열 스트레스가 돼지의 장 건강, 면역 체계 및 육질에 미치는 영향

돼지는 땀샘이 덜 발달된 동종동물입니다. 주변 온도가 열중립대의 상한선을 초과하면 돼지는 꼬리 물기, 빠른 호흡 및 사료 섭취 감소 등의 열 스트레스를 겪게 됩니다. 이들의 신진대사 및 생리적 기능이 비정상적이어서 성장 성능이 저하됩니다. 즉, 일일 평균 사료 섭취량이 낮아지고 사료-증량 비율이 높아집니다. 면역력이 저하되고, 혈청 내 염증인자 농도가 상승하며, 질병 저항력이 약화되고, 이환율과 사망률이 증가합니다. 근육 및 지방 조직의 대사가 방해를 받아 근육 내 지방이 감소하고 지방 조직에 지방 축적이 증가하여 고기 품질이 저하됩니다. 다양한 성장 단계의 돼지는 주변 온도에 따라 다양한 민감도를 갖습니다.

중국 남부의 여름은 고온다습이 오래 지속됩니다. 이러한 상황에서 양돈농장을 제대로 관리하지 못하면 더위 스트레스로 인한 성장능력 저하, 면역력 약화, 육질 저하 등으로 이어져 양돈산업에 심각한 경제적 손실을 가져올 수 있다. 열 스트레스가 돼지에게 미치는 구체적인 부정적 영향은 다음과 같습니다.

1. 돼지 장 건강에 미치는 영향

열 스트레스의 가장 직관적인 징후는 사료 섭취량과 사료 전환율의 감소입니다. 20~30°C의 온도 범위 내에서 온도가 1°C 상승할 때마다 일일 평균 사료 섭취량과 일일 평균 증가량이 감소하고 사료 섭취량 비율도 높아집니다.

1.1 열 스트레스로 인한 장 점막 손상

열 스트레스를 받으면 돼지의 장내 열 충격 단백질 발현 수준이 상향 조절됩니다. 열을 효율적으로 발산하기 위해 더 많은 혈액이 말초 조직으로 흘러 장내 저산소증을 초래합니다. 장 상피 세포는 산소 및 영양 결핍에 매우 민감하여 아데노신 삼인산(ATP), 산화 스트레스 및 아질산염 스트레스의 대량 소비를 더욱 유발합니다. 이는 장의 형태학적 구조와 투과성을 변화시키고 궁극적으로 장 장벽 기능을 손상시킵니다.

또한, 열 스트레스는 소화 효소의 활성을 크게 감소시켜 소화 및 영양분 흡수를 심각하게 방해하고 돼지의 성장을 더욱 억제합니다. 더욱이, 열 스트레스는 내인성 장 단백질의 아미노산 구성을 변화시키고 내인성 장 단백질과 아미노산의 손실을 증가시킵니다.

1.2 장내 미생물에 미치는 영향

장내 미생물은 공생 박테리아와 숙주로 구성된 미생물 시스템인 미생물 장벽을 형성합니다. 이 미세 생태계의 안정성이 파괴되면 장내 기회감염 병원균이 신체에 침입하기 쉽습니다.

2. 돼지의 면역체계에 미치는 영향

열 스트레스는 돼지의 비정상적인 면역 반응을 유발하여 질병 저항성을 크게 약화시키고 질병률과 사망률을 증가시킵니다.

1. 열 스트레스는 장의 완전성을 파괴하고 독소 투과성을 향상시킵니다. 돼지 공장의 상피 전기 저항(TEER)은 30% 감소하고 내독소 수준은 45% 증가하며 지질다당류의 투과 계수는 두 배로 증가하고 알칼리성 포스파타제 활성은 증가합니다. 독소침투는 면역세포의 증식을 자극하고 염증반응을 유발하며 장과 간의 해독기전을 활성화시킨다.

2. 열 스트레스는 신경내분비계를 통해 면역 기능을 방해합니다. 고온은 시상하부-뇌하수체-부신 축을 활성화시켜 코르티코트로핀 방출 호르몬과 프로오피오멜라노코르틴의 과다분비를 유발합니다. 이 호르몬은 다양한 사이토카인과 면역 세포에 작용하여 신체의 면역 체계를 교란시킵니다.

3. 열 스트레스는 면역 기관의 발달을 억제하고 면역 세포의 세포 사멸을 유도한다는 연구 결과가 있습니다.

3. 돈육 품질에 미치는 영향

열 스트레스로 인해 양돈 농장에 발생하는 경제적 손실은 두 가지 측면에서 비롯됩니다. 한편으로는 성장 성능 저하와 비정상적인 면역 반응, 다른 한편으로는 장기, 근육 및 지방의 대사 장애입니다. 열 스트레스는 지방, 탄수화물, 단백질 사이의 에너지 균형을 교란시키고 장내 해당작용과 관련된 여러 대사 효소의 활성을 감소시켜 결과적으로 육질을 저하시킵니다.

3.1 열 스트레스가 근육 대사에 미치는 영향

지속적인 고온은 근육 구조 및 기능 발달을 억제하고 근육 대사 능력을 감소시키며 세포 사멸 및 스트레스 반응을 촉진하여 육질을 손상시킵니다.

전문가들은 시퀀싱 기술을 통해 열 스트레스가 돼지 긴등근(longissimus dorsi)의 유전자 발현 프로파일에 미치는 영향을 연구한 결과 열 스트레스가 주로 포도당 대사, 세포골격 구조 및 기능, 근육 조직의 스트레스 반응에 영향을 미친다는 사실을 발견했습니다.

형태적, 생리학적 특성에 따라 근섬유는 유형 I과 유형 II로 구분됩니다. 유형 I 섬유는 느린 트위치 산화성 적색 섬유인 반면, 유형 II 섬유는 빠른 트위치 백색 섬유입니다. 유형 I 섬유의 비율은 고기 맛과 양의 상관관계가 있습니다. 지속적인 고온 및 열 스트레스는 흰 섬유의 양과 비율을 크게 증가시키는 반면 붉은 섬유의 양은 감소시켜 육색, 육즙 손실, 부드러움, 육즙 및 향미 등 돼지고기 품질을 저하시킵니다.

3.2 열 스트레스가 지방 대사에 미치는 영향

근육내 지방은 고기 품질을 평가하는 주요 지표 중 하나이며, 근육의 부드러움과 풍미는 물론 근육 pH, 보수력, 부드러움과 같은 고기 특성과도 밀접한 관련이 있습니다. 지속적인 고온은 성장하는 돼지의 등배근의 근육 내 지방 함량을 크게 감소시키고 육질을 저하시킵니다.

열 스트레스는 지방 조직 대사를 변화시킵니다. 지방 이화작용 관련 유전자의 발현은 하향 조절되는 반면, 지방 흡수 및 합성과 관련된 유전자는 상향 조절되어 과도한 지방 축적과 지방산 비율의 변화를 초래합니다.