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水产动物保活运输中环境胁迫应激及生理调控机制的研究进展

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  保活运输是保证水产动物鲜活出售的重要方法,但在保活运输过程中水产动物易受环境影响导致机体产生不适,因此,对于保活运输最大的挑战是减小外界环境胁迫因素所引起的水产动物应激反应。

  

  近年来,研究人员一直致力于研究水产动物保活运输过程中的应激反应及产生机制,以及应激反应对其免疫系统的影响,进而采取行之有效的应激安抚方案。因此,上海海洋大学食品学院,食品科学与工程国家级实验教学示范中心,上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心的谢 晶、王 琪通过分析水产动物保活运输过程中不同胁迫因素交互影响所引起的水产动物应激程度及生理和健康情况的变化,为缓解保活运输中水产动物胁迫应激反应、探究有效的应激安抚方案、提高水产动物运输存活率等相关研究提供参考。

  1、环境胁迫因素

  组织缺氧胁迫

  组织缺氧胁在水产动物长距离保活运输过程中需要提供充足的氧气,否则供氧不足会引起组织缺氧胁迫应激。该胁迫会影响水产动物很多重要的生理和生化过程,导致水产动物组织形态结构、耗氧率、呼吸代谢、个体行为以及免疫应答等多方面发生改变,影响机体各个系统发挥正常功能。水产动物在保活运输中若长期暴露于缺氧胁迫环境中会加速其肝脏的氧化应激且严重损害其免疫系统,甚至可能会直接造成水产动物死亡。因此,在水产动物保活运输前,可适当喂养碳水化合物和脂肪含量较高的鱼饵,以减缓外界环境改变所引起的应激反应。

  酸碱及氨氮胁迫

  pH值、氨氮含量是衡量水质好坏的重要指标,在保活运输过程中异常的pH值和氨氮含量会对水产动物的生理状况及抗病能力有显著影响。氨对水产动物有毒,大部分水产动物虽然对氨有一定的耐受性,但是随着氨氮胁迫时间的延长和强度的增加,过高或过低pH值的水环境都会影响水产动物的能量代谢、免疫指标、组织器官以及存活率等。因此,在水产动物保活运输过程中应实时监测水中的氨氮比和pH值,实时优化水质是保证水产动物运输存活率的关键。

  盐浓度及温度胁迫

  在水产动物保活运输过程中,温度和盐浓度是诱发运输应激的主要应激源。由于不同水产动物之间具有差异性,都有其各自最适宜的生存温度和盐浓度,过高或过低的温度、盐浓度会引发鱼体应激反应和一系列的生理变化,影响水产动物代谢反应速率、使体内环境失衡、免疫功能和抗损伤能力下降甚至出现死亡。一般通过测定鱼体血清中皮质醇、血糖含量变化来评价鱼体发生应激反应的程度,进而评价鱼类生理的健康状况。目前,对于水产品有水保活运输中温度或盐浓度的单因素实验已有大量研究,但温度和盐浓度两个因素对水产品交互影响的研究相对较少。

  密度胁迫

  适宜的运输密度既可以保证运输质量又可以降低运输成本,虽然高密度运输可以提高水体的利用率,但会加快氧气的消耗和二氧化碳的生成,且在保活运输过程中由于个体拥挤碰撞会造成机体损伤,而引起的水产生物应激反应会影响其生理状况和免疫防御功能,使其不能维持正常的生理状态。目前关于密度胁迫的研究主要集中在对水产动物血液生理生化、生理代谢和免疫系统等方面的影响。而对于密度胁迫中水产动物能量代谢的生理调控机制以及导致免疫力降低的具体原因还有待进一步研究。

  机械损伤胁迫

  水产动物在保活运输中的机械损伤胁迫应激包括搬运、噪音、振动以及运输过程中个体之间相互碰撞导致机体产生的一系列胁迫反应。如在鱼类保活运输过程中由于鳞片和黏液的物理磨损可能会降低鱼对环境胁迫的耐受力、免疫性能和抗疾病能力,从而降低水产动物的品质和运输存活率。一般通过机体内血液生理生化指标的变化来评定水产动物保活运输中机械损伤胁迫所带来的影响。因此,为减缓机械损伤胁迫所造成的应激反应,确定适宜的运输密度、优化保活运输设备极其重要。

  2、环境胁迫诱导的生理调控机制

  Piekering把鱼类对环境胁迫所引起应激反应的适应性分为三级:一级反应为鱼体内释放激素之后机体作出不同程度的反应,包括血清皮质醇水平的变化(如皮质醇和肾上腺素上升),属神经内分泌反应;二级反应是由于神经内分泌反应引起的蛋白质表达变化,如热休克蛋白(HSPs)、呼吸系统、能量代谢及水盐平衡等血液生理生化参数和免疫调节的变化;三级反应是在二级反应的基础上机体逐渐适应胁迫应激,或发生轻度应激反应后即完成保活运输,此时机体通过自身调节其各项生理指标逐渐恢复正常,或随着胁迫持续时间的延长鱼类出现行为变化、代谢系统紊乱、抗病力和免疫能力降低等反应。水产动物保活运输中的环境应激反应机制十分复杂,一般机体通过神经-内分泌途径抵御环境胁迫导致的不利影响从而维持机体的稳态;水产动物的应激反应主要涉及体内神经内分泌、代谢和免疫等系统的调节,量化评价应激程度的指标主要有神经内分泌系统与血液生理生化指标、免疫系统与应激蛋白、细胞凋亡与组织损伤。

  结 语

  导致水产动物产生应激反应的环境胁迫因素有多种,不同种类、不同程度、不同持续时间的胁迫可能会给水产动物带来不同时程度的应激反应和机体损伤,但目前基于多种环境胁迫因子交互作用下的代谢特性变化规律以及水产品胁迫后的生理调控机制和安抚的研究相对较少。同时,在水产动物保活运输中,也需要注重改善运输环境;此外,还应该开发针对不同种类水产品的皮质醇受体阻断剂以及抗应激免疫增强剂,在确保水产动物减少应激危害、增强机体免疫性能和降低发病率的同时,更要注重添加物在水产动物体内的无残留研究,保证其从池塘到餐桌过程中的品质与安全。

  本文《水产动物保活运输中环境胁迫应激及生理调控机制的研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷1期319-325页,作者:谢晶,王琪。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200201-002。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

  近期研究热点

  修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅

  图片来源于摄图网及文章原文

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