худоби

Тепловий стрес є одним з основних факторів стресу для худоби і спричиняє значні втрати: він зменшує виробництво молока та впливає на його якість, зменшує приріст ваги, знижує швидкість зачаття та індекс родючості та негативно впливає на функціонування імунної системи.

Серед жуйних тварин найбільш чутливими до теплового стресу є велика рогата худоба, завдяки високій швидкості обміну речовин та тому, що у них погано розвинений механізм затримки води в нирках та травленні. Серед великої рогатої худоби молочна худоба є більш чутливою, ніж м’ясна.

ТЕПЛОВИЙ БАЛАНС

Тепловий баланс або терморегуляція - це адаптивний механізм, який підтримує рівновагу між отриманим теплом і внутрішнім теплом, теплом, накопиченим в організмі, і теплом, що розсіюється в навколишньому середовищі, щоб підтримувати температуру тіла постійною. Баланс зберігається тоді, коли отримане тепло і те, яке виробляється тілом, є таким самим, як тепло, що розсіюється. Він має два взаємодіючих компоненти: а) Температура тіла, що у великої рогатої худоби вона коливається між 37,8 ° C і 39,3 ° C, це температура, при якій всі метаболічні функції розвиваються з більшою ефективністю; б) Температура навколишнього середовища, яка кількість теплоти, присутньої в навколишньому середовищі та повітрі в певній області; «Зона комфорту» або «Термонейтральна зона» - це температура навколишнього середовища, при якій тварина підтримує постійну температуру тіла без необхідності фізіологічних налаштувань або регулювання поводження, і в якій худоба почувається комфортно і оптимально продукує.

Якщо є різниця в температурі тіла або навколишнього середовища, метаболічні функції змінюються. Однак велика рогата худоба має здатність контролювати температуру свого тіла і підтримувати тепловий баланс за допомогою різних фізіологічних процесів, що дозволяють їм розсіювати надлишкове тепло, взаємодіючи з навколишнім середовищем і прискорюючи обмін речовин, якщо температура підвищується.

Потік і обмін теплом між твариною та навколишнім середовищем - це спосіб, яким вона втрачає або отримує тепло і здійснюється за допомогою чотирьох механізмів передачі тепла:

Водіння. Це передача тепла від одного тіла до іншого через фізичний контакт.

Конвекція. Тепло передається між тілом і повітрям, коли вони перебувають у фізичному контакті. Може бути природний, що виробляється при звичайному русі повітря, або вимушене, коли повітря змушене переміщатися з одного місця в інше, як у випадку з вентиляторами.

Випаровування. Це втрата тепла випаровуванням води через потовиділення та дихання.

Випромінювання. Це випромінювання тепла по відношенню до тварини безпосередньо від сонця або відбиваючись від землі, приміщень, загонів тощо; або навпаки, виділення тепла від тварини в навколишнє середовище.

КАЛОРИЧНИЙ СТРЕС: ВИЗНАЧЕННЯ ТА ЇЇ КОМПОНЕНТИ

Тепловий стрес - це поєднання метаболічних та екологічних факторів, які діють на тварину, запобігаючи розсіюванню метаболічного тепла, викликаючи накопичення надлишку тепла та підвищення температури тіла:

Метаболічне нагрівання

Це тепло, яке утворюється під час хімічних реакцій, що виробляються в організмі клітинними метаболічними процесами, і те, що генерується внаслідок бродіння жуйних. Виробництво 0,45 кг молока виробляє 10 ккал метаболічного тепла на годину.

Температура навколишнього середовища

Хоча інтенсивність температури навколишнього середовища є змінною, існують температури, при яких худоба почувається комфортно і дає оптимальний урожай; для молочної худоби зона комфорту становить від 5 ° C до 20 ° C; для великої рогатої худоби Bos Taurus породи від 15 ° C до 25 ° C, а для великої рогатої худоби Bos Indicus порід від 16 ° C до 27 ° C.

