A hőstressz az állatállomány egyik fő stresszfaktora, amely jelentős veszteségeket okoz: csökkenti a tejtermelést és befolyásolja annak minőségét, csökkenti a súlygyarapodást, csökkenti a fogamzás mértékét és a termékenységi indexet, valamint negatívan befolyásolja az immunrendszer működését.
A kérődzők közül a szarvasmarhák a legérzékenyebbek a hőstresszre, mivel magas az anyagcseréjük, és hogy gyengén fejlett vese- és emésztőrendszeri vízvisszatartó mechanizmusuk van. A szarvasmarhák közül a tejelő szarvasmarhák érzékenyebbek, mint a húsmarhák.
HŐMÉRLEG
A hőmérleg vagy a hőszabályozás olyan adaptív mechanizmus, amely fenntartja az egyensúlyt a befogadott hő és a belső hő, a testben felhalmozódott hő és a környezetben elvezetett hő között, hogy a test hőmérséklete állandó legyen. Az egyensúly akkor marad fenn, ha a befogadott és a test által termelt hő megegyezik az elvezetett hővel. Két egymással kölcsönhatásban lévő komponense van: Testhőmérséklet, hogy a szarvasmarhákban ez 37,8 ° C és 39,3 ° C között ingadozik, ez az a hőmérséklet, amelyen minden metabolikus funkció nagyobb hatékonysággal fejlődik; b) Környezeti hőmérséklet, amely a környezetben és a levegőben jelen lévő hőmennyiség egy adott területen; A „kényelmi zóna” vagy „termoneutrális zóna” az a környezeti hőmérséklet, amelyben az állat fenntartja állandó testhőmérsékletét fiziológiai vagy kezelési beállítások nélkül, és amelyben a szarvasmarha jól érzi magát és optimálisan termel.
Ha a test vagy a környezeti hőmérséklet változhat, az anyagcsere funkciói megváltoznak. A szarvasmarhák azonban képesek különböző fiziológiai folyamatok révén szabályozni testhőmérsékletüket és fenntartani a hőegyensúlyt, amelyek lehetővé teszik számukra a felesleges hő eloszlatását a környezettel való kölcsönhatással és az anyagcsere felgyorsításával, ha a hőmérséklet emelkedik.
Az állat és a környezet közötti hőáramlás és -csere az a mód, ahogyan elveszíti vagy megszerzi a hőt, és a hőátadás négy mechanizmusán keresztül valósul meg:
Vezetés. Ez a hő átadása egyik testből a másikba fizikai érintkezés útján.
Konvekció. A hő a test és a levegő között kerül át, amikor fizikai kapcsolatban vannak. Lehet természetes, - normál légmozgás által termelt, vagy kényszerű, amikor a levegő kénytelen egyik helyről a másikra mozogni, mint a rajongók esetében.
Párolgás. Ez a hőveszteség a víz izzadással és légzéssel történő párolgása révén.
Sugárzás. Ez a hő kibocsátása az állat felé közvetlenül a napból, vagy a talajból, a létesítményekből, az ólakból stb. Visszaverődve; vagy fordítva, az állatból a környezetbe kibocsátott hő.
KALORI STRESSZ: MEGHATÁROZÁS ÉS ALKATRÉSZEI
A hőstressz az anyagcsere és a környezeti tényezők kombinációja, amelyek hatnak az állatra, megakadályozva az anyagcsere hő eloszlását, felesleges hő felhalmozódását és a testhőmérséklet emelkedését okozzák:
Metabolikus hő
A sejtszintű anyagcsere-folyamatok által a szervezetben előállított kémiai reakciók során keletkező hő, valamint a kérődző erjedésével keletkező hő. 0,45 kg tej előállítása óránként 10 Kcal metabolikus hőt eredményez.
Környezeti hőmérséklet
Bár a környezeti hőmérséklet intenzitása változó, vannak olyan hőmérsékletek, amelyekben a szarvasmarha jól érzi magát és optimálisan termel; tejelő szarvasmarhák esetében a komfortzóna 5 ° C és 20 ° C között van; a Bos Taurus fajtájú húsmarhák esetében 15 ° C és 25 ° C között, a Bos Indicus fajtájú húsmarhák esetében pedig 16 ° C és 27 ° C között.
