家畜环境卫生学：第一章 家畜环境适应

2024/9/21NJAU颜培实第一章家畜环境适应2024/9/22主要阐明家畜、环境因素、环境应激、家畜对环境的适应等基本概念。并对环境因素的分类、应激的机理和对家畜的影响，作了一定的介绍。2024/9/23第一节生物节律一、生物的稳衡性在外界环境变化时，生物维持内环境相对稳定的生理平衡状态。生物内部环境的稳定性是维持自由生活的条件。2024/9/24刺激与反应刺激：强度、时间和强度的变化率动物行为：动物对环境条件（包括内外环境）刺激所表现出的动作或反应。调定点负反馈模型神经系统、内分泌系统与行为调控恒温动物和变温动物2024/9/25二、生物节律Biologicalrhythm指生理反应和生化过程以至在行为、习性上都呈现一定的周期性。

长时程节律（如月经周期,生理功能的季节性变化）

中时程节律（24小时昼夜节律，circadianrhythm）

短时程节律（如心跳、呼吸节律）2024/9/26机体大部分生理活动存在昼夜节律

循环系统:心率、血压、血液粘度、心脏病发作…(心率和血压一般在下午最高；心绞痛、心肌缺血、心肌梗塞和心源性猝死在早晨发生率最高，因而心血管疾病的发病率和死亡率亦在早晨最高。)

神经系统:睡眠、觉醒;感觉和认知的灵敏度…(听觉和痛觉在傍晚最敏感)

呼吸系统:呼吸频率、哮喘发作…2024/9/27

泌尿系统：如肾排钾量

能量代谢与体温调节系统：体温在下午最高

内分泌系统：某些激素如可的松和睾酮在早晨起床时最高，而胃泌素、胰岛素和肾素在下午和傍晚最高，褪黑素、催乳素和生长素在睡眠时达到最高峰。

其它：血浆和细胞内酶水平的变动细胞分裂、基因表达对疾病的易感性；对药物/毒物射线的反应性

2024/9/28

免疫系统:淋巴细胞计数、抗体滴度…

淋巴细胞计数在健康人循环血中的在夜间达到高峰，早晨和上午最低，而爱滋病病毒（HIV）感染者这种节律则消失。

过敏反应（如哮喘、枯草热和寻麻疹)：在夜间、睡眠及近清醒时最严重。血清IgE水平（炎症反应的标志）在健康儿童在一天24内几乎处于恒定水平。而在患哮喘病的儿童，血清IgE

节律幅度明显增大，在下午达到高峰，在夜间处于低谷。

风湿性关节炎的症状在夜间最重，在白天改善。2024/9/29102024/9/2研究生物节律的重要性

昼夜节律是正常生理功能的一个重要组成部分。

Timingiseverything.昼夜节律的改变是某些疾病的重要指针（如健康人循环血中淋巴细胞计数在夜间达到高峰，早晨和上午最低，而HIV感染者这种节律则消失）。昼夜节律的改变可以为畜牧生产服务112024/9/2生物体的昼夜节律是如何形成的？

早在世界上第一个单细胞生物出现以前，地球已经自转了大约二十亿年。因此这种昼夜节律是生物在长期进化过程中形成的。昼夜节律英文称“circadianrhythm”。“circadian”一词来源于古希腊语，由circa和diem构成，其中circa=about,diem=day。因此“circadianrhythm”指接近24小时的日节律。

122024/9/2生物钟中枢在那里？位于下丘脑的视交叉上核（suprachiasmaticnucleus，SCN）是哺乳类动物生物钟的所在地。

SCN被发现为生物钟中枢已25年。2024/9/213

光刺激信息是形成昼夜节律的最主要外部条件

生物在进化过程中为了适应外界环境的光照变化，下丘脑的生物钟SCN能感受外界环境的光刺激信息，并根据这种光信息的变化对生物钟进行调节（clockresetting），以使机体适应环境的变化。

