动物应激与控制.ppt

动物应激与控制 动物应激与控制 一 应激 应激原及应激反应二 造成应激的因素三 应激的发展阶段四 应激的机理五 应激反应的后果六 应激的监测七 应激的调控 家畜环境生理学 李震钟中国农业出版社1999 一 应激 应激原及应激反应 应激 stress 意指 紧张 压力 应力 最早由加拿大病理生理学家HansSelye于1936年提出 由我国医学界刘士豪译为 应激 按Selye原意 应激通常是指动物受到频率比较大 持续时间长或时间虽短但变化剧烈的刺激时所引起的机体反应 这种反应主要使动物内环境稳定性 生理和行为等发生改变 H Selye 1907 1982 Selye在研究中发现 许多完全不同的致病因子 如温度变化 电离辐射 精神刺激 过度疲累 中毒等 在机体的特异反应中均可见到相同或相似的非特异反应 因此他认为应激是机体对外界或内部各种非常刺激所产生非特异性应答反应的总和 或者说应激是机体向其提出任何要求所做的非特异性应答 应激 Stress 与刺激因素性质无直接关系 Stress 压力山大 应激 应激是机体对外界或内部的超常刺激所产生的非特异性应答反应的总和 1 应激是机体的反应 2 关于超常刺激 应激原 3 关于非特异性反应 4 应激是一种特殊的 合理的适应性生理反应 全身适应性综合症 GAS 从动物生产的角度讲 应激概念的通俗表述应为 动物为克服环境和饲养管理的不利影响 在生理上或行为上所作出反应的过程 因此 通常又称为 全身适应性综合症 Generaladaptationsyndrome GAS 一般适应综合症GeneralAdaptationSyndrome GAS 三大症状 etc 刺激前 刺激后 肾上腺肥大 胸腺 淋巴结萎缩 胃溃疡 GAS的非特异性变化 1 肾上腺皮质肥大 分泌活性提高 2 胸腺 脾脏 淋巴结和其它淋巴组织明显萎缩 血中嗜酸性粒细胞和淋巴细胞减少 嗜中性粒细胞增多 3 胃和十二指肠内表面出现出血灶和深部溃疡 20世纪30年代Selye在其应激理论中提出 应激既有好的一面 也有不利的一面 长期过度应激对健康有害 并且首先提出慢性应激对生理功能的累积损伤效应 Selye有关应激的基本概念包括三方面 应激是环境和人相互作用的结果 是与个人的感觉有联系的一种社会心理和生物学的现象 是一种令人不愉快的现象 稳态应变 allostasis 为了描述在现代应激理论中应激对机体的长期慢性作用机制 Sterling和Eyer于1988年提出了稳态应变 allostasis 的概念 McEwen和Stellar又于1993年首先详细描述了稳态应变负荷 allostaticload AL 建立了稳态应变理论框架 克服了应激的模糊概念 发展和完善了应激导致疾病的作用机制 为进一步研究应激效应特别是慢性应激的长期效应提供了新的途径 稳态应变 allostasis 概念有助于理解应激对机体的长时间作用机制 尤其是由慢性 过度 消极的应激反应所导致的机体内环境紊乱和衰竭 稳态应变负荷 allostasisload 来指代机体偏离自身稳态的程度 尤其是当调节反应没有充分激活或反应过度时 如应激过后依然保持激活状态 造成的对机体和大脑的损伤程度 McEwen 2007 应激新定义 稳态应变 allostasis 1988年 Sterling提出应激 allostasis 其内容在不断的发展和完善后逐渐被大多数人所接受 尤其在神经内分泌研究领域得到了广泛的应用 应激 allostasis 是这样定义的 机体通过变化积极维持稳态的适应过程 即从原先的平衡状态达到新平衡状态的过程 国内也有人把它译做 稳态应变 应激对机体的积极意义 从对应激新的解释我们可以明确应激对机体的积极意义 机体在其生命过程中不断经受着应激 从一个稳态向另一个稳态转变 这也是生物进化的必要过程 应激的生物学代价 当动物应对应激原时 机体的生物学功能将发生改变 植物性神经系统引起心率加快 糖皮质激素的分泌抑制外周组织对葡萄糖的吸收 脂肪酸的储存和蛋白质的合成 并从肌肉 脂肪和肝脏中降解葡萄糖 氨基酸和自由脂肪酸 同时 个体的正常行为也会发生改变 