寒冷作为应激原的一种，会影响北方养殖产业经济效益，如何提高畜禽抵抗寒冷环境的能力，减小寒冷应激对生产性能的影响，是北方养殖业面临的一大问题。1冷应激的概念应激是动物机体对外界或体内的各种刺激所做出的非特异性应答反应的总和[1]。动物应激涉及的生理机制细微复杂，受到应激的动物需要动员几乎全身的组织和器官来维持机体稳态。冷应激是由频率变化较大、持续时间较长或作用时间短，但十分剧烈的寒冷刺激引起的机体一系列反应。冷应激涉及机体的绝大多数组织器官，短期内由外到内表现为体温下降、皮肤充血、肌紧张消失、免疫器官形态的改变等；随着时间推移会出现全身生长停滞和乳汁分泌停止等现象。根据应激时间的长短，可以分急性冷应激（动物因寒冷环境持续时间在1 d以内而产生的冷应激）和慢性冷应激（动物因寒冷环境持续时间超过1 d而产生的冷应激）两种[2]。冷应激反应可以分为3个阶段。第一阶段作为机体对应激的早期反应，称为惊恐反应或动员阶段。第一阶段持续时间较短，动物因为惊恐使机体做出的一系列反应。当动物机体可以克服应激原的刺激，能够适应应激原的刺激时便是第二阶段，称为抵抗或者适应阶段。第三阶段的表现和惊恐反应阶段类似，称为衰竭阶段。但是此时机体的反应程度是骤增的，身体机能开始出现紊乱，免疫器官容易受到损伤，严重时开始出现衰竭，进而造成动物死亡[3]。2冷应激对动物的影响2.1冷应激对动物神经系统的影响在冷应激的作用下，动物机体会通过神经内分泌系统动员大部分组织和器官来增加产热，减少散热，以维持内环境的稳定状态，是由神经内分泌起主导作用的机体整合调节，几乎覆盖全身的组织器官，原理较为复杂[4]。冷应激环境下的稳态调节是机体交感－肾上腺髓质系统（SAM）、下丘脑－腺垂体－肾上腺皮质系统（HPA）、下丘脑－腺垂体－甲状腺系统（HPT）配合一些冷应激相关激素的作用共同实现的。2.2冷应激对动物血清生化指标的影响血液贯穿全身，是机体营养物质与代谢产物的搬运工，对维持机体内环境的稳态起重要作用。血液中存在众多的激素，如甲状腺原氨酸（T3和T4）、糖皮质激素（GC）和促肾上腺皮质激素（ACTH）等。上述激素水平随着内环境的稳态的改变而发生变化，结合冷应激条件下的神经调节机制，可以通过能够间接反映冷应激程度的激素水平的变化，来评估冷应激程度[5]。血清中甘油三酯、胆固醇等指标可以直接反应脂肪在动物体内的代谢情况；尿素氮（BUN）含量反映动物机体对蛋白质和氨基酸的利用程度；血清总蛋白含量则可以从侧面反映机体的免疫及营养状况[6]。胆固醇参与维持细胞膜功能，使细胞膜具有一定的稳定性，也是维持动物体健康的重要物质之一。汪骁轩等[7]研究表明，将约34 kg的阿勒泰羊、杂交羊和断尾羊分别在两个温度范围内（-25~0 ℃和15~20 ℃）饲养，阿勒泰羊和杂交羊在冷应激后胆固醇含量显著升高。陈浩等[8]研究表明，冬季低温环境时蒙古母牛产生冷应激，HPA轴和HPT轴被激活，与非应激期相比，冷应激状态下蒙古母牛血液中的T3、T4、ACTH和生长激素（GH）等血清激素分泌显著升高，血清中BUN含量显著增加，但对总蛋白（TP）和白蛋白（ALB）含量无显著影响，代表机体产热增加，提高了抗冷应激的能力；磷酸酶（AKP）活性显著下降，表明冷应激产生了负面影响。2.3冷应激对动物生理免疫的影响冷应激会对机体的体液和细胞免疫产生不同程度的影响。不同物种的应激持续的时间和强度不同[9-10]。急性或者重度的冷应激通常呈现免疫抑制状态，而慢性或者温和的冷应激通常呈现免疫增强状态[11]。在北方严寒的环境下，冷应激对畜禽的免疫系统起抑制作用。冷应激状态下，机体通过HPA轴、HPT轴及SAM轴等主要途径调节免疫细胞（淋巴细胞、单核巨噬细胞和中性粒细胞等）和免疫活性分子（免疫球蛋白、白细胞介素和抗体等）的生理机能，以此来参与机体的免疫反应。以上途径被激活时会产生皮质醇和儿茶酚胺等神经内分泌物质，继而激活相应的受体（淋巴细胞、单核巨噬细胞和中性粒细胞等），影响抗体的分泌、细胞的转运、增殖细胞因子的分泌和吞噬细胞的活性[12]。免疫球蛋白是参与机体免疫作用最重要的抗体之一，其中免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）和免疫球蛋白A（IgA）主要由浆细胞分泌，在机体特异性免疫中发挥重要作用[13]。IgG是初级免疫应答中最持久的抗体，可以中和细菌毒素，使病毒失去感染宿主的能力。