运输作为鱼类生产过程中不可避免的一环，其通常会导致鱼类的生存环境突然改变，进而引发鱼体的应激反应。与正常状态相比，鱼类在发生应激反应时，体内激素的分泌和物质能量代谢等生理生化过程会发生显著变化，这会直接影响鱼体的健康甚至威胁生命，并对其肌肉的品质造成不利影响。目前，大部分有关鱼类应激的研究是以生理特性为主，对肌肉品质的研究较少，而对其机制的研究则更少。
长江大学生命科学学院的尤孝鹏、汪 兰、孙卫青*等人结合已有文献中应激对鱼类生理特性、肌肉品质以及代谢的影响，同时对应激状态下运输如何影响肌肉品质代谢途径进行讨论，并列举目前缓解鱼类应激和提高鱼类抗应激能力的相关措施，此外，初步介绍了转录组学在鱼类应激反应研究中的应用，并阐释了鱼类应激基础研究和应激调控机理研究的重要性和必要性。
1、鱼类运输和应激
应激
应激是指机体受到胁迫时所表现出的紧张状态，是机体对抗对自身内环境稳态有威胁的各种刺激的过程，也是一种使机体保持生物学合理状态的自我防御方式。此概念根据观察到的动物在应对如温度胁迫时所发生的非特异性反应提出，这种状态被称为“全身适应综合症”，后又称“应激”。
引起鱼类运输应激的因素
氨氮胁迫：运输过程中水体的氨氮主要来源于鱼类的排泄物，氨氮水平是影响运输成活率的重要因素。例如高浓度的氨氮会伤害鱼的鳃丝表皮细胞，引起气体交换功能障碍，并会破坏渗透平衡性，从而导致部分组织病变，降低机体免疫力甚至威胁生命。
拥挤胁迫：鱼类的生长和运输需要合理的密度，密度过大会造成拥挤胁迫而降低存活率及鱼类福利，Mechesso等在对比目鱼的研究中发现拥挤胁迫会使其血浆皮质醇含量显著上升，熊梅等在对草鱼的研究中也得出了相同的结论，并发现拥挤胁迫导致草鱼肌肉硬度和凝聚性显著下降。
温度胁迫：不同鱼类有不同的适宜生长温度范围，例如冷水鱼在运输过程中会由于水温的升高而引起热应激，王晓雯等研究表明急性运输热应激会对西伯利亚鲟幼鱼的肝脏功能产生不利影响，并通过肝脏中热休克蛋白（HSP）70和HSP90的mRNA大量表达以调节生理平衡，减少热应激对机体的损伤。
振动胁迫： 运输过程中因各种不可控因素而造成的颠簸和水体振动会引发鱼类的应激反应。王文博对鲫鱼的振动胁迫进行了研究，发现受到振动胁迫后的鲫鱼血清皮质醇水平显著高于正常组，Demers等在虹鳟鱼的振动胁迫研究中也得到了相同的结论。
运输应激对鱼类生理特性的影响
鱼类运输应激属于急性应激，会迫使机体的理化状态改变，破坏内环境稳态并为此付出“生物学代价”，造成鱼类免疫力下降，同时机体由于过氧化导致抗氧化酶活力降低，具有抗氧化性的非酶类物质如谷胱甘肽被过度消耗，机体无法及时有效地清除氧自由基，最终造成机体的氧化损伤。上述现象的根本原因是应激状态下鱼体将重置机体内物质能量的分配与利用，致使原来的神经、内分泌、免疫等系统功能发生变化，而这些变化可以由某些特定物质来表征。
运输应激对鱼类肌肉品质的影响
运输应激反应对能量的需求量大，处于急性应激状态下的鱼体内糖代谢相关酶活性显著增强，同时肌肉内糖原含量显著降低，血糖浓度升高。这表明应激提高了鱼体生命活动，可能引起机体无氧糖酵解、脂质过氧化等反应加剧。这时机体会动员能量代谢相关的理化反应以适应应激，这个过程会积累大量代谢产物，导致肌肉品质劣化。pH值是评价肌肉品质的重要指标之一，引起鱼类肌肉pH值降低的原因有很多，如应激过程中乳酸的大量堆积。研究表明运输应激会使鱼类肌肉pH值降低，导致肌肉品质劣化。pH值降低会影响肌肉品质，如其能够引起肌肉剪切力下降，使肉质松散，还可能使肌肉的质构特性变差，降低肌肉硬度。简而言之，鱼类肌肉品质随pH值的降低而降低。
减缓鱼类应激的方法
目前减缓鱼类应激的方法主要包括良种培育、药物缓解、优化养殖环境、规范化操作等。首先，基于不同品种或个体间发生应激反应的强度以及对应激的耐受力存在差异，且这种差异具有遗传性的事实，可结合细胞和基因工程等技术通过品系间杂交育种定向选育耐应激的新品系，例如研究人员已对黄鳍鲷和鲈鱼进行了耐盐度选择实验；其次，药物缓解鱼类应激是目前养殖生产中应用最广的措施，包括免疫增强剂、麻醉剂和镇静类药物；再者，养殖环境是决定鱼类健康的重要条件，保证良好的水质、合适的背景颜色、水体流速、温度和光照，以及科学的养殖密度和污染物排放尤为关键，良好的养殖环境会提高鱼体的耐受力，减缓运输应激；最后，生产实践中需规范化操作，包括制定合理的生产计划、选择最佳养殖模式和工具、科学喂料、定期消毒、适时捕捞等。
