對(duì)話 | 如何為雞打造強(qiáng)壯的骨骼？聊聊家禽骨骼健康那些事~
來(lái)源：曦曦博士
所屬專欄：動(dòng)態(tài)/資訊
瀏覽次數(shù)：2925
發(fā)表時(shí)間：2023-05-06
本文轉(zhuǎn)自公眾號(hào)：曦曦博士
如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除！
原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/93zUCTk_ilBvur9YfTvghQ
大家好～今天我們來(lái)聊聊家禽的骨骼健康吧！
今天的「曦曦說(shuō)」，很開(kāi)心邀請(qǐng)到了我的好友，剛剛加入美國(guó)北卡州立大學(xué)家禽系的研究助理教授，陳崇霄博士。
我和崇霄在讀博士的時(shí)候認(rèn)識(shí)，崇霄是一個(gè)對(duì)行業(yè)充滿激情的年輕盆友，同時(shí)還是一個(gè)專業(yè)級(jí)別的攝影師喲，細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，他在我以前的文章里已有出現(xiàn)過(guò)好幾次 --- ?? 不靠8條腿、不靠打激素 | 這才是「速成雞」的科學(xué)真相，這篇文章里所有的圖片和視頻都來(lái)自于他 ??；而最近這一年，他連續(xù)發(fā)表了很多篇關(guān)于骨骼健康的文章，這是他博士和博士后的主要研究方向，我也摘錄過(guò)幾篇在營(yíng)養(yǎng)快報(bào)里。骨骼健康一直是養(yǎng)雞養(yǎng)鴨的同志們非常關(guān)心的問(wèn)題，今天，我就請(qǐng)崇霄從他的研究經(jīng)歷，來(lái)與大家展開(kāi)聊聊這個(gè)話題吧～崇霄的爺爺是一名獸醫(yī)，受家庭影響，大學(xué)時(shí)候他便自然地選擇了獸醫(yī)專業(yè)，就讀于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)。在讀書期間，他開(kāi)始對(duì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，在啟蒙老師袁建敏老師的帶領(lǐng)下，踏入了家禽界，在那期間做了一些獸醫(yī)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)交叉的項(xiàng)目。本科畢業(yè)后，崇霄來(lái)到美國(guó)佐治亞大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從Dr. Woo Kim，畢業(yè)后留校做了一年多博士后。在2020年，崇霄加入了北卡州立大學(xué)擔(dān)任研究助理教授；同時(shí)，他也在 AHNC（Animal health and nutrition consortium) 擔(dān)任負(fù)責(zé)人，致力于加強(qiáng)企業(yè)和學(xué)校的交流聯(lián)系。 · 最初您是怎么想到這個(gè)課題的呢？
崇霄: 我博士所在的實(shí)驗(yàn)室 (Dr. Woo Kim實(shí)驗(yàn)室）在骨骼營(yíng)養(yǎng)方向的投入一直比較大，也擁有一些很好的儀器（比如顯微斷層掃描儀、分子生物學(xué)工具）。隨著朝這個(gè)方向的深入探索， 雖然我們沒(méi)有很多答案，但我們不斷發(fā)現(xiàn)新的疑惑 。于是研究?jī)?nèi)容也隨之不斷的擴(kuò)展，從分子層面到動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，從原理到應(yīng)用... 同時(shí)，因?yàn)槲覀冄芯抗ぞ叩凝R全，這吸引了不少公司來(lái)合作，也豐富了研究的內(nèi)容。顯微斷層掃描儀
崇霄在使用顯微斷層掃描儀
曾寫過(guò)的Dr. Woo Kim實(shí)驗(yàn)室的文章· 骨骼健康的定義、在家禽生產(chǎn)中的重要性？
