日粮中添加复合氨基酸对赛马肌肉力量和代谢指标的影响

2021-01-28酒元明

中国饲料 2020年24期

酒元明，李莹

（1.天津理工大学，天津 300384；2.山东淄博实验中学，山东淄博 255090）

养马在我国已有非常悠久的历史，随着社会发展、生活水平提高，赛马事业也得到发展，现代赛马作为一项现代化体育项目逐渐走进人们的生活，成为精神文化生活的重要组成部分（赵宝奎，2013）。赛马是高强度的对抗性运动，对赛马的肌肉爆发力和耐力具有很高的要求，提高马匹的运动性能是制定饲养方案时要考虑的主要因素之一。氨基酸是马体内重要的营养素，是蛋白质合成、供能、抗病等生理过程必不可少的，必需氨基酸含量影响肌肉紧张度，缺乏时体能恢复时间延长（曹莉萍，2014）。此外，蛋白质降解和氨基酸代谢被认为是运动过程中的次要能量来源，研究表明，马匹剧烈运动后肌肉中的氨基酸浓度发生改变，饮食中补充支链氨基酸（BCAA）能提高训练大鼠肌肉和肝糖原含量（B.ESSÉNGUSTAVSSON等，2010）。基于这些研究，我们猜测日粮中添加复合氨基酸可能会影响赛马的肌肉力量及代谢水平。

1 材料与方法

1.1 试验设计试验在内蒙古某规模化蒙古马驯养场进行，选择6～8岁体况、遗传背景相似的蒙古马20匹，随机分为4组，每组5匹马。对照组饲喂牧草和精料补充料，试验1、2、3组分别在对照组日粮的基础上添加0.25%、0.50%、0.75%的复合氨基酸。试验期间每天饲喂4次，自由采食牧草，并按照2.5 kg/d/匹的比例饲喂精料（配方见表1），试验共持续30 d。

1.2 数据及样品采集

1.2.1 运动训练及模拟比赛试验期间，每隔两天进行训练，训练强度分4个阶段，从5 km逐渐加强到20 km，试验第30天早晨先慢跑2 km热身，之后进行20 km的模拟比赛，记录比赛所用时间。

1.2.2 血液样品采集模拟比赛30 min后从赛马颈静脉采集血液样品，10 ml/匹，静置后离心取上层血清。

表1 精料补喂料配方及营养成分含量

1.2.3 肌肉样品采集模拟比赛4 h后每组随机选择3匹马，屠宰后分别采集背最长肌、前肢臂三头肌、臀中肌，取部分于多聚甲醛中固定，另一部分于液氮中冷冻，待下一步分析。

1.3 指标检测

1.3.1 肌纤维类型分析用组织固定液固定的肌肉组织在固定24 h后用酒精脱水，之后保存于无水乙醇中。分析时将组织块处理后进行石蜡包埋，切片后进行化学染色，操作过程详见UltraSensitiveTM S-P试剂盒说明书。之后于显微镜下观察、计算各肌肉组织中快慢肌纤维的组成比例（按总组成100%计算）。

1.3.2 肌肉中肌肉生长抑制素基因（MSTN）mRNA相对表达量检测提取冷冻肌肉组织中的总RNA，反转录后用实时荧光定量PCR（RT-PCR）检测肌肉生长抑制素基因（MSTN）mRNA相对表达量，以肌联蛋白（Titin）作为内参基因，采用2Δct法进行计算。引物工作浓度为 5 ng/mL，采用 SYBR® PrimeScript™ RTPCR Kit II进行，反应体系参照说明书，反应循环条件：95℃，10 s；95℃，5 s；60℃，1 min（40个循环）；95℃，15 s；65℃，1 min；95℃，15 s。

所用引物序列为：MSTN F 5’-TGACAGC AGTGATGGGCTCTT-3’，R 5’-TTGGG TTTTCCTTCCACTTG-3’；Titin F 5’-GC ATGACACAACTGGAAAGC-3’，R 5’-AACTTT GCCCTCATCAATGC-3’。

1.3.3 血清代谢指标测定测定血清中游离脂肪酸、乳酸、葡萄糖、氨态氮、五羟色胺浓度，试剂盒均购自南京建成生物工程研究所，具体操作按照说明书进行。

1.4 数据统计试验数据用SPSS 20.0进行单因素方差分析，采用Duncan’s法进行多重比较。数据以“平均值±标准误”表示，P＜0.05为差异显著。

2 结果

2.1 日粮中添加复合氨基酸对赛马肌肉力量的影响由表2可知，试验组竞赛完成时间较对照组有所减少，试验1、2、3组竞赛时间分别减少3.0%、4.4%、1.3%，试验2组竞赛时间与对照组有差异显著趋势（0.05＜P＜0.10）。与对照组相比，试验1、2组前肢臂三头肌慢肌纤维比例分别显著增加3.9%、5.5%（P＜0.05），试验2组快肌纤维比例显著降低15.7%（P＜0.05）；试验2组臀中肌快肌纤维比例显著降低18.1%（P＜0.05）。试验组背最长肌慢肌纤维比例及试验3组各肌肉组织中慢肌纤维比例较对照组均有所下降，但差异不显著（P＞0.05）。

