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评估动物福利（生理测量）第3单元第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。本单元内容要点福利与生理反应之间的关系应激反应慢性应激与福利如何用应激反应的测量评估福利限制免疫反应神经生物学反应代谢反应第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。动物的体验第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。适应过程动物适应并生存稳态，即维持细胞内部环境。如血液的pH值保持在7.357.45之间应变稳态，大脑现在有新的信息来解释以后的感官输入，使该动物能对未来的事件做出适当反应，是一个更广泛的适应过程。如怀孕和哺乳期间的生理和行为变化。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。回顾：生理反应主要类别：应激反应免疫反应（如白细胞计数）神经生物学反应（如催产素）代谢反应其他，如生殖激素第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。福利与应激反应什么是压力（应激，Stress）？在物理学中：到达碎裂点时作用的压力的量在生物学中：“应激是个体受到超过个体调控范围的环境影响，并产生不良后果，最终降低健康水平。”(Broom&Johnson,2000)威胁=内部的和外部的（统称为应激源,Stressor）如：内部：反刍动物吃下太多精饲料，造成酸中毒外部：兽医靠近动物做检查。稳态，比如血液的pH值第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。应激反应(Mormèdeetal.,2007;Blacheetal.,2011)两大要素：1、自主神经系统自动控制与调节组织及重要器官，包括心脏、血管、肠道、肾脏和膀胱。自主神经系统帮助这些维持生命的组织器官以最佳方式运行。对应激情境反应非常迅速。交感（肾上腺素、去甲肾上腺素）副交感（乙酰胆碱）2、下丘脑—垂体—肾上腺轴（hypothalamo-pituitaryadrenalaxis，HPA轴）第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。交感神经肾上腺髓质(SAM)系统:大脑对事件进行评估，并产生情绪，然后动物做出参与（如打斗、靠近）、不动、或逃跑的反应。这些即时反应由自主神经系统的一部分控制。这部分神经系统称为SAM系统.。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。交感神经肾上腺髓质(SAM)系统:包括：交感神经系统（sympatheticnervoussystem）（由神经系统调控）肾上腺髓质系统（adrenalmedullarysystem）（由激素调控）。SAM系统起源于大脑（在下丘脑中）并使不同机体组织受神经支配，包括：肾上腺髓质（adrenalmedulla）平滑肌（smoothmuscle），如血管中的平滑肌、肠、膀胱的括约肌心肌（cardiacmuscle）交感神经元支配组织内的平滑肌，因此神经元放电作用的目标较为明确。肾上腺髓质则相反：受到神经元刺激时会向血液中释放肾上腺素和去甲肾上腺素，并运输到全身，所以其作用更广泛。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。SAM激活的作用1.心脏窦房结的交感刺激心率加快及心肌收缩强度的增加使心输出量增加2.流向肌肉的血液增加外周血管收缩及脾脏的收缩3.吸入的空气增加呼吸频率的增加及肺部支气管的舒张4.不必要的身体活动会受到抑制小肠平滑肌收缩受到抑制，肠道蠕动就会减慢或停止，消化液的分泌也会如此。唾液分泌也可能会减少或停止。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。SAM激活的作用例如：当狗猫住院治疗时，有些动物可能24小时或更长时间里没有排尿、排便——它们在这方面没有生理问题，而是由于SAM应激反应造成的。给动物体检时，可以检查动物唇部的干燥程度，帮助判断它是否脱水。动物的唇部感觉很干燥，可能只是因为它的大脑把你视作威胁，于是激活了SAM系统，抑制了唾液的分泌。心率和呼吸频率的增加也有可能是这种情况。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。副交感神经系统SAM应激反应的目的：是使动物避开不利状况，或充分利用有利状况（两者都是急性应激源）。通常情况下，应激反应完成时，由副交感神经系统来结束。副交感神经系统:可平衡交感神经肾上腺髓质系统的影响。例如，紧张情况过去后，•通过副交感神经纤维直接支配窦房结，减少心输出量，这会刺激心率下降（心动过缓）•增强肠道蠕动和肠道分泌以恢复消化活动。SAM系统在产生应激反应中起作用，副交感神经系统在结束应激反应中起作用。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。应激反应自主神经系统交感（肾上腺素、去甲肾上腺素)副交感（乙酰胆碱）应激反应的另一部分：下丘脑—垂体—肾上腺（HPA）轴讨论：长期暴露在应激源下，HPA轴和SAM系统中发生的反应如何？第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。