高温季节福利化管理对驴驹生长性能、血清免疫和激素指标的影响

吴玮琪 赵宏杰 金 晓 徐元庆 闫素梅 史彬林

(内蒙古农业大学动物科学学院，呼和浩特 010018)

养驴业是我国畜牧业重要的组成部分，不仅可以带动周边经济的发展还可以大大推动规模化养殖的进程。驴驹是驴生长发育的重要阶段，在这一阶段如果饲养管理不当，会影响到其生长性能及存活率。当机体处于高温高湿环境中所表现出的一系列生理反应称为热应激反应[1]，具体表现为机体的呼吸频率加快、采食量降低、生长性能下降及脱水及等，而且机体热应激程度随环境温度和湿度的增加而加重，重度热应激可能导致畜禽死亡，对生产造成严重的经济损失[2]。热应激会通过抑制机体淋巴细胞功能和使免疫因子含量发生变化进而抑制机体免疫机能[3]，免疫球蛋白(Ig)G、IgM、IgA是由浆细胞分泌，并在机体特异性免疫中发挥重要作用[4]，有研究表明，西门塔尔母牛在热应激期间血清中的IgA、IgG和IgM含量显著降低[5]，这表明热应激会抑制机体的体液免疫。

当动物处于高温环境时，其机体可通过分泌多种激素调控生理功能来维持内环境相对稳定的状态，从而使机体的体温保持在正常范围内。甲状腺激素差不多能作用于所有的组织器官，它与机体的产热与代谢有关，甲状腺激素分泌的增加能够促进机体产热，因此，当机体处于热应激时，甲状腺的活动会发生改变，从而改变机体甲状腺激素的含量。研究表明在奶牛处于热应激时，甲状腺活动减弱以减少机体热量的产生[6]。肉牛遭受热应激会显著降低其甲状腺激素分泌量[7]。当环境温度达到35 ℃时，奶牛血清甲状腺激素含量显著降低65%，大大降低了维持机体正常生理活动的甲状腺机能[8]。热休克蛋白(heat shock protein, HSP)也称为热应激蛋白,除了高温高湿环境以外，多种应激原如重金属、缺氧、缺血等都可能诱导热休克蛋白70(HSP70)的过表达[9]。有研究发现，HSP70是免疫系统受到免疫刺激的“危险信号”[10]，Hooper等[11]研究发现，山羊白细胞体外40 ℃热应激3 h会显著增加细胞内HSP70 mRNA表达量。但目前关于热应激研究主要集中于饲粮添加营养性或非营养性物质调控动物营养机体代谢，进而降低热应激产生的不利影响，关于圈舍改造方面的研究相对较少。因此，本试验旨在研究圈舍中提供喷淋和风扇对高温季节驴驹血清免疫指标与内分泌激素指标的影响，为驴驹热应激时福利化管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及时间

本试验于2020年7月份在内蒙古呼和浩特市内蒙古草原御驴科技牧业有限公司进行。

1.2 试验动物、饲粮及试验设计

选取24头出生日龄[(51.95±2.24) d]、体重[(56.80±5.34) kg]相近、无亲缘关系的三粉驴驹，且母驴产奶量[(941.67±133.77) g]相近，随机分为4组，分别为对照组、喷淋组、风扇组、喷淋+风扇组，每组6个重复(公母各占1/2)，试验期28 d，每日07:00和14:00补喂相同的饲粮，基础饲粮组成及营养水平见表1，其余时间自由吮食母乳，自由饮水，保持卫生，试验期间每天11:00—17:00开启风扇，在此期间每隔1 h进行1次喷淋，每次喷淋2 min，试验驴自由采食和饮水。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

1.3 测试指标与方法

1.3.1 驴舍环境指标测定

试验期间每天08:00、14:00和20:00使用温湿度记录仪、热球式风速仪、辐射热计，连续记录试验环境中的温度、湿度、风速和辐射热，取试验全期每个时间点的均值进行分析。

1.3.2 样品采集

于试验第14与28天的早晨和中午，在饲喂前于颈静脉用普通真空采血管采血10 mL，在4 ℃静置30 min，以3 500×g离心10 min分离血清，分装后保存在-20 ℃，用于后续指标测定。

