应激是由于内外环境的改变导致动物机体产生的非特异性反应，主要通过下丘脑-腺垂体-肾上腺皮质轴（HPA）轴、交感-肾上腺髓质轴（SAM）以及肠-脑轴（GBA）3种应激反应通路发挥作用[1]。在运输过程中，动物会受到温度和湿度的变化、饲料和饮水的限制、与其他动物混杂等刺激，此时动物会持续保持一种高度紧张状态，其血液成分、肌肉和皮肤质量、激素、代谢物、酶和体重会发生改变，导致机体内的各组织器官出现不同程度的损伤，从而引起运输应激，导致发病率增加，甚至死亡[2]。在运输过程中，运输时间会对肉牛体重造成影响，运输应激还会造成繁育母牛流产、情期紊乱，种用公畜精子活力下降等问题[3]。本文以运输应激对肉牛造成的危害及预防措施为切入点，阐述运输应激状态下动物的生理调控机制，以期为预防运输应激的后续相关研究提供参考。1运输应激对肉牛的影响1.1运输应激对肉牛神经内分泌激素的影响内分泌系统可以通过机体内多种激素的调节保持内环境的相对恒定，当机体受到应激时，机体内所有组织和器官几乎同时发挥作用，以缓解应激造成的危害[4]。应激导致由肾上腺髓质系统控制的战斗或逃跑反应的启动，遭受急性刺激时，交感-肾上腺-髓质轴（SAM）会激活介导的快速反应，导致从肾上腺髓质到循环中的去甲肾上腺素（NE）和肾上腺素（E）的分泌增加，与特定的膜结合G蛋白受体结合启动细胞内cAMP信号通路，迅速激活细胞反应，这些受体的激活会导致平滑肌和心肌细胞收缩，从而导致血管收缩，血压、心率、心排血量、骨骼肌血流量提高，水钠潴留和葡萄糖水平增加（由于糖原分解和糖异生），脂解、耗氧量增加和产热。此外，SAM激活还可导致一些行为的激活（增强唤醒、警觉性、警惕性、认知、注意力集中和镇痛）[5]。田艳[6]研究表明，运输应激后，大鼠血清NE浓度显著升高，机体发生急性应激反应。当机体受到运输应激时，下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴被特异性激活并发挥作用[7]，下丘脑室旁核（PVN）的大细胞神经元直接投射到垂体后叶，将催产素和血管升压素（AVP）释放至体循环中。小细胞神经分泌细胞将促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）释放至下丘脑毛细血管中，这些毛细血管连接漏斗血管，并到达垂体前叶的第二个毛细血管床，靶向垂体前叶促肾上腺皮质激素细胞刺激促肾上腺皮质激素（ACTH）的释放，随之到达肾上腺皮质的束状带，以激活糖皮质激素的合成和随后的释放来应对应激。皮质醇（COR）是最主要的糖皮质激素之一[8]。ACTH和COR浓度增加是动物（包括肉牛）运输应激反应的重要指标[9]。王子豪等[10]表明，伊犁马血液中COR在运输6 h后含量显著升高。COR的升高可以促进碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢，为身体提供能量，提高牛应对运输应激的能力，但过量皮质醇会加速蛋白质的分解，抑制蛋白质合成，导致体重下降[11]。运输应激会引起儿茶酚胺和皮质醇的大量释放，抑制三碘甲状腺原氨酸（T3）、甲状腺素（T4）的合成释放，同时抑制外周组织5-脱碘酶活性，使T4向T3转换受阻。下丘脑-垂体-甲状腺轴（HPT）轴受到抑制，引起促甲状腺素释放激素（TSH）水平发生变化，减少了甲状腺素的合成与分泌[12]。性情暴躁的肉牛在长途运输后T3、T4水平会降低[13]。Hilal等[14]表明，运输应激后绵羊T3、T4水平会发生显著变化，并与气温和海拔相关。因此，当产生运输应激时，机体会产生相应的调节激素以对抗应激。长时间的运输应激会引起动物内分泌激素水平发生异常，导致体重下降和各组织器官的损伤，甚至死亡。