胡 威，劉 犇,2,3*，鄭文亞，方滿新，彭瑞妮,2，李國生

（1.宜春學(xué)院生命科學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，江西宜春 336000；2.江西綠科農(nóng)牧科技有限公司，江西宜春 336000；3.江西省高等學(xué)校硒農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，江西宜春 336000）

隨著當代畜牧業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，為滿足各地區(qū)之間的畜禽生產(chǎn)需求，運輸已儼然成為畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中一個必不可少的重要環(huán)節(jié)[1]。運輸過程中的擁擠、顛簸、震動、噪音、溫度變化和禁食禁水等復(fù)合應(yīng)激源均可造成動物機體生理紊亂、組織器官損傷、發(fā)病甚至死亡，同時降低肉品質(zhì)量和動物福利，給畜牧業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失[2-3]。動物在運輸過程中受應(yīng)激源刺激所引起的應(yīng)激反應(yīng)統(tǒng)稱為運輸應(yīng)激，關(guān)于運輸應(yīng)激對動物機體組織器官造成的損傷及對相關(guān)調(diào)控分子表達的影響已成為目前研究的熱點，尤其在豬、牛、羊和家禽等一些常見的經(jīng)濟動物中所開展的相關(guān)研究最為普遍[4-7]。本文就運輸應(yīng)激對動物組織器官的影響進行綜述，旨在為改善運輸應(yīng)激對動物造成的損傷和提高動物福利的相關(guān)研究提供參考。

1 運輸應(yīng)激研究概述

為應(yīng)對運輸過程中各種應(yīng)激因素的影響，動物機體的組織器官會發(fā)生相應(yīng)的變化[8-9]。運輸持續(xù)時間、食物和飲水的攝取情況等均能引起動物發(fā)生運輸應(yīng)激反應(yīng)，路況以及駕駛員的駕駛技術(shù)也會有一定影響[10-12]。其中，運輸時間是運輸應(yīng)激的決定性因素，在較多研究中已得到驗證[9,13]。動物經(jīng)一段時間運輸后，其身體機能會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，組織器官受到嚴重損傷，從而給畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來嚴重的危害[4,6,9,14-17]。

運輸應(yīng)激在動物運輸過程中普遍存在，不同動物對應(yīng)激的耐受程度有差異[18-19]。每年因運輸而引起的動物死亡率均處于較高水平[20-22]。因此，探索如何減輕或避免動物在運輸過程中受運輸應(yīng)激的損傷已經(jīng)當務(wù)之急。早期人們注意到運輸對動物帶來的影響，關(guān)于運輸應(yīng)激對動物機體的影響研究已在早期開展[23-24]，但到目前為止，關(guān)于運輸應(yīng)激對組織器官損傷過程中的具體調(diào)控機制仍沒有較為明確的報道，因此，開展該方面的研究具有重要意義。

2 運輸應(yīng)激對組織器官的影響

2.1 運輸應(yīng)激對心臟的影響 哺乳動物在受到應(yīng)激源刺激時，多數(shù)會通過釋放大量兒茶酚胺（腎上腺素、去甲腎上腺素和多巴胺）和糖皮質(zhì)激素（嚙齒類的皮質(zhì)酮和人的皮質(zhì)醇）來應(yīng)答[25]，機體在兒茶酚胺作用下會誘發(fā)應(yīng)激性心肌病[26]。有研究表明，大鼠經(jīng)模擬運輸應(yīng)激會引起血清皮質(zhì)酮、血糖、肌酸激酶（Creatine Kinase，CK）和乳酸脫氫酶（Lactate Dehydrogenase，LDH）等濃度升高，Caspase 9 調(diào)節(jié)的線粒體凋亡通路被激活，進而引起心肌損傷和細胞凋亡發(fā)生[27]。近期研究發(fā)現(xiàn)，贛西山羊經(jīng)2 h 或6 h 的道路運輸后，心肌纖維會發(fā)生程度不一的彌漫性顆粒變性，細胞內(nèi)線粒體腫脹、破裂，間質(zhì)水腫、出血和炎性細胞浸潤，毛細血管擴張、充血，幾種應(yīng)激相關(guān)的熱休克蛋白（Heat Shock Protein，HSP）HSP27、HSP70 和HSP90 的 表達均顯著升高[9]。運輸應(yīng)激會導(dǎo)致雛雞體內(nèi)K+、Ca2+和Mg2+穩(wěn)態(tài)遭到破壞，心內(nèi)三磷酸腺苷（Adenosine Triphosphate，ATP）酶活性受到抑制導(dǎo)致ATP 含量升高，進而引起心內(nèi)ATP酶相關(guān)亞單位基因表達水平顯著下調(diào)，最終導(dǎo)致雛雞體重下降和心臟受到嚴重損傷[28]。此外，運輸應(yīng)激還會引起雛雞體內(nèi)對細胞起保護作用的熱休克反應(yīng)（Heat Shock Response，HSR）受到抑制以及ΝO的產(chǎn)生增加，進而對心臟造成嚴重的損傷[29]。也有研究表明，運輸應(yīng)激對豬[30]和牛[31]的心臟也會造成嚴重損傷。

