(山西省太原市省畜牧兽医学校,太原 030024)
高温对标准化猪舍仔猪血液理化指标的影响
王旭贞
(山西省太原市省畜牧兽医学校,太原 030024)
文内研究了高温环境条件时标准化猪舍仔猪血液生理生化指标与其对生产性能的影响。60头仔猪分为两组,分别饲养于标准化猪舍与普通猪舍中,于第1、2、4、7、10、15天14:00点采血,分别对CK(磷酸肌酸激酶)、LDH(乳酸脱氢酶)、ALP(碱性磷酸酶)、AST(谷草转氨酶)、ALT(谷丙转氨酶)、T3(3,5,3’—三碘甲酰原氨酸)、T4(3,5,3’,5’—四碘甲酰原氨酸)、INS(胰岛素)、COR(皮质醇)等进行测定。结果显示:标准化猪舍仔猪和普通猪舍仔猪血液ALT、AST、ALP、LDH均有升高趋势,但标准化猪舍组显著低于普通猪舍组;标准化猪舍组CK明显低于普通猪舍组;普通猪舍组仔猪血液中Ca2+、P在第15天有下降趋势,k+第2天有下降趋势,但在整个试验期与标准化猪舍组比较都无显著差异;Mg2+、C1在整个试验过程变化未出现变化规律;普通猪舍猪血液中T4在第10天和第15天与标准化组差异极显著;普通猪舍组中仔猪血液中COR有明显变化,第1天普通猪舍组与标准化猪舍组相比试验猪血浆中COR有上升趋势,以后逐步下降并低于标准化猪舍组。标准化猪舍组与普通猪舍组相比日采食量提高10.2%,但差异不显著(P>0.05),日增重提高38.1%(P<0.01),料重比下降20.2%(P<0.01)。与普通猪舍相比,标准化猪舍能减轻高温环境对肌肉,肝细胞的损伤;普通猪舍中仔猪血液中Ca2+,P有下降趋势,K+有下降趋势,但差异不显著;标准化猪舍减轻高温对肾上腺皮质的损伤;标准化猪舍组提高了饲料转化率,说明标准化猪舍与普通猪舍相比可以减少高温环境对猪的负面影响,提高猪的生产性能,降低料重比,提高经济效益。
标准化猪舍;仔猪;高温;血液理化指标
血液是动物机体营养物质和代谢废物运输的载体,也是机体实现体液调节的途径,血液生理生化指标是反映机体全身或局部代谢变化和组织正常生理功能较为敏感的指标[1]。因此,研究在高温环境条件下标准化猪舍与普通猪舍的猪只血液理化指标的变化规律,对大力推广标准化猪舍养猪具有重要的意义。本试验研究在高温环境条件下标准化猪舍猪只血浆中激素、酶、无机离子的动态变化,探讨标准化猪舍对猪的代谢,电解质平衡,内分泌机能的影响,为标准化猪舍的推广提供科学的理论依据。
1.1 试验材料
1.1.1 试验动物
两组参试猪均选当地杜×长×大三元杂交猪,由太原某种猪厂购买,断奶日龄为33 d,断奶体重平均7.7 kg,两组差异不显著。
1.1.2 试验日粮
参照NRC标准,为5~20 kg体重阶段配制全价日粮。
1.1.3 试验场地
试验在太谷县城村进行,分两组:标准化猪舍组和普通猪舍组。
标准化猪舍组比普通猪舍组更有利于温度、湿度、光照和通风等的人工控制,且布局合理,通风采光良好,猪舍保持清洁、干燥。在夏季温度高达35 ℃时,舍内温度可保持在25 ℃以下。
普通猪舍组为传统式猪舍,猪床面积每间平均8 m2,围墙高1.3~1.5 m,厚30 cm,未设专门的出粪口和饲养管理操作走廊,食槽简陋。猪舍均采用砖、水泥、土木结构,也没有专门的通风降温设施,在夏季试验期间,猪舍内温度大约在28~38 ℃之间。
1.2 试验方法
1.2.1 动物饲养
选择60头体重接近(平均7.7 kg)、品种一致的健康三元杂交阉公猪,按体重相近,遗传基础相似的原则,随即分成两组,即为普通猪舍组和标准化猪舍组,每组各30头,其分组情况见表1。
表1 高温环境下试验分组
饲养试验分预试期和试验期。预试期:适应期7 d,试验前试猪均作单联猪瘟、猪副伤寒免疫注射。饲养密度为0.6头/m2,离猪背高10 cm处,早、中、晚平均温度分别为28 ℃(±3 ℃)35.4 ℃(±2 ℃)和30.9 ℃(±2 ℃)。试验期为15 d。
1.2.2 猪舍内温度控制
标准化猪舍组猪舍内温度保持在20~25 ℃,湿度在60%;普通猪舍组猪舍内温度在28~38 ℃变化,相对湿度为60%。
1.2.3 样品采集
于试验第1、2、4、7、10、15天每天14:00从每只猪静脉血管抽取10 mL血液,置于15 mL含有肝素钠的塑料试管中,4 000 r/min离心15 min,取上清夜置于离心管中,-20 ℃冷冻保存备测。
1.2.4 测试指标与方法
无机离子:血浆中K+、Mg2+、Cl-、Ca2+、P,用Dympus-Au600全自动生化分析仪测定。
