熱應激對家禽性能不良影響的解決方案

中圖分類號：S815 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2016）05-0072-04

在家禽生產(chǎn)中，熱應激（Heat Stress，HS）是全球范圍內(nèi)最為關注的問題之一。熱應激會對家禽的生產(chǎn)性能造成負面影響，如降低生長速度、產(chǎn)蛋率和產(chǎn)品安全性等。近最，International Poultry Production雜志就該問題與Muhammad Umar Sohail進行了討論。

Muhammad曾在美國農(nóng)業(yè)部從事項目研究，并獲得了巴基斯坦拉合爾獸醫(yī)與動物科學大學（University of Veterinary and Animal Sciences，Lahore）的博士學位，目前在巴基斯坦費薩拉巴德政府學院大學（Government College University Faisalabad）擔任生理學副教授。

問：熱應激是許多國家都面臨的重大問題。預計僅美國家禽業(yè)，每年因熱應激造成的經(jīng)濟損失就達1.25億美元～1.65億美元。您覺得亞洲的熱應激情況如何？

答：亞洲是最大的禽肉（占世界總產(chǎn)量的30 %以上）和禽蛋產(chǎn)品生產(chǎn)地。近年來，發(fā)展中國家的類肉禽蛋產(chǎn)量的增長比例高于發(fā)達國家。

經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（Organization for Economic Cooperation and Development，OECD）的數(shù)據(jù)顯示，這一增幅在未來幾年甚至會更大，如印度、巴基斯坦和孟加拉國，他們的禽肉產(chǎn)量在2015年到2023年間增長將超過50 %。如您所知，亞洲橫跨氣候炎熱潮濕的熱帶和亞熱帶，而現(xiàn)代家禽父母代品系主要由歐洲和美國培育，通常不能很好地適應亞洲的氣候。我們沒有關于由熱應激導致的經(jīng)濟損失的精確統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但一般認為，熱應激在亞洲造成的后果更為嚴重。

問：熱應激是多數(shù)家禽生產(chǎn)者共同面臨的問題，但是它是如何影響家禽生產(chǎn)的？

答：家禽沒有汗腺，且皮膚覆蓋著羽毛。在炎熱潮濕氣候中，這兩個因素都會對家禽的生產(chǎn)性能產(chǎn)生不良的影響。在我們已發(fā)表的兩項針對肉雞進行的研究中，我們發(fā)現(xiàn)，在慢性熱應激狀態(tài)下，肉雞體重下降了33 %（表1），死亡率急劇增加了4.5個百分點；處于周期性熱應激下的肉雞，增重減少了22 %。對蛋雞和種公雞進行的研究，也得到了相似的結果。

問：如何解釋熱應激期間代謝率的下降？

答：代謝率下降是機體對環(huán)境溫度升高作出應對的一種生理適應。為應對熱應激，雞體內(nèi)多種神經(jīng)內(nèi)分泌機制被激活。而基礎代謝率是由家禽血漿中T3（三碘甲腺原氨酸）濃度決定的，正如Sohail等的研究報道（2010年），T3水平下降會減少代謝性產(chǎn)熱，從而緩解熱應激。

與此類似，生殖激素分泌量發(fā)生變化表示在神經(jīng)內(nèi)分泌通路中導致與應激引發(fā)的繁殖性能降低的最終后果。

Rozenboim等（2007年）報道了應激導致蛋雞產(chǎn)蛋量、卵巢重量、血漿孕酮水平、睪酮和17β-雌二醇的降低。

問：從出殼開始就處于熱應激狀態(tài)下的肉雞與突然處于熱應激下的雞在適應性上有什么差異？

答：眾所周知，相對于未采用高溫“飼養(yǎng)”的家禽，從出生起就提供高溫環(huán)境的家禽對突然的熱應激具有更強的耐性，這種現(xiàn)象被稱為馴化。

Moraes等（2003）報道稱，在胚胎發(fā)育過程中給與高溫“熏陶”，很可能會誘導后天的熱適應能力。

與此類似，Lin等（2005）報道，家禽的熱耐受性可以通過短暫的早期熱熏陶或者限飼來增強。

在溫帶地區(qū)，如歐洲和北美，熱應激會突然發(fā)生，造成的后果比對熱帶地區(qū)的家禽更嚴重，對生產(chǎn)性能的負面影響也更大。

問：在熱應激期間是否有腸道細菌負荷增加的證據(jù)？

答：不少研究報道，在熱應激狀態(tài)下腸道微生態(tài)發(fā)生了改變。大量的研究發(fā)現(xiàn)，熱應激會降低雞腸道內(nèi)全部細菌的多樣性。

Songe等（2014）報道，在熱應激狀態(tài)下，腸道乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量減少，而大腸菌群和產(chǎn)氣莢膜梭菌的活菌數(shù)增多。

