蝦類活體貯運(yùn)中應(yīng)激誘發(fā)因素及其影響研究進(jìn)展

羅小瑩，李雪紅，李述剛，褚 上，石 柳，吳文錦，丁安子，熊光權(quán)，汪 蘭,

（1.湖北工業(yè)大學(xué)生物工程與食品學(xué)院，湖北武漢 430064；2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北武漢 430064；3.合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，安徽合肥 230000）

蝦類為甲殼動(dòng)物，隸屬于節(jié)肢動(dòng)物門(mén)、甲殼綱、十足目，是水產(chǎn)養(yǎng)殖中重要的經(jīng)濟(jì)物種，因其肉質(zhì)鮮美，營(yíng)養(yǎng)成分豐富，深受人們喜愛(ài)[1-3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示[4]，2020年我國(guó)蝦類養(yǎng)殖總產(chǎn)量達(dá)4969475 t，與2019年同比增長(zhǎng)13.04%，居世界第一位，并持續(xù)保持增長(zhǎng)勢(shì)頭。相比于陸生動(dòng)物來(lái)說(shuō)，蝦類水產(chǎn)品的生長(zhǎng)具有明顯的季節(jié)性和地域性，并且蝦肉體內(nèi)結(jié)締組織少、肉質(zhì)柔軟、水分含量高、酶活力強(qiáng)，死后極易腐敗變質(zhì)[5]，所以我國(guó)蝦類水產(chǎn)品多以鮮銷為主。但是蝦在活體貯運(yùn)過(guò)程中對(duì)各種應(yīng)激源反應(yīng)比較敏感，容易受到溫度、溶氧量、高度擁擠、振動(dòng)等環(huán)境因子的影響，誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)[6]，對(duì)其機(jī)體功能及肌肉品質(zhì)產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致其市場(chǎng)價(jià)值和競(jìng)爭(zhēng)力大大降低。因此，研究蝦類活體貯運(yùn)中應(yīng)激反應(yīng)的誘發(fā)因素，貯運(yùn)過(guò)程中蝦體內(nèi)綜合生理反應(yīng)情況及運(yùn)輸應(yīng)激對(duì)肌肉品質(zhì)的影響，對(duì)蝦類活體流通和銷售具有重要意義。

本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于蝦類甲殼動(dòng)物應(yīng)激的研究成果，對(duì)蝦在運(yùn)輸過(guò)程中受環(huán)境因素變化引發(fā)的機(jī)體應(yīng)激問(wèn)題進(jìn)行綜述，并列舉了有關(guān)蝦類活體貯運(yùn)的對(duì)策與建議，以期為提高蝦類運(yùn)輸?shù)拇婊盥侍峁┲笇?dǎo)性建議，同時(shí)也為揭示蝦類活體貯運(yùn)過(guò)程中的綜合生理反應(yīng)和肉質(zhì)變化機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 影響蝦類活體貯運(yùn)的環(huán)境因素

蝦在活體貯運(yùn)過(guò)程中容易受到外部環(huán)境脅迫，產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，使其機(jī)體發(fā)生不同程度的損傷[7]。環(huán)境脅迫因素大致可分為以下幾個(gè)方面。

1.1 溫度脅迫

溫度是影響水生動(dòng)物生長(zhǎng)、發(fā)育的關(guān)鍵因素之一[8]。水溫的變化會(huì)給生物帶來(lái)不同程度的壓力，并對(duì)它們的健康造成不利影響[9]。Guo等[10]發(fā)現(xiàn)高溫脅迫會(huì)影響克氏原螯蝦腸道器官的生理動(dòng)態(tài)平衡，對(duì)其抗氧化狀態(tài)和免疫功能產(chǎn)生不利影響。Xu等[11]研究發(fā)現(xiàn)南美白對(duì)蝦在低溫和空氣暴露脅迫下，血細(xì)胞數(shù)量減少，形態(tài)變化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)誘導(dǎo)血細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)惡化。因此，在蝦的活體運(yùn)過(guò)程中保持適宜的運(yùn)輸溫度顯得尤為重要。Coyle等[12]研究發(fā)現(xiàn)羅氏沼蝦在運(yùn)輸水溫為21 ℃時(shí)平均存活率為97%，而26 ℃時(shí)僅為24%。陳水春等[13]研究發(fā)現(xiàn)在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中處理溫度為12 ℃時(shí)龍蝦存活率最高，達(dá)95.42%。但不同種類乃至不同規(guī)格的蝦對(duì)溫度的適應(yīng)性不同，因此在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)針對(duì)性的做出調(diào)整。

