柄花素對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)，試驗組二氧化碳總量、二氧化碳分壓和細胞內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果

2.5 補喂芒柄花素對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果

3 討 論

除動物遺傳因素以外，飼養管理、飼糧營養水平、運動營養補喂劑和運動訓練等是影響運動馬運動成績的主要因素。運動疲勞和運動應激是制約運動馬發揮高水平競技成績的限制因素，也是運動過程中常見的一種運動生理現象[11]。如何緩解運動疲勞和運動導致的氧化應激是當前研究提高運動馬運動成績的熱點問題。因此，在科學的飼養管理和運動調訓條件下，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鍵技術手段之一。芒柄花素是一種廣泛應用于畜牧生產中的添加劑，具有抗癌、抗氧化、調節基因和蛋白表達等作用[8]。研究發現，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，給運動小鼠補喂芒柄花素可以通過清除體內自由基起到抗疲勞的作用。

運動成績是反映運動員或運動馬最佳競技狀態的首要參考標準。伊犁馬是中國優秀的速度賽、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歲伊犁馬的成績為135.76 s。李曉斌等[15]研究，伊犁馬的1 000 m速步賽成績是134.37 s。本研究結果顯示，試驗結束時對照組伊犁馬1 000 m速度賽的成績是128.62 s，試驗組是108.66 s,說明在相同的飼養管理和運動訓練條件下，補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、高強度的運動比賽，因此需要肌肉快速的收縮釋放ATP，滿足厭氧運動，在此過程中，會導致伊犁馬體內自由基增多，對機體造成損害，從而降低其運動性能。芒柄花素可能通過減少機體內自由基的堆積，減少肌肉的損傷，提高機體運動抗氧化性而增強其運動性能，還可能在調控機體肌肉收縮和供能方面存在潛在的生物學作用，但具體調控機制還需要進一步深入研究。

電解質平衡是維持機體正常生理代謝的重要依據。血液中鈉離子、鉀離子、氯離子、碳酸氫根等是維持機體滲透壓以及酸堿平衡的重要物質，在細胞內外都有不同的分布。陰離子間隙是指血液中陰離子與陽離子之間的濃度差。若血液中上述物質過多或過少都會導致電解質紊亂，從而引起神經系統、呼吸系統、肌肉等出現相應的病變，使動物生產性能下降[16-17]。本試驗結果中鈉離子、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體電解質平衡，但由于運動生理的復雜性，涉及到調控機制的問題，還需要進一步的深入研究。

血糖可以為體內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。血紅蛋白是紅細胞內運輸氧的特殊蛋白質，在運動時，酸性代謝產物會積累增多，此時需要較多的血紅蛋白來增加氧氣的供應，從而緩沖酸性代謝產物的積累[18]。在血紅蛋白水平較高時，會表現良好的機能狀態，從而提高運動性能[19]。血細胞比容是血細胞在全血中所占的容積百分比，血細胞比容越大證明血液黏度就越大，這就會導致機體易缺氧，從而降低運動性能。血尿素氮是體內氨的主要代謝產物，若機體中血尿素氮升高則證明機體內氨基酸和蛋白質的代謝加劇，不利于動物的高強度運動[20]。乳酸脫氫酶是無氧氧化的標志酶，當機體劇烈運動后，肌細胞受到損失從而導致細胞通透性增加，乳酸脫氫酶含量增加，因此，乳酸脫氫酶的含量可用作評價運動負荷強度和運動損失的指標[21]。糖原等能源物質不斷的消耗、乳酸、尿素氮等中間產物不斷的堆積等都是機體在運動過程中產生疲勞的原因[22]。本試驗結果顯示，試驗組的血糖濃度、血細胞比容、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作用，這可能與長期給運動馬補喂芒柄花素可以緩解運動過程中產生的運動損傷，降低運動后乳酸的堆積的原因有關。

血液中的二氧化碳總量、氫離子濃度指數、二氧化碳分壓及細胞內堿剩余都是衡量機體內酸堿平衡的重要指標，一般情況下會處于相對穩定的狀態，這些指標的測定通常可以用來判斷動物是否存在機體代謝性酸堿中毒[23]。本試驗結果顯示，試驗組二氧化碳總量、二氧化碳分壓和細胞內堿剩余分別比對照組降低4.35%、5.56%和35.72%，但無顯著差異。其原因可能與試驗組伊犁馬平均速度快于對照組有關，運動強度的增大，導致呼吸頻率加快，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生的氧化應激是導致運動過程中產生疲勞的重要原因之一[24-25]。在劇烈運動過程中，機體內會產生大量的自由基，若機體內產生的自由基超過了機體清除自由基的閾值，機體內就會有大量自由基堆積，引起脂質過氧化反應，對肌肉細胞造成損傷，導致機體產生疲勞，使其運動能力下降[26]。當血液中的抗氧化酶活力升高，則表明更利于清除體內在運動過程中產生的自由基[27]。研究顯示，當機體運動性能得到提高，超氧化物歧化酶活性會升高[28]。機體總抗氧化能力提升會降低劇烈運動導致的氧化應激損傷[29]。同時，過氧化氫酶的增加也能間接表明機體運動耐力得到提高[30]。若丙二醇的含量升高，可使自由基損傷，從而導致運動成績下降[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]。本試驗結果表明，補喂芒柄花素后能顯著改善伊犁馬運動抗氧化能力，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，這一結果與粱馨元等[4]的研究結果相似。說明芒柄花素能夠減少伊犁馬體內自由基的產生，減少體內脂質過氧化反應，增強其緩解運動應激的能力，降低肌肉細胞的損傷，從而提高了伊犁馬的運動性能。

4 結 論

在本試驗條件下，補喂芒柄花素可顯著提高伊犁馬1 000 m速度賽的運動成績，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，說明補喂芒柄花素后能顯著改善伊犁馬運動抗氧化能力。