动物营养学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 12: 7975 - 7985

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.680

研究论文

饲粮中补充鱼油对警用德国牧羊犬血浆和红细胞膜中脂肪酸组成、运动生理参数及抗氧化指标的影响

  • 徐澍 ,
  • 潘彩霞 , * ,
  • 谢留威 ,
  • 秦志朋 ,
  • 赵禹
展开
  • 中国刑事警察学院警犬技术学院,沈阳 110000
*潘彩霞,助理研究员,E-mail:

徐 澍(1993—),男,辽宁抚顺人,助理讲师,硕士,从事警犬训练及使用和动物行为学研究。E-mail:

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2023-10-10

  网络出版日期: 2024-12-12

基金资助

辽宁省教育厅2022年度科学研究经费项目青年项目(LJKQZ20222467)

收起

Effects of Dietary Fish Oil Supplementation on Fatty Acid Composition in Plasma and Erythrocyte Membrane, Exercise Physiological Parameters and Antioxidative Indexes of Police German Shepherd Dogs

  • XU Shu ,
  • PAN Caixia , * ,
  • XIE Liuwei ,
  • QIN Zhipeng ,
  • ZHAO Yu
Expand
  • College of Police Dog Technology, Criminal Investigation Police University of China, Shenyang 110000, China
*assistant professor, E-mail:

Received date: 2023-10-10

  Online published: 2024-12-12

Fold

摘要

本试验旨在探究饲粮中补充鱼油对警用德国牧羊犬血浆和红细胞膜中脂肪酸组成、运动生理参数及抗氧化指标的影响。选取30只在训的警用德国牧羊犬,随机分成2组,分别为对照组(CK组)和鱼油补充组(FO组)。所有犬只每日定时饲喂商品犬粮2次,FO组犬只在每日2次饲喂商品犬粮的基础上额外补充54 mg/kg BW0.75鱼油,鱼油以胶囊的形式添加在犬粮中。试验期为12周,在此期间试验犬只正常进行日常训练,并在第0周、第6周和第12周安排跑步机运动和静脉采血。在跑步机运动前后测量犬心率、直肠温度、大腿围变化,采集血样用于测定犬血浆和红细胞膜中脂肪酸组成,红细胞中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和过氧化氢酶(CAT)活性以及血浆中丙二醛(MDA)含量。结果显示:补充鱼油6周后,相比于CK组,FO组犬血浆和红细胞膜中总n-3多不饱和脂肪酸(∑n-3 PUFA)含量极显著升高(P<0.01),总n-6多不饱和脂肪酸(∑n-6 PUFA)含量极显著降低(P<0.01),∑n-6 PUFA/∑n-3 PUFA的比值极显著降低(P<0.01);补充鱼油12周后,FO组犬上述指标与CK组的差异进一步加大。补充鱼油6周后,相比于CK组,FO组犬大腿围极显著增加(P<0.01),运动前和运动后的心率均极显著降低(P<0.01),运动后的直肠温度降低0.2 ℃(P<0.01)。在抗氧化指标方面,补充鱼油6周后,仅观察到FO组红细胞中CAT活性较CK组极显著升高(P<0.01);补充鱼油第12周后,与CK组相比,FO组红细胞中GPx和CAT活性极显著升高(P<0.01),血浆中MDA含量极显著(P<0.01)。综上可知,饲粮中补充鱼油能提高警用德国牧羊犬血浆和红细胞膜中∑n-3 PUFA含量;补充鱼油6周能有效改善警用德国牧羊犬的运动生理参数,提高其运动性能;补充鱼油12周能有效改善警用德国牧羊犬机体的氧化应激状态,对其运动状态起到积极的促进作用。

关键词： 鱼油; 警犬; 运动; 氧化应激; 心率

本文引用格式

徐澍 , 潘彩霞 , 谢留威 , 秦志朋 , 赵禹 . 饲粮中补充鱼油对警用德国牧羊犬血浆和红细胞膜中脂肪酸组成、运动生理参数及抗氧化指标的影响[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(12) : 7975 -7985 . DOI: 10.12418/CJAN2024.680

