Účinky tepelného stresu na zdraví střev, imunitní systém a kvalitu masa prasat

Prasata jsou homotermní s nedostatečně vyvinutými potními žlázami. Když okolní teplota překročí horní hranici jejich termoneutrální zóny, prasata trpí tepelným stresem, který se projevuje kousáním ocasů, zrychleným dýcháním a sníženým příjmem krmiva. Jejich metabolismus a fyziologické funkce budou abnormální, což povede ke zhoršenému růstu: nižší průměrný denní příjem krmiva a vyšší poměr krmiva k zisku. Klesá jejich imunita, stoupá koncentrace zánětlivých faktorů v séru, slábne odolnost vůči chorobám, zvyšuje se nemocnost a mortalita. Kvalita masa se zhoršuje, protože je narušen metabolismus svalové a tukové tkáně, dochází ke snížení intramuskulárního tuku a zvýšenému ukládání tuku v tukové tkáni. Prasata v různých fázích růstu mají různou citlivost na okolní teplotu.

Léto v jižní Číně se vyznačuje dlouhotrvajícími vysokými teplotami a vlhkostí. Špatné hospodaření na prasečích farmách za takových podmínek bude mít za následek zhoršenou růstovou výkonnost, oslabenou imunitu a zhoršenou kvalitu masa v důsledku tepelného stresu, což způsobí vepřovému průmyslu vážné ekonomické ztráty. Konkrétní nepříznivé dopady tepelného stresu na prasata jsou rozvedeny následovně.

1. Dopady na zdraví střev prasat

Nejintuitivnějším projevem tepelného stresu je snížený příjem krmiva a konverzní poměr krmiva. V teplotním rozsahu 20~30°C každé zvýšení teploty o 1°C vede ke snížení průměrného denního příjmu krmiva a průměrného denního přírůstku, doprovázeného vyšším poměrem krmiva k zisku.

1.1 Poškození střevní sliznice způsobené tepelným stresem

Při tepelném stresu je hladina exprese střevních proteinů tepelného šoku u prasat zvýšena. Aby bylo teplo účinně odváděno, do periferních tkání proudí více krve, což vede ke střevní hypoxii. Buňky střevního epitelu jsou extrémně citlivé na nedostatek kyslíku a živin, což dále spouští masivní spotřebu adenosintrifosfátu (ATP), oxidační stres a dusitanový stres. To mění morfologickou strukturu a permeabilitu střeva a v konečném důsledku zhoršuje funkci střevní bariéry.

Kromě toho tepelný stres výrazně snižuje aktivitu trávicích enzymů, což výrazně brání trávení a vstřebávání živin a dále potlačuje růst prasat. Tepelný stres navíc mění složení aminokyselin endogenních střevních proteinů a zvyšuje ztráty endogenních střevních proteinů a aminokyselin.

1.2 Dopady na střevní mikroflóru

Střevní mikroflóra tvoří mikrobiální bariéru, mikroekologický systém složený ze symbiotických bakterií a hostitele. Jakmile je stabilita tohoto mikroekosystému narušena, oportunní patogeny ve střevě jsou náchylné k invazi do těla.

2. Dopady na imunitní systém prasat

Tepelný stres spouští u prasat abnormální imunitní reakce, výrazně oslabuje jejich odolnost vůči chorobám a zvyšuje nemocnost a mortalitu.

1. Tepelný stres ničí střevní integritu a zvyšuje propustnost toxinů: transepiteliální elektrický odpor (TEER) prasečího jejuna klesne o 30 %, hladina endotoxinu stoupne o 45 %, koeficient permeability lipopolysacharidu se zdvojnásobí a aktivita alkalické fosfatázy se zvýší. Infiltrace toxinů stimuluje proliferaci imunitních buněk, vyvolává zánětlivé reakce a aktivuje detoxikační mechanismy ve střevě a játrech.

2. Tepelný stres zasahuje do imunitních funkcí prostřednictvím neuroendokrinního systému. Vysoká teplota aktivuje osu hypotalamus-hypofýza-nadledviny, což vede k hypersekreci hormonu uvolňujícího kortikotropin a proopiomelanokortinu. Tyto hormony působí na různé cytokiny a imunitní buňky a narušují imunitní systém těla.

3. Studie zjistily, že tepelný stres inhibuje vývoj imunitních orgánů a indukuje apoptózu imunitních buněk.

3. Dopady na kvalitu vepřového masa

Ekonomické ztráty způsobené tepelným stresem na prasečích farmách pramení ze dvou aspektů: na jedné straně zhoršená růstová výkonnost a abnormální imunitní reakce a na druhé straně narušený metabolismus orgánů, svalů a tuku. Tepelný stres narušuje energetickou rovnováhu mezi tuky, sacharidy a bílkovinami, snižuje aktivitu některých metabolických enzymů souvisejících s glykolýzou ve střevě a následně zhoršuje kvalitu masa.

3.1 Dopady tepelného stresu na svalový metabolismus

Trvale vysoká teplota inhibuje strukturální a funkční vývoj svalů, snižuje metabolickou kapacitu svalů, podporuje buněčnou apoptózu a stresové reakce, a tím poškozuje kvalitu masa.

Odborníci studovali vliv tepelného stresu na profil genové exprese prasečího longissimus dorsi pomocí technologie sekvenování a zjistili, že tepelný stres ovlivňuje hlavně metabolismus glukózy, strukturu a funkci cytoskeletu a stresovou reakci ve svalové tkáni.

Podle morfologických a fyziologických charakteristik se svalová vlákna dělí na typ I a typ II. Vlákna typu I jsou pomalu se stahující oxidační červená vlákna, zatímco vlákna typu II jsou rychle se stahující bílá vlákna. Podíl vlákniny typu I pozitivně koreluje s chutí masa. Trvalá vysoká teplota a tepelný stres výrazně zvyšují množství a podíl bílých vláken a zároveň snižují podíl červených vláken, což zhoršuje kvalitu vepřového masa včetně barvy masa, ztráty odkapávání, křehkosti, šťavnatosti a chuti.

3.2 Dopady tepelného stresu na metabolismus tuků

Intramuskulární tuk je jedním z klíčových ukazatelů pro hodnocení kvality masa, úzce souvisí s křehkostí a chutí svalů, stejně jako s vlastnostmi masa, jako je pH svalů, schopnost zadržovat vodu a křehkost. Přetrvávající vysoká teplota významně snižuje obsah intramuskulárního tuku v longissimus dorsi rostoucích prasat a zhoršuje kvalitu masa.

Tepelný stres mění metabolismus tukové tkáně: exprese genů souvisejících s katabolismem tuků je regulována směrem dolů, zatímco geny související s vychytáváním a syntézou tuku jsou regulovány směrem nahoru, což vede k nadměrnému ukládání tuku a změněným poměrům mastných kyselin.