崇霄: 骨骼有很多功能 --- 支持身體結(jié)構(gòu)、保護(hù)內(nèi)臟、儲(chǔ)存礦物等。健康的骨骼首先要有這些基本功能；進(jìn)一步說(shuō)，在生產(chǎn)上，骨骼健康對(duì)于肉雞 vs. 蛋雞有不同的理解：蛋雞： 健康的骨骼應(yīng)保證蛋雞的產(chǎn)蛋質(zhì)量、數(shù)量，和產(chǎn)蛋周期；肉雞： 健康的骨骼應(yīng)保證生產(chǎn)性能，不出現(xiàn)或是很少出現(xiàn)腿病。同時(shí)，隨著大家對(duì)動(dòng)物福利的重視，骨骼健康的理解范疇也拓展到“不能讓雞產(chǎn)生痛苦”這類更高的要求了 --- 比如對(duì)于放養(yǎng)雞而言，健康的骨骼意味這它能支持比傳統(tǒng)養(yǎng)殖體系下的更多的動(dòng)物行為、減少骨折的發(fā)生。
· 有哪些因素會(huì)影響骨骼健康？
崇霄：影響骨骼健康的因素有很多，而且它們相互影響。想要解決骨骼健康的問(wèn)題，一定要全面地去看待這些因素：1). 遺傳學(xué)因素。我們現(xiàn)在做基因選育時(shí)，蛋雞主要注重于產(chǎn)蛋性能，肉雞則注重于產(chǎn)肉，相對(duì)而言，針對(duì)骨骼方面的選育就有一些忽視，所以可能會(huì)造成一些骨骼的問(wèn)題。2). 營(yíng)養(yǎng)因素。營(yíng)養(yǎng)可以直接影響骨骼的健康（如鈣、磷、維生素D水平等），也可以通過(guò)影響動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，從而間接影響骨骼的健康。3). 雞本身的健康狀態(tài)。雞隨著年齡的增大，會(huì)出現(xiàn)器官衰竭、營(yíng)養(yǎng)吸收利用率的變化、激素分泌水平的變化（尤其是蛋雞），從而來(lái)帶骨骼健康的問(wèn)題，比如骨質(zhì)疏松癥。4). 疾病。股骨頭壞死、骨質(zhì)疏松癥等骨骼疾病會(huì)直接影響骨骼健康；同時(shí)，球蟲(chóng)病、壞死性腸炎等疾病呢，則會(huì)間接通過(guò)影響營(yíng)養(yǎng)吸收利用，從而影響骨骼健康。
5). 環(huán)境管理。雞的活動(dòng)空間可以直接影響骨骼健康；同時(shí)，環(huán)境管理能通過(guò)影響疾病的發(fā)生、營(yíng)養(yǎng)吸收利用來(lái)間接影響骨骼健康。
· 美國(guó)常見(jiàn)的家禽骨骼問(wèn)題？崇霄: 蛋雞的「骨質(zhì)疏松」是大家非常關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。由于現(xiàn)代基因選育，蛋雞的產(chǎn)蛋量非常高，而蛋殼中的鈣很大一部分來(lái)自于骨骼中儲(chǔ)存的鈣，因此產(chǎn)蛋量一上去，蛋雞的骨骼壓力就特別大，從而導(dǎo)致骨骼質(zhì)量變差。另一方面，由于美國(guó)蛋雞產(chǎn)業(yè)正在（在動(dòng)物保護(hù)組織的壓力下被迫地）逐步由「籠養(yǎng)」轉(zhuǎn)變成「放養(yǎng)」，而在放養(yǎng)環(huán)境下，蛋雞的活動(dòng)空間變大了，發(fā)生骨折的情況會(huì)更多，這也是一個(gè)需要解決的具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。在肉雞中，由于很高的生長(zhǎng)速度，骨骼常常沒(méi)辦法與之相匹配，從而會(huì)造成一些腿病問(wèn)題。另外，肉雞「股骨頭壞死」也是一個(gè)很有意思的問(wèn)題。
· 有哪些營(yíng)養(yǎng)手段可以調(diào)控家禽骨骼健康？
