Ефекти от топлинния стрес върху здравето на червата, имунната система и качеството на месото на прасетата

Свинете са хомотерми с недоразвити потни жлези. Когато температурата на околната среда надхвърли горната граница на тяхната термонеутрална зона, прасетата ще претърпят топлинен стрес, проявяващ се като хапане на опашка, учестено дишане и намален прием на храна. Техният метаболизъм и физиологични функции ще бъдат ненормални, което ще доведе до компрометирана производителност на растеж: по-нисък среден дневен прием на храна и по-високо съотношение храна-прираст. Техният имунитет намалява, концентрацията на възпалителни фактори в серума се повишава, устойчивостта към болести отслабва, заболеваемостта и смъртността се увеличават. Качеството на месото се влошава, тъй като метаболизмът на мускулната и мастната тъкан е нарушен, с намалена интрамускулна мазнина и повишено отлагане на мазнини в мастната тъкан. Прасетата на различни етапи на растеж имат различна чувствителност към температурата на околната среда.

Лятото в Южен Китай се характеризира с дълготрайна висока температура и влажност. Лошото управление на свинефермите при такива условия ще доведе до нарушен растеж, отслабен имунитет и влошено качество на месото поради топлинен стрес, причинявайки сериозни икономически загуби за свиневъдството. Специфичните неблагоприятни въздействия на топлинния стрес върху свинете са описани по-долу.

1. Въздействие върху чревното здраве на свинете

Най-интуитивното проявление на топлинния стрес е намаленият прием на фураж и коефициентът на преобразуване на фуража. В рамките на температурния диапазон от 20~30°C, всяко повишаване на температурата с 1°C води до намален среден дневен прием на фураж и среден дневен прираст, придружени от по-високо съотношение фураж към прираст.

1.1 Увреждане на чревната лигавица, причинено от топлинен стрес

При топлинен стрес нивото на експресия на протеините на чревния топлинен шок при прасетата се регулира нагоре. За да се разсейва ефективно топлината, повече кръв тече към периферните тъкани, което води до чревна хипоксия. Чревните епителни клетки са изключително чувствителни към недостиг на кислород и хранителни вещества, което допълнително предизвиква масивна консумация на аденозин трифосфат (АТФ), оксидативен стрес и нитритен стрес. Това променя морфологичната структура и пропускливостта на червата и в крайна сметка нарушава чревната бариерна функция.

В допълнение, топлинният стрес значително намалява активността на храносмилателните ензими, силно възпрепятства храносмилането и усвояването на хранителни вещества и допълнително потиска растежа на прасетата. Освен това, топлинният стрес променя аминокиселинния състав на ендогенните чревни протеини и увеличава загубата на ендогенни чревни протеини и аминокиселини.

1.2 Въздействие върху чревната микрофлора

Чревната микрофлора образува микробна бариера, микроекологична система, съставена от симбиотични бактерии и гостоприемник. След като стабилността на тази микроекосистема бъде нарушена, опортюнистични патогени в червата са склонни да нахлуят в тялото.

2. Въздействие върху имунната система на прасетата

Топлинният стрес предизвиква необичайни имунни реакции при прасетата, като силно отслабва устойчивостта им към болести и увеличава заболеваемостта и смъртността.

1. Топлинният стрес разрушава целостта на червата и повишава пропускливостта на токсините: трансепителното електрическо съпротивление (TEER) на йеюнума на прасето спада с 30%, нивото на ендотоксин се повишава с 45%, коефициентът на пропускливост на липополизахарида се удвоява и активността на алкалната фосфатаза се увеличава. Инфилтрацията на токсини стимулира пролиферацията на имунните клетки, предизвиква възпалителни реакции и активира механизмите за детоксикация в червата и черния дроб.

2. Топлинният стрес пречи на имунната функция чрез невроендокринната система. Високата температура активира хипоталамо-хипофизно-надбъбречната ос, което води до хиперсекреция на кортикотропин-освобождаващ хормон и проопиомеланокортин. Тези хормони действат върху различни цитокини и имунни клетки, нарушавайки имунната система на тялото.

3. Проучванията са установили, че топлинният стрес потиска развитието на имунните органи и предизвиква апоптоза на имунните клетки.

3. Въздействие върху качеството на свинското месо

Икономическите загуби, причинени от топлинния стрес на свинефермите, произтичат от два аспекта: компрометирана производителност на растеж и необичайни имунни реакции, от една страна, и нарушен метаболизъм на органи, мускули и мазнини, от друга. Топлинният стрес нарушава енергийния баланс между мазнини, въглехидрати и протеини, намалява активността на няколко метаболитни ензима, свързани с гликолизата в червата, и следователно влошава качеството на месото.

3.1 Въздействие на топлинния стрес върху мускулния метаболизъм

Постоянната висока температура възпрепятства мускулното структурно и функционално развитие, намалява мускулния метаболитен капацитет, насърчава клетъчната апоптоза и реакциите на стрес и по този начин уврежда качеството на месото.

Експертите изследваха ефекта на топлинния стрес върху профила на генна експресия на свински longissimus dorsi чрез технология за секвениране и откриха, че топлинният стрес засяга основно глюкозния метаболизъм, структурата и функцията на цитоскелета и реакцията на стрес в мускулната тъкан.

Според морфологични и физиологични характеристики мускулните влакна се разделят на тип I и тип II. Влакната тип I са бавно съкращаващи се окислителни червени влакна, докато влакната тип II са бързо съкращаващи се бели влакна. Съотношението на фибри тип I е в положителна корелация с вкуса на месото. Продължителната висока температура и топлинният стрес значително увеличават количеството и съотношението на белите влакна, като същевременно намаляват тези на червените влакна, което влошава качеството на свинското месо, включително цвета на месото, загубата на капки, крехкостта, сочността и вкуса.

3.2 Въздействие на топлинния стрес върху метаболизма на мазнините

Интрамускулната мазнина е един от ключовите индикатори за оценка на качеството на месото, тясно свързано с чувствителността и вкуса на мускулите, както и характеристики на месото като мускулно рН, капацитет за задържане на вода и крехкост. Продължителната висока температура значително намалява съдържанието на интрамускулна мазнина в longissimus dorsi на растящите прасета и влошава качеството на месото.

Топлинният стрес променя метаболизма на мастната тъкан: експресията на гените, свързани с катаболизма на мазнините, се регулира надолу, докато гените, свързани с усвояването и синтеза на мазнини, се регулират нагоре, което води до прекомерно отлагане на мазнини и променени пропорции на мастни киселини.