近幾年來，水產養殖過程中引起應激的因素越來越多。如水質惡化、藥物濫用、疾病爆發、飼養管理不當等等，這些都直接影響著養殖動物的正常生長與發育，甚至會引起大範圍的嚴重疾病或者死亡。這篇文章主要闡述了應激的概念、魚類應激的發生機制和行為表現，以生魚的養殖為例而列舉了養殖過程中的應激源及抗應激藥物，並主要從生理、行為方面介紹了目前國內外魚類應激生物學最新的研究技術和方法，旨在為從事水產行業的人員進行簡單的科普與參考。
1應激及應激源的概念
1936年，加拿大學者Selye首先提出了應激的概念，他認為應激是動物受到體內外環境改變的刺激後，機體自我調節達到新的動態平衡所產生的一系列非特異反應的總和。應激可分為驚恐、抵抗和衰竭三個階段，它是動物自身演化過程中產生的自我保護的自然反應[1]。由應激所引起的非特異性變化又稱為“全身適應綜合症”，即現在所說的應激綜合症[2]。應激是魚類對不良環境因素刺激的忍受達到或接近極限時所表現的異常狀態，而不是一種獨立的疾病。凡是偏離魚類正常生活範圍的不良刺激因素就是應激源(stressor)。
2應激的發生機制、行為表現及檢測方法
2.1 應激的發生機制
科學家Moberg在1985年提出將應激分為應激源識別、生物防禦和應激反應結果三個階段。魚類應激反應的發生與人類和其他脊椎動物相似，也適用於這一模型[3]。
當魚體中樞神經系統感受到內外界刺激後，魚體將從行為、生理(自主神經系統神經—內分泌—免疫系統)等方面發生生物防禦反應。行為反應是魚類遭受刺激後最直接、快速的反應。自然環境下，適當的行為反應是魚類躲避或應對應激源刺激的有效途徑，對魚類在短期內恢復正常狀態至關重要[4]。高密度的生魚養殖模式，其行為反應必定會得到限制，從而導致行為異常或障礙，引起生理系統的應激反應。陳平潔等[5]認為擁擠脅迫會引起機體能量消耗增大，並通過消耗體內能源物質來滿足，主要表現為血液葡萄糖水平升高，糖異生作用加強，動員甘油三酯參與糖類代謝。換句話說，在應激狀態下魚類用於生長和保障健康的物質和能量減少，導致魚類生長減緩和免疫力下降，這就是飼料係數增加的重要原因。
總的來說，應激反應機理十分複雜，動物作為一個有機整體，通過神經-內分泌途徑來動員大部分器官和組織來緩解應激源的刺激。在這個過程中，中樞神經系統起著“命令”作用，而交感一腎上腺髓質系統和垂體一腎上腺皮質系統等則起“執行”作用[6]。應對應激過程中參與的激素主要有糖皮質激素[7]、鹽皮質激素，其次還有生長激素、胰高血糖素、腎上腺素、去甲腎上腺素等。
應激導致的出血症是生魚養殖當中最常見的應激反應結果，如圖1所示，其發病的魚通常表現出體色較黑、肛門輕度紅腫、體表（特別是腹部）鱗片邊緣變紅、肝臟腫大且質地較脆、脾臟淤血腫大，呈紫黑色等症狀，與汪開毓等人[8]在鯉魚應激發現的應激性出血症的病理十分相似，這種出血病通常分離不到病原微生物，是一種非傳染性疾病。
圖1生魚應激性出血症狀
a：體表鱗片邊緣變紅、肛門輕度紅腫、體表有粗糙感
bcd：肝臟腫大且質地較脆、脾臟淤血腫大，呈紫黑色、腸道出血
ef：獨遊、側翻
2.2 應激的行為表現
魚類受到應激後會產生適應性行為，生魚也不例外。如圖2所示，生魚適應性反應三個階段變化：第一階段為機體神經內分泌活動的變化，即驚恐反應階段，主要表現為警覺性增加、活動加強、呼吸加快、頂流逆進、群體活動明顯，躁動不安及爭向水面活動，進而表現驚恐逃避、集群亂竄。經過一定時期後，魚類進入第二階段的應激狀態，即適應階段，此時機體發生了一系列生理、生化、免疫的變化，在此階段體內生理狀態出現紊亂，調節機制發生作用，使魚體保持在協調狀態。第三個階段即衰竭階段，是適應階段中體內調節失控的情況下，出現的活動減少、遊動緩慢、群體聚集勢頭降低、單獨遊動至水面不吃食、輕微浮頭，逐漸發展至嚴重浮頭、體色變深、肚腹朝上、時沉時浮或沉入水底、側睡不動，接近死亡[9]。
