孙忠超,贾幼陵
(内蒙古农业大学兽医学院,内蒙古呼和浩特 010018)
疼痛是动物无法适应环境时的生理、心理和行为状态,与实际或潜在的组织损伤有关,常由疾病和损伤引起。疼痛条件下,动物常表现为心跳加快、血压体温升高,性情暴躁,采食和饮水减少,造成免疫力低下,内分泌代谢紊乱,行为异常[1]。本文就疼痛应激的原理及其对动物生理机能和行为的影响做一综述,以期为兽医临床实践提供参考。
动物遭受伤害性刺激后,在中枢神经系统识别和组织下,机体对刺激产生了一系列的有规律的应答反应,包括行为反应、局部反应和反射性反应。行为反应是动物最常见的缓解疼痛应激的方式,表现为对伤害性刺激时逃跑、反抗、攻击和躲避等。疼痛初始阶段所引起的反应具有保护作用,且反应速度迅速、明显,容易观察,如跛行的奶牛改变了运动方式以使患病的肢体得到恢复。另外声音反应也具有提示意义,急性疼痛的动物发出尖叫声或嚎叫声,慢性疼痛的动物发出叹息和呻吟,声音可以警示其他动物或人类,也可以唤起同类的同情。局部反应无需中枢神经系统参与就可以完成,是身体局部对伤害性刺激做出的一种简单的反应方式,如皮肤出现红肿、血管扩张等。反射性反应是在中枢神经系统的参与下,机体对伤害性刺激做出的有规律的应答反应。其反应强度与伤害性刺激的持续时间有关,长时间的刺激引起骨骼肌连续收缩,通常牵扯到全身其他部位,还会诱发一系列的生理机能变化,比如心率加快、血压升高、瞳孔放大、汗腺和肾上腺髓质分泌物质增加,其意义在于尽可能的使动物处于防御和进攻的有利地位。
1.2.1 急性疼痛
急性疼痛通常由伤害性损伤和炎症反应所致,当损伤痊愈或者炎症消失后,疼痛即可消失,一般情况下急性疼痛需要止痛药物的治疗。生产实践中,断尾、去角、断喙和阉割会引起动物急性疼痛[2]。长途运输或屠宰对动物的损害更大,据统计50%的牛犊在超过8小时的长途运输途中出现皮肤擦伤、体重减轻、精神萎靡症状,甚至造成死亡[3]。急性疼痛如果不及时治疗很容易发展成为一种慢性疾病。
1.2.2 慢性疼痛
慢性疼痛多由顽固的慢性疾病或机体的免疫神经系统异常所致,疼痛持续时间长,导致生产和经济效益低下。跛行是最常见的影响奶牛、羊和鸡的慢性疾病,临床上多表现为行动迟缓、关节肿大、长期俯卧。肉鸡生长速度过快造成骨骼变形、关节积水,严重影响行走能力,试验人员让不同组别的肉鸡走相同的距离,并计算时间,健康肉鸡需要11秒,跛行肉鸡需要34秒,注射镇痛药物的跛行肉鸡时间则减少到18秒,由此可见慢性疼痛是导致肉鸡步态异常和缓慢的主要原因[4]。
动物受到疼痛刺激后,机体需要神经系统、免疫系统、内分泌系统共同发挥免疫调节作用,以适应强烈的应激反应,提高机体在应激状态下适应外界变化的能力,维持器官功能和正常生命活动的进行。以下分别介绍交感神经-肾上腺髓质轴(SAM)和下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(HPA)的调控机理及相应的生理指标变化。
动物感受疼痛时,机体的交感神经系统兴奋,儿茶酚胺类物质分泌增加,交感神经末梢和肾上腺髓质释放的肾上腺素和去甲肾上腺素的血浆浓度迅速升高,并依次对各种靶组织和靶器官发生作用,表现为多种交感神经系统兴奋症状,如心率加快、血压升高、支气管扩张、体温升高等,同时促进糖异生和脂解作用,引起血糖升高,游离脂肪酸增加。当动物受到多种或长时间的疼痛刺激,易产生应激负担,使动物处于亚病理状态,引起动物的食欲和消化功能减退、体重下降、生产率和繁殖率低、肉品质下降。交感神经-肾上腺髓质反应也有对机体有不利之处,如组织缺血、耗氧量增加、能量消耗过快。
