“减抗”策略之“提升抗病力”,荷兰专家为您解读

“动物福利与减抗”项目主要遵循4个策略来减少农场中抗生素的使用,即,改善生物安全、提高抗病力、疾病的早期诊断及精准用药。其中,在“抗病力”策略中,本项目将研究如何通过福利改善以减少应激以及通过营养措施以平衡肠道微生物群来提高动物承受或应对疾病挑战的能力,该课题的欧方部分由荷兰瓦赫宁根大学负责。

健康、福利和生产力决定了动物的适应能力。超越农场动物适应能力的持续或严重的挑战可能损害动物的抗病力,最终导致生理失调和疾病易感性。因而,在动物所面临的挑战以及它们的适应能力之间,应该有适当的平衡。动物的适应能力受其早期生活经验的影响。越来越多的证据表明,围产期的经历可能会对动物后期应对环境挑战的能力造成长期影响。同时,减少当前环境中的挑战可以平衡动物应对环境挑战的能力。

抗病力与适应能力

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动物努力维持体内平衡,以优化生长和繁殖。它们处于各种环境因素中,如环境温度、资源(营养)的限制,这可能威胁体内平衡及最佳生长能力。然而,动物具备一系列的生理系统应对这些环境变化。 “抗病力”可被定义为在受到干扰后恢复正常功能的能力,这由动物生理系统的适应能力决定。如果环境的挑战超出了动物的适应能力,那么动物的抗病力就岌岌可危。同时,超出农场动物适应能力的持续或严重的挑战将损害抗病力,并最终导致行为生理紊乱和疾病易感性。因而,在动物所面临的挑战以及它们的适应能力之间应该有适当的平衡。健康、福利和生产力塑造了动物的适应能力。

早期生活环境对适应能力的影响(产前效应)

动物的适应能力受其早期生活经历的影响。越来越多的证据表明,围产期的经历可能对动物后期应对环境挑战的能力造成长期影响。在鸡出生或孵化之前,环境效应可通过对父母代施加的环境影响而体现出来。在蛋鸡中可以看到代际影响的实例。De Haas等人(2014)研究了母代应激和啄羽对后代的影响,发现高羽毛损伤及高皮质酮水平的母代所繁育的后代在幼年时显示出更严重的啄羽行为。

在肉鸡中也发现了产前效应影响后期抗病力的例子。高孵育温度会增加后期腹水导致的死亡率。腹水是快速肉鸡的一种典型的代谢综合征,因为心血管系统无法满足此类家禽的高代谢率。在孵化后期,蛋壳温度如由37.8℃上升到38.9℃,腹水引致的死亡率由2.8%上升到6.6%。在实际操作中经常存在较高的孵化温度,尤其是在孵化器系统中通风不良的热点区中。更多研究表明,肉鸡的高孵育温度阻碍心脏发育,这可能降低其后期的心血管功能。

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在其它农场动物中也可见产前效应影响后期健康、福利及生产力的实例,例如,猪的味觉学习。仔猪断奶是猪的一个关键过渡期,适应不良表现为应激水平高、营养素摄入低、生长速度慢甚至体重减轻、肠道功能受损及抗生素的大量使用,此外,断奶期的应激可能导致适应不良行为,如咬尾,一旦学会该行为可能导致后期的咬尾爆发。此外,在围产期的味觉学习中,在怀孕和哺乳期,喂养给母猪的食物味道可以通过羊水和奶传递给后代。研究表明,围产期通过母猪饲料受到影响的仔猪,在断奶后的环境中如果依然存在这种味道,断奶前后具有较低的皮质醇反应,断奶后生长和摄食更好,且有较低的腹泻发生率及断奶后的不适应行为。

这些结果都表明产前环境对农场动物后期的抗病力有显著影响。

早期生活环境对适应能力的影响

出生后的环境条件也会对后期的适应能力有影响。比如,在猪鸡出生后,营养独立性的及时形成很重要。

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对于仔猪而言,断奶前摄入的固体食物与断奶期后采食量成正比,因此断奶前刺激采食会对断奶期的过度有益。普遍来讲,在泌乳前期提供补充饲料,仔猪采食量也有很大不同,所以关键在于泌乳期的仔猪如何学习饮食。

1. 为刺激仔猪早期食物摄入,提供可供翻弄的环境富集措施会有效果,这会减少饲喂时对新事物的恐惧,且会改善生长性能,并提高采食量。

2. 饮食信息会快速从母猪传递给仔猪。泌乳期母猪宽松的休息空间可以让仔猪更好地学习进食,减少对新事物的恐惧,并可增加断奶前的生长速度,减少断奶后的破坏行为。当仔猪能够观察,并参与母猪进食的时候,可以刺激泌乳期仔猪的食物摄取。另外,仔猪喜欢与母猪饲料类似味道的饲料及同样的饲槽。