Abstract

This experiment was conducted to investigate the effects of dietary fish oil supplementation on fatty acid composition in plasma and erythrocyte membrane, exercise physiological parameters and antioxidative indexes of police German shepherd dogs. Thirty police German shepherd dogs in training were randomly divided into two groups: control group (CK group) and fish oil supplementation group (FO group). On the basis of feeding commercial dog diet twice a day, dogs in the FO group were supplemented with 54 mg/kg BW0.75 fish oil once a day, and fish oil were added to the dog diet in capsule form. The experiment lasted for 12 weeks, during which the dogs underwent normal daily training. Treadmill exercise and venous blood collection were arranged at weeks 0, 6 and 12. The changes of heart rate (HR), rectal temperature (RT) and thigh circumference (TC) were measured before and after treadmill exercise. Blood samples were used to measure the fatty acid composition in plasma and erythrocyte membrane, the activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and catalase (CAT) in erythrocyte and the content of malondialdehyde (MDA) in plasma of dogs. The results showed that after 6 weeks of fish oil supplementation, compared with the CK group, the content of ∑n-3 polyunsaturated fatty acids (∑n-3 PUFA) in plasma and erythrocyte membrane was extremely significantly increased (P<0.01), while the content of ∑n-6 polyunsaturated fatty acids (∑n-6 PUFA) and the ratio of ∑n-6 PUFA/∑n-3 PUFA in plasma and erythrocyte membrane of FO group were extremely significantly decreased (P<0.01). After 12 weeks of fish oil supplementation, the differences of the above indices between FO and CK groups were further significant. After 6 weeks of fish oil supplementation, compared with the CK group, the thigh circumference extremely significantly increased (P<0.01), and the heart rate before and after exercise extremely significantly decreased of FO group (P<0.01); moreover, the rectal temperature after exercise of FO group was 0.2 ℃ lower than that of CG group (P<0.01). In terms of antioxidative indexes, the CAT activity in erythrocyte was extremely significantly increased after 6 weeks of fish oil supplementation of the FO group compared with the CK group (P<0.01); the activities of GPx and CAT activities were extremely significantly increased (P<0.01), and plasma MDA content was extremely significantly decreased after 12 weeks of fish oil supplementation of the FO group compared with the CK group (P<0.01). The results indicate that dietary supplementation of fish oil can increase the content of ∑n-3 PUFA in plasma and erythrocyte membrane of police German shepherd dogs; fish oil supplementation for 6 weeks can effectively improve the exercise physiological parameters of police German shepherd dogs, and can improve the exercise performance; fish oil supplementation for 6 weeks can effectively improve the oxidation stress state of the body of police German shepherd dogs, and play a positive role in promoting the exercise state.[Chinese Journal of Animal Nutrition, 2024, 36(12):7975-7985]

Key words： fish oil; police dogs; exercise; oxidative stress; heart rate

警犬是我国公安保障队伍的重要分支,在各类大型安保、维和反恐、治安维护中都能看到它们的身影。在警犬的选拔标准中,对警犬的体能要求向来很高,这是公安实际工作所需,如追踪犬,在案件处理过程中可能需要其不间断地追踪几十千米,搜救犬则可能需要连续搜索几个小时。在日常,警犬也需要配以高强度的运动和训练,以保障其工作状态的稳定。尽管运动对健康益处很多,但剧烈且严格的运动可能导致肌肉中氧自由基的过量产生,扰乱犬体内抗氧化防御系统,并导致肌肉的损伤和疲劳[1-2],使犬的运动表现下降,工作效率降低。训练周期长且恢复周期短,容易诱导犬机体的慢性氧化应激和炎症反应[3],最终影响犬的健康。在日常饮食中补充外源性抗氧化剂可能是降低运动氧化应激的有效方法之一[3],但一些研究认为长期服用抗氧化剂可能影响健康[4-5]。
二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)为n-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFA),是鱼油的主要成分。许多研究发现,EPA和DHA能通过诱导不同的抗氧化剂抑制细胞死亡,有效改善运动疲劳、提高耐力表现[6]。也有研究表明,膳食鱼油可有效减少体内蛋白质的氧化损伤[7],降低人类在休息时和运动时的心率,减少运动期间的耗氧量[8-9],提高运动性能。此外,还有研究表明,膳食中的n-3 PUFA可增加抗氧化酶活性[10⇓-12]。目前,在高强度运动犬膳食中补充鱼油对训练周期中犬机体的氧化应激反应、体能及运动反应影响的研究还未见报道。鉴于此,本试验通过在饲粮中补充鱼油,评估鱼油对警用犬高强度训练周期中机体氧化应激生化指标、血浆和红细胞中脂肪酸组成和运动生理参数的影响,旨在为更科学合理地保障警用犬膳食营养提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物

所有试验犬均由公安部沈阳警犬基地提供,试验犬体重都在该品种的警犬选拔标准体重范围(33~38 kg)内。

1.2 试验设计

将30只在训的警用德国牧羊犬(性别:公,年龄:3~5岁)随机分成2组,对照组(CK组,n=15)和补充鱼油组(FO组,n=15)。整个试验过程中犬正常饲养在公安部沈阳警犬基地犬舍。试验开展前,通过全面的临床和血常规检查来评估并确定犬的健康状况。犬在试验期间自由饮水,所有犬每日定时饲喂商品犬粮(表1)2次。参考NRC(2006),根据维持能量需求(MER=132 kcal/kg BW0.75,相当于552.53 kJ/kg BW0.75)提供犬粮量,以保持犬体状态。FO组的犬除接受同样的犬粮外,在每日的第1餐中添加鱼油胶囊(鱼油添加量为54 mg/kg BW0.75)。商品犬粮和鱼油的脂肪酸组成见表2。
表1 商品犬粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the commercial dog diet (DM basis) %

