اثرات استرس گرمایی بر سلامت روده، سیستم ایمنی و کیفیت گوشت خوک

خوک ها همترم با غدد عرق توسعه نیافته هستند. هنگامی که دمای محیط از حد بالایی منطقه گرما خنثی آنها فراتر رود، خوک ها دچار استرس گرمایی می شوند که به صورت گاز گرفتن دم، تنفس سریع و کاهش مصرف خوراک ظاهر می شود. متابولیسم و ​​عملکردهای فیزیولوژیکی آن‌ها غیرطبیعی خواهد بود و منجر به کاهش عملکرد رشد می‌شود: میانگین مصرف خوراک روزانه کمتر و نسبت خوراک به سود بیشتر. ایمنی آنها کاهش می یابد، غلظت فاکتورهای التهابی در سرم افزایش می یابد، مقاومت در برابر بیماری ضعیف می شود و عوارض و مرگ و میر افزایش می یابد. کیفیت گوشت با مختل شدن متابولیسم ماهیچه ها و بافت های چربی و کاهش چربی داخل عضلانی و افزایش رسوب چربی در بافت چربی بدتر می شود. خوکها در مراحل مختلف رشد حساسیت متفاوتی به دمای محیط دارند.

تابستان در جنوب چین دارای دمای بالا و رطوبت طولانی مدت است. مدیریت ضعیف در مزارع خوک در چنین شرایطی منجر به اختلال در عملکرد رشد، ضعف ایمنی و کاهش کیفیت گوشت به دلیل استرس گرمایی می‌شود که باعث خسارات اقتصادی شدید به صنعت خوک می‌شود. اثرات نامطلوب خاص استرس گرمایی بر خوک ها به شرح زیر توضیح داده شده است.

1. تأثیرات بر سلامت روده خوک

بصری ترین تظاهر تنش گرمایی کاهش مصرف خوراک و ضریب تبدیل خوراک است. در محدوده دمایی 20 تا 30 درجه سانتیگراد، هر افزایش دمای 1 درجه سانتیگراد منجر به کاهش میانگین مصرف خوراک روزانه و میانگین افزایش روزانه می‌شود که همراه با نسبت تغذیه به سود بالاتر است.

1.1 آسیب به مخاط روده ناشی از استرس گرمایی

تحت تنش گرمایی، سطح بیان پروتئین‌های شوک حرارتی روده در خوک‌ها افزایش می‌یابد. برای دفع موثر گرما، خون بیشتری به بافت‌های محیطی جریان می‌یابد که منجر به هیپوکسی روده می‌شود. سلول های اپیتلیال روده بسیار حساس به کمبود اکسیژن و مواد مغذی هستند که باعث مصرف زیاد آدنوزین تری فسفات (ATP)، استرس اکسیداتیو و استرس نیتریت می شود. این امر ساختار مورفولوژیکی و نفوذپذیری روده را تغییر می دهد و در نهایت عملکرد سد روده را مختل می کند.

علاوه بر این، استرس گرمایی به طور قابل توجهی فعالیت آنزیم های گوارشی را کاهش می دهد، به شدت مانع هضم و جذب مواد مغذی می شود و رشد خوک را بیشتر سرکوب می کند. علاوه بر این، استرس گرمایی ترکیب اسید آمینه پروتئین‌های روده درون‌زا را تغییر می‌دهد و از دست دادن پروتئین‌ها و اسیدهای آمینه درون‌زا را افزایش می‌دهد.

1.2 تأثیرات بر میکرو فلور روده

میکرو فلور روده یک سد میکروبی را تشکیل می دهد، یک سیستم میکرواکولوژیکی متشکل از باکتری های همزیست و میزبان. هنگامی که ثبات این میکرواکوسیستم مختل می شود، پاتوژن های فرصت طلب در روده مستعد حمله به بدن هستند.

2. تأثیرات بر سیستم ایمنی خوک ها

استرس گرمایی باعث ایجاد پاسخ‌های ایمنی غیرطبیعی در خوک‌ها می‌شود و مقاومت آن‌ها در برابر بیماری را تا حد زیادی تضعیف می‌کند و مرگ و میر و مرگ و میر را افزایش می‌دهد.

