對話(huà) | 如何爲雞打造強壯的骨骼？聊聊家禽骨骼健康那些事~
來源：曦曦博士
所屬專欄：動态/資(zī)訊
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發表時間：2023-05-18
本文轉自公衆号：曦曦博士
大(dà)家好～今天我(wǒ)們來聊聊家禽的骨骼健康吧！
今天的「曦曦說」，很開(kāi)心邀請到了我(wǒ)的好友，剛剛加入美國北(běi)卡州立大(dà)學家禽系的研究助理教授，陳崇霄博士。
我(wǒ)和崇霄在讀博士的時候認識，崇霄是一(yī)個對行業充滿激情的年輕盆友，同時還是一(yī)個專業級别的攝影師喲，細心的讀者可能會發現，他在我(wǒ)以前的文章裏已有出現過好幾次 --- 🔗 不靠8條腿、不靠打激素 | 這才是「速成雞」的科學真相，這篇文章裏所有的圖片和視頻(pín)都來自于他 📷；而最近這一(yī)年，他連續發表了很多篇關于骨骼健康的文章，這是他博士和博士後的主要研究方向，我(wǒ)也摘錄過幾篇在營養快報裏。骨骼健康一(yī)直是養雞養鴨的同志(zhì)們非常關心的問題，今天，我(wǒ)就請崇霄從他的研究經曆，來與大(dà)家展開(kāi)聊聊這個話(huà)題吧～崇霄的爺爺是一(yī)名獸醫，受家庭影響，大(dà)學時候他便自然地選擇了獸醫專業，就讀于中(zhōng)國農業大(dà)學。在讀書(shū)期間，他開(kāi)始對營養學産生(shēng)了濃厚的興趣，在啓蒙老師袁建敏老師的帶領下(xià)，踏入了家禽界，在那期間做了一(yī)些獸醫和營養學交叉的項目。本科畢業後，崇霄來到美國佐治亞大(dà)學攻讀博士學位，師從Dr. Woo Kim，畢業後留校做了一(yī)年多博士後。在2020年，崇霄加入了北(běi)卡州立大(dà)學擔任研究助理教授；同時，他也在 AHNC（Animal health and nutrition consortium) 擔任負責人，緻力于加強企業和學校的交流聯系。 · 最初您是怎麽想到這個課題的呢？
崇霄: 我(wǒ)博士所在的實驗室 (Dr. Woo Kim實驗室）在骨骼營養方向的投入一(yī)直比較大(dà)，也擁有一(yī)些很好的儀器（比如顯微斷層掃描儀、分(fēn)子生(shēng)物(wù)學工(gōng)具）。随着朝這個方向的深入探索， 雖然我(wǒ)們沒有很多答案，但我(wǒ)們不斷發現新的疑惑 。于是研究内容也随之不斷的擴展，從分(fēn)子層面到動物(wù)實驗，從原理到應用... 同時，因爲我(wǒ)們研究工(gōng)具的齊全，這吸引了不少公司來合作，也豐富了研究的内容。顯微斷層掃描儀
崇霄在使用顯微斷層掃描儀
· 骨骼健康的定義、在家禽生(shēng)産中(zhōng)的重要性？
崇霄: 骨骼有很多功能 --- 支持身體(tǐ)結構、保護内髒、儲存礦物(wù)等。健康的骨骼首先要有這些基本功能；進一(yī)步說，在生(shēng)産上，骨骼健康對于肉雞 vs. 蛋雞有不同的理解：蛋雞： 健康的骨骼應保證蛋雞的産蛋質量、數量，和産蛋周期；肉雞： 健康的骨骼應保證生(shēng)産性能，不出現或是很少出現腿病。同時，随着大(dà)家對動物(wù)福利的重視，骨骼健康的理解範疇也拓展到“不能讓雞産生(shēng)痛苦”這類更高的要求了 --- 比如對于放(fàng)養雞而言，健康的骨骼意味這它能支持比傳統養殖體(tǐ)系下(xià)的更多的動物(wù)行爲、減少骨折的發生(shēng)。
· 有哪些因素會影響骨骼健康？
