Ефекти топлотног стреса на здравље црева, имуни систем и квалитет меса свиња

Свиње су хомотерме са неразвијеним знојним жлездама. Када температура околине пређе горњу границу њихове термонеутралне зоне, свиње ће трпети топлотни стрес, који се манифестује као гризење репа, убрзано дисање и смањени унос хране. Њихов метаболизам и физиолошке функције ће бити абнормалне, што ће довести до компромитованих перформанси раста: нижи просечни дневни унос хране и већи однос хране и прираста. Опада им имунитет, расте концентрација инфламаторних фактора у серуму, слаби отпорност на болести, повећава се морбидитет и морталитет. Квалитет меса се погоршава поремећеним метаболизмом мишића и масног ткива, са смањеном интрамускуларном масноћом и повећаним таложењем масти у масном ткиву. Свиње у различитим фазама раста имају различиту осетљивост на температуру околине.

Лето у јужној Кини карактерише дуготрајна висока температура и влажност. Лоше управљање на фармама свиња у таквим условима ће резултирати смањеним перформансама раста, ослабљеним имунитетом и деградираним квалитетом меса услед топлотног стреса, узрокујући озбиљне економске губитке за индустрију свиња. Специфични негативни утицаји топлотног стреса на свиње су разрађени на следећи начин.

1. Утицај на здравље црева свиња

Најинтуитивнија манифестација топлотног стреса је смањени унос хране и однос конверзије хране. У температурном опсегу од 20~30°Ц, сваки пораст температуре за 1°Ц доводи до смањења просечног дневног уноса хране и просечног дневног прираста, праћеног већим односом хране и прираста.

1.1 Оштећење цревне слузокоже изазвано топлотним стресом

Под топлотним стресом, ниво експресије протеина топлотног шока у цревима код свиња је повећан. Да би се топлота ефикасно распршила, више крви тече у периферна ткива, што доводи до цревне хипоксије. Епителне ћелије црева су изузетно осетљиве на недостатак кисеоника и хранљивих материја, што даље изазива масовну потрошњу аденозин трифосфата (АТП), оксидативни стрес и нитритни стрес. Ово мења морфолошку структуру и пермеабилност црева и на крају нарушава функцију цревне баријере.

Поред тога, топлотни стрес значајно смањује активност дигестивних ензима, озбиљно омета варење и апсорпцију хранљивих материја и даље потискујући раст свиња. Штавише, топлотни стрес мења састав аминокиселина ендогених цревних протеина и повећава губитак ендогених цревних протеина и аминокиселина.

1.2 Утицај на цревну микрофлору

Интестинална микрофлора формира микробну баријеру, микроеколошки систем састављен од симбиотских бактерија и домаћина. Једном када је стабилност овог микроекосистема поремећена, опортунистички патогени у цревима су склони да нападну тело.

2. Утицај на имуни систем свиња

Топлотни стрес изазива абнормалне имунолошке реакције код свиња, у великој мери слабећи њихову отпорност на болести и повећавајући морбидитет и смртност.

1. Топлотни стрес уништава интегритет црева и повећава пропусност токсина: трансепителни електрични отпор (ТЕЕР) јејунума свиње опада за 30%, ниво ендотоксина расте за 45%, коефицијент пропустљивости липополисахарида се удвостручује и повећава активност алкалне фосфатазе. Инфилтрација токсина стимулише пролиферацију имуних ћелија, изазива инфламаторне реакције и активира механизме детоксикације у цревима и јетри.

2. Топлотни стрес омета имунолошку функцију кроз неуроендокрини систем. Висока температура активира осовину хипоталамус-хипофиза-надбубрежне жлезде, што доводи до хиперсекреције кортикотропин-ослобађајућег хормона и про-опиомеланокортина. Ови хормони делују на различите цитокине и имуне ћелије, нарушавајући имуни систем тела.

3. Студије су откриле да топлотни стрес инхибира развој имуних органа и индукује апоптозу имуних ћелија.

3. Утицај на квалитет свињског меса

Економски губици изазвани топлотним стресом на фармама свиња потичу из два аспекта: компромитованог раста и абнормалних имуних реакција с једне стране, и поремећеног метаболизма органа, мишића и масти с друге стране. Топлотни стрес нарушава енергетску равнотежу између масти, угљених хидрата и протеина, смањује активност неколико метаболичких ензима повезаних са гликолизом у цревима и последично погоршава квалитет меса.

3.1 Утицај топлотног стреса на мишићни метаболизам

Стална висока температура инхибира структурни и функционални развој мишића, смањује метаболички капацитет мишића, промовише ћелијску апоптозу и одговор на стрес и на тај начин нарушава квалитет меса.

Стручњаци су проучавали ефекат топлотног стреса на профил експресије гена свињског лонгиссимус дорси технологијом секвенцирања и открили да топлотни стрес углавном утиче на метаболизам глукозе, структуру и функцију цитоскелета и одговор на стрес у мишићном ткиву.

Према морфолошким и физиолошким карактеристикама, мишићна влакна се деле на тип И и тип ИИ. Влакна типа И су оксидативна црвена влакна која се споро трзају, док су влакна типа ИИ брза бела влакна. Удео влакана типа И је у позитивној корелацији са укусом меса. Стална висока температура и топлотни стрес значајно повећавају количину и удео белих влакана док смањују количину црвених влакана, што нарушава квалитет свињског меса укључујући боју меса, губитак капље, мекоћу, сочност и укус.

3.2 Утицај топлотног стреса на метаболизам масти

Интрамускуларна маст је један од кључних индикатора за процену квалитета меса, уско повезан са мекоћом и укусом мишића, као и особинама меса као што су пХ мишића, капацитет задржавања воде и мекоћа. Стална висока температура значајно смањује садржај интрамускуларне масти у лонгиссимус дорси свиња у развоју и погоршава квалитет меса.

Топлотни стрес мења метаболизам масног ткива: експресија гена повезаних са катаболизмом масти је смањена, док су гени који се односе на унос и синтезу масти повећани, што резултира прекомерним таложењем масти и промењеним пропорцијама масних киселина.