1. استرس گرمایی یکپارچگی روده را از بین می برد و نفوذپذیری سم را افزایش می دهد: مقاومت الکتریکی ترانس اپیتلیال (TEER) ژژونوم خوک 30 درصد کاهش می یابد، سطح اندوتوکسین تا 45 درصد افزایش می یابد، ضریب نفوذپذیری لیپوپلی ساکارید دو برابر می شود و فعالیت آلکالین فسفاتاز افزایش می یابد. نفوذ توکسین تکثیر سلول های ایمنی را تحریک می کند، واکنش های التهابی را القا می کند و مکانیسم های سم زدایی را در روده و کبد فعال می کند.

2. استرس گرمایی با عملکرد سیستم ایمنی از طریق سیستم عصبی غدد تداخل می کند. دمای بالا باعث فعال شدن محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال می شود که منجر به ترشح بیش از حد هورمون آزاد کننده کورتیکوتروپین و پرو-اپیوملانوکورتین می شود. این هورمون ها روی سیتوکین ها و سلول های ایمنی مختلف عمل می کنند و سیستم ایمنی بدن را مختل می کنند.

3. مطالعات نشان داده اند که استرس گرمایی از رشد اندام های ایمنی جلوگیری می کند و باعث آپوپتوز سلول های ایمنی می شود.

3. تأثیر بر کیفیت گوشت خوک

زیان های اقتصادی ناشی از استرس گرمایی در مزارع خوک از دو جنبه ناشی می شود: عملکرد رشد به خطر افتاده و پاسخ های ایمنی غیرعادی از یک سو و اختلال در متابولیسم اندام ها، عضلات و چربی از سوی دیگر. استرس گرمایی تعادل انرژی میان چربی، کربوهیدرات ها و پروتئین ها را به هم می زند، فعالیت چندین آنزیم متابولیک مرتبط با گلیکولیز در روده را کاهش می دهد و در نتیجه کیفیت گوشت را بدتر می کند.

3.1 اثرات استرس گرمایی بر متابولیسم عضلانی

دمای بالای مداوم، رشد ساختاری و عملکردی ماهیچه‌ها را مهار می‌کند، ظرفیت متابولیک ماهیچه‌ها را کاهش می‌دهد، آپوپتوز سلولی و پاسخ‌های استرس را تقویت می‌کند و در نتیجه به کیفیت گوشت آسیب می‌رساند.

کارشناسان تأثیر استرس گرمایی را بر روی پروفایل بیان ژن خوک longissimus dorsi از طریق فناوری توالی یابی مطالعه کردند و دریافتند که استرس گرمایی عمدتاً بر متابولیسم گلوکز، ساختار و عملکرد اسکلت سلولی و پاسخ استرس در بافت عضلانی تأثیر می گذارد.

با توجه به خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی، فیبرهای عضلانی به نوع I و نوع II تقسیم می شوند. الیاف نوع I الیاف قرمز اکسیداتیو کند انقباض هستند، در حالی که الیاف نوع II الیاف سفید تند انقباض هستند. نسبت الیاف نوع I با طعم گوشت همبستگی مثبت دارد. دمای بالا و تنش گرمایی به طور قابل توجهی مقدار و نسبت الیاف سفید را افزایش می دهد در حالی که الیاف قرمز را کاهش می دهد، که کیفیت گوشت خوک از جمله رنگ گوشت، از دست دادن قطره، لطافت، آبدار بودن و طعم را مختل می کند.

3.2 اثرات استرس گرمایی بر متابولیسم چربی

چربی عضلانی یکی از شاخص‌های کلیدی برای ارزیابی کیفیت گوشت است که ارتباط نزدیکی با نرمی و طعم ماهیچه‌ها و همچنین ویژگی‌های گوشت مانند pH ماهیچه، ظرفیت نگهداری آب و لطافت دارد. دمای بالای مداوم به طور قابل توجهی محتوای چربی عضلانی در longissimus dorsi خوک های در حال رشد را کاهش می دهد و کیفیت گوشت را بدتر می کند.

استرس گرمایی متابولیسم بافت چربی را تغییر می‌دهد: بیان ژن‌های مرتبط با کاتابولیسم چربی کاهش می‌یابد، در حالی که ژن‌های مربوط به جذب و سنتز چربی تنظیم می‌شوند که منجر به رسوب بیش از حد چربی و تغییر نسبت اسیدهای چرب می‌شود.