1.2运输应激对肉牛血清生化指标的影响血清生化指标反映了动物机体营养代谢情况和某些器官机能的变化，还可反映机体的免疫功能。运输应激会导致肉牛缺乏能量和免疫系统下降。Idrus等[15]研究表明，牛运输后谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）和肌酸激酶（CK）活性增加，AST、ALT活性的升高反映了运输过程中造成了牛的内脏损伤、肝脏疾病；CK活性增加心肌和骨骼发生损伤，可用于评价肌肉疲劳和损伤。Mao等[11]研究发现，运输后牛血浆葡萄糖和L-乳酸的水平较高。血浆L-乳酸来自高强度运动和与收缩相关的肌糖原分解速率的增加，含量升高表明机体正在经历高强度的应激。运输应激还会导致脂肪分解，血清游离脂肪酸（NEFA）和甘油三酯（TG）的水平提高[16-17]。身体调动脂肪作为能量的主要来源，当机体自身无法满足活动能量需求肝糖原分解耗尽时，脂肪组织就会分解NEFA来充当能源供机体使用。此外，NEFA还可激活核转录因子-κB（NF-κB），刺激促炎症细胞因子白细胞介素-1（IL-1）、白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的释放，肝脏产生急性期蛋白，使机体更好地应对应激[18]。1.3运输应激对牛肉品质及动物福利的影响牛肉品质直接影响消费者的购买欲望，牛肉的大理石纹的丰富程度也是消费者选购优质牛肉的主要依据[19]。pH值、肉色、滴水损失、大理石纹、脂肪颜色等是衡量肉品质的重要指标。通常认为牛肉pH值的正常范围为5.4~5.7，较高的pH值可导致牛肉颜色变深、口感变差。Zhang等[20]研究发现，运输会导致鸡肉pH值、肌肉红度（a*）下降，肌肉糖原含量减少；滴水损失、肌肉亮度（L*）和肌肉乳酸含量增加，从而降低肉品质。酸性肉（低pH值）会增加肌肉蛋白质变性，降低持水力，提高滴水损失[21]。肉质评分（MQ4）是通过消费者对嫩度、多汁、风味和总体喜好的评分得出，可以反映感官评分间的相互关系[22]。Kate等[23]研究发现，屠宰前运输持续时间会影响牛肉的MQ4，休息时间有利于改善运输应激肉牛的饮食质量，血浆CK活性与终末pH值和肌糖原浓度呈负相关，MQ4与循环CK之间的关联在纹状体蛋白中最为明显，急性应激标志物葡萄糖和L-乳酸在屠宰时显著升高。挫伤是判断动物福利的指标之一，动物在运输时，牛在有限的区域会作出强烈的躲避反应，增加摔倒与金属物相撞的可能性以及与其他牛的擦伤风险。当挫伤影响肌肉组织时，受影响的区域在死后处理过程中会被修剪，导致胴体产量减少，并且根据挫伤的位置，可能会使切割物贬值[24]。Mendonça等[25]研究发现，动物性别、行程距离、车辆类型、行程时间、装载密度、处理和设施条件（最佳、可接受和不可接受）以及卸货等待时间均影响肉牛的胴体，其中性别对胴体瘀伤的影响最大，是与胴体部位有关的大多数模型中的第一个变量，雌性胴体在所有地点均表现出较高的瘀伤，运输空间密度超过400 kg/m2会导致更多的瘀伤。因此，动物福利与肉品质在实际生产中直接影响经济效益，在运输动物时应考虑动物的休息时间、动物福利、运输车辆舒适度等因素，全面防控运输后胴体损失，屠宰后pH值过高或过低的现象，以提高整体经济效益。未来应在运输车辆构造对于动物的舒适度以及运输持续时间与休息合适的空间比例进行深入研究，预防运输应激，从而提高肉品质。1.4运输应激对肉牛免疫及抗氧化功能的影响急性期蛋白（APP）的表达维持体内平衡和组织修复，在先天免疫中是机体防御策略的核心组成部分。炎症反应会影响血清蛋白的组成，在稳态和急性期反应（APR）条件下，APP的组成由来自体循环或局部细胞群的调节介质所决定。IL-1β、IL-6和TNF-α是最关键的调节因子[26]。