
温水性鱼类(warm-water fish)在高温水体环境中,可能会出现热应激(heat stress)反应。所谓热应激反应是指养殖鱼类机体无法有效地完成新城代谢过程中的一系列生理反应。当环境温度超过养殖鱼类机体能适应的范围时,导致养殖一类机体的生理机能不足以维持正常的生理活动过程,鱼体呈现各种异常状态,进一步引起养殖鱼类机体的各项生理功能紊乱。
对于高等脊椎动物而言,发生热应激反应的主要表现为,身体大量出汗,导致机体内水分和电解质流失;因为机体散热不足,核心体温上升;又因为血管扩张和血液流向皮肤以散热,大幅度地增加心脏负荷,影响到机体内的酶活性,引起新陈代谢出现异常。
人类机体对热应激反应的常见症状,轻度的热应激反应是出现口渴、疲劳、头晕和恶心等;中度的热应激反应会导致头痛、呕吐和肌肉痉挛等症状,而发生重度热应激反应时,就会引起热射病、中暑,如果此时不能采取及时且正确的应对措施,甚至有可能危及生命。
1养殖鱼类的热应激反应
在高水温的养殖水体环境中,养殖鱼类出现热应激反应是指养殖鱼类机体产生的各种异常生理状态和行为变化,其主要表现状态如下。
1.1生理性变化:(1)代谢速率加快,高水温能加速养殖鱼类的新陈代谢速率,而增加其耗氧量;(2)正常的免疫系统的免疫防御功能遭受到抑制,致使自身免疫防御功能下降,容易遭受到养殖水体中常在病原性生物的侵袭而容易发生各种传染性疾病;(3)氧化应激增强,机体内自由基数量增加,引起正常细胞、组织和器官的损伤;(4)各种激素平衡状态失调,譬如应激性激素如皮质醇(cortisol)水平升高,影响养殖鱼类的生长和繁殖等。
1.2运动行为变化:养殖鱼类对饵料的食欲减退,摄食量减少,影响其生长发育;游泳行为异常,出现游动缓慢或急促等状态的异常游动行为;呼吸频率增加,鳃部活动加快,试图获取更多氧气。
1.3健康出现问题:养殖鱼类在遭受热应激刺激时会引起机体的免疫防御功能下降,容易感染养殖水体中的各种条件致病性生物,如细菌、真菌和各种寄生虫等容易侵入机体,引起各种疾病的发生。这也是每年进入夏天以后,养殖鱼类容易发生各种传染性疾病,且经常能引起很高死亡率出现的缘故。
2避免养殖鱼类热应激反应的措施
为了减少或者避免热应激刺激对温水性养殖鱼类造成的伤害,因为各种环境应激因子对养殖鱼类的应激性刺激,均可能造成养殖鱼类频繁地发生各种传染性疾病,因而对水产养殖业造成巨大的经济损失。因此,控制水产养殖环境和调节养殖鱼类自身的免疫防御功能,是水产养殖业者预防对水产养殖动物产生环境应激性刺激的主要措施。
2.1控制水产养殖环境的措施
水产养殖业者控制和避免养殖鱼类出现热应激反应,可以采取的具体措施有:
(1)调节养殖水温,可以采取向水产养殖水体中引入温度较低的水源水或者采用遮遮蔽阳光的设施,减少或者降低高水温水体对养殖鱼类造成的热应激刺激;
(2)实施养殖水体的水质管理,保持水产养殖水体水质的清新,适当地增加水产养殖水体中增氧机数量,确保水产养殖水体中溶解氧量充足;
(3)加强鱼用饲料的质量管理,调整饲料营养配比,向养殖鱼类提供高能量、易消化的鱼用饲料;
(4)控制养殖鱼类苗种的放养密度,避免过高放养密度,减少拥挤因子(crowding factor)对养殖鱼类造成的应激性刺激;
(5)适宜养殖品种选择,尽量选择对高水温适应性较强的温水性养殖鱼类进行养殖。
总之,热应激反应能对温水性养殖鱼类产生多方面的负面影响,水产养殖业者可以通过控制养殖环境、加强饲料质量管理、控制养殖鱼类苗种合理放养密度和选择养殖鱼类适宜品种等措施,减轻热应激性刺激对养殖鱼类的造成的负面影响,确保养殖鱼类健康生长。
