水是机体最重要的营养素之一，也是机体各种营养素的功能得以实现的环境基础^[1]。马在运动中以汗和尿的形式损失大量的水，马出汗每小时可达到10~15 L^[2]。运动量大的马匹水的需要量更大，据报道，在163 km的耐力竞赛中，马匹的水分损失量为30~40 L^[3]。在长距离耐力赛中，竞技马的饮水对维持体内水分和电解质平衡起主要作用^[3]。Armstrong等^[4]报道，缺水不仅对机体造成危害，而且大大降低机体的运动性能。在保持马匹适宜的生理状态下，给马匹补喂保水性好的饲料，来增加体内水分保留量，可减弱运动中缺水的发生，提高运动性能^[5]。纤维在马匹肠道内不仅具有保水的作用，还能有效补充马匹运动过程中损失的水分^[3]。甜菜粕是甜菜制糖后的副产品，其产量大，成分以无氮浸出物为主，易消化粗纤维含量较高，保水性强^{[6, 7]}。目前有关利用甜菜粕的保水性，调节机体的水代谢，增加马匹体内水分保留量的研究鲜有报道。本试验旨在探究焉耆马饲粮中添加不同水平的甜菜粕对焉耆马水代谢及血液相关激素水平的影响，为今后甜菜粕在焉耆马中的应用提供理论和实践依据。

本试验于2014年7月1日至2014年8月1日在新疆巴音郭楞蒙古自治州宝骑焉耆马种马场进行。

i-STAT血气分析仪和i-STAT EC8+测试片，均由美国雅培公司生产，仪器型号i-STAT 300型。

本试验选取运动成绩、体重[(349.33±20.47) kg]、年龄、体尺相近的焉耆马(公马)12匹,随机分至对照组和2个试验组，每组4匹。水 代谢试验预试期15 d，正试期5 d，在正试期期间，采用全收粪收尿法按每隔1 d连续收集2 d的方式收集粪样和尿样(未采集样品的当天进行正常训练)。3组试验马匹分别饲喂添加不同水平甜菜粕的饲粮，饲养管理方式相同。试验设计与分组见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 试验设计与分组 Table 1 Experimental design and group 组别 Groups 样本数Sample number (n) 饲喂量 Feed amount 对照组 Control group 4 11 kg/d燕麦秸+3 kg/d基础饲粮 试验Ⅰ组 Trial group Ⅰ 4 11 kg/d燕麦秸+3 kg/d基础饲粮+0.6 kg/d甜菜粕 试验Ⅱ组 Trial group Ⅱ 4 11 kg/d燕麦秸+3 kg/d基础饲粮+1.2 kg/d甜菜粕

表1 试验设计与分组 Table 1 Experimental design and group

试验马单匹饲养于马圈中，每日供给4次饲粮，时间分别为07:00、13:00、18:00和22:00，自由饮水。每周对马匹训练3～4次，每次5～10 km。 基础饲粮配方的设定参照NRC(2007)马饲养标准中的运动马营养需要量，制成颗粒饲料。基础饲粮组成及营养水平见表2。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 2 Composition and nutrient levels of the basal diet(DM basis) % 原料 Ingredients 含量 Content 营养水平 Nutrient levels2) 含量 Content 玉米 Corn 45.00 总能 GE/(MJ/kg) 24.15 麸皮 Wheat bran 25.00 干物质 DM 89.97 次粉 Wheat midding 15.00 有机物 OM 92.40 豆粕 Soybean meal 10.00 粗蛋白质 CP 18.73 磷酸氢钙 CaHPO4 2.20 中性洗涤纤维 NDF 16.36 预混料 Premix1) 1.00 酸性洗涤纤维 ADF 4.35 食盐 NaCl 1.80 钙 Ca 0.75 合计 Total 100.00 磷 P 0.70   1)每千克预混料提供Provided the following per kilogram of premix:Co 0.826 3 g，Cu 4.232 8 g，I 2.952 9 g，Fe 11.191 0 g，Mn 17.056 8 g，Se 4.282 2 g，Zn 17.542 4 g，VA 1.500 0 g，VD 0.220 0 g，VE 80.000 0 g，硫胺素 thiamine 2.125 9 g，核黄素 riboflavin 1.041 7 g，烟酰胺 nicotinamide 1.212 1 g，泛酸钙 calcium pantothenate 0.510 2 g，VB6 0.122 4 g，生物素 biotin 1.000 0 g，VB12 0.001 0 g，VC 2.083 3 g，氯化胆碱 choline chloride 12.000 0 g，膨润土 bentonite 710.587 8 g。   2)实测值Measured values。

