补喂支链氨基酸对速步马1km速步赛成绩及赛前、赛后血浆生化指标的影响

李晓斌 马 军 聂彪彪 杨景焘 乔春江 杨开伦

(新疆农业大学动物科学学院，新疆肉乳用草食动物营养重点实验室，乌鲁木齐830052)



补喂支链氨基酸对速步马1km速步赛成绩及赛前、赛后血浆生化指标的影响

李晓斌 马 军 聂彪彪 杨景焘 乔春江 杨开伦*

(新疆农业大学动物科学学院，新疆肉乳用草食动物营养重点实验室，乌鲁木齐830052)

本试验旨在通过研究补喂支链氨基酸对速步马1km速步赛成绩及赛前、赛后血浆抗氧化指标以及激素、肌酸、葡萄糖、乳酸、肌酐含量的影响，为支链氨基酸在速步马训练、比赛中的应用提供参考数据。试验选取年龄相近(4岁左右)、体重相近[(457±50) kg]并经过严格训练的伊犁马公马8匹(速步赛用马)，随机分为2组，分别为对照组、试验组，每组4匹。每天每匹马分别饲喂3kg颗粒精料，苜蓿干草自由采食，在此基础上试验组每天每匹马补喂72g支链氨基酸(由35.0g亮氨酸、16.6g异亮氨基酸、20.4g缬氨酸组成)，进行为期38d(预试期7d，正试期31d)的补饲试验及训练试验。结果表明：补喂支链氨基酸可提高速步马的比赛成绩，同时显著提高速步马赛后30min血浆总抗氧化能力及赛后24h血浆超氧化物歧化酶活力(P<0.05)，但对血浆中激素、肌酸、葡萄糖、乳酸、肌酐含量无显著影响(P>0.05)。由此得出，补喂支链氨基酸可缩短速步马比赛用时，提高速步马机体的抗氧化能力，但对血浆中激素、葡萄糖、肌酸、乳酸、肌酐含量无显著影响。

支链氨基酸；速步马；运动性能；血浆生化指标

支链氨基酸(branched-chain amino acid,BCAA)由亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸组成，不仅可作为机体的能源物质，进入机体后参与肌肉细胞的合成代谢，为肌肉的收缩储备能量，还可参与机体代谢、抑制机体氧化应激、调节激素水平[1]。Chang等[2]研究证实BCAA可提高人的肌肉力量，从而提高运动性能。王良峡等[3]认为BCAA可参与供能与糖代谢，具有调节体内蛋白质代谢、抗运动性疲劳、清除自由基、保护线粒体等作用。伊犁马主要产于新疆伊犁哈萨克自治州，具有体型外貌基本一致、遗传性能稳定、力速兼备、繁殖性能好、耐粗饲、抗病能力强等特点，是良好的速步马品种[4]，经测定，伊犁马速力测试成绩5km用时6min 35s，但与国外一流速步马相比，伊犁马仍存在速步性能差、速步训练中易疲乏、恢复慢等问题。因此，本试验基于BCAA对动物机体供能、抗氧化及有益于运动后机体恢复的研究报道，以伊犁马速步赛用马为试验动物，通过饲喂试验探究BCAA对速步马运动性能、机体抗氧化能力及血浆激素含量等的影响，为改善速步马运动性能提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物选择与试验设计

本试验选取年龄相近(4岁左右)、体重相近[(457±50) kg]并经过严格训练的伊犁马公马(速步赛用马)8匹，随机分为2组，分别为对照组、试验组，每组4匹，每天每匹马分别饲喂3kg颗粒精料，苜蓿干草自由采食，在此基础上试验组每天每匹马补喂72g BCAA(由35.0g亮氨酸、16.6g异亮氨基酸、20.4g缬氨酸组成，上述氨基酸均购自中山市佳汇食品添加剂有限公司)，进行为期38d(预试期7d，正试期31d)的补喂试验及训练试验。试验设计及分组见表1。

