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在纯种赛马的饲粮中添加硝酸盐来源甜菜根汁(BJ)，为期四周。对血浆中硝酸盐/亚硝酸盐的分析显示，对照组和给药组之间无显著差异。采用筛选离子流管/质谱法(SIFT/MS)分析粪便代谢组。采用顶空采样法对对照组和添加甜菜根的马驹粪便中挥发性有机化合物(VOCs)的含量和类型进行了比较。结论是，赛马似乎没有硝酸盐转运体，在马的饲粮中添加BJ不会提高其性能

关键词

甜菜根，粪便代谢组，硝酸盐，亚硝酸盐，赛马

介绍

甜菜根汁(BJ)是一种丰富的硝酸盐(NO_3.⁺）并且经常被运动员试图提高他们的表现。在人类中，硝酸盐降至亚硝酸盐（没有₂^-)、一氧化氮(NO)和氨通过唾液和肠道细菌[1]和几种酶和蛋白质，包括黄嘌呤氧化酶、脱氧血红蛋白和肌红蛋白[2]。唾液中产生的亚硝酸盐在酸性胃中被部分还原为NO，但有很高比例的亚硝酸盐在血液和组织中代谢为NO之前进入体循环。NO具有舒张血管、降低血压、降低氧化应激等多种作用。它还调节肠道和骨骼肌[4]的葡萄糖摄取，因此可能增加高速运动所需的能量供应。虽然有许多关于人类运动员使用BJ的报道，但它的效果是可变的，因为不是所有运动员都受益。到目前为止，还没有相应的数据表明BJ对赛马的影响。因此，目前还不清楚补充硝酸盐是否会改善马的表现。

实验方法

剂量管理

赛马(20匹)，小马和骟马在完全训练，被分为两个平等的组。每匹马都被安置在同一个马厩里，并由同一个驯马师管理。所有人都在积极进行平跑训练。它们不同时服用药物，并被喂食含有燕麦和干草的标准饮食和补品(表1)。尽管人类参赛者在比赛前服用500毫升BJ，但马的等效剂量约为4升，这在比赛前是不切实际的。因此，A组接受甜菜根固体/甜菜根汁和麦芽补充以掩盖味道(300毫升/天，ERME，由Stowmarket Muntons供应)。这提供了60%固体的最终浓度，而对照组(B组)仅接受ERME (300ml/天，60%固体)。连续给药超过四周，以提供稳定的硝酸盐输入。

表格1。所有马的每日总摄入量

燕麦+均衡器	5.25公斤
《出类拔萃》(Outshine, Bailey’s Horse Feeds)	520 G.
亚麻籽油	220毫升
盐	51 G.
电解质	132克
盖干草	4.1公斤
alfalfa hay	0.6公斤

测定亚硝酸盐/硝酸盐

用于分析硝酸盐和亚硝酸盐的血液样本分别在研究开始时、第1、2和4周时采集。样品由快递送到分析实验室Sequani Laboratories (Ledbury)。最初，亚硝酸盐的测定使用Griess反应[5]，其中有一个两级重氮化步骤。酸化不₂⁺离子产生与磺酸反应的亚硝化剂，形成重氮离子，然后偶联至N-（1-萘基） - 乙二胺。偶氮衍生物产生的吸收光在540-570nm处，因此在540nm处的微孔板读卡器上读取测定。该测定的检测极限为12.62μmol/升。然后使用NADH和硝酸还原酶将硝酸盐降低至亚硝酸盐，并且再次进行GRIESS反应;通过从总亚硝酸盐值减去内源性亚硝酸盐来测定硝酸盐。测定的检测限为23.09μmol/升。

粪便挥发性有机物分析

在研究开始时从每只动物身上采集粪便样本，并在4周后再次采集。这些样品被冷冻保存，直到全部样品被转移到开放大学(Milton Keynes)进行挥发性有机化合物(VOCs)的筛选离子流管质谱(SIFT/MS)分析。粪便样本从-80°C冰箱中取出并彻底解冻。每一样品称量出5g，放入由纳洛芬管构建的样品袋中。袋子中充满零级(无烃)空气，然后用Swagelok配件密封，然后放入40°C的培养箱中45分钟，以增加化合物挥发。孵育后，样品通过加热的取样毛细管附在筛-质谱上。SIFT-MS是一种实时微量气体分析仪，选择前体离子(H_3.o +，否+或o₂+，通过微波放电在空气/水混合物中产生，然后通过上游的四极质量过滤器进行选择)注入氦气载气，并通过一个流动管，通过加热的毛细管将样品引入其中。前驱体离子与样品化合物反应，生成的产物离子随后在下游的四极质量过滤器中分离，然后被检测并计数[6]。

结果

硝酸盐和亚硝酸盐

结果用GraphPad Quick Calcs t检验进行分析。研究开始时的平均血浆浓度硝酸在对照组略高于在测试(43.9 + / - -7.8 v . 35.2 + / - 17.8µ摩尔/升)但是这并不显著(表2和3)。试验过程中,测试组的水平略有上升,至48.3 + / - 20.1µ摩尔/升,尽管这并不重要。对照组的平均水平降至29.6+/- 18.0µmol/升(与起始水平无显著差异)，4周后两组间的显著性差异p = 0.04。内源亚硝酸盐均在检测范围内(< 12.62 mol/l)。

表2。甜菜根汁补充试验马的硝酸盐水平(µmol/升)