血液酶:1)ALT /GPT(谷丙转氨酶):酶连续测定法。
2)AST/GPT(谷草转氨酶):酶连续测定法。
3)ALP/AKP(碱性磷酸酶):酶连续测定法。
4)LDHL/LDH(乳酸脱氢酶):比色法。
5)CK(磷酸肌酸激酶):酶连续测定法。
血液激素:T3、T4、INS、COR;T3放射免疫分析试剂盒,T4放射免疫分析试剂盒,皮质醇激素放射免疫分析试剂盒;电子天平;γ-计数仪,放射免疫法。
用SAS软件分析血液生化指标。P<0.05为差异显著标准,P<0.01为差异极显著标准。
3.1 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆酶含量的影响
3.1.1 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆ALT的影响
结果表明,标准化猪舍与普通猪舍相比,标准化猪舍组的谷丙转氨酶含量明显低于普通猪舍组。经统计学分析第10天标准化猪舍组和普通猪舍组差异显著,第15天,差异极显著。普通猪舍组内不同时间点比较,第10天和第15天ALT显著高于处理前4天(P<0.05),见表2。
表2 高温环境条件对标准化猪舍仔猪谷丙转氨酶的影响 IU/L
3.1.2 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆AST的影响
结果表明,普通猪舍与标准化猪舍中的猪相比,普通猪舍组的AST含量随时间的延长明显升高。经统计学分析第10天标准化猪舍组和普通猪舍组差异显著(P<0.05),第15天差异极显著(P<0.01)。普通猪舍组内不同时间点比较,第10天和第15天血浆谷草转氨酶显著高于处理前4天(P<0.05)见表3。
3.1.3 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆ALP的影响
普通猪舍与标准化猪舍中的猪相比,猪血浆ALP有显著下降趋势,第15天与标准化猪舍组比较,显著差异(P<0.05)。普通猪舍组内不同时间点比较差异不显著,见表4。
表3 高温环境条件对标准化猪舍仔猪AST指标的影响 IU/L
表4 高温环境条件对标准化猪舍仔猪ALP指标的影响 IU/L
3.1.4 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆乳酸脱氢酶的影响
普通猪舍与标准化猪舍的猪对比:普通猪舍组猪血液中LDH有明显升高趋势,整个试验期为差异显著。普通猪舍组内不同时间点相比较,第15天LDH显著高于处理前7天(P<0.05),见表5。
3.1.5 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆磷酸肌酸激酶的影响
普通猪舍组与标准化猪舍组的猪相比:普通猪舍组猪血液中CK有明显升高趋势,在第2、4、7天差异显著,在第10天和第15天则差异极显著,见表6。
3.2 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆无机离子含量的影响
3.2.1高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆Ca2+、P含量的影响
高温条件下,普通猪舍与标准化猪舍的猪相比,普通猪舍第15天猪血浆中Ca2+有下降趋势,血浆中P也有明显下降趋势。但是在普通猪舍与标准化猪舍相比都无显著差异。普通猪舍不同时间点比较未出现显著差异,见表7、表8。
3.2.2 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆K+含量的影响
表5 高温环境条件对标准化猪舍仔猪LDH指标的影响 IU/L
表6 高温环境条件对标准化猪舍仔猪CK指标的影响 IU/L
表7 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆Ca2+的影响 mmol/L
表8 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆P的影响 mmol/L
表9 高温环境条件对标准化猪舍仔猪K+指标的影响 mmol/L
表10 高温环境条件对标准化猪舍仔猪Mg2+指标的影响 mmol/L
表11 高温环境条件对标准化猪舍仔猪Cl-指标的影响 mmol/L