表1 试验设计及分组Table 1 Experiment design and group

1.2 饲养管理及饲粮组成

试验马匹单厩饲养，采用先粗后精的饲喂方法，将3kg颗粒精料平均分为3份，分别于每天早(07:00)、中(15:00)、晚(23:00)进行饲喂，BCAA平均分为2份，分别于每天早(07:00)、晚(23:00)进行补喂。自由采食苜蓿干草，自由饮水。待颗粒精料采食完后，将马匹牵入活动场，让其自由活动，4h后安排训练。马厩每天按时打扫，清除粪便和垫料，并换干燥柔软的垫料。

试验马匹在昭苏马场西域赛马场进行训练。训练场地为西域赛马场赛道。赛道由椭圆形沙道和草道组成。沙道由细沙构成，深度40cm，底部为土基，道宽21m，周长为1000m；草道由天然的牧草形成，宽21m，周长为1100m。

试验马匹采用间歇式训练方法。马匹训练1d休息1d。马匹在采食后4h开始训练，在1km赛道上先慢走热身1圈，然后逐渐加快速度慢走1圈，再以最快速度快步1圈，最后逐渐减慢速度1圈。中间休息5～10min，将以上的训练重复1次，即全天的训练结束。

本试验使用的颗粒精料组成及营养水平见表2。

表2 颗粒精料组成及营养水平(干物质基础)Table 2 Composition and nutrient levels of pelleted concentrate (DM basis) %

1.3 数据获得及样品采集

1.3.1 速步赛成绩的获得

分别在正试期第0天(正试期开始前)、第31天进行1km速步赛并使用秒表测定1km速步赛成绩。

1.3.2 速步赛心率数据的获得

在正试期第31天进行速步赛，分别于赛前1h、赛后即刻、赛后30min使用Polar脉搏仪，在速步马胸部测定速步马的心率。

1.3.3 血浆的采集

在正试期第31天进行速步赛，分别于赛前1h、赛后30min、赛后24h在速步马颈静脉处采集血样5mL至肝素钠采血管中，1500×g离心15min，制取血浆并于-20℃冷冻保存备用。

1.4 测定指标及方法

血浆中过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathion peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力，总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)以及丙二醛(malondialdehyde,MDA)、胰岛素(insulin,INS)、胰高血糖素(glucagon,Gc)、皮质醇(cortisol,COR)、葡萄糖(glucose,Glu)、乳酸(lactic acid,LA)、肌酐(creatinine,Cre)含量使用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定；血浆中肌酸(creatine)含量使用美国Sigma公司生产的试剂盒测定。

1.5 数据处理

试验结果均以平均值±标准差表示。试验数据采用SPSS 16.0软件中的ANOVA程序进行单因素方差分析，差异显著者采用Duncan氏法进行多重比较检验。P>0.05为差异不显著，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 补喂BCAA对速步马1km速步赛成绩的影响

从表3可知，试验开始前试验组与对照组1km速步赛成绩差异不显著(P>0.05)。在试验第31天进行1km速步赛后，试验组成绩有所提高。在整个试验期，试验组1km速步赛的用时明显缩短，比对照组缩短32.53%(P>0.05)。

表3 补喂BCAA对速步马1km速步赛成绩的影响Table 3 Effects of supplemental feeding BCAA on result of 1km trot race in trotters (n=4) s

2.2 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后心率的影响

从表4可知，在1km速步赛前1h，各组马匹处于稳定的生理状态，心率差异不显著(P>0.05)。

在赛后即刻，各组马匹心率明显上升，对照组最为明显，比试验组高12.62%(P>0.05)。赛后30min，各组马匹心率恢复到正常水平。

表4 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后心率的影响Table 4 Effects of supplemental feeding BCAA on heart rate before and after 1km trot race in trotters (n=4) bpm

2.3 补喂BCAA对速步马1km 速步赛赛前、赛后血浆中抗氧化指标的影响

从表5可知，在血浆MDA含量方面，赛前1h试验组与对照组差异不显著(P>0.05)；赛后30min，对照组血浆中MDA含量明显升高，相比于赛前1h提高10.97%；赛后24h，各组血浆中MDA含量持续上升，但试验组要高于对照组(P>0.05)。在血浆CAT活力方面，赛后30min时试验组与对照组相比于赛前1h均有所提高；赛后24h，对照组较赛后30min稍有降低，但试验组较赛后30min仍有所提高。在血浆GSH-Px活力方面，赛后30min试验组与对照组相比于赛前1h均降低；赛后24h，试验组比对照组提高21.43%(P>0.05)。在血浆SOD活力方面，赛后24h试验组与对照组差异极显著(P<0.01)，试验组比对照组提高21.00%。在血浆T-AOC方面，与赛前1h相比，赛后30min对照组和试验组血浆T-AOC均急剧上升，且试验组显著高于对照组(P<0.05)，比对照组提高19.69%；赛后24h，各组血浆T-AOC趋于正常。

