Účinky tepelného stresu na zdravie čriev, imunitný systém a kvalitu mäsa ošípaných

Ošípané sú homotermy s nedostatočne vyvinutými potnými žľazami. Keď okolitá teplota prekročí hornú hranicu ich termoneutrálnej zóny, ošípané budú trpieť tepelným stresom, ktorý sa prejavuje hryzením chvostov, zrýchleným dýchaním a zníženým príjmom krmiva. Ich metabolizmus a fyziologické funkcie budú abnormálne, čo povedie k zhoršenej rastovej výkonnosti: nižší priemerný denný príjem krmiva a vyšší pomer krmiva k prírastku. Ich imunita klesá, koncentrácia zápalových faktorov v sére stúpa, odolnosť voči chorobám sa oslabuje, zvyšuje sa chorobnosť a mortalita. Kvalita mäsa sa zhoršuje, pretože je narušený metabolizmus svalových a tukových tkanív, so zníženým množstvom intramuskulárneho tuku a zvýšeným ukladaním tuku v tukovom tkanive. Ošípané v rôznych štádiách rastu majú rôznu citlivosť na okolitú teplotu.

Leto v južnej Číne sa vyznačuje dlhotrvajúcimi vysokými teplotami a vlhkosťou. Zlé hospodárenie na farmách s ošípanými za takýchto podmienok bude mať za následok zhoršenú rastovú výkonnosť, oslabenú imunitu a zhoršenú kvalitu mäsa v dôsledku tepelného stresu, čo spôsobí vážne ekonomické straty priemyslu ošípaných. Špecifické nepriaznivé vplyvy tepelného stresu na ošípané sú spracované nasledovne.

1. Vplyvy na zdravie čriev ošípaných

Najintuitívnejším prejavom tepelného stresu je znížený príjem krmiva a pomer konverzie krmiva. V teplotnom rozsahu 20~30°C vedie každé zvýšenie teploty o 1°C k zníženiu priemerného denného príjmu krmiva a priemerného denného prírastku, sprevádzaného vyšším pomerom krmiva k prírastku.

1.1 Poškodenie črevnej sliznice spôsobené tepelným stresom

Pri tepelnom strese je zvýšená hladina expresie proteínov črevného tepelného šoku u ošípaných. Na efektívne odvádzanie tepla prúdi viac krvi do periférnych tkanív, čo vedie k črevnej hypoxii. Črevné epitelové bunky sú mimoriadne citlivé na nedostatok kyslíka a živín, čo ďalej spúšťa masívnu spotrebu adenozíntrifosfátu (ATP), oxidačný stres a dusitanový stres. To mení morfologickú štruktúru a permeabilitu čreva a v konečnom dôsledku zhoršuje funkciu črevnej bariéry.

Okrem toho tepelný stres výrazne znižuje aktivitu tráviacich enzýmov, výrazne bráni tráveniu a vstrebávaniu živín a ďalej potláča rast ošípaných. Okrem toho tepelný stres mení zloženie aminokyselín endogénnych črevných bielkovín a zvyšuje stratu endogénnych črevných bielkovín a aminokyselín.

1.2 Vplyvy na črevnú mikroflóru

Črevná mikroflóra tvorí mikrobiálnu bariéru, mikroekologický systém zložený zo symbiotických baktérií a hostiteľa. Akonáhle je stabilita tohto mikroekosystému narušená, oportúnne patogény v čreve sú náchylné na inváziu do tela.

2. Vplyvy na imunitný systém ošípaných

Tepelný stres spúšťa abnormálne imunitné reakcie u ošípaných, výrazne oslabuje ich odolnosť voči chorobám a zvyšuje chorobnosť a úmrtnosť.

1. Tepelný stres ničí intestinálnu integritu a zvyšuje priepustnosť toxínov: transepiteliálny elektrický odpor (TEER) prasačieho jejuna klesne o 30 %, hladina endotoxínu stúpne o 45 %, koeficient permeability lipopolysacharidu sa zdvojnásobí a aktivita alkalickej fosfatázy sa zvýši. Infiltrácia toxínov stimuluje proliferáciu imunitných buniek, vyvoláva zápalové reakcie a aktivuje detoxikačné mechanizmy v čreve a pečeni.

2. Tepelný stres zasahuje do imunitných funkcií prostredníctvom neuroendokrinného systému. Vysoká teplota aktivuje os hypotalamus-hypofýza-nadobličky, čo vedie k hypersekrécii hormónu uvoľňujúceho kortikotropín a proopiomelanokortínu. Tieto hormóny pôsobia na rôzne cytokíny a imunitné bunky, čím narúšajú imunitný systém tela.

3. Štúdie zistili, že tepelný stres brzdí vývoj imunitných orgánov a vyvoláva apoptózu imunitných buniek.

3. Vplyvy na kvalitu bravčového mäsa

Ekonomické straty spôsobené tepelným stresom na farmách ošípaných pochádzajú z dvoch aspektov: na jednej strane oslabený rast a abnormálne imunitné reakcie a na druhej strane narušený metabolizmus orgánov, svalov a tuku. Tepelný stres narúša energetickú rovnováhu medzi tukmi, sacharidmi a bielkovinami, znižuje aktivitu viacerých metabolických enzýmov súvisiacich s glykolýzou v čreve a následne zhoršuje kvalitu mäsa.

3.1 Vplyvy tepelného stresu na svalový metabolizmus

Pretrvávajúca vysoká teplota brzdí štrukturálny a funkčný vývoj svalov, znižuje svalovú metabolickú kapacitu, podporuje bunkovú apoptózu a stresové reakcie, a tým poškodzuje kvalitu mäsa.

Odborníci študovali vplyv tepelného stresu na profil génovej expresie ošípaných longissimus dorsi pomocou technológie sekvenovania a zistili, že tepelný stres ovplyvňuje hlavne metabolizmus glukózy, štruktúru a funkciu cytoskeletu a stresovú reakciu svalového tkaniva.

Podľa morfologických a fyziologických charakteristík sa svalové vlákna delia na typ I a typ II. Vlákna typu I sú pomaly sa sťahujúce oxidačné červené vlákna, zatiaľ čo vlákna typu II sú rýchle biele vlákna. Podiel vlákniny typu I pozitívne koreluje s chuťou mäsa. Pretrvávajúce vysoké teploty a tepelný stres výrazne zvyšujú množstvo a podiel bielej vlákniny a zároveň znižujú podiel červenej vlákniny, ktorá zhoršuje kvalitu bravčového mäsa vrátane farby mäsa, straty odkvapkávania, jemnosti, šťavnatosti a chuti.

3.2 Vplyv tepelného stresu na metabolizmus tukov

Vnútrosvalový tuk je jedným z kľúčových ukazovateľov na hodnotenie kvality mäsa, ktorý úzko súvisí s citlivosťou a chuťou svalov, ako aj s vlastnosťami mäsa, ako je pH svalov, schopnosť zadržiavať vodu a jemnosť. Pretrvávajúca vysoká teplota výrazne znižuje obsah intramuskulárneho tuku v longissimus dorsi rastúcich ošípaných a zhoršuje kvalitu mäsa.

Tepelný stres mení metabolizmus tukového tkaniva: expresia génov súvisiacich s katabolizmom tukov je znížená, zatiaľ čo gény súvisiace s vychytávaním a syntézou tukov sú regulované smerom nahor, čo vedie k nadmernému ukladaniu tuku a zmeneným pomerom mastných kyselín.