2、应激对鱼类生理代谢的影响
应激对鱼类代谢途径的影响
鱼类的应激是由一系列内在生理调控和外在行为组成的综合反应，除肉眼可见的外在行为外，复杂的生理调控主要包括神经内分泌激素调节、物质能量代谢调节、信号传导、蛋白质修饰以及基因表达调控等，是鱼类在应激状态下产生各种反常行为的根本原因，同时这些理化过程互相交联、共同作用，可构成多个独立而又互相关联的代谢途径（通路）。代谢途径的调控是应激反应研究领域的重点，一条代谢途径代表一个完整的反应体系，是在多酶体系的催化下完成的一个或多个酶促化学反应。应激反应对代谢途径的影响通常表现为后者被激活或被抑制，反过来，某些物质的代谢会直接影响或决定鱼类对某些应激因子的耐受性，通过这些特定物质的含量、活性、存在状态或空间结构等往往可以准确评估鱼类的代谢状态，因此，这些物质可作为鱼类应激反应中的生物标志物。
应激影响鱼类肌肉品质的途径
肌肉是所有动物的重要组成部分，是动物产品的主要来源，是最大的能量和氨基酸库。动物肌肉品质往往受到很多因素的影响，除养殖过程、养殖环境、食物来源和养殖方式外，由于动物受各种不利环境因子、运输以及屠宰过程的影响而产生的应激反应也会导致其肌肉品质降低、生长缓慢、免疫力降低等情况。目前在应激对动物肌肉品质的影响机理研究中，研究对象较集中于猪、牛、羊、鸡等家禽或其他陆生动物，而鲜有对鱼类研究的相关报道，作为生理学和食品科学研究的交叉，应激对鱼类肌肉品质的影响机理在未来或成热门研究方向。
转录组学在鱼类应激研究中的应用
鱼类在应激状态下的基因表达会发生显著变化以满足物质代谢变化的需求，主要表现为各基因表达水平的变化，将这时的差异表达基因进行功能富集、代谢调控途径富集分析，这对深入了解鱼类的应激反应以及缓解措施的研发具有重要意义。以水产养殖过程中鱼类常发生急性热应激为例，Shi Kunpeng等在对大西洋鲑急性热应激的研究中对其肝脏进行了转录组分析，结果显示大西洋鲑在不同程度急性热应激反应中有22 个共同的差异表达基因，且大多数是分子伴侣，在此过程中，转录激活因子6、钙网蛋白、蛋白二硫异构酶A3、蛋白激酶R样内质网激酶-真核起始因子2-α等基因被上调，这些基因的表达产物几乎都参与内质网应激途径，其他上调基因大多参与调控胰岛素和核苷酸寡聚化域样受体信号通路以消除错误折叠的蛋白质并维持糖和脂质平衡。在这项研究中，转录组学结果揭示了大西洋鲑在急性热应激过程中显著变化的生理调控过程以及与之相关的功能基因表达水平的变化等分子机制，这对该物种急性热应激的后续研究以及缓解途径的研发提供了一定的分子基础。
结 语
动物的应激反应较常见且多式多样，并会显著影响动物肌肉的理化性质，在水产品的销售、运输过程中不可避免会发生，而运输过程中的急性应激反应是影响鱼类健康、决定运输成活率的主要因素，并最终影响鱼类肌肉品质。目前虽然学者们已对鱼类应激反应的各方面做了大量研究，揭示了由应激引起的一些理化指标变化的机制，并且阐明了一些物质对应激反应的调控机制，但是都比较有限，不能很好地联系成一个系统的应激生理调控网络，且少有应激对肌肉品质影响及调控途径相关的研究。未来应加强对鱼类应激和调控机理的研究，并与肌肉品质的变化相结合，挖掘多种调控途径间的内在关联，形成一个完整的应激调控模型，这将有利于寻找或开发出更具针对性的应激缓解物，以保证运输过程中鱼体的健康和获得优质的产品。
本文《运输应激对鱼类生理特性和肌肉品质影响的研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷7期311-318页，作者：尤孝鹏，汪兰，熊光权，乔宇，吴文锦，李新，丁安子，孙卫青。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200302-036。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网
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