潘彩霞,吳衍
(公安部南昌警犬基地江西省警犬良種繁育與行為科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西南昌 333100)
在犬的飼養(yǎng)與使用中,可能會(huì)遇到多種不利的應(yīng)激,環(huán)境應(yīng)激是其中影響最廣泛也最難以避免的因素。高溫環(huán)境的持續(xù)會(huì)激發(fā)犬體的熱應(yīng)激響應(yīng)。隨著全球氣候變暖,夏季極端高溫天氣頻繁出現(xiàn),尤其在長(zhǎng)江流域及以南地區(qū),高溫高濕氣候持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng),加之犬的汗腺不發(fā)達(dá)、散熱能力較差,熱應(yīng)激損傷程度遠(yuǎn)大于其他動(dòng)物。熱應(yīng)激的產(chǎn)生會(huì)影響犬的生產(chǎn)性能,造成妊娠母犬早產(chǎn)、流產(chǎn)、死胎增多,公犬精液品質(zhì)下降,精子畸形率和死精率明顯升高;犬體生理生化的改變也影響到犬組織機(jī)能的正常運(yùn)行,導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生,嚴(yán)重時(shí)甚至造成熱休克和死亡。
高溫環(huán)境下的犬熱應(yīng)激機(jī)制從血液生化指標(biāo)、組織機(jī)能、免疫、呼吸及心血管系統(tǒng)等多方面影響犬的健康,只有充分掌握這些因素,才能更加科學(xué)的設(shè)計(jì)防治措施和治療方案。
皮質(zhì)醇(COR)、促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)的變化是應(yīng)激反應(yīng)最重要的特征之一。秦海斌等[1]研究發(fā)現(xiàn),犬在 14℃、18℃時(shí)COR相對(duì)穩(wěn)定,28℃、35℃下犬血清中COR顯著升高,由此可證實(shí)28℃、35℃時(shí)犬處于熱應(yīng)激狀態(tài)。在其他動(dòng)物的相關(guān)研究中,AC T H作為一個(gè)重要的激素指標(biāo)也多呈現(xiàn)升高趨勢(shì)[2]。葡萄糖是動(dòng)物代謝活動(dòng)快速功能最有效的單糖,研究發(fā)現(xiàn),犬在熱應(yīng)激狀態(tài)下血清內(nèi)的葡萄糖濃度降低。
高溫可引起動(dòng)物機(jī)體代謝機(jī)能和酶活性發(fā)生改變,造成機(jī)體組織不同程度的損傷。在正常情況下,細(xì)胞內(nèi)酶由于細(xì)胞膜的屏障作用不易逸出,處于較穩(wěn)定的狀態(tài),僅由于細(xì)胞的不斷更新破壞而少量釋放進(jìn)入血液。而在熱應(yīng)激情況下細(xì)胞受到損傷和刺激,細(xì)胞膜的通透性增大致使其釋放進(jìn)入血液中的速度加快,血清酶含量明顯升高,相關(guān)生化指標(biāo)也會(huì)發(fā)生明顯變化。AST(天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶)和ALT(丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶)是氨基酸合成與分解代謝中重要的酶。相關(guān)研究表明,犬在處于熱應(yīng)激狀態(tài)下,ALT和AST兩個(gè)指標(biāo)均呈現(xiàn)出顯著增高趨勢(shì)。肌酸激酶(CK)是反映動(dòng)物熱應(yīng)激狀態(tài)的敏感指標(biāo)。當(dāng)犬處于熱應(yīng)激狀態(tài)時(shí),肌肉能量供應(yīng)不足、細(xì)胞膜磷脂層被氧化而使細(xì)胞膜通透性增強(qiáng),CK溢于胞外,使外周血CK濃度顯著增加。乳酸脫氫酶(LDH)幾乎存在于所有組織中,組織中的酶活力比血漿中高得多,因此當(dāng)少量組織受損傷時(shí),LDH釋放入血液使其在血液中活力升高。有研究發(fā)現(xiàn),犬在受到熱應(yīng)激時(shí),血液中的LDH含量會(huì)升高,表明熱應(yīng)激對(duì)機(jī)體組織器官造成了一定損傷[1]。