1.3.3 驴驹体重的测定

于试验第1、14、28天早晨空腹称所有试验驴驹体重，并计算平均日增重。

1.3.4 泌乳驴挤奶量的测定

在试验期间，于每天07:00-10:00和14:00-17:00将母驴与驴驹隔离，每天隔驴时间总计6 h，每天于10:00和17:00机器挤奶，并准确称重，将每日2次的挤奶量相加即为当日挤奶量，记录挤奶量，并计算试验全期平均日挤奶量。

1.3.5 驴驹血清免疫指标的测定

血清中白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-4(IL-4)和IgA、IgG、IgM以及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量均采用双抗体夹心法酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒，试剂盒购自南京建成生物工程研究所，具体方法参照说明书进行。

1.3.6 驴驹血清激素指标的测定

血清中三碘甲腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、皮质醇(COR)、脂联素(ADPN)、瘦素(LEP)、HSP70、热休克蛋白90(HSP90)和胰岛素(INS)的含量均采用双抗体夹心法ELISA试剂盒，试剂盒购自南京建成生物工程研究所，具体方法参照说明书进行。

1.4 数据分析

用Excel 2019对原始数据进行整理，然后采用SAS 9.2统计软件进行单因素方差分析，采用Duncan氏法进行多重比较，P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 高温季节福利化管理对驴舍环境指标的影响

由表2可以看出，在试验期28 d期间，试验各组与对照组在08：00、14:00和20:00的温度、湿度与热辐射均差异不显著(P>0.05)，风速只在开启风扇期间即14:00，风扇组、喷淋+风扇组显著高于对照组、喷淋组(P<0.05)。

表2 高温季节福利化管理对驴舍环境指标的影响Table 2 Effects of welfare management in high temperature season on environmental indicators of donkey houses

2.2 高温季节福利化管理对驴驹生长性能及泌乳驴挤奶量的影响

由表3可以看出，与对照组相比，风扇组、喷淋+风扇组驴驹前期平均日增重显著提高(P<0.05)，喷淋+风扇组驴驹后期平均日增重显著提高(P<0.05)，且在整个试验期，与对照组相比，试验组的驴驹平均日增重均显著升高(P<0.05);在整个试验期，与对照组相比，试验组的母驴挤奶量显著提高(P<0.05)。

表3 高温季节福利化管理对驴驹生长性能及泌乳驴挤奶量的影响Table 3 Effects of welfare management in high temperature season on growth performance of donkey foals and milking quantity of lactation donkey

2.3 高温季节福利化管理对驴驹血清免疫指标的影响

由表4可以看出，在试验前期，与对照组相比，试验组上午、中午驴驹血清中IL-1β的含量均显著降低(P<0.05)，与对照组相比，各试验组中午驴驹血清中IgA的含量均显著升高(P<0.05)；与对照组相比，风扇组中午驴驹血清中IgM的含量显著升高(P<0.05)。

表4 高温季节福利化管理对试验前期驴驹血清免疫指标的影响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，在试验期后期，与对照组相比，喷淋组、喷淋+风扇组驴驹上午血清IL-1β的含量显著降低(P<0.05)，中午试验组驴驹血清IL-1β的含量均显著低于对照组(P<0.05)；上午喷淋+风扇组、风扇组驴驹血清IL-4的含量显著高于对照组、喷淋组(P<0.05)，中午喷淋+风扇组驴驹血清IL-4的含量显著高于对照组(P<0.05)；上午试验各组驴驹血清IgA的含量均显著高于对照组(P<0.05)，中午喷淋+风扇组、风扇组驴驹血清IgA的含量显著高于对照组、喷淋组(P<0.05)，上午和中午风扇组、喷淋+风扇组驴驹血清IgG的含量显著高于对照组、喷淋组(P<0.05)，上午风扇组、喷淋+风扇组驴驹血清IgM的含量显著高于对照组(P<0.05)，中午喷淋+风扇组驴驹血清IgM的含量显著高于对照组(P<0.05)。

表5 高温季节福利化管理对试验后期驴驹血清免疫指标的影响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 高温季节福利化管理对驴驹血清内分泌激素含量的影响