RH
A relatív páratartalom a levegőben lévő vízgőz mennyisége és a maximális vízgőz mennyiség, amelyet a levegő adott hőmérsékleten képes tartalmazni, aránya százalékban mérve. Közvetlenül összefügg az állat képességével és hatékonyságával a hő izzadással és légzéssel történő elvezetésére, negatívan kapcsolódik a vízfogyasztáshoz. A magas relatív páratartalom csökkenti a hőelvezetés lehetőségét a bőrön és a légzés révén.
Napsugárzás
A napsugárzás hatással van az állat teljes hőterhelésére és a légzési sebességre, növelve a hőstressz intenzitását. A napsugárzás hatására elnyelt hőmennyiség a testhőmérséklet mellett a sugárzás intenzitásától, a sugárzásnak való kitettség idejétől, a bőr és a haj színétől függ.
Szélsebesség
A szél csökkenti a hőstressz hatását azáltal, hogy javítja a hőelvezetést a konvekció révén és megkönnyíti a párolgást. A szél hatása nagyobb és a hőátadás hatékonyabb nedves bőrű állatoknál, mint a száraz bőrű állatoknál.
A KALORI STRESSZ HATÁSAI
CSÖKKENÉS AZ ÉLELMISZER-FOGYASZTÁSBAN
A csökkent takarmányfelvétel adaptív mechanizmus az emésztés és az anyagcsere-hő okozta hőtermelés csökkentésére. A szárazanyag-fogyasztás csökkenése 10-20% lehet, ha a környezeti hőmérséklet magasabb, mint 26 ° C, de magasabb hőmérséklet esetén 30-50% lehet. Általánosan elfogadott, hogy a termoneutrális zóna feletti környezeti hőmérséklet minden 1 ° C-os emelkedése esetén a takarmányfogyasztás csökkenése 0,850 kg szárazanyag, ami akár 35% -os csökkenést okoz a tejtermelésben.
A takarmányfogyasztás csökkenése a kérődzés csökkenésével, a tápanyagok felszívódásának csökkenésével, a tápanyagok és az energia alacsony rendelkezésre állásával, az endokrin rendszer megváltoztatásával, a karbantartási igények növekedésével és a hatékonyság csökkenésével jár együtt a fogyasztók által felhasznált energia miatt. az állat a termelés nettó energiájából származik.
Bár ez közvetlenül befolyásolja az energiamérleget, a szárazanyag-fogyasztás csökkenése a tejtermelés csökkenésének csak 35-50% -át okozza. A termelés csökkenésének fennmaradó 50-65% -a a tápanyagok felszívóképességének csökkenéséből, a glükóz és a lipid anyagcseréjének változásából, a tápanyagok átirányításából származik a megnövekedett karbantartási igények miatt 25-30% a megnövekedett sejtanyagcsere miatt és az energiaveszteség légzéssel, izzadással és a bőrön keresztüli hőelvezetéssel. A rendelkezésre álló energia csökkenése és az energiafogyasztás növekedése a hőstressz időszakaiban negatív energiamérlegbe kerül. Ezenkívül negatív fehérjemérleget mutatnak a nitrogén visszatartás csökkenése miatt (69%).
FIZIOLÓGIAI VÁLTOZÁSOK
a) Megnövekedett légzési ritmus. A légzés a hőegyensúly fenntartásának egyik legfontosabb módja, intenzitását befolyásolja a környezeti hőmérséklet, a relatív páratartalom, a genotípus, a test állapota, az élettani állapot, az egészségi állapot és az állat temperamentuma. A légzési sebesség 4 légzés/perc sebességgel növekszik a környezeti hőmérséklet minden ° C-os emelkedése után 21 ° C-ról.
Szélsőséges körülmények között és 40 ° C feletti hőmérsékleten a légzésszám növekedése nem elegendő a kellő hőelvezetéshez, a magas légzésszám pedig nagyobb hőtermelést jelent, ezért a légzési sebesség percenként 120-150 lélegzetvételre csökken a levegő mennyisége megnő.
b) A sav-bázis egyensúly megváltozása. Normál körülmények között az anyagcsere által termelt szén-dioxid (CO2) mennyisége megegyezik a tüdő által eliminált CO2 mennyiségével. A légzési arány növekedése a hőstressz idején növeli a CO2 lejáratát, csökkentve a szénsav (H2CO3) szintézisét a vérben, ami megnöveli a pH-t, a légzőszervi alkalózist és az alkalémiát.
