калоричен

Топлинният стрес е един от основните стресови фактори за добитъка и причинява значителни загуби: намалява производството на мляко и влияе върху неговото качество, намалява наддаването на тегло, намалява скоростта на зачеване и индекса на плодовитост и влияе отрицателно върху функционирането на имунната система.

Сред преживните животни най-чувствителни към топлинен стрес са говедата, поради високата им скорост на метаболизъм и факта, че имат слабо развит механизъм за задържане на вода в бъбреците и храносмилането. Сред говедата млечните говеда са по-чувствителни от говедата.

ТЕРМИЧЕН БАЛАНС

Термичният баланс или терморегулацията е адаптивен механизъм, който поддържа баланса между получената топлина и генерираната вътрешна топлина, топлината, натрупана в тялото и топлината, разсейвана в околната среда, за да поддържа телесната температура постоянна. Балансът се поддържа, когато получената топлина и тази, генерирана от тялото, е същата като разсейваната топлина. Той има два взаимодействащи компонента: а) Телесна температура, че при говедата тя варира между 37,8 ° C и 39,3 ° C, това е температурата, при която всички метаболитни функции се развиват с по-голяма ефективност; б) Температура на околната среда, което е количеството топлина, присъстващо в околната среда и въздуха в даден район; „Зона на комфорт“ или „Термонеутрална зона“ е температурата на околната среда, при която животното поддържа постоянната си телесна температура, без да са необходими физиологични или манипулационни корекции и в която говедата се чувстват комфортно и произвеждат оптимално.

Ако има вариации в телесните или околните температури, метаболитните функции се променят. Говедата обаче имат способността да контролират телесната си температура и да поддържат топлинния баланс чрез различни физиологични процеси, които им позволяват да разсейват излишната топлина чрез взаимодействие с околната среда и ускоряване на метаболизма, ако температурата се повиши.

Потокът и обменът на топлина между животното и околната среда е начинът, по който то губи или печели топлина и се осъществява чрез четири механизма на топлопредаване:

Шофиране. Това е пренос на топлина от едно тяло в друго чрез физически контакт.

Конвекция. Топлината се предава между тялото и въздуха, когато те са във физически контакт. Може да бъде естествен, произведени от нормалното движение на въздуха, или принуден, когато въздухът е принуден да се премести от едно място на друго, както в случая с феновете.

Изпаряване. Това е загубата на топлина чрез изпаряване на водата чрез изпотяване и дишане.

Радиация. Това е излъчването на топлина към животното директно от слънцето или чрез отражение от земята, съоръжения, кошари и т.н .; или обратно, излъчването на топлина от животното към околната среда.

КАЛОРИЧЕН СТРЕС: ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НЕГОВИТЕ КОМПОНЕНТИ

Топлинният стрес е комбинация от метаболитни и екологични фактори, които действат върху животното, предотвратявайки разсейването на метаболитната топлина, причинявайки натрупване на излишна топлина и повишаване на телесната температура:

Метаболитна топлина

Това е топлината, генерирана по време на химичните реакции, произведени в организма от клетъчните метаболитни процеси и тази, генерирана от ферментация на румина. Производството на 0,45 кг мляко произвежда 10 Kcal метаболитна топлина на час.

Температура на околната среда

Въпреки че интензивността на температурата на околната среда е променлива, има температури, при които говедата се чувстват комфортно и произвеждат оптимално; за млечните говеда зоната на комфорт е между 5 ° C и 20 ° C; за месодайни говеда от Bos Taurus породи между 15 ° C и 25 ° C, а за месодайни говеда от Bos Indicus породи между 16 ° C и 27 ° C.

RH

Относителната влажност е връзката между количеството водна пара, съдържащо се във въздуха, и максималното количество водна пара, което въздухът би могъл да съдържа при дадена температура, измерено като процент. Той е пряко свързан с капацитета и ефективността на животното за разсейване на топлината чрез изпотяване и дишане, отрицателно е свързан с консумацията на вода. Високата относителна влажност намалява възможността за разсейване на топлината от кожата и чрез дишането.

Слънчева радиация

Слънчевата радиация оказва влияние върху общото топлинно натоварване на животното и върху дихателната честота, увеличавайки интензивността на топлинния стрес. Количеството топлина, погълната от ефекта на слънчевата радиация, зависи освен от телесната температура, от интензивността на лъчението, времето на излагане на радиация, цвета на кожата и косата.

Скоростта на вятъра

Вятърът намалява ефекта на топлинния стрес, като подобрява разсейването на топлината чрез конвекция и улеснява изпарението. Ефектът от вятъра е по-голям и преносът на топлина е по-ефективен при животни с мокра кожа, отколкото при животни със суха кожа.

ЕФЕКТИ НА КАЛОРИЧЕН СТРЕС

НАМАЛЕНИЕ НА КОНСУМАЦИЯТА НА ХРАНИ

Намаленият прием на фураж е адаптивен механизъм за намаляване на производството на топлина, причинено от храносмилането и метаболитната топлина. Намалението на консумацията на сухо вещество може да бъде 10-20%, когато околната температура е по-висока от 26 ° C, но може да бъде 30-50% при по-високи температури. Общоприето е, че на всеки 1 ° C повишаване на температурата на околната среда над термонеутралната зона, намаляването на консумацията на фураж е 0,850 kg сухо вещество, което води до намаляване до 35% в производството на мляко.