这些变化将引起机体内各种生理活动之间资源分配发生改变 如原来用于生长和繁殖及免疫的能量被机体用于应激 从而使生长受阻 繁殖下降 免疫能力受到抑制 Moberg和Mench 2000 将应激时机体生物功能的变化称之为 应激的生物学代价 例1 运输应激抑制了牛群的免疫系统 牛群中呼吸道疾病增加 例2 限制 运输或隔离等急性应激原都有可能导致动物的排卵异常 例3 用生长小鼠实验 每天限制应激4h 与限制应激1d或3d的小鼠相比 应激7d的小鼠生长 瘦肉和脂肪的沉积和总产热量都显著减少 例4 当食入石油污染的再受到冷应激时 出现较高的死亡率 例5 当渗透压变化时 遭遇过食肉动物进攻的大马哈鱼的死亡率显著增加 与应激有关的疾病的大量研究发现 在特定环境下一些个体较其他个体更易患与应激相关的疾病 Koolhaasa 1999 这提示 个体在不同环境条件下的应激生物学代价可能不同 即不同个体对应激源具有不同的适应及应激生物学代价 达尔文在 物种起源 中指出 动物群是由对环境具不同适应方式的个体所组成 可保证动物群中有部分个体对环境的变化具有存活优势 以使其成功繁衍后代 该过程也即达尔文进化理论的核心 自然选择 从当代生物学的角度看 自然选择是通过基因使适应环境个体的繁殖输出最大化 即便以健康或存活为代价也如此 其实 在自然界中 任何一种行为都存在利与弊 关键在于动物如何在适宜的环境中以小失而得大利 动物的应激反应也如此 应激 应激原及应激反应 应激 现代应激生物学将其简单地定义为内环境稳态失衡的一种状态 应激原 stressor 干扰内环境稳态的事件或因子称为应激原 应激反应 为抵消应激原效应而重新建立内环境稳态的一系列生理和行为反应 Boonstra 2005 应激的一般生物学反应 动物遭遇到应激原后 首先由中枢神经系统识别刺激 然后组织发起一系列的生物学反应进行防御 包括行为反应 植物性神经系统反应 神经内分泌系统反应及免疫系统的反应 应激 行为 神经内分泌系统 植物性神经系统 免疫系统 应激的四种生物学防御体系 应激的一般生物学反应 1 行为反应 包括逃避或回避行为 认知和注意力的改变 警觉的增加 选择性记忆的强化以及取食和繁殖的抑制 此类行为变化的作用在于暂时停止与应激原刺激无关的行为 而集中应对当前的应激原以重新建立内环境的稳态 因而 此类行为变化的实质是对应激的一种行为适应 vonHolst 1998 行为反应 应激时 动物首先在行动上做出反应 行为反应是动物最经济的躲避应激的方式 但在现代规模化生产条件下 动物的行为调整功能几乎失去作用 这是当前集约化生产中广泛存在应激的一个原因 也是动物福利关注的焦点 比如说饲养方式 饲养密度等对动物的影响 应激的一般生物学反应 2 植物性神经系统的反应 去甲肾上腺素和肾上腺素可增加觉醒 提高心率 并通过增加肝糖原异生 脂肪及蛋白质的分解作用给机体提供能量 以应对应激环境 这种能量上的适应性变化被称为外周适应 Johnsonetal 1992 研究较少 一方面 植物性神经系统只特异性地作用于心血管 胃肠道 外分泌腺及肾上腺髓质等几种功能系统 且作用时间短 在讨论长期应激时往往被忽略 另一方面 用植物性神经来衡量应激反应在实际操作中很难做到 应激的一般生物学反应 3 神经内分泌系统反应 在应激反应中研究最多也最深入 神经内分泌系统所分泌的激素对机体的影响是长期的 广泛的 是应激改变机体生物学功能的主要通路 绝大多数研究以下丘脑 垂体 肾上腺皮质 HPA 轴为主 糖皮质激素的增加一致被当成应激的指标 催乳素 生长激素也是应激反应的敏感指标 TSH FSH LH也直接或间接受应激的影响 应激诱导的垂体激素的变化会影响动物代谢 生长 繁殖 免疫以及行为 应激的一般生物学反应 4 免疫系统反应 过去普遍认为应激时动物免疫系统的变化主要受下丘脑 垂体 肾上腺皮质 HPA 轴的调节 HPA轴活化使免疫力受到抑制 但事实上免疫系统本身是应激的一个主要防御系统 应激时中枢神经系统可以直接调节免疫系统 目前 在很多研究中都将机体免疫力作为评价应激的手段 应激的一般生物学反应 在过去很长一段时间都认为应激反应是非特异性的 