表2 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 2 Composition and nutrient levels of the basal diet(DM basis)

本试验采用全收粪收尿法，按照试验设计在每个采样日的11:00收集粪样、尿样，共计5 d。称量每匹焉耆马每天的饮水量、排尿量和排粪量并计算平均值。粪样置于通风处，自然风干，称量并计算粪中含水量，在正试期最后1天11:00采用肝素钠真空贮血管对马匹进行静脉采血5 mL， 3 500 r/min离心10 min，取上清液作为血浆样品-20 ℃保存，待测。在正试期最后1天11:00采用国产普通真空贮血管，对马匹进行颈静脉采集血液3 mL，立刻用i-STAT血气分析仪检测血液中钾离子(K⁺)、钠离子(Na⁺)和氯离子(Cl^-)的浓度。

血浆中抗利尿激素(ADH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、醛固酮(ALD)、血管紧张素Ⅱ(AⅡ)、心钠素(ANP)和皮质醇(COR)水平由北京华英生物技术研究所检测。

血液中钾离子(K⁺)、钠离子(Na⁺)和氯离子(Cl^-)的浓度具体测定方法如下：在温度为18～30 ℃条件下，将采集的血样注入i-STAT EC8+测试片样品池(100 μL)，合上卡盖，将测试片水平插入分析仪内，约5 min显示测试结果并记录。

试验数据用Excel软件进行数据整理，运用SPSS 19.00统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，试验结果以平均值±标准差表示，多重比较采用Duncan氏法进行。

由表3可以看出，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组饮水量比对照组分别提高了8.74%(P＞0.05)和20.80%(P＜0.05)；从水保留量上看，试验Ⅱ组比对照组和试验Ⅰ组分别增加了27.23%(P＜0.05)和33.83%(P＜0.05)；各组间排尿量、粪含水量以及肠道水保留量占饮水量比例及尿中干物质量均差异不显著(P＞0.05)。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 甜菜粕添加水平对焉耆马饮水量和水保留量的影响 Table 3 Effects of sugar beet pulp supplemental level on water intake and the water retention of Yanqi horse 项目 Items 对照组 Control group 试验Ⅰ组 Trial group Ⅰ 试验Ⅱ组 Trial group Ⅱ 饮水量 Water intake/[L/(d·匹)] 24.61±3.11b 26.76±1.69ab 29.73±0.85a 粪含水量 Water content in feces/[L/(d·匹)] 10.74±1.56 12.12±1.45 12.89±1.72 肠道水保留量占饮水量比例Intestinal water retention proportion account for water intake/% 56.16±5.69 54.73±3.86 56.71±4.63 排尿量 Urine excretion/[L/(d·匹)] 5.76±1.31 6.95±0.70 6.39±0.61 尿中干物质量 Dry matter content in urine/[kg/(d·匹)] 0.43±0.03 0.42±0.07 0.44±0.03 水保留量 Water retention/[L/(d·匹)] 8.52±1.60b 8.10±0.72b 10.84±0.31a   同行数据肩标相同或无字母表示差异不显著(P＞0.05)，不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P＜0.01)。下表同。   In the same row,values with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P＞0.05),while with different small letter superscripts mean significant difference (P＜0.05),and with different capital letter superscripts mean significant difference (P＜0.01). The same as below.

