微量元素在赛马中的应用及其调控肌肉力量的研究进展

时间：2024-05-23

陈富强

(沈阳航空航天大学,辽宁沈阳 110136)

自古以来人类的发展与马都有着千丝万缕的关系，中国各民族更是与马有着深厚的感情。古时候的“田忌赛马”、藏族的藏北赛马会等更是体现了马与中国人民的渊源，蒙古族更是被称为“马背上的民族”（陈碧述，2010）。马匹除了在农业、工业、军事上应用以外，赛马运动更是深受人们喜爱的一项世界性运动。广义上的赛马包括马术、盛装舞步、障碍赛等赛马项目，狭义上的赛马是指速度型赛马（叶润芳，2013）。随着社会经济的发展及赛马运动的推广，赛马越来越多的受到人们的关注。现代赛马起源于欧洲，经过多年的发展已成为集娱乐、商业、博彩于一体的现代化体育项目（文明，2019）。现代赛马产业庞大，对拉动经济发展、增加就业岗位等方面具有积极的促进作用。近年来商业性赛马在亚洲地区快速发展（韩国才等，2014），我国作为马文化重要的发源地自然身列其中。商业性赛马产业的快速发展促进了与马相关领域的发展，如赛马运动损伤的恢复、赛马运动潜能DNA检测、赛马饮食结构合理搭配等方面。与赛马相关领域的发展又带动了饲料行业、检测行业、保健行业等行业的发展（C. Herholz等，2017）。赛马是一项竞争激烈、对抗性强的运动，对于赛马肌肉的爆发力及耐力都是一项考验。微量元素作为动物生长发育过程中不可或缺的营养元素之一，在赛马中也有重要作用。本文从微量元素对动物生长发育的重要性出发，综述了微量元素在赛马中的应用及对赛马肌肉力量的调控，以期为赛马行业的健康发展贡献绵薄之力。

1 微量元素对动物的重要性

动物有机体中含有丰富的矿质元素，赛马也不例外。依据有机体中元素含量的多少，含量范围在0.01%～0.00001%的元素称之为微量元素。微量元素在动物体内含量较少，但在动物生长发育中起重要作用。一些微量元素还是动物新陈代谢过程中酶的重要辅助因子，对维持DNA稳定及功能酶结构的稳定具有重要作用。目前应用最广的微量元素（如铁、铜、锰、钴等）对动物繁殖性能、组织修复、抗应激能力具有重要作用。如铁是血红蛋白、肌红蛋白的重要组成部分，血红蛋白能运输血液中的氧气和二氧化碳，保障血液中稳定的氧气浓度。血液中稳定的氧气浓度是赛马在运动过程中充分发挥肌肉力量的重要保障。铜不仅与动物骨骼生长息息相关，还影响神经细胞的发育。一匹优秀的赛马不仅能正常的生长发育，同时也需要具备较高的生殖能力及代谢机能，而这些都离不开微量元素碘。在动物生长发育过程中，许多生理性疾病及机能异常都与微量元素息息相关。动物主要从饲料中摄取生长发育所需的营养，因此，在饲养动物过程中常在饲料中添加微量元素以满足动物对微量元素的需求。饲料中微量元素的添加量需要有科学依据，因为微量元素含量偏低会影响动物的生长发育，含量过高又有可能引起动物中毒。尤其在现代畜牧业背景下，动物养殖基本全是人工饲养，动物缺乏野外觅食的机会，长期饲喂不合格饲料容易造成动物微量元素缺乏，影响动物的正常生长、发育、繁殖甚至引起死亡。动物饲料常以玉米、谷物、草等为原料，饲料中纤维质丰富，但微量元素含量有限。饲料生产商家或养殖人员通常会在饲料中添加微量元素以使饲料中含有充足的微量元素。常用的微量元素饲料添加剂有锌、铁、锰、铜、钴、碘、硒等元素。单一的添加微量元素不利于动物的吸收利用，常用含铁的化合物有硫酸亚铁、硫酸铁等，含铜有氯化铜、氧化铜等物质添加入饲料中（王慧等.2015）。赛马作为一项高投入高回报的商业体育运动，马匹健康更是备受关注。随着环保意识及马匹健康意识的增强，易被赛马吸收、性状稳定的有机微量元素逐渐在赛马中推广应用。