动物受到疼痛刺激时,下丘脑-脑垂体-肾上腺皮质被激活,促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)分泌增加,垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),肾上腺皮质分泌大量糖皮质激素,由于糖皮质激素浓度过高会对机体造成损害,易造成高糖症或免疫抑制,因此体内类固醇反过来抑制CRH和ACTH的分泌,形成负反馈调节机制。应激时血浆皮质醇的浓度变化最为明显,对评估疼痛具有重要意义[5]。研究发现犊牛切除或烧灼角时血浆皮质醇浓度迅速升高,去角后约一个小时达到峰值,随后在6-8小时后逐渐降低到标准水平[6]。由于受伤部位的炎症反应和疼痛,去角术后使用酮洛芬可以有效阻止血浆皮质醇浓度的二次升高[7]。
疼痛时动物表现出针对疼痛高度警觉的防御性行为。羊羔阉割后会对阴囊处的触诊做出抗拒的反应,表现出警惕人的存在、远离同类、烦躁不安、恐惧[8]。犊牛在断尾后易在尾梢处形成神经瘤,使其长期遭受疼痛,犊牛用舌舔尾部以减少疼痛[9]。
当动物遭受疼痛刺激时,整个身体的运动有可能增强或减弱。烙铁和冰冻二种烙印方式都会使肉牛产生疼痛,采用烙铁烙印的肉牛撞击保定架的力度更大、持续时间更长、疼痛行为更加明显[10]。有些动物疼痛时的活动会减少,喜欢躲在角落里,进食和饮水减少,表现为体重下降,粪尿量减少,甚至引起脱水死亡。研究发现犊牛在去角后,反刍活动显著较少[11]。
在屠宰场动物会经历诸多疼痛,如滑倒、粗暴驱赶、刺杀等,主要表现为叫声增多。研究监测了商业屠宰场中1125头牛的叫声,约10%的牛在预期会引起疼痛的操作(戳刺、电击、刺杀)过程中发出叫声,根据这些实验观察,叫声评分被纳入评估屠宰场动物福利评审体系,并成为重要的评估选项[12]。
异常行为指超出正常范围的行为及对人畜造成危害或带来经济损失的行为。动物长期处于疼痛状态,性情和行为往往发生改变。高密度饲养条件下母猪常咀嚼自动饮水器的铁制乳头或相互咬尾、咬耳,给生产带来极大危害,此类行为多与环境拥挤、营养不良和自然行为长期受到抑制有关。患有跛行病的奶牛食欲减退,生产性能下降,可见抖蹄、患肢抽动、高抬腿症状[13]。
动物能够感知疼痛并对疼痛应激做出选择以实现自我治疗。研究选取两种不同的饲料,一种添加止痛剂卡洛芬,另一种不添加任何止痛剂,结果显示患有跛行病的肉鸡比健康的肉鸡更多的选择含有止痛剂卡洛芬的饲料,表明跛行的肉鸡会消耗更多的加药饲料来改善其行走能力[14]。
集约化的畜牧业生产中存在多种福利问题,畜舍内饲养密度大、空气污浊和行为受限等易导致畜禽疾病的发生,给畜禽带来痛苦。饲养环境包括:温度、湿度、空气、食物、饮水、卫生条件和饲养管理,这些条件直接或间接影响畜禽的福利状况。良好的畜舍环境需要安装通风、保暖或降温设备,提供清洁的饲料和饮水,定期杀虫、灭鼠,定期清理排泄物和垫料,适当降低饲养密度。多数情况下,动物的疼痛是可以预知和缓解的。乳房炎是常见的严重影响产奶性能的传染性疾病,使用沙子垫料代替有机物锯末,可以有效减少乳房炎的发病率[15]。