表3 甜菜粕添加水平对焉耆马饮水量和水保留量的影响 Table 3 Effects of sugar beet pulp supplemental level on water intake and the water retention of Yanqi horse

由表4可以看出，试验Ⅰ组和试验Ⅱ组血浆中ADH水平分别比对照组提高了14.65%(P＞0.05)和45.93%(P＜0.05)；试验Ⅰ组和试验Ⅱ组血浆中ACTH水平与对照组相比差异极显著(P＜0.01)，分别提高了22.02%和24.06%；血浆中ALD、COR、AⅡ和ANP水平各组间差异不显著(P＞0.05)，但血浆中ALD、AⅡ水平随着甜菜粕添加水平的增加有逐渐递增的趋势。

由表5可以看出，试验Ⅰ组、试验Ⅱ组血液中K⁺、Na⁺和Cl^-浓度与对照组相比差异均不显著(P＞0.05)，但血液中K⁺浓度随甜菜粕添加水平的增加有递增的趋势。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 甜菜粕添加水平对焉耆马血浆中水代谢相关激素水平的影响 Table 4 Effects of sugar beet pulp supplemental level on the levels of water metabolism relative hormones in plasma of Yanqi horse 项目 Items 对照组 Control group 试验Ⅰ组 Trial group Ⅰ 试验Ⅱ组 Trial group Ⅱ 抗利尿激素 ADH/(pg/mL) 14.61±3.60b 16.75±1.73ab 21.32±3.66a 促肾上腺皮质激素 ACTH/(pg/mL) 22.07±1.05Bb 26.93±1.58Aa 27.38±1.66Aa 醛固酮 ALD/(pg/mL) 111.69±17.85 116.90±15.08 117.05±10.08 皮质醇 COR/(ng/mL) 45.24±3.74 39.22±3.86 41.22±7.47 血管紧张素Ⅱ AⅡ/(pg/mL) 96.44±9.73 97.67±7.09 105.76±3.69 心钠素 ANP/(ng/mL) 0.25±0.05 0.24±0.06 0.26±0.07

表4 甜菜粕添加水平对焉耆马血浆中水代谢相关激素水平的影响 Table 4 Effects of sugar beet pulp supplemental level on the levels of water metabolism relative hormones in plasma of Yanqi horse

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 甜菜粕添加水平对焉耆马血液中K+、Na+和Cl-浓度的影响 Table 5 Effects of sugar beet pulp supplemental level on the concentrations of K+,Na+ and Cl- in blood of Yanqi horse mmol/L 项目Items 对照组 Control group 试验Ⅰ组 Trial group Ⅰ 试验Ⅱ组 Trial group Ⅱ 钾离子 K+ 3.40±0.76 3.78±0.13 3.98±0.51 钠离子 Na+ 136.75±1.89 137.50±0.58 137.08±1.31 氯离子 Cl- 102.75±1.89 103.00±0.82 103.50±0.58

表5 甜菜粕添加水平对焉耆马血液中K+、Na+和Cl-浓度的影响 Table 5 Effects of sugar beet pulp supplemental level on the concentrations of K+,Na+ and Cl- in blood of Yanqi horse

水对维持机体内环境的稳定、进行正常的物质代谢和维持机体正常的生理机能具有重要作用^[8]。马匹体内水分在饲料的消化和体内物质的代谢以及水解反应等都是不可缺少的物质，在酶反应中也是必不可少的^[3]。有研究证明，在运动前，饮用大量的水会导致过度的“水利尿”造成体内水分和Na⁺等电解质丢失，降低运动能力；而在运动过程中，大量补水后，水分存留于胃肠道内，增加胃肠道负担，影响膈肌上下移动而妨碍呼吸，继而影响运动性能^{[9, 10]}。

Castle^[11]用甜菜粕替代饲粮中的等量大麦(以干物质为基础)饲喂奶牛，研究结果表明，随着甜菜粕替代水平的提高，饮水量明显增加。本试验结果表明，随着甜菜粕添加水平的增加，试验马匹的饮水量也随之增加，与Castle^[11]研究结果一致；本试验在甜菜粕的添加水平达到1.2 kg/d时，马匹的饮水量和水保留量均显著高于对照组，分别提高了20.80%和27.23%，而各组马匹肠道水保留量占饮水量的比例无显著差异。这表明马匹肠道内水平衡受外在条件的影响较小，主要是靠机体通过神经或内分泌的调控来保持水平衡处于恒定状态^[12]。在本试验条件下，补饲1.2 kg/d甜菜粕可以显著增加马匹体内水保留量。