2.2 運輸應(yīng)激對肝臟的影響 肝臟是機體進行代謝的重要場所，機體內(nèi)的各種毒素和有害物質(zhì)大部分都是在肝臟中代謝。對于火雞來說，道路運輸是其生命中引起應(yīng)激反應(yīng)最強烈的誘因之一[32]。有研究表明，運輸應(yīng)激會誘導(dǎo)火雞肝臟中急性期蛋白（Acute Phase Proteins，APP）的表達，以應(yīng)對應(yīng)激對肝臟的損傷[33]。同樣，運輸應(yīng)激也能夠上調(diào)肉牛肝臟中急性期蛋白的表達水平[34]。近期研究表明，運輸應(yīng)激會對贛西山羊肝臟造成嚴重損傷，肝細胞會出現(xiàn)明顯的顆粒和水泡變性，部分細胞胞核染色質(zhì)會發(fā)生明顯的聚集現(xiàn)象，有的甚至?xí)l(fā)生核溶解，同時HSP27 和HSP70 的表達顯著上調(diào)[6]。鮑恩東[35]研究發(fā)現(xiàn)，運輸應(yīng)激也會對豬的肝臟造成不同程度的損傷，肝細胞會發(fā)生顆粒變性和脂肪變性，且這種損傷程度隨著運輸時間的延長而加劇。蛋雞經(jīng)運輸應(yīng)激反應(yīng)作用后，其肝臟重量顯著降低，血液中白細胞比例明顯升高[36]。仔豬經(jīng)長時間運輸后，其肝臟也會明顯損傷[37]。

2.3 運輸應(yīng)激對腎臟的影響 腎臟是動物機體內(nèi)重要的代謝器官，腎臟功能發(fā)生異常會對機體造成嚴重影響[38]。運輸應(yīng)激會對仔豬腎臟造成一定損傷，腎臟實質(zhì)細胞呈顆粒樣或空泡樣變性[37]，經(jīng)過長時間運輸后，腎臟中HSP90 和HSP70 的表達量會呈快速下調(diào)的趨勢，可能是由于長時間的運輸應(yīng)激引起腎臟衰竭[39]。研究表明，運輸應(yīng)激會對贛西山羊的腎臟造成嚴重損傷，腎小管和集合小管的結(jié)構(gòu)崩解，腎小球有明顯充血腫脹，腎小囊腔變得狹窄，線粒體腫大變形，線粒體嵴斷裂或消失，部分線粒體因腫脹或空泡化導(dǎo)致膜發(fā)生裂解，隨著運輸時間的延長，其損傷程度也會逐漸加深，HSP27、HSP70 和HSP90 的表達量顯著上調(diào)[6]。運輸應(yīng)激還能夠引起新生雛雞腎臟組織內(nèi)MDA 與H2O2含量增加，總抗氧化能力（Total Antioxidant Capacity，T-AOC）水平降低，此外，總超氧化物岐化酶（Total superoxide dismutase，T-SOD）、谷胱甘肽S 轉(zhuǎn)移酶（Glutathione S-transferase，GST）和過氧化氫酶（Catalase，CAT）的活性也會明顯降低，進而誘發(fā)氧化應(yīng)激，最終導(dǎo)致腎臟損傷[40]。