项目Items 含量Content
原料Ingredients
鸡肉粉Chicken powder 11.00
小麦Wheat 4.00
牛肉粉Beef powder 6.00
大米Rice 14.00
鸡油Chicken oil 12.00
微粉大豆Micro-powdered soybean 8.00
谷蛋白粉Gluten meal 4.00
玉米Corn 19.00
甜菜根浆Beetroot pulp 8.00
水解鸡蛋白Hydrolyzed egg white 3.00
鱼油Fish oil 1.00
啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae 5.00
预混料Premix1) 2.00
口味增强剂Taste enhancer 1.70
抗氧化剂Antioxidants 1.30
合计Total 100.00
营养水平Nutrient levels2)
干物质(风干基础) DM (air-dry basis) 93.40
粗蛋白质CP 28.10
粗脂肪EE 14.00
中性洗涤纤维NDF 1.70
粗灰分Ash 7.70
钙Ca 1.40
总磷TP 1.00
代谢能ME/(MJ/kg) 15.50

1)预混料为每千克饲粮提供The premix provided the following per kg of the diet:VA 2.7 mg,VD3 0.045 mg,VE 60 mg,VK 1 mg,VB1 4 mg,VB2 4 mg,VB6 4 mg,VB12 0.002 mg,叶酸 folic acid 0.6 mg,烟酸 nicotinic acid 0.5 mg,泛酸 pantothenic acid 9.2 mg,生物素 biotin 0.1 mg,胆碱 choline 400 mg,Ca(IO3)2 1.5 mg,FeSO4 6 mg,MnSO4 5 mg,蛋氨酸铜 copper methionine 7.5 mg,富硒酵母 selenium-rich yeast 0.1 mg,丙酸锌 zinc propionate 100 mg。

2)代谢能根据《中国饲料成分及营养价值表(2022年33版)》计算得出,其余为实测值。干物质、粗蛋白质、粗纤维、中性洗涤纤维、粗灰分、钙和总磷含量分别参照GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 6434—2006、GB/T 6438—2007、GB/T 6436—2018和GB/T 6437—2018测定。 ME was calculated according to Tables of Feed Composition and Nutritional Values in China (33rd Edition, 2022), while the others were measured values. The contents of DM, CP, EE, NDF, Ash, Ca and TP were measured by reference to GB/T 6435—2014, GB/T 6432—2018, GB/T 6433—2006, GB/T 20806—2022, GB/T 6438—2007, GB/T 6436—2018 and GB/T 6437—2018, respectively.

表2 商品犬粮和鱼油的脂肪酸组成

Table 2 Fatty acid composition of commercial dog diet and fish oil %

脂肪酸Fatty acids 商品犬粮Commercial dog diet 鱼油Fish oil
C16∶0 20.91±0.26 24.02±0.70
C16∶1 6.02±0.01 10.13±0.05
C18∶0 6.33±0.26 3.44±0.21
C18∶1n-9 27.91±0.92 22.37±0.83
C18∶1n-7 — 1.32±0.01
C18∶2n-6 27.81±0.26 2.05±0.02
C18∶3n-3 3.47±0.02 2.13±0.01
C20∶3n-3 0.62±0.12 —
C20∶4n-6 1.47±0.02 2.01±0.02
C20∶5n-3 0.14±0.01 9.63±0.71
C22∶5n-3 0.20±0.27 1.24±0.06
C22∶6n-3 0.23±0.49 16.95±0.06
∑SFA 28.12±0.16 29.22±2.21
∑MUFA 34.39±1.14 36.23±2.81
∑PUFA 34.54±0.33 34.65±0.35
∑n-6 PUFA 31.46±1.42 4.02±0.16
∑n-3 PUFA 4.34±0.52 30.66±3.15

∑SFA:总饱和脂肪酸 total unsaturated fatty acids;∑MUFA:总单不饱和脂肪酸 total monounsaturated fatty acids;∑PUFA:总多不饱和脂肪酸 total polyunsaturated fatty acids;∑n-6 PUFA:总n-6多不饱和脂肪酸 total n-6 polyunsaturated fatty acids;∑n-3 PUFA:总n-3多不饱和脂肪酸 total n-3 polyunsaturated fatty acids。下表同 the same as below。

试验持续12周。在此期间,所有犬每日常规训练2次,训练强度和内容相同,包括散步、折返跑、跳跃和服从训练,每次训练1 h。在第0周(第0天,试验开始时)、第6周(第42天)和第12周(第84天)各安排1次跑步机跑步训练,电动跑步机上以8 km/h的恒定速度和7.5%的坡度慢跑30 min,每次跑步机运动后都会有5 min的静息恢复期,此期间犬保持坐或躺的姿势休息,并允许喝水。

1.3 血样采集

在试验的第0周、第6周和第12周,跑步机训练前采集试验犬血样。采血前犬禁食12 h,前腿静脉采血3 mL,放入含有乙二胺四乙酸(EDTA)的真空采血管中,1 000×g离心3 min,分离血浆和红细胞。血浆和红细胞分装后冻存于-80 ℃待检。

