Šilumos streso poveikis kiaulių žarnyno sveikatai, imuninei sistemai ir mėsos kokybei

Kiaulės yra homotermos su neišsivysčiusiomis prakaito liaukomis. Kai aplinkos temperatūra viršija viršutinę termoneutralios zonos ribą, kiaulės patirs karščio stresą, pasireiškiantį uodegos kramtymu, greitu kvėpavimu ir sumažėjusiu pašaro suvartojimu. Jų medžiagų apykaita ir fiziologinės funkcijos bus nenormalios, dėl to pablogės augimo našumas: bus mažesnė vidutinė paros pašarų norma ir didesnis pašaro ir prieaugio santykis. Mažėja jų imunitetas, padidėja uždegiminių faktorių koncentracija serume, silpnėja atsparumas ligoms, didėja sergamumas ir mirtingumas. Mėsos kokybė prastėja, nes sutrinka raumenų ir riebalinio audinio medžiagų apykaita, sumažėja į raumenis patenkančių riebalų kiekis ir padidėja riebalų nusėdimas riebaliniame audinyje. Kiaulės skirtingais augimo tarpsniais jautriai reaguoja į aplinkos temperatūrą.

Vasara Pietų Kinijoje pasižymi ilgai išliekančia aukšta temperatūra ir drėgme. Dėl netinkamo valdymo kiaulių ūkiuose tokiomis sąlygomis pablogės augimas, susilpnės imunitetas ir pablogės mėsos kokybė dėl karščio streso, o tai sukels didelių ekonominių nuostolių kiaulių pramonei. Konkretus neigiamas karščio streso poveikis kiaulėms aprašomas taip.

1. Poveikis kiaulių žarnyno sveikatai

Pats intuityviausias karščio streso pasireiškimas yra sumažėjęs pašaro suvartojimas ir pašarų konversijos santykis. Temperatūros diapazone nuo 20 iki 30 °C, kiekvienas 1 °C temperatūros padidėjimas sumažina vidutinį paros pašarų suvartojimą ir vidutinį dienos prieaugį, o kartu su didesniu pašaro ir pašaro santykiu.

1.1 Žarnyno gleivinės pažeidimas dėl karščio streso

Esant karščiui, kiaulių žarnyno šilumos šoko baltymų ekspresijos lygis yra padidintas. Siekiant efektyviai išsklaidyti šilumą, daugiau kraujo priteka į periferinius audinius, todėl atsiranda žarnyno hipoksija. Žarnyno epitelio ląstelės yra ypač jautrios deguonies ir maistinių medžiagų trūkumui, o tai dar labiau skatina masinį adenozino trifosfato (ATP) suvartojimą, oksidacinį stresą ir nitritų stresą. Tai keičia morfologinę žarnyno struktūrą ir pralaidumą ir galiausiai pažeidžia žarnyno barjerinę funkciją.

Be to, karščio stresas žymiai sumažina virškinimo fermentų aktyvumą, labai trukdo virškinimui ir maistinių medžiagų įsisavinimui bei dar labiau slopina kiaulių augimą. Be to, šilumos stresas keičia endogeninių žarnyno baltymų aminorūgščių sudėtį ir padidina endogeninių žarnyno baltymų bei aminorūgščių praradimą.

1.2 Poveikis žarnyno mikroflorai

Žarnyno mikroflora sudaro mikrobinį barjerą, mikroekologinę sistemą, susidedančią iš simbiotinių bakterijų ir šeimininko. Sutrikus šios mikroekosistemos stabilumui, oportunistiniai patogenai žarnyne yra linkę įsiveržti į organizmą.

2. Poveikis kiaulių imuninei sistemai

Šilumos stresas sukelia nenormalų kiaulių imuninį atsaką, labai susilpnindamas jų atsparumą ligoms ir padidindamas sergamumą bei mirtingumą.