圖2.生魚應激的三個階段行為表現
• abc：第一階段(驚恐、亂串、頂流逆進和群體活動明顯)
• de：第二階段（適應、較平靜）
• fgh：第三階段（獨遊、側翻、衰竭）
2.3 應激的檢測方法
現在國際上流行的檢測動物應激的方法主要有兩個方面：血液生理生化指標和應激蛋白的表達量。皮質醇激素和血糖檢測魚類應激反應強度是血液生理生化中的良好激素指標，皮質醇激素在魚類應激檢測與評價中研究最多，它具有穩定性高、其強度與應激的持續時間和強度成正相關的特點[10]。
此外，魚類及其他陸生脊椎動物都具有認知或感知能力[11]。生魚受到應激後的行為變化是最直接、快速的反應，因此也可通過魚類行為來對應激進行檢測。程煒軒等[12]發現唐魚在微囊藻毒素的脅迫下，擺尾頻率和游泳速度都顯著下降；在孔雀石綠的脅迫下，游泳速度顯著下降。此外，科學家van Raaij[13]對缺氧及恢復過程中的虹鱒進行了觀測，根據魚的逃跑行為、呼吸頻率建立相應的行為參數，結果顯示：實驗中存活的虹鱒在應激後沒有恐慌行為，表現得較為安靜，而最後死亡的虹鱒在應激後有較為劇烈的躲避行為，且後者體內兒茶酚胺及皮質醇含量均比前者高。overli等[14]、Kittilsen等[15]利用攝食行為和活動量對新奇環境和急性應激下的虹鱒和大西洋鮭進行了研究。結果顯示，應激狀態下雌雄虹鱒行為學反應差異明顯；不同家系大西洋鮭在急性應激狀態下其活動量和皮質醇濃度均有顯著升高，且兩者高度相關。姚浪群等[16]認為在應激條件下，動物採食量會普遍下降，這是應激給動物帶來的最致命的生產表現。事實證明，在生魚的養殖過程中，遇到高溫、換水、轉料等應激因子，攝食速度和攝食量也會相應降低。以上研究結果表明，應激反應中魚類行為的變化與其認知、生理指標波動、應激損傷狀況密切相關，能夠客觀、形象地反映其應激狀態與程度。運用行為的方法對應激強度進行研究具有方便、快捷、簡單、實用等優勢。
3養殖當中存在的應激源及應對對策
水生生物生活在水環境中，相對於陸地環境顯得多變和不可預測，而高密度養殖的生魚更使其生活的水環境比其他一般四大家魚更加複雜。如表1所示，在生魚養殖的過程中，影響生魚生長、生存的應激因子大概可以分為四類：
第一類為人為管理因素：如圖3所示：拉網、運輸、投餵策略、飼料變質、人為驚擾、及常見的加水、捕撈、運輸等生產操作，這些因素對生魚應激的強度和持續時間主要取決於操作者的養殖素質以及對操作執行的規範程度。如在拉網操作中，是否嚴格按照操作方式停料、消毒、潑灑抗應激藥物等，這些細節都會影響生魚的損傷程度和死亡量。如圖4所示，不同的加水方式對生魚的應激程度不一樣，此外應激程度還與加水量、加水的水質情況有密切關係。
第二類為環境因素：如水體的氧氣、水溫、氨氮、亞硝酸鹽、酸鹼度、藥物殘留、底質惡化、天氣突變、酸雨等。此外，由工農業及城市生活廢水導致的重金屬、石油、農藥等汙染也是重要的環境應激源，這就要求在養殖生魚的過程中必須保持這些環境因子穩定。維持水質的方法有很多，不同環境因子所應對的措施不同。
第三類為微生物因素：如生魚養殖過程中會遇到病毒、細菌（如：諾卡氏菌、舒氏氣單孢菌）、寄生蟲（如車輪蟲）等微生物的入侵。諾卡氏菌在生魚養殖的7~9月容易爆發，發病率較高，症狀主要表現為體表、鰭條充血，肝、脾、腎等內臟器官出現直徑1-5mm的乳白色結節。
第四類為生物因素：是指養殖動物受到自然界的某些敵害生物的影響，例如水生昆蟲、兇猛魚類、水生昆蟲、水螅、水鳥、甚至是生魚之間的殘食等，這些都會直接或間接在產生應激。以生魚為例，生魚魚苗階段的蝦鉗蟲、蝌蚪、青蛙、以及苗期的殘食等是最常見的應激源。如生魚之間殘食大多數由於投餵不當造成生魚規格產生差異，應對的策略首先少量多次投餵（苗期每天喂6餐）；再次，當生魚長到一定規格後，規格不齊且存在殘食現象則需要及時分曬、去掉“炮頭”。