2024/9/214生物节律的内源性特征人和动物处在完全黑暗的环境中，24小时节律仍然存在，但节律时相逐渐漂移。152024/9/2TheendogenousnatureofbiologicalclockLivingorganismsevolvedaninternalbiologicalclock,calledtheCircadianrhythm,tohelptheirbodiesadapttothedailycycleofdayandnight(lightanddark)astheEarthrotatesevery24hours.2024/9/2162024/9/217第二节环境应激应激（stress）一词来源于英文，原意为“压力”、“紧张”、“应力”等解释。机体在各种内外环境因素刺激下出现的非特异性全身反应应激原（stressor）为引起应激反应的一切环境刺激。分为三大类:外环境因素、内环境因素、心理社会因素2024/9/218普遍性与非特异性18为主的神经内分泌改变及一系列功能代谢的改变躯体:过热\过冷\手术创伤等心理:紧张\恐惧\悲伤等蓝斑-交感-肾上腺髓质系统下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统非特异性普遍性2024/9/219防御性与损伤性防御性与损伤性并存，并可相互转化防御性:是机体适应变化,保护自身的重要组成部分,可提高机体的准备状态,有利于机体的fightorflight损伤性:过强or持续时间过长的应激原对机体有害,可导致应激性疾病2024/9/220强度与时间应激原需要有一定的强度与时间一种因素要成为应激原,必须要有一定的强度和时间,但个体的强度和时间可以有明显的不同2024/9/221应激的三个阶段典型的应激反应过程可分为三个阶段：动员阶段或惊恐反应

适应或抵抗阶段

衰竭阶段

2024/9/222脑①——多巴胺：多巴胺是奖赏中枢中不可缺少的因子，其缺乏将增加患抑郁症的风险。

②——去甲肾上腺素：由蓝斑核释放，去甲肾上腺素释放低于正常和抑郁直接相关

③——血清素：中缝核血清素刺激蓝斑核，压力激素可降低血清素的释放量

④——海马：海马内的细胞死亡，导致学习和记忆能力的降低。

2024/9/223大脑皮质激活杏仁体⑵

潜意识的信息也可能从不同的途径先行引发杏仁体的活性⑶

杏仁体释放出CRH，刺激脑干⑷，并通过脊髓激活交感神经系统⑸。

肾上腺受到交感神经的刺激，其髓质部分释放肾上腺素；

杏仁体还通过垂体释放激素ACTH到血液中而引发肾上腺释放压力激素。这两种激素作用于肌肉、心脏和肺脏⑹，让身体做好准备。

如果压力持久存在，压力激素会诱发蓝斑核⑺释放NE进一步刺激杏仁体⑻，导致更多CRH的产生⑼，这个反馈导致更多的压力激素产生。杏仁核则分泌CRH（促肾上腺皮质激素释放激素）激活脑垂体促使其分泌ACTH（促肾上腺皮质激素）2024/9/224

环境应激的调节

交感-肾上腺髓质系统肾上腺素和去甲肾上腺素：分解代谢；血流减少

下丘脑—垂体—肾上腺皮质系统

血浆皮质酮、皮质醇等水平升高：糖原异生、促进蛋白质的分解代谢和脂肪酸的氧化；胸腺、法氏囊、脾脏和淋巴结组织萎缩；醛固酮：保钠排钾，K+、P5+和Ca2+排出；

下丘脑—垂体—甲状腺系统

促进糖类的吸收利用和糖元的异生，加速脂肪分解。生理水平的甲状腺素还能促进蛋白质合成，但过量的T4则加速蛋白质的分解，出现氮的负平衡。2024/9/22525共同组成交感肾上腺髓质系统交感神经兴奋节前纤维末梢释放乙酰胆碱嗜铬细胞上的N型受体释放肾上腺素去甲肾上腺素交感神经系统与肾上腺髓质应激时：交感肾上腺髓质系统兴奋2024/9/226交感—肾上腺素髓质系统大脑边缘系统蓝斑（脑干）NE能神经元交感神经肾上腺髓质情绪，认知，行为外周效应下丘脑海马中枢效应①引起兴奋、警觉，甚至紧张、焦虑的情绪反应；②启动HPA轴的兴奋。基本组成单元2024/9/22727刺激下丘脑CRH腺垂体ACTH肾上腺皮质糖皮质激素(-)长反馈(-)短反馈正常时系统的调节2024/9/228下丘脑—垂体—肾上腺皮质激素系统（HPA）基本组成单元下丘脑的室旁核（PVN）、腺垂体、肾上腺皮质

PVN上行与杏仁核、海马、边缘系统联系下行通过与腺垂体和肾上腺皮质联系基本效应中枢效应

①CRH↑

ACTH↑

GC↑糖皮质激素②调节应激时的情绪行为反应

③促进内啡肽的释放

④促进蓝斑-去甲肾上腺素能神经元的活性282024/9/2292024/9/230应激中枢神经系感受（苦痛：葛藤、欲求不满）胸腺淋巴腺萎缩免疫性降低丘脑下部（CRH）垂体前叶（ACTH）肾上腺皮质（糖皮质激素）疲惫脂肪枯竭坏死、出血突死无痛觉规癖行为肾上腺素去甲肾上腺素糖原分解内脏肌肉自我消化胃溃疡乳酸PSEDFD肉GnRH(LHFSH)睾丸、卵巢性激素抑制乳量下降2024/9/231

