摄食对鲇鱼幼鱼力竭性运动后过量耗氧的影响

为了检验鲇鱼(Silurus asotus Linnaeus)幼鱼力竭性运动(Exhaustive exercise)后过量耗氧(EPOC)是否受到摄食的影响,以阐明其在两种功能状态下的功率配置模式,在(25.0±1.0)℃条件下,分别测定了对照组(摄食前)、摄食组[摄食12 h,摄食水平为(8.74±0.40)%]、摄食代谢恢复组[摄食60 h,摄食水平为(8.84±0.25)%]鲇幼鱼力竭性运动后EPOC及力竭性运动后恢复过程中呼吸频率(Vf)的变化。研究结果显示:对照组、摄食组、摄食代谢恢复组力竭性运动前耗氧率(MO2)显著差异(P<0.05),而Vf差异不显著;力竭性运动后MO2和Vf均立即达到峰值,随后逐渐恢复到稳定状态;摄食组的耗氧率峰值(MO2peak)[(222.47±10.14)mgO2/(kg.h)]显著大于对照组[(180.53±6.79)mgO2/(kg.h)]和摄食代谢恢复组[(181.65±10.94)mgO2/(kg.h)](P<0.05),但三个组之间Vf无显著变化;摄食组的EPOC总量[(42.49±10.13)mgO2]显著小于对照组[(66.58±6.40)mgO2]和摄食代谢恢复组[(53.46±5.80)mgO2](P<0.05)。以上结果表明:(1)无论是摄食还是运动任一生理功能均不能诱导出鲇鱼幼鱼的最大的MO2;(2)当摄食和运动两种生理功能同时存在时,鲇鱼无氧运动能力减弱,同时力竭性运动后的恢复过程加快,可能与消化导致的内环境碱化减缓了运动后的内环境酸化有关。     

力竭性运动锻炼和饥饿对南方鲇运动后过量耗氧的影响

为了检验力竭性运动锻炼和饥饿是否对南方鲇Silurus meridonalis Chen维持能量消耗和无氧代谢能力产生影响,在25℃条件下测定了维持日粮(1.5%body mass per day)和饥饿条件下南方鲇15d力竭性锻炼(5min chasing)和随后5d恢复过程静止代谢率(VO2rest)和运动后过量耗氧(Excess post-exercise VO2,EPOC)的变化.另外两组非锻炼组分别作为摄食和饥饿对照组.实验过程中摄食和饥饿对照组VO2rest显著下降(P＜0.05),而摄食和饥饿对照组经过15d的锻炼显著上升(P＜0.05).经过5d的恢复2锻炼组VO2rest显著下降与对照组无显著差异.摄食和饥饿对照组力竭运动后代谢率峰值(VO2peak)在实验过程中显著下降(P＜0.05),而摄食和饥饿锻炼组经过15d没有显著变化.锻炼取消后2锻炼组VO2peak显著下降至对照组水平.各锻炼组和对照组间过量耗氧均无显著差异.实验提示:(1)锻炼导致VO2rest和VO2peak显著提高,但影响可塑性大,5d恢复期后影响消失;(2)锻炼导致力竭运动后代谢恢复速率加快,5d恢复期后锻炼影响依然存在;(3)对饥饿和摄食组,锻炼的生理影响相似,但饥饿组VO2rest对锻炼更为敏感.     

饥饿过程鲇鱼幼鱼静止代谢、身体组成及与力竭性运动后过量耗氧的关系

将33尾鲇鱼(Silurus asotus)幼鱼(32.14±1.40)g在(25±1)℃条件下驯化2周后分5组(0、1、2、4、8周)进行饥饿处理;分别测定了各处理组实验鱼的静止耗氧率、力竭性运动后的过量耗氧(EPOC)并对鱼体组成进行了分析。实验结果显示:各处理组实验鱼的静止耗氧率分别为(2.21±0.15)、(1.63±0.04)、(1.64±0.13)、(1.44±0.08)、(0.98±0.09)mgO2/kg min,其中饥饿1、2、4周组之间无显著差异,却都显著低于0组、高于8周组的水平(P2peak)立即(2min)出现,随后逐渐下降至稳定耗氧水平(VO2steady),EPOC总量(Excess VO2)分别为(31.8±6.06)、(76.67±4.34)、(69.2±5.89)、(70.41±3.12)、(38.28±2.72)mgO2/kg,其中饥饿1、2、4周组均显著高于饥饿0和8周组的水平(P<0.05),出现无氧运动功能补偿的"效应期"。通过鲇鱼幼鱼静止代谢"平台期"与其功能补偿"效应期"在时间上完全吻合的现象,揭示鱼类的功能补偿效应与其静止代谢水平之间存在的密切关联。       

