Kuumusestressi mõju sigade soolestiku tervisele, immuunsüsteemile ja liha kvaliteedile

Sead on vähearenenud higinäärmetega homotermid. Kui ümbritseva õhu temperatuur ületab nende termoneutraalse tsooni ülemise piiri, kogevad sead kuumastressi, mis väljendub sabahammustuse, kiire hingamise ja söödatarbimise vähenemisena. Nende ainevahetus ja füsioloogilised funktsioonid on ebanormaalsed, mis toob kaasa kasvuvõime languse: väiksem keskmine päevane söödatarbimine ja suurem sööda ja juurdekasvu suhe. Nende immuunsus langeb, põletikuliste tegurite kontsentratsioon seerumis tõuseb, haigusresistentsus nõrgeneb ning haigestumus ja suremus suureneb. Liha kvaliteet halveneb, kuna lihas- ja rasvkoe ainevahetus on häiritud, väheneb lihasesisene rasv ja suureneb rasva ladestumine rasvkoes. Erinevates kasvufaasides olevate sigade tundlikkus ümbritseva õhu temperatuuri suhtes on erinev.

Suvel Lõuna-Hiinas on pikaajaline kõrge temperatuur ja niiskus. Kehv majandamine seafarmides põhjustab sellistes tingimustes kasvuvõime langust, immuunsuse nõrgenemist ja liha kvaliteedi halvenemist kuumastressi tõttu, põhjustades seatööstusele tõsist majanduslikku kahju. Kuumastressi spetsiifilisi kahjulikke mõjusid sigadele kirjeldatakse järgmiselt.

1. Mõju sigade soolestiku tervisele

Kuumastressi kõige intuitiivsem ilming on sööda tarbimise ja sööda muundamise suhte vähendamine. Temperatuurivahemikus 20–30 °C põhjustab iga 1 °C temperatuuri tõus keskmise päevase söödatarbimise ja keskmise päevase juurdekasvu vähenemise, millega kaasneb suurem sööda ja juurdekasvu suhe.

1.1 Kuumastressi põhjustatud soole limaskesta kahjustus

Kuumastressi korral on sigade soolestiku kuumašokivalkude ekspressioonitase ülesreguleeritud. Soojuse tõhusaks hajutamiseks voolab perifeersetesse kudedesse rohkem verd, mille tulemuseks on soole hüpoksia. Soole epiteelirakud on äärmiselt tundlikud hapniku- ja toitainetepuuduse suhtes, mis veelgi vallandab massilise adenosiintrifosfaadi (ATP) tarbimise, oksüdatiivse stressi ja nitriti stressi. See muudab soolestiku morfoloogilist struktuuri ja läbilaskvust ning lõpuks kahjustab soolebarjääri funktsiooni.

Lisaks vähendab kuumastress oluliselt seedeensüümide aktiivsust, takistades tugevalt seedimist ja toitainete omastamist ning pärssides veelgi sigade kasvu. Veelgi enam, kuumastress muudab endogeensete soolevalkude aminohappelist koostist ja suurendab endogeensete soolevalkude ja aminohapete kadu.

1.2 Mõju soolestiku mikrofloorale

Soolestiku mikrofloora moodustab mikroobse barjääri, mikroökoloogilise süsteemi, mis koosneb sümbiootilistest bakteritest ja peremeesorganismist. Kui selle mikroökosüsteemi stabiilsus on häiritud, on soolestikus olevad oportunistlikud patogeenid kalduvad kehasse tungima.

2. Mõju sigade immuunsüsteemile

Kuumusestress põhjustab sigadel ebanormaalseid immuunvastuseid, nõrgendab oluliselt nende vastupanuvõimet haigustele ning suurendab haigestumust ja suremust.

1. Kuumastress hävitab soolestiku terviklikkust ja suurendab toksiinide läbilaskvust: sea tühisoole transepiteliaalne elektritakistus (TEER) langeb 30%, endotoksiinide tase tõuseb 45%, lipopolüsahhariidi läbilaskvuskoefitsient kahekordistub ja aluselise fosfataasi aktiivsus suureneb. Toksiinide infiltratsioon stimuleerib immuunrakkude paljunemist, kutsub esile põletikureaktsioone ning aktiveerib detoksikatsioonimehhanisme soolestikus ja maksas.

2. Kuumastress häirib immuunsüsteemi talitlust neuroendokriinsüsteemi kaudu. Kõrge temperatuur aktiveerib hüpotalamuse-hüpofüüsi-neerupealiste telge, mis põhjustab kortikotropiini vabastava hormooni ja pro-opiomelanokortiini hüpersekretsiooni. Need hormoonid toimivad erinevatele tsütokiinidele ja immuunrakkudele, häirides organismi immuunsüsteemi.

3. Uuringud on leidnud, et kuumastress pärsib immuunorganite arengut ja kutsub esile immuunrakkude apoptoosi.

3. Mõju sealiha kvaliteedile

Kuumastressi põhjustatud majanduslik kahju seafarmidele tuleneb kahest aspektist: ühelt poolt vähenenud kasvuvõime ja ebanormaalsed immuunvastused ning teiselt poolt häiritud elundite, lihaste ja rasvade ainevahetus. Kuumastress häirib rasvade, süsivesikute ja valkude energiatasakaalu, vähendab mitmete glükolüüsiga seotud metaboolsete ensüümide aktiivsust soolestikus ning sellest tulenevalt halvendab liha kvaliteeti.

3.1 Kuumusestressi mõju lihaste ainevahetusele

Püsiv kõrge temperatuur pärsib lihaste struktuurset ja funktsionaalset arengut, vähendab lihaste metaboolset võimekust, soodustab rakkude apoptoosi ja stressireaktsioone ning seega kahjustab liha kvaliteeti.

Eksperdid uurisid sekveneerimistehnoloogia abil kuumastressi mõju sea longissimus dorsi geeniekspressiooni profiilile ja leidsid, et kuumastress mõjutab peamiselt glükoosi metabolismi, tsütoskeleti struktuuri ja funktsiooni ning stressireaktsiooni lihaskoes.

Morfoloogiliste ja füsioloogiliste omaduste järgi jagunevad lihaskiud I ja II tüüpi. I tüüpi kiud on aeglaselt tõmbuvad oksüdatiivsed punased kiud, samas kui II tüüpi kiud on kiiresti tõmbuvad valged kiud. I tüüpi kiudude osakaal on positiivses korrelatsioonis liha maitsega. Püsiv kõrge temperatuur ja kuumastress suurendavad märkimisväärselt valgete kiudude kogust ja osakaalu, vähendades samal ajal punaste kiudude oma, mis halvendab sealiha kvaliteeti, sealhulgas liha värvust, tilkumiskadu, õrnust, mahlasust ja maitset.

3.2 Kuumastressi mõju rasvade ainevahetusele

Lihasisene rasv on üks võtmeindikaatoreid liha kvaliteedi hindamisel, mis on tihedalt seotud lihaste õrnuse ja maitsega, aga ka liha omadustega nagu lihaste pH, veepidavus ja pehmus. Püsiv kõrge temperatuur vähendab märgatavalt intramuskulaarset rasvasisaldust kasvavate sigade longissimus dorsis ja halvendab liha kvaliteeti.

Kuumusstress muudab rasvkoe ainevahetust: rasvade katabolismiga seotud geenide ekspressioon on alareguleeritud, samas kui rasvade omastamise ja sünteesiga seotud geenid on ülesreguleeritud, mille tulemuseks on liigne rasva ladestumine ja rasvhapete proportsioonide muutumine.