熱ストレスが豚の腸の健康、免疫システム、肉質に及ぼす影響

豚は汗腺が未発達な同温動物です。周囲温度が熱中性帯の上限を超えると、豚は熱ストレスに見舞われ、尾噛み、呼吸の速さ、飼料摂取量の減少などの症状が現れます。それらの代謝と生理学的機能は異常であり、成長能力の低下、つまり 1 日の平均飼料摂取量の減少と飼料対増益比の増加につながります。彼らの免疫力は低下し、血清中の炎症因子の濃度は上昇し、病気に対する抵抗力は弱まり、罹患率と死亡率は増加します。筋肉および脂肪組織の代謝が阻害されると、筋肉内脂肪が減少し、脂肪組織への脂肪沈着が増加するため、肉の品質は低下します。異なる成長段階にある豚は、周囲温度に対する感受性が異なります。

中国南部の夏は高温多湿が長く続きます。このような条件下で養豚場が不適切に管理されると、熱ストレスによる成長能力の低下、免疫力の低下、肉質の低下が生じ、養豚業界に深刻な経済的損失をもたらします。豚に対する熱ストレスの具体的な悪影響は次のように詳しく説明されています。

1. 豚の腸の健康への影響

熱ストレスの最も直感的な症状は、飼料摂取量と飼料転換率の低下です。 20～30℃の温度範囲内では、温度が1℃上昇するごとに、1日の平均飼料摂取量と1日の平均増体量が減少し、それに伴い飼料対増体比も増加します。

1.1 暑さストレスによる腸粘膜の損傷

熱ストレス下では、ブタの腸内熱ショックタンパク質の発現レベルが上方制御されます。熱を効率的に放散するために、より多くの血液が末梢組織に流れ、腸の低酸素状態が発生します。腸上皮細胞は酸素と栄養素の欠乏に対して非常に敏感であり、これによりさらにアデノシン三リン酸 (ATP) の大量消費、酸化ストレス、亜硝酸ストレスが引き起こされます。これにより、腸の形態的構造と透過性が変化し、最終的には腸のバリア機能が損なわれます。

さらに、熱ストレスは消化酵素の活性を著しく低下させ、消化と栄養の吸収を著しく妨げ、さらに豚の成長を抑制します。さらに、熱ストレスは内因性腸タンパク質のアミノ酸組成を変化させ、内因性腸タンパク質とアミノ酸の損失を増加させます。

1.2 腸内細菌叢への影響

腸内微生物叢は微生物の障壁、つまり共生細菌と宿主から構成される微生態系を形成します。この微小生態系の安定性が崩れると、腸内の日和見病原体が体内に侵入しやすくなります。

2. 豚の免疫系への影響

熱ストレスは豚の異常な免疫反応を引き起こし、豚の病気に対する抵抗力を大幅に弱め、罹患率と死亡率を増加させます。

1. 熱ストレスは腸の完全性を破壊し、毒素透過性を高めます。ブタ空腸の経上皮電気抵抗 (TEER) は 30% 低下し、エンドトキシンレベルは 45% 上昇し、リポ多糖の透過係数は 2 倍になり、アルカリホスファターゼ活性が増加します。毒素の浸潤は免疫細胞の増殖を刺激し、炎症反応を誘発し、腸や肝臓の解毒機構を活性化します。

2. 熱ストレスは神経内分泌系を通じて免疫機能を妨げます。高温は視床下部-下垂体-副腎軸を活性化し、副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモンとプロオピオメラノコルチンの過剰分泌を引き起こします。これらのホルモンはさまざまなサイトカインや免疫細胞に作用し、体の免疫システムを混乱させます。

3. 研究により、熱ストレスは免疫器官の発達を阻害し、免疫細胞のアポトーシスを誘導することがわかっています。

3. 豚肉の品質への影響

熱ストレスによって養豚場に生じる経済的損失は、成長能力の低下と免疫反応の異常、そして臓器、筋肉、脂肪の代謝の混乱という 2 つの側面から生じます。熱ストレスは脂肪、炭水化物、タンパク質のエネルギーバランスを崩し、腸内の解糖に関連するいくつかの代謝酵素の活性を低下させ、その結果肉の品質を劣化させます。

3.1 熱ストレスの筋肉代謝への影響

高温が続くと、筋肉の構造と機能の発達が阻害され、筋肉の代謝能力が低下し、細胞のアポトーシスやストレス反応が促進され、肉の品質が損なわれます。

専門家らは塩基配列決定技術を利用してブタ最長背筋の遺伝子発現プロファイルに対する熱ストレスの影響を研究し、熱ストレスが主にグルコース代謝、細胞骨格の構造と機能、筋肉組織のストレス反応に影響を与えることを発見した。

形態学的および生理学的特徴に従って、筋線維はタイプIとタイプIIに分類されます。タイプ I 線維は遅筋の酸化赤色線維であり、タイプ II 線維は速筋の白色線維です。 I 型繊維の割合は肉の風味と正の相関があります。持続的な高温と熱ストレスにより、白色繊維の量と割合が大幅に増加し、赤色繊維の量が減少し、肉の色、ドリップの損失、柔らかさ、ジューシーさ、風味などの豚肉の品質が損なわれます。

3.2 脂肪代謝に対する熱ストレスの影響

筋肉内脂肪は、肉の品質を評価するための重要な指標の 1 つであり、筋肉の柔らかさや風味、さらには筋肉の pH、保水力、柔らかさなどの肉の特性と密接に関係しています。高温が続くと、成長期の豚の最長背筋の筋肉内脂肪含有量が大幅に減少し、肉の品質が低下します。

熱ストレスは脂肪組織の代謝を変化させます。脂肪の異化に関連する遺伝子の発現は下方制御され、脂肪の取り込みと合成に関連する遺伝子は上方制御され、その結果、過剰な脂肪の沈着と脂肪酸の割合の変化が生じます。