RH

Відносна вологість - це взаємозв'язок між кількістю водяної пари, що міститься в повітрі, і максимальною кількістю водяної пари, яку повітря міг би містити при певній температурі, вимірюється у відсотках. Це безпосередньо пов’язано з здатністю і ефективністю тварини для відводу тепла через потовиділення та дихання, це негативно пов’язано із споживанням води. Висока відносна вологість зменшує можливість відведення тепла від шкіри та через дихання.

Сонячна радіація

Сонячне випромінювання впливає на загальне теплове навантаження тварини і на частоту дихання, збільшуючи інтенсивність теплового стресу. Кількість тепла, що поглинається впливом сонячного випромінювання, крім температури тіла, залежить від інтенсивності випромінювання, часу впливу радіації, кольору шкіри та волосся.

Швидкість вітру

Вітер зменшує ефект теплового стресу, покращуючи тепловіддачу за рахунок конвекції та полегшуючи випаровування. Вплив вітру більший, а теплообмін ефективніший у тварин із мокрою шкірою, ніж у тварин із сухою шкірою.

ЕФЕКТИ КАЛОРИЧНОГО СТРЕСУ

ЗНИЖЕННЯ СПОЖИВАННЯ ПРОДУКТІВ

Зниження споживання корму є адаптивним механізмом зменшення виробництва тепла, спричиненого травленням та метаболічним теплом. Зниження споживання сухої речовини може становити 10-20%, коли температура навколишнього середовища вища за 26 ° C, але може бути 30-50% при більш високих температурах. Загальновизнано, що на кожне підвищення температури навколишнього середовища над термонейтральною зоною на 1 ° C зменшення споживання корму становить 0,850 кг сухої речовини, що спричиняє зменшення виробництва молока до 35%.

Зменшення споживання корму супроводжується зменшенням рівня жування, зменшенням поглинання поживних речовин, низькою доступністю поживних речовин та енергії, змінами ендокринної системи, збільшенням потреб у технічному обслуговуванні та зниженням ефективності завдяки енергії, що використовується тварина походить від чистої енергії виробництва.

Хоча це безпосередньо впливає на енергетичний баланс, зменшення споживання сухої речовини спричиняє лише 35-50% скорочення виробництва молока. Решта 50 - 65% скорочення виробництва зумовлена ​​зменшенням всмоктувальної здатності поживних речовин, зміною метаболізму глюкози та ліпідів, перенаправленням поживних речовин через збільшення вимог до обслуговування 25 - 30% через збільшення клітинний метаболізм та втрата енергії через дихання, потовиділення та тепловідведення через шкіру. Зменшення доступної енергії та збільшення витрат енергії в періоди теплового стресу змушують тварину входити в негативний енергетичний баланс. Крім того, вони також мають негативний баланс білка через зменшення затримки азоту (69%).

ФІЗІОЛОГІЧНІ ЗМІНИ

а) Збільшення частоти дихання. Дихання є одним з найважливіших способів підтримувати тепловий баланс, і на його інтенсивність впливають температура навколишнього середовища, відносна вологість повітря, генотип, стан тіла, фізіологічний статус, стан здоров’я та темперамент тварини. Частота дихання збільшується зі швидкістю 4 вдихи на хвилину при кожному підвищенні температури навколишнього середовища з 21 ° C.

В екстремальних умовах і температурах вище 40 ° C збільшення частоти дихання недостатньо для розсіювання достатньої кількості тепла, а висока частота дихання передбачає більшу продукцію тепла, тому частота дихання зменшується до 120-150 вдихів в хвилину та надихається об’єм повітря збільшений.

б) Зміна кислотно-лужного балансу. У звичайних умовах кількість вуглекислого газу (СО2), що утворюється внаслідок метаболізму, дорівнює кількості СО2, виведеного легенями. Збільшення частоти дихання під час теплового стресу збільшує вивільнення СО2, зменшуючи синтез вуглекислоти (H2CO3) у крові, викликаючи збільшення рН, алкалоз дихання та алкалемію.

