畜牧業(yè)中應(yīng)激的危害及其作用機(jī)理和防治措施

■王 卉 高鳳仙

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙 410128)

應(yīng)激是一種反應(yīng)模式，指動物機(jī)體受到外界不良因素刺激后，在沒有發(fā)生特異的病理性損害前所產(chǎn)生的一系列非特異性應(yīng)答反應(yīng)。當(dāng)受到外界刺激時，刺激事件打破了有機(jī)體的平衡和負(fù)荷能力，或者超過了個體的能力所及，機(jī)體的交感神經(jīng)會興奮，并導(dǎo)致垂體和腎上腺皮質(zhì)激素分泌增多，引起血糖升高、血壓上升、心率加快、呼吸加促等各種功能及代謝的異常，就會體現(xiàn)為壓力。這些反應(yīng)對機(jī)體具有一定的保護(hù)作用。在低度的應(yīng)激情況下，畜體可進(jìn)入適應(yīng)階段，提高生產(chǎn)力、飼料轉(zhuǎn)化率和廣泛的抵抗力，這種機(jī)體能夠適應(yīng)的應(yīng)激叫自然應(yīng)激（黃學(xué)康，2011）。但不可否認(rèn)的是，大部分應(yīng)激反應(yīng)會對畜體造成傷害。如果機(jī)體受到長時間、高強(qiáng)度的刺激就會產(chǎn)生不良的影響，甚至發(fā)生疾病或死亡。

1 應(yīng)激的概述

1.1 免疫應(yīng)激概述

廣義的免疫應(yīng)激（Immunological Stress）又稱免疫激發(fā)，也包括亞健康狀態(tài)下動物受到的各種病原侵襲，甚至是病原菌的感染、創(chuàng)傷和內(nèi)部腫瘤等引起的免疫應(yīng)激（賴長華等，2005）。在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，動物的免疫系統(tǒng)因受到細(xì)菌、病毒或內(nèi)毒素等各種因素的影響而處于激活狀態(tài)，導(dǎo)致畜禽采食量降低，從而影響動物增重和瘦肉率的沉積，這種現(xiàn)象被稱為“免疫應(yīng)激”（劉玉蘭等，2004）。根據(jù)尹慶寧等（2005）的報道，動物免疫應(yīng)激是指動物接種疫苗后出現(xiàn)個別過敏，少數(shù)動物體溫升高，一些動物厭食，代謝改變，生長減緩，飼養(yǎng)周期延長的現(xiàn)象。在飼養(yǎng)過程中，環(huán)境中各種病原體或非病原體因素打破了畜禽體內(nèi)環(huán)境平衡，為了達(dá)到新的動態(tài)平衡，畜禽會做出適應(yīng)性反應(yīng)，這些反應(yīng)包括一系列行為上和生理上的變化（魯晶等，2008）。行為上的變化包括嗜睡、精神不振、食欲下降等，重則休克死亡；生理上的變化主要指代謝變化，如日糧中的營養(yǎng)物質(zhì)由用于維持生長和骨骼肌沉積轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜诰S持免疫反應(yīng)（Johnson R W，1997）。有資料顯示，免疫應(yīng)激提高了畜禽體內(nèi)氨基酸用作能量和糖異生原料的量，從而降低氨基酸沉積為蛋白質(zhì)的量，同時降低其沉積為蛋白質(zhì)的能量來源（翟強(qiáng)等，2010；Wannemacher，1977）。因此，免疫應(yīng)激被認(rèn)為是阻礙動物達(dá)到最佳生長效果和最佳飼料利用率的重要原因之一。

1.2 氧化應(yīng)激概述

氧化應(yīng)激（Oxidative Stress，OS）是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡，傾向于氧化，導(dǎo)致中性粒細(xì)胞炎性浸潤，蛋白酶分泌增加，產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物。動物體在遭受各種有害刺激時，體內(nèi)高活性分子如活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS）和活性氮自由基（reactive nitrogen species,RNS）產(chǎn)生過多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，從而導(dǎo)致組織損傷（李麗娟，2007；Turko等，2001；Maritim等，2003）。ROS包括超氧陰離子（O2-）、羥自由基（-OH）和過氧化氫（H2O2）等；RNS包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）和過氧化亞硝酸鹽（ONOO-）等。畜禽體在處于氧化應(yīng)激狀態(tài)下時，大量自由基在細(xì)胞內(nèi)的蓄積造成生物膜破壞，影響細(xì)胞的完整性和活力，從而影響免疫功能及酶的活性，動物表現(xiàn)為采食量、養(yǎng)分消化率及生產(chǎn)性能下降或發(fā)生應(yīng)激綜合征（鄭萍，2010）。