表5 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆中抗氧化指标的影响Table 5 Effects of supplemental feeding BCAA on plasma antioxidant indices before and after 1km trot race in trotters (n=4)

2.4 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆激素含量的影响

从表6可知，与赛前1h相比，赛后30min各组血浆INS含量均有所上升，赛后24h试验组比对照组高10.19%(P>0.05)。赛后30min各组血浆Gc含量有所增加，赛后24h各组Gc含量开始上升，试验组比对照组高6.50%(P>0.05)。在血浆COR含量方面，赛前1h试验组对照组差异不显著(P>0.05)，赛后30min各组COR含量呈下降趋势，赛后24h COR含量持续下降，试验组降低明显。

2.5 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆中肌酸、Glu含量的影响

从表7可知，在血浆肌酸含量方面，赛后30min时对照组、试验组差异不显著(P>0.05)，赛后24h，试验组血浆中肌酸含量增加明显，比对照组高39.63%(P>0.05)；在血浆Glu含量方面，赛前1h、赛后30min、赛后24h对照组、试验组之间均差异不显著(P>0.05)。

表6 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆中激素含量的影响Table 6 Effects of supplemental feeding BCAA on plasma hormone contents before and after 1km trot race in trotters (n=4)

表7 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆中肌酸、葡萄糖含量的影响Table 7 Effects of supplemental feeding BCAA on plasma creatine and Glu contents before and after 1km trot race in trotters (n=4)

2.6 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆中LA、Cre含量的影响

从表8可知，赛后30min时各组血浆中LA含量明显增加，且对照组高于试验组(P>0.05)，赛后24h时各组血浆中LA含量开始降低；在血浆Cre含量方面，赛前1h各组间差异不显著(P>0.05)，赛后30min各组均提高且差异不显著(P>0.05)，赛后24h各组间差异不显著(P>0.05)。

3 讨 论

3.1 补喂BCAA对速步马运动性能的影响

随着对BCAA的深入研究发现，BCAA不仅影响机体内蛋白质的合成、分解，还可作为能量底物、糖异生底物，调节肌肉中蛋白质的代谢。Kim等[5]研究表明在进行耐力运动前给运动员补充BCAA可减少肌肉损伤，提高耐力运动的持续时间，降低疲劳反应。Watson等[6]研究表明给运动员补充12g BCAA可提高部分运动员的比赛成绩。

表8 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆乳酸、肌酐含量的影响Table 8 Effects of supplemental feeding BCAA on plasma LA and Cre contents before and after 1km trot race in trotters (n=4)

在本试验中，补喂BCAA可提高速步马1km速步赛速度，这是由于BCAA是一类重要的，也是特殊的分解供能氨基酸。在肌肉中分解代谢旺盛，1分子的亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸完全氧化后，分别产生42、43、32分子的ATP[7]。试验组速步马连续补喂了30d的BCAA，BCAA可在比赛中发挥其快速供能的作用，以及速步马在补喂BCAA的基础上进行有效的速步训练，从而提高了比赛成绩。

成年马正常的心跳范围为30～42bpm[8]。Gehlen等[9]报道，纯血马在训练前静息状态下平均心率为31.7bpm。Colahan等[10]报道，马匹备鞍后，骑手骑在马上测定的马的平均心率(38±5) bpm，当以(548±90) m/min的平均速度奔跑时心率达到了184.23bpm。在本试验中，各组马匹赛前心率略高于前人报道，这可能与速步马备鞍有关。赛后即刻和赛后30min，试验组心率均低于对照组，表明补喂BCAA不仅能够提高速步马的运动速度，还可降低比赛时心率。因此，补喂BCAA能够提高速步马比赛速度、降低赛时心率，同时有利于速步马赛后心率的恢复。

