對話 | 如何為(wèi)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/資訊
浏覽次數：1911
發表時間：2023-05-18
本文(wén)轉自公(gōng)衆号：曦曦博士
今天的「曦曦說」，很(hěn)開心邀請到了我的好友，剛剛加入美國(guó)北卡州立大學(xué)家禽系的研究助理(lǐ)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别的攝影師喲，細心的讀者可(kě)能(néng)會發現，他(tā)在我以前的文(wén)章裏已有(yǒu)出現過好幾次 --- 🔗 不靠8條腿、不靠打激素 | 這才是「速成雞」的科(kē)學(xué)真相，這篇文(wén)章裏所有(yǒu)的圖片和視頻都來自于他(tā) 📷；而最近這一年，他(tā)連續發表了很(hěn)多(duō)篇關于骨骼健康的文(wén)章，這是他(tā)博士和博士後的主要研究方向，我也摘錄過幾篇在營養快報裏。骨骼健康一直是養雞養鴨的同志(zhì)們非常關心的問題，今天，我就請崇霄從他(tā)的研究經曆，來與大家展開聊聊這個話題吧～崇霄的爺爺是一名(míng)獸醫(yī)，受家庭影響，大學(xué)時候他(tā)便自然地選擇了獸醫(yī)專業，就讀于中(zhōng)國(guó)農業大學(xué)。在讀書期間，他(tā)開始對營養學(xué)産(chǎn)生了濃厚的興趣，在啓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(yī)和營養學(xué)交叉的項目。本科(kē)畢業後，崇霄來到美國(guó)佐治亞大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從Dr. Woo Kim，畢業後留校做了一年多(duō)博士後。在2020年，崇霄加入了北卡州立大學(xué)擔任研究助理(lǐ)教授；同時，他(tā)也在 AHNC（Animal health and nutrition consortium) 擔任負責人，緻力于加強企業和學(xué)校的交流聯系。 · 最初您是怎麽想到這個課題的呢(ne)？
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(yǒu)一些很(hěn)好的儀器（比如顯微斷層掃描儀、分(fēn)子生物(wù)學(xué)工(gōng)具(jù)）。随着朝這個方向的深入探索， 雖然我們沒有(yǒu)很(hěn)多(duō)答(dá)案，但我們不斷發現新(xīn)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(lǐ)到應用(yòng)... 同時，因為(wèi)我們研究工(gōng)具(jù)的齊全，這吸引了不少公(gōng)司來合作(zuò)，也豐富了研究的内容。顯微斷層掃描儀
崇霄在使用(yòng)顯微斷層掃描儀
曾寫過的Dr. Woo Kim實驗室的文(wén)章· 骨骼健康的定義、在家禽生産(chǎn)中(zhōng)的重要性？
崇霄: 骨骼有(yǒu)很(hěn)多(duō)功能(néng) --- 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(yǒu)這些基本功能(néng)；進一步說，在生産(chǎn)上，骨骼健康對于肉雞 vs. 蛋雞有(yǒu)不同的理(lǐ)解：蛋雞： 健康的骨骼應保證蛋雞的産(chǎn)蛋質(zhì)量、數量，和産(chǎn)蛋周期；肉雞： 健康的骨骼應保證生産(chǎn)性能(néng)，不出現或是很(hěn)少出現腿病。同時，随着大家對動物(wù)福利的重視，骨骼健康的理(lǐ)解範疇也拓展到“不能(néng)讓雞産(chǎn)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(néng)支持比傳統養殖體(tǐ)系下的更多(duō)的動物(wù)行為(wèi)、減少骨折的發生。
· 有(yǒu)哪些因素會影響骨骼健康？
崇霄：影響骨骼健康的因素有(yǒu)很(hěn)多(duō)，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(xué)因素。我們現在做基因選育時，蛋雞主要注重于産(chǎn)蛋性能(néng)，肉雞則注重于産(chǎn)肉，相對而言，針對骨骼方面的選育就有(yǒu)一些忽視，所以可(kě)能(néng)會造成一些骨骼的問題。2). 營養因素。營養可(kě)以直接影響骨骼的健康（如鈣、磷、維生素D水平等），也可(kě)以通過影響動物(wù)的生長(cháng)性能(néng)，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，會出現器官衰竭、營養吸收利用(yòng)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(zhì)疏松症。4). 疾病。股骨頭壞死、骨質(zhì)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(ne)，則會間接通過影響營養吸收利用(yòng)，從而影響骨骼健康。
5). 環境管理(lǐ)。雞的活動空間可(kě)以直接影響骨骼健康；同時，環境管理(lǐ)能(néng)通過影響疾病的發生、營養吸收利用(yòng)來間接影響骨骼健康。
