Effekter af varmestress på tarmsundhed, immunsystem og kødkvalitet hos grise

Grise er homotermer med underudviklede svedkirtler. Når den omgivende temperatur overstiger den øvre grænse for deres termoneutrale zone, vil grise lide varmestress, der kommer til udtryk som halebid, hurtig vejrtrækning og reduceret foderoptagelse. Deres stofskifte og fysiologiske funktioner vil være unormale, hvilket fører til kompromitteret vækstpræstation: lavere gennemsnitlig daglig foderoptagelse og højere foder-til-tilvækst-forhold. Deres immunitet falder, koncentrationen af ​​inflammatoriske faktorer i serum stiger, sygdomsresistens svækkes, og morbiditet og dødelighed stiger. Kødkvaliteten forringes, da metabolismen af ​​muskel- og fedtvæv forstyrres, med reduceret intramuskulært fedt og øget fedtaflejring i fedtvæv. Grise i forskellige vækststadier har varierende følsomhed over for omgivelsestemperatur.

Sommer i det sydlige Kina byder på langvarig høj temperatur og luftfugtighed. Dårlig ledelse på svinefarme under sådanne forhold vil resultere i forringet vækstpræstation, svækket immunitet og forringet kødkvalitet på grund af varmestress, hvilket forårsager alvorlige økonomiske tab for svineindustrien. De specifikke negative påvirkninger af varmestress på grise er uddybet som følger.

1. Indvirkning på grises tarmsundhed

Den mest intuitive manifestation af varmestress er reduceret foderoptagelse og foderomsætningsforhold. Inden for temperaturområdet 20~30°C fører hver 1°C temperaturstigning til et fald i gennemsnit daglig foderoptagelse og gennemsnitlig daglig tilvækst, ledsaget af et højere foder-til-tilvækst-forhold.

1.1 Skader på tarmslimhinden forårsaget af varmestress

Under varmestress opreguleres ekspressionsniveauet af tarmvarmechokproteiner hos grise. For at sprede varmen effektivt strømmer mere blod til perifert væv, hvilket resulterer i tarmhypoxi. Intestinale epitelceller er ekstremt følsomme over for ilt- og næringsstofmangel, hvilket yderligere udløser et massivt forbrug af adenosintrifosfat (ATP), oxidativt stress og nitritstress. Dette ændrer den morfologiske struktur og permeabilitet af tarmen og forringer i sidste ende tarmbarrierefunktionen.

Derudover reducerer varmestress aktiviteten af ​​fordøjelsesenzymer betydeligt, hæmmer alvorligt fordøjelsen og optagelsen af ​​næringsstoffer og undertrykker grisevæksten yderligere. Desuden ændrer varmestress aminosyresammensætningen af ​​endogene tarmproteiner og øger tabet af endogene tarmproteiner og aminosyrer.

1.2 Indvirkning på tarmmikroflora

Tarmmikrofloraen danner en mikrobiel barriere, et mikroøkologisk system sammensat af symbiotiske bakterier og værten. Når først stabiliteten af ​​dette mikroøkosystem er forstyrret, er opportunistiske patogener i tarmen tilbøjelige til at invadere kroppen.

2. Virkninger på immunsystemet hos svin

Varmestress udløser unormale immunreaktioner hos grise, hvilket i høj grad svækker deres sygdomsresistens og øger sygelighed og dødelighed.

1. Varmestress ødelægger integriteten af ​​tarmen og øger toksinpermeabiliteten: den transepiteliale elektriske modstand (TEER) af grisejejunum falder med 30%, endotoksinniveauet stiger med 45%, permeabilitetskoefficienten for lipopolysaccharid fordobles, og alkalisk fosfataseaktivitet øges. Toksin infiltration stimulerer spredningen af ​​immunceller, inducerer inflammatoriske reaktioner og aktiverer afgiftningsmekanismer i tarmen og leveren.

2. Varmestress forstyrrer immunfunktionen gennem det neuroendokrine system. Høj temperatur aktiverer hypothalamus-hypofyse-binyreaksen, hvilket fører til hypersekretion af corticotropin-frigivende hormon og pro-opiomelanocortin. Disse hormoner virker på forskellige cytokiner og immunceller og forstyrrer kroppens immunsystem.

3. Undersøgelser har fundet ud af, at varmestress hæmmer udviklingen af ​​immunorganer og inducerer apoptose af immunceller.

3. Indvirkning på svinekødskvalitet

De økonomiske tab forårsaget af varmestress for svinebedrifter stammer fra to aspekter: kompromitteret vækstpræstation og unormale immunresponser på den ene side og forstyrret metabolisme af organer, muskler og fedt på den anden side. Varmestress forstyrrer energibalancen blandt fedt, kulhydrater og proteiner, reducerer aktiviteten af ​​flere metaboliske enzymer relateret til glykolyse i tarmen og forringer følgelig kødkvaliteten.

3.1 Virkninger af varmestress på muskelmetabolisme

Vedvarende høj temperatur hæmmer musklernes strukturelle og funktionelle udvikling, reducerer muskelmetabolisk kapacitet, fremmer celleapoptose og stressreaktioner og skader dermed kødkvaliteten.

Eksperter undersøgte effekten af ​​varmestress på genekspressionsprofilen af ​​porcin longissimus dorsi via sekventeringsteknologi og fandt ud af, at varmestress hovedsageligt påvirker glukosemetabolisme, cytoskeletale struktur og funktion og stressrespons i muskelvæv.

Ifølge morfologiske og fysiologiske karakteristika er muskelfibre opdelt i type I og type II. Type I fibre er oxidative røde fibre med langsom træk, mens type II fibre er hvide fibre med hurtig trækning. Andelen af ​​type I-fibre er positivt korreleret med kødsmag. Vedvarende høj temperatur og varmestress øger mængden og andelen af ​​hvide fibre betydeligt, mens de reducerer de røde fibre, hvilket forringer kvaliteten af ​​svinekød, herunder kødfarve, dryptab, mørhed, saftighed og smag.

3.2 Virkninger af varmestress på fedtstofskiftet

Intramuskulært fedt er en af ​​nøgleindikatorerne til evaluering af kødkvalitet, tæt forbundet med muskelømhed og smag, såvel som kødegenskaber såsom muskel-pH, vandholdende kapacitet og mørhed. Vedvarende høj temperatur reducerer markant det intramuskulære fedtindhold i longissimus dorsi hos voksende grise og forringer kødkvaliteten.

Varmestress ændrer fedtvævsmetabolismen: ekspressionen af ​​fedtkatabolisme-relaterede gener nedreguleres, mens gener relateret til fedtoptagelse og -syntese opreguleres, hvilket resulterer i overdreven fedtaflejring og ændrede mængder af fedtsyrer.