动物冷应激的研究进展
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黑龙江畜牧兽医1999年第3期
专论与综述
动物冷应激的研究进展
杨焕民,李士泽
(黑龙江八一农垦大学动物科技学院,黑龙江 密山158308)
文献标识码:A 文章编号:1004-7034(1999)03-0042-03
加拿大病理生理学家Hans创立了应激演说[1],他认为应
体-肾上腺皮质系统及下丘脑-垂体-甲状腺轴等实现的。
根据Selye用大鼠所做的试验表明,应激在典型情况下可分三个阶段:第一阶段为惊恐反应或动员阶段(Alarmreactionorstageofmobilization),这是机体对应激原作用的早期反应,此期机体尚未获得适应。第二阶段为适应或抵抗阶段(Stageofadaptationorresistance),机体克服了应激原作用而获得了适应,诸多表现与惊恐反应相反,新陈代谢趋于正常,同化作用占优势。第三阶段为衰竭阶段(Stageofexhaustion),表现很象惊恐反应,但反应程度急剧增强,出现各处营养不良,异化作用占
[2]
优势。
激是指机体对外界或内部的各种异常刺激所产生的非特异性应答反应的总和,或者说应激是机体对向它提出任何要求所做的非特异性应答。应激因素有多种,动物对各种应激的反应亦不尽相同,而寒冷应激是北方高寒地区动物特别是新生动物的一种最普遍的应激因素。
在北方高寒地区,早春及晚秋母猪产仔,冬季母牛产犊及早春孵化雏鸡等是促进畜牧业飞速发展的必要环节,但因环境低温所导致的冷应激常引起动物生长缓慢、抗病性差,甚至死亡是制约北方畜牧业发展的主要因素之一。因此,解决这一影响畜牧业生产中的难题,目前已成为营养生理、家畜环境营养学研究的前沿和热点。
调节体温的基本中枢在下丘脑。当外界环境温度下降引起体内温度下降超过体温调定点的阈值(如37 )时,则机体冷敏神经元兴奋,发放的神经冲动频率增加,促使产热活动加强,如骨骼有紧张性增加,皮肤血管收缩等,同时热敏神经元放电频率减少,使散热活动受到抑制,结果使体温不致过度降低,从而保持体温相对恒定。
1 寒冷应激对动物机体影响的生理学机制
1.1 寒冷应激的一般概念
应激通常是指动物受到频率比较大,持续时间长或时间虽短但变化剧烈的刺激时所引起的机体反应,这种反应主要使动物内环境稳定性、生理和行为等发生改变。应激所引起机体的非特异性变化叫做全身适应综合症(GeneraladaptationsyndromeGAS), 凡能引起机体出现GAS的刺激即称为 应激原 (Stressor),而寒冷应激即为应激原之一。
关于寒冷应激,人们通常都只是讨论它所引起的影响或是一般症状,到现在似乎还没有一个十分精确的定义,对不同动物,寒冷的概念亦不一样,寒冷应激的范围和程度也有所不同。动物急性(短期)暴露于寒冷环境中,开始产生冷应激(Coldstress)反应,这一反应称之 报警反应(Alarmreaction) 。在慢性(长期)冷暴露(Coldexposure)情况下,冷应激首先产生的报警反应消逝后,动物的代谢发生特异性变化,持续稳定的寒冷刺激,使儿茶酚胺和甲状腺素分泌增强,机体的能量代谢持续升高,但体热绝缘即保温能力(被毛厚实,血管收缩)不受影响,动物的存活时间可以延长,这种情况称为惯习或气候适应(Acclimation)。随着季节性变化或迁换地理环境机体生理调节逐渐发生变化,例如,由秋季进入严冬后,动物的保温能力明显提高,但能量代谢变化不大,有的甚至反而降低,这种情况称为冷驯化(Acclimatization)。
1.2 动物对寒冷应激反应的生理机制
寒冷应激反应的机制十分复杂,几乎涉及所有的器官和组织,其中,中枢神经系统及其高级部位(大脑皮层)是起整合调节作用的主导部门,通过交感-肾上腺髓质系统、下丘脑-垂
2 寒冷应激对动物机体的影响
2.1 寒冷应激对动物能量代谢的影响
低温环境对动物能量代谢影响明显。动物暴露于临界温度下限的环境中时,机体静止能量代谢率升高同时产热量增加。绵羊暴露于0 与20 比较其产热量增加2.14倍。研究报道,在临界温度下限时,外界温度每降1 ,静止能量代谢率成年羊升高4.2KJkg-2.5KJkg-0.75
0.75
d-1,生长期犊牛升高
0.75
d-1,肉牛升高2.9KJkg-d-1。肉牛饲养在
0.75
30 环境中时,静止能量代谢率为13.08KJlkg-谢率分别为16.51和17.93KJlkg-0.75-1
d-1,但将
牛饲养在17.4和12.7 的冬季室外环境中时,其静止能量代
d
。将泌乳绵羊暴露于
(21 1) 和(0 1) 环境中,第1、21和41d后,(0 1) 试验组的产热量较(21 1) 组分别提高20%(P<0.05)、43%(P<0.01)和55%(P<0.001)。。而且所有冷暴露级乳脂含量亦明显增加(P<0.05),冷暴露21d后,乳蛋白和乳糖含量明显增加,短链脂肪酸在冷暴过程中相对降低。说明冷应激后乳中能量损失有增加趋势,但每日乳产量无明显改变。
当动物进行急性冷暴露时,实际的日粮能量主要从生产功能而转向产生大量的体热,以维持体温恒定。若热量产生不足,可引起生长发育的继发性改变及某些疾病的产生,严重者将导致死亡。McBride,G.E[3]将青年羔羊置于(0 1) 和(21 1) 的环境中饲养,10周后发现在0 1 环境中饲养的羔羊,其跖骨长度缩短,冷暴露组的皱胃和甲状腺重量有轻微的增加(P<0.01),对干物质和氮的消化率无明显影响,但体著降低(P。他从
收稿日期:1998-08-28
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