高溫季節(jié)福利化管理對(duì)驢駒生長性能、血清免疫和激素指標(biāo)的影響

吳瑋琪 趙宏杰 金 曉 徐元慶 閆素梅 史彬林

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，呼和浩特 010018)

養(yǎng)驢業(yè)是我國畜牧業(yè)重要的組成部分，不僅可以帶動(dòng)周邊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還可以大大推動(dòng)規(guī)?；B(yǎng)殖的進(jìn)程。驢駒是驢生長發(fā)育的重要階段，在這一階段如果飼養(yǎng)管理不當(dāng)，會(huì)影響到其生長性能及存活率。當(dāng)機(jī)體處于高溫高濕環(huán)境中所表現(xiàn)出的一系列生理反應(yīng)稱為熱應(yīng)激反應(yīng)[1]，具體表現(xiàn)為機(jī)體的呼吸頻率加快、采食量降低、生長性能下降及脫水及等，而且機(jī)體熱應(yīng)激程度隨環(huán)境溫度和濕度的增加而加重，重度熱應(yīng)激可能導(dǎo)致畜禽死亡，對(duì)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[2]。熱應(yīng)激會(huì)通過抑制機(jī)體淋巴細(xì)胞功能和使免疫因子含量發(fā)生變化進(jìn)而抑制機(jī)體免疫機(jī)能[3]，免疫球蛋白(Ig)G、IgM、IgA是由漿細(xì)胞分泌，并在機(jī)體特異性免疫中發(fā)揮重要作用[4]，有研究表明，西門塔爾母牛在熱應(yīng)激期間血清中的IgA、IgG和IgM含量顯著降低[5]，這表明熱應(yīng)激會(huì)抑制機(jī)體的體液免疫。

當(dāng)動(dòng)物處于高溫環(huán)境時(shí)，其機(jī)體可通過分泌多種激素調(diào)控生理功能來維持內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，從而使機(jī)體的體溫保持在正常范圍內(nèi)。甲狀腺激素差不多能作用于所有的組織器官，它與機(jī)體的產(chǎn)熱與代謝有關(guān)，甲狀腺激素分泌的增加能夠促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)熱，因此，當(dāng)機(jī)體處于熱應(yīng)激時(shí)，甲狀腺的活動(dòng)會(huì)發(fā)生改變，從而改變機(jī)體甲狀腺激素的含量。研究表明在奶牛處于熱應(yīng)激時(shí)，甲狀腺活動(dòng)減弱以減少機(jī)體熱量的產(chǎn)生[6]。肉牛遭受熱應(yīng)激會(huì)顯著降低其甲狀腺激素分泌量[7]。當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到35 ℃時(shí)，奶牛血清甲狀腺激素含量顯著降低65%，大大降低了維持機(jī)體正常生理活動(dòng)的甲狀腺機(jī)能[8]。熱休克蛋白(heat shock protein, HSP)也稱為熱應(yīng)激蛋白,除了高溫高濕環(huán)境以外，多種應(yīng)激原如重金屬、缺氧、缺血等都可能誘導(dǎo)熱休克蛋白70(HSP70)的過表達(dá)[9]。有研究發(fā)現(xiàn)，HSP70是免疫系統(tǒng)受到免疫刺激的“危險(xiǎn)信號(hào)”[10]，Hooper等[11]研究發(fā)現(xiàn)，山羊白細(xì)胞體外40 ℃熱應(yīng)激3 h會(huì)顯著增加細(xì)胞內(nèi)HSP70 mRNA表達(dá)量。但目前關(guān)于熱應(yīng)激研究主要集中于飼糧添加營養(yǎng)性或非營養(yǎng)性物質(zhì)調(diào)控動(dòng)物營養(yǎng)機(jī)體代謝，進(jìn)而降低熱應(yīng)激產(chǎn)生的不利影響，關(guān)于圈舍改造方面的研究相對(duì)較少。因此，本試驗(yàn)旨在研究圈舍中提供噴淋和風(fēng)扇對(duì)高溫季節(jié)驢駒血清免疫指標(biāo)與內(nèi)分泌激素指標(biāo)的影響，為驢駒熱應(yīng)激時(shí)福利化管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及時(shí)間