3. 给仔猪提供的补充饲料的颗粒大小也有影响。比起2mm的小颗粒食物,仔猪似乎更喜欢10-12mm的大颗粒食物,这可带来泌乳期更早更多的食物摄入,以及更多的增重。泌乳期食物摄入的多样性也会刺激仔猪的采食。

这些都表明了泌乳期的固体食物摄入会更好地为仔猪断奶关键期做准备,断奶期是仔猪适应能力受到极大挑战的时期。

当前环境的影响

以上例子说明围产期的环境对农场动物的适应性有巨大的影响。然而,动物当前环境也可被优化以改善动物应对环境挑战的能力。

猪是一种机会主义的杂食性动物,这意味着它们在一天中大部分的活动时间里都在探索周围的环境,寻找各种各样的食物。这种典型的觅食行为在商业系统中只能在非常有限的范围内表现出来,猪被安置在相对贫瘠的条件下(只存在食槽和水嘴),没有或几乎没有任何材料可供猪觅食。

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要刺激觅食和探索行为,就需提供富集材料,在以上图片中,稻草作为富集材料,还为小猪提供了围栏,里面有稻草、树枝和泥炭。这些富集材料确实刺激了觅食和探索行为。这些是相对极端的富集形式,并不总是适用于商业农场环境中。

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可应用更多简单的富集形式。例如,在绳子上使用木枝、黄麻袋等。

当然,基本的问题是:刺激探索和觅食行为对于福利、健康和抵御疾病的能力重要吗?实际上,当被无限制地随意喂食时,猪也表现出这种行为,所以它们并非因为饥饿才这样,但似乎猪有一种内在的需求。研究还表明,动物愿意努力去获得富集材料。如果动物必须执行某些任务,才能获得富集材料,它们愿意这样做。

此外,当富集材料缺乏时,如在贫瘠的猪舍中,会出现与应激相关的下丘脑垂体轴的差异,更多的胃壁病变,较少的玩耍行为,另外动物似乎更悲观。所有这些观察都表明,这些动物的压力水平提高了,福利降低了。

此外,没有被提供富集材料的动物表现了重新定向的觅食和探索行为,它们会利用猪圈里的固定装置或其它猪只,因而发生更多的咬尾咬耳及其它操纵行为。

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其实,猪的这种适应不良行为很早就开始了。当猪在哺乳期没有富集材料时,在断奶前后,已经有5%到10%的猪存在小的尾巴咬伤。一旦学会了这种行为,在之后的生活中,当环境条件不理想时,咬尾咬耳爆发的风险就会增加。

此外,富集材料也会减少伤口和感染。研究还表明,减少咬尾和咬耳对动物的生长有积极影响。受咬尾影响的猪只每天少长43克。

那么,如果动物被提供了富集材料,它们对疾病挑战的抵御能力就更强吗?

我们跟踪观察了从出生起就被安置在有稻草、树枝和泥炭的富集环境中的小猪,以及被安置在完全贫瘠的环境中,在饲料槽中只有一个饮水头的小猪。这些动物在断奶后的第14天接受了猪繁殖与呼吸综合征病毒的挑战,8天后,又接受了胸膜肺炎放线杆菌的挑战。这种病毒和细菌的结合被用作多因素肺挑战的模型。结果显示,在贫瘠的猪舍中,有57 .1%的小猪肺部有病变,而在富集的猪舍中,只有7.1%的猪有肺部病变。这清楚地表明,在富集猪舍里的猪更具有抗病力。我们后来重复了这个实验,发现了类似的结果。

本实验还研究了血浆中病毒的清除过程。就在感染病毒的那一刻,在两组中,病毒载量都在急剧增加,但一段时间后,在富集猪舍里的猪,病毒载量下降得更快,这表明在富集猪舍里的猪会更快恢复到正常值。

因此,在富集环境中,实际上满足了猪的觅食的行为需要,这不仅改善了福利,还提高了动物抵御疾病的能力。

总结

动物的健康、福利和生产力取决于动物的适应能力及其面临的挑战的严重程度。动物的早期经历以及当前的生活环境对其适应能力有重要影响,因此,适当的早期准备及有利的环境条件有助于动物在后期面临挑战时保持健康及生产力。

  本文根据瓦赫宁根大学及研究中心的Bas Kemp教授(本项目欧方副主持及课题2主持)Hans Spoolder博士(本项目欧方主持)的论文“提高动物抗病力以在挑战的环境中保持健康、福利及生产力”以及Bas Kemp教授相关演讲整理编辑而成。

  动物福利与减抗项目为国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项及欧盟“地平线2020”项目,所需经费由中国科技部和欧盟委员会资助。本项目联合了中国及欧洲的国家级研究所、知名高校、质检中心、行业协会和龙头企业共22家,实现了产学研强强联合,项目由荷兰瓦赫宁根大学及研究中心、中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所及中国农业国际合作促进会主持。更多项目资讯,请访问项目网站http://healthylivestock.net.cn