（血液循环）大脑将事件评估为威胁或有吸引力时，HPA轴上的链式反应。负反馈第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。皮质醇皮质醇帮助机体应对应激源，可服务于多种功能：面对急性应激，HPA轴负责短期内调动储存的能量，使动物避开或击退威胁，从而生存下来。糖皮质激素刺激肝脏中的糖原分解，并抑制胰岛素的分泌。这可促进糖原分解成葡萄糖，并增加血液中的葡萄糖水平。升高的葡萄糖水平使动物迅速采取行动，处理应激源，如逃跑或打斗。HPA轴通常是个自我调节的系统：糖皮质激素为垂体和下丘脑提供负反馈，从而间接影响到肾上腺。这一系统可在动物的情况改善时对应激反应做出相应调节。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。HPA的特性：测量福利的急性变化HPA轴对福利变化的反应不像SAM系统那么迅速大多数物种暴露在不良事件下在受到刺激2-10分钟内血浆糖皮质激素会升高。交感神经肾上腺髓质的反应几乎是即时的，如心率增加。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。应激反应总结大脑照料动物：最大限度地减少有害的感官输入，从而避免过度激活应激反应。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。W动物一生中的任何事件都能产生应激反应应该是适应的：压力体验不会自动地成为福利关注的内容。压力也可能使动物得到最愉快的积极体验。这种体验能提高动物的生存能力，还能使其避免可能威胁生存的不愉快的消极体验。体验压力是自然反应当动物承受的压力超过其应对能力时，才会成为关注的问题病理长期的、不可避免的不良条件适应不良福利与应激反应第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。福利与慢性应激慢性应激会产生亚病理状态，例如免疫力下降：长期暴露在糖皮质激素中可减少巨噬细胞和单核细胞的生成，并减少循环中的淋巴细胞数量，这使动物更容易感染。例如，牛犊被运到市场，出售期间或出售后与其他牛犊混群运输到新农场。持续几小时暴露在应激源（运输、噪音、混群、新环境）下，使它们更容易感染呼吸道和肠道疾病。高血压：慢性应激可能引起的另一病理变化是高血压。肾上腺扩张：皮质醇和肾上腺素/去甲肾上腺素的分解作用。生长不足：压力的迹象。体重下降：压力的迹象。生育力下降：压力的迹象。胃肠溃疡：皮质醇中可能会导致胃和小肠溃疡，因为皮质醇会使细胞死亡，从而使黏膜层变薄。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。急性应激反应指标实例至少还有40种其他测量，这反映了应激反应由循环（通过皮质醇、肾上腺素和去甲肾上腺素）和分布非常广泛的自主神经系统调节.SAM：交感神经肾上腺髓质系统，HPA：下丘脑—垂体—肾上腺轴。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。慢性应激反应测量的两种方式：对我们照管的动物的慢性应激进行生理测量时，HPA轴通常可比SAM系统提供更有用的测量1.糖皮质激素尿:糖皮质激素随尿液排出，其水平在尿液中不会有剧烈波动。因此，对于许多物种，尿皮质醇能提供最近几小时的压力水平指数。唾液\乳汁:皮质醇还出现在唾液和乳汁中，尿液、乳汁和唾液样品比较容易获得，采样通常无损伤性，这种测量实用性强，在福利上也具有优势。2.ACTH激活持续压力会增加肾上腺皮质对ACTH的反应：因此，注射ACTH后，可能会记录到高于正常水平的血浆皮质醇。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。与福利相关的应激：实例(查阅资料)1：为剪毛捕捉野生骆马2：收容对狗的影响3：野生沙丁鱼的捕捞4：农场动物的去势仔猪奶牛牛犊水牛第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。为剪毛捕捉野生骆马(Arzamendiaetal.,2010)探究了三种捕捉方法：围捕~500只野生骆马使用三种方式人们徒步只用车辆（卡车、自行车）结合：车辆+人们徒步测量的应激反应直接测量（SAM）：心率、温度、呼吸频率血样（HPA和SAM）：葡萄糖、皮质醇、肌酶行为反应：如嘶鸣和打斗研究人员没有测量肾上腺素和去甲肾上腺素。这些标记物的半衰期很短，因此往往在测量之前，其在血样中的水平就已大幅下降。第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。大脑第6单元：评估动物福利(生理测量)《动物福利概念》©世界动物保护协会2014.若未标注图片来源，其版权均为世界动物保护协会所有。为剪毛捕捉野生骆马(Arzamendiaetal.,2010)皮质醇：性别差异雌性：与被人和车辆共同捕捉到的雌性相比，徒步捕捉到的雌性的皮质醇水平较高且嘶鸣更频繁雄性：与被人和车辆共同捕捉到的雄性相比，徒步捕捉到的雄性的皮质醇水平较低皮质醇：圈禁的影响剪毛前后关在畜栏里，这样便于一起安全地释放它们。两种性别的骆马的皮质醇水平在圈禁的头2小时内都有所升高，并在之后的24小时内居高不下。动物的警觉程度与警戒性也一直很高。所有这些反应都表明HPA和SAM系统的激活。肌酸激酶随圈养时间的延长而增加，特别是在雌性中.就有可能产生与压力相关的肌肉炎症（肌病）第6单元：评估动物福利(生