力竭追赶训练对两种鲤科鱼类呼吸循环系统参数和力竭运动后代谢特征的影响

为了考察力竭追赶训练对中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)和岩原鲤(Procypris rabaudi)幼鱼呼吸循环系统和力竭运动后代谢特征的影响, 在(25±0.5)℃条件下, 将2种实验鱼各60尾 [体重分别为(28.36±0.08) g和(19.53±0.13) g]随机等分成对照组和训练组, 训练组进行1次/d共21d的力竭追赶训练。随后测定各组实验鱼的心脏和鳃指数、血液指标以及力竭运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption, EPOC)。结果发现: 2种鱼心脏指数、鳃指数、血红蛋白含量和红细胞数目在各自对照组和训练组之间都没有显著性差异; 岩原鲤对照组的鳃指数显著低于中华倒刺鲃对照组(P<0.05), 但心脏指数、血红蛋白含量和红细胞数目与中华倒刺鲃对照组无显著性差异。中华倒刺鲃训练组的运动前代谢率、运动代谢峰值、峰值比率、代谢恢复速率与其对照组没有显著差异, 但运动后恢复时间和过量耗氧显著大于对照组(P<0.05); 岩原鲤训练组的运动前代谢率显著低于其对照组(P<0.05), 但运动代谢峰值、峰值比率、运动后恢复时间、过量耗氧、代谢恢复速率与其对照组没有显著性差异。岩原鲤对照组的运动前代谢率、运动代谢峰值、过量耗氧和代谢恢复速率分别显著低于中华倒刺鲃对照组(P<0.05), 但峰值比率和运动后恢复时间与中华倒刺鲃对照组无显著性差异。研究表明: (1)力竭追赶训练对中华倒刺鲃和岩原鲤幼鱼的呼吸和循环系统参数没有产生显著性影响; (2)力竭追赶训练显著提高了中华倒刺鲃幼鱼的无氧代谢能力; (3)中华倒刺鲃幼鱼力竭运动前后代谢率显著高于岩原鲤幼鱼, 这可能与其较为活跃的习性有关。     

中华倒刺鲃幼鱼能量代谢特征个体差异及生态关联

为了探讨鱼类能量代谢特征个体变异及其生态关联, 以中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼为实验对象, 在25℃条件下测定44尾实验鱼的静止代谢率(Resting metabolic rate, RMR)、力竭运动后峰值代谢率(Peak metabolic rate, PMR)、力竭运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption, EPOC)、低氧胁迫后峰值代谢率PMR和低氧胁迫后过量耗氧(Excess post-hypoxia oxygen consumption, EPHOC)。研究发现, 中华倒刺鲃能量代谢特征参数存在较大个体差异, RMR、力竭运动后PMR、EPOC、低氧胁迫后PMR和EPHOC分别为193.62—460.33 [mg O₂/(kg·h)]、617.9—2165.02 [mg O₂/(kg·h)]、28.76—267.20 mg O₂/kg、484.3—1142.97 [mg O₂/(kg·h)]和30.27—211.88 mg O₂/kg。力竭运动后PMR(r=0.348, P=0.010)和低氧胁迫后PMR(r=0.449, P=0.002)与RMR间均呈显著正相关; EPOC与RMR间呈显著负相关(r=–0.426, P=0.004), 而EPHOC与RMR间的关系不显著(r=–0.292, P=0.054); 力竭运动后PMR与EPOC间(r=0.424, P=0.004)和低氧胁迫后PMR与EPHOC间(r=0.391, P=0.009)均呈显著正相关。力竭运动后PMR与低氧胁迫后PMR(r=0.673, P<0.001)和EPOC与EPHOC(r=0.526, P<0.001)在个体差异均显著正相关; 然而力竭运动后PMR和EPOC分别显著高于低氧胁迫后PMR与EPHOC(P<0.05)。研究表明: 维持代谢较高的中华倒刺鲃个体有助于其快速提升有氧功率输出以维持高的游泳运动能力; 而较低维持代谢个体具有相对较高的EPHOC有助于机体在极端环境条件下提升其低氧耐受能力。中华倒刺鲃能量特征的个体变异可能是经长期自然选择适应环境的结果。     