表12 高温环境条件对标准化猪舍仔猪COR指标的影响 IU/L
表13 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆T3含量的影响
表14 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆T4含量的影响
表15 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆胰岛素含量的影响
本试验结果显示,普通猪舍与标准化猪舍的猪相比,普通猪舍第2天猪血浆中K+有下降趋势。标准化猪舍内不同时间点比较未出现显著差异,见表9。
3.2.3 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆Mg2+和Cl-含量的影响
结果表明,普通猪舍与标准化猪舍的猪相比,普通猪舍组猪血液中Mg2+和Cl-无明显变化,整个试验期差异不显著。普通猪舍组内不同时间点比较各指标没有出现明显的变化规律,见表10、表11。
3.3 高温环境条件标准化猪舍仔猪血浆激素含量的影响
3.3.1 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆皮质醇含量的影响
本试验结果显示,高温环境条件下,普通猪舍与标准化猪舍组相比,普通猪舍组在第1天试验猪血浆中COR有上升趋势。普通猪舍组内不同时间点比较,发现第7天至第15天与第1天比较有显著降低,见表12。
3.3.2 高温环境条件对标准化猪舍仔猪血浆T3、T4和胰岛素含量的影响
结果表明,普通猪舍组与标准化猪舍组的猪相比:猪血液中T3在第1天升高为差异显著,第10天和第15天为差异极显著。普通猪舍组与标准化猪舍组的猪相比,普通猪舍猪血液中T4在第10天和第15天为差异极显著。普通猪舍组与标准化猪舍组的猪相比,普通猪舍猪血液中INS没有显著变化。见表13、表14、表15。
3.4 高温环境条件对标准化猪舍仔猪生产性能的影响
经过15 d的试验观测,标准化猪舍组与普通猪舍组相比日采食量提高10.2%,但差异不显著,日增重提高38.1%,料重比下降20.2%,说明标准化猪舍组提高了饲料转化率,见表16。
4.1 热应激对标准化猪舍仔猪血液酶的影响
4.1.1 热应激条件对标准化猪舍仔猪磷酸肌酸激酶(CK)的影响
CK是一种器官特异性酶,在骨骼肌含量最高,它能催化三磷酸腺苷中的高能磷酸键使之转移到肌酸分子上,生成磷酸肌酸而使能量贮存。在本试验中,高温环境条件下,普通猪舍与标准化猪舍的猪比较,血浆CK呈现增加的趋势,这可能与热应激条件下肌肉组织有所损伤有关。Malcolm在肉仔鸡应激试验中也有类似报道。Janezic[2]、Presuhn[3]、韩博等观察到,猪应激前后CK可上升1.5~13.0倍[4]。本试验结果与上述3位学者的报道相一致,从而说明标准化猪舍可以在一定程度上减少热应激对肌肉组织的损伤。
表16 高温环境条件对标准化猪舍仔猪生产性能的影响
4.1.2 高温环境条件对标准化猪舍仔猪乳酸脱氢酶(LDH)的影响
LDH是糖代谢的糖酵解过程中催化丙酮酸向乳酸转化的酶,在高温环境下由于热应激导致动物呼吸功能障碍,使有效换气降低,造成乏氧性缺氧,糖代谢的无氧酵解加强。在热应激时LDH的升高可能是糖代谢途径中有氧氧化向无氧酵解方向转移的结果[5]。本试验结果显示,普通猪舍组的LDH活性比标准化猪舍组明显升高,说明普通猪舍组热应激期间出现呼吸功能障碍,造成机体缺氧,糖酵解作用加强,导致饲料转化率降低和各个系统负担加重,不利于猪的生长并使猪的抵抗力降低。而标准化猪舍的适宜环境避免了以上不利因素对机体反应,体现出其在养殖上的优势。
4.1.3 热应激对标准化猪舍仔猪谷草转氨酶(AST)的影响
AST存在于多种组织中,血清AST来源最多的组织是心肌,其次是肝脏和骨骼肌。高温使AST显著升高,可能是由于高温时热应激使心肌收缩力加强,血液循环加速,心肌细胞代谢加强,从而使心肌更新或受损加快所致[6]。本试验结果表明,普通猪舍组的AST含量随时间的推移明显升高,热处理第10天后标准化猪舍组和普通猪舍组差异显著,普通猪舍组内不同时间点比较,第10天和第15天AST显著高于处理前4天。本试验说明猪在标准化猪舍条件下能减轻热应激状态下造成心肌损伤。
4.1.4 热应激对标准化猪舍仔猪谷丙转氨酶(ALT)的影响