表1 生魚養殖過程中的應激源圖示
圖3. 生魚日常管理中常見人為因素應激源
a：加水b：藥浴 c：改底 d：殺蟲 e：投餵 f：過塘 g：拉網 h：運輸
圖4. 不同的加水方式對生魚的應激
a：應激強度大 b：應激強度小
4養殖中常用的抗應激產品及作用機理
確定魚類受到了應激後，就需要採取措施減少應激對魚類的傷害，現在市場上產品主要從兩個方面降低應激對魚體的傷害：一是降低和緩解應激源，另一方面是增強魚體抗應激能力。活寶源公司推出的應激寶是結合了兩個方面進行配方設計，最終達到緩解應激的目的。
在養殖過程中，養殖戶經常會用到抗應激藥物來減少或緩解應激源給魚造成的傷害，因而催生了很多具有緩解、防治應激源的抗應激藥物。目前養殖過程中常用的抗應激藥物包括葡萄糖、多糖類(活性多糖、植物多糖等)、維生素類、氨基酸類(賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸、牛磺酸、谷氨酰氨等)、電解質礦物元素類(小蘇打、氯化鈉等)、有機酸類(檸檬酸、果酸、月桂酸等)，潑灑姜等。
市場上抗應激藥物種類繁多，其發揮抗應激的作用機理也各有不同，按照其使用的時期可以分為兩個個方面：一是應激源出現前：生魚養殖戶在暴雨天氣來臨之前、轉塘、拉網之前等可預見的應激源使都會採取抗應激措施，分為內服、潑灑兩種。如苗期暴雨來臨前池塘潑灑應激寶可起到抗應激作用，在轉塘、拉網前內潑灑應激寶可起到抗應激作用，減少應激對生魚機體的損傷，起到了調節中樞神經系統，起安定鎮靜、降低生魚應激敏感性作用。二是應激源出現後：常常採取解毒、緩解等措施。如在使用殺蟲、消毒等藥物後，水中的藥物殘留對生魚具有應激作用，用氨基酸解毒劑、維生素C、葡萄糖等進行水體解毒，如解毒劑中的EDTA、有機酸等對重金屬具有絡合作用，起到解毒抗應激作用。如環境因子亞硝酸鹽含量忽然升高，則應該潑灑食鹽，一方面調節鹽度，從而使水生動物體內的滲透壓和外界保持在一個安全的生態幅度上，從而解毒，另一方面釋放的氯離子可與亞硝酸基團競爭，緩解亞硝酸鹽的毒性。
抗應激的產品雖然很多，但機理卻各有不同，下面主要介紹葡萄糖、多糖（聚糖）、Vc及衍生物、有機酸四類物質的抗應激原理：
①葡萄糖的抗應激機制：魚類的糖代謝以糖酵解和糖異生兩個過程為主[17]。魚類遇到應激反應時，肝臟發生糖異生反應，使血液中的葡萄糖會驟升，準備充足的能量以應付應激源的影響，但這個過程比較慢，如果直接潑灑葡萄糖對於能量的及時補充具有重要作用。葡萄糖經過糖酵解過程可以提供大量ATP，提高機體抵抗力，降低肝臟糖異生的負面影響，提高抗應激能力；另一方面，葡萄糖可增加池塘C源，有利於藻類和有益菌繁殖改善水質，這可能也是葡萄糖間接抗應激的一個原因。
②多糖的抗應激機理在於提高機體免疫力，以β(1,3)-葡聚糖為例，孫翠慈等[18]研究表明，動物處於應激狀態時體內分泌糖皮質激素和甾類皮質激素等水平升高會引起機體血淋巴細胞、巨噬細胞和嗜中性粒細胞及溶菌酶的活性急劇下降，此時機體的免疫系統受到抑制。一般而言，在魚類非特異免疫系統中，巨噬細胞和嗜中性粒細胞起著關鍵作用，這類細胞的細胞膜上的β(1,3)-葡聚糖受體β(1,3)-葡聚糖結合，以促進巨噬細胞的向病灶遷移，提高活性氧自由基產量和血細胞溶解作用，使抗應激反應能力提高。
③Vc的抗應激作用在於它在脯氨酸羥化為羥脯氨酸中扮演著重要角色，魚類一般不能合成Vc，生魚的膨化料中Vc在高溫高壓的條件下Vc會被破壞，因為內服或潑灑Vc對提高機體免疫力和抗病力具有重要意義。在魚類Vc的研究中，秦啟偉[19]研究了Vc對青石斑魚的非特異性免疫調節作用，Vc能提高血液中白細胞的數量和吞噬活性，並能促進機體的生長，對青石斑魚的非特異性免疫系統調節作用效果明顯。