血清淀粉样蛋白A（SAA）与C反应蛋白（CRP）主要在肝脏合成，其在血清中的水平在受到创伤、感染和其他刺激后显著升高。SAA蛋白具有亲脂性，有助于高密度脂蛋白（HDL）和胆固醇的转运，并与特定受体相互作用，通过金属蛋白酶参与组织重塑、动脉粥样硬化的局部组织变化、癌症转移、肺部炎症、母胎健康和肠道生理[27]。许立凡[28]研究发现，运输后的牛血清结合珠蛋白（HP）、SAA、CRP、SAA浓度显著增加。Idrus等[15]研究发现，牛通过长途运输（海运14 d和公路运输330 km）后，α1-酸性糖蛋白（α1-AGP）和SAA值显著增加。Li等[29]研究表明，运输后肉牛血清促炎细胞因子IL-6、TNF-α、IL-1β含量均显著升高，表明运输应激会给机体带来负面影响，肉牛会产生相应免疫应答，从而对机体进行保护，但运输途中各种病原体侵入机体也会导致免疫功能下降。氧化应激是指体内自由基产生急剧增加或清除自由基的能力下降，从而打破了抗氧化-氧化的平衡[30]。动物机体存在2类抗氧化系统：一类是酶抗氧化系统，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）等；另一类是非酶抗氧化系统，包括麦角硫因、维生素C、维生素E、谷胱甘肽、褪黑素、α-硫辛酸、类胡萝卜素、锌、硒等[31]。运输应激也会诱发各种动物的氧化应激，因运输导致的氧化应激影响动物的健康及生产性能。Danyer等[32]研究发现，母羊以80 km/h运输4 h后，血清GSH-Px、SOD活性显著增强。Hosseinian等[33]发现，在运输后6、24、72 h时，与对照组相比，运输应激组鸽子血清中丙二醛（MDA）水平显著升高，总抗氧化能力（T-AOC）显著降低，发生氧化应激。Hu等[2]研究表明，在2 h或6 h运输后，山羊瘤胃中的热休克蛋白27（HSP27）和热休克蛋白70（HSP70）显著增加。HSP27的增加能够保护瘤胃、网膜和乳腺免受运输应激的损害；而HSP70在细胞发育中发挥作用，并保护生物体免受环境压力的影响，热休克蛋白在保护胃部免受运输应激的损害方面发挥着关键作用。Wu等[34]研究发现，运输应激可以改变miRNA的功能和mRNA靶点的表达，利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）分析鉴定短距离运输应激下的Hub miRNAc，结合绿松石模块中Hub基因与miRNAs之间的靶向关系，发现MiR-339a、miR-339b、miR-538成熟株和New-654成熟株均有CD40和ITPKB基因的靶点，CD40是一种特异的B细胞表面标记物，与B细胞向记忆B细胞的分化有关，而ITPKB对幼稚成熟B细胞的生存具有重要的基本功能，表明运输应激下miRNA与牛的免疫反应密切相关。运输过程中动物会接触大量病原体，产生炎症，最终导致免疫功能下降。肉牛发生运输应激时，机体内氧自由基含量发生改变，抗氧化能力受到抑制，导致肉牛发生氧化损伤而影响肉牛机体健康。1.5运输应激对肉牛肠道菌群的影响肠-脑轴（GBA）生理调节途径越来越受到重视，一些特殊类型的菌群可能会增加大脑炎症和活性氧水平，使蛋白质的异常聚集，导致肠道特性和菌群的改变[35]。肠道微生物群的组成在饮食、摄入药物、肠道黏膜、免疫系统和微生物群本身等因素的影响下不断变动。应激条件会减少微生物多样性，并促进特定细菌分类群扩张，导致肠道微生物区系的自然变异会恶化到生物失调的状态[36]。肠道菌群与宿主共生，微生物区系失调可导致机体功能失调和心血管疾病、癌症、呼吸系统疾病等疾病[37]。Deng等[38]研究发现，肉牛运输后，瘤胃杆菌和普雷沃氏杆菌数量均显著减少，提高了瘤胃内乙酸含量，导致运输后生长停滞，糊精和琥珀酸分解弧菌和脂肪分解厌氧弧菌数量减少，影响了瘤胃降解淀粉的能力。