3.2 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆中抗氧化指标的影响

速步马在高强度运动过程中机体内会发生氧化反应，对机体组织造成一些不可逆的损伤，导致运动机能减弱，严重影响速步马的运动性能[11]。研究表明，BCAA在机体抗氧化过程中发挥明显的作用。BCAA可通过机体代谢经血液循环进入到组织细胞，阻断自由基在机体细胞膜上的链式反应，并清除机体运动或损伤后产生的过多自由基，减少脂质过氧化反应终产物MDA的产生[12]，同时提高机体内SOD和GSH-Px等抗氧化酶的活力。

本试验中，补喂BCAA可提高速步马赛后30min血浆中SOD活力及T-AOC，提高赛后24h血浆中CAT、GSH-PX、SOD活力及T-AOC，表明BCAA在速步马体内发挥了一定的抗氧化作用。SOD、GSH-Px属于蛋白质酶，其合成代谢过程中的翻译或转录均会受到氨基酸浓度的影响[13]。部分BCAA还可通过血液循环进入组织细胞，有利于清除自由基，阻断脂质被进一步氧化，保护机体免受损伤[14]。在本试验中，连续30d补喂BCAA可提高速步马血浆中SOD、GSH-Px活力。

3.3 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆中激素含量的影响

动物体内激素调控受多种因素影响，如运动会导致血浆中INS、Gc和COR含量的变化，且与糖代谢供能有直接的关系。Xiao等[15]报道，训练可提高运动员训练后血浆中COR含量，降低INS含量。Davies等[16]研究不同运动强度下血浆COR含量的变化，当运动强度低于50%最大摄氧量(VO2max)运动时，会引起血浆COR含量的下降，而当以运动强度大于60% VO2max运动时，血浆COR的含量增加。

在本试验中，赛后30min及赛后24h对照组与试验组血浆中INS含量与赛前1h相比均有所升高，是由于INS是加强糖异生作用的主要激素，速步马在比赛中需要大量糖原，肝糖元异生作用也随之加强，则使INS分泌增强。在血浆Gc含量方面，各组赛后24h血浆中Gc含量均高于赛前1h及赛后30min，这可能是由于赛后24h为速步马赛后恢复期，Gc含量的增加有利于机体内Glu含量的恢复。血浆中COR含量受运动强度的影响，且高强度运动后COR含量会持续降低，直到肾上腺皮质分泌大量的COR后才得以恢复[17]。本试验中各组速步马赛后30min及赛后24h血浆中COR含量持续降低，与Davies等[16]的研究结果一致。

3.4 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆中肌酸、Glu含量的影响

Glu和肌酸是动物体内直接和间接的能源物质，在运动中对能量的供应至关重要。动物体内肌酸主要在肝脏和肾脏中合成，广泛分布于骨骼肌、心肌、大脑等组织中。肌酸主要以甘氨酸为骨架，精氨酸提供脒基，在脒基转移酶和甲基转移酶的催化下合成。血浆中肌酸含量受到动物品种、饲粮中氨基酸组成及生理状态的影响。血浆中的Glu可通过饲粮中脂肪、蛋白质转化而来。Sewell等[18]报道，在静息状态下纯血马血浆中肌酸含量为8～103μmol/L。Falavigna等[19]以成年大鼠为研究对象，探究补喂BCAA对成年大鼠的影响，结果表明，补喂BCAA后大鼠运动前血浆中Glu含量显著高于运动后。

在本试验中，对照组赛前1h、赛后30min、赛后24h血浆中肌酸含量无显著变化，而试验组赛后24h血浆中肌酸含量较赛前1h、赛后30min有所增加，表明补喂BCAA可提高血浆中肌酸含量，其原因可能是BCAA可调节动物体内蛋白质合成过程[3]，对肌酸的合成有积极作用。试验组赛前1h、赛后30min、赛后24h血浆中Glu含量均高于对照组，这是由于补喂的BCAA具有氧化功能，特别是长时间的耐力运动会使BCAA在肌肉中的氧化增加而参与供能[20]，从而使血浆中Glu含量增加。

