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5 km用时6 min 35 s，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。

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3 kg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72 g BCAA(由35.0 g亮氨酸、16.6 g异亮氨基酸、20.4 g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38 d(预试期7 d，正试期31 d)的补喂试验及训练试验。试验设计及分组见表 1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 试验设计及分组 Table 1 Experiment design and group 项目 Items 马匹数量 Number of horse 苜蓿干草 Alfalfa hay/kg 颗粒精料 Pelleted concentrate/kg 补喂 Supplemental feeding 对照组 Control group 4 自由采食 3 无 试验组 Trail group 4 自由采食 3 72 g BCAA

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

试验马匹单厩饲养，采用先粗后精的饲喂方法，将3 kg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，4 h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40 cm，底部为土基，道宽21 m，周长为1 000 m；草道由天然的牧草形成，宽21 m，周长为1 100 m。

试验马匹采用间歇式训练方法。马匹训练1 d休息1 d。马匹在采食后4 h开始训练，在1 km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5~10 min，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

Table 2

表2(Table 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) % 原料 Ingredients 含量 Content 营养水平 Nutrient levels 含量 Content 玉米 Corn 44.00 干物质 DM 93.71 燕麦 Oat 15.00 有机物 OM 90.03 大麦 Barley 15.00 粗蛋白质 CP 13.09 大豆粕 Soybean meal 20.00 中性洗涤纤维 NDF 45.89 鱼粉 Fish meal 1.00 酸性洗涤纤维 ADF 20.56 磷酸氢钙 CaHPO4 3.00 钙 Ca 0.39 食盐 NaCl 1.00 磷 P 0.88 预混料 Premix1) 1.00 消化能 DE/(MJ/kg)2) 20.78 合计 Total 100.00 1)预混料为每千克精料提供The premix provided the following per kg of concentrate:VA 480 IU，VB1 816.32 mg，VB2 333.2 mg，VB6 48.96 mg，VD 70.4 IU，VE 21 333.36 IU，泛酸 pantothenic acid 20.46 mg，烟酰胺 nicotinamide 484.85 mg，Cu (as copper sulfate) 10.58 mg，Fe (as ferrous sulfate) 5.56 mg，Mn (as manganese sulfate) 33.54 mg，Zn (as zinc sulfate) 30.92 mg，I (as potassium iodide) 2.46 mg，Se (as sodium selenite) 5.93 mg，Co (as cobalt chloride) 1.11 mg。 2)除消化能为计算值，其余均为实测值。DE was a calculated value and the others were measured values.

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)

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

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

在正试期第31天进行速步赛，分别于赛前1 h、赛后30 min、赛后24 h在速步马颈静脉处采集血样5 mL至肝素钠采血管中，1 500×g离心15 min，制取血浆并于-20 ℃冷冻保存备用。

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。

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。

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

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 补喂BCAA对速步马1 km速步赛成绩的影响 Table 3 Effects of supplemental feeding BCAA on result of 1 km trot race in trotters (n=4) s 项目Items 对照组 Control group 试验组 Trail group P值 P-value 第0天比赛用时 Test time at the 0th d of the race 134.37±9.81 153.71±29.75 0.337 第31天比赛用时 Test time at the 31st d of the race 116.47±14.71 130.00±20.57 0.381 第0天到第31天减少用时 Time shorten of the 0th to 31st d 17.89±5.91 23.71±4.18 0.598 同行数据肩标无字母或相同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 no letter or the same 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 补喂BCAA对速步马1 km速步赛成绩的影响 Table 3 Effects of supplemental feeding BCAA on result of 1 km trot race in trotters (n=4)

从表 4可知，在1 km速步赛前1 h，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30 min，各组马匹心率恢复到正常水平。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 补喂BCAA对速步马1 km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 1 km trot race in trotters (n=4) bpm 项目 Items 对照组 Control group 试验组 Trail group P值 P-value 赛前1 h 1 h before the race 55.50±8.23 57.25±4.19 0.570 赛后即刻 The end of the race 103.00±14.77 90.00±9.63 0.384 赛后30 min 30 min after the race 46.50±1.73 44.75±2.50 0.389

表4 补喂BCAA对速步马1 km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 1 km trot race in trotters (n=4)

从表 5可知，在血浆MDA含量方面，赛前1 h试验组与对照组差异不显著(P＞0.05)；赛后30 min，对照组血浆中MDA含量明显升高，相比于赛前1 h提高10.97%；赛后24 h，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30 min时试验组与对照组相比于赛前1 h均有所提高；赛后24 h，对照组较赛后30 min稍有降低，但试验组较赛后30 min仍有所提高。在血浆GSH-Px活力方面，赛后30 min试验组与对照组相比于赛前1 h均降低；赛后24 h，试验组比对照组提高21.43%(P＞0.05)。在血浆SOD活力方面，赛后24 h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1 h相比，赛后30 min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24 h，各组血浆T-AOC趋于正常。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 补喂BCAA对速步马1 km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 1 km trot race in trotters (n=4) 项目 Items 对照组 Control group 试验组 Trail group P值 P-value 丙二醛MDA/(nmol/mL) 赛前1 h 1 h before the race 2.37±0.53 2.77±0.15 0.189 赛后30 min 30 min after the race 2.63±0.43 2.87±0.18 0.341 赛后24 h 24 h after the race 3.96±0.80 4.10±0.63 0.783 过氧化物酶 CAT/(U/mL) 赛前1 h 1 h before the race 9.87±1.32 8.69±1.92 0.353 赛后30 min 30 min after the race 10.88±1.32 10.29±1.32 0.553 赛后24 h 24 h after the race 10.84±0.65 11.84±0.43 0.091 谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px/(U/mL) 赛前1 h 1 h before the race 239.56±32.08 253.90±30.86 0.543 赛后30 min 30 min after the race 193.01±24.34 178.01±21.30 0.389 赛后24 h 24 h after the race 228.53±49.51 277.50±18.52 0.113 超氧化物歧化酶 SOD/(U/mL) 赛前1 h 1 h before the race 36.81±1.78 37.86±2.13 0.478 赛后30 min 30 min after the race 39.64±5.09 39.71±2.24 0.981 赛后24 h 24 h after the race 34.48±1.49Bb 41.72±2.90Aa 0.004 总抗氧化能力 T-AOC/(U/mL) 赛前1 h 1 h before the race 2.57±0.53 2.54±0.32 0.924 赛后30 min 30 min after the race 3.25±0.03b 3.89±0.13a 0.021 赛后24 h 24 h after the race 3.23±0.61 3.68±0.83 0.509