1.3 熱應(yīng)激概述

熱應(yīng)激（Heat Stress）是指在高環(huán)境溫度中的機(jī)體對熱環(huán)境對機(jī)體提出的任何要求所做的非特異性的生理反應(yīng)的總和。隨著全球氣候變暖、溫室效應(yīng)不斷加劇及高度集約化動物生產(chǎn)的發(fā)展，熱應(yīng)激成為動物生產(chǎn)十分關(guān)注的問題。近些年來，國內(nèi)外許多學(xué)者分別報道了高溫?zé)釕?yīng)激對各種動物（豬、雞、牛、羊等）的采食量、血液中激素水平、免疫機(jī)能和某些生理生化指標(biāo)的影響（董淑麗等，2004）。研究表明，熱應(yīng)激可損傷腸道屏障，繼而導(dǎo)致腸道內(nèi)毒素侵入體內(nèi)，從而引起一系列熱應(yīng)激癥狀（徐如海等，2008）。家禽是熱應(yīng)激敏感動物。過高的溫度會導(dǎo)致肉仔雞熱應(yīng)激，使其生理機(jī)能發(fā)生變化和紊亂，表現(xiàn)為采食量下降，輕者生長減慢、抵抗力下降，重者死亡率增加，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失（劉梅，2011）。奶牛屬于耐寒畏熱家畜，其正常體溫為38.5℃，適宜的飼養(yǎng)環(huán)境溫度為10～20℃。當(dāng)環(huán)境溫度超過25℃時，奶牛便會出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)：食欲下降、采食量減少、體溫升高、呼吸加快、營養(yǎng)物質(zhì)吸收和利用率下降、機(jī)體內(nèi)分泌機(jī)能紊亂，導(dǎo)致母牛泌乳量明顯下降（郭輝等，2007）。

2 應(yīng)激的危害及其作用機(jī)制

2.1 免疫應(yīng)激的危害及其作用機(jī)制

很多文獻(xiàn)綜述均表明，免疫應(yīng)激會對家畜產(chǎn)生負(fù)面影響。有研究表明，免疫應(yīng)激不僅降低了豬只的日增重、日采食量和飼料轉(zhuǎn)化率，也對胴體品質(zhì)和體脂率有影響，使上市時間推遲25 d，飼料消耗卻增加37 kg（Williams等，1997）。此外，免疫應(yīng)激使哺乳母豬的采食量下降10%，乳中的乳蛋白含量也降低，同時使乳豬的窩增重下降14%（Sauber等，1999）。對于家禽的影響，董曉玲等（2007）在細(xì)菌脂多糖誘導(dǎo)的急性免疫應(yīng)激對肉仔雞肉品質(zhì)影響的研究中表明，與對照組相比，LPS（細(xì)菌脂多糖）處理組胸肌中乳酸含量顯著提高(P＜0.05)，而pH值及水分含量顯著降低(P＜0.05)；胸肌和肝中脂肪含量及血漿中膽固醇和甘油三酯的含量顯著提高(P＜0.05)；血漿和胸肌脂質(zhì)過氧化物水平也顯著提高(P＜0.05)。多種研究均表明，給雞注射疫苗后產(chǎn)生的免疫應(yīng)激會使免疫器官受到如水腫、壞死等不同程度的損傷，影響免疫器官功能，并且降低血液中免疫球蛋白(IgG)水平及外源的抗體滴度，影響血液的理化指標(biāo)（如葡萄糖、丙酮酸、乳酸等）及免疫指標(biāo)（糖皮質(zhì)激素、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素）（袁志航等，2007）。

綜上所述，免疫應(yīng)激常引起畜禽行為、代謝和神經(jīng)內(nèi)分泌的改變，采食量明顯下降，導(dǎo)致動物生長緩慢，飼料利用率也降低，最終抑制畜禽生長，對畜牧業(yè)造成重大損失。研究表明，這些現(xiàn)象主要是由白細(xì)胞介素-1(interleukin-1，IL-1)、白細(xì)胞介素-12(interleukin-12，IL-12)、腫瘤壞死因子-TNF-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)引起（Johnson，1997）。免疫應(yīng)激抑制動物生長的機(jī)制主要通過以下兩個方面體現(xiàn)（賴長華等，2005）：①免疫細(xì)胞被激活分泌IL-1、IL-12、TNF-α等炎性細(xì)胞因子，這些因子直接作用于外周組織引起一系列降解代謝作用；②直接作用于神經(jīng)中樞系統(tǒng)，引發(fā)神經(jīng)細(xì)胞中細(xì)胞因子的合成而改變神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的活動，減少生長激素和類胰島素生長因子IGF-1（insulin-like growth factors）的分泌（Lang等，1997；賴長華等，2005），在提高血漿類固醇激素水平的同時也促進(jìn)兒茶酚胺的分泌。除此之外，由于腎上腺激素與糖皮質(zhì)激素對免疫系統(tǒng)有負(fù)反饋作用，胃腸道機(jī)能被改變，進(jìn)而加速脂肪的分解與肌肉蛋白質(zhì)的降解（Johnson，1997）。因此，免疫應(yīng)激會對動物機(jī)體以及畜牧業(yè)發(fā)展造成很大損失。