A CO a pH növekedésének pufferelésére szolgáló mechanizmus. Ez csökkenti a HCO3 vérkoncentrációját a 20: 1 HCO3: CO2 arány fenntartása érdekében, amely szükséges a vér normális pH-értékének fenntartásához (7,35 - 7,5).
A HCO3 csökkenése az acidózis megjelenésére is hajlamosít, mivel csökkenti a nyálba beépíthető és pufferként felhasználható HCO3 mennyiségét a kérő pH-jának fenntartására.
Ezenkívül a HCO3 vizelettel történő kiválasztásával együtt a nátrium (+ 80%) és a kálium (+ 18%) vesén keresztüli kiválasztása is növekszik, növelve az igényüket.
c) A véráramlás eloszlásának változásai. A belső szervek véráramlása csökken, míg a bőr vérárama nő. Súlyos esetekben a véráramlás csökkenése súlyos következményekkel járhat: csökkenti az emésztőrendszer működését a gyomor-bél traktusban, csökkenti a vese glomeruláris szűrésének funkcióját és veseelégtelenséghez vezethet.
d) értágulat. Főleg a bőrerekből, amely lehetővé teszi a meleg véráramlás térfogatának növekedését, és párolgással növeli a bőrön keresztüli hőveszteséget, megkönnyítve az izzadást, a sugárzást, a vezetést és a konvekciót. A hőstressz β-hidroxi-butirát termelését indukálja, amely a GPR109a niacin receptorhoz kötődve perifériás értágulatokat indukál, növeli a véráramlást és megkönnyíti a hőelvezetést.
e) Fokozott izzadás. Az izzadással kiválasztott víz párolgással csökkenti a bőr hőmérsékletét, az alacsonyabb hőmérsékletet továbbítja a bőr erekben keringő vérnek, csökkentve a test hőmérsékletét. A fokozott izzadás azonban növeli az ásványi anyagok (Ca, Cl, K, Mg és Na), a laktát és a karbamid veszteségét is.
f) A testhőmérséklet emelkedése. A testhőmérséklet a hőstressz indikátorának számít, de figyelembe kell venni, hogy nem statikus és a nap folyamán ingadozik. Napi mintázatban 1 ° C-os gradiensen belül ingadozik, maximum hőmérsékletét 8-10 órával a nap maximális hőmérsékletének elérése után éri el. A termoneutrális zóna túllépésekor a testhőmérséklet emelkedése 3-5 óra alatt következik be a felhalmozódott hő növekedése és a hőelvezetési képesség csökkenése miatt, amely megakadályozza az állatot a hőmérséklet szabályozásában.
Hő semleges körülmények között a szarvasmarhák normál testhőmérséklete 37,8 ° C - 39,3 ° C, és a 42 ° C feletti hőmérsékletet halálos hőmérsékletnek tekintik. A testhőmérséklet 1 ° C-os emelkedése csökkenti a szárazanyag-felhasználást és a termelést.Ez a paraméter felhasználható a termelő tehenek kalóriahatásának indikátoraként. A termelés 38,9 ° C-ról csökken; ezt követően minden 0,55 ° C-os növekedésnél a szárazanyag-fogyasztás 1,4 kg-mal, a termelés 1,8 kg tejjel csökken.
A hőmérséklet 0,5 ° C-os emelkedése 13% -kal csökkenti a termékenységet, de 1 ° C-os növekedés akár 45-60% -kal is csökkentheti a termékenységet.
HORMONÁLIS VÁLTOZÁSOK
a) tirozin és trijód-tironin. Csökkenti a pajzsmirigy aktivitását, amely befolyásolja a különféle sejtes folyamatokat, beleértve a termogenezist is, 25% -kal csökkenti a tirozin és a trijódtironin vérkoncentrációját. Ez az anyagcsere és a hőtermelés csökkenését okozza, de a szárazanyag-bevitel csökkenését, a növekedés csökkenését és a tejtermelés csökkenését is okozza.
b) kortizol. A glükokortikoidok, elsősorban a kortizol szekréciója az egyik fő válasz a hőstresszre. A kortizol fiziológiai kiigazításokat indít el, amelyek lehetővé teszik az állat számára, hogy tolerálja a túlzott hőt, és hosszabb ideig tartó expozíció után a kortizol szekréciója normalizálódik. A kortizol magas szintje azonban elnyomja az immunválaszt és a szaporodást.
c) Növekedési hormon (GH). Mind a GH termelés, mind a máj receptorainak száma csökken, ami arra utal, hogy ez a redukció fiziológiai kísérlet a metabolikus hőtermelés csökkentésére.