表5 补喂BCAA对速步马1 km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 1 km trot race in trotters (n=4)

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

表6

Table 6

表6(Table 6)

表6 补喂BCAA对速步马1 km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 1 km trot race in trotters (n=4) 项目 Items 对照组 Control group 试验组 Trail group P值 P-value 胰岛素 INS/(mIU/L) 赛前1 h 1h before the race 9.96±1.07 11.95±1.08 0.086 赛后30 min 30 min after the race 12.43±1.75 14.59±2.91 0.311 赛后24 h 24 h after the race 14.72±1.90 16.22±0.15 0.244 胰高血糖素 Gc/(pg/mL) 赛前1 h 1 h before the race 272.67±31.52 297.07±33.81 0.370 赛后30 min 30 min after the race 287.92±43.45 287.14±33.58 0.978 赛后24 h 24 h after the race 318.39±52.84 339.08±37.24 0.609 皮质醇 COR/(ng/mL) 赛前1 h 1 h before the race 144.93±22.18 145.22±20.03 0.736 赛后30 min 30 min after the race 125.69±7.92 114.64±26.33 0.452 赛后24 h 24 h after the race 102.58±11.63 91.15±13.58 0.330

表6 补喂BCAA对速步马1 km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 1 km trot race in trotters (n=4)

从表 7可知，在血浆肌酸含量方面，赛后30 min时对照组、试验组差异不显著(P＞0.05)，赛后24 h，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1 h、赛后30 min、赛后24 h对照组、试验组之间 均差异不显著(P＞0.05)。

表7

Table 7

表7(Table 7)

表7 补喂BCAA对速步马1 km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 1 km trot race in trotters (n=4) 项目 Items 对照组 Control group 试验组 Trail group P值 P-value 肌酸 Creatine/(nmol/mL) 赛前1 h 1 h before the race 24.14±5.56 30.38±3.42 0.206 赛后30 min 30 min after the race 24.24±2.64 30.38±3.42 0.464 赛后24 h 24 h after the race 26.19±10.20 36.57±10.58 0.208 葡萄糖 Glu/(mmol/L) 赛前1 h 1 h before the race 5.58±0.46 5.96±0.87 0.850 赛后30 min 30 min after the race 5.24±0.50 6.13±0.84 0.306 赛后24 h 24 h after the race 5.56±0.32 5.84±0.39 0.572

表7 补喂BCAA对速步马1 km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 1 km trot race in trotters (n=4)

从表 8可知，赛后30 min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24 h时各组血浆中LA含量开始降低；在血浆Cre含量方面，赛前1 h各组间差异不显著(P＞0.05)，赛后30 min各组均提高且差异不显著(P＞0.05)，赛后24 h各组间差异不显著(P＞0.05)。

表8

Table 8

表8(Table 8)

表8 补喂BCAA对速步马1 km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 1 km trot race in trotters (n=4) 项目 Items 对照组 Control group 试验组 Trail group P值 P-value 乳酸 LA/(mmol/L) 赛前1 h 1 h before the race 0.77±0.02 0.87±0.06 0.720 赛后30 min 30 min after the race 1.37±0.24 1.21±0.21 0.480 赛后24 h 24 h after the race 1.15±0.10 1.13±0.07 0.830 肌酐Creatinine/(μmol/L) 赛前1 h 1 h before the race 9.87±1.32 8.69±1.91 0.353 赛后30 min 30 min after the race 10.88±1.32 10.29±1.32 0.553 赛后24 h 24 h after the race 10.84±0.65 11.62±0.30 0.091

表8 补喂BCAA对速步马1 km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 1 km trot race in trotters (n=4)

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12 g BCAA可提高部分运动员的比赛成绩。

在本试验中，补喂BCAA可提高速步马1 km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30 d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30～42 bpm^[8]。Gehlen等^[9]报道，纯血马在训练前静息状态下平均心率为31.7 bpm。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184.23 bpm。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30 min，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。

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30 min血浆中SOD活力及T-AOC，提高赛后24 h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30 d补喂BCAA可提高速步马血浆中SOD、GSH-Px活力。

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30 min及赛后24 h对照组与试验组血浆中INS含量与赛前1 h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24 h血浆中Gc含量均高于赛前1 h及赛后30 min，这可能是由于赛后24 h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30 min及赛后24 h血浆中COR含量持续降低，与Davies等^[16]的研究结果一致。

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8～103 μmol/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1 h、赛后30 min、赛后24 h血浆中肌酸含量无显著变化，而试验组赛后24 h血浆中肌酸含量较赛前1 h、赛后30 min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1 h、赛后30 min、赛后24 h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。

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1 h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30 min及赛后24 h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1 h、赛后30 min、赛后24 h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。

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。