甲状腺激素调控对家禽能量代谢和孵化的影响

       家禽从卵生到孵化成活体的过程中，其生理和代谢会发生快速变化。甲状腺激素作为重要的代谢调节因子，不仅调控孵化时机，还影响代谢速率、体温维持、呼吸系统的成熟和早期生长性能等。通过调控甲状腺激素水平，可以显著提高家禽的生产效率和健康水平。

研究一：白来亨鸡孵化期甲状腺激素对能量代谢和孵化的影响（2023年）

       Jessica Rippamonti和Edward M. Dzialowski在《Journal of Thermal Biology》上，利用模块式呼吸代谢测量系统(家禽呼吸代谢测量系统)，对白来亨鸡胚胎进行了一项创新性研究。通过在孵化的80%阶段（第17天，共21天孵化期）对鸡胚进行三碘甲状腺原氨酸（T3）或甲巯咪唑（MMI）处理，来模拟甲状腺功能亢进或减退的条件。旨在探究甲状腺激素操作对白来亨鸡（Gallus gallus）胚胎孵化时机、热生理发展以及代谢率的影响。

       实验中，使用了FlowBar质量流量计、氧气分析仪和CA-10二氧化碳分析仪等设备，评估氧气消耗率(VO2)，这是衡量代谢率的关键指标。通过精确控制气体流量和温度，研究人员模拟不同环境条件下鸡胚的代谢反应。

图1 鸡胚在不同甲状腺激素处理条件下，对逐渐降温的代谢率（VO2）反应的实验结果

表1体外植入胚胎和孵化后1天动物的静息代谢率

       实验结果表明，甲状腺激素的水平显著影响了鸡胚的孵化时间、心脏和体重的发育，以及对降温的热中性区(thermal neutral zone)的响应。具体来说，给予三碘甲状腺原氨酸（T3）的鸡胚表现出更快的孵化速度和更高的代谢率，而使用甲巯咪唑（MMI）诱导的甲状腺功能减退，鸡胚则表现出孵化延迟和代谢率下降。

研究二：北京鸭孵化期甲状腺激素对能量代谢和呼吸的影响（2020年）

       Tushar S. Sirsat和Edward M. Dzialowski以Pekin鸭（Anas platyrhynchos domestica）为研究对象，在孵化的第24天对Pekin鸭胚胎进行甲巯咪唑（MMI）或三碘甲状腺原氨酸（T3）的给药处理，以此来抑 制或加速甲状腺激素的发展增加。实验选用模块式能量代谢测量系统来进行呼吸代谢测量(家禽呼吸代谢测量系统)。

图2 不同处理组（对照组、T3 处理组和 MMI 处理组）的 Pekin 鸭在孵化第 25 天（D25）、外部啄壳（EP）阶段和孵化后 1 天（1 dph）时对逐渐降温的反应

图 3不同处理组（对照组、T3 处理组和 MMI 处理组）的 Pekin 鸭在外部啄壳（EP）阶段和孵化后 1 天（1 dph）时的呼吸频率、潮气量和分钟通气量的变化

       实验结果显示，在孵化第25天时，T3处理组的鸭胚与其它两组相比，显示出更高的氧气消耗率（VO2），这表明，T3的补充能够显著提高鸭胚的代谢活动。在EP阶段，T3处理组的VO2zui高，而MMI处理组的VO2zui低，这一结果突出了甲状腺激素在调节代谢率中的关键作用。到了1天孵化后（1 dph），补充T3和对照组的鸭胚在低温时VO2的反应相似，而MMI处理组的鸭胚在低温期间VO2的增加不如其它两组明显，显示了甲状腺激素对低温反应的代谢调整有重要影响。

       此外，在呼吸功能的成熟过程中，MMI处理的鸭胚在EP阶段显示出较低的呼吸频率和潮气量，而T3补充组则显示出较高的呼吸频率和潮气量。到了1 dph，所有动物在低温期间呼吸频率都有所增加，但只有T3补充组和对照组的潮气量显著增加，MMI处理组的潮气量增加不明显。

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参考文献：

1、Rippamonti J, Dzialowski EM. Thyroid hormone manipulation influences development of endothermy and hatching in white leghorn chickens (Gallus gallus). J Therm Biol. 2023 May;114:103582. doi: 10.1016/j.jtherbio.2023.103582. Epub 2023 May 26. PMID: 37276745.

2、Sirsat TS, Dzialowski EM. Manipulating plasma thyroid hormone levels at hatching alters development of endothermy and ventilation in Pekin duck (Anas platyrhynchos domestica). J Exp Biol. 2020 Nov 30;223(Pt 22):jeb237701. doi: 10.1242/jeb.237701. PMID: 33046566.