动物应激反应与钠钾泵的工作原理

 

随着我国养殖业近些年来飞速发展,从原来的中小散养户为主的养殖模式快速转向了规模化、标准化和集约化,而集约化动物生产模式中一方面存在各种应激源,如高温、挤压、密度、免疫接种、转群、换料、运输等;另一方面,现在动物育种体系对动物生长速度和饲料报酬的过高追求,使当前动物品种对应激源更加敏感。应激对动物的健康福利与生产性能造成较大的影响,不仅表现在动物生长速度降低、饲料报酬下降、免疫功能减退,还表现在肉质的下降和PSE肉的产生。下面就通过该篇文章说说动物应激的产生及解决思路。

 
01
什么是应激
 
 
 

“应激”一词源于英文“stress”,原意是使紧迫,使紧张,使感觉压力,现泛指动物在内外环境中,一些强烈刺激作用于机体后,随即产生的一系列非特异性全身性反应,引起应激的因素称为应激因子或应激源(stressor)。

应激根据应激源的不同可以分成很多类别,而以热应激为自然气候性因素且在生产中最为常见,特别是随着日益严重的气候变暖,我国大范围年高温炎热日持续延长,酷暑纬度线逐年北移,热应激对动物的影响日益加重。

应激反应的发生机制十分复杂,从经过应激反应的状态来看,可分为三个时期:惊恐反应或动员阶段、抵抗期和衰竭期。

1.惊恐反应或动员阶段:

本阶段机体受到应激源的刺激后,尚未获得适应,是畜禽对应激源作用的前期反应。该阶段涉及到免疫系统的调整,如果外源刺激超越了机体免疫系统的补偿能力,可导致机体死亡。

2.适应或抵抗阶段:

若应激源作用十分强烈,畜禽可能在一天内死亡;若畜禽能经受应激源作用而存活下来则进入适应阶段。如果应激源作用很弱或作用停止,那么应激反应的发展就此结束,若畜禽有机体此时不能克服应激源反应,就会重新丧失适应,进入衰竭阶段。

3.衰竭阶段:

机体贮备耗竭,新陈代谢出现不可逆变化,适应机能破坏,各系统陷入紊乱状态,许多重要机能衰竭,适应完全失败而导致死亡。

 
02
从细胞层面如何抗应激
 
 
 

应激的本质在于动员机体的防御机构和能力,克服应激源的不良作用,保持机体在极端情况下的稳态。适度的应激有利于调动机体全身各种功能,避开可能对机体造成严重损伤的危险,因而具有防御和适应代偿作用,这种应激对机体是有利的,故又称为生理性应激或良性应激;但如果应激源过于强烈或持续时间过长,可直接导致机体代谢障碍和组织损伤,甚至危及生命,这种对机体造成明显损害的应激称为病理性应激或劣性应激。所以,从根本来说,即是需要对动物机体自身免疫力的调节。这里,我们要同时介绍一下,细胞中钠钾泵的功能。

钠钾泵在1950年被丹麦的科学家延斯·斯科(Jens Skou)发现,它代表了我们对离子进出细胞的认识的一个重要的里程碑。钠钾泵实际上是一种Na+-K+依赖式ATP酶,Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+、K+的亲和力发生变化。钠离子浓度在细胞外高,细胞内低,而钾离子浓度在细胞外低,细胞内高。泵在两个形状之间振荡,每2个K+泵入细胞(步骤➍ – ➏),就从细胞中移出3个Na+(步骤➊– ➌)。这两种形状对Na+和K+有不同的亲和力。ATP通过将一个磷酸基转移到转运蛋白(使蛋白质磷酸化)来推动形状的变化。

养殖动物过程中,注射疫苗、加药、转群、断尾、断喙等生产需要,使得动物的应激反应经常发生,应激时会引起动物一系列神经反应,导致内分泌混乱,代谢失调,严重时导致组织细胞变形,生理功能降低。细胞中的钠钾泵无法正常工作了,也就使细胞体内阴阳离子交换无法正常平衡,使得动物机体产生不良反应。

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2024年4月26日 10:53
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