不同应激原可同时引发上述的生物学反应 随着研究的深入 对动物应激反应的认识也逐渐清晰 不存在对所有应激原都适用的非特异性应激反应 不同的应激原往往诱发不同的应激反应 应激研究中应注意的问题 应激研究中的测定结果很不一致 一方面 测定的指标不同 使用的动物品种不同 应激模型不同 这样很难对试验结果进行比较 另外 对应激及应激反应的不同理解也是导致差异的一个重要原因 例如 很多研究发现应激引起生长下降 脂肪沉积减少 但在有些研究中却出现脂肪沉积增加的结果 在有些研究中发现应激使免疫功能增强 但也有研究发现应激使免疫受到抑制 要准确地解释应激结果 在进行有关应激的研究时 一定要明确以下几点 应激研究中应注意的问题 第一 应激反应具有特异性 针对不同的应激原会产生不同的生物学反应 所以在特定的应激条件下 要有明确的监测目标 第二 应激反应具有阶段性 在不同的阶段具有不同的反应特点 同样的指标在不同阶段测得的生物学效应是不同的 应激研究中应注意的问题 第三 应激研究中监测指标的衡量方法对于结果判定有非常重要的影响 例如 考察应激中不同组织对养分的利用量 大脑 心脏等组织利用的总养分量可能很低 但单位组织的利用量和耗氧量则很高 区别就在于是用绝对利用量还是相对利用量 第四 应激对机体的影响有组织特异性 同样是骨骼肌 腰肌 股直肌在应激中就可能有不同的反应 从进化观点看应激对健康的影响 程祺 严进从进化的观点解释了不同生物体应对应激的不同行为策略及其生理基础 和由此引起的对不同应激性疾病易感性的差异 行为策略和生理基础的差异使得一定环境条件下引发的应激反应对不同个体产生了不同的非稳态获益和代价 非稳态负荷 非稳态的获益和代价影响了健康和疾病间的平衡 攻击性个体由于非稳态调质失调 更可能出现冲动控制障碍 高血压 自身免疫性疾病 慢性疲劳状态等 反之 非攻击性个体由于非稳调质过度释放 更易发生焦虑障碍 抑郁症 代谢综合症等 心理科学进展 2008年03期 二 造成应激的因素 应激原 应激因子 是指引起应激反应的各种刺激因素 常见的应激因子主要是饲养管理应激 畜禽环境应激 饲料营养应激 运输应激等几个方面 随着养殖业集约化生产的发展 为了最大限度地提高畜禽生产水平 增加经济效益 其所采用的生产工艺和技术措施 甚至畜禽品种本身所特具的高生产能力在内 往往会背离畜禽进化过程适应了的环境条件和畜禽的正常生理机能 从而导致生长发育缓慢 生产性能 免疫力 产品品质的下降 严重时引起死亡 所以说现代养殖措施和技术手段 有些同时又是应激原 应激原 应激因子 1 物理应激 过热 过冷 强辐射 贼风 强噪声等 2 化学应激 畜禽舍中的氨 硫化氢 二氧化碳等有毒有害气体 3 饲养应激 饥饿或过饱 日粮营养不均衡 急剧变更日粮与饲养水平 饮水不足和水质不卫生或水温过低 饲料投饲时间过长等 4 生产工艺应激 饲养规程变更 饲养员更换 断奶 称重 转群 饲养密度过大 组群过大等 应激原 应激因子 5 外伤应激 去势 打耳号 断尾等 6 心理应激 争斗 在畜群中的等级地位 惊吓 饲养员的粗暴对待等 7 运输应激 装卸和运输行程中的不良条件及刺激等 8 兽医预防或治疗应激 防疫注射 消毒 兽医治疗等 良性应激劣性应激 如果应激有利于机体在紧急状态下的战斗或逃避 Fightorflight 称为良性应激Eustress 如果应激原过于强烈 可以引起病理变化 甚至死亡 称为劣性应激 Distress 应激反应分类 依外环境因素 内环境因素 心理社会因素 分三类内在应激是指动物遗传种质 品种 类型 固有的生理不协调性 最典型的是高产应激 快大型肉鸡 躯体和心肺生长差引起的应激 产蛋鸡的高峰期 奶牛的泌乳高峰 外界环境应激无处不在 如圈养方式 房舍温度 湿度的过高或过低 地面材料 通风不良 有害气体的蓄积 动物管理中的分群 断奶 驱赶 捕捉 剪毛 去势 修蹄 断尾 运输 兽医防治中的采血 检疫 预防 接种 消毒 饲养中的日粮类型 营养水平 给水 给料方法的突然变化等都是应激原 心理应激 各种生活事件对人在心理上所构成的困惑或威胁 表现为心身紧张和不适 什么是应激 Stress 医学心理学对心理应激的定义 