Li等[29]研究发现，牛运输后在门水平上拟杆菌门的相对丰度降低，厚壁菌门的相对丰度增加，微生物的代谢产物也发生了变化。贾银海等[39]研究发现，在应激条件下，牛厚壁菌门和拟杆菌门相对丰度均降低，牛在应激期降低了饲料中纤维素和半纤维素的分解，影响其营养物质的消化吸收。因此，运输应激可使肠道菌群会发生显著变化，使微生物多样性降低导致菌群失调。目前肉牛运输应激在肠道菌群方面研究较少，GBA轴在运输应激生理调节机制尚不明确，未来在运输应激方向应加大对GBA轴和肠道菌群相关联的研究。2肉牛运输应激的防控及机理研究2.1维生素和微量元素维生素以及微量元素作为一种抗氧化剂，可通过抗氧化作用改善动物胃肠道完整性，维持电解质平衡，调节血液氯化物水平，从而减轻热应激对肝脏的损伤。维生素E作为一种断链抗氧化剂，可以防止自由基在膜和血浆脂蛋白中的传播，而维生素C具有保护细胞膜、DNA、细胞蛋白和活性氧（ROS）的能力[40]。王晓娜[41]用维生素C、维生素E等制成的饲料添加剂可抑制由运输应激造成的肉牛白细胞（WBC）升高、红细胞（RBC）减少、血红蛋白升高（HGB）现象以及降低了HSP27等，能够有效缓解肉牛运输应激造成的危害。VC、VE与β-葡聚糖合用还可以降低皮质醇和HSP70水平，增加血清氯化物，预防运输应激造成的血液和免疫系统的不良影响[42-43]。但也有研究表明，在运输前10 min注射维生素E后皮质醇水平并没有降低，未能缓解运输应激[32]。因此防止运输应激造成的危害还需要考虑时间、剂量大小等多种因素以及与其他维生素合理配伍使用。Hosseinian等[33]研究发现，运输前3 d和前7 d在水中添加15 g/100 L的维生素C可减少MDA的产生，提高血清总抗氧化能力，预防氧化应激出现。硒（Se）是GSH-Px的组成部分，在抗氧化防御系统中发挥着重要作用，硒可以减轻高精料饮食诱导的氧化应激和细胞凋亡，继而减轻结肠上皮细胞的损伤[44]。Mattioli等[45]表明，在犊牛断奶前7 d和断奶当天连续2次皮下注射铜、锌、硒、锰、VA、VE可以防止总抗氧化状态（TAS）、GPH-Px下降，从而可以增加机体免疫力，维持体重，对断奶犊牛氧化应激具有缓解作用。Bushby等[46]表明，镁可以减少运输压力和改善肉品质，降低血浆、血清、唾液中的皮质醇含量，减少攻击性行为的持续时间等。Han等[47]研究发现，铬作为一种抗氧化剂添加剂，补充有机铬的日粮可以调节脂质代谢，改善肌肉氨基酸和脂肪酸组成、增强肝脏抗氧化能力，提高免疫力，有效预防热应激及运输应激。2.2植物提取物和中草药多酚特点是以苯酚为基本骨架，苯环的多羟基取代可分为酚酸、苯乙酮、苯乙酸、羟基肉桂酸、香豆素、萘醌、氧杂蒽酮和黄酮等，广泛存在于各种植物中。多酚类物质白藜芦醇（3, 5, 4-三羟基二苯乙烯）、姜黄色素（阿魏酰甲烷）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）作为一种新型饲料添加剂，可以加强机体抗氧化能力，改善肉质，提高动物生产性能，缓解应激造成的伤害[48]。张茜等[49]研究表明，添加茶多酚能够提高蛋鸡的抗氧化功能，与中草药复合剂具有协同作用，进而调节肠道菌群，有效缓解热应激。中草药添加剂具有来源天然、安全可靠及经济环保等特点，可以提高机体免疫力及保护组织器官免受伤害，能够预防及治疗各种疾病[50]。刘延鑫等[51]研究发现，从黄芪中提取的黄芪多糖具有提高免疫力、抗氧化功能，可以改善红细胞膜Na+/K+-ATP酶活性以及减少呼吸道和消化道发病率，减缓肉牛运输应激造成的危害。Long等[52]发现，日粮中添加连翘叶提取物（FSE）可以代替抗生素，改善抗氧化水平。