Тепловой стресс у коров: как выявить и справиться с ним?

Тепловой стресс можно выявить, наблюдая за самим животным или просто оценивая условия окружающей среды.

При наблюдении за коровами следует обратить внимание на несколько вещей.

Во-первых, при тепловом стрессе многие коровы снижают потребление сухого вещества рациона, что в свою очередь обычно приводит к снижению производства молока.

Во-вторых, следует оценить частоту дыхания коровы: если частота вдохов превышает 75 в минуту, это верный признак теплового стресса.

В-третьих, можно измерить ректальную температуру. Температура тела — отличный способ определить, испытывает ли корова тепловой стресс, так как, если ее ректальная температура значительно превышает 39 °С, она, вероятно, перегрелась.

При тепловом стрессе снижается руминация (процесс пережевывания). Если вы заметили, что у коровы есть такой симптом, то, вероятнее всего, она заболела.

Простой способ измерения теплового стресса — использовать индекс температуры и влажности (THI). Этот параметр зависит от соотношения температуры окружающей среды к влажности: то есть, согласно этому индексу, даже при довольно низкой температуре может наступить тепловой стресс из-за высокого процента влажности воздуха.

В связи с этим, необходимо измерять температуру внутри сарая с помощью термометра, поскольку во многих животноводческих помещениях может быть теплее или прохладнее, чем на улице в зависимости от скорости вентиляции и плотности размещения животных. Затем следует использовать гигрометр для измерения влажности.

Чтобы определить индекс THI в помещении, где содержатся животные, недостаточно узнать влажность воздуха на местной метеостанции или посмотреть прогноз погоды в новостях. В каждом отдельно взятом коровнике индекс THI будет уникальным — его можно узнать только путем измерений, затем воспользоваться формулой для расчета, либо найти результат в таблице на пересечении столбца и строки со значениями температуры и влажности.

Коэффициент, при котором коровы начинают испытывать тепловой стресс, равен 68, что очень легко достигается в южных регионах нашей страны.

В израильском исследовании обнаружили: верхнее значение температурой окружающей среды, при котором начинался тепловой стресс, составило от 25 до 26 ° C (Берман и др.). Частота успешных осеменений снижалась с 61 до 45%, если ректальная температура через 12 ч после ИО повышалась на 1 °C (Ульберг и Берфенинг).

Кроме того, у крупного рогатого скота с ректальной температурой 40 °C в результате воздействия температуры окружающей среды 32,2 °C в течение 72 ч после осеменения частота зачатия составила 0% по сравнению с частотой зачатия 48% при ректальной температуре 38,5 °C у коров при температуре окружающей среды 21,1 °C (Ульберг и Берфенинг). Таким образом, сильный тепловой стресс часто определяется как возникающий всякий раз, когда индекс THI превышает 72 (Армстронг).

Своевременное выявление коров, подвергшихся тепловому стрессу, — первый шаг к оценке и пониманию того, как и почему ухудшаются показатели воспроизводства. Негативные последствия могут поражать корову на всех стадиях стельности, начиная с фолликулярной стадии (фолликул содержит яйцеклетку) и заканчивая послеотельным периодом.

Авторы как старых, так и новейших исследований и литературных обзоров указывают, что тепловой стресс изменяет:

Хотя сезон теплового стресса меняет эндокринные профили и фертильность у быков, стоит сконцентрироваться больше на самках, поскольку большинство воздействий на фертильность животных мужского пола можно обойти с помощью искусственного осеменения.

Уже давно признано, что летний тепловой стресс снижает как продуктивность, так и показатели воспроизводства молочного скота в южных регионах Российской Федерации, и в некоторых случаях на иных территориях во время чересчур жаркого лета.

Исследователи оценивали эмбрионы от коров с суперовуляцией, которые подвергались тепловому стрессу на 1, 3, 5 или 7 день после осеменения, и обнаружили, что эмбрионы, полученные от коров, подвергшихся тепловому стрессу на 1 день гестации, имели пониженную жизнеспособность и развитие по сравнению с контрольными коровами. Таким образом, эмбрионы крупного рогатого скота становятся более устойчивыми к тепловому стрессу по мере того, как они проходят через стадии морулы и бластоцисты.

Другие исследователи сообщали, что летний сезон или тепловой стресс во время созревания яйцеклетки и перед овуляцией (Аль-Катанани и др.) и от 8 до 16 дней (Биггерс и др.) или от 27 до 40 дней (Картмилл и др.) стельности оказывают пагубное воздействие на эмбриональное развитие. Исследования in vitro показали, что ткань эндометрия, подвергнутая воздействию повышенных температур, увеличивает высвобождение простагландинов в культуральную среду. Если бы такой эффект имел место in vivo, это могло бы вызвать преждевременную регрессию желтого тела или поставить под угрозу его функцию. Кроме того, гипертермия на 17 день стельности увеличивала выработку простагландина-F2α в матке в ответ на окситоцин (Вольфенсон и др.). Таким образом, похоже, что охлаждение необходимо, по крайней мере, за 42 дня до овуляции (Аль-Катанани и др.) и более чем 40 дней после оплодотворения (Картмилл и др.), если необходимо смягчить негативное воздействие теплового стресса.