2.2 氧化應(yīng)激的危害及其作用機(jī)制

在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，動物體細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量過氧化物，影響酶的活性，加速蛋白質(zhì)分解，使動物發(fā)生應(yīng)激性綜合癥。Liu等（1998）在微型豬上的研究發(fā)現(xiàn)，與飼喂新鮮大豆油日糧組的豬只比較，飼喂含10%氧化大豆油飼糧組豬體增重下降44.89%，肉料比下降43.75%。同時，此研究也發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激顯著提高了豬只腦、腎臟、肝臟和脾臟中脂質(zhì)過氧化（TBARS）的含量。Brandsch等(2002)的研究也得到相同的結(jié)果。圍產(chǎn)期是奶牛疾病的多發(fā)階段，Sordillo等（2009）的研究表明，氧化應(yīng)激是引起圍產(chǎn)期奶牛免疫力降低、發(fā)病率升高的重要因素。雞肉中滴水損失越大表明肌肉的持水力越低，肌肉干燥，感官性變差。在柏華（2007）的試驗中，慢性氧化應(yīng)激不僅顯著增加了肌肉中的滴水損失，使得肉質(zhì)變差，而且顯著降低了胸肌和腿肌中脂肪含量以及腿肌中蛋白含量（P＜0.05），使得肌肉中的營養(yǎng)成分含量降低。

有研究表明，動物體中少量的ROS可作為一種特殊信號分子參與細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激激活的特殊信號傳導(dǎo)途徑（王成，2010；Mikhailov 等，2003）。多余的ROS若不能被及時清除，會對生物膜產(chǎn)生損害，引起細(xì)胞甚至組織的損傷，繼而產(chǎn)生更多ROS。動物吸收的氧氣大部分被線粒體中的電子傳遞鏈還原成水，而有些酶如羥基乙酸酶可將氧氣還原成H2O2，也有少數(shù)酶如黃嘌呤氧化酶、纖維二糖氧化酶、硝基丙烷二氧酶、吲哚胺二氧酶和醛氧化酶等可以直接把氧氣還原成O2-（Peyster等，1984）。動物細(xì)胞中線粒體氧化三羧酸循環(huán)和其他代謝中產(chǎn)生的NADH和FADH2的過程是在內(nèi)膜的電子傳遞鏈上完成，但在這個過程中，可能有少量電子泄露出來，使氧氣發(fā)生還原反應(yīng)生成O2-（袁施彬，2007）。因此，氧化應(yīng)激給畜牧業(yè)帶來的危害不可忽視。

2.3 熱應(yīng)激的危害及其作用機(jī)制

劉梅（2011）的報道顯示，與對照組比較，急性熱應(yīng)激組愛拔益加肉仔雞的平均日采食量和平均日增重分別下降33.84%、65.01%(P＜0.05)，料重比增加89.14%(P＜0.05)，顯著增加了甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇的含量(P＜0.05)?？梢姡毙詿釕?yīng)激可使肉仔雞生長性能下降，營養(yǎng)成分重分配，脂肪沉積增加。研究表明，熱應(yīng)激會使豬的體重增長率顯著下降（P＜0.05）；豬回腸絨毛長度顯著減少（P＜0.05），各腸段絨毛寬度均顯著減少(P＜0.05)；腸黏膜上皮內(nèi)杯狀細(xì)胞數(shù)量增多，其中回腸差異顯著（P＜0.05）；除此之外，熱應(yīng)激可使豬的腸黏膜上皮細(xì)胞表面的堿性磷酸酶活性明顯降低（P＜0.05）（胡艷欣等，2009）。由此可見，熱應(yīng)激可引起豬腸道黏膜結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p傷，以致小腸的消化吸收功能嚴(yán)重受阻，繼而使豬只體重減少。李建國等（1998）研究表明，當(dāng)環(huán)境溫度從24℃上升到28.1℃時，母牛受胎率下降13.11%，胎衣不下發(fā)病率提高23.33%。此外，熱應(yīng)激奶牛的呼吸頻率增加，CO2呼出超過了體內(nèi)形成的速度，引起血液中的碳酸分解，導(dǎo)致呼吸性堿中毒，血液pH值升高，對動物造成危害（張健等，2009）。

