劉勝軍 盧慶萍 張宏福 李 輝

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193）

現(xiàn)代集約化養(yǎng)豬生產(chǎn)中,環(huán)境應(yīng)激對(duì)豬只生產(chǎn)和健康的影響不容忽視。熱環(huán)境往往是影響?zhàn)B豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一,尤其在我國(guó)南方大部分地區(qū),夏季濕熱的氣候?qū)ωi只的危害更為嚴(yán)重。受環(huán)境熱應(yīng)激的影響,豬只生長(zhǎng)緩慢,出欄時(shí)間延長(zhǎng)[1],免疫機(jī)能降低,對(duì)病原微生物的抵抗力下降[2-3]。然而,由于應(yīng)激反應(yīng)體系的復(fù)雜性,應(yīng)激對(duì)機(jī)體的影響不局限在單一的某一系統(tǒng),而已涉及到神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)[3],所以很難明確機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)應(yīng)激做出的具體應(yīng)答。在熱環(huán)境中,溫度和濕度是最敏感的2個(gè)因素,兩者對(duì)豬只免疫應(yīng)答的影響是否存在交互作用,尚不得而知。因此,本試驗(yàn)通過(guò)人工氣候艙來(lái)模擬我國(guó)南方夏季高溫高濕氣候,探討環(huán)境溫濕度對(duì)豬生長(zhǎng)和免疫力的影響,為今后實(shí)施養(yǎng)豬環(huán)境預(yù)警控制以及建立健康養(yǎng)殖工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與動(dòng)物分組

試驗(yàn)采用2×2雙因子完全隨機(jī)設(shè)計(jì),2個(gè)溫度水平[23和33℃],2個(gè)濕度水平（相對(duì)濕度為55%和80%）。選取體重（30.00±1.72）kg、遺傳基礎(chǔ)接近、健康的杜×長(zhǎng)×大三元雜交閹公豬24頭,安裝頸靜脈血導(dǎo)管,手術(shù)恢復(fù)后分別飼養(yǎng)在4個(gè)人工環(huán)境控制艙中,為4個(gè)試驗(yàn)處理,每個(gè)處理設(shè)6個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1頭豬,單籠飼養(yǎng)。4個(gè)艙每日光照14 h,強(qiáng)度50 lx,艙內(nèi)持續(xù)均勻通風(fēng)。自由采食、飲水,試驗(yàn)持續(xù)14 d結(jié)束。

1.2 試驗(yàn)飼糧

試驗(yàn)飼糧采用常規(guī)玉米-豆粕型飼糧,參照NRC（1998）20～50 kg生長(zhǎng)豬營(yíng)養(yǎng)需要推薦量配制,其組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)飼糧組成和營(yíng)養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）Tab le 1 Com position and nutrient levels of the trail diet （air-dry basis）%

1.3 樣品采集

于試驗(yàn)的第1天、第7天、第14天08:00（空腹）從每只豬血導(dǎo)管抽取10 m L血液。一部分用肝素抗凝;另一部分制作血漿,4℃下3 000 r/m in離心15 m in,取上清液分裝于離心管中,-20℃冷藏保存?zhèn)錅y(cè)。

1.4 指標(biāo)測(cè)定方法

每天08:00和16:00稱剩料重,統(tǒng)計(jì)14 d每頭豬的總采食量。試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)空腹稱重,稱重在08:00進(jìn)行。計(jì)算平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）和料重比（F/G）。

由中國(guó)中醫(yī)研究院西苑醫(yī)院采用細(xì)胞分離法測(cè)定白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及淋巴細(xì)胞數(shù)量,采用流式細(xì)胞儀法測(cè)定外周血T淋巴細(xì)胞分布情況（M ouse Anti-pig CD4a FITC,Mouse Anti-pig CD8a RPE試劑來(lái)源于Southern Biotechnology Associates, Inc.）。采用M TT法測(cè)定外周血淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率。由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能研究所采用放射免疫法測(cè)定血漿皮質(zhì)醇濃度,皮質(zhì)醇濃度測(cè)定試劑盒來(lái)源于北京普爾偉業(yè)生物技術(shù)有限公司。