Гибель эмбрионов считается одной из основных негативных результатов теплового стресса крупного рогатого скота. Ее частота достигает 25−40%. Гибель зародышей может быть разделена на раннюю и позднюю, причем на ранней стадии может быть зафиксировано 40% эмбриональных потерь. У крупного рогатого скота ранние потери эмбрионов начинаются между 7 и 16 днями беременности, во время развития бластоцисты и ее последующей имплантации.

Тепловой стресс в значительной мере влияет на стельность у молочных коров. Liu J с соавторами. приводят результаты статистического анализа стельности у 20 606 коров с 7 ферм. Из них следует, что показатели стельности составили 39,4% (THI<72,0), 38,5% (от 72,0 до 73,9), 36,9% (от 74,0 до 75,9), 32,5% (от 76,0 до 77,9) и 31.6% (>78.0) [15]. Авторы делают вывод: коэффициент стельности молочных коров снижается, когда THI растет. В частности, при THI выше 72,0 показатель стельности уменьшался со скоростью 1,03% на единицу увеличения THI [ 1 ].

Распространенные методы смягчения последствий теплового стресса — обеспечение охлаждения путем организации навесов, установки вентиляторов или испарительных охладителей в помещении, где содержатся коровы.

Если у коровы отмечен тепловой стресс, то ее нужно разместить в тени, напоить прохладной водой и установить в коровник вентиляторы.

При установке вентиляторов следует помнить, что струя воздуха не должна быть направлена напрямую на животных, в противном случае у них могут случиться воспалительные заболевания, включая пневмонию.

Современные методы охлаждения могут улучшить репродуктивную эффективность, но большинство из них не поддерживают THI ниже 72 или температуру тела <39 °C; поэтому следует ожидать некоторого снижения показателей воспроизводства в любом случае.

С разработкой имплантируемых электронных устройств для регистрации температуры тела точность определения величины и продолжительности повышенной температуры позволит улучшить оценку того, когда возникает тепловой стресс, и более эффективно оценивать методы борьбы с ним.

Когда стаду оказывается ветеринарная помощь, важно не перепутать животное: если симптомы обнаружили у одной коровы, а лечебные мероприятия провели другой (по ошибке), то получается, что больная особь осталась без терапии, и ее состояние здоровья может ухудшиться.

Чтобы не перепутать животных, существует идентификация, когда каждой корове присваивается свой номер, который наносится на бирку. Она закрепляется на ухе коровы.

Однако, когда применяют обычные бирки, у персонала уходит много времени, чтобы обнаружить требуемую корову: надо дойти до стада, прочитать на каждой особи номер бирки и таким образом найти нужное животное.

Чтобы с этой проблемой справиться: облегчить и ускорить процесс поиска коровы в стаде, были разработаны средства электронной идентификации, когда вместо обычной бирки применяют цифровые технологии (чипы, болюсы, браслеты, ошейники).

Цифровые средства идентификации позволяют найти животное быстрее. При этом у сотрудников фермы становится меньше ручной работы: человек электронным устройством считывает с чипа информацию, которая автоматически переносится в мобильное приложение или на компьютер.

Изучалось, как влияет размещение коровы в тени и прохладе на экономические показатели фермы (Армстронг и соавт.). Оказалось, что потребление корма выросло (с 7,1 до 9,2%), производство молока увеличилось (с 7,1 до 15,8%), ректальная температура снизилась (с -0,4 до -0,5 ° C), а частота дыхания уменьшилась (с 17,6 до 40,6%).

В некоторых источниках сообщается, что у коров, размещенных в тени, были ниже частота дыхания (54 против 82 вдохов/мин), ректальная температура (38,9 против 39,4 °C) и лучше индекс осеменения (44,4 против 25,3%) по сравнению с коровами, у которых не было доступа к тени. Хотя производство молока было увеличено с 15 до 16,6 кг/сут за счет размещения животного в тени, эти уровни надоев были значительно ниже ожидаемых.

Фламенбаум и др. оценивали влияние послеродовых охлаждающих мероприятий на коров с различным индексом массы тела BCS (шестибалльная шкала, от 0 до 5) до отела. Коровы, которых охлаждали, потребляли на 1,6 кг больше сухого вещества в сутки. Коровы, которых охлаждали, с низким BCS (менее 2,65) потеряли 0,5 балла кондиции в течение первых 4 недель после отела по сравнению с коровами с высоким BCS (более 3,80), которые потеряли 1 балл.

Охлажденные коровы достигали более высоких уровней молочной продуктивности, а коровы с низким BCS достигали пиковой молочной продуктивности раньше, чем коровы с высоким BCS. Неохлажденные коровы с низким BCS имели самую низкую выработку молока и жира. В этом эксперименте более высокие запасы энергии при отеле не заменяли влияние последующего охлаждения

Влияние охлаждающих мероприятий на последующую фертильность требует дальнейшего изучения.

Кольер и др. выявили последствия размещения животного в тени непосредственно перед родами — изменились следующие показатели:

Однако при этом исследователи не обнаружили статистических различий (группа «размещенные в тени» против группа «отсутствие тени»).

