动物应激与免疫的关系
虽然对动物应激的研究已有几十年，但对于应激的概念及其应用却一直存在误区，致使人们对应激研究的结果不能进行准确解释。本文对应激的概念、应激的一般反应及应激的机理等几个方面进行了讨论，并着重讨论动物应激与免疫和代谢的关系，希望能对应激理论有更深入更到位的理解。当然，在畜牧业研究中更加关注的是应激带来的危害，并努力寻找解决的办法，这对动物的实际养殖生产和动物的福利有重要的意义。
1、 应激的概念
战斗——逃跑反应
首先是行为上的反应。有些应激会通过动物自身行为的调节而消失，例如，当体内温度升高时，动物会找荫凉的地方躲避。动物的行为反应是最经济的躲避应激的反应，但当动物的行动受到限制时，行为反应就失去其作用，这种情况在现代化规模养殖条件下尤为明显，这也是我们较为关注集约化养殖中的应激问题的一个原因。
应激反应的第二道防线就是植物性神经系统。应激时植物性神经系统作用于心血管系统、胃肠道系统、外分泌腺及肾上腺髓质，使动物的心率、血压、胃肠道活动等发生改变。
另一类重要的应激反应是神经内分泌系统的反应。应激时机体神经内分泌变化主要以交感神经肾上腺髓质系统和下丘脑——垂体——肾上腺皮质系统(HPA)反应为主。神经内分泌系统是应激改变机体生物学功能的关键。
最后是免疫系统的反应。长期的应激会造成免疫能力的减退，免疫细胞的减少，从而使动物抗病能力下降，造成动物患病。因此，减少不必要的动物应激，可以从另一方面提高动物抗病的能力。
机体应对寄生虫的免疫反应
1、 应激的概念
1.1经典的应激(Stress)概念
1936年Hans Selye第一次提出应激(Stress)一词，此后，这个词便在世界范围内被广泛采用。Hans Selye将应激描述为机体对外界或内部各种非常刺激所产生的非特异性应答反应的总和，是机体正在经历的一些阶段：第一阶段是机体对应激原的反应：警觉或动员。如果应激继续，机体进入第二阶段：抵抗或适应。如果稳态没有恢复，则机体进入第三阶段也是最后阶段：衰竭，表现为器官和组织受损，免疫系统受到抑制，与应激有关的疾病出现，最终有可能死亡。他把以上应激发展的整个过程及最终结果称作全身适应性综合症(General adapatation syndrome，GAS)。另一个对应激学说发展有极大影响的人是Walter B.Cannon。Cannon以研究交感神经一肾上腺髓质系统而闻名，他发展了稳态的概念，并诠释了紧急状况下的战斗——逃跑反应(Fight-Flight)。
1936年Hans Selye第一次提出应激(Stress)一词，此后，这个词便在世界范围内被广泛采用。Hans Selye将应激描述为机体对外界或内部各种非常刺激所产生的非特异性应答反应的总和，是机体正在经历的一些阶段：第一阶段是机体对应激原的反应：警觉或动员。如果应激继续，机体进入第二阶段：抵抗或适应。如果稳态没有恢复，则机体进入第三阶段也是最后阶段：衰竭，表现为器官和组织受损，免疫系统受到抑制，与应激有关的疾病出现，最终有可能死亡。他把以上应激发展的整个过程及最终结果称作全身适应性综合症(General adapatation syndrome，GAS)。另一个对应激学说发展有极大影响的人是Walter B.Cannon。Cannon以研究交感神经一肾上腺髓质系统而闻名，他发展了稳态的概念，并诠释了紧急状况下的战斗——逃跑反应(Fight-Flight)。
1.2应激(AIIostasis)和应激负荷(AIIostatic load)
应激最早由Sterling于1988年提出来，其内容在随后的几年得到发展和完善，并逐渐被大多数人所接受。发展后的“应激”主要内容是：机体通过变化积极维持稳态的适应过程，即从原先的平衡状态达到新平衡状态的过程，机体的这种适应过程就叫做应激(Allostasis)，国内也有人把它译做“稳态应变”。与应激对应的另一术语是应激负荷。参与应激调控的物质被称作应激调节因子(Mediators of allostasis)，如肾上腺激素、神经递质或细胞因子等。在应激(Allostasis)过程中这些调节因子释放过多或不能被有效调动就会对机体造成伤害，造成的伤害被称作应激负荷，可以理解为损耗和损伤的积累。Kortea于2005年曾用一个生动的比喻来解释应激和应激负荷：就像消防队员用水救火，这是一个理想的灭火方法，但如果用水过量或水不够用，就会造成危害。
