對話 | 如何為雞打造強壯的骨骼？聊聊家禽骨骼健康那些事~
來源：曦曦博士
所屬專欄：動態/資訊
瀏覽次數：2820
發表時間：2023-05-06
本文轉自公眾號：曦曦博士
如有侵權，請聯系刪除！
原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/93zUCTk_ilBvur9YfTvghQ
今天的「曦曦說」，很開心邀請到了我的好友，剛剛加入美國北卡州立大學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候認識，崇霄是一個對行業充滿激情的年輕盆友，同時還是一個專業級別的攝影師喲，細心的讀者可能會發現，他在我以前的文章里已有出現過好幾次 --- ?? 不靠8條腿、不靠打激素 | 這才是「速成雞」的科學真相，這篇文章里所有的圖片和視頻都來自于他 ??；而最近這一年，他連續發表了很多篇關于骨骼健康的文章，這是他博士和博士后的主要研究方向，我也摘錄過幾篇在營養快報里。骨骼健康一直是養雞養鴨的同志們非常關心的問題，今天，我就請崇霄從他的研究經歷，來與大家展開聊聊這個話題吧～崇霄的爺爺是一名獸醫，受家庭影響，大學時候他便自然地選擇了獸醫專業，就讀于中國農業大學。在讀書期間，他開始對營養學產生了濃厚的興趣，在啟蒙老師袁建敏老師的帶領下，踏入了家禽界，在那期間做了一些獸醫和營養學交叉的項目。本科畢業后，崇霄來到美國佐治亞大學攻讀博士學位，師從Dr. Woo Kim，畢業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擔任研究助理教授；同時，他也在 AHNC（Animal health and nutrition consortium) 擔任負責人，致力于加強企業和學校的交流聯系。 · 最初您是怎么想到這個課題的呢？
崇霄: 我博士所在的實驗室 (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、分子生物學工具）。隨著朝這個方向的深入探索， 雖然我們沒有很多答案，但我們不斷發現新的疑惑 。于是研究內容也隨之不斷的擴展，從分子層面到動物實驗，從原理到應用... 同時，因為我們研究工具的齊全，這吸引了不少公司來合作，也豐富了研究的內容。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、在家禽生產中的重要性？
崇霄: 骨骼有很多功能 --- 支持身體結構、保護內臟、儲存礦物等。健康的骨骼首先要有這些基本功能；進一步說，在生產上，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產蛋質量、數量，和產蛋周期；肉雞： 健康的骨骼應保證生產性能，不出現或是很少出現腿病。同時，隨著大家對動物福利的重視，骨骼健康的理解范疇也拓展到“不能讓雞產生痛苦”這類更高的要求了 --- 比如對于放養雞而言，健康的骨骼意味這它能支持比傳統養殖體系下的更多的動物行為、減少骨折的發生。
· 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，一定要全面地去看待這些因素：1). 遺傳學因素。我們現在做基因選育時，蛋雞主要注重于產蛋性能，肉雞則注重于產肉，相對而言，針對骨骼方面的選育就有一些忽視，所以可能會造成一些骨骼的問題。2). 營養因素。營養可以直接影響骨骼的健康（如鈣、磷、維生素D水平等），也可以通過影響動物的生長性能，從而間接影響骨骼的健康。3). 雞本身的健康狀態。雞隨著年齡的增大，會出現器官衰竭、營養吸收利用率的變化、激素分泌水平的變化（尤其是蛋雞），從而來帶骨骼健康的問題，比如骨質疏松癥。4). 疾病。股骨頭壞死、骨質疏松癥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、營養吸收利用來間接影響骨骼健康。
崇霄: 蛋雞的「骨質疏松」是大家非常關注的一個問題。由于現代基因選育，蛋雞的產蛋量非常高，而蛋殼中的鈣很大一部分來自于骨骼中儲存的鈣，因此產蛋量一上去，蛋雞的骨骼壓力就特別大，從而導致骨骼質量變差。另一方面，由于美國蛋雞產業正在（在動物保護組織的壓力下被迫地）逐步由「籠養」轉變成「放養」，而在放養環境下，蛋雞的活動空間變大了，發生骨折的情況會更多，這也是一個需要解決的具有挑戰性的問題。在肉雞中，由于很高的生長速度，骨骼常常沒辦法與之相匹配，從而會造成一些腿病問題。另外，肉雞「股骨頭壞死」也是一個很有意思的問題。
崇霄: 傳統來講，提供足夠的鈣、磷、維生素D，并保證鈣磷比例當然是很重要的營養手段。而從我自己的研究發現來看，骨骼早期營養非常重要。話說蛋雞的骨骼發育非常有意思，它的骨骼在產蛋之前會停止發育，因此在產第一顆蛋之前是它骨骼發育的高峰期，而在產蛋期間，骨骼是沒有什么變化的。所以，在產蛋之前打造非常強壯的蛋雞骨骼是一個思路。另外呢，還有一些尚未應用、還在研究中的理論，比如說 --- 1). 在肉雞的「0到兩周齡」期間提高鈣磷水平，而在兩周之后減少或者保持比較低的鈣磷水平，整體上來說并不會影響骨骼的生長和健康。2). 由于蛋雞的骨骼在產蛋前停止發育，因此可以用「延后開產時間」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，最終達到延長產蛋周期的效果。
