热应激对肉牛血清内分泌激素含量、抗氧化酶活性及生理生化指标的影响

宋小珍 付戴波 瞿明仁 杨食堂 刘道杨 徐振松

(1.江西农业大学动物科学技术学院，南昌 330045;2.江西高安裕丰农牧有限公司，宜春 330800)

在现代畜牧生产中，应激无处不在，引起应激的因素包括环境、饲养管理、运输、中毒和微生物感染等。而环境因素是应激中对家畜作用最广泛，甚至是不可避免的。随着我国畜禽集约化养殖业的不断发展，应激性疾病尤其是热应激疾病已经成为我国养殖业中重要疾病之一。南方亚热带地区的夏季持续时间长达4个月，极端气温高达40℃以上，且潮湿多雨。肉牛属恒温动物，无活动性汗腺，因而在南方高温高湿条件下极易出现热应激反应。研究表明，高温高湿环境中，肉牛易出现体温升高、呼吸频率加快、食欲下降、腹泻等现象，严重影响肉牛养殖业的经济效益[1-2]。随着肉牛集约化、规模化养殖模式的推广，一些极端环境带来的经济损失将越来越严重，因此，热应激对肉牛生产的影响机理成为了一个重要的课题。但目前国内有关热应激对动物影响的研究大多集中在单胃动物和奶牛上，且已有的报道大多围绕抗热应激添加剂对肉牛的作用效果进行研究[3-4]，而对热应激条件下肉牛的生理生化指标变化规律的报道很少。本试验拟研究热应激条件下肉牛的生理表现，血清中内分泌激素含量、抗氧化酶活性及其他生化指标的变化，探讨热应激对肉牛的作用机理，为南方夏季肉牛热应激的防治提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物

选取9头8月龄体重(210±20)kg长势良好、健康无疾病的锦江黄牛，该试验肉牛由江西高安裕丰农牧有限公司提供。

1.2 试验饲粮组成及营养水平

试验肉牛饲粮的精粗比例为4∶6，精料由玉米、豆粕、棉籽粕、麦麸、预混料等组成，其营养水平按照肉牛饲养标准(NY/T 815—2004)[5]设计(表1)。粗料为皇竹草。

表1 试验饲粮组成及营养水平Table1 Composition and nutrient levels of the experimental diet %

1.3 试验设计

试验分2个不同时期进行，即非热应激期(春季，2010年5月20日-2010年5月22日)和热应激期(夏季，2010年7月10日 -2010年9月8日)，其中，非热应激期为3 d，热应激期为60 d，每个时期的试验牛为9头。热应激期试验开始时间(第1天)以牛舍温湿指数(temperature humidity index，THI)连续3 d高于79界定。热应激期又分为3个阶段，即第1阶段1～20 d、第2阶段21～40 d、第3阶段41～60 d。

1.4 饲养管理

试验牛均分栏饲养，由专人负责，试验前统一驱除体内外寄生虫并进行常规免疫，日常管理相同，自由采食和饮水。

1.5 测定项目和方法

1.5.1 牛舍环境温湿度记录

试验全期在试验牛群的中间和两端与牛体等高处(距地面约1.5 m)悬挂温湿度表，记录08:00、14:00及20:00的温度和相对湿度。根据Berman[6]报道的方法计算牛舍 THI，计算公式为:

式中:td为华氏温度(℉)，T为摄氏温度(℃)，RH为相对湿度(%)。当牛舍 THI＜72时表示未受到热应激;72≤THI≤79时表示轻度热应激;79＜THI≤88时表示中度热应激;THI＞88时表示高度热应激。

1.5.2 直肠温度、呼吸频率和腹泻率的测定

在非热应激期和热应激期的3个阶段，各选3 d测定08:00、14:00、20:00试验牛的呼吸频率、直肠温度。通过观察试验牛安静时胸廓和腹部的运动，用秒表计时，用计数器计数，连续测定10 min，计算呼吸频率。直肠温度用兽用体温计测量。每天观察并记录试验牛的腹泻情况。