Зниження рівня СО2 також спричиняє зниження парціального тиску вуглекислого газу в артеріальній крові (PaCO2), що індукує виведення бікарбонату натрію (НСО3) через нирки, гальмування реабсорбції та регенерації HCO3 як механізм буферизації підвищення рН. Це зменшує концентрацію HCO3 у крові, щоб підтримувати співвідношення HCO3: CO2 у співвідношенні 20: 1, необхідне для підтримки нормального рН крові (7,35 - 7,5).

Зниження рівня HCO3 також схильне до прояву ацидозу, оскільки це зменшує кількість HCO3, яка може бути включена в слину та використана як буфер для підтримки рН жуйни.

Крім того, поряд із виведенням HCO3 із сечею також збільшується ниркова екскреція натрію (+ 80%) та калію (+ 18%), збільшуючи їх потребу.

в) Зміни у розподілі кровотоку. Приплив крові до внутрішніх органів зменшується, тоді як приплив крові до шкіри збільшується. У важких випадках зменшення кровотоку може мати серйозні наслідки: це знижує функцію травлення в шлунково-кишковому тракті, знижує функцію ниркової клубочкової фільтрації та може спричинити ниркову недостатність.

г) Вазодилатація. В основному з шкірних судин, що дозволяє збільшити об’єм теплого кровотоку та збільшити втрати тепла через шкіру шляхом випаровування, полегшуючи потовиділення, опромінення, провідність та конвекцію. Тепловий стрес індукує вироблення β-гідроксибутирату, який зв’язується з ніациновим рецептором GPR109a, щоб викликати периферичну вазодилатацію, збільшити кровотік та полегшити відведення тепла.

д) Підвищене потовиділення. Вода, що виділяється при потовиділенні, знижує температуру шкіри шляхом випаровування, передаючи нижчу температуру циркулюючій крові в шкірних судинах, знижуючи температуру тіла. Однак збільшення потовиділення також збільшує втрату мінеральних речовин (Ca, Cl, K, Mg і Na), лактату та сечовини.

е) Підвищення температури тіла. Температура тіла вважається показником теплового стресу, але потрібно враховувати, що вона не статична і коливається протягом дня. Він коливається в межах градієнта 1 ° C щоденно, досягаючи максимальної температури через 8-10 годин після досягнення максимальної температури дня. При перевищенні термонейтральної зони підвищення температури тіла відбувається через 3 - 5 годин через збільшення накопиченого тепла та зменшення тепловіддавальної здатності, що заважає тварині регулювати температуру.

У термонейтральних умовах нормальна температура тіла великої рогатої худоби становить 37,8 ° C - 39,3 ° C, а температура вище 42 ° C вважається летальною температурою. Підвищення температури тіла на 1 ° C зменшує споживання сухої речовини та виробництво, цей параметр можна використовувати як показник калорійності у корів на виробництві. Виробництво зменшується з 38,9 ° C; згодом з кожним збільшенням на 0,55 ° C споживання сухої речовини зменшується на 1,4 кг, а виробництво 1,8 кг молока.

Підвищення температури на 0,5 ° C знижує народжуваність на 13%, але підвищення на 1 ° C може зменшити народжуваність до 45-60%.


ГОРМОНАЛЬНІ ЗМІНИ

а) Тирозин і Трійодтиронін. Це знижує активність щитовидної залози, яка впливає на різні клітинні процеси, включаючи термогенез, знижуючи концентрацію тирозину та трийодтироніну в крові на 25%. Це спричиняє зменшення швидкості метаболізму та вироблення тепла, але також спричиняє зменшення споживання сухої речовини, зменшення приросту та зменшення виробництва молока.