2024/9/23232POMC(前阿黑皮质素原)ACTHβ-趋脂素腺垂体γ-趋脂素β-内啡肽血液★β-内啡肽的增加常和ACTH平行,受下丘脑控制意义:调控应激强度，避免过强应激对机体的损害抑制交感-肾上腺髓质系统的活性抑制ACTH和糖皮质激素的分泌应激镇痛:使痛阈升高2024/9/233绑定immobilizing拘束handling转群Effectofstressorsonhormones

2024/9/234Effectoffighting,asevidencedbyskindamage,

onbloodprofileandmeatqualityinpigs(Warriss,1996).皮肤划痕等级1234血浆皮质醇(mg%)15161922***肌酸磷酸激酶CPK(U/l)51771611191372***肌肉pH5.555.605.665.68***肉色5.775.886.036.15***评分353127252024/9/235全身适应综合征

GeneralAdaptationSyndrome，GAS

劣性应激原持续作用于机体，应激可表现为一个动态的连续过程，并最终导致内环境紊乱和疾病。是对应激反应所致的各种各样的机体损害和疾病的总称2024/9/236应激性溃疡概念：病人在遭受各种重伤、重病等应激后，出现胃、十二指肠粘膜急性病变，表现为胃、十二指肠粘膜糜烂、滲血、溃疡、出血、穿孔。机制：1胃、十二指肠粘膜缺血；2胃腔内H+向粘膜内反向弥散；3其他：血流对H+的缓冲减弱，胆汁逆流损害粘膜的屏障功能。2024/9/237应激与心血管疾病原发性高血压冠心病心律失常高血压、冠心病机制：1．交感－肾上腺髓质激活下丘脑－垂体－肾上腺皮质轴激活2．糖皮质激素增加血压升高血脂升高，胆固醇增加血管平滑肌对升压因素敏感2024/9/238心律失常机制：1交感－肾上腺髓质激活使β－受体兴奋降低心室纤颤阈值2心肌电活动异常3通过α－受体引起冠状动脉收缩痉挛4急期反应出现的血粘度升高、血栓、使心肌缺血、梗死。应激与免疫功能障碍应激与内分泌功能障碍2024/9/239

2、应激性疾病

（1）猪常见应激性疾病

ⅰ、猝死综合征suddendeathsyndroes

应激反应最严重的形式。

原因：抓捕、惊吓、注射

临床症状：常不见任何症状，突然死亡。如有的♂在配种时，因过度兴奋而突然死亡。

ⅱ、猪应激综合征porcinestresssyndroes

多见于应激敏感猪。

原因：运输应激、热应激、拥挤应激。

2024/9/2402024/9/241症状：早期肌肉震颤、尾抖，继而呼吸困难，心悸，皮肤出现红斑或紫斑，T↑，可视黏膜发绀，最后衰竭死亡。尸僵快，尸体酸度高，肉质发生变化，如水猪肉、暗猪肉、背最长肌坏死。

①水猪肉（aterypork）

亦称PSE猪肉（palesofe

exudativepork）

眼观：猪肉色泽灰白，质地松软，缺乏弹性，切面多汁。组织学检查，肌纤维变粗，横纹消失，肌纤维分离，甚至坏死。

机制：与遗传易感性关系密切。

应激原肌肉发表达的猪过度应激，肌肉强直，糖原酵解↑，乳酸↑，PH5．7以下。

屠宰前后高温肌肉痉挛产生僵直热肌纤维膜变性，肌浆蛋白凝固收缩，肌肉保水能力↓，游离水↑并迅速由肌细胞渗出。

发生部位：眼肌、背最长肌、半腱肌、半膜肌—主要部位。

还有腰肌、股肌等部位。

结果：不新鲜，营养价值降低，虽能食用，但为次品。

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②暗猪肉（darkpork）

DFD猪肉（dryfirmdark）

眼观：猪肉色泽深暗，质地粗硬，切面干燥。

原因：强度较小时间较长的应激反应。

机制：猪的肌糖原消耗较多，贮备水平非常低，产生乳酸少，且被呼吸性碱中毒产生的碱中和→DFD肉变化。

这种猪肉保水能力较强，切面不见汁液渗出。

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③成年猪背肌坏死（backmnsclenecrosis）