1.2 低氧脅迫

據(jù)報(bào)道，水生動(dòng)物暴露在空氣中時(shí)會(huì)破壞體內(nèi)氧氣消耗，導(dǎo)致乳酸濃度增加發(fā)生無(wú)氧代謝相關(guān)的酸中毒[14]，暴露在空氣中還會(huì)增加甲殼類高血糖激素、血淋巴葡萄糖水平、降低顆粒細(xì)胞比例[15]，增加菌血癥和延長(zhǎng)凝血時(shí)間等[16]。Broughton等[17]對(duì)水中缺氧小龍蝦的行為、生理生化反應(yīng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，小龍蝦對(duì)低氧（3.5 kPa）有較高的耐受性，但重度低氧（1.7 kPa）時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其心率加快，血淋巴酸堿狀態(tài)紊亂，影響正常的酶功能和代謝調(diào)節(jié)。Zhou等[18]研究發(fā)現(xiàn)低氧（1 mg·L-1）會(huì)顯著降低凡納濱對(duì)蝦的血細(xì)胞總數(shù)，降低對(duì)蝦的免疫防御能力。由于不同生物對(duì)氧的需求量不同，因此低氧濃度的具體數(shù)值也有差異。較為合理的缺氧臨界值應(yīng)考慮生物的針對(duì)性。

1.3 氨氮脅迫

氨氮是水產(chǎn)動(dòng)物活運(yùn)中重要的環(huán)境脅迫因子，主要來(lái)自水產(chǎn)動(dòng)物自身的代謝物質(zhì)[19]。氨通常以電離狀態(tài)（N H+4）和非電離狀態(tài)（N H3）存在于水中[20]。當(dāng)水體中氨的水平超過(guò)蝦的耐受極限時(shí)，會(huì)對(duì)蝦的生長(zhǎng)、滲透調(diào)節(jié)、免疫、代謝和生存等產(chǎn)生負(fù)面影響[21]。Liu等[22]研究氨脅迫對(duì)南美白對(duì)蝦血細(xì)胞的影響，結(jié)果表明氨暴露后對(duì)蝦血細(xì)胞總數(shù)顯著下降，細(xì)胞凋亡率升高，影響了對(duì)蝦的免疫功能，并增加對(duì)蝦對(duì)病原性感染的幾率。Wang等[23]通過(guò)分析氨脅迫下克氏原螯蝦血淋巴、鰓和肝胰腺的轉(zhuǎn)錄水平也發(fā)現(xiàn)，氨脅迫會(huì)顯著改變克氏原螯蝦的嘌呤代謝途徑，破壞氧化-抗氧化平衡，并導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，影響其正常的生命活動(dòng)。因此，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)及時(shí)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化處理，防止氨氮物質(zhì)大量積累，減少蝦在運(yùn)輸途中的死亡率。

1.4 酸堿脅迫

pH是環(huán)境脅迫中最敏感的因素之一，蝦類對(duì)pH脅迫的反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，通常涉及免疫系統(tǒng)、抗氧化系統(tǒng)和腸道微生物區(qū)系的改變[24]。Yu等[25]將南美白對(duì)蝦置于高pH9.5或低pH6.5的環(huán)境中時(shí)，對(duì)蝦的抗氧化能力顯著降低，免疫相關(guān)基因表達(dá)下調(diào)，腸組織變形。Cheng等[26]研究也發(fā)現(xiàn)pH的變化會(huì)導(dǎo)致羅氏沼蝦的血細(xì)胞計(jì)數(shù)和酚氧化酶活性降低，并增加其對(duì)腸球菌的易感性。此外，pH的急性變化也會(huì)使得蝦體內(nèi)活性氧（ROS）增加，氧化損傷加劇，抗氧化調(diào)節(jié)能力失衡[27]。因此，在蝦的活體運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水體的pH，并將其維持在適宜的范圍，避免蝦體發(fā)生酸中毒或堿中毒。