终点 起点 影响因素 应对方式 生活事件 应激反应 情绪 行为 生理 社会支持 认知评价 个性特点 健康 疾病 心理应激是个体在察觉需求与满足需求的能力不平衡时倾向于通过整体心理和生理反应表现出来的多因素作用的适应过程 心理应激研究与临床医学 心理应激理论有助于从整体上认识人的健康问题在病因学方面 心理应激理论有助于我们认识疾病发生发展过程中心理 社会和生物各应激因素的作用及其内在规律在治疗学方面 可以通过任何消除或降低各种应激因素的负面影响入手 达到治疗的目的在预防方面 如何合理调整应激刺激和各有关中间因素的构成体系 使每个人在适宜的内外环境下健康成长或保持适应 如所谓的应激无害化或应对指导训练 都可以看成是以应激理论为指导的心理保健措施 生活事件 定义 生活事件 lifeevents 是指可造成心理应激并可能进而损害个体健康的生物性 心理性 社会性和文化性刺激 又称应激原 分类 按事件属性分类 躯体 心理 社会 文化性事件 现象学分类 工作 婚姻 健康 人际关系问题 按事件对个体的影响分类 正性 负性生活事件 三 应激的发展阶段 动物受到强烈的应激原刺激后 通过神经内分泌和紊乱的代谢调节 力图使机体的生命活动恢复到一个新的相对稳定的正常功能状态 它包括三个阶段 1 惊恐反应或动员阶段 panic strickenreactionorstageofmobilization 2 适应或抵抗阶段 sageofadaptationorresistance 3 衰竭阶段 stageofexhaustion 应激反应的过程示意图 警觉期Alarmstage 抵抗期Resistancestage 衰竭期Exhaustionstage 反应出现迅速 持续时间短以交感 肾上腺髓质兴奋为主 机体处于 临战状态 保护防御机制的快速动员期 交感 肾上腺髓质反应逐渐减弱 肾上腺皮质激素分泌逐渐增多 再度出现警告反应期的症状 皮质激素分泌持续增高 出现明显的内环境紊乱 机体的防御储备能力逐渐被消耗 机体抵抗能力耗竭 Stress 应激的发展阶段 分期 l 警觉期 alarmstage 以交感 肾上腺髓质系统的兴奋为主 并伴有肾上腺皮质激素的增多 2 抵抗期 resistancestage 交感 肾上腺髓质兴奋为主的一些警告反应将逐步消退 而表现出肾上腺皮质激素分泌增多为主的适应反应 3 衰竭期 exhaustionstage 肾上腺皮质激素持续升高 但糖皮质激素受体的数量和亲和力下降 最佳动员状态 适应反应防御储备 内环境失衡应激负效应 第一阶段 惊恐反应阶段 以交感 肾上腺髓质系统的兴奋为主 有利于机体的fightorflight亦称动员阶段或紧急反应阶段 亦称肾上腺反应阶段 动物受到应激原的刺激后机体的早期反应 从生理生化角度 又可将该阶段划分为休克相 shockphase 表现为体温和血压下降 血液浓稠 神经系统受到抑制 肌肉紧张度降低 进而发生组织降解 低血氯 高血钾 胃肠急性溃疡 机体抵抗力低于正常水平 体克相持续几分钟至24小时 即进入反休克相 反休克相 countershockphase 机体防御系统动员 重组而加强 血压上升 血钠和血氯增加 血钾减少 血糖升高 血液粘度增加 分解代谢加强 胸腺 脾脏和淋巴系统萎缩 嗜酸性白细胞和淋巴细胞减少 肾上腺皮质肥大 肾上腺皮质激素分泌增加 机体总抵抗力提高 甚或高于正常水平 第二阶段 适应或抵抗阶段 以肾上腺皮质激素分泌为主 交感 肾上腺髓质系统兴奋为主的反应逐渐消退 如果应激原未能起到主导作用 机体克服了应激原的有害作用 而得到了适应 则第一阶段的症状逐渐消失 新陈代谢趋于正常 同化作用又占优势 血液变稀 血液白细胞和肾上腺皮质激素分泌量趋于正常 机体的全身性非特异性抵抗力提高到正常水平以上 第三阶段 衰竭阶段 肾上腺皮质激素持续升高 机体内环境明显失衡 可出现应激相关疾病 导致休克 死亡等 如果应激原的刺激强度超过机体防御系统的补偿能力 或者刺激作用得以延续 动物又表现为惊恐反应相似的症状 其反应程度急剧增强 出现各种营养不良 肾上腺皮质肥大 激素不足 异化作用又重新占主导地位 体重急剧下降 