Επιδράσεις του θερμικού στρες στην υγεία του εντέρου, στο ανοσοποιητικό σύστημα και στην ποιότητα του κρέατος των χοίρων

Οι χοίροι είναι ομόθερμοι με υπανάπτυκτες ιδρωτοποιούς αδένες. Όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος υπερβαίνει το ανώτερο όριο της θερμοουδέτερης ζώνης τους, οι χοίροι θα υποστούν θερμική καταπόνηση, που εκδηλώνεται ως δάγκωμα της ουράς, γρήγορη αναπνοή και μειωμένη πρόσληψη τροφής. Ο μεταβολισμός και οι φυσιολογικές τους λειτουργίες θα είναι μη φυσιολογικές, οδηγώντας σε μειωμένη απόδοση ανάπτυξης: χαμηλότερη μέση ημερήσια πρόσληψη τροφής και υψηλότερη αναλογία τροφής προς κέρδος. Η ανοσία τους μειώνεται, η συγκέντρωση των φλεγμονωδών παραγόντων στον ορό αυξάνεται, η αντίσταση στις ασθένειες εξασθενεί και η νοσηρότητα και η θνησιμότητα αυξάνονται. Η ποιότητα του κρέατος επιδεινώνεται καθώς ο μεταβολισμός των μυών και του λιπώδους ιστού διαταράσσεται, με μειωμένο ενδομυϊκό λίπος και αυξημένη εναπόθεση λίπους στον λιπώδη ιστό. Οι χοίροι σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης έχουν ποικίλη ευαισθησία στη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Το καλοκαίρι στη νότια Κίνα χαρακτηρίζεται από μακροχρόνια υψηλή θερμοκρασία και υγρασία. Η κακή διαχείριση στις χοιροτροφικές εκμεταλλεύσεις υπό τέτοιες συνθήκες θα έχει ως αποτέλεσμα μειωμένες επιδόσεις ανάπτυξης, εξασθενημένη ανοσία και υποβαθμισμένη ποιότητα κρέατος λόγω θερμικής καταπόνησης, προκαλώντας σοβαρές οικονομικές απώλειες στη βιομηχανία χοίρων. Οι συγκεκριμένες δυσμενείς επιπτώσεις της θερμικής καταπόνησης στους χοίρους αναλύονται ως εξής.

1. Επιπτώσεις στην υγεία του εντέρου των χοίρων

Η πιο διαισθητική εκδήλωση του θερμικού στρες είναι η μειωμένη πρόσληψη τροφής και η αναλογία μετατροπής της τροφής. Εντός του εύρους θερμοκρασίας 20~30°C, κάθε άνοδος της θερμοκρασίας κατά 1°C οδηγεί σε μειωμένη μέση ημερήσια πρόσληψη τροφής και μέση ημερήσια πρόσληψη, που συνοδεύεται από υψηλότερη αναλογία τροφοδοσίας προς κέρδος.

1.1 Βλάβη στον εντερικό βλεννογόνο που προκαλείται από θερμικό στρες

Υπό θερμική καταπόνηση, το επίπεδο έκφρασης των πρωτεϊνών του εντερικού θερμικού σοκ στους χοίρους ρυθμίζεται προς τα πάνω. Για να διαχέεται αποτελεσματικά η θερμότητα, περισσότερο αίμα ρέει στους περιφερειακούς ιστούς, με αποτέλεσμα την εντερική υποξία. Τα εντερικά επιθηλιακά κύτταρα είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στην ανεπάρκεια οξυγόνου και θρεπτικών συστατικών, γεγονός που προκαλεί περαιτέρω μαζική κατανάλωση τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP), οξειδωτικό στρες και στρες νιτρωδών αλάτων. Αυτό αλλάζει τη μορφολογική δομή και τη διαπερατότητα του εντέρου και τελικά βλάπτει τη λειτουργία του εντερικού φραγμού.

Επιπλέον, το θερμικό στρες μειώνει σημαντικά τη δραστηριότητα των πεπτικών ενζύμων, εμποδίζοντας σοβαρά την πέψη και την απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών και καταστέλλοντας περαιτέρω την ανάπτυξη των χοίρων. Επιπλέον, το θερμικό στρες αλλάζει τη σύνθεση αμινοξέων των ενδογενών εντερικών πρωτεϊνών και αυξάνει την απώλεια ενδογενών εντερικών πρωτεϊνών και αμινοξέων.

1.2 Επιπτώσεις στην εντερική μικροχλωρίδα

Η εντερική μικροχλωρίδα σχηματίζει ένα μικροβιακό φράγμα, ένα μικροοικολογικό σύστημα που αποτελείται από συμβιωτικά βακτήρια και τον ξενιστή. Μόλις διαταραχθεί η σταθερότητα αυτού του μικροοικοσυστήματος, τα ευκαιριακά παθογόνα στο έντερο είναι επιρρεπή να εισβάλουν στο σώμα.

2. Επιπτώσεις στο ανοσοποιητικό σύστημα των χοίρων

Το θερμικό στρες πυροδοτεί μη φυσιολογικές ανοσολογικές αποκρίσεις στους χοίρους, αποδυναμώνοντας σημαντικά την αντοχή τους στις ασθένειες και αυξάνοντας τη νοσηρότητα και τη θνησιμότητα.