1. Šilumos stresas naikina žarnyno vientisumą ir padidina toksinų pralaidumą: kiaulės tuščiosios žarnos transepitelinė elektrinė varža (TEER) sumažėja 30%, endotoksinų lygis pakyla 45%, lipopolisacharido pralaidumo koeficientas padvigubėja, padidėja šarminės fosfatazės aktyvumas. Toksinų infiltracija skatina imuninių ląstelių dauginimąsi, sukelia uždegimines reakcijas, aktyvina žarnyno ir kepenų detoksikacijos mechanizmus.

2. Šilumos stresas trukdo imuninei funkcijai per neuroendokrininę sistemą. Aukšta temperatūra suaktyvina pagumburio-hipofizės-antinksčių ašį, o tai lemia kortikotropiną atpalaiduojančio hormono ir pro-opiomelanokortino hipersekreciją. Šie hormonai veikia įvairius citokinus ir imunines ląsteles, sutrikdydami organizmo imuninę sistemą.

3. Tyrimais nustatyta, kad karščio stresas stabdo imuninių organų vystymąsi ir sukelia imuninių ląstelių apoptozę.

3. Poveikis kiaulienos kokybei

Dėl karščio streso kiaulių ūkiams ekonominiai nuostoliai kyla dėl dviejų aspektų: viena vertus, pablogėjusio augimo ir nenormalios imuninės reakcijos bei sutrikusios organų, raumenų ir riebalų apykaitos. Šilumos stresas sutrikdo energijos balansą tarp riebalų, angliavandenių ir baltymų, sumažina kai kurių medžiagų apykaitos fermentų, susijusių su glikolize žarnyne, aktyvumą ir dėl to pablogėja mėsos kokybė.

3.1 Šilumos streso įtaka raumenų metabolizmui

Nuolat aukšta temperatūra stabdo raumenų struktūrinį ir funkcinį vystymąsi, mažina raumenų medžiagų apykaitos pajėgumus, skatina ląstelių apoptozę ir stresines reakcijas, todėl kenkia mėsos kokybei.

Ekspertai ištyrė šilumos streso poveikį kiaulių longissimus dorsi genų ekspresijos profiliui, naudodami sekos nustatymo technologiją, ir nustatė, kad šilumos stresas daugiausia veikia gliukozės metabolizmą, citoskeleto struktūrą ir funkciją bei raumenų audinio atsaką į stresą.

Pagal morfologines ir fiziologines savybes raumenų skaidulos skirstomos į I ir II tipo. I tipo pluoštai yra lėtai susitraukiantys oksidaciniai raudoni pluoštai, o II tipo pluoštai yra greitai susitraukiantys balti pluoštai. I tipo skaidulų dalis teigiamai koreliuoja su mėsos skoniu. Nuolatinė aukšta temperatūra ir karščio įtampa žymiai padidina baltųjų pluoštų kiekį ir proporciją, tuo pačiu sumažindama raudonųjų pluoštų kiekį, o tai pablogina kiaulienos kokybę, įskaitant mėsos spalvą, lašėjimo praradimą, švelnumą, sultingumą ir skonį.

3.2 Šilumos streso įtaka riebalų apykaitai

Intramuskuliniai riebalai yra vienas iš pagrindinių mėsos kokybės vertinimo rodiklių, glaudžiai susijęs su raumenų jautrumu ir skoniu, taip pat su mėsos savybėmis, tokiomis kaip raumenų pH, vandens sulaikymo geba ir švelnumas. Nuolatinė aukšta temperatūra ženkliai sumažina intramuskulinių riebalų kiekį augančių kiaulių nugarinėje nugaros dalyje ir pablogina mėsos kokybę.

Šilumos stresas keičia riebalinio audinio metabolizmą: su riebalų katabolizmu susijusių genų ekspresija yra sumažinta, o su riebalų pasisavinimu ir sinteze susiję genai reguliuojami aukštyn, todėl per daug nusėda riebalai ir pasikeičia riebalų rūgščių proporcijos.