1.5 擁擠脅迫

蝦類甲殼動(dòng)物在運(yùn)輸期間的運(yùn)輸密度（生物量）是影響應(yīng)激水平、損傷發(fā)生和存活率的重要因素[28]。高密度的運(yùn)輸量會(huì)使蝦體產(chǎn)生擁擠脅迫，改變水生動(dòng)物的行為和生理生化狀態(tài)，使免疫力下降[29]，還會(huì)導(dǎo)致含氮物質(zhì)的積累和溶解氧的消耗，增加死亡率[30]。于郝男[31]在不同密度脅迫下對(duì)羅氏沼蝦和凡納濱對(duì)蝦行為及能量分配模式的研究發(fā)現(xiàn)，隨著密度的增大，羅氏沼蝦和凡納濱對(duì)蝦的活動(dòng)和攻擊的頻次明顯增加，耗氧率和排氨率上升，能量消耗增多，免疫力下降。Zhang等[32]采用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法，分析擁擠和非擁擠條件下中國(guó)對(duì)蝦肌肉蛋白質(zhì)的差異表達(dá)，結(jié)果表明在擁擠應(yīng)激后對(duì)蝦肌肉代謝相關(guān)蛋白在翻譯和轉(zhuǎn)錄水平上明顯上調(diào)，這些蛋白質(zhì)表達(dá)的變化可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)蝦肉質(zhì)的下降。因此，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)根據(jù)蝦的種類、規(guī)格及裝載系統(tǒng)對(duì)運(yùn)輸密度做出調(diào)整，確定生物量、存活率和成本之間的最佳交叉點(diǎn)。

1.6 機(jī)械損傷脅迫

水產(chǎn)品在裝卸運(yùn)輸過(guò)程中容易受到搬運(yùn)、振動(dòng)、噪音等機(jī)械損傷脅迫而產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，一般會(huì)導(dǎo)致水產(chǎn)品的免疫能力下降、體內(nèi)抗氧化平衡失衡、肌肉品質(zhì)降低等[33]，嚴(yán)重影響水產(chǎn)品的運(yùn)輸質(zhì)量。另外在運(yùn)輸過(guò)程中水產(chǎn)動(dòng)物個(gè)體間也會(huì)互相擁擠、互相攻擊，導(dǎo)致機(jī)體的儲(chǔ)能物質(zhì)被大量消耗，生理代謝平衡被破壞。陳梓聰[34]以斑節(jié)對(duì)蝦為研究對(duì)象，分析其力竭運(yùn)動(dòng)后的抗氧化能力和呼吸代謝恢復(fù)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)力竭運(yùn)動(dòng)后對(duì)蝦機(jī)體酶促抗應(yīng)激體系被激活，呼吸代謝活動(dòng)增強(qiáng)。Vermeersch等[35]研究發(fā)現(xiàn)在捕獲、分揀和運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)褐蝦的翻滾、堆疊會(huì)導(dǎo)致蝦的重要器官損傷或丟失，并且受傷的蝦在2 h內(nèi)表現(xiàn)出很高的死亡率（32.8%～69.8%）。因此，在蝦的活體運(yùn)輸過(guò)程中需要改進(jìn)裝載和卸載的處理方式，優(yōu)化運(yùn)輸設(shè)備，以排除機(jī)械損傷脅迫對(duì)蝦體造成危害。綜上所述，蝦類甲殼動(dòng)物在環(huán)境脅迫下生理動(dòng)態(tài)平衡和免疫系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生不同程度的適應(yīng)性改變。除上述例舉的影響外，許多學(xué)者還發(fā)現(xiàn)環(huán)境脅迫會(huì)使蝦類甲殼動(dòng)物的組織器官和抗氧化系統(tǒng)發(fā)生改變，主要表現(xiàn)為蝦的肝胰腺結(jié)構(gòu)受損及相關(guān)抗氧化酶活性變化，氧化損傷增加。如Tania等[36]研究發(fā)現(xiàn)，凡納濱對(duì)蝦在缺氧條件下肝胰腺中超氧化物自由基的產(chǎn)生及硫代巴比妥酸（TBARS）的含量要高于鰓或肌肉組織，這可能與肝胰腺中較高的代謝率或較高的脂質(zhì)含量有關(guān)。Liu等[37]研究發(fā)現(xiàn)，空氣暴露會(huì)對(duì)南美白對(duì)蝦造成氧化損傷，使其抗氧化酶活性發(fā)生改變，但重新浸泡后這種損傷是可以逆轉(zhuǎn)的。以上研究表明，環(huán)境脅迫能夠?qū)ξr的組織器官及抗氧化能力造成一定的損傷，通常情況下這種氧化損傷是可以逆轉(zhuǎn)的，但是當(dāng)壓力增強(qiáng)或持續(xù)時(shí)，就會(huì)造成不可逆的傷害，最終導(dǎo)致蝦體死亡（表1）。