1.4 指标检测

1.4.1 商品犬粮、鱼油、血浆和红细胞膜中脂肪酸组成分析

商品犬粮、鱼油、血浆和红细胞膜中的脂质提取按照Folch等[13]描述的方法进行。所得脂质在80 ℃下用乙醇溶解并用氢氧化钾皂化45 min,然后用0.5 mL盐酸浓缩液酸化;酸化后溶液与三氟化硼在64 ℃下酯化1.5 h;甲酯化后的溶液采用气相色谱仪(7890GC,DB-23毛细管柱,60 m×0.25 mm,溶膜厚度0.15 μm,安捷伦,美国)检测分析。采用商用标准品(Nu-Chek Prep,美国)识别单个脂肪酸,并量化每种脂肪酸的相对峰值强度;采用面积归一法计算各个脂肪酸占总脂肪酸的相对百分含量(%)。

1.4.2 运动生理参数的测量

在试验第0周、第6周和第12周的跑步机运动中测量试验犬的心率、直肠温度、大腿围和体重。通过犬心脏听诊器测量心率(bmp),在跑步机运动前、运动后及运动静息5 min后各测量1次。用数字体温计测量犬直肠温度,以摄氏度(℃)为单位,跑步机运动前和运动后各测量1次。保持犬正常站立,在膝关节和坐骨之间的大腿近端水平测量大腿围,单位为厘米(cm)[14],在犬跑步机运动之前测量。使用犬专用体重计称量体重,单位为千克(kg)。

1.4.3 抗氧化指标的测定

采用超氧化物歧化酶(SOD)活性检测试剂盒(微量法)测定红细胞中SOD活性,SOD活性单位定义为使染色抑制50%的酶量为1个活性单位;采用谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性检测试剂盒(微量法)测定红细胞中GPx活性,GPx活性单位定义为每分钟氧化1 nmol 还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)的酶量为1个活性单位;采用过氧化氢酶(CAT)检测试剂盒(微量法)测定红细胞中CAT活性,CAT活性单位定义为每分钟分解1 μmol过氧化氢(H2O2)的酶量为1个活性单位;血红蛋白(Hb)浓度采用Hb检测试剂盒(氰化高铁法)测定。最终,SOD、GPx和CAT活性均用U/g Hb表示。通过检测血浆样本中丙二醛(MDA)含量来反映脂质过氧化水平,血浆中MDA含量采用MDA含量检测试剂盒检测。
SOD、GPx和CAT活性与MDA含量检测试剂盒均由生工生物工程(上海)股份有限公司提供;Hb浓度检测试剂盒由上海博湖生物科技有限公司提供。

1.5 数据统计分析

试验数据以平均值±标准差表示,采用Origin 8.0统计软件中的ANOVA过程进行单因素方差分析,并采用Duncan氏法进行组间多重比较。P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 血浆和红细胞膜中脂肪酸组成变化

从表3和表4可知,在第0周时,FO组犬血浆和红细胞膜中脂肪酸组成与CK组犬无显著差异(P>0.05)。在整个12周的试验期间,CK组犬血浆和红细胞膜中脂肪酸组成无显著变化(P>0.05)。
表3 第0周、第6周和第12周CK组和FO组犬血浆中脂肪酸组成

Table 3 Fatty acid composition in plasma of dogs in CK and FO groups at weeks 0, 6 and 12 %

