运输应激是指动物在运输过程中受到各种外界因素影响,包括拥挤、温度、噪音和运动等,使机体表现压力反应、运输疲劳、免疫功能和生产性能下降等症状,严重者将导致死亡。运输应激也会影响肠道健康,但具体分子机制目前尚不完全清楚。已有研究表明下丘脑-垂体-肾上腺轴通过分泌糖皮质激素,促进血糖升高参与应激反应。此外,作为最大的外周神经系统的肠神经系统,能够接受大脑的多种复杂信号,由多种表型的神经元和胶质细胞组成,其中一氧化氮合成酶(NOS)阳性神经元是肠肌间神经丛中的一类NOS神经元,并表达内皮型(eNOS)、神经元型(nNOS)和诱导型(iNOS)等多种NOS。NOS通过以L-精氨酸作为底物催化生成NO,NO作为一种抑制性神经递质和第二信使,可舒张胃肠平滑肌,调节肠道血液循环,同时也参与调节免疫和炎症反应,在维持黏膜完整性中发挥重要作用。
这就提示我们,动物在运输应激的情况下,肠道nNOS/NO的表达可能会受到影响,进而调节肠道功能。中国农业大学马云飞副教授及其研究团队利用恒温摇床模拟运输应激大鼠模型,探究运输压力对大鼠免疫机能,以及肠道组织形态结构的影响,并进一步揭示 nNOS/NO肠道神经信号参与运输应激引起肠道损伤的分子机制。
研究发现,应激一天组中大鼠血糖升高,淋巴细胞减少。此外,与应激三天组相比,应激一天组肠道形态结构被破坏更为严重。然而值得注意的是,虽然与应激一天组相比,应激三天组肠道形态损伤有所减轻,但在这一期间nNOS表达和在肠道肌间神经丛中的NOS阳性神经元的数量持续减少,并在应激第三天组中表达水平达到最低。另外,考虑到大鼠中不同肠段在机体中发挥不同的生理学功能,作者进一步探究运输应激对十二指肠、空肠、结肠的影响,结果发现运输应激对大鼠的结肠组织损伤较轻。本研究揭示动物在受到运输应激的刺激下,肠神经系统被激活,并启动肠脑信号传递共同影响肠道稳态。
在这项研究中揭示了运输应激诱导肠道损伤,并阐明了NOS阳性神经元和nNOS表达的减少参与调节这一过程的潜在机制。因此,通过调节nNOS表达水平可能是缓解运输应激诱发肠道损伤的有效治疗手段,未来可以采取一些措施,如使用nNOS激动剂、添加有益菌群、控制运输距离和时间等,提高动物免疫力,促进肠道健康,增强肉类质量和安全性,从而有效提升畜牧生产的经济效益。
该研究已于2023年发表在《农业科学与工程前沿》杂志上,DOI: 10.15302/J-FASE-2022469。
Journal
Frontiers of Agricultural Science and Engineering
Method of Research
Experimental study
Subject of Research
Animals
Article Title
EFFECTS OF TRANSPORT STRESS ON THE INTESTINES INVOLVING NEURONAL NITRIC OXIDE SYNTHASE
Article Publication Date
13-Jun-2023