继而贮备耗竭 新陈代谢出现不可逆变化 适应性破坏 最终导致动物死亡 四 应激的机理 机制是十分复杂的 作为一个有机整体 动物在应激状态 通过神经 内分泌系统 几乎动员了所有的器官和组织 以应对应激原的刺激 这是机体对抗损伤性刺激的一种抗病措施 机体通过极复杂的神经体液调节 以保持体内生理生化过程的协调与平衡 并建立新的稳恒状态 其中 中枢神经系统 特别是大脑皮层起整合作用 而交感 肾上腺髓质系统和下丘脑 垂体 肾上腺皮质系统等起着执行作用 应激反应的基本表现 神经内分泌反应 细胞体液反应 应激性疾病应激相关性疾病 一 应激的神经内分泌反应 当机体受到强烈刺激时 应激反应的主要神经内分泌改变为1 蓝斑 去甲肾上腺素能神经元 LC NE 交感 肾上腺髓质系统 SAM Locusceruleus norepinephrine sympathetic adrenalmedullaaxis 2 下丘脑 垂体 肾上腺皮质轴 HPA Hypothalamus pitutary adrenalcortexsystem 的强烈兴奋 3 其他神经内分泌反应 边缘系统 下丘脑 脑干 蓝斑NE能神经元 交感神经 肾上腺髓质 外周感受器 应激原 中枢位点 释放肾上腺素去甲肾上腺素 1 蓝斑 去甲肾上腺素能神经元 LC NE 交感 肾上腺髓质系统 SAM 上行与杏仁核 海马 边缘系统联系 下行至脊髓侧角 LC NE兴奋时的基本效应 交感 肾上腺髓质系统兴奋 儿茶酚胺分泌增多交感神经活动过强 增强心功 血液重新分布 支气管扩张 代谢增强增加供能 提高中枢兴奋性 肾胃肠缺血性损伤 能量消耗 心血管应激性损伤 情绪行为异常 促进其它激素分泌 防御性与损伤性并存 边缘系统 下丘脑 CRH ACTH 腺垂体 肾上腺皮质 外周感受器 应激原 脑干网状结构 GC 中枢位点室旁核 2 下丘脑 垂体 肾上腺皮质轴 HPA HPA兴奋时的基本效应 中枢效应 兴奋及愉快感等 调节应激时的情绪行为反应 CRH ACTH 促进内啡肽的释放 兴奋LC NE轴 外周效应 糖皮质激素 GC 防御作用消极影响 CRH和ACTH分泌增多 糖皮质激素分泌增多 分解代谢增强 提高心血管敏感性 稳定溶酶体膜 抗炎抗过敏 负氮平衡 抑制免疫功能 心血管应激性损伤 抑制其它激素分泌 血脂升高血糖升高 长期的糖皮质激素过高会导致动物的蛋白质分解 高血糖症 免疫抑制 易感传染病及体质变弱等 激素性股骨头坏死 激素型股骨头坏死 由于糖皮质激素在抢救休克 呼吸窘迫 急性过敏反应 血管神经性反应等有卓越的贡献 所以被广泛用于临床 也有一些医生为了让治疗效果更快 更明显而滥用这些药物 病人体内激素沉积过多久就会诱发激素型股骨头坏死的发生 另外 激素型股骨坏死症状一般都是双侧的 常见疼痛 跛行和严重时出现的塌陷等 有髋关节疼痛或不适应该及时找医生诊治 2003年SARS病毒爆发时 在全无经验的情况下 糖皮质激素被大量用于非典紧急治疗 诸多患者病愈后出现股骨头坏死症状 以及肺部功能障碍和其他药物副作用反应 大部分人丧失劳动能力 生活难以自理 最严重者已更换股骨头关节 在非典已经成为历史名词的当下 这些人默默地 孤单地在城市角落里蹒跚 激素作用症状 GC持续增加抑制多种激素分泌 应激的内分泌学反应主要是抑制诸如生长 繁殖等个体生存 不重要 的功能 3 应激时其他神经内分泌变化 应激时 由于交感神经兴奋 儿茶酚胺或糖皮质激素的作用 促使其它激素 胰高血糖素 生长素 醛固酮 抗利尿素等 分泌增加 这些激素从不同角度协同或增强儿茶酚胺或糖皮质激素的生理效应 以促进内环境的平衡和协调 3 应激时其他神经内分泌变化 内啡肽腺垂体等升高 ADH 加压素 下丘脑 室旁核 升高 促性腺激素释放激素下丘脑降低 生长素腺垂体急性应激升高 慢性降低 催乳素腺垂体升高 TRH下丘脑降低 TSH垂体前叶降低 T3 T4甲状腺降低 黄体生成素 LH 垂体前叶降低 卵泡刺激素 FSH 垂体前叶降低 胰高血糖素胰岛 细胞升高 名称分泌部位变化 胰岛素胰岛 细胞降低 内啡肽 POMC 前阿黑皮质素原 ACTH 趋脂素 腺垂体 趋脂素 内啡肽 血液 意义 1 