脂肪酸
Fatty acids		 第0周Week 0 第6周Week 6 第12周Week 12
CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group
C16∶0 14.70±1.06Bb 14.62±1.02Bb 13.90±0.93Bb 15.08±1.13Bb 14.57±0.87Bb 17.63±1.09Aa
C16∶1 0.51±1.06 0.52±0.98 0.51±0.11 0.50±0.01 0.49±0.58 0.47±0.07
C18∶0 29.26±0.14 29.15±0.34 30.91±1.06 30.10±1.02 28.69±0.94 29.01±1.29
C18∶1n-9 4.98±0.25Cc 4.99±0.26Cc 4.73±0.38Cc 5.39±0.35Bb 4.84±0.66Cc 6.03±0.84Aa
C18∶1n-7 1.75±0.01Bc 1.76±0.06Bc 1.81±0.34Bc 1.97±0.15Bb 1.71±0.05Bc 2.25±0.21Aa
C18∶2n-6 24.92±1.23Aa 25.14±0.94Aa 25.51±1.46Aa 19.13±1.35Bb 24.93±0.99Aa 14.26±2.16Cc
C18∶3n-3 0.36±0.03a 0.37±0.02a 0.36±0.01a 0.34±0.03a 0.36±0.05a 0.27±0.13b
C20∶3n-3 1.75±0.16Aa 1.76±0.09Aa 1.69±0.06Aa 1.64±0.13Aa 1.77±0.01Aa 1.26±0.13Bb
C20∶4n-6 18.46±2.31Aa 19.37±2.31Aa 17.63±3.31Aa 15.84±2.03Bb 18.81±1.15Aa 10.67±1.68Cc
C20∶5n-3 0.25±0.03Cc 0.22±0.01Cc 0.28±0.01Cc 2.61±0.11Bb 0.28±0.04Cc 7.42±2.61Aa
C22∶5n-3 1.94±0.45b 1.93±0.23b 1.86±0.30b 2.01±0.32ab 1.91±0.25b 2.19±0.32a
C22∶6n-3 0.51±0.23Cc 0.50±0.31Cc 0.49±0.05Cc 4.54±0.39Bb 0.57±0.27Cc 7.94±1.06Aa
∑SFA 43.66±2.36b 43.37±2.81b 44.86±3.67b 45.18±2.22ab 43.74±2.14b 46.67±1.68a
∑MUFA 7.26±1.39Bc 7.36±0.28Bc 7.05±0.28Bc 7.86±0.92Bb 7.21±0.25Bc 8.71±1.06Aa
∑PUFA 48.84±1.27Aa 48.69±2.26Aa 47.92±3.80Aa 46.37±3.19Aa 48.42±1.98Aa 44.46±1.42Bb
∑n-6 PUFA 43.77±1.25Aa 44.61±0.87Aa 43.15±1.62Aa 34.97±2.27Bb 43.82±0.97Aa 26.82±3.61Cc
∑n-3 PUFA 4.84±0.68Cc 4.87±0.55Cc 4.53±0.33Cc 11.14±0.36Bb 4.97±0.57Cc 17.85±2.68Aa
∑n-6/∑n-3 9.04±0.36Aa 9.14±0.48Aa 9.53±0.88Aa 3.14±0.15Bb 9.01±0.46Aa 1.51±0.08Cc

同行数据肩标无字母或有相同小写字母表示组间差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05),不同大写字母表示组间差异极显著(P<0.01)。下表同。

In the same row, values with no letter superscripts or the same small letter superscripts mean no significant difference between groups (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference between groups (P<0.05), and with different capital letter superscripts mean extremely significant difference between groups (P<0.01). The same as below.

表4 第0周、第6周、第12周CK组和FO组犬红细胞膜中脂肪酸组成

Table 4 Fatty acid composition in erythrocyte membrane of dogs in CK and FO groups at weeks 0, 6 and 12 %

脂肪酸
Fatty acids		 第0周Week 0 第6周Week 6 第12周Week 12
CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group
C16∶0 17.14±1.27a 17.21±0.98a 17.36±1.03a 17.99±1.13a 17.61±1.31a 19.27±0.84b
C16∶1 0.25±0.11 0.29±0.03 0.31±0.07 0.32±0.02 0.28±0.09 0.34±0.01
C18∶0 29.47±1.15a 29.36±0.88a 29.13±1.36a 30.22±2.88a 29.84±0.21a 27.72±1.06b
C18∶1n-9 7.13±0.48Bc 7.09±0.58Bc 7.18±0.57Bc 7.55±0.48Bb 7.02±0.48Bc 8.29±0.18Aa
C18∶1n-7 1.88±0.13Bb 1.89±0.15Bb 1.86±0.34Bb 2.13±0.35Aa 1.76±0.25Bb 2.35±0.24Aa
C18∶2n-6 13.91±1.03Aa 13.88±0.93Aab 14.61±1.36Aab 11.17±0.92Ab 13.54±0.99Aa 8.55±1.08Bc
C18∶3n-3 0.22±0.01Aa 0.22±0.02Aa 0.23±0.01Aa 0.18±0.01Bb 0.23±0.01Aa 0.14±0.04Cc
C20∶3n-3 2.97±0.34Aa 2.88±0.42Aa 2.93±0.18Aa 2.46±0.23Bb 2.82±0.16Aa 2.09±0.39Cc
C20∶4n-6 23.35±2.35Aa 23.21±1.84Aa 22.91±1.61Aa 19.34±1.32Bb 23.58±1.33Aa 18.68±1.69Bb
C20∶5n-3 0.25±0.01Cc 0.36±0.15Cc 0.34±0.10Cc 3.26±0.67Bb 0.28±0.04Cc 6.04±1.59Aa
C22∶5n-3 0.75±0.19b 0.75±0.26b 0.79±0.36b 0.88±0.01ab 0.77±0.25b 0.92±0.04a
C22∶6n-3 0.34±0.16Cc 0.41±0.05Cc 0.46±0.04Cc 2.41±0.06Bb 0.45±0.07Cc 3.24±0.52Aa
∑SFA 46.94±2.36 46.89±2.55 46.51±1.93 48.02±3.18 47.01±2.20 47.13±0.81
∑MUFA 9.48±1.25b 9.35±0.57b 9.22±0.48b 10.07±0.64b 9.45±0.28b 11.51±2.06a
∑PUFA 42.25±1.69a 42.52±0.98a 42.81±1.39a 40.35±0.94b 42.37±0.21a 40.36±1.09b
∑n-6 PUFA 37.46±2.11Aa 37.92±0.75Aa 37.53±1.58Aa 31.03±1.36Bb 37.82±0.67ABab 27.34±1.11Cc
∑n-3 PUFA 4.39±0.28Cc 4.51±0.47Cc 4.75±1.30Cc 9.14±0.82Bb 4.59±0.11Cc 12.91±0.28Aa
∑n-6/∑n-3 8.52±0.38Aa 8.41±0.52Aa 8.02±0.73Aa 3.39±0.44Bb 8.23±1.12Aa 2.12±0.56Bc
在犬血浆中脂肪酸组成(表3)方面,补充鱼油第6周,相比于CK组,能观察到FO组的总单不饱和脂肪酸(∑MUFA)含量显著降低(P<0.05),总饱和脂肪酸(∑SFA)含量增加但变化不显著(P>0.05);此外,虽然在第6周FO组的总多不饱和脂肪酸(∑PUFA)含量变化不显著(P>0.05),但总n-3多不饱和脂肪酸(∑n-3 PUFA)含量极显著升高(P<0.01),总n-6多不饱和脂肪酸(∑n-6 PUFA)含量极显著降低(P<0.01),且n-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFA)中的C20∶5n-3(EPA)和C22∶6n-3(DHA)含量均极显著升高(P<0.01),n-6多不饱和脂肪酸(n-6 PUFA)中的C18∶2n-6(LA)和C20∶4n-6(AA)含量均极显著降低(P<0.01),∑n-6 PUFA/∑n-3 PUFA(∑n-6/∑n-3)的比值极显著降低(P<0.01)。补充鱼油第12周,FO组与CK组的差异进一步加大,FO组的∑SFA含量显著提高(P<0.05),∑MUFA含量继续极显著提高(P<0.01),∑PUFA含量极显著降低(P<0.01),∑n-6/∑n-3的比值也持续极显著下降(P<0.01)。
在犬红细胞膜中脂肪酸组成(表4)方面,补充鱼油第6周,相比于CK组,FO组∑SFA和∑MUFA含量无显著变化(P>0.05),但∑PUFA含量显著降低(P<0.05),其中∑n-3 PUFA含量极显著升高(P<0.01),∑n-6 PUFA含量极显著降低(P<0.01),EPA和DHA含量均极显著升高(P<0.01),LA和AA含量均极显著降低(P<0.01),∑n-6/∑n-3的比值极显著降低(P<0.01)。补充鱼油第12周,与CK组相比,FO组的∑MUFA含量显著升高(P<0.05);此外,无论是与CK组还是第6周的FO组相比,第12周的FO组∑n-3 PUFA含量均极显著升高(P<0.01),∑n-6 PUFA含量极显著降低(P<0.01),∑n-6/∑n-3的比值也显著降低(P<0.05)。