IgA分为血清型和分泌型，分别介导中和ADCC作用，参与机体黏膜防御系统的构成。IgM是体液免疫应答中最先产生的免疫球蛋白，在机体的早期防御中起重要作用。张灿等[14]研究发现，热应激会显著降低山羊血清IgG、IgM和IgA含量，使山羊免疫功能降低。计红等[15]研究发现，急性冷应激12 h内仔猪血清IgG含量呈先下降后上升的趋势。2.4冷应激对动物生产性能的影响冷应激会使畜禽生长发育减慢，影响畜禽生产性能和饲料利用效率。生产性能是反映冷应激最直接的客观指标[16]。冷应激可从采食量、干物质消化率和机体代谢方面对动物生产性能产生影响。在冷应激状态下，动物会利用机体的脂肪酸、葡萄糖及一些蛋白质等作为应激状态的供能物质，此后动物会从摄取的食物中直接合成急性蛋白质，机体矿物质元素的比例也因此发生改变。有些矿物质元素还会通过代谢途径向外界流失，以此根据应激环境来调整机体的状态[17]。较强烈的冷应激会导致动物呼吸系统疾病、生产性能下降甚至死亡。冷应激发生时，动物体内能量的利用途径发生巨大的改变，由原来的生产消耗转变成维持机体温度。冷应激适应后，动物基础代谢率加快，异化作用加强，同化作用降低。因此会出现动物采食量增加，能量储备下降现象，进而导致生产性能下降（产蛋、泌乳能力及生产率等下降），对生产效益产生较大的影响[18]。王金涛等[19]研究发现，动物的内部资源是有限的，某个系统对能量的需求量提高，机体为适应自身变化，会对有限的能量进行重新分配。动物受到寒冷的应激时，摄取的能量首先被供应机体产热，因此无足够的能量来供应生长发育，导致体重减少或者增长缓慢。张士军[20]研究表明，冷应激使绵羊内环境和机体代谢受到影响，低温会促使血清离子浓度、激素水平和酶活性下降。随着冷应激程度加深，绵羊会通过机体调节，提高基础代谢，增加对营养物质的需求，使相应的指标回升来适应冷应激。3抗冷应激添加剂的应用3.1维生素类添加剂维生素可以参与大量代谢途径与酶促反应，能够中和脂质过氧化物，保护细胞结构完整性，提升机体的抗应激能力。王平[21]研究发现，日粮中添加维生素A（VA）可以提高山羊的抗氧化能力和机体的免疫机能，且血清谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性和总抗氧化能力（T-AOC）随VA添加水平的提高呈线性升高，丙二醛（MDA）的含量随着VA添加水平的提高呈线性降低，表明机体能够通过VA的营养状态而影响抗氧化酶的活性和脂质过氧化反应。赵国琦等[22]研究发现，添加VA可以有效提高奶牛的产奶量。维生素E（VE）具有抗氧化活性，能够增强机体免疫功能，提高耐寒能力[23]。陈庞等[24]研究表明，添加80 IU/kg VE和0.3 mg/kg硒，能够降低围产期奶牛血清丙二醛含量，提高总抗氧化能力，降低超氧化物歧化酶活性，增强奶牛的抗应激能力。在饲料中补充不同水平的VE，尤其是添加中、高剂量的VE可以改变应激状态下雏鸡血清中NO含量，使GSH-Px活性接近正常水平，缓解应激对机体造成的损伤，提高雏鸡的抗病力[25]。维生素C（VC）作为细胞和细胞外液中抗氧化剂成分，能够保护细胞的不饱和脂肪酸不被氧化，促进VE的合成，有助于抵抗由氧化应激导致的肝损伤[26]。VC在抗冷应激中也起着重要的作用。冷应激条件下机体合成维生素的能力下降，不足以维持生存所需，适当补充VC能够，满足畜禽生理代谢的需求，以便更好地适应寒冷的环境。3.2氨基酸类添加剂谷氨酰胺（Gln）是上皮细胞增殖的必需营养物和能源物质，可以提高机体的免疫力，调节肠道结构，缓解由冷应激造成的生产性能下降[27]。肖双双等[28]发现，在肉鸡日粮中添加2.0%谷氨酰胺可以显著提高冷应激肉鸡平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）、饲料转化率、胸腺与法氏囊指数。精氨酸（Arg）是机体组织蛋白质中最丰富的氮载体，L-精氨酸在猪的生产养殖中应用较多。曲红焱等[29]发现，23~27℃时，添加1.2% L-Arg的仔猪日增重显著改善。黄思琪等[30]研究表明，饲粮中添加适量的L-精氨酸可以改善冷应激仔猪的生长性能，增强机体免疫功能。色氨酸[31-32]作为一种必需氨基酸，能够合成机体蛋白质，增强免疫力，具有调节生长性能、提高动物采食量、缓解应激等功能。色氨酸在酶的催化下可以产生神经递质5-HT，影响生长激素和ACTH的分泌和释放，在调节应激反应中起重要作用。