本試驗(yàn)于2020年7月份在內(nèi)蒙古呼和浩特市內(nèi)蒙古草原御驢科技牧業(yè)有限公司進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物、飼糧及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取24頭出生日齡[(51.95±2.24) d]、體重[(56.80±5.34) kg]相近、無親緣關(guān)系的三粉驢駒，且母驢產(chǎn)奶量[(941.67±133.77) g]相近，隨機(jī)分為4組，分別為對(duì)照組、噴淋組、風(fēng)扇組、噴淋+風(fēng)扇組，每組6個(gè)重復(fù)(公母各占1/2)，試驗(yàn)期28 d，每日07:00和14:00補(bǔ)喂相同的飼糧，基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1，其余時(shí)間自由吮食母乳，自由飲水，保持衛(wèi)生，試驗(yàn)期間每天11:00—17:00開啟風(fēng)扇，在此期間每隔1 h進(jìn)行1次噴淋，每次噴淋2 min，試驗(yàn)驢自由采食和飲水。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

1.3 測試指標(biāo)與方法

1.3.1 驢舍環(huán)境指標(biāo)測定

試驗(yàn)期間每天08:00、14:00和20:00使用溫濕度記錄儀、熱球式風(fēng)速儀、輻射熱計(jì)，連續(xù)記錄試驗(yàn)環(huán)境中的溫度、濕度、風(fēng)速和輻射熱，取試驗(yàn)全期每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的均值進(jìn)行分析。

1.3.2 樣品采集

于試驗(yàn)第14與28天的早晨和中午，在飼喂前于頸靜脈用普通真空采血管采血10 mL，在4 ℃靜置30 min，以3 500×g離心10 min分離血清，分裝后保存在-20 ℃，用于后續(xù)指標(biāo)測定。

1.3.3 驢駒體重的測定

于試驗(yàn)第1、14、28天早晨空腹稱所有試驗(yàn)驢駒體重，并計(jì)算平均日增重。

1.3.4 泌乳驢擠奶量的測定

在試驗(yàn)期間，于每天07:00-10:00和14:00-17:00將母驢與驢駒隔離，每天隔驢時(shí)間總計(jì)6 h，每天于10:00和17:00機(jī)器擠奶，并準(zhǔn)確稱重，將每日2次的擠奶量相加即為當(dāng)日擠奶量，記錄擠奶量，并計(jì)算試驗(yàn)全期平均日擠奶量。

1.3.5 驢駒血清免疫指標(biāo)的測定

血清中白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-4(IL-4)和IgA、IgG、IgM以及腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的含量均采用雙抗體夾心法酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)試劑盒，試劑盒購自南京建成生物工程研究所，具體方法參照說明書進(jìn)行。

1.3.6 驢駒血清激素指標(biāo)的測定

血清中三碘甲腺原氨酸(T3)、甲狀腺素(T4)、促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)、皮質(zhì)醇(COR)、脂聯(lián)素(ADPN)、瘦素(LEP)、HSP70、熱休克蛋白90(HSP90)和胰島素(INS)的含量均采用雙抗體夾心法ELISA試劑盒，試劑盒購自南京建成生物工程研究所，具體方法參照說明書進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2019對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后采用SAS 9.2統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)驢舍環(huán)境指標(biāo)的影響

由表2可以看出，在試驗(yàn)期28 d期間，試驗(yàn)各組與對(duì)照組在08：00、14:00和20:00的溫度、濕度與熱輻射均差異不顯著(P>0.05)，風(fēng)速只在開啟風(fēng)扇期間即14:00，風(fēng)扇組、噴淋+風(fēng)扇組顯著高于對(duì)照組、噴淋組(P<0.05)。

表2 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)驢舍環(huán)境指標(biāo)的影響Table 2 Effects of welfare management in high temperature season on environmental indicators of donkey houses

2.2 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)驢駒生長性能及泌乳驢擠奶量的影響

由表3可以看出，與對(duì)照組相比，風(fēng)扇組、噴淋+風(fēng)扇組驢駒前期平均日增重顯著提高(P<0.05)，噴淋+風(fēng)扇組驢駒后期平均日增重顯著提高(P<0.05)，且在整個(gè)試驗(yàn)期，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組的驢駒平均日增重均顯著升高(P<0.05);在整個(gè)試驗(yàn)期，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組的母驢擠奶量顯著提高(P<0.05)。

表3 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)驢駒生長性能及泌乳驢擠奶量的影響Table 3 Effects of welfare management in high temperature season on growth performance of donkey foals and milking quantity of lactation donkey