2.2 体重和大腿围变化

由表5可知,整个试验期间,CK组和FO组德国牧羊犬体重均无显著变化(P>0.05),2组犬体重均在该品种警犬选拔标准体重范围内,表明试验期间的运动计划安排合理,鱼油的补充不会对犬的体重造成影响。但是在试验第6周和第12周,相比于CK组,FO组犬大腿围均极显著增加(P<0.01)。
表5 第0周、第6周、第12周CK组和FO组犬体重和大腿围

Table 5 Body weight and thigh circumference of dogs in CK and FO groups at weeks 0, 6 and 12

项目
Items		 第0周Week 0 第6周Week 6 第12周Week 12
CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group
体重Body weight/kg 35.84±2.36 35.09±2.55 35.67±1.98 35.49±2.05 35.81±2.11 35.38±1.87
大腿围
Thigh circumference/cm		 36.12±1.05Bb 36.28±1.46Bb 36.58±1.09Bb 37.55±0.84Aa 36.94±0.76Bb 38.27±0.68Aa

2.3 运动前、运动后、运动后静息5 min心率变化

由表6可知,在试验开始时(第0周),CK组和FO组犬在跑步机上慢跑30 min过程中,运动前、运动后和运动后静息5 min的心率,2组间无显著差异(P>0.05)。在第6周,相比于CK组,FO组在运动前和运动后的心率均极显著降低(P<0.01),在第12周亦是如此。但是,运动后静息5 min的心率,在第6周和第12周2组间均无显著差异(P>0.05)。上述结果表明,鱼油的补充可以降低犬运动前和运动过程中的心率,但对运动后静息5 min的心率影响不大。
表6 第0周、第6周、第12周CK组和FO组犬运动前、运动后和运动后静息5 min的心率

Table 6 Heart rate at before, after and 5-min resting after exercise of dogs in CK and FO groups at weeks 0, 6 and 12 bpm

项目
Items		 第0周Week 0 第6周Week 6 第12周Week 12
CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group
运动前Before exercise 101.81±3.06Aa 101.72±2.99Aa 100.65±2.68Aa 94.61±2.58Bb 100.38±3.18Aa 93.84±3.31Bb
运动后After exercise 136.05±4.01Aa 136.57±3.05Aa 137.28±3.54Aa 132.58±3.58Bb 136.95±2.58Aa 132.28±3.19Bb
运动后静息5 min
5-min resting
after exercise		 112.11±2.56 111.84±3.04 113.28±3.04 112.57±3.17 112.45±2.54 112.51±2.46