1.5.3 血清制备与指标测定

在非热应激期第3天和热应激期第20、40、60天的08:00，对全部试验牛进行空腹颈静脉采血。每次每头牛采集10 mL血样，分别置于1.5 mL高压灭菌的离心管中，以3 000 r/min离心15 min，分离血清，在-20℃左右保存待测。血清中三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)和皮质醇(COR)的含量采用放射免疫分析法测定，其他指标由江西省第一附属医院血液检验科采用西门子ADVIA 2400全自动生化分析仪测定。

1.6 统计方法

使用Excel 2003软件处理数据，所有数据均采用平均值±标准差表示。采用SPSS 13.0统计软件中单因素方差分析(One-way ANOVA)中的LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 试验热应激情况

牛舍THI能充分反映牛舍环境对牛热调节的影响。一般认为当环境温度超过25℃、THI为72及以上时，牛处于热应激状态。由表2可知，在试验设计的非热应激期，牛舍的日平均温度为23.50℃，THI平均值为69.03，符合肉牛处在非热应激状态的标准;在试验设计热应激期的3个阶段，牛舍的日平均温度均高于30℃，THI平均值均高于79，表明这3个阶段都使肉牛处于热应激状态。

2.2 热应激对锦江黄牛生理指标的影响

由表3可知，与非热应激期相比，热应激期第1阶段，试验牛的直肠温度显著升高(P＜0.05)，而后逐渐恢复正常;呼吸频率在热应激期第1、2、3阶段分别提高了60.72%、87.08%和36.70%(P＜0.05);腹泻率在热应激期第1、2、3阶段分别增加了 115.52%、133.51%和 92.53%(P＜0.05)。

表2 试验牛舍的温湿度指标Table2 Temperature and humidity indices of cattle house

表3 热应激对肉牛生理指标的影响Table3 Effects of heat stress on physiological indices of beef cattle

2.3 热应激对锦江黄牛血清生化指标的影响

由表4可知，与非热应激期相比，在热应激期第20、40、60天，肉牛血清中 T3含量分别下降了15.65%、23.48%和37.39%(P＜0.05);T4含量均差异不显著(P＞0.05);COR含量在热应激期第20天升高了49.30%(P＜0.05)，在第40、60天分别升高了15.49%、23.94%(P＞0.05);葡萄糖(GLU)含量在热应激期第20、40、60天分别降低了12.33%(P＞0.05)、14.48%(P＜0.05)和41.55%(P＜0.05);总蛋白(TP)含量在热应激期第20天差异不显著(P＞0.05)，第40、60天分别下降了8.68%和9.20%(P＜0.05);球蛋白(GLB)含量在热应激期第20、60天分别降低了14.37%、11.96%(P＜0.05);尿素氮(UN)含量在热应激期第60天降低了30.93%(P＜0.05);白蛋白(ALB)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(T-CHO)含量差异不显著(P＞0.05);碱性磷酸酶(ALP)和乳酸脱氢酶(LDH)活性的变化主要表现在热应激期第40天，其中ALP的活性降低了29.15%(P＜0.05)，LDH活性升高了15.01%(P＜0.05);丙二醛(MDA)含量在热应激期第20、40天分别升高了 46.21%、67.59%(P＜0.05)，而第60天时MDA含量差异不显著(P＞0.05);超氧化物歧化酶(SOD)活性在热应激期第20、40天分别降低了 10.41%、14.41%(P＜0.05)，而第60天时SOD活性差异不显著(P＞0.05)。

表4 热应激对肉牛血清生化指标的影响Table4 Effects of heat stress on serum biochemical indices of beef cattle