崇霄: 傳統(tǒng)來(lái)講，提供足夠的鈣、磷、維生素D，并保證鈣磷比例當(dāng)然是很重要的營(yíng)養(yǎng)手段。而從我自己的研究發(fā)現(xiàn)來(lái)看，骨骼早期營(yíng)養(yǎng)非常重要。話說(shuō)蛋雞的骨骼發(fā)育非常有意思，它的骨骼在產(chǎn)蛋之前會(huì)停止發(fā)育，因此在產(chǎn)第一顆蛋之前是它骨骼發(fā)育的高峰期，而在產(chǎn)蛋期間，骨骼是沒(méi)有什么變化的。所以，在產(chǎn)蛋之前打造非常強(qiáng)壯的蛋雞骨骼是一個(gè)思路。另外呢，還有一些尚未應(yīng)用、還在研究中的理論，比如說(shuō) --- 1). 在肉雞的「0到兩周齡」期間提高鈣磷水平，而在兩周之后減少或者保持比較低的鈣磷水平，整體上來(lái)說(shuō)并不會(huì)影響骨骼的生長(zhǎng)和健康。2). 由于蛋雞的骨骼在產(chǎn)蛋前停止發(fā)育，因此可以用「延后開(kāi)產(chǎn)時(shí)間」的方法（通過(guò)控制光照或者營(yíng)養(yǎng)調(diào)控方法）來(lái)給予蛋雞足夠的時(shí)候發(fā)育骨骼，最終達(dá)到延長(zhǎng)產(chǎn)蛋周期的效果。
崇霄: 我的博士和博士后實(shí)驗(yàn)圍繞骨骼健康這個(gè)主題，涵蓋了不同的方面，從細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、胚胎實(shí)驗(yàn)、到動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也做過(guò)數(shù)據(jù)建模實(shí)驗(yàn)和方法學(xué)的探索。1). 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)：我們用雞的「成骨細(xì)胞」作為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑏?lái)測(cè)試維生素D在成骨細(xì)胞中的作用。我們知道，維生素D可以減少「骨骼吸收」，但在成骨細(xì)胞中，是否能夠促進(jìn)其發(fā)育呢？這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意料之外的結(jié)果 --- 維生素D的作用和細(xì)胞發(fā)育的階段有著很大的關(guān)系：早期起到抑制發(fā)育的作用，在晚期則是促進(jìn)發(fā)育的作用。2). 胚胎實(shí)驗(yàn)：給胚蛋注射維生素D vs. 25-羥基維生素D，看它們對(duì)于胚胎發(fā)育的影響。數(shù)據(jù)顯示，這兩個(gè)形式的維生素D都可以促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)、促進(jìn)脂肪發(fā)育，但是會(huì)減少肌肉的發(fā)育。
胚蛋注射 （引自Chen et al., 2021)
3). 動(dòng)物數(shù)據(jù)建模實(shí)驗(yàn)：我們從頭到尾養(yǎng)了一批蛋雞 （95周！），每周取樣，測(cè)量骨骼發(fā)育的相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)蛋前期和產(chǎn)蛋高峰期，骨骼的變化非常劇烈，礦物沉積特別明顯；同時(shí)也驗(yàn)證了骨骼的體積在產(chǎn)蛋前達(dá)到最高峰。
4). 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：再來(lái)一個(gè)95周的實(shí)驗(yàn) --- 我們?cè)诘半u日糧中添加維生素D vs. 25-羥基維生素D，看看它們?nèi)绾斡绊懙半u的骨骼健康和產(chǎn)蛋性能。有意思的是，我們發(fā)現(xiàn)「25-羥基維生素D」可以在產(chǎn)蛋前提高骨骼體積（但是并沒(méi)有提高骨骼密度） --- 由于體積變大，導(dǎo)致骨骼中產(chǎn)生很多空洞，為后期鈣鹽沉積提供了更多的空間，從而促進(jìn)了骨骼健康。 現(xiàn)在我們正在做一個(gè)后續(xù)實(shí)驗(yàn) --- 在添加25-羥基維生素D的同時(shí)，提高鈣磷比例，看看是否骨骼體積和骨骼密度都能有所改善。
圖片顯示為不同處理對(duì)于皮質(zhì)骨中孔隙空間大小的作用，紅色代表孔隙空洞；D = vitamin D3 at 2,760 IU/kg; DD = vitamin D3 at 5,220 IU/kg; 25D treatment = vitamin D3 at 2,760 IU/kg + 25-OH-D at 2,760 IU (69 μg)/kg.（Source: Chen, et al., 2020)