2.4 运动前和运动后直肠温度变化

由表7可知,犬运动后的直肠温度会升高1 ℃左右;在试验开始时,运动前和运动后CK组和FO组间差异均不显著(P>0.05);补充鱼油第6周和第12周,无论是CK组还是FO组,运动前犬的直肠温度都是非常稳定的,无显著差异(P>0.05),但运动后FO组的直肠温度相比于CK组低0.2 ℃(P<0.01)。
表7 第0周、第6周、第12周CK组和FO组犬运动前和运动后的直肠温度

Table 7 Rectal temperature at before and after exercise of dogs in CK and FO groups at weeks 0, 6 and 12 ℃

项目
Items		 第0周Week 0 第6周Week 6 第12周Week 12
CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group
运动前Before exercise 38.5±0.1 38.5±0.1 38.5±0.1 38.5±0.1 38.5±0.1 38.5±0.1
运动后After exercise 39.5±0.1Aa 39.5±0.1Aa 39.5±0.1Aa 39.3±0.1Bb 39.5±0.1Aa 39.3±0.1Bb

2.5 抗氧化指标变化

由表8可知,在试验开始时,CK组和FO组间抗氧化指标均无显著差异(P>0.05)。整个试验期CK组犬的抗氧化指标无显著变化(P>0.05)。补充鱼油第6周,FO组红细胞中CAT活性无论是较CK组还是较第0周的FO组均极显著提高(P<0.01)。经过12周的鱼油补充,FO组红细胞中GPx和CAT活性无论是较CK组还是较第0周和第6周的FO组均极显著提高(P<0.01),而血浆中MDA含量则极显著下降(P<0.01)。补充鱼油第12周,FO组红细胞中SOD活性较CK组以及第0周和第6周的FO组有所提高,但异不显著(P>0.05)。
表8 第0周、第6周和第12周CK组和FO组犬抗氧化指标

Table 8 Antioxidative indexes of dogs in CK and FO groups at weeks 0, 6 and 12

项目
Items		 第0周Week 0 第6周Week 6 第12周Week 12
CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group		 CK组
CK group		 FO组
FO group
红细胞Erythrocyte/(U/g Hb)
超氧化物歧化酶
SOD		 2 267.28
±1 354.38		 2 384.39
±1 845.24		 2 382.15
±1 213.22		 2 414.11
±1 624.28		 2 415.24
±1 432.18		 2 564.14
±1 645.45
谷胱甘肽过氧化物酶
GPx		 289.48
±19.4Bb		 267.44
±28.79Bb		 279.82
±26.16Bb		 325.51
±42.18Bb		 297.66
±38.44Bb		 462.68
±48.71Aa
过氧化氢酶
CAT		 2.09
±0.23Cc		 2.11
±0.31Cc		 2.18
±0.09Cc		 2.50
±0.34Bb		 1.98
±0.72Cc		 2.64
±0.49Aa
血浆Plasma/(μmol/L)
丙二醛
MDA		 27.46
±4.84Aa		 29.36
±7.29Aa		 27.63
±4.18Aa		 25.18
±5.72Aa		 26.27
±4.93Aa		 22.57
±6.45Bb

3 讨论

3.1 鱼油对警用德国牧羊犬血浆和红细胞膜中脂肪酸组成的影响

血浆和红细胞膜中的脂肪酸谱被视为膳食脂肪质量的无偏倚生物标志物。Mueller等[15]的研究表明,血浆中脂肪酸组成与饲粮中脂肪酸组成具有一定相关性,给犬喂食预成型EPA和DHA,其血浆中EPA和DHA含量也随之升高。红细胞膜中脂肪酸组成则能较好地反映机体的脂肪酸状况,并能代表性地反映出其他组织生物膜的脂肪酸组成变化情况。据报道,小鼠红细胞膜中n-3 PUFA和n-6 PUFA含量与心脏、肌肉、脾脏、肺部和脂肪组织中n-3 PUFA和n-6 PUFA含量相关[16]。犬容易患上高脂血症,因此在犬的膳食中会谨慎补充脂肪酸。有研究表明,鱼油可以显著降低犬血清中总胆固醇和低密度脂蛋白含量[17]。本研究发现,在饲粮中补充鱼油,12周内犬体重未见明显增长;补充鱼油6周后,观察到血浆和红细胞膜中∑n-3 PUFA含量均极显著增加(EPA和DHA含量都显著升高),∑n-6 PUFA含量极显著降低,这一结果也体现出n-3 PUFA和n-6 PUFA在代谢过程中的竞争关系;补充鱼油12周后,FO组犬血浆及红细胞膜中EPA和DHA含量进一步提高,∑n-6/∑n-3的比值显著降低。n-3 PUFA和n-6 PUFA在机体脂质代谢、基因表达调控和动物产品脂肪酸组成中发挥着重要作用[18]。饲粮中的n-3 PUFA和n-6 PUFA可通过调节动物体内脂质沉积和氧化,从而影响组织中脂肪酸的组成[19]。由于n-6 PUFA和n-3 PUFA不能相互转化,必须通过食物摄入,因此平衡两者的比例在改善炎症和降低代谢疾病风险方面受到了广泛关注[20]。目前,由于人类的饮食习惯,无论是在人类自身的膳食还是动物饲粮的脂肪酸组成中,∑n-6/∑n-3的比值都严重超标。研究表明,体内n-6 PUFA∶n-3 PUFA=1∶1即∑n-6/∑n-3的比值为1时最有利于人体健康[21]。虽然关于犬的最佳∑n-6/∑n-3比值的研究还未见报道,但本研究结果表明,饲粮中补充鱼油可以有效降低犬体内∑n-6/∑n-3的比值。