1.5 數(shù)據(jù)處理

結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行雙因素方差分析,以P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 果

2.1 高溫高濕環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能的影響

由表2可見(jiàn),環(huán)境溫度、濕度均會(huì)影響豬的生長(zhǎng)性能,但溫濕度的互作效應(yīng)不顯著（P＞0.05）。在不考慮濕度的情況下,暴露于33℃高溫環(huán)境下的生長(zhǎng)豬ADFI、ADG顯著降低（P＜0.01）,F/G顯著升高（P＜0.01）。在不考慮溫度的情況下,處于相對(duì)濕度80%的試驗(yàn)豬與55%相比,ADFI有下降趨勢(shì)（P＞0.05）,但ADG顯著降低（P＜0.01）、F/G顯著升高（P＜0.01）。

表2 高溫高濕環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能的影響Tab le 2 Ef fects of high ambient temperature and hum idity on grow th performance o f growing pigs

2.2 高溫高濕環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)豬血漿皮質(zhì)醇濃度、免疫功能的影響

高溫高濕環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)豬血漿皮質(zhì)醇濃度、免疫指標(biāo)的影響見(jiàn)表3、表4、表5。在試驗(yàn)設(shè)定的環(huán)境溫濕度條件下,環(huán)境溫度對(duì)白細(xì)胞及其分類、淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率、T細(xì)胞亞群、血漿皮質(zhì)醇濃度有不同程度影響,而環(huán)境濕度以及溫度和濕度的互作效應(yīng)對(duì)其影響均不顯著（P＞0.05）。在不考慮濕度的情況下,環(huán)境高溫顯著降低第7天試驗(yàn)豬白細(xì)胞總數(shù)（P＜0.05）,顯著提高第1天試驗(yàn)豬的中性粒細(xì)胞數(shù)量（P＜0.01）和中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞（N/L）值（P＜0.01）。

血漿皮質(zhì)醇濃度在第1天（P＜0.01）、第7天（P＜0.05）受環(huán)境溫度的影響顯著,在不考慮濕度的情況下,隨溫度的升高,呈波動(dòng)性變化,第1天升高,到第7天卻下降,到第14天又恢復(fù)到正常溫度的水平。環(huán)境溫度對(duì)聚羥基脂肪酸酯（PHA）刺激的T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率無(wú)顯著影響（P＞0.05）,而在第1天、第7天顯著影響脂多糖（LPS）刺激的B淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率（P＜0.05）,不考慮濕度的情況下,隨環(huán)境溫度的升高,B淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率升高。

外周血T淋巴細(xì)胞亞群分布受環(huán)境溫度的影響各異,溫度對(duì)CD 8+細(xì)胞數(shù)量無(wú)顯著影響（P＞0.05）,而顯著影響第14天CD4+細(xì)胞數(shù)量（P＜0.05）和CD 4+/CD 8+值（P＜0.05）,在不考慮濕度的情況下,隨環(huán)境溫度升高,CD4+細(xì)胞數(shù)量減少, CD4+/CD8+值降低。

表3 高溫高濕環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)豬白細(xì)胞分類的影響Tab le 3 Effects o f high am bient temperature and hum idity on leukocy te classification in grow ing pigs

表4 高溫高濕環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)豬血漿皮質(zhì)醇濃度和淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率的影響Table 4 Ef fec ts of high ambient temperature and hum idity on p lasma cortisol concentration and lymphocy te p ro liferation in growing pigs

表5 高溫高濕環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)豬T細(xì)胞亞群的影響Tab le 5 Effects o f high ambient tem perature and hum idity on T-lymphocy te subsets in grow ing pigs