表1 環(huán)境脅迫對(duì)蝦類甲殼動(dòng)物組織器官和抗氧化酶活性的影響Table 1 Effects of environmental stress on the tissues, organs and antioxidant enzyme activities of shrimp crustaceans

2 運(yùn)輸應(yīng)激對(duì)蝦類綜合生理反應(yīng)及肌肉品質(zhì)的影響

2.1 運(yùn)輸應(yīng)激對(duì)蝦類綜合生理反應(yīng)的影響

2.1.1 氧化應(yīng)激 蝦在環(huán)境脅迫下氧化狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)氧化和抗氧化系統(tǒng)之間的平衡被破壞時(shí)會(huì)增加活性氧（ROS）的產(chǎn)生并引起氧化應(yīng)激[46-48]。活性氧（ROS）是一類高活性分子，包括超氧陰離子自由基過(guò)氧化氫（H2O2）、羥自由基（OH·）和單線態(tài)氧（1O2）等，過(guò)量的ROS產(chǎn)生和積累會(huì)損害脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA，導(dǎo)致氧化損傷[49]。抗氧化防御系統(tǒng)在清除過(guò)量ROS并維持ROS的平衡方面起著重要作用，主要由超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GPx）和谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（GST）等抗氧化酶和谷胱甘肽（GSH）、金屬硫蛋白（MT）、抗壞血酸（VC）、維生素A（視黃醇）和維生素E（α-生育酚）等非酶類抗氧化劑組成[50-51]。Wang等[52]研究發(fā)現(xiàn)，南美白對(duì)蝦在急性pH應(yīng)激下MnSOD mRNA、CAT mRNA、GPx mRNA的表達(dá)水平上調(diào)，表明抗氧化防御系統(tǒng)對(duì)pH應(yīng)激做出了反應(yīng)。

此外丙二醛（MDA）的含量也是氧化應(yīng)激的指標(biāo)，因?yàn)樗亲杂苫c脂質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的終產(chǎn)物，可以間接反映體內(nèi)活性氧的積累情況[53]。Li等[54]研究發(fā)現(xiàn)，在低氧條件下南美白對(duì)蝦肝胰腺和血淋巴中丙二醛（MDA）含量顯著上升，說(shuō)明低氧可誘導(dǎo)肝胰腺和血淋巴組織的氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過(guò)氧化。一般情況下，蝦都可以利用自身的抗氧化系統(tǒng)對(duì)生成的自由基進(jìn)行及時(shí)清除，只有應(yīng)激時(shí)間延長(zhǎng)或者應(yīng)激強(qiáng)度加大時(shí)才會(huì)使抗氧化系統(tǒng)的功能受到抑制，從而產(chǎn)生氧化損傷。