调控应激强度 避免过强应激对机体的损害2 镇痛 升高痛阈 胰高血糖素 胰岛素 儿茶酚胺 胰岛 细胞 胰岛 细胞 应激原 胰岛素依赖组织对胰岛素敏感性 对葡萄糖利用 胰岛素非依赖组织 脑 骨髓 N 获得充分葡萄糖 二 应激的细胞体液反应 1 热休克蛋白 heat shockprotein HSP 2 急性期反应蛋白 acutephaseprotein AP 二 应激的细胞体液反应 热休克蛋白 heat shockproteinHSP 概念 HSP指热应激 或其它应激 时细胞新合成或合成增加的一组蛋白质 它们主要在细胞内发挥功能 又称应激蛋白 属非分泌型蛋白质 功能 1 帮助蛋白质的正确折叠 移位 维持和降解 称为 分子伴娘 molecularchaperone 2 增强机体对多种应激原的耐受性 各类型热休克蛋白名称分子量细胞内定位可能的功能HSP110110000胞浆 核热耐受HSP90家族90000HSP90胞浆糖皮质激素受体 维持蛋白质的无活性状态 帮助其转运Grp94内质网帮助分泌蛋白质的折叠HSP70家族70000HSC70胞浆帮助新生蛋白质的成熟和移位Grp78内质网帮助新生蛋白质的成熟Grp75线粒体帮助新生蛋白质的移位HSP6060000线粒体帮助新生蛋白质的折叠低分子HSP20000 30000胞浆 核细胞骨架机动蛋白的调节者HSP1010000线粒体HSP60的辅因子泛素8000胞浆 核辅助蛋白质的非溶酶体降解 二 应激的细胞体液反应 2 急性期反应蛋白 acutephaseprotein AP 应激时由于感染 炎症或组织损伤等原因 可使血浆中某些蛋白质浓度迅速升高 这种反应称为急性期反应 这些蛋白质被称为急性期反应蛋白 AP主要由肝细胞合成 单核吞噬细胞 成纤维细胞可产生少数AP AP的主要构成 凝血蛋白 纤维蛋白原 凝血酶原 凝血 纤溶酶原蛋白酶抑制剂 1 蛋白酶抑制剂 1 抗糜蛋白酶运输蛋白 结合株蛋白 铜蓝蛋白补体 C2 C3 C4 C1S C5其他 CRP 纤维连接蛋白 1 酸性糖蛋白 AP的生物学功能 抑制蛋白酶 可避免蛋白酶对组织的过度损伤 清除异物和坏死组织 C反应蛋白 抗感染 抗损伤 CRP 补体 结合 运输功能 三 应激时机体的功能代谢变化 代谢变化高代谢率 糖异生增加糖原分解蛋白质分解脂肪分解 适度应激应激过度 三 应激时机体功能代谢变化 各系统变化 中枢神经系统 免疫系统 心血管系统 消化系统 血液系统 泌尿生殖系统 系统 三 应激时 各系统变化 1 中枢神经系统与应激最密切相关的CNS部位包括 边缘系统的皮层 杏仁体 海马 下丘脑 脑桥的蓝斑等结构 这些部位在应激时可出现活跃的神经传导 神经递质和神经内分泌的改变 NE CRH分泌增多 活性增强 是应激反应的调控中心 机体会出现紧张 专注程度升高 焦虑 害怕 抑郁 厌食等 三 应激时 各系统变化 2 免疫系统神经内分泌变化对免疫系统有调控作用 而免疫系统也对神经内分泌系统具有反向调节和影响 1 神经内分泌变化对免疫系统有调控作用 急性应激 外周血吞噬细胞数目增多 活性增强 C CRP等非特异性抗感染的急性期蛋白升高 慢性应激 免疫功能抑制 应激时机体的免疫功能增强 但是持久过强的应激会造成机体免疫功能的紊乱 神经内分泌对免疫的调控效应因子基本作用具体效应糖皮质激素抑制抗体 细胞因子的生成 NK细胞活性儿茶酚胺抑制淋巴细胞增殖 内啡肽增强 抑制抗体生成 巨噬细胞 T细胞的活性加压素增强T细胞增殖ACTH增强 抑制抗体 细胞因子生成 NK 巨噬细胞活性CH增强抗体生成 巨噬细胞激活男性素增强淋巴细胞转化雌激素增强淋巴细胞转化CRH增强细胞因子生成 三 应激时 各系统变化 2 免疫系统对神经内分泌的调控 病原微生物 抗原等刺激免疫系统激活抗体 细胞因子 神经内分泌激素 免疫细胞产生的神经 内分泌激素免疫细胞生成的激素T cellACTH 内啡肽 TSH GH 催乳素 IGF 1B cellACTH 内啡肽 GH IGF 1巨噬细胞ACTH 内啡肽 GH IGF 1 P物质脾细胞LH FSH CRH胸腺细胞CRH LHRH AVP 催产素 三 应激时 各系统变化 