二氧化碳昏迷对猪的影响会在杏仁核中诱导与恐惧相关基因的表达

这对我们如何对待动物为何重要

大多数食用猪肉的人很少思考猪生命最后几分钟发生了什么。然而，屠宰前令猪失去意识的方式对其福利有重大影响。本研究提出了一个看似简单的问题：不同的昏迷气体是否会在处理情绪的大脑区域深处让猪感到更多或更少的恐惧？通过查看猪杏仁核中数千个基因的活动，研究者提供了新的生物学证据，显示某些常见做法很可能比其他方法引起更多恐惧。

不同气体，不同的失去意识途径

在现代屠宰场，猪在被宰杀前必须先被使失去意识，方法是将电流施加于头部或让其呼吸特殊的气体混合物。高浓度二氧化碳（CO2）被广泛使用，因为它可靠且可以让一群猪同时被昏迷。然而，暴露于CO2的猪常常会喘气、过度换气并试图逃跑，这表明它们感到非常不适。作为替代，一些研究者和企业正在测试所谓的“惰性气体”，例如氩气和氮气。这些气体不会直接触发机体对CO2上升的感受器，猪在呼吸这些气体时似乎更平静，尽管它们仍会因缺氧而失去意识。本研究旨在观察这些行为上的痛苦迹象是否在与恐惧和焦虑相关的大脑基因活动上有所反映。

倾听大脑的情绪中心

科学家们重点研究了杏仁核——一个体积小但关键的脑区，负责检测危险并产生恐惧反应。他们使用来自同一农场的27头猪，这些猪在商业屠宰场按三种气体条件之一被昏迷：几乎纯氩、氮–氩混合物或高浓度CO2。屠宰大约半小时后，研究者从每个大脑中取出一小块杏仁核组织。从这些组织中提取了RNA，这种分子反映了细胞当时正在使用哪些基因。通过高通量测序，他们读取了数千个基因的活性，并比较了CO2昏迷猪与惰性气体昏迷猪之间的模式差异。

基因揭示的恐惧信息

CO2对杏仁核中基因活动的影响最为显著。当研究团队比较CO2与氩或氮时，发现有数百个基因的活性水平不同，而氩与氮之间的基因模式则更为相似。许多被CO2改变的基因在以往研究中与恐惧、焦虑和情绪障碍有关。特别是，与血清素受体相关的两类基因（在专业术语中称为5-HT1A和5-HT2A受体）在CO2昏迷的猪中表达下调，相较于惰性气体组更为明显。早期的动物与人体研究已将这些血清素相关系统活性降低与更强的焦虑和恐慌样反应联系起来。

气体类型间的细微脑化学差异

超越单个基因层面，研究者还使用统计工具查看了受影响的更广泛生物学通路。只有涉及CO2的比较显示出血清素相关信号通路的富集，这支持了CO2暴露特异性触发监测酸度和CO2水平作为潜在威胁的大脑回路的观点。他们还发现若干转运蛋白——将信号分子和营养物质穿过细胞膜的分子——在CO2昏迷后更为活跃，形成了一个紧密相连的相互作用蛋白网络。相比之下，氩和氮引起的变化更为轻微。另外，早期研究中与降低焦虑相关的一个基因在氩昏迷的猪中比在氮或CO2昏迷的猪中更为活跃。综合这些模式，表明CO2在杏仁核中驱动了一种独特的、更偏向恐惧相关的分子“指纹”。

这对动物福利意味着什么

基因活动模式不能精确告诉我们每头猪在昏迷过程中意识到的具体感受，也不能替代对行为的直接观察。但将这些分子数据与以往显示CO2下可见痛苦迹象的研究结合起来时，它们加强了高CO2昏迷比惰性气体方法更令人反感的观点。本研究是首个绘制不同气体混合物下猪杏仁核全部活跃基因图谱的工作，并强调了可作为恐惧生物标志物的具体基因。从实践角度看，这些发现支持继续改进或替代CO2昏迷的方法，以期在仍能迅速且人道地使猪失去意识的同时让其保持更为平静的状态。

引用: Gelhausen, J., Paul, NF., Knöll, J. et al. Carbon dioxide stunning of pigs induces the expression of fear-associated genes in the amygdala. Sci Rep 16, 14416 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51710-9

关键词: 猪福利, 昏迷气体, 二氧化碳, 杏仁核, 恐惧与焦虑