马爱霞等[53]研究表明，使用中药方剂“健牛散”可有效缓解肉牛运输后肝胆、肾脏功能，改善贫血，提高肉牛免疫力，缓解运输应激。2.3抗菌药物与益生菌添加剂家畜在长途运输过程中由于长时间的颠簸以及途中环境因素影响，容易感染病原微生物，导致机体免疫力下降，呼吸时容易将病原微生物吸入肺内，造成“烂肺病”。对于巴氏杆菌（多杀性巴氏杆菌）、牛支原体和附红细胞体等混合感染，可以采用泰乐菌素和环丙沙星[54]以及注射盐酸林可大观霉素和麦迪霉素[55]等药物进行治疗。Gladkih等[56]研究表明，猪运输应激后使用头孢类药物（PigStim-C）和大环内酯类药物（PigStim-M）可以使发病率下降，并且PigStim-C偏向于预防呼吸系统疾病发生，PigStim-M偏向于预防消化系统疾病发生。张柏林等[57]研究发现，在饲粮添加0.12%的一水肌酸（CMH）能够有效抑制鸡肌肉糖酵解进程，对肉品质具有改善作用。日粮中添加胍基乙酸（GAA）还可提高肉鸡肌肉中铬和磷肌酸（PC）的含量，改善能量代谢状态，延缓屠宰前运输3 h厌氧糖酵解，从而改善肉品质[58]。Cui等[59]研究表明，紫花苜蓿皂苷提取物能提高过氧化氢诱导的细胞活力，提高抗氧化酶活性，降低乳酸脱氢酶（LDH）活性和MDA含量，通过MAPK信号通路抑制氧化应激诱导的细胞线粒体凋亡，防止发生氧化应激。肠道屏障是一个复杂的形态-功能机制，涉及肠道微生物屏障和黏液、胃肠道运动和分泌、上皮屏障以及免疫（先天和适应性）、肠道血管和肝脏屏障。在健康或疾病条件下，营养物质、肠道微生物群与肠道屏障之间存在着密切的相互作用[60]。益生菌可以调节肠道菌群的组成、维持肠上皮屏障、抑制病原体黏附在肠道表面，从而提高宿主免疫力，治疗某些疾病[61]。Tarnecki等[62]研究表明，添加混合芽孢杆菌可以增强免疫力，加速胃肠道发育，提高运输后存活率和抗病率。Liu等[63]研究发现，运输应激也会引起炎症，从而损害肠道黏膜完整性，饲喂膳食喷雾干燥血浆（SDP）可使小肠绒毛高度、绒毛宽度、绒毛面积、绒毛高度/隐窝深度的比值提高，小肠隐窝深度降低，杯状细胞数增加，具有抗炎和改善肠道屏障功能的作用，缓解运输应激。2.4物理措施车辆设计对动物运输至关重要，运输车辆不应完全封闭，因为缺乏通风会造成过度的压力，甚至窒息。在寒冷条件下，冷应激可导致体重下降和运输中的死亡。聚苯乙烯是常用的保温材料[64]。在冬季，可以改变拖车的聚苯乙烯保温层和保温地板加强热性能以减少热量损失[65]。车厢大小应针对动物的具体数量进行调整，防止动物过度拥挤发生摔倒以及互相踩踏，车辆内的地板可铺设麦秸秆、玉米秸秆等，降低动物粪便尿液的散布，防止由于运输中滑倒等问题[66]。范沿沿[67]将肉牛专用运输车安装通风换气、自动伸缩顶蓬、饲喂门和饮水系统、内护栏、内隔栏、防滑的橡胶底板后，通过技术经济分析表明，研制的肉牛专用运输车具有很好的经济效益。辛春艳[68]研究表明，肉牛专用运输车装载的垂直升降尾板、半封闭车厢、分层和护栏、橡胶地板、温度监控探头设施实现了方便装卸、遮风挡雨、不拴系双层运输、地板防滑、温度监控的目的，降低了运输造成的体重损失和消化道疾病，缓解了运输应激，并且与普通运输车相比，每头牛收益提高了207.4元。3展望运输应激会影响肉牛的神经内分泌、生化指标、免疫功能、抗氧化功能及肠道菌群等。每年由于运输应激死亡的肉牛较多，极大影响着经济效益，因此预防运输应激逐渐成为目前研究的重点。未来应从中草药代替抗生素方面切入研究，中草药具有调节肠胃菌群、药物残留低、价格低廉等优点，但由于中草药在预防运输应激的使用量大迟迟未被市场引用，其具体调节机理还需进行深入探明，未来应从中草药代替抗生素方面切入研究，结合实际效益以减少运输应激对肉牛造成的危害。