由表6可以看出，在试验前期中午，喷淋+风扇组、风扇组驴驹血清ACTH与INS的含量显著高于对照组(P<0.05)，其余指标组间均无显著差异(P>0.05)。

表6 高温季节福利化管理对试验前期驴驹血清内分泌激素含量的影响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，在试验后期，上午与中午试验组驴驹血清中T4与HSP70的含量均显著高于对照组(P<0.05)，中午喷淋+风扇组、风扇组驴驹血清中ACTH的含量显著高于对照组(P<0.05)，上午与中午喷淋+风扇组、风扇组驴驹血清中INS的含量显著高于对照组(P<0.05)；喷淋+风扇组、风扇组驴驹血清中HSP70的含量显著升高(P<0.05)，其余指标各组间均无显著差异(P>0.05)。

表7 高温季节福利化管理对试验后期驴驹血清内分泌激素的影响Table 7 Effects of welfare management in high-temperature season on serum endocrine hormones contents in donkey foals at later stage of test

3 讨 论

3.1 高温季节福利化管理对驴驹生长性能的影响

当动物处于高温环境时，首先表现为采食量的下降，从而造成其平均日增重的下降[12-13]。王哲奇[14]研究表明，高温环境显著降低了羔羊的平均日增重。在本次试验中，与对照组相比，试验组的平均日增重均显著上升，这可能是由于喷淋和风扇加快了驴驹的机体散热，缓解了夏季高温的影响，从而使其哺乳量增加所致。赵育国等[15]通过对肉牛舍增设通风喷淋装置的研究结果表明，福利化措施显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，这与本试验结果相似。在本次试验中，试验组虽然显著升高了驴驹的平均日增重，但各组驴驹的体重无显著变化，这可能是由于个体差异过大所造成的[16]。李征等[17]研究表明，高温环境会显著降低奶牛各泌乳阶段的平均泌乳量，在本次试验中，与对照组相比，添加福利化措施的3个组泌乳驴的挤奶量显著提高，这可能是由于喷淋和风扇能够缓解环境高温对泌乳驴的影响，同时，可能因为增加喷淋和风扇使泌乳驴的挤奶量显著升高，从而使这3组驴驹平均日增重显著升高。

3.2 高温季节福利化管理对驴驹血清免疫指标的影响

白细胞介素是指由活化的T淋巴细胞和单核-巨噬细胞所分泌的一类细胞因子，它可以作用于巨噬细胞和淋巴细胞，负责信号传递、调节淋巴细胞的活化、增殖和分化，并在炎症反应中发挥作用[3]；IL-1β等细胞因子含量的升高不仅会引起炎症反应，损害机体健康，还会通过影响胰岛素、胰高血糖素和皮质醇等激素的分泌和相关受体的活性间接调节糖原分解[17]，影响血糖含量，进而影响机体生理功能，石璐璐等[18]研究发现热应激显著增加了绵羊血清IL-1β含量，从而使绵羊产生炎症。在本次试验中，与对照组相比，试验各组均能降低血清中IL-1β含量，这表明喷淋和风扇可能减少了高温对机体的损伤，降低了驴驹产生炎症的风险。IL-4的主要功能为促使B淋巴细胞成熟并分泌免疫球蛋白，对于体液免疫具有重要调节作用[19]，目前关于高温对IL-4含量的影响尚不统一，Peli等[20]在夏季高温前后34 d分别采集肉用犊牛血液并测定血清IL-4的含量，结果发现，热应激后肉牛血清IL-4含量显著升高了。同时有研究发现慢性热应激状态下肉牛血清中IL-4含量无显著变化[21]。陈浩等[5]研究发现，热应激状态下西门塔尔牛血清中IL-4含量有下降趋势。在本次试验中，在试验后期，与对照组相比，风扇组、喷淋+风扇组血清中IL-4含量显著升高，这可能是由于试验动物的品种不同及动物处于急性或慢性热应激阶段所造成的。