擴(kuò)展閱讀：
?? 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)：Role of 1,25-Dihydroxyvitamin D3 on Osteogenic Differentiation and Mineralization of Chicken Mesenchymal Stem Cells
?? 胚胎實(shí)驗(yàn)：Role of 25-Hydroxyvitamin D3 and 1,25-Dihydroxyvitamin D3 in Chicken Embryo Osteogenesis, Adipogenesis, Myogenesis, and Vitamin D3 Metabolism
、
?? 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)#1: Role of long-term supplementation of 25-hydroxyvitamin D3 on laying hen bone 3-dimensional structural development
?? 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)#2: Role of long-term supplementation of 25-hydroxyvitamin D3 on egg production and egg quality of laying hen
· 維生素D和鈣磷推薦水平？
崇霄: 我沒(méi)有一個(gè)具體的數(shù)字，但是可以分享一下思路：若要提高維生素D的水平，一定要考慮鈣磷的量，不能以維生素D代替鈣磷；想要打造健康骨骼，延長(zhǎng)蛋雞產(chǎn)能周期，在提高維生素D水平的同時(shí)，要適當(dāng)提高鈣磷水平；另外，一定要注意蛋雞育成期的早期骨骼營(yíng)養(yǎng)。
· 評(píng)估骨骼健康的方法？
崇霄:
常用的方法：骨灰分分析、骨骼強(qiáng)度分析、病理切片；觀察類的: 跛行腿病的評(píng)分（比如前一陣子我們用「壓力傳感器」來(lái)測(cè)量雞行走的方式）放射學(xué)分析：比如「雙能射線斷層掃描」（CT）、「顯微斷層掃描」(micro-CT)、新生骨骼標(biāo)記。另外，有的儀器可以直接測(cè)活雞骨骼彈性, 用「陀螺儀」可以測(cè)量相關(guān)行為學(xué), 使用「景深攝像機(jī)」來(lái)評(píng)分行走方式等等，這些都是試驗(yàn)階段的一些新方法。
· 介紹下Micro-CT技術(shù)在骨骼健康中的運(yùn)用？
崇霄: Micro-CT就是「顯微斷層掃描」，是一種3D射線掃描方法，它的精度非常高（缺點(diǎn)是能掃描的面積很小，還只能對(duì)付雞翅雞腿）。它可以建立骨骼3D模型，從而讓我們了解骨骼結(jié)構(gòu)是如何分布的，在哪些地方會(huì)有孔隙、在哪些地方會(huì)有連接，都能得到比傳統(tǒng)分析方法更為具體的答案。通過(guò)3D結(jié)構(gòu)模型，還可以更好地了解骨骼疾病（比如骨質(zhì)疏松，比如為什么有些地方容易骨折...）micro-CT方法目前在家禽上的研究用的很少，除了機(jī)器價(jià)格昂貴之外，一大限制是它無(wú)法分離出雞骨頭的每一個(gè)部分。而我們通過(guò)做了一個(gè)"小程序"，讓每一個(gè)部分的骨骼的分離和分析變?yōu)?/span>可能。（通過(guò)Micro-CT 分離出不同骨骼結(jié)構(gòu)）
擴(kuò)展閱讀：
崇霄剛發(fā)表了一篇名為《Micro-CT技術(shù)在蛋雞骨骼分析中的運(yùn)用》的綜述 ??
The application of micro-CT in egg-laying hen bone analysis: introducing an automated bone separation algorithm. Poultry Science 99:5175-5183.