微量元素对动物的作用可以分为以下几类：第一，保障动物的健康生长。动物体呼吸、消化、生长等生命活动离不开酶的催化作用。微量元素是酶的重要组成成分，对维持动物生命活动和健康生长具有不可替代的作用。以铜为例，铜既是多种抗氧化酶的组成成分，又参与动物的造血过程。马、牛等动物体型较大、重量较大，需要有坚固强壮的骨骼支撑身体，以便正常行走、活动。动物缺铜会降低骨骼的稳定性和强度，容易发生骨质疏松甚至骨折等现象。第二，提高动物免疫力。动物的免疫能力与免疫系统息息相关，微量元素具有调控动物免疫系统的能力。微量元素能提高动物的免疫能力，提高动物适应性。微量元素硒能提高吞噬细胞的杀伤活性，缺乏硒会抑制动物免疫系统中吞噬细胞的功能。铬对动物的免疫功能也有促进作用。在应激环境下生长的牛日粮中添加适量的铬，能显著提高牛淋巴细胞的增殖。第三，提高动物生殖能力。动物生殖能力影响物种延续，相对于体型较小的动物来说，马等体型较大的动物繁殖能力较弱。雌性动物的孕激素含量、雄性动物精子活力、睾酮含量等都对动物的繁殖能力具有明显影响。微量元素锌、硒、碘、锰等都能提高动物精子活力与母畜受孕几率，提高动物繁殖能力（毛娅，2019）。

2 微量元素在赛马中的应用

随着赛马运动的发展，人们对赛马运动的喜爱不再单纯的停留在赛马比赛带来的感官刺激与经济效益，马匹健康及福利也逐渐成为人们关注的热点。关于微量元素的功效已有了较为深入的研究，微量元素也在赛马中有广泛应用。

2.1 赛马饲料中添加微量元素随着赛马运动的兴起与发展，针对不同赛马项目，马主人对马匹拥有不同的要求。如参加盛装舞步的赛马，马主要求赛马拥有健美的体态及柔顺的毛发；对于参加速度型赛马比赛的赛马，马主则偏向于赛马拥有强健的肌肉爆发力和持久力；对休闲骑乘用的马匹，马主更偏向于马匹拥有温顺的性格及优美的外观和肌肉耐力。针对不同用途的赛马，虽然在日常管理及训练模式上有差异，但马主对马匹的饲料都要求含有丰富的蛋白质、微量元素等。赛马这种时尚运动所用的马匹都是经过人工多年驯养的，饲料是赛马摄取营养的主要来源。常用的饲料是以糠麸类、淀粉质类等能量饲料为主。能量饲料能满足赛马对能量的基本需求，并保证正常的生命活动，但却不能保障赛马全面健康的生长。在饲料中添加微量元素能有效促进赛马的健康生长，且效果显著。关于在马饲料中添加微量元素以促进马健康生长的研究已有多年历史，最早的研究发现，在马饲料中添加微量元素铁、锰、钴有利于马骨骼的生长和发育，而单纯添加铜或锌则无明显效果（朱钦龙，1999）。微量元素在赛马的应用可以体现在为赛马饲料中添加传统微量元素和有机微量元素。传统的微量元素饲料添加剂主要以微量元素的化合物形式添加。如与赛马生殖系统相关的微量元素锌，常以硫酸锌、氯化锌、氧化锌等化合物的形式添加。碘化钾、碘酸钙等化合物为赛马提供充足微量元素碘，进而确保赛马免疫系统的正常。赛马饲料中添加碘化亚铜，在补充微量元素碘的过程中同时补充微量元素铜不仅有利于提高赛马对微量元素的吸收利用，还能提高饲料的使用效益。传统的微量元素添加方式虽然能保障赛马对微量元素的需求，但仍有一部分微量元素不能被赛马吸收，进而随粪便排出体外，造成一定的环境污染。相对于传统的以化合物形式添加微量元素而言，有机微量元素易被赛马吸收消化，对于环境污染也较小。有机微量元素是将蛋白质、氨基酸等物质与微量元素结合形成螯合物或络合物，这种络合物稳定性好、生物学效价高、适用性广，且减少环境污染。有机微量元素在赛马饲料中的使用越来越普遍，为赛马健康做出重要贡献。