Намаляването на консумацията на фураж е придружено от намаляване на преживяването, намаляване на усвояването на хранителни вещества, ниска наличност на хранителни вещества и енергия, промени в ендокринната система, увеличаване на изискванията за поддръжка и намаляване на ефективността поради енергията, използвана от животното идва от нетната производствена енергия.

Въпреки че пряко влияе върху енергийния баланс, намаляването на потреблението на сухо вещество причинява само 35 - 50% от намаляването на производството на мляко. Останалите 50 - 65% от намаляването на производството се дължи на намаляването на абсорбционния капацитет на хранителните вещества, на промените в глюкозния и липидния метаболизъм, на пренасочването на хранителни вещества поради повишените изисквания за поддръжка 25 - 30% поради увеличения клетъчен метаболизъм и загуба на енергия чрез дишане, изпотяване и разсейване на топлината през кожата. Намаляването на наличната енергия и увеличаването на енергийните разходи по време на периоди на топлинен стрес карат животното да влезе в отрицателен енергиен баланс. Освен това, те също имат отрицателен белтъчен баланс поради намаляването на задържането на азот (69%).

ФИЗИОЛОГИЧНИ ПРОМЕНИ

а) Повишена честота на дишане. Дишането е един от най-важните начини за поддържане на топлинния баланс и неговата интензивност се влияе от температурата на околната среда, относителната влажност, генотипа, състоянието на тялото, физиологичното състояние, здравословното състояние и темперамента на животното. Честотата на дишане се увеличава със скорост от 4 вдишвания в минута за всяко повишаване на ° C на околната температура от 21 ° C.

При екстремни условия и температури над 40 ° C, увеличаването на честотата на дишане не е достатъчно, за да се разсее достатъчно топлина и високата честота на дишане предполага по-голямо производство на топлина, така че честотата на дишане се намалява до 120 - 150 вдишвания в минута и обемът на вдъхновения въздух се увеличава.

б) Промяна на киселинно-алкалния баланс. При нормални условия количеството въглероден диоксид (CO2), произведен от метаболизма, е равно на количеството CO2, елиминирано от белите дробове. Увеличението на дихателната честота по време на топлинен стрес увеличава изтичането на CO2, намалявайки синтеза на въглеродна киселина (H2CO3) в кръвта, причинявайки повишаване на рН, дихателна алкалоза и алкалемия.

Намаляването на нивото на CO2 също води до намаляване на парциалното налягане на въглеродния диоксид в артериалната кръв (PaCO2), което предизвиква екскрецията на натриев бикарбонат (HCO3) през бъбреците, инхибирането на реабсорбцията и регенерацията на HCO3 като механизъм за буфериране на повишаването на рН. Това намалява концентрацията на HCO3 в кръвта, за да поддържа съотношението 20: 1 HCO3: CO2, необходимо за поддържане на нормално рН на кръвта (7,35 - 7,5).

Намаляването на HCO3 също предразполага към проява на ацидоза, тъй като намалява количеството HCO3, което може да се включи в слюнката и да се използва като буфер за поддържане на pH на румина.

Освен това, заедно с екскрецията на HCO3 с урината, се увеличава и бъбречната екскреция на натрий (+ 80%) и калий (+ 18%), увеличавайки нуждата му.

в) Промени в разпределението на кръвния поток. Притокът на кръв към вътрешните органи намалява, докато притокът на кръв към кожата се увеличава. При тежки случаи намаляването на кръвния поток може да има сериозни последици: намалява храносмилателната функция в стомашно-чревния тракт, намалява функцията на бъбречната гломерулна филтрация и може да доведе до бъбречна недостатъчност.

г) Вазодилатация. Главно от кожните съдове, което позволява увеличаване на обема на топъл кръвен поток и увеличава загубата на топлина през кожата чрез изпаряване, улеснява изпотяване, облъчване, проводимост и конвекция. Топлинният стрес индуцира производството на β-хидроксибутират, който се свързва с ниациновия рецептор GPR109a, за да предизвика периферна вазодилатация, да увеличи притока на кръв и да улесни разсейването на топлината.

д) Повишено изпотяване. Водата, отделяна чрез изпотяване, понижава температурата на кожата чрез изпаряване, предавайки по-ниската температура на циркулиращата кръв в кожните кръвоносни съдове, понижавайки телесната температура. Увеличаването на изпотяването обаче увеличава и загубата на минерали (Ca, Cl, K, Mg и Na), лактат и урея.

е) Повишаване на телесната температура. Телесната температура се счита за показател за топлинен стрес, но трябва да се има предвид, че тя не е статична и се колебае през деня. Той се колебае в градиент от 1 ° C в дневен режим, достигайки максималната си температура 8-10 часа след достигане на максималната температура за деня. Когато се превиши термонеутралната зона, повишаването на телесната температура настъпва за период от 3 - 5 часа поради увеличаването на натрупаната топлина и намаляването на капацитета за разсейване на топлината, което пречи на животното да регулира температурата.