2.1.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（Endoplasmic reticulum，ER）是蛋白質(zhì)折疊和運(yùn)輸?shù)奶厥饧?xì)胞器，對(duì)細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞外刺激的變化高度敏感[55]。當(dāng)蝦類水產(chǎn)動(dòng)物受到環(huán)境脅迫時(shí)，會(huì)擾亂內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)，引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[41]，在這種情況下，錯(cuò)誤折疊和未折疊的蛋白質(zhì)會(huì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中積累，激活未折疊蛋白反應(yīng)（Unfoldedprotein response，UPR）。UPR是一組適應(yīng)性信號(hào)通路的集合，這些信號(hào)通路由位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的三個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)器受到刺激而啟動(dòng)。UPR包括三個(gè)經(jīng)典的信號(hào)通路：肌醇需要蛋白1α-X盒結(jié)合蛋白1（inositolrequiring protein 1α-X-box binding protein 1，IRE1α-XBP1）通路、活化轉(zhuǎn)錄因子6α（activating transcription factor 6α，ATF6α）通路和蛋白激酶RNA樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）激酶（PERK）-eIF2α[protein kinase RNA-like endoplasmic reticulum (ER) kinase-eIF2α，PERKeIF2α]通路。在正常生理?xiàng)l件下，BiP會(huì)結(jié)合并抑制IRE1α、ATF6α和PERK三種激酶，而當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生時(shí)，錯(cuò)誤折疊的蛋白就會(huì)將Bip與三種激酶解離并激活相應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路（圖1）。 首先，激活的PERK激酶可以使eIF2α磷酸化，并選擇性地增加ATF4的翻譯，以調(diào)節(jié)適應(yīng)性基因的表達(dá)；其次激活的ATF6α激酶從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)位到高爾基體后被駐留的蛋白酶S1P和S2P水解產(chǎn)生有活性的ATF6α，活性ATF6α?xí)D(zhuǎn)位到細(xì)胞核并誘導(dǎo)靶基因的轉(zhuǎn)錄；同時(shí)，IRE1α可以被二聚化和磷酸化激活，導(dǎo)致XBP1 mRNA的剪接，從而產(chǎn)生活性轉(zhuǎn)錄因子X(jué)BP1s，XBP1s轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核后調(diào)控一些與蛋白降解相關(guān)酶的表達(dá)[56]。通過(guò)這三個(gè)信號(hào)通路的共同作用可以增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白質(zhì)的折疊能力、降低蛋白質(zhì)折疊負(fù)荷、減少蛋白質(zhì)合成，從而緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[57]。

圖1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激下的UPR途徑[56]Fig.1 UPR pathway under ER stress[56]

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)除了是蛋白質(zhì)合成、折疊與運(yùn)輸?shù)闹饕课煌猓彩菂f(xié)調(diào)葡萄糖代謝和脂質(zhì)代謝反應(yīng)的重要細(xì)胞器[58]。嚴(yán)重或持續(xù)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)葡萄糖代謝異常。Wang等[59]對(duì)急性冷應(yīng)激后凡納濱對(duì)蝦差異表達(dá)基因（DEGs）的KEGG通路分析發(fā)現(xiàn)，22個(gè)DEGs參與了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑中的蛋白質(zhì)加工，其中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白Bip-like（BIP）表達(dá)顯著上調(diào)。BIP作為葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白，在UPR過(guò)程中起著重要作用[60]。冷應(yīng)激下內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中BIP的表達(dá)變化，說(shuō)明葡萄糖的合成或分解途徑在UPR過(guò)程中受到轉(zhuǎn)錄調(diào)控。此外，UPR的三個(gè)通路也與細(xì)胞脂肪合成調(diào)節(jié)有關(guān)。Wang等[61]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)蝦在氨氮脅迫下IRE1、XBP1、eIF2α和ATF4基因表達(dá)上調(diào)，說(shuō)明UPR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路被激活，機(jī)體發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，同時(shí)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激水平較高的實(shí)驗(yàn)組中脂質(zhì)合成相關(guān)酶活性顯著升高，肝胰腺脂質(zhì)積聚，說(shuō)明高水平的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致肝胰腺脂質(zhì)合成和分解異常。UPR是在應(yīng)激環(huán)境下內(nèi)質(zhì)網(wǎng)引發(fā)的一種保護(hù)性或適應(yīng)性策略，目的是恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)，但如果應(yīng)激時(shí)間延長(zhǎng)，就會(huì)啟動(dòng)細(xì)胞凋亡信號(hào)，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[62]。因此在運(yùn)輸過(guò)程中要嚴(yán)格控制蝦類水產(chǎn)動(dòng)物周圍的環(huán)境條件，避免應(yīng)激造成的不利影響。