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題，一(yī)定要全面地去(qù)看待這些因素：1). 遺傳學因素。我(wǒ)們現在做基因選育時，蛋雞主要注重于産蛋性能，肉雞則注重于産肉，相對而言，針對骨骼方面的選育就有一(yī)些忽視，所以可能會造成一(yī)些骨骼的問題。2). 營養因素。營養可以直接影響骨骼的健康（如鈣、磷、維生(shēng)素D水平等），也可以通過影響動物(wù)的生(shēng)長性能，從而間接影響骨骼的健康。3). 雞本身的健康狀态。雞随着年齡的增大(dà)，會出現器官衰竭、營養吸收利用率的變化、激素分(fēn)泌水平的變化（尤其是蛋雞），從而來帶骨骼健康的問題，比如骨質疏松症。4). 疾病。股骨頭壞死、骨質疏松症等骨骼疾病會直接影響骨骼健康；同時，球蟲病、壞死性腸炎等疾病呢，則會間接通過影響營養吸收利用，從而影響骨骼健康。
5). 環境管理。雞的活動空間可以直接影響骨骼健康；同時，環境管理能通過影響疾病的發生(shēng)、營養吸收利用來間接影響骨骼健康。
崇霄: 蛋雞的「骨質疏松」是大(dà)家非常關注的一(yī)個問題。由于現代基因選育，蛋雞的産蛋量非常高，而蛋殼中(zhōng)的鈣很大(dà)一(yī)部分(fēn)來自于骨骼中(zhōng)儲存的鈣，因此産蛋量一(yī)上去(qù)，蛋雞的骨骼壓力就特别大(dà)，從而導緻骨骼質量變差。另一(yī)方面，由于美國蛋雞産業正在（在動物(wù)保護組織的壓力下(xià)被迫地）逐步由「籠養」轉變成「放(fàng)養」，而在放(fàng)養環境下(xià)，蛋雞的活動空間變大(dà)了，發生(shēng)骨折的情況會更多，這也是一(yī)個需要解決的具有挑戰性的問題。在肉雞中(zhōng)，由于很高的生(shēng)長速度，骨骼常常沒辦法與之相匹配，從而會造成一(yī)些腿病問題。另外(wài)，肉雞「股骨頭壞死」也是一(yī)個很有意思的問題。
崇霄: 傳統來講，提供足夠的鈣、磷、維生(shēng)素D，并保證鈣磷比例當然是很重要的營養手段。而從我(wǒ)自己的研究發現來看，骨骼早期營養非常重要。話(huà)說蛋雞的骨骼發育非常有意思，它的骨骼在産蛋之前會停止發育，因此在産第一(yī)顆蛋之前是它骨骼發育的高峰期，而在産蛋期間，骨骼是沒有什麽變化的。所以，在産蛋之前打造非常強壯的蛋雞骨骼是一(yī)個思路。另外(wài)呢，還有一(yī)些尚未應用、還在研究中(zhōng)的理論，比如說 --- 1). 在肉雞的「0到兩周齡」期間提高鈣磷水平，而在兩周之後減少或者保持比較低的鈣磷水平，整體(tǐ)上來說并不會影響骨骼的生(shēng)長和健康。2). 由于蛋雞的骨骼在産蛋前停止發育，因此可以用「延後開(kāi)産時間」的方法（通過控制光照或者營養調控方法）來給予蛋雞足夠的時候發育骨骼，最終達到延長産蛋周期的效果。
崇霄: 我(wǒ)的博士和博士後實驗圍繞骨骼健康這個主題，涵蓋了不同的方面，從細胞實驗、胚胎實驗、到動物(wù)實驗，同時也做過數據建模實驗和方法學的探索。1). 細胞實驗：我(wǒ)們用雞的「成骨細胞」作爲實驗模型，來測試維生(shēng)素D在成骨細胞中(zhōng)的作用。我(wǒ)們知(zhī)道，維生(shēng)素D可以減少「骨骼吸收」，但在成骨細胞中(zhōng)，是否能夠促進其發育呢？這個實驗讓我(wǒ)們發現了一(yī)個意料之外(wài)的結果 --- 維生(shēng)素D的作用和細胞發育的階段有着很大(dà)的關系：早期起到抑制發育的作用，在晚期則是促進發育的作用。2). 胚胎實驗：給胚蛋注射維生(shēng)素D vs. 25-羟基維生(shēng)素D，看它們對于胚胎發育的影響。數據顯示，這兩個形式的維生(shēng)素D都可以促進骨骼生(shēng)長、促進脂肪發育，但是會減少肌肉的發育。
胚蛋注射 （引自Chen et al., 2021)
3). 動物(wù)數據建模實驗：我(wǒ)們從頭到尾養了一(yī)批蛋雞 （95周！），每周取樣，測量骨骼發育的相關指标。結果發現，在産蛋前期和産蛋高峰期，骨骼的變化非常劇烈，礦物(wù)沉積特别明顯；同時也驗證了骨骼的體(tǐ)積在産蛋前達到最高峰。