3 討 論

3.1 高溫高濕環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能的影響

現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中,環(huán)境高溫、高濕是降低豬生長(zhǎng)性能、延長(zhǎng)出欄周期的潛在的應(yīng)激因子。眾多研究表明,熱應(yīng)激降低豬的ADFI、ADG[4-6],增加F/G[7-8]。本試驗(yàn)也得出一致的結(jié)果,在不考慮濕度的情況下,暴露于33℃高溫環(huán)境下的生長(zhǎng)豬ADFI、ADG均顯著降低,F/G顯著升高。本試驗(yàn)中,不考慮溫度的情況下,相對(duì)濕度從55%升高到80%,ADFI呈下降趨勢(shì),ADG顯著降低,從而引起F/G顯著升高,說(shuō)明環(huán)境高濕同樣不利于豬的生長(zhǎng)。Huynh等[5]研究了不同相對(duì)濕度（50%、65%、80%）對(duì)60 kg的肥育豬生長(zhǎng)性能的影響,發(fā)現(xiàn)處于相對(duì)濕度50%環(huán)境下的ADG最高,而80%環(huán)境下的最低,并且當(dāng)溫度由等熱區(qū)上限臨界溫度逐漸升高時(shí),處于相對(duì)濕度80%環(huán)境下的豬ADG降低最快。本試驗(yàn)結(jié)果雖然顯示溫濕度對(duì)豬生長(zhǎng)性能的影響無(wú)顯著交互作用,但高溫環(huán)境下,濕度升高對(duì)生長(zhǎng)的影響有加重的趨勢(shì)。在熱應(yīng)激環(huán)境下,豬為維持體熱平衡,會(huì)通過(guò)降低采食、提高呼吸頻率等行為來(lái)減少產(chǎn)熱,增加散熱。空氣濕度越高,蒸發(fā)散熱受阻,無(wú)形中加劇了豬體的熱負(fù)擔(dān),環(huán)境熱效應(yīng)就越明顯,對(duì)生長(zhǎng)的影響就會(huì)越嚴(yán)重。

3.2 高溫高濕環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)豬血漿皮質(zhì)醇濃度、免疫功能的影響

環(huán)境應(yīng)激對(duì)動(dòng)物免疫功能的影響,普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為,強(qiáng)烈而持久的應(yīng)激主要導(dǎo)致動(dòng)物機(jī)體免疫功能下降,而應(yīng)激激活下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸（HPA）,引起糖皮質(zhì)激素水平升高,是抑制免疫細(xì)胞功能的主要因素[3,9]。從本試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,環(huán)境溫度對(duì)豬的皮質(zhì)醇濃度、免疫功能均有不同程度的影響,而環(huán)境濕度的影響卻不明顯,并且溫、濕度的互作效應(yīng)也不明顯,可見(jiàn)溫度是影響豬只健康的主要環(huán)境因素。

在本試驗(yàn)設(shè)定的條件下,無(wú)論濕度如何,受高溫的豬血漿皮質(zhì)醇濃度在第1天顯著升高,在第7天卻顯著降低,到第14天又恢復(fù)到正常溫度的水平?？磥?lái)血漿皮質(zhì)醇濃度受環(huán)境熱應(yīng)激的影響,具有時(shí)效性。第1天升高,說(shuō)明短期急性高溫引起HPA軸激活,導(dǎo)致糖皮質(zhì)激素大量釋放。隨著應(yīng)激時(shí)間的延長(zhǎng),皮質(zhì)醇濃度下降,Heo等[10]、Sutherland等[11]的研究也出現(xiàn)了類似的結(jié)果,這有可能是由于受長(zhǎng)期熱應(yīng)激的影響,皮質(zhì)醇的周轉(zhuǎn)速率加快。此外,持續(xù)的熱應(yīng)激能降低HPA軸對(duì)熱環(huán)境本身的敏感性和反應(yīng)性,破壞了HPA軸的負(fù)反饋調(diào)節(jié)通路[12],也會(huì)引起皮質(zhì)醇濃度降低。