2.3 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)驢駒血清免疫指標(biāo)的影響

由表4可以看出，在試驗(yàn)前期，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組上午、中午驢駒血清中IL-1β的含量均顯著降低(P<0.05)，與對(duì)照組相比，各試驗(yàn)組中午驢駒血清中IgA的含量均顯著升高(P<0.05)；與對(duì)照組相比，風(fēng)扇組中午驢駒血清中IgM的含量顯著升高(P<0.05)。

表4 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)試驗(yàn)前期驢駒血清免疫指標(biāo)的影響Table 4 Effects of welfare management in high-temperature season on serum immune indexes of donkey foals at early stage of test

由表5可以看出，在試驗(yàn)期后期，與對(duì)照組相比，噴淋組、噴淋+風(fēng)扇組驢駒上午血清IL-1β的含量顯著降低(P<0.05)，中午試驗(yàn)組驢駒血清IL-1β的含量均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)；上午噴淋+風(fēng)扇組、風(fēng)扇組驢駒血清IL-4的含量顯著高于對(duì)照組、噴淋組(P<0.05)，中午噴淋+風(fēng)扇組驢駒血清IL-4的含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)；上午試驗(yàn)各組驢駒血清IgA的含量均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，中午噴淋+風(fēng)扇組、風(fēng)扇組驢駒血清IgA的含量顯著高于對(duì)照組、噴淋組(P<0.05)，上午和中午風(fēng)扇組、噴淋+風(fēng)扇組驢駒血清IgG的含量顯著高于對(duì)照組、噴淋組(P<0.05)，上午風(fēng)扇組、噴淋+風(fēng)扇組驢駒血清IgM的含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，中午噴淋+風(fēng)扇組驢駒血清IgM的含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。

表5 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)試驗(yàn)后期驢駒血清免疫指標(biāo)的影響Table 5 Effects of welfare management in high-temperature season on serum immune indexes of donkey foals serum at later stage of test

2.4 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)驢駒血清內(nèi)分泌激素含量的影響

由表6可以看出，在試驗(yàn)前期中午，噴淋+風(fēng)扇組、風(fēng)扇組驢駒血清ACTH與INS的含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，其余指標(biāo)組間均無顯著差異(P>0.05)。

表6 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)試驗(yàn)前期驢駒血清內(nèi)分泌激素含量的影響Table 6 Effects of welfare management in high-temperature season on serum endocrine hormones contents of donkey foals at early stage of test

由表7可以看出，在試驗(yàn)后期，上午與中午試驗(yàn)組驢駒血清中T4與HSP70的含量均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，中午噴淋+風(fēng)扇組、風(fēng)扇組驢駒血清中ACTH的含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，上午與中午噴淋+風(fēng)扇組、風(fēng)扇組驢駒血清中INS的含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)；噴淋+風(fēng)扇組、風(fēng)扇組驢駒血清中HSP70的含量顯著升高(P<0.05)，其余指標(biāo)各組間均無顯著差異(P>0.05)。

表7 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)試驗(yàn)后期驢駒血清內(nèi)分泌激素的影響Table 7 Effects of welfare management in high-temperature season on serum endocrine hormones contents in donkey foals at later stage of test

3 討 論

3.1 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)驢駒生長性能的影響

當(dāng)動(dòng)物處于高溫環(huán)境時(shí)，首先表現(xiàn)為采食量的下降，從而造成其平均日增重的下降[12-13]。王哲奇[14]研究表明，高溫環(huán)境顯著降低了羔羊的平均日增重。在本次試驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組的平均日增重均顯著上升，這可能是由于噴淋和風(fēng)扇加快了驢駒的機(jī)體散熱，緩解了夏季高溫的影響，從而使其哺乳量增加所致。趙育國等[15]通過對(duì)肉牛舍增設(shè)通風(fēng)噴淋裝置的研究結(jié)果表明，福利化措施顯著提高了肉牛的平均日增重和平均日采食量，降低了料重比，這與本試驗(yàn)結(jié)果相似。在本次試驗(yàn)中，試驗(yàn)組雖然顯著升高了驢駒的平均日增重，但各組驢駒的體重?zé)o顯著變化，這可能是由于個(gè)體差異過大所造成的[16]。李征等[17]研究表明，高溫環(huán)境會(huì)顯著降低奶牛各泌乳階段的平均泌乳量，在本次試驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，添加福利化措施的3個(gè)組泌乳驢的擠奶量顯著提高，這可能是由于噴淋和風(fēng)扇能夠緩解環(huán)境高溫對(duì)泌乳驢的影響，同時(shí)，可能因?yàn)樵黾訃娏芎惋L(fēng)扇使泌乳驢的擠奶量顯著升高，從而使這3組驢駒平均日增重顯著升高。