4). 動物(wù)實驗：再來一(yī)個95周的實驗 --- 我(wǒ)們在蛋雞日糧中(zhōng)添加維生(shēng)素D vs. 25-羟基維生(shēng)素D，看看它們如何影響蛋雞的骨骼健康和産蛋性能。有意思的是，我(wǒ)們發現「25-羟基維生(shēng)素D」可以在産蛋前提高骨骼體(tǐ)積（但是并沒有提高骨骼密度） --- 由于體(tǐ)積變大(dà)，導緻骨骼中(zhōng)産生(shēng)很多空洞，爲後期鈣鹽沉積提供了更多的空間，從而促進了骨骼健康。 現在我(wǒ)們正在做一(yī)個後續實驗 --- 在添加25-羟基維生(shēng)素D的同時，提高鈣磷比例，看看是否骨骼體(tǐ)積和骨骼密度都能有所改善。
圖片顯示爲不同處理對于皮質骨中(zhōng)孔隙空間大(dà)小(xiǎo)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)
擴展閱讀：
📖 細胞實驗：Role of 1,25-Dihydroxyvitamin D3 on Osteogenic Differentiation and Mineralization of Chicken Mesenchymal Stem Cells
📖 胚胎實驗：Role of 25-Hydroxyvitamin D3 and 1,25-Dihydroxyvitamin D3 in Chicken Embryo Osteogenesis, Adipogenesis, Myogenesis, and Vitamin D3 Metabolism
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📖 動物(wù)實驗#1: Role of long-term supplementation of 25-hydroxyvitamin D3 on laying hen bone 3-dimensional structural development
📖 動物(wù)實驗#2: Role of long-term supplementation of 25-hydroxyvitamin D3 on egg production and egg quality of laying hen
· 維生(shēng)素D和鈣磷推薦水平？
崇霄: 我(wǒ)沒有一(yī)個具體(tǐ)的數字，但是可以分(fēn)享一(yī)下(xià)思路：若要提高維生(shēng)素D的水平，一(yī)定要考慮鈣磷的量，不能以維生(shēng)素D代替鈣磷；想要打造健康骨骼，延長蛋雞産能周期，在提高維生(shēng)素D水平的同時，要适當提高鈣磷水平；另外(wài)，一(yī)定要注意蛋雞育成期的早期骨骼營養。
· 評估骨骼健康的方法？
崇霄:
常用的方法：骨灰分(fēn)分(fēn)析、骨骼強度分(fēn)析、病理切片；觀察類的: 跛行腿病的評分(fēn)（比如前一(yī)陣子我(wǒ)們用「壓力傳感器」來測量雞行走的方式）放(fàng)射學分(fēn)析：比如「雙能射線斷層掃描」（CT）、「顯微斷層掃描」(micro-CT)、新生(shēng)骨骼标記。另外(wài)，有的儀器可以直接測活雞骨骼彈性, 用「陀螺儀」可以測量相關行爲學, 使用「景深攝像機」來評分(fēn)行走方式等等，這些都是試驗階段的一(yī)些新方法。
· 介紹下(xià)Micro-CT技術在骨骼健康中(zhōng)的運用？
崇霄: Micro-CT就是「顯微斷層掃描」，是一(yī)種3D射線掃描方法，它的精度非常高（缺點是能掃描的面積很小(xiǎo)，還隻能對付雞翅雞腿）。它可以建立骨骼3D模型，從而讓我(wǒ)們了解骨骼結構是如何分(fēn)布的，在哪些地方會有孔隙、在哪些地方會有連接，都能得到比傳統分(fēn)析方法更爲具體(tǐ)的答案。通過3D結構模型，還可以更好地了解骨骼疾病（比如骨質疏松，比如爲什麽有些地方容易骨折...）micro-CT方法目前在家禽上的研究用的很少，除了機器價格昂貴之外(wài)，一(yī)大(dà)限制是它無法分(fēn)離(lí)出雞骨頭的每一(yī)個部分(fēn)。而我(wǒ)們通過做了一(yī)個"小(xiǎo)程序"，讓每一(yī)個部分(fēn)的骨骼的分(fēn)離(lí)和分(fēn)析變爲可能。（通過Micro-CT 分(fēn)離(lí)出不同骨骼結構）