表现：双侧或单侧性背肌的无痛性肿胀，背肌苍白、变性、坏死。个别猪因酸中毒死亡。

ⅲ猪应激性溃疡

部位：胃、十二指肠黏膜。

原因：严重的应激反应中发生，如斗架、运输、严重疾病变病等（可突然死亡）。

症状：事前无慢性溃疡典型症状，是一种急性胃肠黏膜病变。

剖检：胃肠（十二指肠）黏膜有细小、散在的点状出血；线状或斑片状浅表糜烂；或浅表呈多发性圆形溃疡，边缘不整齐，但不隆起，深度一般达黏膜下层肌层穿孔。

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ⅳ消化道菌群失调原因：更换饲料或饲喂方法，转圈混群，市场交易……。

机制：应激原机体胃肠黏膜损伤 消化道正常微生物区系被破坏细菌性肠炎

大肠杆菌、

沙门氏杆菌等致病菌株大量繁殖

细菌性败血症

2024/9/2452024/9/2462024/9/2472024/9/248（2）其他动物的应激性疾病

①

牛运输热

原因：饥渴、寒冷、过热、精神恐惧、疲劳、去势、断奶等应激原。

机制：

应激原—→机体应激状态—→多种病原微生物感染—→发病

与本病发生相关的细菌有10种，病毒有8种。

症状：发热、支气管肺炎。

②

马的应激性疾病

种类：马疝痛性疾病、X结肠炎、急性出血性盲肠炎、急性腹泻等胃肠道疾病。

原因：应激原（天气变化、水和饲料供应不足或变化、运输等）＋某些致病因素。

③

鸡应激性疾病

种类：肉仔鸡猝死症、大肠杆菌病、慢性呼吸道疾病、沙门氏杆菌病、传染性法氏囊病、传染性支气管炎、新城疫等。

原因：应激因素为诱因。

症状：产蛋率↓，蛋的质量↓，受精率↓，增重减慢，健康状况↓，免疫生物学指数显著↓。

2024/9/249（3）人类应激性疾病

①

应激性溃疡

应激原机体胃、十二指肠黏膜急性病变。

表现：胃、十二指肠黏膜糜烂、浅表溃疡、渗血，严重时可穿孔，大出血。

②

应激时对心血管系统损伤

应激原刺激机体过强、过长持久，会使外周血管过度持久收缩，引起微循环障碍诱发DIC、休克。

↘大量儿茶酚胺直接作用心肌心肌损伤。

ⅰ应激与心肌损伤

原因：各种强烈应激原刺激（亲人去逝、死亡威胁、突发灾祸、剧烈疼痛等）

症状：不同程度、不同炎症类型的心律失常，严重时可发生心猝死。

剖检：心肌内广泛性心肌坏死和出血，肌原纤维过度收缩，有收缩带形成，线粒体钙化、变性。

2024/9/250应激在畜牧兽医实践中的意义

应激是提高机体对内外环境的适应能力，是机体的一种重要的防御性机制。

没有应激反应，机体将无法适应随时变化的内外环境。

应激反应是机体在生命进化过程中获得的稳定内环境的适应机制。它是在神经内分泌系统控制下的全身非体异性防御性反应，在动员机体内在力量去抗衡，消除各种应激刺激产生的损伤性效应，防止内环境的剧烈波动，积极的。表现在：

2024/9/251 一、物质分解，提供能量

在神经内分泌因素作用下，机体能源物质分解旺盛，葡萄糖、游离脂肪酸等源源不断被释放出来，血浆中的浓度↑，为机体提供充足的能源。

二、器官功能的适应性调整

生命重要器官——脑、心、肺的功能明显增强，消化、生殖等系统暂处抑制状态。

三、保护性物质大量产生

应激反应时，为了保护机体，减轻损伤，应激原作用数小时后机体内便大量合成多种保护性物质。

2024/9/252 一类是急性期蛋白，一类是应激蛋白（热休克蛋白，heatshockproteinHSP）

1、急性期蛋白

由肝脏合成。

种类：C反应蛋白、对抗胰蛋白酶、铜兰蛋白、血清淀粉样物质A。

作用：①抑制蛋白酶的作用，防止或减轻组织损伤。

②抵抗致病微生物侵袭。

③清除应激反应中产生的一些有害物质（过量的氧自由基）。

④促进损伤的组织细胞的修复。

2024/9/253

2、应激蛋白

产生：应激原（热、缺氧、脏器缺血、饥饿）刺激机体，产生特殊的蛋白质。

合成部位：肝、心、脑、肾

作用：应激蛋白从低等细菌到人类，在应激时均能产生，说明其进化的保守性。

在机体生长、发育、防御性保护、生化代谢等方面有重要作用，尤其在增