2.2 微量元素提高赛马的免疫能力微量元素与赛马的免疫系统关系密切，其直接参与赛马的细胞免疫与体液免疫，对维持赛马免疫器官的结构与功能起重要作用。缺乏微量元素会引起赛马免疫能力降低、抗病能力下降等现象。赛马运动目前已成为全球性的商业运动，且参与国家、单位也在逐渐增多，以赛马为媒介进行的交流活动日益频繁。引进外地或外国优秀品种的赛马及指派本地赛马去其他地区参赛是赛马活动中经常出现的事情。血统纯正的赛马一般都有着浓郁的地方特色与固定的生活习性，频繁的离开当地去往其他地方参与比赛，赛马很容易出现免疫力下降、消化不良、水土不服等现象。吞噬细胞在赛马体内虽然存活时间较短，但吞噬细胞却在病原体杀灭过程中起重要作用。微量元素锌能提高吞噬细胞中酶的活性，进而提高赛马的免疫能力。微量元素锌能提高血浆中IgG的浓度，从而提高赛马免疫能力，减少赛马腹泻率，保障赛马正常进食，对提高赛马健康具有重要意义。尤其在赛马转移到临时马房的情况下，为赛马补充微量元素锌能明显提高赛马对临时马房的适应性。赛马日常训练及比赛过程中对马蹄的损耗很大，马蹄养护管理不及时容易引起马蹄发炎感染。微量元素铜能提高白细胞、淋巴细胞的功能，参与血清免疫球蛋白的形成。在赛马的日常养护管理过程中，给赛马补充微量元素铜能有效提高赛马的免疫能力、降低赛马感染风险。在增强免疫能力方面，微量元素硒也有重要作用。赛马饲料讲究精料和粗粮搭配，但饲料进入赛马肠道内需要经过消化才能被吸收。一些饲料在赛马肠道消化过程中会形成一些过氧化物等有害物质，含有微量元素硒的硒蛋白具有清除过氧化物的能力，保护赛马不被过氧化物伤害。赛马在短途比赛及耐力赛中，剧烈运动会加快赛马体内物质代谢，导致赛马体内自由基增多，引起应激反应。应激反应的出现不仅会影响赛马的比赛水平，而且对赛马本身有一定伤害（周琛，2014）。微量元素硒能降低赛马因剧烈运动造成的应激反应，减少自由基对各组织器官的伤害，更有利于赛马在运动后生理机能的快速恢复。同时，微量元素硒能促进淋巴细胞产生IL-2，增强赛马的细胞免疫，改善赛马的亚健康状态。微量元素在提高赛马免疫能力方面效果显著，已在赛马运动中广泛应用。

3 微量元素对赛马肌肉力量的调控

赛马运动中，马是人们重点关注对象。一匹优秀的赛马除了需要有俊朗的外表，还需要有强健的肌肉。尤其是在速度型赛马比赛中，赛马的肌肉力量对比赛胜负有关键性影响。在速度型赛马比赛中，赛马肌肉的横截面积、肌肉收缩杠杆作用及肌肉纤维类型影响赛马肌肉力量的发挥。赛马肌肉纤维类型决定赛马的肌肉耐力和爆发力。肌肉横截面积、肌肉收缩的杠杆作用也与赛马肌肉力量息息相关。赛马肌肉力量的高低与赛马品种、饲养水平有关，饲养水平对赛马肌肉力量的提升具有重要作用。微量元素作为决定赛马饲料品质高低的标准之一，对赛马肌肉力量也有着调控作用。蛋白质含量的高低影响赛马肌肉横截面积的大小。有机微量元素作为微量元素与蛋白质的络合物，其能在为赛马补充微量元素的过程中也补充蛋白质，有利于提高赛马肌肉的横截面积。微量元素硒是赛马肌肉的重要组成成分之一（White等，2016），能提高赛马肌肉力量。赛马的骨骼关节是肌肉收缩的杠杆支点，因此，良好的骨骼发育也是赛马充分发挥肌肉力量的重要保障。微量元素铜对赛马骨骼的发育具有重要作用，能保证赛马肌肉力量杠杆作用更为协调。骨骼肌是肌肉杠杆作用的动力来源。微量元素锌能促进赛马骨骼肌功能的正常发挥，也能提高赛马的抗疲劳能力，有利于赛马在比赛中充分发挥肌肉力量。微量元素锌还能促进赛马肌肉的生长，增加赛马肌肉含量，从而提高赛马的肌肉力量。赛马在比赛过程中剧烈运动会排出大量汗水，一些矿物质、微量元素也会随着汗水排出体外。微量元素的流失会影响赛马肌肉收缩，造成赛马肌肉无力、肌肉痉挛甚至抽搐。及时为赛马补充钴、碘、铁等微量元素能有效保障赛马在运动过程中肌肉力量的充分发挥。