遗传育种的目的是改良畜禽品种,提高畜禽的生产性能,但对畜禽生长速度、瘦肉率和产奶量的过分追求,带来严重的疾病问题,使畜禽长期处于慢性疼痛之中,其中腿病是影响畜禽福利的主要因素之一。高强度选育的肉鸡在6周就能达到2.2 kg的体重,致使大多数肉鸡骨骼畸形,行走异常,疼痛的行为表现明显[16]。选育品种的同时满足畜禽的福利是科研工作者需要解决的问题。建议针对畜禽的疾病类型和自身的抗病能力,对抗病力基因进行筛选,但是由于转基因技术的不确定性,国内外利用基因工程抗病育种的研究还处于试验阶段。不过随着该项技术的不断进步,利用基因培育抗病品种将成为可能。
畜主应该采取有效措施降低疾病和损伤发生的风险,在疼痛发生后,采取适当的方法,使疾病和损伤控制在最小范围内。实际生产中,奶牛断尾可以保持乳房清洁,阉割后的公绵羊有利于育肥,家禽断喙可以避免啄伤,但这些常规的生产管理措施常常对畜禽造成疼痛应激。犊牛去角可以防止打斗致伤,有利于管理,选择2~3周龄给犊牛去角芽对犊牛影响最小,疼痛也最少,相反切除去角法会给犊牛带来巨大的疼痛[17]。通过改进生产管理方式,有利于发挥畜禽的生产潜力,最大限度的减少动物的疼痛。
作为动物保健和防疫的主要执行者,兽医与动物健康息息相关。患病动物的福利水平低下,兽医有责任提高动物卫生水平,减少虐待和疼痛。但目前大部分兽医动物福利意识淡薄,忽视动物的疼痛,甚至认为动物没有知觉。随着动物福利科学的不断进步,兽医需要学习新知识、新技术以帮助动物远离疼痛。兽医还要兼顾畜主的利益,需要考虑畜主承受诊疗费用的能力,采用必要的福利措施用来救治动物。目前,二甲苯胺噻嗪已广泛应用于牛、马、羊等多种动物,且价格低廉,得到兽医和畜主的认可[20]。
止痛类药物可以减少动物对疼痛的敏感度,采用肌肉注射或口服,常见的有非甾体类抗炎药,如卡洛芬、阿司匹林等。麻醉类药物减轻由伤害性刺激带来疼痛,采取肌肉、静脉或吸入方式注入,多采用联合用药,对动物进行复合麻醉,常见的有“846合剂”、静松灵。动物受到疼痛刺激后,应给予动物提供良好的畜舍环境和充足的食物供给,有利于维持动物良好的生理和心理状态,提高动物自身的免疫力,加快疾病的痊愈。治疗过程中应尽可能使用止痛药和麻醉药,以缓解动物的疼痛。研究发现局部麻醉剂盐酸普鲁卡因注射到受伤奶牛蹄部,抖蹄、乱踢、甩尾、走步晃动等症状得到缓解[18]。当使用不同剂量的止痛药酮洛芬,跛行奶牛表现出与剂量成正比的明显步态改善[19]。另外非药物性疗法针灸对缓解动物疼痛也有一定疗效。
综上所述,动物具有和人类似的疼痛应激机制,能够感受到疼痛,也会表现出相似的疼痛行为。疼痛应激可以对动物的神经内分泌系统和行为造成不良的影响,这种生理和行为指标变化,可以用于验证和评估动物疼痛,且操作简单、观察直观。然而,由于动物品种、疼痛条件和观察者的差异,对动物疼痛的研究具有一定的主观性和局限性。建议结合国外动物疼痛的最新科研成果,深入研究动物疼痛的神经-免疫-内分泌的调节机制,同时开展动物疼痛行为的应用研究,构建我国动物疼痛评估体系,从根本上预防和减少动物的疼痛,保障人类健康和畜牧业可持续发展。
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