3.2 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)驢駒血清免疫指標(biāo)的影響

白細(xì)胞介素是指由活化的T淋巴細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞所分泌的一類細(xì)胞因子，它可以作用于巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，負(fù)責(zé)信號(hào)傳遞、調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞的活化、增殖和分化，并在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮作用[3]；IL-1β等細(xì)胞因子含量的升高不僅會(huì)引起炎癥反應(yīng)，損害機(jī)體健康，還會(huì)通過影響胰島素、胰高血糖素和皮質(zhì)醇等激素的分泌和相關(guān)受體的活性間接調(diào)節(jié)糖原分解[17]，影響血糖含量，進(jìn)而影響機(jī)體生理功能，石璐璐等[18]研究發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)激顯著增加了綿羊血清IL-1β含量，從而使綿羊產(chǎn)生炎癥。在本次試驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)各組均能降低血清中IL-1β含量，這表明噴淋和風(fēng)扇可能減少了高溫對(duì)機(jī)體的損傷，降低了驢駒產(chǎn)生炎癥的風(fēng)險(xiǎn)。IL-4的主要功能為促使B淋巴細(xì)胞成熟并分泌免疫球蛋白，對(duì)于體液免疫具有重要調(diào)節(jié)作用[19]，目前關(guān)于高溫對(duì)IL-4含量的影響尚不統(tǒng)一，Peli等[20]在夏季高溫前后34 d分別采集肉用犢牛血液并測定血清IL-4的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熱應(yīng)激后肉牛血清IL-4含量顯著升高了。同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn)慢性熱應(yīng)激狀態(tài)下肉牛血清中IL-4含量無顯著變化[21]。陳浩等[5]研究發(fā)現(xiàn)，熱應(yīng)激狀態(tài)下西門塔爾牛血清中IL-4含量有下降趨勢。在本次試驗(yàn)中，在試驗(yàn)后期，與對(duì)照組相比，風(fēng)扇組、噴淋+風(fēng)扇組血清中IL-4含量顯著升高，這可能是由于試驗(yàn)動(dòng)物的品種不同及動(dòng)物處于急性或慢性熱應(yīng)激階段所造成的。

免疫球蛋白作為體液免疫的重要組成部分，不但能夠促進(jìn)單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的吞噬作用，還可以與抗原結(jié)合產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)，在機(jī)體的特異性免疫應(yīng)答中發(fā)揮十分重要的作用[22]。Wu等[23]研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物機(jī)體內(nèi)免疫球蛋白含量可能受熱應(yīng)激的強(qiáng)度、持續(xù)的時(shí)間和動(dòng)物的品種和體況等多種因素影響。據(jù)報(bào)道，熱應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致綿羊血清中IgA、IgG和IgM含量顯著降低，這表明在高溫環(huán)境下，綿羊機(jī)體的免疫功能受到抑制，嚴(yán)重?fù)p害了其體液免疫[14，17]。在本次試驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，風(fēng)扇組、噴淋+風(fēng)扇組驢駒血清中IgA、IgG和IgM含量顯著提高，噴淋組驢駒血清IgA的含量顯著提高，這與趙育國等[15]研究發(fā)現(xiàn)在夏季使用通風(fēng)噴淋顯著提高了肉牛血清IgA、IgG、IgM的含量的結(jié)果一致，這也驗(yàn)證了本試驗(yàn)的結(jié)果，結(jié)果表明噴淋和風(fēng)扇能夠提高驢駒體液免疫，其中風(fēng)扇組、噴淋+風(fēng)扇組效果較好。但在試驗(yàn)前期，僅在中午時(shí)，試驗(yàn)組驢駒血清中IgA的含量顯著升高，風(fēng)扇組驢駒血清中IgM的含量顯著升高，而在上午無顯著變化，這可能是由于在試驗(yàn)前期上午，溫度較低，環(huán)境溫度對(duì)驢駒血清中免疫球蛋白含量沒有顯著影響所致。