高溫環(huán)境可引起機(jī)體體液的大量消耗和內(nèi)環(huán)境紊亂,長(zhǎng)時(shí)間暴露在這樣的環(huán)境下使體內(nèi)組織代謝率增高。余俐等[3]研究表明,犬長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫環(huán)境下可造成顱腔內(nèi)組織溫度過高、腦組織代謝消耗增強(qiáng),導(dǎo)致腦組織的熱損傷。其設(shè)計(jì)常溫對(duì)照組(溫度 22.20±1.30℃,相對(duì)濕度<60%)和高溫高濕暴曬組(溫度 58.20±6.90℃,相對(duì)濕度 39%~52%)兩組比較,曬前30min,兩組差異不顯著,1h后暴曬組犬體溫升高10.18℃左右,呼吸頻率顯著增加。暴曬組的平均生存時(shí)間為74min,死亡后腦組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)疏松,神經(jīng)元明顯減少,伴有腦組織內(nèi)斑片狀出血。
腎臟具有通過泌尿排除代謝性廢物,分泌腎素并維持水、電解質(zhì)、酸堿平衡,保持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定等功能。而高溫高濕環(huán)境使機(jī)體溫度和代謝率升高,代謝產(chǎn)物的增多通過泌尿排除增加了腎臟的代謝負(fù)荷;同時(shí),皮膚出汗和呼吸道水分蒸發(fā)散熱交換導(dǎo)致大量體液?jiǎn)适Ш脱萘康牟蛔憧稍斐赡I血流量的減少;另外,呼吸頻率的加快使氣體交換中的CO2大量排除,可出現(xiàn)呼吸性堿中毒的酸堿平衡失調(diào),其酸堿平衡的紊亂常與電解質(zhì)變化相關(guān),影響腎臟內(nèi)腎小球的酸堿平衡調(diào)節(jié)[4~5]。Isadore 研究表明,高溫環(huán)境下,會(huì)影響犬腎上腺皮質(zhì)激素的釋放,從而影響到腎小管對(duì)葡萄糖的重吸收及腎小球?yàn)V過率[6]。
牛和羊受到熱應(yīng)激時(shí),體溫和呼吸頻率都會(huì)升高,當(dāng)呼吸頻率達(dá)到一定極值后會(huì)下降,隨后每分鐘呼吸體積和肺泡通氣量會(huì)進(jìn)一步升高,直至發(fā)生呼吸性堿中毒。當(dāng)將氣溫下降,它們會(huì)快速進(jìn)入到淺呼吸,隨后恢復(fù)正常呼吸[7~8]。 但大量研究發(fā)現(xiàn),犬在受到高溫環(huán)境刺激后,呼吸系統(tǒng)的反應(yīng)有所不同。犬只有在體溫顯著升高后出現(xiàn)呼吸頻率增大,當(dāng)熱應(yīng)激持續(xù),犬會(huì)發(fā)生每分鐘呼吸體積和肺泡通氣量不可逆轉(zhuǎn)的降低,最終引發(fā)心血管衰竭而死亡[9]。研究還顯示,當(dāng)被突然暴露在干熱環(huán)境下,犬的呼吸頻率會(huì)從18次/min提高到340次/min。當(dāng)進(jìn)一步提高環(huán)境濕度,10min內(nèi),犬的呼吸頻率會(huì)到達(dá)頂峰(410 次/min),隨后下降到 260 次/min[10]。
Hales等,利用放射性微球技術(shù),研究了在熱應(yīng)激狀態(tài)下,犬心輸出量的重新分配。研究結(jié)果顯示,相對(duì)熱中性環(huán)境,在高溫環(huán)境下,犬心輸出量增加了74%,其中有4%~6%的血量流經(jīng)動(dòng)靜脈吻合支(熱中性條件下為1%左右)。研究還發(fā)現(xiàn),熱應(yīng)激狀態(tài)下,犬小腿、耳朵、咽喉、頸部、鼻黏膜、呼吸肌及脾臟的血流速率增大,甲狀腺、脊髓、大腦等處血流速率減小,非呼吸肌、心臟、腦垂體、腎上腺、腎臟、肝臟、胃以及腸等部位血流速率無明顯變化[11]。
在人和多種動(dòng)物上進(jìn)行的應(yīng)激理論的研究已經(jīng)證實(shí),應(yīng)激能影響免疫機(jī)能[12-13],這種影響是經(jīng)由神經(jīng)-內(nèi)分泌系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)之間共有的化學(xué)信息分子(神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)肽、細(xì)胞因子等)及其受體來實(shí)現(xiàn)的[14~15]。 