3 心血管系统积极的防御疾病 如高血压 冠心病 交感肾 持续小动脉收缩BP GC持续 血胆固醇 GC使平滑肌细胞对升压素更敏感 遗传易感因素 三 应激时 各系统变化 3 心血管系统心血管系统在应激时的基本变化为心率增快 心肌收缩力增强 心输出量增加 血压升高 总外周阻力可升高 不变也可降低 冠状动脉血流量在应激时通常是增加的 交感 肾上腺髓质系统兴奋会使心率加快 收缩力增强 外周总阻力升高 血液重分布 有利于提高心输出量 提高血压 保证心脑骨骼肌的血液供应 但也使皮肤 内脏产生缺血缺氧 三 应激时 各系统变化 4 消化系统食欲降低 神经性厌食症机制 可能与CRH的分泌增加有关 食欲增加 肥胖症机制 内啡肽和单胺类 NE 多巴胺 5 HT 应激性溃疡 三 应激时 各系统变化 5 血液系统 急性应激 非特异性抗感染能力和凝血能力增强 促进血栓和DIC的形成有利方面 抗感染 抗损伤出血不利方面 促进血栓和DIC的发生 慢性应激贫血 单核吞噬细胞系统对RBC的破坏加速 三 应激时 各系统变化 6 泌尿生殖系统 泌尿 尿少 尿比重升高 水钠排泄减少 机制 应激 交感 肾上腺髓质兴奋 肾血管收缩 GFR 尿量 肾素 血管紧张素 醛固系统激活 肾血管收缩 GFR 水钠排出 ADH 水的重吸收 尿量 生殖 促性腺激素释放激素 GnRH 降低 如过强应激原作用后妇女出现的月经紊乱 哺乳期妇女的泌乳停止等 在激源作用下 动物交感神经兴奋 肾上腺髓质的分泌功能加强 引起心率加快 心博增强 血管收缩 血流加快 血糖升高等生理变化 肾上腺髓质分泌的肾上腺素 参与物质代谢的调节 如加速糖原分解 抑制糖原的合成 使血糖升高 加速脂肪的氧化降解 以保证机体应激状态的能量需要 在应激状态下 下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素加强 引起垂体前叶促肾上腺皮质激素分泌增强 进一步促进肾上腺皮质合成糖皮质激素 这是应激过程中主要的免疫抑制剂 加强肝脏中糖原的异生作用 增强肝糖原贮备 糖原异生的主原料为蛋白质的分解产物氨基酸 肾上腺皮质的束状带分泌的皮质醇 酮 过多时可造成机体的负平衡 使其生长减慢 消瘦 皮肤变薄 骨质疏松 还可使外周血液的淋巴细胞和嗜酸性白细胞减少 引起胸腺 脾脏和淋巴结中的淋巴组织萎缩 由此可见 糖皮质激素在应激反应中主要起动员能源 提高血糖 防止炎症 提高机体总抵抗力的作用 在应激条件下 尚有其它许多系统和激素参与机体的生理生化过程 如盐皮质激素与钠 氯和水的保留 钾 磷和钙的排泄 下丘脑 垂体 甲状腺轴与基础代谢率的增高 下丘脑 垂体 性腺轴与繁殖机能之下降 生长激素及生长激素释放激素的协调合成 胰高血糖素和胰岛素的分泌与保证应激状态下能量的供应等 可见 应激时 神经 内分泌 免疫系统 这三大系统相互调节 互为因果共同维持机体内环境的稳定 它们构成了应激反应的整合体 五 应激反应的后果 应激反应对动物的影响是多方面的 如血压和心率增加 呼吸频率加强 某些系统如消化系统 生殖系统活动受到抑制 糖的异生作用和利用性增强 脂肪分解加速 机体警觉性升高等等 应激反应是机体在超阈值强度激源作用下 体内重建恒稳的一个过程 应激对动物有不利的一面 但是低度应激下平缓进入适应阶段后 甚至可以提高动物的生产力和抵抗力 应激反应对动物的影响归纳如下 破坏机体的防御系统 使之丧失疾病的抵抗力 此时机体免疫力下降 因而对某些传染病和寄生虫病易感染性增加 降低预防接种的效果 往往造成传染病和流行病的流行 生产性能低下 在应激状态 机体不得不动员大量能量对付激源的刺激 使机体分解代谢增强 合成代谢降低 糖皮质激素的分泌增加 导致动物生长停滞 饲料转化率降低 运输过程及待宰期间体重的明显降低 死亡率增加 性机能紊乱 应激可使促卵泡激素 fsh 促黄体素 lh 催乳激素 lth 等分泌减少 幼年动物性腺发育不全 成年动物性腺萎缩 性欲减退 精子和卵子发育不良 并可影响受精卵着床及胎儿发育 造成早期吸收 流产 胎儿畸形或死胎 六 应激的监测 动物对应激的敏感程度与年龄 品种 性别 营养状况 饲养管理条件 