中华倒刺鲃能量代谢和热耐受特征的体重效应

为了探讨体重对中华倒刺鲃能量代谢和热耐受特征的影响,在25℃条件下分别测定不同体重大小(1、10、25、50 g组)中华倒刺鲃的静止代谢率(Resting metabolic rate,RMR)、力竭运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption,EPOC)和热耐受参数。随体重的增加,中华倒刺鲃个体RMR、最大代谢率(Maximum metabolic rate,MMR)、代谢空间(Metabolic scope,MS)和EPOC均显著增加(P0.05);单位体重RMR、MMR和MS则均显著降低,而单位体重EPOC随体重的增加显著增加(P0.05)。RMR、MMR、MS和EPOC的代谢尺度指数分别为0.796、0.834、0.849和1.137且显著大于2/3,因此中华倒刺鲃的能量代谢参数均呈异速度增加的关系而变化。这些变化可能与其个体变大游泳运动能力增强导致能量代谢需求增加相关。中华倒刺鲃临界低温(Critical thermal minimum,CT_(min))和致死低温(Lethal thermal minimum,IL_(min))与体重之间均呈"微笑型"二次函数的关系,临界高温(Critical thermal maximum,CT_(max))和致死高温(Lethal thermal maximum,IL_(max))均呈"钟型"二次函数的关系,因此中等大小的中华倒刺鲃具有更强的热耐受能力。这种非线性关系可能与其生长发育阶段和温度驯化历时有关。     

力竭性运动后鲇鱼幼鱼乳酸、糖原和葡萄糖水平的变动

于(25±1)℃的条件下分别测定了鲇鱼(Silurus asotusLinnaeus)幼鱼静止状态(对照组)与力竭性运动后不同恢复时间(0、0.5、1、2、48、、16h)肌肉、血液和肝脏三种组织中乳酸、糖原和葡萄糖的含量水平。结果显示:鲇鱼幼鱼力竭性运动后肌乳酸和血乳酸水平迅速上升并即刻达到峰值(12.13±0.19)μmol/g和(4.57±0.23)mmol/L,而肝乳酸的峰值((9.78±0.69)μmol/g)却出现在运动后恢复1h;肌组织乳酸的迅速上升伴随着糖原的快速下降,葡萄糖含量保持相对稳定;肌乳酸恢复历时为8h,清除速率为0.9μmol/h.g。实验结果表明鲇鱼力竭性运动后存在着明显的"乳酸泄露"现象,其无氧代谢的底物主要是糖原;肝组织可能是一个乳酸的临时贮存库。     

有氧运动训练和摄食对中华倒刺鲃幼鱼力竭运动后代谢特征的影响

为了探讨有氧运动训练和摄食对中华倒刺鲃（Spinibarbus sinensis）幼鱼力竭运动后代谢特征的影响,在（25±0.5）℃条件下,将120尾实验鱼[体重（21.35±0.05）g,体长（10.21±0.03）cm]随机分成4组,即:对照组、1、2和4 BL/s（体长/秒,body length/s）训练组,分别放置于不同流速下处理8周。随后测定各实验组心脏和鳃指数以及禁食或摄食（轻度麻醉灌喂体重1.5%的饵料）状态下的力竭运动后过量耗氧。结果发现:4 BL/s训练组的心脏和鳃指数都显著高于其他实验组（P < 0.05）;无论摄食与否,3个训练组运动前代谢率都显著高于对照组（P=0.001）,而各实验组过量耗氧均没有显著差异;在禁食状态下,仅4 BL/s训练组的运动代谢峰值和代谢率增量显著高于对照组,而在摄食状态下,3个训练组的运动代谢峰值和代谢率增量均显著高于对照组（P < 0.005）。与禁食组相比,摄食导致各处理组的运动前代谢率显著上升（P < 0.001）,但对运动代谢峰值没有显著影响;另外,摄食对照组代谢率增量和力竭运动后过量耗氧显著低于禁食对照组（P < 0.05）。研究表明:（1）有氧运动训练显著提高了中华倒刺鲃幼鱼的有氧代谢能力,这可能与其呼吸和循环系统功能的改善有关;（2）力竭运动能够诱导出中华倒刺鲃幼鱼的最大有氧代谢率;（3）摄食削弱了中华倒刺鲃幼鱼无氧代谢能力。     