崇霄: 我的博士和博士后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：我們用雞的「成骨細胞」作為實驗模型，來測試維生素D在成骨細胞中的作用。我們知道，維生素D可以減少「骨骼吸收」，但在成骨細胞中，是否能夠促進其發育呢？這個實驗讓我們發現了一個意料之外的結果 --- 維生素D的作用和細胞發育的階段有著很大的關系：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：給胚蛋注射維生素D vs. 25-羥基維生素D，看它們對于胚胎發育的影響。數據顯示，這兩個形式的維生素D都可以促進骨骼生長、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). 動物數據建模實驗：我們從頭到尾養了一批蛋雞 （95周！），每周取樣，測量骨骼發育的相關指標。結果發現，在產蛋前期和產蛋高峰期，骨骼的變化非常劇烈，礦物沉積特別明顯；同時也驗證了骨骼的體積在產蛋前達到最高峰。
4). 動物實驗：再來一個95周的實驗 --- 我們在蛋雞日糧中添加維生素D vs. 25-羥基維生素D，看看它們如何影響蛋雞的骨骼健康和產蛋性能。有意思的是，我們發現「25-羥基維生素D」可以在產蛋前提高骨骼體積（但是并沒有提高骨骼密度） --- 由于體積變大，導致骨骼中產生很多空洞，為后期鈣鹽沉積提供了更多的空間，從而促進了骨骼健康。 現在我們正在做一個后續實驗 --- 在添加25-羥基維生素D的同時，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于皮質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
、
?? 動物實驗#1: Role of long-term supplementation of 25-hydroxyvitamin D3 on laying hen bone 3-dimensional structural development
?? 動物實驗#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: 我沒有一個具體的數字，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，延長蛋雞產能周期，在提高維生素D水平的同時，要適當提高鈣磷水平；另外，一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:
觀察類的: 跛行腿病的評分（比如前一陣子我們用「壓力傳感器」來測量雞行走的方式）放射學分析：比如「雙能射線斷層掃描」（CT）、「顯微斷層掃描」(micro-CT)、新生骨骼標記。另外，有的儀器可以直接測活雞骨骼彈性, 用「陀螺儀」可以測量相關行為學, 使用「景深攝像機」來評分行走方式等等，這些都是試驗階段的一些新方法。
· 介紹下Micro-CT技術在骨骼健康中的運用？
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（缺點是能掃描的面積很小，還只能對付雞翅雞腿）。它可以建立骨骼3D模型，從而讓我們了解骨骼結構是如何分布的，在哪些地方會有孔隙、在哪些地方會有連接，都能得到比傳統分析方法更為具體的答案。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，除了機器價格昂貴之外，一大限制是它無法分離出雞骨頭的每一個部分。而我們通過做了一個"小程序"，讓每一個部分的骨骼的分離和分析變為可能。（通過Micro-CT 分離出不同骨骼結構）
擴展閱讀：
崇霄剛發表了一篇名為《Micro-CT技術在蛋雞骨骼分析中的運用》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里，未來的研究方向？
1). 肉雞的股骨頭壞死是當前的熱點話題。大型肉雞的死淘有很大一部分是由于股骨頭壞死造成的，它是由于股骨頭產生了微創，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過程中，造成潛在的食品安全隱患。有意思的是，細菌從哪里來？是怎么在血液中生存下來的？它們如何到達骨骼？為什么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。其中一個比較流行的理論是 --- 腸道破損導致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、無抗后，腸道健康是一個很大的挑戰；而未來可能會有更大型的雞品系出現，這個問題就會越來越突出。2). 對于蛋雞來說，讓產蛋周期更長一些、達到更高的經濟效益，是目前研究的重點。現在有一些比較有意思的研究，比如延后產蛋、讓骨骼充分發育；利用添加劑來提高早期蛋雞的骨骼質量等。3). 骨骼健康與動物福利之間的關系 --- 現在有很多消費者特別擔心雞到底生活的好不好，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、降低后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態。A. 正常股骨頭；B. 股骨頭分離（FHS）；C. 股骨頭分離、生長板分裂；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: 總結一下吧，骨骼健康在家禽生產扮演這重要的角色 --- 骨骼不僅僅是一個重要的支持性器官，肩負著保證生產性能、保證產蛋的重要作用，同時，骨骼作為一個免疫器官，它在疾病產生中的作用也不能忽視，而這方面的研究還非常少。希望行業多關注骨骼健康的研究～！
· 最喜歡的書？
專業書籍：
Avian Physiology 《鳥類生理學》（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）非專業書籍：
Gordon Ramsay《一個廚師的自傳》（喜歡各種自傳，特別喜歡Gordon Ramsay的）
· 是什么使成功的行業精英與眾不同？
2）對于生活在美國的中國人，要在學習美國文化的同時更好地了解自己的文化，讓世界更了解我們國家的發展和變化。
附件：