生产水平等有关 一般而言 猪和狗比牛 羊敏感 鸡 鸽比鹅 鸭敏感 良种猪的敏感程度高于本地猪 雄性动物比去势动物反应强烈 幼龄动物比成年动物敏感 不同品种 品系 个体间的应激敏感性各不相同 应激源的种类 强度 持续时间与动物对应激的敏感程度都有关系 抗应激动物能忍受强烈的长时间的应激源作用 且在应激源作用初期反应强烈 生产性能受应激的影响较轻 恢复较快 补偿性较高 应激的监测不仅可用于判断gas的发生 且可测定动物对应激的敏感性 监测方法很多 目前应用较多的监测方法介绍如下 1 氟烷试验这是一种敏感性试验 在养猪生产和猪育种工作中应用广泛 根据试猪吸入1 5 5 的氟烷后 其知觉及骨骼肌的痉挛与强直反应判断应激个体 2 以血浆促肾上腺皮质激素 acth 与皮质醇比值变化确定应激个体 这是一种根据内分泌激素检验应激个体的方法 其基本依据是 应激情况下 应激个体的血浆acth水平比抗应激个体高得多 而两种个体间皮质类固醇的变化却无本质差异 七 应激的调控 应激源是多种多样的 往往是不同质的 应激反应虽然是非特异性的 但动物的功能异常却是多方面的 它发生在动物的不同生理时期 不同的生理状态 因此 其防制措施多为综合性的 实际中应注重畜牧生产的全过程 可从以下三方面消除或减少应激的危害 七 应激的调控 一 培育抗应激品种 动物对应激的敏感程度与遗传基因有关 通过育种方法选育抗应激品种 淘汰应激敏感动物 建立抗应激种群是根本解决动物应激的重要方法 例如 氟烷测试可以剔除氟烷阳性个体 根据血浆促肾上腺皮质激素水平 可用以建立具较强抗应激能力的鸡群 可见 应激敏感性测试是控制和消除应激敏感基因 提高群体抗应激能力的有效措施 七 应激的调控 二 改善饲养管理方法 由于现有些现代饲养管理措施本身就是应激源 因此 对于现代的一些可能引起应激反应的技术措施 在可能条件下 应作重要的调正 比如 笼养产蛋鸡的平养 适当降低肉雏鸡料的营养水平以减缓其增重速度 低蛋白早期断奶仔猪料的应用等 为动物创造良好的生存环境 关注动物饲养 购销 运输和屠宰的全过程护理工作 七 应激的调控 畜禽建筑设计 场址选择 牧场布局 畜舍类型和材料 和环境工程设计 通风 防暑 保温 粪尿处理 设备选择与利用 笼具 光照 给水 给料 转群等设备 都要符合动物正常生理要求 尽量为畜禽创造一个比较舒适的环境条件 以免酷暑严寒 粪尿污染 空气污浊等造成的应激 饲养密度合理 光照制度符合动物生理要求 转群运输 兽医防制的实施要得当 在执行前要提前作好准备 比如额外补充维生素 电解质 葡萄糖 镇静剂等 七 应激的调控 三 调整饲料配方 添加抗应激添加剂 强烈的或持续的激源刺激 致使动物神经体液调节系统紊乱 物质代谢出现不可逆反应 异化作用占主导地位 机体贮备耗竭 动物呈现严重的营养不良状况 免疫性能低下 性机能紊乱 严重时引发一系列应激综合症等 因此 降低动物对应激源的敏感性 提高动物采食量以改善其营养体况 增强免疫提高抗病力 补充活性物质 维生素 微量元素和碱性元素等 调节动物的整体代谢强度等 是通过饲料和饮水方式防制应激的基本思路 国内外常用的抗应激添加剂为应激预防剂 促适应剂和应激缓解剂等 应激预防剂 以减弱激源对机体的刺激作用为目的 多为安定止痛和镇静剂 这类药只允许用于兽医治疗 不允许以饲料饮水方式给予 促适应剂 以提高机体的非特异性抵抗力 增强抗应激为目的 有参与糖类代谢的物质 琥珀酸 苹果酸 延胡索酸 柠檬酸等 缓解酸中毒和维持酸碱平衡的物质 nahco3 nh4cl kcl等 微量元素 锌 硒等 微生态制剂 中草药制剂 维生素制剂 vc ve 应激缓解剂 以缓解热应激为主要目的物质 杆菌肽锌等 目前国内外学者们的研究工作 抑或市场上的抗应激产品 多属单一物质 鉴于应激对动物的影响是多方面的 而且不同激源对动物的影响也是不同的 因此 单一抗应激物质不可能完全或最大限度地消除或缓解应激 针对不同应激源 不同应激综合症 研制复合抗应激剂或系列抗应激剂是未来方向 七 应激的调控 四 以中草药或天然植物提取物为原料制作抗应激剂 以中草药或天然植物提取物为原料寻求兼有预防应激 促进动物对激原的适应性