同樣，Sirsat等（2011）報道，在熱應激狀態(tài)下，正如通過致病基因表達水平所觀察到的那樣，鼠傷害沙門氏菌粘附上皮細胞的能力得到了增強。

問：為應對家禽的熱應激，我們必須采用何種類型的營養(yǎng)解決方案？

答：之前，人們普遍認為在熱應激狀態(tài)下應補充維生素和礦物質(zhì)，以改善家禽的電解質(zhì)平衡。如今，研究更多地強調(diào)在熱應激下應平衡家禽腸道的菌群。我們認為，微生物在下丘腦-垂體-腎上腺（Hypothalamic-Pituitary-Adrenal，HPA）軸中發(fā)揮重要作用。它們通過神經(jīng)內(nèi)分泌通過控制著機體的多種功能。因此，應更多地突出益生元和益生菌或單獨或多種聯(lián)合使用來改善腸道微生態(tài)。

問：您在攻讀博士學位期間就進行了熱應激的相關研究，研究目的是什么？

答：我做了2項肉雞研究和2項肉種雞和蛋雞的實驗性研究。所有這些研究的目的非常一致：首先，我們研究了熱應激對雞的生理狀態(tài)和生長性能的影響；其次，研究益生元和益生菌在應對熱應激上的作用。

問：您曾說，您測試了酵母細胞壁成分對熱應激狀態(tài)下家禽的影響，為什么要選擇酵母細胞壁成分？在所有不同的酵母組分中，為什么要選擇Safmannan？

答：酵母細胞壁組分含有甘露聚糖和β-葡聚糖。有文獻報道稱，甘露聚糖作為益生元具有雙重功效。

它們能夠通過提供自身的凝集素來防止病原體附著到腸壁上，并通過糞便將病原體排出腸道。其次，微生物發(fā)酵甘露聚糖會產(chǎn)生短鏈脂肪酸（Short Chain Fatty Acids，SCFA），SCFA對微生物和免疫有營養(yǎng)作用。

另一方面，β-葡聚糖能夠調(diào)節(jié)家禽的免疫系統(tǒng)，促進巨噬細胞的增殖，放大體液免疫和細胞免疫的反應。

當時，Safmannan是一款剛剛推出的益生元產(chǎn)品，對其要求的濃度（至少含20 %甘露聚糖和20 %β-葡聚糖）進行檢驗很有趣。

問：這些實驗的畜牧學/生理學結果如何？

答：我們發(fā)現(xiàn)，與熱應激對照組相比，補充Safmannan后家禽的體重增長了17 %，飼料轉(zhuǎn)化率降低了0.28，死亡率降低了9 %。它還能降低熱應激組家禽的皮質(zhì)酮濃度（圖2）。

問：您能解釋皮質(zhì)酮水平的增加與熱應激之間的關系嗎？Safmannan對這些參數(shù)的作用方式是什么？

答：在應激狀態(tài)下機體釋放的皮質(zhì)酮是其抵御應激的防御或內(nèi)環(huán)境平衡系統(tǒng)的一部分，而腎上腺皮質(zhì)釋放皮質(zhì)酮受到下丘腦和垂體的介導。在應激狀態(tài)下，下丘腦產(chǎn)生促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素（Corticotrophin Releasing Hormone，CRH），從而刺激垂體，進而產(chǎn)生促腎上腺皮質(zhì)激素（Adreno Corticotropic Hormone，ACTH）。

ACTH激活腎上腺，產(chǎn)生皮質(zhì)醇——一種起多種代謝作用的重要內(nèi)源性糖皮質(zhì)激素。此外，目前大量科學證據(jù)表明，皮質(zhì)醇是多種免疫功能的重要抑制劑。

研究人員還不能說明益生元或Safmannan降低皮質(zhì)酮水平的確切機制。據(jù)認為：微生物與宿主腸腦軸之間的串擾能夠調(diào)節(jié)腎上腺的活性。

11 問：在研究熱應激家禽腸道和呼吸道菌群時，您進行了更為深入的分析，為什么？

答：熱應激能夠通過誘發(fā)氣喘和酸中毒改變呼吸道的生理機能，這些生理機制會影響呼吸道的微生態(tài)環(huán)境。

其次，已有報道稱，益生菌對呼吸道感染和免疫力有積極的影響。因此，這些想法促使我去研究應激和添加劑對氣管微生態(tài)的影響。

12 問：您的研究結果如何？

答：我們發(fā)現(xiàn)在這二個黏膜位置（氣管與盲腸）上，微生物菌種和多樣性之間存在顯著的差異（圖3）。

問：根據(jù)您的經(jīng)驗，什么是最有效的熱應激解決方案？

答：現(xiàn)代肉雞生產(chǎn)行業(yè)正在不斷向氣候炎熱的發(fā)展中國家擴張。在這些國家，由于安裝和運營成本高以及電力供應不能保障等問題，肉雞舍的氣候控制較落后。

研究人員正在積極尋找替代方法，以解決熱應激問題。

據(jù)我所知，日糧管理和家禽基因是控制熱應激的關鍵因素。因此，培育可以適應高溫的品種應該作為一項戰(zhàn)略目標。

人們普遍認為，利用裸頸基因（Na）和無羽基因（Sc）可以夠緩解熱應激。

良好的飼喂方式有助于應對熱應激。例如，夏季建議在清晨和傍晚飼喂，從而降低家禽白天的產(chǎn)熱量。

原題名：Solutions to the negative impact of heat stress on poultry performance （英文）