朱騫等[16]為研究熱應(yīng)激造成犬免疫機(jī)能損傷的機(jī)制及損傷過程中免疫相關(guān)細(xì)胞因子的變化規(guī)律,分別在夏季持續(xù)高熱天氣中每隔7d,分5次采集了拉布拉多的血清和外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)進(jìn)行分析。結(jié)果顯示,夏季持續(xù)高熱天氣中犬長(zhǎng)期處于應(yīng)激狀態(tài),其PBMC中熱休克蛋白70(HSP70)mRNA 表達(dá)上調(diào),白細(xì)胞介素 2(IL-2),白細(xì)胞介素(IL-10),Toll樣受體 2(TLR-2)和 Toll樣受體4(TLR-4)mRNA表達(dá)下調(diào);血清中皮質(zhì)醇(COR)濃度持續(xù)高于正常值,HSP70濃度升高,IL-2,TLR-2濃度未發(fā)生顯著變化,IL-10,TLR-4濃度顯著低于正常水平。熱應(yīng)激條件下,白介素和Toll受體mRNA表達(dá)的下調(diào),可能是導(dǎo)致犬免疫功能抑制和抗感染免疫機(jī)能下降的原因。
高溫高濕環(huán)境還有可能引發(fā)犬的氧化應(yīng)激,從而導(dǎo)致生理生化的一系列變化[17]。氧化應(yīng)激是指體內(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(rùn),蛋白酶分泌增加,產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物。氧化應(yīng)激是由自由基在體內(nèi)產(chǎn)生的一種負(fù)面作用,并被認(rèn)為是導(dǎo)致衰老和疾病的一個(gè)重要因素。 Pareek 等[18]分別在溫濕指數(shù)(THI)為 70~72的10~11月和溫濕指數(shù)為82~84的7~8月份作為對(duì)照組和高溫高濕組,測(cè)定拉布拉多犬血清中維生素A、C、E和谷胱甘肽等內(nèi)源性抗氧化劑的含量差異。試驗(yàn)結(jié)果顯示,在高溫高濕環(huán)境下,犬血清中的維生素A、C、E和谷胱甘肽含量顯著少于對(duì)照組。試驗(yàn)表明,在高溫高濕條件下,導(dǎo)致犬氧化應(yīng)激機(jī)制的發(fā)生,體內(nèi)高活性的活性氧自由基產(chǎn)生過多,內(nèi)源性抗氧化劑因?qū)惯^多的氧自由基而消耗。
近年來,犬在作為伴侶動(dòng)物、軍警戰(zhàn)斗裝備,在社會(huì)生活和社會(huì)公共安全領(lǐng)域中發(fā)揮著日益增大的作用。高溫環(huán)境的持續(xù)易引發(fā)犬熱應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致疾病的發(fā)生乃至死亡。本文通過查閱國(guó)內(nèi)外對(duì)犬熱應(yīng)激反應(yīng)的研究進(jìn)展,從血液生化指標(biāo),免疫、呼吸、循環(huán)系統(tǒng),組織機(jī)能、引發(fā)氧化應(yīng)激等方面綜述了高溫環(huán)境對(duì)犬生理和生化的影響,旨在為進(jìn)一步研究犬熱應(yīng)激發(fā)生機(jī)制、設(shè)計(jì)更科學(xué)的高溫應(yīng)對(duì)措施、研制抗熱應(yīng)激食品、藥品奠定基礎(chǔ)。
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(收稿日期:2018-04-18)
信息之窗
白俄羅斯年中旬開始對(duì)華出口5萬噸禽肉
據(jù)白俄羅斯農(nóng)業(yè)和食品部對(duì)外經(jīng)濟(jì)活動(dòng)總局局長(zhǎng)阿列克謝·波格丹諾夫25日表示,白俄羅斯企業(yè)獲得向中國(guó)供應(yīng)禽肉的許可。
波格丹諾夫在其臉書上發(fā)文說,5家禽產(chǎn)品工廠獲準(zhǔn)對(duì)華出口禽肉產(chǎn)品。
中國(guó)專家上周來到白俄羅斯,檢查該國(guó)生產(chǎn)的禽肉是否符合中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。白俄羅斯農(nóng)業(yè)與食品部此前曾表示,希望于2018年中旬開始對(duì)華出口禽肉,出口量可能在每年5到10萬噸之間。