3.2 鱼油对警用德国牧羊犬运动生理参数的影响

基于我们的假设,在饲粮中补充鱼油可以改善警犬在规律的高强度训练期间的生理参数。大腿围的变化可以反映肌肉质量的变化。在整个试验期间,2组犬的大腿围均值都有所增加,FO组相比于CK组增长显著,这可能是因为食用鱼油补充了犬体内的n-3 PUFA,而n-3 PUFA可以促进蛋白质的合成[22-23]。本研究结果表明,补充鱼油的FO组,在补充鱼油的第6周开始,运动前和运动后的心率都出现有益变化。有研究已经提出,n-3 PUFA可以通过不同的机制调节心率,包括改变心脏自主调节(增加副交感神经和/或减少交感神经活动)和降低心脏自然起搏节律[24]。在之前对人类的一项研究表明,食用鱼油会降低运动后静息心率[8]。然而,本研究中,食用鱼油后的第6周和第12周,在跑步机上慢跑运动后静息5 min,CK组和FO组犬的心率差异不显著。但是从具体数据中可以看到,犬5 min静息后心率仍远大于运动前的心率,说明30 min慢跑运动后犬需要长于5 min的恢复期。本研究中,给予的静息时间短可能是导致观察到的静息后心率2组间差异不显著的原因。长时间的肌肉工作产生的高温会对肌肉的代谢和表现产生不利影响[25]。在本试验期间,观察到补充鱼油第6周和第12周犬运动后的直肠温度相比于CK组降低了约0.2 ℃,出现显著差异可能是因为补充鱼油能增加了FO组犬的肌肉质量(这从大腿围的增加可以看出),在相同运动量的情况下,FO组犬的单位肌肉工作量更少,活跃肌肉产生的热量更少。

3.3 鱼油对警用德国牧羊犬抗氧化指标的影响

运动过程因会增加体内的耗氧量而产生更多的自由基和活性氧[26]。重复耐力训练已被证明会增加脂质过氧化水平[27]。饲粮中补充鱼油6周后,本试验就观察到血浆和红细胞膜脂肪酸中n-3 PUFA的占比增大。理论上讲,脂肪酸的氧化能力是与脂肪酸链的双键数目相关的,因此EPA和DHA含量的增加会引起更高的过氧化反应,但本试验结果显示,在补充鱼油12周后,犬血浆中的脂质过氧化产物MDA含量减少,红细胞中CAT和GPx活性提高。胡晓晶等[28]的研究发现,EPA、DHA能提高大鼠系膜细胞(GMCs)中抗氧化酶SOD、GPx的活性,减少细胞内MDA的生成,从而有效缓解脂多糖(LPS)刺激大鼠系膜细胞后产生的氧化应激。Gortan等[29]认为,饲粮中的n-3 PUFA可通过增强线粒体自噬使活性氧的产生正常化,从而平衡组织氧化还原系统,进一步使紊乱的分解代谢正常化并防止肌肉萎缩。n-3 PUFA作为鱼油的重要组成成分,可以减轻过度运动引起的氧化应激和炎症反应,从而给运动员带来多种益处,促进肌肉性能、改善免疫功能。警犬经常处于高强度的训练和运动中,持续产生的活性氧可能无法被自身的抗氧化防御机制完全中和,最终造成机体的损伤[30]。在饲粮中补充鱼油,能有效减弱警犬高强度训练和运动后的慢性应激反应。

4 结论

① 饲粮中补充鱼油能提高警用德国牧羊犬血浆和红细胞膜中∑n-3 PUFA含量,降低∑n-6/∑n-3的比值。
② 饲粮中补充鱼油6周后,在高强度规律运动和训练下,警用德国牧羊犬的肌肉质量增加,运动前后心率下降,运动后体温也适当降低,说明补充鱼油提高了警犬的运动性能。
③ 饲粮中补充鱼油12周后,警用德国牧羊犬机体的氧化应激状态得到有效改善,说明补充鱼油对警犬的运动状态起到了积极的促进作用。

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