1. Το θερμικό στρες καταστρέφει την ακεραιότητα του εντέρου και ενισχύει τη διαπερατότητα των τοξινών: η διεπιθηλιακή ηλεκτρική αντίσταση (TEER) της νήστιδας χοίρου πέφτει κατά 30%, το επίπεδο ενδοτοξίνης αυξάνεται κατά 45%, ο συντελεστής διαπερατότητας του λιποπολυσακχαρίτη διπλασιάζεται και η δραστηριότητα της αλκαλικής φωσφατάσης αυξάνεται. Η διήθηση τοξινών διεγείρει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων του ανοσοποιητικού, προκαλεί φλεγμονώδεις αντιδράσεις και ενεργοποιεί τους μηχανισμούς αποτοξίνωσης στο έντερο και το ήπαρ.

2. Το θερμικό στρες παρεμβαίνει στη λειτουργία του ανοσοποιητικού μέσω του νευροενδοκρινικού συστήματος. Η υψηλή θερμοκρασία ενεργοποιεί τον άξονα υποθαλάμου-υπόφυσης-επινεφριδίων, οδηγώντας σε υπερέκκριση της ορμόνης απελευθέρωσης κορτικοτροπίνης και της προοπιομελανοκορτίνης. Αυτές οι ορμόνες δρουν σε διάφορες κυτοκίνες και κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, διαταράσσοντας το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος.

3. Μελέτες έχουν βρει ότι το θερμικό στρες αναστέλλει την ανάπτυξη των οργάνων του ανοσοποιητικού και προκαλεί απόπτωση των κυττάρων του ανοσοποιητικού.

3. Επιπτώσεις στην ποιότητα του χοιρινού κρέατος

Οι οικονομικές απώλειες που προκαλούνται από το θερμικό στρες στις χοιροτροφικές εκμεταλλεύσεις προέρχονται από δύο όψεις: από τη μια μειώνεται η απόδοση της ανάπτυξης και οι μη φυσιολογικές ανοσολογικές αποκρίσεις και από την άλλη η διαταραχή του μεταβολισμού των οργάνων, των μυών και του λίπους. Το θερμικό στρες διαταράσσει την ενεργειακή ισορροπία μεταξύ των λιπών, των υδατανθράκων και των πρωτεϊνών, μειώνει τη δραστηριότητα πολλών μεταβολικών ενζύμων που σχετίζονται με τη γλυκόλυση στο έντερο και κατά συνέπεια υποβαθμίζει την ποιότητα του κρέατος.

3.1 Επιπτώσεις του θερμικού στρες στον μυϊκό μεταβολισμό

Η επίμονη υψηλή θερμοκρασία αναστέλλει τη δομική και λειτουργική ανάπτυξη των μυών, μειώνει τη μεταβολική ικανότητα των μυών, προάγει την απόπτωση των κυττάρων και τις αντιδράσεις στο στρες και έτσι βλάπτει την ποιότητα του κρέατος.

Οι ειδικοί μελέτησαν την επίδραση του θερμικού στρες στο προφίλ γονιδιακής έκφρασης του χοίρου longissimus dorsi μέσω τεχνολογίας αλληλούχισης και διαπίστωσαν ότι το θερμικό στρες επηρεάζει κυρίως το μεταβολισμό της γλυκόζης, τη δομή και λειτουργία του κυτταροσκελετού και την απόκριση στρες στον μυϊκό ιστό.

Σύμφωνα με μορφολογικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά, οι μυϊκές ίνες χωρίζονται σε τύπου Ι και τύπου ΙΙ. Οι ίνες τύπου Ι είναι κόκκινες οξειδωτικές ίνες βραδείας συστολής, ενώ οι ίνες τύπου II είναι λευκές ίνες ταχείας συστολής. Η αναλογία των ινών τύπου Ι συσχετίζεται θετικά με τη γεύση του κρέατος. Η επίμονη υψηλή θερμοκρασία και η θερμική καταπόνηση αυξάνουν σημαντικά την ποσότητα και την αναλογία των λευκών ινών ενώ μειώνουν εκείνες των κόκκινων ινών, που βλάπτουν την ποιότητα του χοιρινού, συμπεριλαμβανομένου του χρώματος του κρέατος, της απώλειας σταγόνων, της τρυφερότητας, της χυμότητας και της γεύσης.

3.2 Επιπτώσεις του θερμικού στρες στον μεταβολισμό του λίπους

Το ενδομυϊκό λίπος είναι ένας από τους βασικούς δείκτες για την αξιολόγηση της ποιότητας του κρέατος, που σχετίζεται στενά με την ευαισθησία και τη γεύση των μυών, καθώς και με τα χαρακτηριστικά του κρέατος όπως το pH των μυών, την ικανότητα συγκράτησης νερού και την τρυφερότητα. Η επίμονη υψηλή θερμοκρασία μειώνει σημαντικά την περιεκτικότητα σε ενδομυϊκό λίπος στο longissimus dorsi των αναπτυσσόμενων χοίρων και υποβαθμίζει την ποιότητα του κρέατος.

Το θερμικό στρες μεταβάλλει τον μεταβολισμό του λιπώδους ιστού: η έκφραση των γονιδίων που σχετίζονται με τον καταβολισμό του λίπους ρυθμίζεται προς τα κάτω, ενώ τα γονίδια που σχετίζονται με την πρόσληψη και σύνθεση λίπους ρυθμίζονται προς τα πάνω, με αποτέλεσμα την υπερβολική εναπόθεση λίπους και τις αλλοιωμένες αναλογίες λιπαρών οξέων.