冷应激会影响儿茶酚胺的前体物质（酪氨酸）含量。冷应激状态下机体糖皮质激素增加，糖皮质激素诱导肝脏酪氨酸转氨酶合成，导致酪氨酸的消耗量增加。酪氨酸对低温应激导致的动物抑郁具有显著的保护作用。杨焕民等[33]研究发现，胆碱、酪氨酸、色氨酸可以在短时间内提高仔鼠的基础代谢率，使代谢加强，产热量增多。3.3中草药类添加剂添加黄芪、党参等天然草药能够提高动物的生长率，增强其抗应激能力，提高其免疫水平[34-37]。王亚玲[38]发现，红景天能够调节健康人体在寒冷环境下的免疫功能，加强抗寒和抗应激能力。黄芪、红景天、当归等中药经常配伍使用，能够明显提高畜禽抗冷应激效果[39-40]。宋小珍等[41]研究表明，在黄牛的日粮中添加干姜、党参、黄芪和甘草等可以有效缓解冬季饲养黄牛的冷应激反应，提高其血清抗氧化的能力。高思明[42]研究发现，蒙药山柰汤可以上调急、慢性冷应激雏鸡血清中T-AOC、GSH-Px、过氧化氢酶（CAT）、SOD活性，抑制MDA含量上升，增强机体的抗氧化能力，缓解由急性应激引起的HPA轴及SAM轴的过度兴奋，促进HPT轴功能发挥，促进机体产热以维持正常体温，缓解急、慢性冷应激中血液生化指标的变化幅度。植物皂苷类物质可以改善机体内分泌功能，增加动物采食量，从而改善动物健康和生产性能。孙胜悦[43]研究表明，给冷应激小鼠注射4 mg/kg·BW刺五加皂苷B能够影响血清中谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、肌酸磷酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）活性，降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL-CH）含量，提升高密度脂蛋白胆固醇（HDL-CH）和甘油三酯（TG）含量，从而增强基础代谢率，维护机体内环境的稳定。3.4微量元素类添加剂在冷应激的状态下，机体的代谢增强产热增加，对微量元素的需求也增多。适时适量补充微量元素，能够更好地促进动物适应冷应激状态。硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分，参与中和体内过氧化物，保护细胞免受损伤，适当提高日粮中硒水平的添加量，能够改善低温对机体蛋白质代谢产生的不良影响，因此硒在参与动物抗冷应激方面有一定的调节作用。王安等[44]研究表明日粮中添加适当的硒，能够提高寒冷环境下后备蛋鸭的抗氧化能力，改善蛋白质的利用率。随着硒含量的增加，GSH-Px的活性显著升高，其中0.30 mg/kg水平的添加量最为适宜。铬是动物在应激状态下所必需的营养物质，应激可导致葡萄糖代谢增加，也增加体内铬的消耗，但由于铬不会被重新吸收，所以造成机体的需求加大。在日粮中添加烟酸铬，有助于有提高动物生长性能、增强免疫能力、减少应激反应等功效，也是抗生素的潜在替代物[45]。3.5其他添加剂小麦水解蛋白和鹰嘴豆蛋白肽均属于小肽，小肽是动物体内蛋白质消化吸收的主要方式，具有高于游离氨基酸的吸收效率，能够改善动物的免疫机能和生产性能[46]。刘卫东等[47]研究表明，日粮中加入2.3%~2.8%的抗冷应激添加剂（65%小麦水解蛋白、35%鹰嘴豆蛋白肽组成）能够明显改善低温环境中鹌鹑的生产性能和免疫机能。李德银等[48]研究表明，鞣花酸可以下调大鼠体内因冷应激上升的各项血液生化指标（ALT、ALP、AST、BUN、LDH等），对因冷应激导致的肝脏、肾脏、心脏的损伤有显著的保护作用。李洁等[49]研究显示，益生素和葡聚糖可以调节急性冷应激引起的雏鸡血红蛋白、红细胞和白细胞总数等血液学参数的波动，上调SOD和下调ALT活性来增加雏鸡抗氧化和保护肝脏的能力。苟杨[50]研究表明，竹叶提取物能使低温环境下小鼠血清中TC含量显著升高，使AST活性显著下降，能够明显改善细胞损伤，使细胞凋亡率显著下降。4展望冷应激能够使畜禽免疫功能下降、机体生长发育减慢，影响畜禽生产性能。在实际生产中，养殖者除了通过改善饲养管理条件、调整营养供给结构及研发培育耐寒品种外，还可以用过添加抗冷应激物质来减少冷应激对畜禽的危害。重视、加快畜禽抗冷应激的研究，是北方寒冷地区发展畜牧业的重要任务。从分子水平对冷应激的深入研究，便于更好的理解冷应激条件下动物机体的调节机制，以便找出有效的防范措施，提高动物的生产性能，增加畜牧养殖产业的生产效益。