2.1.3 能量代謝 生物在不同的應(yīng)激源刺激下一般會(huì)增加機(jī)體能量消耗，以維持體內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡。血糖水平的變化是蝦類水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)不同應(yīng)激源的主要典型反應(yīng)[63-64]。在蝦對(duì)應(yīng)激的適應(yīng)性反應(yīng)中，葡萄糖水平的增加主要是由高血糖激素（CHH）介導(dǎo)的，當(dāng)受到應(yīng)激源刺激時(shí)，CHH通過(guò)腦啡肽能神經(jīng)元或5-羥色胺能神經(jīng)元的信號(hào)立即從竇腺釋放到血淋巴中，釋放的CHH會(huì)刺激肌肉和肝胰腺中糖原的水解，從而增加血淋巴中的葡萄糖濃度[65]。形成的葡萄糖隨后在血淋巴中積累，導(dǎo)致高血糖，從而滿足應(yīng)激后的能量需求。這種葡萄糖水平的變化可以直接反映蝦類水產(chǎn)動(dòng)物利用糖原進(jìn)行了碳水化合物代謝。

在高水平應(yīng)激條件下，蝦類水產(chǎn)動(dòng)物也會(huì)進(jìn)行脂質(zhì)代謝來(lái)為機(jī)體提供更多的能量，其中甘油三酯（TG）和總膽固醇（T-CHO）含量的變化可以反映脂質(zhì)代謝水平[66]。Li等[67]研究凡納濱對(duì)蝦在不同濃度亞硝酸鹽應(yīng)激后肝胰腺組織中甘油三酯（TG）、總膽固醇（T-CHO）水平和脂肪酸合成酶（FAS）活性的變化，發(fā)現(xiàn)亞硝酸鹽暴露后，各組的甘油三酯（TG）和總膽固醇（T-CHO）水平以及脂肪酸合成酶（FAS）活性均呈下降趨勢(shì)，表明亞硝酸鹽脅迫促進(jìn)了對(duì)蝦的無(wú)氧代謝，脂質(zhì)的β氧化被抑制，從而導(dǎo)致脂質(zhì)動(dòng)員的延遲，干擾了對(duì)蝦的正常供能。

此外，在應(yīng)激條件下蝦類甲殼動(dòng)物還會(huì)進(jìn)行蛋白質(zhì)代謝以維持正常能量供給。Xu等[68]研究發(fā)現(xiàn)，南美白對(duì)蝦在長(zhǎng)期低鹽脅迫下會(huì)激活相應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來(lái)響應(yīng)應(yīng)激因子，并通過(guò)調(diào)節(jié)糖代謝和能量代謝來(lái)維持機(jī)體的平衡（圖2）。Fan等[69]對(duì)冷脅迫下的南美白對(duì)蝦進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)在氨基酸代謝中，大部分差異表達(dá)基因（DEPs）表達(dá)上調(diào)，說(shuō)明氨基酸是對(duì)蝦應(yīng)對(duì)冷脅迫的主要能量來(lái)源。另外，在應(yīng)激條件下特定的游離氨基酸（如甘氨酸、脯氨酸和丙氨酸等）也會(huì)參與對(duì)蝦的滲透調(diào)節(jié)[70]。綜上所述，在應(yīng)激過(guò)程中，蝦類水產(chǎn)動(dòng)物可以通過(guò)一系列有序的調(diào)控來(lái)維持機(jī)體的動(dòng)態(tài)平衡。

圖2 凡納濱對(duì)蝦響應(yīng)低鹽脅迫的蛋白質(zhì)組學(xué)分析及相關(guān)途徑[68]Fig.2 Deduced schema of L. vannamei responding to low salinity stress according to the significantly changed proteins by proteomic analysis and related pathways[68]