3.3 高溫季節(jié)福利化管理對(duì)驢駒血清內(nèi)分泌激素含量的影響

當(dāng)機(jī)體處于炎熱的環(huán)境下，由于散熱受到影響，為了保持體溫恒定，機(jī)體會(huì)降低代謝率，減少產(chǎn)熱，即降低下丘腦-垂體-甲狀腺軸的活動(dòng)，減少甲狀腺激素T3、T4的分泌，讓機(jī)體更好地適應(yīng)炎熱的環(huán)境[24]，李秋鳳等[25]報(bào)道，熱應(yīng)激時(shí)甲狀腺機(jī)能減弱，造成甲狀腺激素含量的下降。Nardone等[26]研究也發(fā)現(xiàn)，熱應(yīng)激降低牛血清中T3的含量。但是T4和T3分泌減少的同時(shí)也會(huì)降低腸道的運(yùn)動(dòng)和食糜的通過率，對(duì)能量代謝產(chǎn)生不良影響[27]。在本次試驗(yàn)中相較于對(duì)照組，試驗(yàn)各組驢駒血清中T4的含量顯著提高，這表明噴淋和風(fēng)扇均能加快機(jī)體散熱，使驢體溫度下降，從而增加了機(jī)體產(chǎn)熱，使驢駒血清中T4的含量顯著升高。胰島素是由胰島B細(xì)胞合成并分泌的一種蛋白質(zhì)激素，它的作用是促進(jìn)血循環(huán)中葡萄糖進(jìn)入其他細(xì)胞組織，降低血糖水平，維持血糖水平相對(duì)穩(wěn)定。De Boer等[28]認(rèn)為熱應(yīng)激會(huì)降低血液中INS含量，這可能是由于干物質(zhì)采食量降低所造成的。在本次試驗(yàn)中，風(fēng)扇組、噴淋+風(fēng)扇組驢駒血清INS含量顯著提高了，這可能是由于風(fēng)扇組、噴淋+風(fēng)扇組緩解了高溫環(huán)境對(duì)驢駒的影響，使哺乳量恢復(fù)所造成的。奶牛遭受熱應(yīng)激初始，機(jī)體處于反應(yīng)階段，激活下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸，引發(fā)皮質(zhì)醇含量在較長時(shí)間內(nèi)升高，增強(qiáng)或抑制靶器官的功能[29]，從而緩解熱應(yīng)激；而奶牛長期遭受熱應(yīng)激且機(jī)體無法適應(yīng)時(shí)，HPA軸受損，其功能減弱，腎上腺功能處于抑制狀態(tài)，腎上腺激素分泌減少，動(dòng)物血清中ACTH和COR含量降低[30]，在本次試驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，風(fēng)扇組、噴淋+分扇組血清中ACTH的含量顯著升高，這可能是因?yàn)檫@2個(gè)組緩解高溫對(duì)驢駒的影響，使HPA軸功能恢復(fù)所致。HSP70有保護(hù)變性蛋白折疊、展開和復(fù)性的伴侶活性[31]，其賦予細(xì)胞或生物體從應(yīng)激狀態(tài)中恢復(fù)的能力，并保護(hù)它們免受應(yīng)激損害，是對(duì)環(huán)境和代謝應(yīng)激綜合反映的代表[32]。當(dāng)機(jī)體處于熱應(yīng)激時(shí)，機(jī)體會(huì)通過提高體內(nèi)HSP70的合成來抵抗熱應(yīng)激。Dangi等[33]發(fā)現(xiàn)山羊在熱應(yīng)激狀態(tài)下，HSP70相對(duì)基因表達(dá)量和蛋白質(zhì)表達(dá)量均高于非熱應(yīng)激狀態(tài)。在本次試驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)各組均顯著降低了血清HSP70的含量，這表明噴淋和風(fēng)扇均能緩解高溫環(huán)境的影響，減少驢駒血清中HSP70的含量。在本次試驗(yàn)中，試驗(yàn)前期驢駒血清中ACTH與INS的含量，與試驗(yàn)后期驢駒血清中ACTH含量僅在中午有差異，而在上午無顯著變化，這可能是由于夜晚溫度較低，經(jīng)過1個(gè)晚上的恢復(fù)，緩解了高溫對(duì)驢駒的損傷，從而使其血清中ACTH與INS的含量恢復(fù)所致。

4 結(jié) 論

噴淋、風(fēng)扇、噴淋+風(fēng)扇均能緩解高溫環(huán)境對(duì)驢駒的影響，增強(qiáng)其免疫功能，緩解體內(nèi)激素紊亂的狀態(tài)，且風(fēng)扇、噴淋+風(fēng)扇效果較好。