3.5 补喂BCAA对速步马1km速步赛赛前、赛后血浆中LA、Cre含量的影响

在剧烈运动时，速步马体内会进行无氧代谢，产生大量LA，使呈弱碱性的体液变为酸性，影响细胞顺利吸收营养和氧气，削弱细胞的正常功能，严重影响速步马的运动性能[21]。Falavigna等[19]给成年大鼠长期补喂不同剂量的BCAA，测定训练后1h和力竭时血浆中LA的含量，结果表明补喂BCAA可显著降低血浆中LA含量。刘建红等[22]证实给划船运动员补充BCAA可显著降低血浆中LA含量。

在本试验中，试验组马匹赛后30min及赛后24h血浆中LA含量均低于对照组，表明补喂BCAA可减少速步马运动后血液中LA的堆积，降低机体的疲劳，可能与补充BCAA可使骨骼肌乳酸脱氢酶活力接近正常组水平，从而减少骨骼肌中LA的积累和向血清的转移，减少血浆中LA的含量有关[14]。Cre是肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物，它主要由肌肉中磷酸肌酸的非酶促反应生成，Cre的生成影响机体的运动能力。在本试验中，补喂BCAA对速步马赛前1h、赛后30min、赛后24h血浆中Cre含量无显著影响，这可能与速步马的生理状态有关，有待于进一步研究。

4 结 论

在试验条件下，补喂BCAA可缩短速步马比赛用时，提高速步马机体的抗氧化能力，但对血浆中激素、葡萄糖、肌酸以及乳酸、肌酐含量无显著影响。

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(责任编辑 菅景颖)

Effects of Supplemental Feeding Branched-Chain Amino Acids on Result of 1km Trot Race and Plasma Biochemical Indices before and after 1km Trot Race in Trotters

LI Xiaobin MA Jun NIE Biaobiao YANG Jingtao QIAO Chunjiang YANG Kailun*

(XinjiangKeyLaboratoryofMeat&MilkProductionHerbivoreNutrition,CollegeofAnimalScience,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China)

This experiment aimed to study the effects of supplemental feeding branched-chain amino acids on result of 1km trot race, and plasma antioxidant indices and the contents of hormone, creatine, glucose, lactic acid and creatinine before and after 1km trot race in trotters, in order to provide the reference data for branched-chain amino acids application in training and competition of trotters. EightYilimale horses (which were used in trot race) with the similar age (4-year-old) and body weight [(457±50) kg] based on strict training were divided into 2groups. First group was control group, the other was trial group, and each group had 4horses. Each horse was fed with 3kg pelleted concentrate every day, and allowed free access to alfalfa hay. Besides, each horse in the trial group was fed with 72g branched-chain amino acids (containing leucine 35.0g, isoleucine 16.6g and valine 20.4g). The 38d supplemental feeding and training experiment consisted of a 7d adaptation period and a 31d trial period. The results showed that supplemental feeding branched-chain amino acids could improve the result of 1km trot race in trotters, and increase the plasma total antioxidant capacity (T-AOC) at 30min after the race and the plasma superoxide dismutase (SOD) activity at 24h after the race (P<0.05), but there were no significant effects on the contents of hormones, creatine, glucose, lactic acid and creatinine in plasma before and after 1km trot race (P>0.05). Therefore, supplemental feeding branched-chain amino acids can short the time of 1km trot race in trotters, increase the antioxidant ability, but have no significant effects on the contents of hormones, glucose, creatine, lactic acid and creatinine in plasma.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2016, 28(4)：1168-1176]

branched-chain amino acids; trotters; athletic performance; plasma biochemical indices

10.3969/j.issn.1006-267x.2016.04.027

2015-11-13

新疆维吾尔自治区重大科技专项资金资助(201130101)

李晓斌(1988—)，男，新疆乌鲁木齐人，博士研究生，研究方向为动物营养与代谢。E-mail: 172387243@qq.com

*通信作者：杨开伦，教授，博士生导师，E-mail: yangkailun2002@aliyun.com

S816

A

1006-267X(2016)04-1168-09

*Corresponding author, professor, E-mail: yangkailun2002@aliyun.com