б) кортизол. Секреція глюкокортикоїдів, головним чином кортизолу, є однією з основних реакцій на тепловий стрес. Кортизол викликає фізіологічні зміни, що дозволяють тварині переносити надмірну спеку, і після тривалого періоду впливу секреція кортизолу нормалізується. Однак підвищений рівень кортизолу пригнічує імунну відповідь та розмноження.

в) Гормон росту (ГР). Як вироблення GH, так і кількість рецепторів печінки зменшуються, що свідчить про те, що це зниження є фізіологічною спробою зменшити метаболічну продукцію тепла.

ОКСИДАТИВНИЙ СТРЕС

Тепловий стрес спричиняє збільшення метаболічної активності, що передбачає збільшення використання кисню на клітинному рівні, виробляючи велику кількість вільних радикалів та реакційноздатних видів, отриманих з кисню (АФК), з іншого боку, антиоксидантна здатність зменшується. що викликає окислювальний стрес.

Окислювальний стрес спричиняє пошкодження клітинних мембран, змінюючи їх проникність та пошкоджуючи мітохондрії, спричинюючи виснаження АТФ , активуючи механізми апоптозу та некрозу, що спричиняють загибель клітин, вивільняючи цитотоксичні сполуки, які спричиняють пошкодження клітинних компонентів, включаючи вуглеводи, білки, ліпіди та ДНК, також спричиняючи дисфункцію у відповіді імунної системи. Крім того, він викликає зміни в молочній залозі і впливає на розмноження.

    Це впливає на молочну залозу, клітинні механізми, що регулюють апоптоз, перебудову тканин та ступінь запалення тканин молочної залози.

Розмноження змінює нормальний процес дозрівання ооцитів, запліднення, імплантації та розвитку ембріона шляхом зміни експресії рецепторів цитокінів у цитотрофобластах, ендотеліальних клітинах судин, клітинах гладких м’язів та плаценті. Збільшення АФК затримує та спричиняє дефекти розвитку ембріона через пошкодження клітинних мембран та ДНК.

ЗМІНИ ПОВЕДІНКИ

до) Обмежте рух у найспекотніші години дня, шукаючи тінисті місця.

б) Споживайте 80% їжі в найхолодніші години дня та вночі.

г) Збільште час, витрачений на споживання води, і тримайтеся біля поїлок.

і) Значна кількість тепла розсіюється через живіт тварини, тому стояння допомагає усунути тепло.

Тепловий стрес - це дуже складна комбінація метаболічних та екологічних факторів, що змушує велику рогату худобу проходити адаптації, що передбачають фізіологічні, метаболічні та поведінкові зміни для підтримки постійної температури тіла. Ці зміни можуть мати тривалу тривалість, впливати на виробництво, а також на прибутковість кошари в коротко-, середньо- та довгостроковій перспективі.

    Bernabucci U, Lacetera NL, Baumgard H, Rhoads RP, Ronchi B і Nardone A 2010. Метаболічна та гормональна адаптація до теплового стресу в одомашнених жуйних. Анім. 4 (7): 1167–1183.

Ігоно, М. О., Х. Д. Джонсон, Б. Дж. Стівенс, В. А. Хайнен і М. Д. Шанклін. 1988. Вплив сезону на температуру молока, гормон росту молока, пролактин та кількість соматичних клітин годуючої худоби. Int. J. Biometeorol. 32: 194–200.

B. Wheelock, R. P. Rhoads, M. J. VanBaale, S. R. Sanders і L. H. Baumgard (2010) Вплив теплового стресу на енергетичний метаболізм у годуючих голштинських корів. J. Dairy Sci. 93: 644–655.

Мортон, Дж. М., В. П. Трантер, Д. Г. Майєр та Н. Н. Джонсон. 2007. Вплив тепла навколишнього середовища на показники зачаття у молочних корів, що годують: Критичні періоди впливу. J. Dairy Sci. 90: 2271-2278.