2.2免疫调节养殖鱼类免疫防御系统的抗应激功能
从分类地位较低的无脊椎的养殖虾、蟹类等甲壳动物(crustaceans),到分类地位较高的有脊椎的硬骨鱼类(teleosts),水产养殖对象虽然种类众多,但是,均具有各自独特的免疫系统(immune system)。由免疫器官和组织构成的水产养殖动物免疫系统,共同的特征是能广泛地识别机体中外来的异物,在识别自我与非我的基础上,能对所有外来的具有抗原性(antigenicity)的物质,产生积极的特异性免疫应答(immune response)。
养殖虾、蟹等甲壳动物的免疫系统,能产生天然形成的或诱导产生的各种免疫因子,如模式识别蛋白、凝集素、酚氧化酶原激活系统、溶血素、抗菌肽、热休克蛋白等,这些物质就是应对外源性各种刺激的物质基础。
养殖鱼类与属于无脊椎动物的甲壳动物相比,尤其是硬骨鱼类已经拥有更为完备的免疫系统。鱼类的肾脏(前肾)可以产生红细胞和B淋巴细胞等细胞,是免疫细胞的发源地,相当于哺乳动物的骨髓;当养殖鱼类遭受到抗原性物质刺激后,其头肾和后肾中造血实质细胞出现增生,而且存在抗体产生细胞。脾脏中的各种分化阶段的红血球以及淋巴细胞,表明脾脏是鱼类的主要造血器官。脾脏具有过滤净化血液的功能,血液中的异物可被脾脏中的巨噬细胞(macrophage)捕获、吞噬。粘膜淋巴组织(mucosa-associated lymphoid tissue,MALT)在鱼类体液和细胞免疫中的作用。
养殖鱼类有大量的免疫细胞因子已经被鉴定出来,也是能在受到抗原性物质刺激后,在体内产生相应特异性抗体(antibody)和致敏免疫细胞的变温脊椎动物。养殖鱼类免疫系统的一项重要的生理功能,就是防御各种疾病的发生与危害。现代医学研究成果证明,所有动物99.0%的疾病都是与动物机体內免疫系统功能失调相关的。
对于危害养殖鱼类的一些疾病(譬如病毒性疾病、真菌性疾病以及孢子虫病等),迄今为止尚没有特效药物可以有效地治疗。同时,对于热应激等环境应激因子对养殖鱼类造成的免疫防疫功能低下等影响,也缺乏相应的有效防控措施。但是,广大的水产养殖业者可以充分利用免疫调节剂的特殊功效,通过稳定养殖鱼类自身免疫系统的免疫防御功能,实现避免养殖环境因子的变化对养殖鱼类造成各种环境胁迫(environmental stress),以及通过抑制养殖水体中环境因子的剧烈变化,达到稳定养殖鱼类机体免疫系统的目的。
国内外已经有大量实验与应用实践结果证明,譬如将酵母类免疫多糖作为免疫调节剂,定量添加在养殖鱼类的饲料中,连续或者间歇性投喂养殖鱼类一段时间,通过调节和稳定养殖鱼类自身免疫系统的免疫防御功能,即可达到成功抵御各种传染性致病生物入侵养殖鱼类机体,以及避免环境因子对养殖鱼类造成的强烈应激性刺激的目的。因此,稳定水产养殖环境和调节养殖鱼类自身的免疫防御系统功能,既能预防养殖鱼类各种疾病,也是可以抵御热应激等环境应激性刺激的有效措施与途径。
在我国的主要水产养殖区域,每年入秋后水产养殖水体中理化因子变化频发且变化幅度较大,对养殖鱼类在成的应激性刺激也是比较大的。因此,为了让养殖鱼类平安度过这个时节,科学而高效地利用免疫调节剂,通过调节和稳定养殖鱼类自身免疫系统的免疫防御功能,避免各种传染性疾病的危害,是非常重要的。
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