免疫球蛋白作为体液免疫的重要组成部分，不但能够促进单核细胞和巨噬细胞的吞噬作用，还可以与抗原结合产生多种生物学效应，在机体的特异性免疫应答中发挥十分重要的作用[22]。Wu等[23]研究发现，动物机体内免疫球蛋白含量可能受热应激的强度、持续的时间和动物的品种和体况等多种因素影响。据报道，热应激会导致绵羊血清中IgA、IgG和IgM含量显著降低，这表明在高温环境下，绵羊机体的免疫功能受到抑制，严重损害了其体液免疫[14，17]。在本次试验中，与对照组相比，风扇组、喷淋+风扇组驴驹血清中IgA、IgG和IgM含量显著提高，喷淋组驴驹血清IgA的含量显著提高，这与赵育国等[15]研究发现在夏季使用通风喷淋显著提高了肉牛血清IgA、IgG、IgM的含量的结果一致，这也验证了本试验的结果，结果表明喷淋和风扇能够提高驴驹体液免疫，其中风扇组、喷淋+风扇组效果较好。但在试验前期，仅在中午时，试验组驴驹血清中IgA的含量显著升高，风扇组驴驹血清中IgM的含量显著升高，而在上午无显著变化，这可能是由于在试验前期上午，温度较低，环境温度对驴驹血清中免疫球蛋白含量没有显著影响所致。

3.3 高温季节福利化管理对驴驹血清内分泌激素含量的影响

当机体处于炎热的环境下，由于散热受到影响，为了保持体温恒定，机体会降低代谢率，减少产热，即降低下丘脑-垂体-甲状腺轴的活动，减少甲状腺激素T3、T4的分泌，让机体更好地适应炎热的环境[24]，李秋凤等[25]报道，热应激时甲状腺机能减弱，造成甲状腺激素含量的下降。Nardone等[26]研究也发现，热应激降低牛血清中T3的含量。但是T4和T3分泌减少的同时也会降低肠道的运动和食糜的通过率，对能量代谢产生不良影响[27]。在本次试验中相较于对照组，试验各组驴驹血清中T4的含量显著提高，这表明喷淋和风扇均能加快机体散热，使驴体温度下降，从而增加了机体产热，使驴驹血清中T4的含量显著升高。胰岛素是由胰岛B细胞合成并分泌的一种蛋白质激素，它的作用是促进血循环中葡萄糖进入其他细胞组织，降低血糖水平，维持血糖水平相对稳定。De Boer等[28]认为热应激会降低血液中INS含量，这可能是由于干物质采食量降低所造成的。在本次试验中，风扇组、喷淋+风扇组驴驹血清INS含量显著提高了，这可能是由于风扇组、喷淋+风扇组缓解了高温环境对驴驹的影响，使哺乳量恢复所造成的。奶牛遭受热应激初始，机体处于反应阶段，激活下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴，引发皮质醇含量在较长时间内升高，增强或抑制靶器官的功能[29]，从而缓解热应激；而奶牛长期遭受热应激且机体无法适应时，HPA轴受损，其功能减弱，肾上腺功能处于抑制状态，肾上腺激素分泌减少，动物血清中ACTH和COR含量降低[30]，在本次试验中，与对照组相比，风扇组、喷淋+分扇组血清中ACTH的含量显著升高，这可能是因为这2个组缓解高温对驴驹的影响，使HPA轴功能恢复所致。HSP70有保护变性蛋白折叠、展开和复性的伴侣活性[31]，其赋予细胞或生物体从应激状态中恢复的能力，并保护它们免受应激损害，是对环境和代谢应激综合反映的代表[32]。当机体处于热应激时，机体会通过提高体内HSP70的合成来抵抗热应激。Dangi等[33]发现山羊在热应激状态下，HSP70相对基因表达量和蛋白质表达量均高于非热应激状态。在本次试验中，与对照组相比，试验各组均显著降低了血清HSP70的含量，这表明喷淋和风扇均能缓解高温环境的影响，减少驴驹血清中HSP70的含量。在本次试验中，试验前期驴驹血清中ACTH与INS的含量，与试验后期驴驹血清中ACTH含量仅在中午有差异，而在上午无显著变化，这可能是由于夜晚温度较低，经过1个晚上的恢复，缓解了高温对驴驹的损伤，从而使其血清中ACTH与INS的含量恢复所致。

4 结 论

喷淋、风扇、喷淋+风扇均能缓解高温环境对驴驹的影响，增强其免疫功能，缓解体内激素紊乱的状态，且风扇、喷淋+风扇效果较好。