因此，熱應(yīng)激對奶牛和家禽產(chǎn)生的影響比較大。飼養(yǎng)環(huán)境溫度過高會使公牛精子活力和精子密度降低，這一論斷已經(jīng)得到眾多學(xué)者的證明。這是因為在熱應(yīng)激環(huán)境中，高溫直接導(dǎo)致公畜體溫升高，陰囊皮溫和睪丸溫度升高，造成睪丸變性，繼而使精子的成熟和儲存受到影響（唐俊英，2000）。此外，溫度過高，奶牛散熱時皮下血容量增加，深部血流量減少，導(dǎo)致母牛子宮中供給胚胎發(fā)育的營養(yǎng)物質(zhì)、氧氣和水分相對不足，繼而使胚胎發(fā)育受阻，影響母牛繁殖性能（郭輝，2007）。熱應(yīng)激使家禽甲狀腺分泌排泄功能受阻，腺泡大小不一，濾泡上皮細(xì)胞類型改變，甲狀腺的生理作用降低，從而影響家禽的生長發(fā)育（楊恒東等，1997）。腎上腺的腎間組織主要分泌鹽皮質(zhì)激素、糖皮質(zhì)激素和性激素，調(diào)節(jié)電解質(zhì)平衡，促進(jìn)蛋白質(zhì)、糖和脂肪的代謝，調(diào)節(jié)性腺和免疫器官的功能；而嗜鉻組織主要分泌腎上腺素和去甲腎上腺素，調(diào)節(jié)心率、血壓及血糖。熱應(yīng)激使腎上腺的腎間組織和嗜鉻組織發(fā)生器質(zhì)性病變，從而影響肉仔雞血液循環(huán)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，影響機(jī)體的電解質(zhì)平衡、物質(zhì)代謝、性腺發(fā)育和免疫系統(tǒng)功能，對肉仔雞產(chǎn)生危害（寧章勇等，2003）。

3 防治措施

3.1 免疫應(yīng)激的防治措施

為了緩解免疫應(yīng)激，應(yīng)盡量避免致病原與動物接觸的機(jī)會。除此之外，也可從其他方面考慮防治免疫應(yīng)激的發(fā)生。共軛亞油酸（CLA）是必需脂肪酸亞油酸的一組異構(gòu)物的總稱，由于其分子結(jié)構(gòu)中2個雙鍵被共軛連接,表現(xiàn)出順式及反式兩種空間構(gòu)型，從而具有廣泛而多樣的生物學(xué)特性。大量試驗表明，共軛亞油酸在不同動物模型中均表現(xiàn)出不同程度的免疫調(diào)控作用（賴長華等，2005）。Lai等（2004）在研究CLA對斷奶應(yīng)激仔豬生長性能的影響時發(fā)現(xiàn)，在仔豬日糧中添加0、1%、2%和3%的CLA，隨CLA添加量的增加，斷奶仔豬的平均日增重和平均日采食量均呈二次曲線增加（P＜0.05），飼料轉(zhuǎn)化效率也呈線性改善（P＜0.01）。根據(jù)Corino等（2002）報道，在仔豬日糧中添加0.5%或1.0%的CLA，其血清總IgG水平較對照組顯著升高。這與Sugano等（1998）在大鼠上的研究結(jié)果一致。除了營養(yǎng)水平方面，還可通過建立免疫應(yīng)激模型來研究如何防治免疫應(yīng)激給動物帶來的傷害。目前研究較多的是細(xì)菌脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)誘導(dǎo)急性免疫應(yīng)激對畜禽產(chǎn)生的影響。董曉玲等（2007）在研究細(xì)菌脂多糖誘導(dǎo)的急性免疫應(yīng)激對肉仔雞肉品質(zhì)的影響時發(fā)現(xiàn)，LPS處理顯著提高肌肉中的高乳酸含量、胸肌以及肝中脂肪含量、血漿中膽固醇和甘油三酯的含量以及血漿和胸肌脂質(zhì)過氧化物水平（P＜0.05），顯著降低胸肌pH值及水分含量（P＜0.05）。通過建立免疫應(yīng)激模型，可以發(fā)現(xiàn)免疫應(yīng)激對畜禽產(chǎn)生的影響,為如何減少甚至避免免疫應(yīng)激對動物帶來危害提供一些參考。