测试马	学习开始	第1周	第2周	第4周
A1	41.55.	53.60	33.53	44.34
A2	36.53	37.63	24.68	40.77
A3	54.21	50.06	22.72	33.69
A4	43.57	42.64	55.59	47.29
A5	38.43	76.91.	57.44	51.75
A6	51.18	76.01	53.57	43.49
A7	57.91	57.31	31.96	62.07
A8	35.22	46.04	26.29	54.32
A9	41.64	38.67	31.50	13.37
A10	39.16	51.48	104.31	91.48
意思	43.94	53.04	44.16	48.26
SD	7.81	13.86	24.93	20.09

表3。硝酸水平（μmol/升）控制马

控制马匹	学习开始	第1周	第2周	第4周
B1	40.45	49.29	23.37	40.30
B2	16.87	37.16	16.88	61.09
B3	16.87	35.11	39.51	16.25
B4	43.72	53.90	48.21	16.95
B5	19.11	46.16	10.47	12.74
B6	34.76	84.02	24.38	23.09
B7	44.09	44.70.	37.38	21.15
B8	15.68	20.81	81.80.	10.47
B9	68.18	61.29	85.27	53.80.
B10.	52.06	88.87	43.00	40.49
意思	35.18	52.13	41.03	29.63
SD	17.84	21.21	25.38	17.99

挥发性有机化合物

使用Mann Whitney U-Test Calculator（社会科学统计）分析了粪便代谢物化学分析的结果。通过用BJ（61 +/-140 v.137 +/- 195ppb）的治疗，低水平的粪便醋酸乳酸水平（61 +/- 140 v。141 +/-140 v。141 +/-140 ppb）与丙酸盐和丁酸盐的水平一样，不变。两组没有差异，在甲醛，乙醛，甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，苯酚，甲基苯酚，乙基苯酚，硫化氢，氰化物，酮酸，二甲基硫化物和二甲基二甲基中没有变化，苯或吲哚。然而，治疗前对照组B中的氨的平均水平明显更大（106.4 +/- 93 v。347 +/- 192.3 PPB，P = 0.002），治疗后，这是不变的（129.9 +/- 80.2 v。248.6+/- 346.1 ppb）。在测试组A中显着改变的唯一参数是乙腈（CH_3.CN)，由9.4 +/-26上升至46.3 +/- 38ppb, p<0.05。

这些动物的表现没有受到影响。

讨论

人类运动员的几项研究表明，用BJ /硝酸盐的补充可以给出均衡结果;对该领域的审查发现矛盾数据和生理效果似乎变量。在一次试验中没有咖啡因和甜菜根汁的个体或综合作用[7]。富含硝酸盐的甜菜汁升高的血浆亚硝酸盐浓度在一个小的随机试验中，但没有改变血浆葡萄糖或肝血流[4]，而Shannon等人也发现甜菜根汁补充显着升高的血浆亚硝酸盐，表现出短时间的增强不长时间时间 - 试验表演[8]。双盲交叉研究表明，BJ补充可以增强骑自行车者中的短强度作用[9]，或者在训练有素的运动员中对效果相对较少[10]。

在人类受试者中，显然，BJ的摄取可以增加尿酸硝酸盐，亚硝酸盐，没有代谢物[11]并常常报道硝酸盐转化为其他含氮代谢物。然而，在训练有素的运动员的标准中，用BJ的补充产生了血浆硝酸盐的非显着升高，血浆亚硝酸盐没有增加。随着马的胃酸少于人类，似乎不太可能转化任何亚硝酸盐，这可能形成为不。这些结果表明，赛马群体没有硝态输送器系统。虽然这些蛋白质在植物和细菌中已经过度研究，但对哺乳动物中的等同物很少见。猪和人类是杂食的，所以可能包括富含硝酸盐的食品，如菠菜，甜菜根和莴苣。它们都有蛋白质唾液蛋白作为电生2no_3.^-/H⁺唾液缩醛细胞血浆膜中的转运物。它们还具有舌头后部的口腔细菌种类，其通过硝酸还原酶催化硝酸盐转化为亚硝酸盐[12,13]。然而，马匹已经进化为主要吃草，含有很少或没有硝酸盐，因此似乎没有相关的转运蛋白或还原酶。

除了试验组的乙腈水平升高外，两组的粪便代谢物没有变化，因此对肠道微生物组没有影响。这可能来自肠道细菌对硝酸盐的还原代谢，这清楚地表明来自甜菜根饮食的含氮化合物进入了消化道。麦芽提取物ERME已知会改变肠道微生物群[6]，但由于两组马被喂食的量相同，任何影响都得到了补偿。蔬菜和抗性淀粉等膳食成分可以改变人类肠道细菌的分布[14,15]。然而，尽管碳水化合物聚合物形成了甜菜根干物质的约70%，但它的长期摄入似乎不会影响马肠道微生物群，因为代谢组几乎没有变化。

结论

Fed BJ的马匹显示硝酸盐/亚硝酸盐水平的变化，粪便代谢或性能。结论必须是BJ的补充，尽管有一些用于成分列表的商业产品销售了一些商业产品，但仍然没有对赛马的影响。由于赛马是一种相对近距离的菌株，如果它们具有所需的硝酸盐转运蛋白/还原酶，则BJ可能在普通等量中有效。

道德

这些马都被一个合格的兽医照顾，他们监督饮食和血液采样的变化。虽然没有科学证据，但马市场上的几个产品含有甜菜根，即这种科学证据可以提高性能。该项目进行了，因为培训师希望知道马匹在人类运动员中报道的情况下，马匹是否会对甜菜根作为膳食补充剂进行积极反应。兽医致力于知道甜菜根是否实际上是有益的，因此可以建议。因此，该试点项目进行了提供所需的证据。

经济支持

没有任何

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

披露

JOH-负责实验的构思和设计
RHW-负责最初的想法，文章的起草和结果的解释
CT-负责数据分析和结果解释
负责数据采集和分析

参考

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