2.4 運輸應(yīng)激對呼吸系統(tǒng)的影響 牛呼吸系統(tǒng)疾病（Bovine Respiratory Disease，BRD）一直是養(yǎng)牛業(yè)中發(fā)病率和致死率最高的一類疾病，每年由于此類疾病的治療費用不斷增加以及病牛體重顯著降低，經(jīng)濟損失不斷擴大[41]。研究表明，牛經(jīng)過長時間的運輸后，其血清中T-AOC 水平顯著降低，丙二醛（Malondialdehyde，MDA）濃度明顯升高，進而促進氧化應(yīng)激的發(fā)生，最終引起B(yǎng)RD 發(fā)生[42]。通過對小鼠進行模擬運輸應(yīng)激處理后，各小鼠肺葉上眼觀可見明顯的出血點或出血斑，光鏡觀察可見肺泡腔塌陷，部分肺泡壁之間相互靠近，有些肺泡之間甚至發(fā)生融合，肺泡隔有淋巴細胞和巨噬細胞浸潤，毛細血管擴張充血，部分細支氣管上皮脫落，管腔中充滿脫落的上皮細胞和少量的紅細胞，部分上皮細胞胞核染色質(zhì)聚集，核濃縮，體積變小，且有部分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴張；HSP70表達量顯著上調(diào)，HSP90 表達量顯著下調(diào)，這可能與機體為降低肺損傷所進行的相關(guān)調(diào)節(jié)存在一定關(guān)系[43]。

2.5 運輸應(yīng)激對免疫系統(tǒng)的影響 1971 年，Olinescu 等[23]就注意到運輸應(yīng)激會對動物的免疫應(yīng)答產(chǎn)生一定影響，并利用模擬運輸應(yīng)激的小鼠對其猜想進行了驗證。了解運輸應(yīng)激、嗜中性粒細胞功能和BRD 的關(guān)系，明確它們之間的相互調(diào)節(jié)對于提高肉牛的健康與福利至關(guān)重要[44]。在早期研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)肉牛BRD 的發(fā)生與機體免疫功能改變存在著緊密關(guān)系，而機體免疫功能的改變大都是由多種應(yīng)激源的刺激所引起[45]，尤其是運輸應(yīng)激[46]。奶牛犢經(jīng)2 h 的短時運輸后，其血清皮質(zhì)醇濃度顯著升高，釋放腫瘤壞死因子α（Tumor necrosis factorα，TΝF-α）和白介素17A（Ιnterleukin-17A，ΙL-17A），最終導(dǎo)致奶牛犢體重降低[47]。在蛋雞中的研究表明，運輸應(yīng)激能夠引起脾臟和法氏囊重量增加，異嗜細胞百分率升高且淋巴細胞百分率降低，嚴重影響蛋雞的正常免疫功能[36]。AA 肉雞經(jīng)運輸后，其胸腺和脾臟會發(fā)生明顯的病理改變，且隨著運輸時間的延長，病變程度會明顯加重，運輸5 h 后，胸腺和脾臟會出現(xiàn)明顯的功能衰竭現(xiàn)象[48]。李玉保等[49]研究發(fā)現(xiàn)，豬經(jīng)過長途運輸應(yīng)激的作用后脾臟和淋巴結(jié)會出現(xiàn)較為嚴重的急性病理性損傷變化，隨著運輸時間的延長，HSP70 和HSP90 在這2 個免疫器官中的表達呈現(xiàn)出持續(xù)升高的趨勢。由此可見，HSP與組織損傷之間存在一定相關(guān)性。豬在經(jīng)過運輸處理后，其腸系膜淋巴結(jié)、脾臟和胸腺中多種炎性細胞因子（ΙL-1β、ΙL-2、ΙL-4、ΙL-6、ΙL-10 和TΝF-α）均發(fā)生顯著變化，且在運輸最大時長4 h 達到最大值，說明運輸應(yīng)激對豬免疫機能的影響存在時間效應(yīng)[50]。