崇霄: 蛋雞的「骨質(zhì)疏松」是大家非常關注的一個問題。由于現代基因選育，蛋雞的産(chǎn)蛋量非常高，而蛋殼中(zhōng)的鈣很(hěn)大一部分(fēn)來自于骨骼中(zhōng)儲存的鈣，因此産(chǎn)蛋量一上去，蛋雞的骨骼壓力就特别大，從而導緻骨骼質(zhì)量變差。另一方面，由于美國(guó)蛋雞産(chǎn)業正在（在動物(wù)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(duō)，這也是一個需要解決的具(jù)有(yǒu)挑戰性的問題。在肉雞中(zhōng)，由于很(hěn)高的生長(cháng)速度，骨骼常常沒辦(bàn)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(hěn)有(yǒu)意思的問題。
· 有(yǒu)哪些營養手段可(kě)以調控家禽骨骼健康？
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(hěn)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(yǒu)意思，它的骨骼在産(chǎn)蛋之前會停止發育，因此在産(chǎn)第一顆蛋之前是它骨骼發育的高峰期，而在産(chǎn)蛋期間，骨骼是沒有(yǒu)什麽變化的。所以，在産(chǎn)蛋之前打造非常強壯的蛋雞骨骼是一個思路。另外呢(ne)，還有(yǒu)一些尚未應用(yòng)、還在研究中(zhōng)的理(lǐ)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長(cháng)和健康。2). 由于蛋雞的骨骼在産(chǎn)蛋前停止發育，因此可(kě)以用(yòng)「延後開産(chǎn)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(cháng)産(chǎn)蛋周期的效果。
崇霄: 我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(xué)的探索。1). 細胞實驗：我們用(yòng)雞的「成骨細胞」作(zuò)為(wèi)實驗模型，來測試維生素D在成骨細胞中(zhōng)的作(zuò)用(yòng)。我們知道，維生素D可(kě)以減少「骨骼吸收」，但在成骨細胞中(zhōng)，是否能(néng)夠促進其發育呢(ne)？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(zuò)用(yòng)和細胞發育的階段有(yǒu)着很(hěn)大的關系：早期起到抑制發育的作(zuò)用(yòng)，在晚期則是促進發育的作(zuò)用(yòng)。2). 胚胎實驗：給胚蛋注射維生素D vs. 25-羟基維生素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(kě)以促進骨骼生長(cháng)、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标。結果發現，在産(chǎn)蛋前期和産(chǎn)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(chǎn)蛋前達到最高峰。
4). 動物(wù)實驗：再來一個95周的實驗 --- 我們在蛋雞日糧中(zhōng)添加維生素D vs. 25-羟基維生素D，看看它們如何影響蛋雞的骨骼健康和産(chǎn)蛋性能(néng)。有(yǒu)意思的是，我們發現「25-羟基維生素D」可(kě)以在産(chǎn)蛋前提高骨骼體(tǐ)積（但是并沒有(yǒu)提高骨骼密度） --- 由于體(tǐ)積變大，導緻骨骼中(zhōng)産(chǎn)生很(hěn)多(duō)空洞，為(wèi)後期鈣鹽沉積提供了更多(duō)的空間，從而促進了骨骼健康。 現在我們正在做一個後續實驗 --- 在添加25-羟基維生素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(néng)有(yǒu)所改善。
圖片顯示為(wèi)不同處理(lǐ)對于皮質(zhì)骨中(zhōng)孔隙空間大小(xiǎo)的作(zuò)用(yòng)，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(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
· 維生素D和鈣磷推薦水平？
崇霄: 我沒有(yǒu)一個具(jù)體(tǐ)的數字，但是可(kě)以分(fēn)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(néng)以維生素D代替鈣磷；想要打造健康骨骼，延長(cháng)蛋雞産(chǎn)能(néng)周期，在提高維生素D水平的同時，要适當提高鈣磷水平；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:
常用(yòng)的方法：骨灰分(fēn)分(fēn)析、骨骼強度分(fēn)析、病理(lǐ)切片；觀察類的: 跛行腿病的評分(fēn)（比如前一陣子我們用(yòng)「壓力傳感器」來測量雞行走的方式）放射學(xué)分(fēn)析：比如「雙能(néng)射線(xiàn)斷層掃描」（CT）、「顯微斷層掃描」(micro-CT)、新(xīn)生骨骼标記。另外，有(yǒu)的儀器可(kě)以直接測活雞骨骼彈性, 用(yòng)「陀螺儀」可(kě)以測量相關行為(wèi)學(xué), 使用(yòng)「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些新(xīn)方法。
· 介紹下Micro-CT技(jì )術在骨骼健康中(zhōng)的運用(yòng)？
崇霄: Micro-CT就是「顯微斷層掃描」，是一種3D射線(xiàn)掃描方法，它的精(jīng)度非常高（缺點是能(néng)掃描的面積很(hěn)小(xiǎo)，還隻能(néng)對付雞翅雞腿）。它可(kě)以建立骨骼3D模型，從而讓我們了解骨骼結構是如何分(fēn)布的，在哪些地方會有(yǒu)孔隙、在哪些地方會有(yǒu)連接，都能(néng)得到比傳統分(fēn)析方法更為(wèi)具(jù)體(tǐ)的答(dá)案。通過3D結構模型，還可(kě)以更好地了解骨骼疾病（比如骨質(zhì)疏松，比如為(wèi)什麽有(yǒu)些地方容易骨折...）micro-CT方法目前在家禽上的研究用(yòng)的很(hěn)少，除了機器價格昂貴之外，一大限制是它無法分(fēn)離出雞骨頭的每一個部分(fēn)。而我們通過做了一個"小(xiǎo)程序"，讓每一個部分(fēn)的骨骼的分(fēn)離和分(fēn)析變為(wèi)可(kě)能(néng)。（通過Micro-CT 分(fēn)離出不同骨骼結構）
擴展閱讀：
崇霄剛發表了一篇名(míng)為(wèi)《Micro-CT技(jì )術在蛋雞骨骼分(fēn)析中(zhōng)的運用(yòng)》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題。大型肉雞的死淘有(yǒu)很(hěn)大一部分(fēn)是由于股骨頭壞死造成的，它是由于股骨頭産(chǎn)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(kě)能(néng)會在屠宰加工(gōng)過程中(zhōng)，造成潛在的食品安(ān)全隐患。有(yǒu)意思的是，細菌從哪裏來？是怎麽在血液中(zhōng)生存下來的？它們如何到達骨骼？為(wèi)什麽這些細菌沒有(yǒu)引發足夠的免疫反應？還有(yǒu)很(hěn)多(duō)問題亟待解答(dá)。其中(zhōng)一個比較流行的理(lǐ)論是 --- 腸道破損導緻細菌通過血液轉移到這些具(jù)有(yǒu)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，腸道健康是一個很(hěn)大的挑戰；而未來可(kě)能(néng)會有(yǒu)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，讓産(chǎn)蛋周期更長(cháng)一些、達到更高的經濟效益，是目前研究的重點。現在有(yǒu)一些比較有(yǒu)意思的研究，比如延後産(chǎn)蛋、讓骨骼充分(fēn)發育；利用(yòng)添加劑來提高早期蛋雞的骨骼質(zhì)量等。3). 骨骼健康與動物(wù)福利之間的關系 --- 現在有(yǒu)很(hěn)多(duō)消費者特别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(yǒu)研究在開展，研究關鍵在于雞是否能(néng)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(kě)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（FHS）；C. 股骨頭分(fēn)離、生長(cháng)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: 總結一下吧，骨骼健康在家禽生産(chǎn)扮演這重要的角色 --- 骨骼不僅僅是一個重要的支持性器官，肩負着保證生産(chǎn)性能(néng)、保證産(chǎn)蛋的重要作(zuò)用(yòng)，同時，骨骼作(zuò)為(wèi)一個免疫器官，它在疾病産(chǎn)生中(zhōng)的作(zuò)用(yòng)也不能(néng)忽視，而這方面的研究還非常少。希望行業多(duō)關注骨骼健康的研究～！
· 最喜歡的書？
專業書籍：
Avian Physiology 《鳥類生理(lǐ)學(xué)》（編輯：Colin G. Scanes）Scott's nutrition of the chicken 《家禽營養》（作(zuò)者：S. Leeson & J. D. Summers）The Merck Veterinary Manual《默克獸醫(yī)手冊》（作(zuò)者：Merck）非專業書籍：
Gordon Ramsay《一個廚師的自傳》（喜歡各種自傳，特别喜歡Gordon Ramsay的）
· 是什麽使成功的行業精(jīng)英與衆不同？
2）對于生活在美國(guó)的中(zhōng)國(guó)人，要在學(xué)習美國(guó)文(wén)化的同時更好地了解自己的文(wén)化，讓世界更了解我們國(guó)家的發展和變化。
附件：