ALT存在于多种组织中,是肝脏组织的特异性酶,因此以肝脏中含量最高。其在血清中的含量与肝细胞的完整性密切相关。本试验结果表明,在高温环境条件下,普通猪舍组与标准化猪舍组相比,普通猪舍组的谷丙转氨酶含量明显升高。经统计学分析,热处理第10天普通猪舍组和标准化猪舍组差异显著,第15天差异极显著。普通猪舍组内不同时间点比较,第10天和第15天ALT显著高于前4天。
4.2 热应激对标准化猪舍仔猪血液无机离子的影响
环境温度的变化可激发肾上腺素等内分泌腺的活动;体液及细胞内的pH、渗透压的代偿性调节可以引起矿物质含量的改变。本试验中,普通猪舍组在热应激状态下与标准化猪舍组相比,血浆k+、血浆Ca2+、血浆P都有下降趋势,但是本次试验血浆Mg2+和Cl-变化未出现明显规律[7]。
普通猪舍组在高温环境条件下,初期会引起机体的呼吸中枢兴奋,呼吸加快加深,使体内CO2排出过多,导致了呼吸性碱中毒的发生。此时肾小管的保酸和排k+增多,细胞外的K+与细胞内H+交换,导致体液k+含量下降。可能原因是在整个热应激过程中机体在前期表现以呼吸性碱中毒为主,随时间的延长表现为呼吸性碱中毒和呼吸性酸中毒的混合型酸碱平衡失调[8]。本试验的血浆中电解质的变化反映了酸碱平衡的变化过程;血浆Ca+、P、Mg2+、Cl-在整个试验过程中无显著变化。此结果可能与日变高温方式、高温程度以及猪对高温应激的适应有关。
4.3 热应激对标准化猪舍仔猪血液激素的影响
4.3.1 热应激对标准化猪舍仔猪血液T3、T4的影响
甲状腺激素的作用主要是增强组织代谢。根据体温调节原理,环境温度升高,甲状腺素分泌减少,则机体产热量下降;环境温度降低,则甲状腺素分泌增加,则机体产热量增加。因此甲状腺激素对维持动物体温恒定有重要作用[9]。Sugahara等曾报道,仔猪饲养于33 ℃的环境条件下,比饲养在23 ℃的环境中甲状腺的重量减轻18.4 μg/kg。Yousef研究结果,热应激对甲状腺活动的影响,至少要经过60 h才变得显著。动物由炎热环境回到等热区的环境温度之后,经过108 h甲状腺活动才能恢复到正常水平。本试验中,普通猪舍组猪血液中T3在第1天升高与标准化组比较差异显著,与Westra等试验报道相符合。当外界温度超过等热区的上限温度时,可使动物体内的甲状腺素分泌量显著降低。第10天和第15天下降与标准化组相比差异显著,可能与动物在热应激的期初阶段,甲状腺所起作用较小,但在适应之后具有重要作用;普通猪舍组与标准化组的猪比较,普通猪舍组血液中T4在第10天和第15天与标准化组差异极显著[10]。
4.3.2 热应激对标准化猪舍仔猪血液皮质醇的影响
Alvarez等则报道高温下至少经9 d才引起糖皮质醇激素的显著下降。本次试验的结果表明,高温环境条件下,普通猪舍组在第1天与标准化猪舍组相比猪血浆中COR浓度呈上升趋势;但普通猪舍组内不同的时间点测定结果,第7天至第15天比第1天显著降低,与其试验结果一致。但也有人认为当动物生活于中等热应激或持久热应激的环境中时,血清皮质醇含量变化不显著[11]。
4.3.3 热应激对标准化猪舍仔猪血液胰岛素浓度的影响
本试验得出,标准化猪舍组与普通猪舍组猪血浆胰岛素含量无显著差异,这一结果与张敏红研究的持续日变高温所得结果一致;张敏红在整个试验期血浆胰岛素含量变化不明显,说明高温不影响猪血浆胰岛素浓度。也与Achmdia等用绵羊做的试验结果相符合。
4.4 热应激对标准化猪舍仔猪生产性能的影响
标准化猪舍组与普通猪舍组相比日采食量提高10.2%,但差异不显著,日增重提高38.1%,料重比下降20.2%,说明标准化猪舍组提高了饲料转化率。本试验结果表明标准化猪舍与普通猪舍组相比可以减少高温环境对猪的不利影响,提高猪的生产性能,降低料重比,提高经济收益[12]。
1)在高温环境条件下,普通猪舍组猪体的谷丙转氨酶含量明显高于标准化猪舍组,可说明标准化猪舍环境有利于减轻热应激过程中高温对肌肉、肝细胞的损伤。
2)在热应激条件下,普通猪舍组仔猪血液中Ca2+、P有下降趋势,K+亦呈现下降的趋势,但是在持续高温开始至试验结束,标准化猪舍组与普通猪舍组相比都无显著差异。Mg2+、Cl-在整个试验过程中的变化未出现一定规律。
3)在热应激条件下,普通猪舍组仔猪血液中的皮质醇在试验初期有所升高,但随着时间的延长而有所降低。
4)在热应激条件下,标准化猪舍与较之普通猪舍可以减少高温环境对猪的不利影响,从而可提高猪的生产性能,降低料重比,提高经济效益。
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