2.6 運輸應(yīng)激對胃腸道的影響 胃腸道對各種物理性或化學(xué)性應(yīng)激源非常敏感，這些應(yīng)激源能夠誘導(dǎo)胃腸道發(fā)生氧化應(yīng)激或黏膜損傷[51]。模擬運輸應(yīng)激大鼠的小腸形態(tài)結(jié)構(gòu)會發(fā)生顯著改變，腸上皮細胞發(fā)生凋亡，高達674 個基因的表達譜會發(fā)生顯著變化，這些變化可能與運輸應(yīng)激引起的細胞凋亡、氧化還原反應(yīng)以及相關(guān)激素的失衡有關(guān)[27]。在模擬運輸應(yīng)激的小鼠中同樣發(fā)現(xiàn)運輸應(yīng)激會破壞腸道結(jié)構(gòu)的完整性，同時能夠誘導(dǎo)Bcl-2和Bax 蛋白表達升高，說明運輸應(yīng)激對腸道的損傷作用與細胞凋亡途徑有關(guān)，并且可能是通過Bcl-2 和Bax 2種蛋白進行調(diào)節(jié)的[52]。豬經(jīng)運輸處理5 h 后，其空腸結(jié)構(gòu)的完整性受到嚴重破壞，腸黏膜嚴重損傷，同時誘發(fā)空腸組織細胞自噬及線粒體自噬的發(fā)生[4]。肉牛經(jīng)道路運輸1 000 km 后，其瘤胃內(nèi)環(huán)境pH 明顯下調(diào)，同時微生物菌群也發(fā)生很大改變，經(jīng)RT-PCR 定量分析發(fā)現(xiàn)纖維分解菌、嗜酸性瘤胃球菌和普雷沃氏弧菌顯著上調(diào)，而溶糊精琥珀酸弧菌、布氏普雷沃氏菌、棲瘤胃普雷沃氏菌和解脂厭氧弧菌顯著下調(diào)，血液中皮質(zhì)醇和促腎上腺皮質(zhì)激素濃度發(fā)生顯著變化，從而對肉牛的食物消化能力產(chǎn)生較大影響[53]。對于反芻動物來說，運輸應(yīng)激能夠引起瘤胃微生物菌群組成的改變，進而影響激素分泌的水平和相關(guān)免疫功能的發(fā)揮，對動物造成不利影響[5]。近期研究表明，長時間的運輸應(yīng)激會對山羊的腸黏膜結(jié)構(gòu)造成嚴重損傷，小腸上皮內(nèi)淋巴細胞、杯狀細胞和肥大細胞數(shù)量會顯著增加，說明運輸應(yīng)激能夠激活小腸黏膜內(nèi)的免疫機能[54]。

2.7 運輸應(yīng)激的其他影響 運輸應(yīng)激能夠?qū)游锶馄焚|(zhì)以及后期行為等產(chǎn)生諸多影響。肉雞經(jīng)過道路運輸后，其肌肉中乳酸和MDA 含量會顯著上升，而肌肉pH、糖原含量以及T-SOD 活性會顯著降低[55]。育肥豬經(jīng)過長時間運輸后，其背腰最長肌受到的影響最為顯著，肌肉失水率明顯增加，pH 顯著降低[56]。此外，運輸應(yīng)激對動物的行為影響也較為顯著。馬在草食動物中其平衡性較為突出，經(jīng)長時間運輸后，馬保持平衡的能力會嚴重降低，甚至失去平衡，表明該行為與運輸引起的胃潰瘍的嚴重程度和肌酶的升高呈正相關(guān)，并且在運輸后其心率和直腸溫度也發(fā)生顯著升高，這些都會對馬的健康和福利產(chǎn)生嚴重損害[57]。除了以上影響外，運輸應(yīng)激對動物的分娩行為也會產(chǎn)生一定影響[58]。有研究表明，妊娠母馬在臨產(chǎn)前經(jīng)過3 h 的道路運輸后，與未經(jīng)過道路運輸?shù)膶φ战M妊娠母馬相比，多項指標均有差異，其中道路運輸組母馬的相對產(chǎn)駒時間（即初乳pH 降為6.5至分娩的時間）明顯縮短，皮質(zhì)醇濃度顯著升高，但產(chǎn)駒后母馬心率及其變異性并無差異性變化；運輸應(yīng)激組馬駒完整的腕/跗骨骨化率顯著低于對照組[59]。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，運輸應(yīng)激能夠?qū)游锔鹘M織器官結(jié)構(gòu)的完整性造成嚴重損傷，引起細胞凋亡，有些器官甚至?xí)霈F(xiàn)衰竭的現(xiàn)象，不利于動物在運輸后期正常生理功能的恢復(fù)和發(fā)揮。此外，運輸應(yīng)激還會導(dǎo)致動物肉品質(zhì)的降低以及對動物的分娩情況造成一定影響，給當代畜牧業(yè)生產(chǎn)造成嚴重損害。目前，關(guān)于運輸應(yīng)激對組織器官損害的研究已在較多物種中展開，但關(guān)于具體調(diào)控機理的深入研究還較少，這對于抗運輸應(yīng)激新藥物的開發(fā)是不利的。因此，應(yīng)就運輸應(yīng)激對動物組織器官損害的具體機制在不同物種間開展較為深入研究，為提高動物福利和降低運輸應(yīng)激對動物的損害提供更為可靠的理論依據(jù)。