2.1.4 免疫系統(tǒng) 蝦類甲殼動(dòng)物的免疫系統(tǒng)是非特異性的，主要包括細(xì)胞免疫和體液免疫兩個(gè)方面[71]。環(huán)境因子對(duì)甲殼類動(dòng)物免疫功能的影響研究主要集中在總血細(xì)胞計(jì)數(shù)和分類血細(xì)胞計(jì)數(shù)、抗菌活性、吞噬活性、酚氧化酶原激活系統(tǒng)以及相關(guān)的體液免疫因子[72-73]。當(dāng)蝦類甲殼動(dòng)物受到環(huán)境脅迫時(shí)，免疫系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生免疫反應(yīng)，以減少相關(guān)的有害影響。徐進(jìn)等[74]在30和35 ℃水溫下對(duì)克氏原螯蝦進(jìn)行高溫應(yīng)激試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)克氏原螯蝦血淋巴中的總超氧化物歧化酶（T-SOD）和溶菌酶（LYZ）含量在應(yīng)激后都出現(xiàn)了顯著性降低，表明機(jī)體的抗氧化能力和對(duì)病原微生物的抵抗力減弱，應(yīng)激對(duì)機(jī)體的免疫機(jī)能產(chǎn)生了負(fù)面影響。Dai等[75]研究也發(fā)現(xiàn)，蝦在短期饑餓壓力下溶菌酶（LZM）、酸性磷酸酶（LZM）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性顯著升高，直接影響蝦的免疫活動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，強(qiáng)烈或持久的環(huán)境脅迫對(duì)蝦類甲殼動(dòng)物的先天免疫功能都有負(fù)面影響，只是不同的環(huán)境因子影響略有不同。

另外，通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，甲殼動(dòng)物體液免疫信號(hào)通路中的一些基因在應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫時(shí)存在差異表達(dá)，表明環(huán)境脅迫可能會(huì)影響甲殼動(dòng)物體液免疫信號(hào)通路，這些信號(hào)通路主要包括TLR/IMD-NF-κB、JAK-STAT、MAPK和Wnt等[76]。于杰倫[77]利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究方法發(fā)現(xiàn)，日本對(duì)蝦在亞硝酸鹽脅迫轉(zhuǎn)錄組測(cè)序中共鑒定出825個(gè)差異表達(dá)基因，另外RNA轉(zhuǎn)運(yùn)通路、溶酶體通路、吞噬體通路和JAK-STAT信號(hào)通路均被富集，表明相關(guān)免疫應(yīng)答基因和信號(hào)通路在日本對(duì)蝦受亞硝酸鹽脅迫時(shí)，對(duì)機(jī)體有一定的保護(hù)作用。Luo等[78]研究發(fā)現(xiàn)，在急性冷應(yīng)激12 h后，對(duì)蝦鰓中p38MAPK的轉(zhuǎn)錄水平和p38MAPK蛋白的磷酸化均顯著上調(diào)，表明p38MAPK信號(hào)通路在凡納濱對(duì)蝦對(duì)急性冷脅迫的響應(yīng)中起著重要作用。Xu等[68]利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法對(duì)凡納濱對(duì)蝦的綜合生理反應(yīng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在低鹽脅迫下對(duì)蝦中Wnt信號(hào)通路、Foxo信號(hào)通路、G蛋白信號(hào)通路和酪蛋白激酶均顯著變化，表明凡納濱對(duì)蝦可以通過(guò)改變多種信號(hào)途徑來(lái)響應(yīng)鹽脅迫。

綜上所述，蝦類甲殼動(dòng)物在不同環(huán)境因子脅迫下，其生理生化以及一定程度上的免疫學(xué)參數(shù)都會(huì)發(fā)生變化，以應(yīng)對(duì)這些壓力對(duì)機(jī)體造成的負(fù)面影響，但高強(qiáng)度的應(yīng)激會(huì)對(duì)機(jī)體造成不可逆的損傷，從而導(dǎo)致體內(nèi)平衡失衡，因此，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)合理控制外界條件，以保持蝦更高的存活量。