从对应激新的解释我们可以明确应激对机体的积极意义，机体在其生命过程中，总是在不断经受着应激，从一个稳态向另一个稳态转变，这也是生物进化的必要过程。
2 、应激反应的模式从对应激新的解释我们可以明确应激对机体的积极意义，机体在其生命过程中，总是在不断经受着应激，从一个稳态向另一个稳态转变，这也是生物进化的必要过程。
经过几十年的研究，人们对应激的一般生物学反应有了较为清楚的认识。包括人类在内的动物在遭遇到应激原后，首先由中枢神经系统识别刺激，然后组织发起一系列的生物学反应进行防御：包括行为反应、植物性神经系统、神经内分泌系统以及免疫系统等方面的反应。
首先是行为上的反应。有些应激会通过动物自身行为的调节而消失，例如，当体内温度升高时，动物会找荫凉的地方躲避。动物的行为反应是最经济的躲避应激的反应，但当动物的行动受到限制时，行为反应就失去其作用，这种情况在现代化规模养殖条件下尤为明显，这也是我们较为关注集约化养殖中的应激问题的一个原因。
应激反应的第二道防线就是植物性神经系统。应激时植物性神经系统作用于心血管系统、胃肠道系统、外分泌腺及肾上腺髓质，使动物的心率、血压、胃肠道活动等发生改变。
另一类重要的应激反应是神经内分泌系统的反应。应激时机体神经内分泌变化主要以交感神经肾上腺髓质系统和下丘脑——垂体——肾上腺皮质系统(HPA)反应为主。神经内分泌系统是应激改变机体生物学功能的关键。
最后是免疫系统的反应。长期的应激会造成免疫能力的减退，免疫细胞的减少，从而使动物抗病能力下降，造成动物患病。因此，减少不必要的动物应激，可以从另一方面提高动物抗病的能力。
3、 应激与免疫和代谢的关系
应激反应的后果是机体的生物学功能受到损伤，如生长繁殖下降、机体免疫力下降等。当动物遭遇某种应激时，如果体内的储备无法满足应激反应的需要，机体就会调用本来应该用于其他生物功能的储备，当这些物质被大量调用后，其正常生理功能就会受到损伤。以下将从应激与免疫以及应激与代谢这两个方面来讨论应激反应引起机体生物学功能发生改变的机理。
3.1应激与免疫系统
3.1.1免疫系统的应激反应
应激状态下，细胞免疫和体液免疫出现不同的变化。糖皮质激素升高会引起Th1／Th2的偏移，从细胞免疫向体液免疫偏移。Th1反应抵抗感染(病毒、肺结核等)及肿瘤，Th2反应抵抗胃肠道如肠虫的侵害。糖皮质激素通过GRs或抗原递呈细胞(APCs)抑制Th1和IL-2的主要产物。与Th1有关的细胞因子[如IL-1、血清干扰素-γ(IFN-γ)]刺激与Th2有关的细胞因子(如IL-4)提高了体液免疫机能。同时，肾上腺髓质释放的儿茶酚胺促进在APCs和Th1水平上的Th2转换。这种机制可防止细胞免疫过度，防止巨嗜细胞和Th1细胞对组织的破坏作用。
应激时HPA轴激活导致糖皮质激素释放，通过GRs迅速降低血液中胸腺依赖性细胞、单核细胞及NK细胞。但这不是因为免疫抑制的原因，而是白细胞再分布的结果。例如，白细胞转向“战斗”状态，由血液转向皮肤、淋巴结等。一旦免疫细胞开始进人这些组织，其他因素就会作为局部调节物介入，如IFN-γ，调控随后的免疫功能。糖皮质激素诱导单核细胞IFN-γ受体合成，IFN-γ能诱导抗原递呈细胞、内皮细胞附着分子、巨嗜细胞、白细胞附着分子的表达。机体在察觉急性威胁后，上述介质释放，准备潜在的免疫激发，如受伤或感染。外周释放的细胞因子通过作用于感染部位的传人神经到达大脑，进而引起其他全身性的机体防御反应。
3.1应激与免疫系统
3.1.1免疫系统的应激反应
应激状态下，细胞免疫和体液免疫出现不同的变化。糖皮质激素升高会引起Th1／Th2的偏移，从细胞免疫向体液免疫偏移。Th1反应抵抗感染(病毒、肺结核等)及肿瘤，Th2反应抵抗胃肠道如肠虫的侵害。糖皮质激素通过GRs或抗原递呈细胞(APCs)抑制Th1和IL-2的主要产物。与Th1有关的细胞因子[如IL-1、血清干扰素-γ(IFN-γ)]刺激与Th2有关的细胞因子(如IL-4)提高了体液免疫机能。同时，肾上腺髓质释放的儿茶酚胺促进在APCs和Th1水平上的Th2转换。这种机制可防止细胞免疫过度，防止巨嗜细胞和Th1细胞对组织的破坏作用。