高溫能引起第7天的白細(xì)胞總數(shù)下降,對(duì)淋巴細(xì)胞數(shù)量的影響不大,而在第1天顯著升高中性粒細(xì)胞數(shù)量,從而引起N/L值升高。中性粒細(xì)胞增多是動(dòng)物應(yīng)激的普遍反應(yīng),可能是因高濃度的糖皮質(zhì)激素改變了中性粒細(xì)胞的輸送方式,使中性粒細(xì)胞從骨髓儲(chǔ)備中釋放出來(lái)[13-14],而本研究結(jié)果中第1天皮質(zhì)醇濃度顯著升高,正好與此推測(cè)一致。T、B淋巴細(xì)胞是獲得性免疫的主要力量,分別主導(dǎo)細(xì)胞免疫和體液免疫。從本試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,不考慮濕度的情況下,環(huán)境高溫對(duì)PHA刺激的T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率無(wú)明顯影響,而在第1天、第7天顯著升高LPS刺激的B淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率。這與Sutherland等[11]和M orrow-Tesch等[15]的研究結(jié)果一致,說(shuō)明不同的淋巴細(xì)胞,受熱應(yīng)激的影響不一樣,而且還與應(yīng)激的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間有關(guān)。

正常的免疫應(yīng)答是各種免疫細(xì)胞,特別是T細(xì)胞亞群之間的相互促進(jìn)或相互制約來(lái)完成的,使之能清除抗原異物,又不損傷機(jī)體自身組織。T細(xì)胞是機(jī)體免疫應(yīng)答的核心細(xì)胞,根據(jù)其表面分化的抗原的不同,分為若干亞群。各T細(xì)胞亞群的數(shù)量及其比例（CD 4+/CD 8+）的正常是機(jī)體免疫系統(tǒng)功能正常的主要標(biāo)志。在受環(huán)境高溫的第14天,CD4+T細(xì)胞數(shù)減少,而整個(gè)時(shí)期內(nèi),CD8+T細(xì)胞的數(shù)量變化不大,從而引起CD4+/CD 8+值降低,導(dǎo)致T細(xì)胞亞群失衡,意味著細(xì)胞免疫功能處于紊亂狀態(tài)[16-17]。總體來(lái)看,濕度并非是影響豬免疫功能的主要環(huán)境因素。在適溫的環(huán)境下,高濕度對(duì)豬的免疫力并沒(méi)有多大影響;但在高溫環(huán)境下,濕度升高,熱效應(yīng)增強(qiáng),顯然會(huì)加重對(duì)豬健康的危害。

熱應(yīng)激能引起HPA軸激活,糖皮質(zhì)激素釋放,但血漿皮質(zhì)醇濃度并非總處于高位,本試驗(yàn)結(jié)果顯示,熱暴露豬血漿皮質(zhì)醇濃度在第1天升高,然后降低。熱應(yīng)激能降低機(jī)體免疫力,但免疫系統(tǒng)的應(yīng)答并非一味的受到抑制,本試驗(yàn)結(jié)果顯示,熱暴露豬B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫功能在第1天、第7天反而有所增強(qiáng)?？梢?jiàn),環(huán)境熱應(yīng)激引起的免疫功能變化并非完全受糖皮質(zhì)激素的調(diào)控,有研究表明,糖皮質(zhì)激素作用于免疫細(xì)胞是需要與免疫細(xì)胞表面受體結(jié)合才能發(fā)揮作用[18],而目前熱應(yīng)激對(duì)糖皮質(zhì)激素受體表達(dá)的影響尚不得而知,所以說(shuō)熱應(yīng)激對(duì)免疫系統(tǒng)的影響具有復(fù)雜性。但隨著熱暴露時(shí)間延長(zhǎng),T細(xì)胞亞群分布發(fā)生紊亂,說(shuō)明持續(xù)的高熱能降低細(xì)胞免疫功能,可能引起實(shí)際生產(chǎn)中的豬抗病力下降。

4 結(jié) 論

①環(huán)境高溫、高濕均能降低生長(zhǎng)豬的生長(zhǎng)性能。

②血漿皮質(zhì)醇濃度受高溫影響具有時(shí)效性,呈先開升高后降低的趨勢(shì)。

③單純的環(huán)境高濕對(duì)豬免疫功能的影響不大, B細(xì)胞功能受高溫的影響短期內(nèi)有增強(qiáng)的表現(xiàn),持續(xù)高溫能使T細(xì)胞亞群分布紊亂,進(jìn)而降低豬的細(xì)胞免疫功能,從而引起抗病力下降。

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（編輯 田艷明）