2.2 運(yùn)輸應(yīng)激對(duì)蝦類肌肉品質(zhì)的影響

肌肉是蝦體內(nèi)生化能量轉(zhuǎn)化的主要組織，也是維持體內(nèi)平衡的最大能量庫(kù)和氨基酸儲(chǔ)存庫(kù)[79-80]。研究表明在運(yùn)輸應(yīng)激狀態(tài)下蝦的機(jī)體會(huì)動(dòng)員能量代謝相關(guān)的理化反應(yīng)以適應(yīng)應(yīng)激，包括糖代謝、脂代謝和蛋白質(zhì)代謝，而在這些物質(zhì)能量代謝轉(zhuǎn)變過(guò)程中會(huì)積累大量的代謝物質(zhì)，如乳酸、脂肪酸、氨基酸等，從而影響蝦的肌肉品質(zhì)[81]。運(yùn)輸應(yīng)激還會(huì)使蝦類肌肉持水能力下降、硬度彈性降低，這可能是由于蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成變化所致[82]。此外，蝦類的應(yīng)激反應(yīng)還會(huì)使肌原纖維蛋白溶解度降低，肌原纖維內(nèi)間隙增加、肌肉裂解面積增大，進(jìn)而導(dǎo)致蝦類肌肉品質(zhì)劣化[83]。一般不同的運(yùn)輸應(yīng)激類型對(duì)蝦肉理化特性的影響不同。當(dāng)蝦體在受到溫度、低氧、酸堿或饑餓脅迫時(shí)主要產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)和能量代謝異常，使蝦體內(nèi)生理功能失調(diào)，脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化水平升高，進(jìn)而影響蝦肉的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，而擁擠和機(jī)械損傷脅迫主要影響蝦的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，使蝦肉質(zhì)構(gòu)發(fā)生變化，降低蝦肉的食用品質(zhì)（表2）。

表2 運(yùn)輸應(yīng)激對(duì)蝦肉理化特性的影響Table 2 Effects of transportation stress on physicochemical properties of shrimp meat

3 結(jié)語(yǔ)

蝦類甲殼動(dòng)物在活體貯運(yùn)過(guò)程中會(huì)受到各種因素的影響使機(jī)體產(chǎn)生氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，并使能量代謝和免疫系統(tǒng)發(fā)生改變，對(duì)蝦機(jī)體健康和肌肉品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，了解影響運(yùn)輸應(yīng)激的因素以及運(yùn)輸中的健康管理對(duì)蝦的活體貯運(yùn)至關(guān)重要。在未來(lái)對(duì)活蝦運(yùn)輸中的健康管理可以從以下幾方面來(lái)實(shí)施：在蝦的捕獲和分揀中應(yīng)避免機(jī)械脅迫對(duì)蝦體造成的損傷，并及時(shí)丟棄軟殼、體表發(fā)白和瀕臨死亡的蝦體，確保適宜的運(yùn)輸密度；在運(yùn)輸途中應(yīng)避免蝦直接暴露在空氣和陽(yáng)光下造成氧化損傷，并加強(qiáng)對(duì)蝦體運(yùn)輸環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保所有參數(shù)保持在最佳水平，同時(shí)可以使用麻醉劑或探索新型的運(yùn)輸方式和運(yùn)輸材料來(lái)降低運(yùn)輸壓力；嚴(yán)格執(zhí)行貯運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施科學(xué)化和標(biāo)準(zhǔn)化管控模式，加強(qiáng)冷鏈物流發(fā)展，同時(shí)相關(guān)部門(mén)應(yīng)積極落實(shí)鮮活蝦類水產(chǎn)品運(yùn)輸“綠色通道”政策，做好物流保障。總而言之，需要不斷從各方面優(yōu)化貯運(yùn)條件，以提高蝦類運(yùn)輸?shù)拇婊盍浚瑴p少經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，為了促進(jìn)創(chuàng)新和技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和工業(yè)之間應(yīng)協(xié)同作用，確保蝦類運(yùn)輸技術(shù)能與時(shí)俱進(jìn)，適應(yīng)市場(chǎng)需求。