При термонеутрални условия нормалната телесна температура на говедата е 37,8 ° C - 39,3 ° C, а температура над 42 ° C се счита за смъртоносна температура. Повишаването на телесната температура с 1 ° C намалява консумацията и производството на сухо вещество.Този параметър може да се използва като индикатор за калоричния ефект при кравите в производството. Производството намалява от 38,9 ° C; впоследствие, за всяко увеличение от 0,55 ° C, консумацията на сухо вещество намалява с 1,4 kg, а производството на 1,8 kg мляко.

Повишаването на температурата с 0,5 ° C намалява плодовитостта с 13%, но повишаването с 1 ° C може да намали плодовитостта с до 45 - 60%.


ХОРМОНАЛНИ ПРОМЕНИ

а) Тирозин и трийодтиронин. Намалява активността на щитовидната жлеза, която влияе на различни клетъчни процеси, включително термогенеза, намалявайки кръвната концентрация на тирозин и трийодтиронин с 25%. Това води до намаляване на скоростта на метаболизма и производството на топлина, но също така води до намаляване на приема на сухо вещество, намален растеж и намалено производство на мляко.

б) кортизол. Секрецията на глюкокортикоиди, главно кортизол, е един от основните отговори на топлинния стрес. Кортизолът предизвиква физиологични корекции, които позволяват на животното да толерира прекомерна топлина и след продължителен период на излагане секрецията на кортизол се нормализира. Повишените нива на кортизол обаче потискат имунния отговор и репродукцията.

в) Растежен хормон (GH). Както производството на GH, така и броят на чернодробните му рецептори намаляват, което предполага, че това намаляване е физиологичен опит за намаляване на метаболитното производство на топлина.

ОКСИДАТИВЕН СТРЕС

Топлинният стрес причинява увеличаване на метаболитната активност, което предполага увеличаване на използването на кислород на клетъчно ниво, произвеждайки голямо количество свободни радикали и реактивни видове, получени от кислород (ROS), от друга страна, антиоксидантният капацитет е намален. какво причинява оксидативен стрес.

Оксидативният стрес причинява увреждане на клетъчните мембрани, променяйки тяхната пропускливост и уврежда митохондриите, причинявайки изчерпване на ATP , активиране на механизмите за апоптоза и некроза, причиняващи клетъчна смърт, освобождавайки цитотоксични съединения, които причиняват увреждане на клетъчните компоненти, включително въглехидрати, протеини, липиди и ДНК, също причинявайки дисфункция в отговора на имунната система. В допълнение, той причинява промени в млечната жлеза и засяга репродукцията.

    Млечната жлеза, клетъчните механизми, които регулират апоптозата, ремоделирането на тъканите и степента на възпаление на гръдната тъкан са засегнати.

Възпроизвеждането, модифицира нормалния процес на зреене на яйцеклетките, оплождане, имплантиране и ембрионално развитие чрез промяна на експресията на цитокинови рецептори в цитотрофобласти, съдови ендотелни клетки, гладкомускулни клетки и плацента. Увеличаването на ROS забавя и причинява дефекти в ембрионалното развитие, като причинява увреждане на клетъчните мембрани и ДНК.

ПРОМЕНИ В ПОВЕДЕНИЕТО

да се) Ограничете движението си през най-горещите часове на деня, като търсите сенчести зони.

б) Консумирайте 80% от храната си през най-хладните часове на деня и през нощта.

д) Увеличете времето, прекарано в консумация на вода и стойте близо до поилките.

и) Значително количество топлина се разсейва през корема на животното, така че изправянето помага да се премахне топлината.

Топлинният стрес е много сложна комбинация от метаболитни и екологични фактори, която принуждава добитъка да се подложи на адаптации, които включват физиологични, метаболитни и поведенчески промени, за да се поддържа постоянна телесна температура. Тези промени могат да имат голяма продължителност, да повлияят на производството, както и рентабилността на обора в краткосрочен, средносрочен и дългосрочен план.

    Bernabucci U, Lacetera NL, Baumgard H, Rhoads RP, Ronchi B и Nardone A 2010. Метаболитна и хормонална аклиматизация към топлинен стрес при опитомени преживни животни. Anim. 4 (7): 1167–1183.

Igono, M. O., H. D. Johnson, B. J. Steevens, W. A. ​​Hainen и M. D. Shanklin. 1988. Ефект от сезона върху температурата на млякото, хормона на растежа на млякото, пролактина и броя на соматичните клетки на лактиращи говеда. Международна J. Biometeorol. 32: 194–200.

B. Wheelock, R. P. Rhoads, M. J. VanBaale, S. R. Sanders и L. H. Baumgard (2010) Ефекти на топлинния стрес върху енергийния метаболизъм при лактиращи крави Холщайн. J. Dairy Sci. 93: 644–655.

Morton, J. M., W. P. Tranter, D. G. Mayer и N. N. Jonsson. 2007. Ефекти от топлината в околната среда върху зачеването при лактиращи млечни крави: Критични периоди на излагане. J. Dairy Sci. 90: 2271-2278.