OXIDATÍV STRESSZ
A hőstressz megnöveli az anyagcsere aktivitását, ami sejtes szintű oxigénfelhasználás növekedését vonja maga után, nagy mennyiségű szabad gyököt és oxigénből (ROS) származó reaktív anyagot termelve, másrészt csökken az antioxidáns kapacitás. mi okozza az oxidatív stresszt.
Az oxidatív stressz károsítja a sejtmembránokat, megváltoztatja azok áteresztőképességét és károsítja a mitokondriumokat, ami a ATP , sejtpusztulást okozó apoptózis és nekrózis mechanizmusok aktiválása, citotoxikus vegyületek felszabadulása, amelyek károsítják a sejtkomponenseket, beleértve a szénhidrátokat, fehérjéket, lipideket és DNS-t, szintén diszfunkciókat okozva az immunrendszer válaszában. Ezenkívül változásokat okoz az emlőmirigyben és befolyásolja a szaporodást.
-
Az emlőmirigy, az apoptózist szabályozó sejtmechanizmusok, a szövetek átalakulása és az emlőszövet gyulladásának mértéke érintett.
A szaporodás módosítja a petesejtek érésének, megtermékenyítésének, beültetésének és az embrionális fejlődés normális folyamatát azáltal, hogy megváltoztatja a citokinreceptorok expresszióját a citotrofoblasztokban, a vaszkuláris endoteliális sejtekben, a simaizomsejtekben és a placentában. A ROS növekedése késlelteti és hibákat okoz az embrionális fejlődésben azáltal, hogy károsítja a sejtmembránokat és a DNS-t.
VISELKEDÉSVÁLTOZÁSOK
nak nek) Korlátozza mozgását a nap legforróbb óráiban árnyékos területek keresésével.
b) Fogyassza el ételeinek 80% -át a nap leghűvösebb óráiban és éjszaka.
d) Növelje a vízfogyasztással töltött időt, és tartózkodjon ivókádak közelében.
és) Jelentős mennyiségű hő oszlik el az állat hasán keresztül, így az álló helyzet segít a hő megszüntetésében.
A hőstressz az anyagcsere és a környezeti tényezők nagyon összetett kombinációja, amely a szarvasmarhákat olyan adaptációkra kényszeríti, amelyek fiziológiai, anyagcsere- és viselkedési változásokkal járnak az állandó testhőmérséklet fenntartása érdekében. Ezek a változások hosszú ideig tarthatnak, befolyásolhatják a termelést, valamint az istálló jövedelmezőségét rövid, közép- és hosszú távon.
-
Bernabucci U, Lacetera NL, Baumgard H, Rhoads RP, Ronchi B és Nardone A 2010. Metabolikus és hormonális akklimatizáció a hőstresszishez háziasított kérődzőkben. Anim. 4 (7): 1167–1183.
Igono, M. O., H. D. Johnson, B. J. Steevens, W. A. Hainen és M. D. Shanklin. 1988. A szezon hatása a tejelő szarvasmarhák tej hőmérsékletére, a tej növekedési hormonjára, a prolaktinra és a szomatikus sejtszámra. Int. J. Biometeorol. 32: 194–200.
B. Wheelock, R. P. Rhoads, M. J. VanBaale, S. R. Sanders és L. H. Baumgard (2010) A hőstressz hatása az laktáló holstein tehenek energetikai anyagcseréjére. J. Dairy Sci. 93: 644–655.
Morton, J. M., W. P. Tranter, D. G. Mayer és N. N. Jonsson. 2007. A környezeti hő hatása a tejelő tehenek fogamzási arányára: Az expozíció kritikus periódusai. J. Dairy Sci. 90, 2271-2278.