应激时HPA轴激活导致糖皮质激素释放，通过GRs迅速降低血液中胸腺依赖性细胞、单核细胞及NK细胞。但这不是因为免疫抑制的原因，而是白细胞再分布的结果。例如，白细胞转向“战斗”状态，由血液转向皮肤、淋巴结等。一旦免疫细胞开始进人这些组织，其他因素就会作为局部调节物介入，如IFN-γ，调控随后的免疫功能。糖皮质激素诱导单核细胞IFN-γ受体合成，IFN-γ能诱导抗原递呈细胞、内皮细胞附着分子、巨嗜细胞、白细胞附着分子的表达。机体在察觉急性威胁后，上述介质释放，准备潜在的免疫激发，如受伤或感染。外周释放的细胞因子通过作用于感染部位的传人神经到达大脑，进而引起其他全身性的机体防御反应。
机体应对寄生虫的免疫反应
3.2应激的代谢反应
在应激状态下，机体对能量的需求增加。在一些温和性应激条件下，动物能够通过增加采食量获得额外的能量。但在大多数应激条件下，动物的采食量降低，迫使体内养分发生重分配，能量的供应由生产(如生长、泌乳等)转向生存，同时体组织积极分解以提供应激所需的能量物质和氨基酸。
3.2.1应激反应中组织利用养分的优先性
Hammond提出了机体利用养分的优先次序：神经系统>内脏器官>骨骼>肌肉组织>脂肪组织。Elsasser等将此模型进一步完善，将免疫和淋巴组织引入，免疫细胞在优先次序中仅次于神经组织。这表明了免疫系统在应激时被较早激发并对动物的生存有非常重要的影响。
Hammond提出的养分分配方案在应激中发生改变。有人认为在应激时上述的养分利用发生逆转，应激时脂肪组织是提供能量的第一个来源，这其实是不正确的。事实上，肝脏和骨骼肌在应激时首先被动员，作为提供能源的重要底物。脂肪组织由于其特殊的生理功能，其生长的优先性有一定弹性，在某现情况下，如冬眠、泌乳等，脂肪组织生长的优先性被提高。近年来对脂肪组织的作用又有了新的认识。Heiman等提出脂肪组织具有类似激素及细胞因子的作用，能表现出类胰岛素生长因子-I(IGF-I)、瘦素和TNF-α(Morin等，1998)的作用。所以应激时脂肪的代谢也有可能是机体调节应激的一种机制。
Hammond提出的养分分配方案在应激中发生改变。有人认为在应激时上述的养分利用发生逆转，应激时脂肪组织是提供能量的第一个来源，这其实是不正确的。事实上，肝脏和骨骼肌在应激时首先被动员，作为提供能源的重要底物。脂肪组织由于其特殊的生理功能，其生长的优先性有一定弹性，在某现情况下，如冬眠、泌乳等，脂肪组织生长的优先性被提高。近年来对脂肪组织的作用又有了新的认识。Heiman等提出脂肪组织具有类似激素及细胞因子的作用，能表现出类胰岛素生长因子-I(IGF-I)、瘦素和TNF-α(Morin等，1998)的作用。所以应激时脂肪的代谢也有可能是机体调节应激的一种机制。
3.2.2 内分泌——免疫调节
应激时代谢的改变受激素和细胞因子的调节。肝脏和骨骼肌在应激反应时首先响应，通过激素(胰高血糖素和儿茶酚胺)调节的糖原降解提供葡萄糖；其次，其他组织如脂肪组织动员以脂肪酸的形式提供能源物质。应激时免疫系统的激发是用来清除来自机体内部的威胁，同时传递出降低代谢而有助生存的信息。这些信息源自巨噬细胞、嗜中性粒细胞和淋巴细胞，并包括具有全身活性的细胞因子IL-1、IL-6、TNF-α和干扰素-γ。
激素和细胞因子通过改变靶器官的局部血流模式(控制血管的舒缩)，改变细胞内的氧化还原状态来调节组织对养分的利用，进而引起组织功能的变化。
激素和细胞因子通过改变靶器官的局部血流模式(控制血管的舒缩)，改变细胞内的氧化还原状态来调节组织对养分的利用，进而引起组织功能的变化。
神经内——分泌系统——免疫系统的联系
4 、小结
4 、小结
应激研究经过80余年的研究，已经形成了一套完善的体系，应激神经内分泌系统、免疫系统以及机体代谢的各项研究也在不断深入，随着人们了解应激对机体产生的反应越来越透彻，在动物养殖过程中，就会采取各项措施，来避免有害应激对机体产生的不良影响，提高动物免疫力，减少动物疾病的发生率，提高动物福利。
参考资料： 卢庆萍,张宏福.动物应激研究的理论基础[A].王健.第二届中国畜牧论坛论文集[C].北京：中国农业出版社,2005.734.