3.2 氧化應(yīng)激的防治措施

動物自身機(jī)體存在兩類抗氧化系統(tǒng)，一類是酶抗氧化系統(tǒng)，包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等；另一類是非酶抗氧化系統(tǒng)，包括維生素C、維生素E、谷胱甘肽、類胡蘿卜素、微量元素硒等（鄭萍，2010；Diplock等，1991）。但生產(chǎn)中，為了抵抗氧化應(yīng)激，各種抗氧化劑被廣泛使用，如茶多酚、硒添加劑等。大量研究表明，茶多酚和硒具有抗氧化和提高免疫力等作用（Luo等，1997；Finch等，1996）。李永義等（2011）的研究表明，添加茶多酚可提高應(yīng)激仔豬的平均日增重和平均日采食量（P＜0.01），降低耗料增重比（P＜0.05）；提高血清IgG、IgA和IgM含量（P＞0.05）。這與袁施彬（2007）和徐靜（2007）的研究結(jié)果一致。除此之外，袁施彬等（2008）的研究表明，在日糧中添加0.6 mg/kg硒可提高氧化應(yīng)激仔豬細(xì)胞免疫和體液免疫能力，降低由氧化應(yīng)激引起的細(xì)胞因子的異常上升，提高試豬生產(chǎn)性能，表現(xiàn)為全期日增重提高，料肉比降低，淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率提高，免疫系統(tǒng)中的IgG、IgA和IgM均有提高。這與李光輝(1999)和高建忠等（2006）的研究結(jié)果一致。此外，也有研究表明，補(bǔ)充VC、VE等抗氧化物質(zhì)也有提高抗氧化和提高機(jī)體免疫力的作用(Cannon，1991)。

3.3 熱應(yīng)激的防治措施

防治熱應(yīng)激主要從管理調(diào)控和營養(yǎng)調(diào)控兩方面考慮。在管理調(diào)控方面，要加大畜舍的通風(fēng)力度，尤其天氣炎熱的時候，要做好防暑降溫工作。對于奶牛飼養(yǎng)場，可在運動場搭建隔熱性能較強(qiáng)的涼棚。做好動物疫病的防御工作也很重要。對于奶牛飼養(yǎng)，要注射流行熱疫苗，投服驅(qū)除焦蟲等藥物，確保奶牛健康（程廣龍等，2008）。在營養(yǎng)調(diào)控方面，提高日糧中粗蛋白含量可緩解熱應(yīng)激帶來的不良影響。根據(jù)Huber等（1994）的試驗結(jié)果，提高奶牛日糧中粗蛋白質(zhì)質(zhì)量可以彌補(bǔ)熱應(yīng)激導(dǎo)致的產(chǎn)奶量降低。李如治（1987）在研究蒸發(fā)降溫和高蛋白對乳牛夏季生產(chǎn)性能的影響時發(fā)現(xiàn)，高蛋白組（粗蛋白增加50%）產(chǎn)乳量較對照組提高8.6%，飼料利用率提高2.9%，表明高蛋白能顯著提高夏季奶牛的產(chǎn)乳量。除此之外，夏季補(bǔ)充脂溶性維生素，可改善奶牛健康，提高產(chǎn)奶量。研究表明，夏季熱應(yīng)激狀態(tài)下每天每頭奶牛補(bǔ)充400 mg β-胡蘿卜素（Arechiga等，1998），維生素A補(bǔ)充量為每日每頭由5萬單位提高到15萬單位（黃美音，1989），對泌乳量有所改善。除此之外，在奶牛養(yǎng)殖管理中，在運動場四周栽植樹木，運動場上方用遮蔭棚網(wǎng)，有條件的可搭建涼棚，棚頂采用隔熱性能好的材料，這些措施都可以達(dá)到預(yù)防熱應(yīng)激的效果（郭輝等，2007）。

4 小結(jié)

在現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中，豬應(yīng)激反應(yīng)不是獨立的疾病，而是由多種體內(nèi)外非特異性有害因子（應(yīng)激原）引起的機(jī)能障礙和防御反應(yīng)，是一種綜合性疾病（林懷明，2012）。應(yīng)激是畜牧業(yè)生產(chǎn)中無法避免的情況，重視不夠會給畜牧業(yè)帶來嚴(yán)重?fù)p失。所以，我們要針對不同情況妥善做好各種預(yù)防以及處理措施，以減少其為養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)帶來的損失。

（參考文獻(xiàn)53篇，刊略，需者可函索）