ADH又称精氨酸加压素或血管升压素，它是机体调节水平衡最重要的激素之一，其主要作用是提高集合管和远曲小管对水的通透性，调节肾脏对水分的重吸收^{[13, 14]}。ADH水平增加时，肾脏对水分的重吸收增强，使尿液浓缩，尿量减少，以达到抗利尿的效果^[12]。此外，机体渗透压增加或细胞外液容积降低时，可刺激下丘脑渗透压感受器，引起下丘脑释放ADH分泌增加，使肾脏对水分的重吸收活动明显加强，反之分泌减弱^[15]。本试验中，补饲0.6和1.2 kg/d甜菜粕组血浆ADH水平分别提高了14.65%和45.93%。这可能是因为给马匹补饲甜菜粕后，由于甜菜粕中的粗纤维在消化道内大量吸收水分，致使细胞外液容积降低，机体渗透压上升，ADH分泌增加，具体调节机理有待进一步探究。

在机体内，ACTH的生理作用是促进肾上腺皮质激素的合成和释放^[16]。在多种急性应激条件下，可引起ACTH分泌量增加^[13]。ALD和COR都属于肾上腺皮质激素中的一种盐皮质激素类。ALD主要作用于肾脏远曲小管和肾皮质集合管，增加Na⁺的重吸收的同时，水分吸收量也相应增加，进而起到保水的作用^[17]。COR的作用是增加肾小球血流量，使肾小球滤过率增加，促进水的排出，不利于机体保水^[18]，它还可以抑制ACTH的分泌^[13]。有研究证实，细胞外液容量下降，可引起肾上腺皮质分泌ALD，促进肾脏重吸收Na⁺和水，从而使细胞外液容量保持相对平衡的状态^[12]。本试验结果表明，给马匹补饲0.6和1.2 kg/d的甜菜粕后，血浆中ACTH水平分别提高了22.02%和24.06%，而血浆中ALD和COR的水平无显著变化，但ALD的水平随着甜菜粕添加水平的增加有递增的趋势。出现此现象的可能原因是补饲甜菜粕后引起马匹渴感而产生应激反应，使ACTH分泌量增加。

AⅡ是肾素通过肾小球旁器分泌的蛋白酶，来催化血管紧张素原水解形成^[13]。它具有促进ALD分泌的作用，进而促进钠的重吸收和促进钾的排泄，使水分吸收量增加，达到保水的作用。本试验数据显示，随着甜菜粕添加水平的增加血浆中AⅡ水平有增加的趋势，但无显著变化。

ANP的作用是促进NaCl和水排出，抑制AⅡ、ALD和ADH的分泌。有研究证明ANP具有利钠和利尿的作用^{[14, 19, 20]}。从本试验可以看出，各组马匹血浆中ANP水平无显著变化，表明补饲甜菜粕对马匹血浆中ANP水平无显著影响。

一般情况下，Cl^-以NaCl的形式和Na⁺共同摄入，在小肠被吸收。肾脏排出Na⁺增多，Cl^-排出也相应增多^[21]。有研究表明，在血液中无机离子(特别是Na⁺、K⁺、Cl^-)浓度，在维持血液渗透压和血容量，保证机体正常水代谢功能中具有重要作用^[22]。本试验结果表明，在饲喂甜菜粕后，焉耆马血液中Na⁺、K⁺和Cl^-的浓度均无显著变化，表明补饲甜菜粕对马匹的血浆Na⁺、K⁺和Cl^-浓度未产生显著影响。

本试验条件下，补饲1.2 kg/d甜菜粕可显著提高焉耆马体内水分的保留量和血浆中ADH的水平，极显著提高血浆中ACTH的水平，对机体的水代谢可以起到正向调节作用。