格日樂其木格

（內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市阿魯科爾沁旗農(nóng)牧局，內(nèi)蒙古 赤峰 025500）

牛肉因富含微量元素且具有高蛋白、低膽固醇、低脂肪等優(yōu)點而受到人們的喜愛，其在肉類市場所占份額也越來越大[1]。為了滿足人們對牛肉的需求，就要求畜產(chǎn)品生產(chǎn)向集約化方向轉(zhuǎn)變。但由于我國北方冬季寒冷，會使反芻動物產(chǎn)生冷應(yīng)激，從而抑制動物的生長速度和增加幼畜的死亡率，故導(dǎo)致了畜牧業(yè)經(jīng)濟效益的下降[2]。冷應(yīng)激在通常情況下可以分成兩種，即急性冷應(yīng)激和慢性冷應(yīng)激，此可通過動物暴露在寒冷環(huán)境中的時間的長短來進行區(qū)分。若動物從急性冷應(yīng)激中進入慢性冷應(yīng)激，則在急性冷應(yīng)激中所產(chǎn)生的反應(yīng)會消失，動物機體代謝活動也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，但自身恒溫性能不會改變[3]。

之前對奶牛冷應(yīng)激的研究表明，北方寒冷的環(huán)境會降低奶牛的免疫功能、乳品質(zhì)、采食量以及產(chǎn)奶量。有報道稱，當(dāng)溫度為-6.8℃且無風(fēng)時，歐洲牛也會產(chǎn)生冷應(yīng)激，這表明動物產(chǎn)生冷應(yīng)激不僅是因為環(huán)境溫度低，還會受到風(fēng)速等的影響。所以對于冷應(yīng)激的評價方法會因為所采用的環(huán)境指標(biāo)的不同而不同。在相同寒冷的環(huán)境條件下，冷應(yīng)激會嚴(yán)重破壞西門塔爾母牛的免疫功能和抗氧化功能，而蒙古母牛則具有更強的耐寒冷性能[4]。研究還表明，當(dāng)環(huán)境溫度在5～25℃時，奶牛不會產(chǎn)生冷應(yīng)激或熱應(yīng)激。用溫濕度指數(shù)來判斷是否產(chǎn)生冷應(yīng)激或熱應(yīng)激的范圍是：當(dāng)THI小于38時奶牛產(chǎn)生冷應(yīng)激，當(dāng)THI大于72時奶牛產(chǎn)生熱應(yīng)激。而且一旦動物產(chǎn)生冷應(yīng)激或者熱應(yīng)激，其機體會通過下丘腦-垂體-甲狀腺軸（HPT）、交感-腎上腺髓質(zhì)軸（SAM）以及下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPA）來進行調(diào)節(jié)[5]。但這種調(diào)節(jié)不是沒有極限的，當(dāng)環(huán)境溫度和濕度的變化超過動物自身調(diào)節(jié)的極限時，動物會無法適應(yīng)環(huán)境的變化從而產(chǎn)生冷應(yīng)激或熱應(yīng)激。之前對于冷應(yīng)激的研究主要集中于奶牛及單胃動物上，而對肉牛冷應(yīng)激研究較少。本研究通過探討冷應(yīng)激對放牧西門塔爾母牛免疫功能、抗氧化功能的影響，試圖進一步了解冷應(yīng)激對肉牛機體影響的生理機制，以便為我國北方地區(qū)在冬季應(yīng)對放牧肉牛冷應(yīng)激提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及飼養(yǎng)管理

將內(nèi)蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗某天然草場提供的16頭4歲，體重為500±20 kg且健康狀況良好的放牧西門塔爾母牛作為試驗動物。試驗用西門塔爾母牛的飼養(yǎng)管理方式為全年放牧，自由采食牧草和飲水。

1.2 試驗時間及地點

本試驗在內(nèi)蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗某天然草場進行。試驗分為2個階段：秋季試驗（2019年9月15～18日），冬季試驗（2020年 1月 10～13日）。

1.3 環(huán)境溫濕度測定

由于試驗是以在天然草場進行全年放牧的西門塔爾母牛為研究對象，所以所測的環(huán)境指標(biāo)均為自然環(huán)境下的溫度和相對濕度。試驗期間，測定每天8∶00、14∶00以及20∶00的天然放牧草場的溫度和相對濕度，并監(jiān)測記錄試驗當(dāng)月的平均氣溫和相對濕度。

1.4 血樣采集

在試驗期最后一天清晨對每頭試驗牛進行頸靜脈采血。用非抗凝采血管采集10 mL血液，靜置半小時后3000 r/min離心10 min，分離制備血清，置于-20℃冰箱中保存，用于血液生化指標(biāo)的測定