· 家禽骨骼健康研究的缺口在哪里，未來(lái)的研究方向？
1). 肉雞的股骨頭壞死是當(dāng)前的熱點(diǎn)話題。大型肉雞的死淘有很大一部分是由于股骨頭壞死造成的，它是由于股骨頭產(chǎn)生了微創(chuàng)，細(xì)菌對(duì)微創(chuàng)進(jìn)行了感染，從而造成壞死。這些存在于股骨頭的細(xì)菌也可能會(huì)在屠宰加工過(guò)程中，造成潛在的食品安全隱患。有意思的是，細(xì)菌從哪里來(lái)？是怎么在血液中生存下來(lái)的？它們?nèi)绾蔚竭_(dá)骨骼？為什么這些細(xì)菌沒(méi)有引發(fā)足夠的免疫反應(yīng)？還有很多問(wèn)題亟待解答。其中一個(gè)比較流行的理論是 --- 腸道破損導(dǎo)致細(xì)菌通過(guò)血液轉(zhuǎn)移到這些具有微創(chuàng)的骨骼，因此，骨骼健康和腸道營(yíng)養(yǎng)息息相關(guān)。尤其當(dāng)禁抗、無(wú)抗后，腸道健康是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)；而未來(lái)可能會(huì)有更大型的雞品系出現(xiàn)，這個(gè)問(wèn)題就會(huì)越來(lái)越突出。2). 對(duì)于蛋雞來(lái)說(shuō)，讓產(chǎn)蛋周期更長(zhǎng)一些、達(dá)到更高的經(jīng)濟(jì)效益，是目前研究的重點(diǎn)。現(xiàn)在有一些比較有意思的研究，比如延后產(chǎn)蛋、讓骨骼充分發(fā)育；利用添加劑來(lái)提高早期蛋雞的骨骼質(zhì)量等。3). 骨骼健康與動(dòng)物福利之間的關(guān)系 --- 現(xiàn)在有很多消費(fèi)者特別擔(dān)心雞到底生活的好不好，會(huì)不會(huì)痛苦？所以關(guān)于骨骼與疼痛，目前也有研究在開(kāi)展，研究關(guān)鍵在于雞是否能感受到疼痛？ 如何評(píng)估雞的福利？4). 上面提到過(guò)的關(guān)于「鈣磷」的研究 --- 是否可以通過(guò)提高早期鈣磷、降低后期鈣磷水平來(lái)保持骨骼健康、降低飼料成本？不同程度股骨頭壞死形態(tài)。A. 正常股骨頭；B. 股骨頭分離（FHS）；C. 股骨頭分離、生長(zhǎng)板分裂；D. 股骨頭骨折
（Zhang et al., 2019 ?? https://doi.org/10.3382/ps/pey474）
擴(kuò)展閱讀：
Poultry Femoral Head Separation and Necrosis: A Review
?? https://doi.org/10.1637/11082-040715-Review.1
· 補(bǔ)充？
崇霄: 總結(jié)一下吧，骨骼健康在家禽生產(chǎn)扮演這重要的角色 --- 骨骼不僅僅是一個(gè)重要的支持性器官，肩負(fù)著保證生產(chǎn)性能、保證產(chǎn)蛋的重要作用，同時(shí)，骨骼作為一個(gè)免疫器官，它在疾病產(chǎn)生中的作用也不能忽視，而這方面的研究還非常少。希望行業(yè)多關(guān)注骨骼健康的研究～！
· 最喜歡的書？
專業(yè)書籍：
Avian Physiology 《鳥(niǎo)類生理學(xué)》（編輯：Colin G. Scanes）Scott's nutrition of the chicken 《家禽營(yíng)養(yǎng)》（作者：S. Leeson & J. D. Summers）The Merck Veterinary Manual《默克獸醫(yī)手冊(cè)》（作者：Merck）非專業(yè)書籍：
Gordon Ramsay《一個(gè)廚師的自傳》（喜歡各種自傳，特別喜歡Gordon Ramsay的）
· 是什么使成功的行業(yè)精英與眾不同？
1）建立自己的人脈關(guān)系，勇敢地去和別人交流；2）對(duì)于生活在美國(guó)的中國(guó)人，要在學(xué)習(xí)美國(guó)文化的同時(shí)更好地了解自己的文化，讓世界更了解我們國(guó)家的發(fā)展和變化。
附件：