④有機酸的抗應激作用主要在於其酯化反應以及絡合作用：有機酸種類有很多，最常見的有機酸是羧酸 (-COOH)。另外磺酸 (-SO3H)、亞磺酸(RSOOH)、硫羧酸(RCOSH)等也屬於有機酸。常用的抗應激有機酸有延胡索酸、檸檬酸等，魚類的在魚類糖代謝過程中，主要涉及糖酵解、糖異生、三羧酸循環、磷酸戊糖途徑、糖原合成和降解等過程，檸檬酸和延胡索酸可以進入三羧酸循環，提供能量物質ATP，由於動物糖代謝以三羧酸循環為主，因而，檸檬酸和延胡索酸在畜禽抗應激上具有廣泛應用[20]。另外有機酸能和重金屬發生絡合反應，從而阻礙重金屬進入細胞內和酶產生反應，以達到解毒目的。
5，潑灑姜的抗應激機理：潑灑姜主要成分揮發油乾薑含2%～3%，主要有姜烯、薑辣素、姜酮、姜醇、姜烯酮、姜油酮等。以上辣味的成分經證明具有抗缺氧、鎮靜、解毒、抗氧化抗病原微生物、增強免疫的作用，（表現外在就是抗應激）；同時揮發油對胃腸道有保護胃粘膜抗潰瘍，增強腸胃節律性蠕動，從而促進攝食（表現為誘食作用）。
5抗應激技術的發展方向
從某種程度上來說，生魚養殖的過程中應激源無處不在，要想從根本上解決應激對生魚的危害，必須對應激的防制採取綜合措施，建立科學的生魚抗應激防控體系。其方向主要有以下幾個方面：抗應激生魚苗的培育與改良、科學的生魚管理與規範化操作、改善生魚養殖環境、正確使用抗應激產品。
5.1 抗應激魚苗的培育與改良
選用抗應激品種的選育和改良是一個重要方向，在畜禽的（雞和豬）的養殖當中已經取得了很好的效果。在魚類的選育上，已經在鯉魚、虹鱒、金頭鯛、大西洋鮭等魚類進行了應激耐受性選擇實驗。Overli等[21]通過約10年的選擇性改良，培育出了高、低應激耐受性兩個不同家系的虹鱒，且這兩個品系在食物利用率方面具有顯著性差異。Ruiz-Gomez等[22]的研究結果顯示，虹鱒應對應激反應的行為策略具有可塑性。這說明，通過適當的馴化，可提高魚體對應激的耐受性，尤其魚類早期階段的應激經歷(或建立的條件反射)，可增強其後期對應激的適應能力[23]，。
5.2 科學的管理與操作規範化
在養殖過程中，從魚苗到成魚的每個環節都有給養殖生物帶來應激的可能，如果能建立一套科學的管理和規範化的養殖體系，把這種人為因素帶來的應激源減低到最低，將極大降低養殖風險。這主要包括：養殖地的選址、生產規劃的確定、養殖模式的高效以及在養殖過程中拉網、潑藥、投餵、轉塘、加水等操作進行統一規範，使之科學合理。
5.3 養殖環境的改善
養殖環境是魚類賴以生存的重要物質條件，與應激的發生密切相關。生魚的養殖也不例外，良好的水質是保證魚類健康生長的基本條件，而良好的底質又是良好水質的必要條件。有研究表明養殖設施的結構、背景顏色、水流、水溫、光照、養殖密度、規格及品種搭配等均可對魚類的應激產生影響[24]。Gwak的研究證實，遮蔽物的存在顯著提高了美洲黑石斑魚幼魚的特定生長率[25]。如圖5所示，在順德生魚養殖當中，很多養殖戶喜歡在養殖水面上種植一定面積的通心菜或水草，這在一定程度上可以提供生魚躲避地，讓體質弱的生魚緩解高密度下養殖帶來的擁擠脅迫。
圖5. 豐富養殖環境，提供生魚躲避地
結 語
綜合來講，養殖過程就是一個維持穩定的節奏，減少應激源，增強養殖生物的體質，使養殖生物健康生長的過程。我們在養殖過程當中，減少應激對魚養殖動物的傷害，才有可能獲得成功。在未來，當我們的集約化和工廠化程度越來越高時，我們的養殖總是圍繞著如何維持穩定，減少應激的思路出發，到那時健康的抗應激的技術將會得到更加廣泛的運用和發展。
本文以上內容出處：順德活寶源生物 作者：黃志東
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