1.5 血液指標(biāo)測定

血清中 IgA、IgG、IgM、IL-2、IL-4、SOD、MDA、T-AOC含量測定采用酶聯(lián)免疫分析法，試劑盒均購自南京建成生物工程研究所，測定方法遵照試劑盒說明書之內(nèi)容。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003對所有試驗數(shù)據(jù)進行初步整理后，使用SPSS17.0中的單因素方差分析 （one-way ANOVA）進行差異顯著性分析，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差方式表示，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 肉牛放牧草場的溫濕度

由表1可知，在不同的試驗階段，環(huán)境溫濕度是不同的，所以對試驗牛所造成的影響也是不同的。秋季試驗期放牧草場的最低溫度為5℃，最低濕度為30%。冬季試驗期放牧草場的最低溫度為-28℃，最低濕度為21%。根據(jù)試驗當(dāng)月溫度和濕度的監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，秋季放牧草場的月平均氣溫為16℃，月平均濕度為45%；冬季放牧草場的月平均氣溫為-17.5℃，月平均相對濕度為30%。

表1 不同季節(jié)平均氣溫和濕度

2.2 不同季節(jié)西門塔爾母牛血清免疫指標(biāo)變化情況

通過比較秋季和冬季放牧西門塔爾母牛的血清免疫指標(biāo)結(jié)果可知，冷應(yīng)激使放牧西門塔爾母牛血清中 IgG、IL-2 的含量顯著下降（P＜0.05）,與秋季血清免疫指標(biāo)相比，IgA、IgM、IL-4含量有下降的趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）。

表2 不同季節(jié)西門塔爾母牛血清免疫指標(biāo)測定結(jié)果

2.3 不同季節(jié)西門塔爾母?？寡趸笜?biāo)變化情況

通過比較秋季和冬季放牧西門塔爾母牛的血清抗氧化指標(biāo)結(jié)果可知，天然草場的冷應(yīng)激使放牧西門塔爾母牛SOD含量出現(xiàn)增加的趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）。天然草場的冷應(yīng)激使放牧西門塔爾母牛血清中MDA的含量顯著上升（P＜0.05）。天然草場的冷應(yīng)激使放牧西門塔爾母牛血清中的T-AOC顯著下降（P＜0.05）。

表3 不同季節(jié)西門塔爾母牛血清抗氧化指標(biāo)測定結(jié)果

3 討論

3.1 不同季節(jié)的溫度和濕度指數(shù)對放牧西門塔爾母牛的影響

在本試驗中，冬季平均溫度最低可達-17.5℃，平均相對濕度最低為30%，因此冬季的平均溫濕度指數(shù)也最低。冬季的平均溫濕度指數(shù)為22.64，說明本試驗中的放牧西門塔爾母牛在冬季處于冷應(yīng)激狀態(tài)中。通過研究發(fā)現(xiàn)，溫濕度指數(shù)THI＞38為無冷應(yīng)激，25＜THI≤38為輕度冷應(yīng)激，8＜THI≤25為中度冷應(yīng)激，-12＜THI≤8 為重度冷應(yīng)激，-25＜THI≤-12 為極端冷應(yīng)激[6]，因此天然草場的冬季使放牧西門塔爾母牛產(chǎn)生了輕度的冷應(yīng)激。而在秋季，天然草場的平均溫度為16℃，平均相對濕度為45%，平均溫濕度指數(shù)為59.95，因此通過溫濕度指數(shù)可知，放牧西門塔爾母牛在秋季處于無冷應(yīng)激狀態(tài)。又因為THI≤72時，牛無熱應(yīng)激反應(yīng);72＜THI≤79 時，牛處于輕度熱應(yīng)激;79＜THI≤88時，牛處于中度熱應(yīng)激;THI＞88時，牛處于重度熱應(yīng)激[7]，所以在秋季放牧西門塔爾母牛也不產(chǎn)生熱應(yīng)激。