表2 日粮中添加复合氨基酸对赛马竞赛时间及肌肉纤维组成的影响

由图1可知，日粮中添加复合氨基酸会影响肌肉组织中肌肉生长相关基因的mRNA表达量，其中试验2组赛马臂三头肌中MSTN mRNA的相对表达量较对照组显著降低7.1%（P＜0.05），其他试验组各肌肉组织中mRNA相对表达量也表现出不同程度的降低（P＞0.05）。

2.2 日粮中添加复合氨基酸对赛马代谢指标的影响由表3可知，与对照组相比，试验1、2、3组赛马血清中游离脂肪酸浓度分别增加4.5%（P＞ 0.05）、6.6%（P ＜ 0.05）、3.3%（P ＞ 0.05）；乳酸浓度分别降低3.0%（P＞0.05）、6.1%（P＜0.05）、5.0%（P＞0.05）；葡萄糖浓度分别增加 9.4%（P＜ 0.05）、12.1%（P＜ 0.05）、10.8%（P＜0.05）。试验组血清中氨态氮和五羟色胺浓度无显著变化。

表3 日粮中添加复合氨基酸对马代谢指标的影响

3 讨论

3.1 日粮中添加复合氨基酸对赛马肌肉力量的影响蒙古马是我国主要的地方品种之一，具有悠久的饲养历史，耐力性能出色。赛马运动对马匹肌肉爆发力和耐力具有很高的要求，而肌肉纤维类型与马匹的耐力和爆发力直接相关。肌纤维类型受遗传因素影响，而在相似的遗传背景下，调整日粮组成是改善赛马肌纤维组成的有效手段之一。氨基酸是合成蛋白质的基础物质，而蛋白质是构成肌肉的重要物质，氨基酸还参与多种生理过程，具有重要的生物学功能，机体获得足够的氨基酸，尤其是必需氨基酸对机体发育和发挥正常的生理功能十分重要。本研究发现，日粮中添加不同浓度的复合氨基酸能降低蒙古马竞赛时间，显著增加慢肌纤维比例。研究发现，当骨骼肌纤维中慢肌纤维比例增加时有利于提高机体耐力，增加在耐力赛中的优势（李洲鹏等，2011），这与本研究结果一致。MSTN与肌肉发育密切相关，影响动物产肉能力和肌纤维数量等，对骨骼肌生长具有负调控作用。本研究结果显示，日粮中添加复合氨基酸显著降低蒙古马臂三头肌中MSTN的mRNA相对表达量，推测臂三头肌的发育得到提高。而Mogher.D.S.等（2007）研究发现，MSTN表达下降会提高肌肉质量和运动成绩，与本试验结果一致。目前氨基酸对赛马肌肉力量的影响研究尚未见报道，而曹莉萍等（2015）报道，日粮中添加氨基酸饲喂焉耆马，20 d后进行模拟比赛发现，试验组马匹平均速度显著高于对照组，即其运动性能提高。李晓斌（2014）研究发现，日粮中添加氨基酸显著提高伊犁马在步速赛中的比赛成绩。以上研究表明，日粮中添加复合氨基酸能改变肌肉中的基因表达，有助于提高马的肌肉力量，改善比赛成绩。

3.2 日粮中添加复合氨基酸对赛马代谢指标的影响高强度运动下，机体供能能力直接关系到运动成绩，其中葡萄糖是重要的能源物质，随着运动时间增加，肌肉细胞进行无氧呼吸，进而产生乳酸，乳酸积累造成运动疲劳，影响运动性能。本研究结果发现，日粮中添加复合氨基酸可显著增加马匹血清中游离脂肪酸和葡萄糖浓度，而乳酸浓度显著降低。据报道，在运动过程中，氨基酸代谢是次要的能量来源，可参与糖异生过程，增加机体供能（B.ESSéN-GUSTAVSSON 等，2010）。而游离脂肪酸可以经L-肉碱转运至线粒体，在线粒体内氧化供能（许豪文，1981）。刘建红等（2005）报道，给运动员补充支链氨基酸后血清中乳酸含量显著低于对照组。而在焉耆马日粮中添加0.25%赖氨酸后，血清中乳酸含量较对照组降低17.56%，葡萄糖和游离脂肪酸浓度分别提高37.41%、10.92%，而氨态氮的浓度无显著变化（曹莉萍等，2015）。氨态氮是氮代谢的产物之一，浓度升高时血红蛋白运氧能力下降；五羟色胺浓度增加会抑制中枢系统活动，在血清中这两种物质的浓度增加会使机体产生疲劳（李海英等，2015）。而本试验结果显示，添加氨基酸的试验组对马匹血清中氨态氮和五羟色胺的浓度无显著影响。以上研究表明，日粮中添加复合氨基酸能增加马血清中游离脂肪酸和葡萄糖含量，减少乳酸积累，可能会增加马匹供能能力，同时延缓运动性疲劳，提高运动成绩。而添加量为0.50%时的效果优于0.75%的添加量，可能是由于氨基酸添加量过高增加机体的代谢负担，同时影响其他养分利用，不利于发挥最佳效果。