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文章导读
随着全球气候变暖,热应激已成为家禽养殖业面临的严峻挑战。家禽由于其高代谢率、浓密羽毛以及缺乏汗腺的生理特点,对高温环境极为敏感。热应激不仅会使家禽显著降低生产性能,如减少采食量、增重减缓、死亡率升高,还可能导致其代谢紊乱、免疫功能下降和多器官损伤,严重影响养殖效益和动物健康。
近年来,关于热应激的机制及干预措施的研究逐渐增多。本综述归纳了热应激对家禽神经内分泌系统及主要器官的影响机制,并总结了当前广泛应用的营养干预策略,为热应激的综合管理提供理论依据和实践指导。
主要内容
1.热应激的神经内分泌机制
此图说明了热应激对神经内分泌系统的影响。其中 (+) 表示上调,(-) 表示下调。英文缩写分别为——CRH:促肾上腺皮质激素释放激素;AVP:精氨酸加压素;ACTH:促肾上腺皮质激素;GC:糖皮质激素;GnRH:促性腺激素释放激素;GnIH:促性腺激素抑制激素;FSH:促卵泡激素;LH:黄体生成素;TRH:促甲状腺激素释放激素;TSH:促甲状腺激素;T3:三碘甲状腺原氨酸;T4:甲状腺素。
下丘脑-垂体-肾上腺轴 (HPA)
热应激通过激活HPA轴,增加糖皮质激素 (CORT) 的分泌,帮助家禽短期适应高温环境。然而,长期高水平的糖皮质激素分泌会导致代谢紊乱,例如肌肉蛋白分解加速、免疫抑制以及骨质疏松。
下丘脑-垂体-甲状腺轴 (HPT)
热应激通常会导致三碘甲状腺原氨酸 (T3) 和甲状腺素 (T4) 水平下降,从而减少代谢热量的产生,帮助家禽适应高温。这是一种生物适应机制,但同时也可能降低家禽的生长和生产性能。同时,大量研究表明T3和T4水平的变化因热应激的强度、持续时间及家禽种类而异。
下丘脑-垂体-性腺轴 (HPGA)
热应激会抑制性腺功能。促性腺激素释放激素 (GnRH) 的分泌减少,导致促卵泡激素 (FSH) 和黄体生成素 (LH) 水平下降,进而抑制性激素分泌,影响家禽的繁殖能力。例如,蛋鸡的产蛋量和卵巢发育受到显著影响,雄性家禽的精子质量也会下降。
交感-肾上腺髓质轴 (SAM)
热应激通过激活SAM轴,增加肾上腺素和去甲肾上腺素的分泌,帮助家禽应对急性应激。然而,长期的交感神经兴奋可能对心血管系统造成额外负担。
2.热应激对器官的影响
此图说明了热应激对家禽的器官损伤类型。
肝脏
热应激会导致肝脏脂肪堆积、炎症反应加剧以及线粒体功能障碍。这些变化可能引发脂肪肝、氧化应激和肝细胞损伤,进一步影响家禽的代谢功能。
肠道
肠道是热应激的主要靶器官之一。高温环境会破坏肠道屏障功能,导致肠道通透性增加,病原菌易位风险上升。此外,肠绒毛高度降低和隐窝深度增加,会严重削弱营养吸收能力。
肺部
家禽主要通过呼吸蒸发散热,但热应激会增加呼吸频率,加重肺部负担。长期高温可能导致肺部炎症反应、肺泡结构破坏和气体交换功能受损。
免疫器官
法氏囊、胸腺和脾脏等免疫器官在热应激下表现出指数下降和结构损伤,导致淋巴细胞凋亡增加,免疫功能显著削弱,降低家禽的抗病能力。
3.营养干预措施
如上图所示,为缓解热应激对家禽的不良影响,营养干预提供了重要的解决方案。以下是几种常见的营养策略:
天然植物提取物
植物多酚通过抗氧化和抗炎作用,有效缓解热应激。例如白藜芦醇 (RES) 能通过抗氧化和抗炎作用,改善肠道健康,增强家禽的生长性能。此外,草本植物提取物可改善肠道健康和抗氧化能力。如姜黄素能提高抗氧化能力,改善产蛋率和蛋质量,并保护肝脏和肠道功能。
益生菌和益生元
益生菌 (如乳酸杆菌、双歧杆菌) 可通过调节肠道菌群平衡,增强肠道屏障功能,减少炎症反应。益生元 (如低聚半乳糖) 可促进益生菌增殖,进一步提升家禽的抗热应激能力。
氨基酸
特定氨基酸能通过抗氧化和免疫调节作用,缓解热应激对肠道和其他器官的损伤。如:L-茶氨酸能够降低应激激素水平,改善肠道屏障功能。色氨酸通过抗氧化和免疫调节作用,能缓解热应激对肠道和其他器官的损伤。
抗氧化剂
维生素C、维生素E及硒等抗氧化剂能显著减少氧化应激,保护肝脏、肠道和免疫器官的功能,缓解热应激的不良影响。
总结与展望
热应激对家禽神经内分泌系统及多器官功能造成复杂的影响,同时显著降低生产性能和健康水平。通过营养干预 (如天然植物提取物、益生菌、氨基酸等) 和环境管理 (如加强通风、安装湿帘系统等) 的结合,可以有效缓解热应激的负面效应。
未来研究可通过整合前沿技术 (如代谢组学、微生物组学等),进一步探索热应激的作用机制及其系统性影响,并开发更精准的营养干预方案。纳米营养素等技术的应用,也有望为提高家禽抗热应激能力提供新的突破方向。
原文出自 Biology 期刊:https://www.mdpi.com/2079-7737/13/11/926
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/biology
Biology 期刊介绍
主编:Jukka Finne, University of Helsinki, Finland; Andrés Moya, University of Valencia and CSIC, Spain
期刊主要涵盖细胞生物学、发育生物学、进化生物学、生物化学与分子生物学、微生物学等所有生物领域。
2023 Impact Factor:3.6 (Q1*)
2023 CiteScore:5.7(Q1**)
Time to First Decision:16.4 Days
Acceptance to Publication:2.5 Days
* JCR Q1 at "Biology"
** CiteScore Q1 at "General Agricultural and Biological Sciences"
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