3.2 冷應(yīng)激對放牧西門塔爾母牛免疫指標(biāo)的影響

研究發(fā)現(xiàn)，無論高溫還是低溫都會增加牛的死亡率，而死亡率最低時的溫度條件為15～20℃。通過對極端高溫進行相對風(fēng)險估計了解到，其風(fēng)險范圍為1.3～2.5，不僅溫度強度會影響牛的死亡率，暴露在高溫或者低溫中的時間長短也會對牛的死亡率產(chǎn)生一定的影響，而且它們與牛的死亡率成正比[8]。在環(huán)境溫度為-30℃時，綿羊的免疫球蛋白含量會極顯著地下降，這說明重度冷應(yīng)激會使綿羊的免疫功能受到抑制[9]。動物淋巴結(jié)中的漿細胞和脾臟能合成和分泌免疫球蛋白IgM、IgG以及IgA，這些免疫球蛋白會在動物的特異性免疫中發(fā)揮重要作用[10]。其中IgG占血清總免疫球蛋白的比例約為75%。IgG在動物體液免疫中發(fā)揮著重要作用，IgG還可用作為血清學(xué)診斷的抗體[11]。在有抗原刺激的體液免疫中最先產(chǎn)生免疫應(yīng)答的免疫球蛋白是IgM，其在動物的早期免疫防御中發(fā)揮著重要作用。動物血液中免疫細胞因子的含量能夠反映動物免疫功能的高低[12]。細胞的生長因子包括IL-2，免疫系統(tǒng)中白血球的細胞活性能夠通過IL-2調(diào)控，IL-2同時還可以參與抗體反應(yīng)，在這個過程中IL-2的主要作用是增強巨噬細胞以及T淋巴細胞的活性[13]。對動物體液免疫起到調(diào)節(jié)作用的細胞生長因子還有IL-4,IL-4的作用是誘導(dǎo)B細胞的成熟和刺激B細胞成熟免疫球蛋白，從而參與動物的免疫反應(yīng)[14]。通過在寒冷的冬季對三河牛的研究發(fā)現(xiàn)，血清中的IL-2、IL-4以及IgG的含量均會有所下降，但與春季非應(yīng)激期相比下降不顯著[15]。有研究發(fā)現(xiàn)，肉牛在慢性冷應(yīng)激中會使血清中的免疫球蛋白的主要成分IgG、細胞生長因子中的IL-4、IL-2的含量有所降低，這說明慢性冷應(yīng)激不僅會使肉牛的免疫功能受到抑制，還會使肉牛產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[16]。而且隨著冷應(yīng)激時間的延長，會使動物機體內(nèi)血清免疫抑制因子的含量升高從而抑制IL-2的產(chǎn)生，進而造成動物機體免疫功能的下降[17]。對奶牛的研究發(fā)現(xiàn)，冷應(yīng)激會降低其免疫功能[18]。在本試驗中，IgG、IL-2顯著下降，這說明冷應(yīng)激可抑制免疫球蛋白的合成，使放牧西門塔爾母牛的免疫功能受損。

3.3 冷應(yīng)激對放牧西門塔爾母?？寡趸笜?biāo)的影響

動物在冷應(yīng)激的狀態(tài)下，其氧化平衡會被破壞從而導(dǎo)致自由基的大量產(chǎn)生，而過量的自由基會導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化物大量產(chǎn)生，增強脂質(zhì)過氧化的作用，進而導(dǎo)致動物產(chǎn)生氧化應(yīng)激損傷[19]。動物機體內(nèi)的抗氧化酶可以清除自由基，保護機體免受氧化應(yīng)激的威脅。冬季寒冷的天氣可能會造成動物產(chǎn)生氧化應(yīng)激，使SOD的含量增加[20]。脂質(zhì)過氧化的最終產(chǎn)物是MDA，MDA含量的高低反映氧化應(yīng)激的劇烈程度，是細胞氧化損傷程度的指標(biāo)之一[21]。SOD在動物機體內(nèi)的主要作用是清除超氧陰離子自由基，防止細胞損傷，而且SOD活性的高低能夠間接反映機體清除氧自由基的能力。機體的總抗氧化能力通過T-AOC來衡量[22]。冷應(yīng)激會使肉牛血清中的T-AOC和MDA含量顯著升高，而后者升高的原因有可能是因為肉牛體內(nèi)積累了大量的自由基。通過對西門塔爾雜交犢牛的研究發(fā)現(xiàn)，犢牛血清中的MDA和T-AOC的含量與環(huán)境溫度的高低成反比。不僅如此，在對奶牛的研究中也發(fā)現(xiàn)，SOD的含量與非應(yīng)激期相比會顯著降低，而MDA的含量則會顯著升高。通過對西門塔爾犢牛在冷應(yīng)激中的抗氧化指標(biāo)的研究發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境溫度為-40℃時，MDA含量顯著升高，而SOD 的活性顯著降低[23]。造成這種現(xiàn)象的原因可能是因為動物在初冬時遭受了冷應(yīng)激，所以產(chǎn)生了代償效應(yīng)，造成SOD的活性上升。但隨著冷應(yīng)激時間的延長，SOD的活性降低。本試驗的研究結(jié)果為，T-AOC的含量顯著下降，MDA的含量顯著上升，而SOD的含量雖然上升但不顯著，這表明冷應(yīng)激使放牧西門塔爾母牛的抗氧化功能降低。