无氧代谢阈值与竞走比赛成绩的关系

本文旨在研究无氧代谢阈值与竞走比賽成绩的相关性,并比较无氧代谢阈值和最大氧耗在与比赛成绩相关程度上的差别。受试者为8名男竞走运动员和12名女竞走运动员。他们的无氧代谢阈值和最大氧耗在竞走比赛前的8至7天内测定,无氧代谢阈值用逐级增加负荷量期间气体交换参数的改变特征加以判定。结果表明,男女运动员的无氧代谢阈值以单位体重氧耗量表示分别为38.4±6。3和31.7±8.9毫升/公斤/分,最大氧耗分别为64.5±7.8和53.3±8.9毫升/公斤/分。无氧代谢阈值无论与男子50公里或女子5公里和10公里竞走比赛成绩均呈现了明显相关,相关系数(r)分别为-0.866(P<0.01),-0.863(P<0.01)和-0.674(P<0.05);然而,最大氧耗仅与女子5公里比赛成绩有相关性联系(r=-0.672,P<0.05)。结果提示,无氧代谢阈值较之最大氧耗更能反映各个体的竞走比赛能力,它可能是一个评估和预测竞走比赛水平的生理学指标。     

饥饿对鲤幼鱼内脏器官指数和力竭运动后代谢特征的影响

为了考察不同饥饿时间对鲤幼鱼内脏器官指数和力竭运动后代谢特征的影响, 在(25±0.5)℃条件下, 将35尾实验鱼[体质量(21.34±0.42) g, 体长(9.39±0.08) cm]随机平均分成5组, 即: 对照组(S0)、1周(S1)、2周(S2)、4周(S4)和8周(S8)饥饿组, 相应时间的饥饿处理后测定各实验组鱼体内脏器官指数及力竭运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption, EPOC)。结果发现: 除了体长以外, 鲤幼鱼体质量、空壳湿重、内脏团湿重、肝脏湿重、消化道湿重、心脏湿重和鳃湿重等均随着饥饿时间的延长呈下降趋势。S2、S4和S8组的幼鱼空壳指数显著高于S0和S1组(P<0.001)。S2、S4和S8组的幼鱼内脏团指数和肝脏指数都显著低于S0和S1组(P<0.001)。S1组幼鱼消化道指数显著低于S0组, 但显著高于S2、S4和S8组(P<0.001)。心脏指数和鳃指数在所有实验组之间差异不显著(P>0.05)。S1组幼鱼运动前代谢率显著低于S0组(P<0.001), 但显著高于S2、S4和S8组(P<0.001)。S1组幼鱼运动代谢峰值和代谢率增量与S1组差异不显著(P>0.05), 但显著高于S0、S4和S8组(P<0.001, P=0.003)。各组间幼鱼代谢峰值时间差异不显著(P>0.05)。各个饥饿组幼鱼运动代谢峰值比率都显著高于S0组(P=0.002)。S1组的幼鱼EPOC与S0和S2组的差异不显著(P>0.05), 但显著高于S4和S8组(P=0.043)。综上所述: (1) 鲤幼鱼各个组织器官对饥饿胁迫的响应不尽相同, 这可能与其执行的生理功能差异有关; (2) 短期饥饿胁迫提升了鲤幼鱼有氧和无氧代谢能力, 这可能有利于其摄食和逃逸能力的提高, 进而提高其生存适合度。