擴展閱讀：
崇霄剛發表了一(yī)篇名爲《Micro-CT技術在蛋雞骨骼分(fēn)析中(zhōng)的運用》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裏，未來的研究方向？
1). 肉雞的股骨頭壞死是當前的熱點話(huà)題。大(dà)型肉雞的死淘有很大(dà)一(yī)部分(fēn)是由于股骨頭壞死造成的，它是由于股骨頭産生(shēng)了微創，細菌對微創進行了感染，從而造成壞死。這些存在于股骨頭的細菌也可能會在屠宰加工(gōng)過程中(zhōng)，造成潛在的食品安全隐患。有意思的是，細菌從哪裏來？是怎麽在血液中(zhōng)生(shēng)存下(xià)來的？它們如何到達骨骼？爲什麽這些細菌沒有引發足夠的免疫反應？還有很多問題亟待解答。其中(zhōng)一(yī)個比較流行的理論是 --- 腸道破損導緻細菌通過血液轉移到這些具有微創的骨骼，因此，骨骼健康和腸道營養息息相關。尤其當禁抗、無抗後，腸道健康是一(yī)個很大(dà)的挑戰；而未來可能會有更大(dà)型的雞品系出現，這個問題就會越來越突出。2). 對于蛋雞來說，讓産蛋周期更長一(yī)些、達到更高的經濟效益，是目前研究的重點。現在有一(yī)些比較有意思的研究，比如延後産蛋、讓骨骼充分(fēn)發育；利用添加劑來提高早期蛋雞的骨骼質量等。3). 骨骼健康與動物(wù)福利之間的關系 --- 現在有很多消費(fèi)者特别擔心雞到底生(shēng)活的好不好，會不會痛苦？所以關于骨骼與疼痛，目前也有研究在開(kāi)展，研究關鍵在于雞是否能感受到疼痛？ 如何評估雞的福利？4). 上面提到過的關于「鈣磷」的研究 --- 是否可以通過提高早期鈣磷、降低後期鈣磷水平來保持骨骼健康、降低飼料成本？不同程度股骨頭壞死形态。A. 正常股骨頭；B. 股骨頭分(fēn)離(lí)（FHS）；C. 股骨頭分(fēn)離(lí)、生(shēng)長闆分(fēn)裂；D. 股骨頭骨折
（Zhang et al., 2019 🔗 https://doi.org/10.3382/ps/pey474）
擴展閱讀：
Poultry Femoral Head Separation and Necrosis: A Review
🔗 https://doi.org/10.1637/11082-040715-Review.1
· 補充？
崇霄: 總結一(yī)下(xià)吧，骨骼健康在家禽生(shēng)産扮演這重要的角色 --- 骨骼不僅僅是一(yī)個重要的支持性器官，肩負着保證生(shēng)産性能、保證産蛋的重要作用，同時，骨骼作爲一(yī)個免疫器官，它在疾病産生(shēng)中(zhōng)的作用也不能忽視，而這方面的研究還非常少。希望行業多關注骨骼健康的研究～！
· 最喜歡的書(shū)？
專業書(shū)籍：
Avian Physiology 《鳥類生(shēng)理學》（編輯：Colin G. Scanes）Scott's nutrition of the chicken 《家禽營養》（作者：S. Leeson & J. D. Summers）The Merck Veterinary Manual《默克獸醫手冊》（作者：Merck）非專業書(shū)籍：
Gordon Ramsay《一(yī)個廚師的自傳》（喜歡各種自傳，特别喜歡Gordon Ramsay的）
· 是什麽使成功的行業精英與衆不同？
1）建立自己的人脈關系，勇敢地去(qù)和别人交流；2）對于生(shēng)活在美國的中(zhōng)國人，要在學習美國文化的同時更好地了解自己的文化，讓世界更了解我(wǒ)們國家的發展和變化。
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