3 讨论

3.1 热应激时锦江黄牛的生理表现

体温和呼吸频率是衡量恒温动物生理状况的重要指标，也是衡量热感受性的指标，可以用来评估热应激影响程度。本试验结果表明，热应激条件下，锦江黄牛的直肠温度升高，呼吸频率加快，腹泻率增加。张瑞光等[7]研究表明，夏季慢性热应激奶牛直肠温度和呼吸频率极显著高于冬季非热应激期。史彬林等[8]发现，试验牛热应激期间的直肠温度(39.04℃)和呼吸频率(63.88次/min)极显著高于冬季非热应激期(37.41℃和23.08次/min)，表明热应激对直肠温度、呼吸频率具有极显著影响。这些报道与本试验研究结果一致。

3.2 热应激对锦江黄牛血清生化指标的影响

本试验的结果表明，在热应激期，试验牛血清中T3、T4含量下降，COR含量显著上升。肾上腺是动物体内又一个对环境温度(尤其是高温)敏感的内分泌腺。下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(HPA)的激活以及由此引起的糖皮质激素(皮质醇、皮质酮、皮质素)分泌量增加，都是应激反应最重要的特征。COR是肾上腺皮质合成分泌的一种类固醇激素，参与机体多种代谢过程，有利于组织的修复。处于热应激时肉牛将减弱甲状腺机能，降低代谢率，减少产热，从而减少T3和T4的分泌，以增加机体对炎热环境的适应[9]。因此，血清中T3、T4和COR的含量是衡量热应激的重要指标。据调查，气温在35℃左右，所有品种牛的甲状腺活动能力均降低20% ～65%[10]。穆玉云[11]报道，高温下耐热牛和不耐热牛的T4含量均下降。

血清代谢产物是反映机体全身或局部代谢变化及判定组织生理功能较为敏感的指标。GLU作为重要的营养性单糖，是动物代谢活动快速供能最有效的营养素。Scharf等[12]报道，急性热应激时肉牛血清GLU含量会升高，而慢性热应激时则会降低。血清中TP、ALB、UN含量直接反映了动物机体蛋白质的代谢状况。蛋白质代谢良好时，血清中TP、ALB、UN含量较低。本试验研究中，肉牛在夏季因气候变化所引起的热应激当属于慢性热应激，在该热应激期的3个阶段，试验牛血液中GLU含量均呈现显著下降，TP、ALB含量无显著变化，这说明热应激对动物GLU代谢的影响更大。

研究表明，热应激可引起机体自由基增多，从而攻击细胞膜，破坏体内的抗氧化酶系统，引起组织损伤和疾病的发生[13]。MDA是脂质过氧化链式反应的主要终产物，其含量可间接反映机体组织细胞脂质过氧化的程度;而SOD的活性反映机体清除氧自由基的能力。在本试验研究中，热应激期试验牛血清中MDA含量呈现显著上升，而SOD活性显著下降，这说明热应激加速了机体组织的脂质过氧化作用，并导致其抗氧化能力下降。

LDH是糖酵解过程中的关键酶，血清中该酶活性与无氧酵解密切相关。动物在热应激时，首先要保证中枢神经、心脏等重要器官的供氧，而其他组织极可能在缺氧情况下采取无氧酵解方式供能。这种酵解方式虽然能保证机体对能量的需要，且又不过度的增加机体散热，但却导致了三磷酸腺苷的减少[14]。本试验研究显示，热应激期试验牛的血清LDH活性显著升高，这可能与热应激后机体无氧酵解增强有关。

此外，本试验研究还发现，随着热应激时间延长，试验牛的直肠温度、呼吸频率、内分泌激素含量、抗氧化酶活性等生理生化指标均逐渐恢复正常，这可能与动物自身的热适应性调节有关。

4 结论

南方夏季高温高湿条件下，锦江黄牛易出现热应激反应，其表现为直肠温度升高，呼吸频率加快，血清中T3、T4含量下降、COR含量增加，抗氧化能力降低。但随着热应激时间的延长，试验牛直肠温度、内分泌激素含量可逐渐恢复正常。

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