Были предприняты попытки определить, может ли охлаждение в критические моменты фолликулярного и эмбрионального развития повысить показатели воспроизводства. Исследователи сравнивали качество ооцитов нетелей голштинской породы зимой и летом. В течение лета коров содержали в условиях теплового стресса (только в тени) или в охлажденной среде (в вольере с вентиляторами и туманным орошением) в течение 42 дней перед забоем и последующим исследованием яйцеклеток. Хотя ректальная температура у охлажденных нетелей была ниже (39,2 ° C), она все же была выше, чем у коров зимой (38,7 ° C). Несмотря на охлаждение в течение 42 дней перед сбором ооцитов, не было различий в количестве яйцеклеток, которые развились в бластоцисты к 8 дню культивирования, у охлажденных и неохлажденных коров летом; при этом, «летние» бластоцисты развились в меньшем соотношении, чем «зимние».

По данным литературы, при применении дополнительного влажного охлаждения за несколько дней до и после искусственного осеменения у коров отмечались более явные проявления охоты и у меньшего количества особей был зафиксирован анэструс, чем у неохлажденных коров. Однако после кратковременного охлаждения не сообщалось об улучшении conception rate (частоты зачатий), несмотря на снижение на 0,5−0,9° C суточного повышения температуры тела.

В другом исследовании, охлаждение коров было применено от 2 до 3 дней до и до 5−6 дней после ИО, что дало результат частоты зачатий в размере 16,0% для коров, охлажденных с использованием разбрызгивателей, вентиляторов и теней, по сравнению с 6,2% для коров, имеющих доступ только к тени.

В последние годы в научном сообществе ведется поиск методов выведения пород, устойчивых к высокой температуре окружающей среды.

Cartwright и соавторы, проведя анализ литературы, обозначают следующие стратегии отбора животных для достижения устойчивости к высоким температурам:

Чтобы у животных реже случался тепловой стресс, необходимо:

2. Shannon L. Cartwright et al.Impact of heat stress on dairy cattle and selection strategies for thermotolerance: a review. Front. Vet. Sci., 20 June 2023 Sec. Animal Behavior and Welfare Volume 10 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fvets.2023.1198697

3. Khan I, Mesalam A, Heo YS, Lee S-H, Nabi G, Kong I-K. Heat Stress as a Barrier to Successful Reproduction and Potential Alleviation Strategies in Cattle. Animals. 2023; 13(14):2359. https://doi.org/10.3390/ani13142359

4. Geoffrey E. Dahl, Sha Tao, Jimena Laporta. Heat Stress Impacts Immune Status in Cows Across the Life Cycle. Front. Vet. Sci., 06 March 2020. Sec. Veterinary Infectious Diseases. Volume 7 - 2020 | https://doi.org/10.3389/fvets.2020.00116

5. Roth Z. Influence of heat stress on reproduction in dairy cows-physiological and practical aspects. J Anim Sci. 2020 Aug 18;98(Suppl 1):S80-S87. doi: 10.1093/jas/skaa139. PMID: 32810254; PMCID: PMC7433908.

6. Kawano K, Yanagawa Y, Nagano M, Katagiri S. Effects of heat stress on the endometrial epidermal growth factor profile and fertility in dairy cows. J Reprod Dev. 2022 Apr 1;68(2):144-151. doi: 10.1262/jrd.2021-120. Epub 2022 Jan 28. PMID: 35095040; PMCID: PMC8979802.

7. Ouellet V, Negrao J, Skibiel AL, Lantigua VA, Fabris TF, Marrero MG, Dado-Senn B, Laporta J, Dahl GE. Endocrine Signals Altered by Heat Stress Impact Dairy Cow Mammary Cellular Processes at Different Stages of the Dry Period. Animals (Basel). 2021 Feb 21;11(2):563. doi: 10.3390/ani11020563. PMID: 33669991; PMCID: PMC7930950.

8. De Rensis F, Saleri R, Garcia-Ispierto I, Scaramuzzi R, López-Gatius F. Effects of Heat Stress on Follicular Physiology in Dairy Cows. Animals (Basel). 2021 Nov 29;11(12):3406. doi: 10.3390/ani11123406. PMID: 34944184; PMCID: PMC8697862.

9. Juan Sebastian Naranjo-Gomez et al. Heat stress on cattle embryo: gene regulation and adaptation. Heliyon 7 (2021) e06570. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e06570

10. Cattaneo L, Laporta J, Dahl GE. Programming effects of late gestation heat stress in dairy cattle. Reprod Fertil Dev. 2022 Dec;35(2):106-117. doi: 10.1071/RD22209. PMID: 36592976.

Примечание

В тексте нашей статьи описание целей, задач, дизайна, результатов иностранных и российских исследований и выводов, сделанных их авторами, является кратким пересказом в нашей интерпретации, который не следует считать исчерпывающей и точной информацией об указанных исследованиях.

Если вас интересуют точная и полная информация об этих исследованиях, следует читать источники по ссылкам, приведенным выше.