Негативные последствия теплового стресса для здоровья желудочно-кишечного тракта хорошо известны. Однако при повышении индекса THI происходят дополнительные метаболические и физиологические изменения. Здесь мы коснемся некоторых из них.
Тепловой стресс продолжает оказывать влияние на производство, благополучие и здоровье скота. В связи с экстремальными погодными условиями, включающими более продолжительные периоды жары во многих регионах мира, борьба с тепловым стрессом у сельскохозяйственных животных станет еще более актуальной проблемой в будущем.
Высокопродуктивные молочные коровы особенно чувствительны к тепловому стрессу. Чтобы предотвратить экономические потери, необходимо предпринимать множество мер, когда индекс температуры и влажности (THI) становится слишком высоким и начинает влиять на здоровье и производительность молочных коров.
Уменьшение количества корма - лишь один из факторов.
"Раньше мы считали, что снижение уровня потребления корма во время теплового стресса является самым главным фактором снижения молочной продуктивности. Но благодаря работе д-ра Лэнса Баумгарда и д-ра Роба Роадса в начале 2000-х годов мы узнали, что на снижение уровня потребления корма приходится лишь от 20 до 50 % потерь молочной продуктивности во время теплового стресса. Это говорит о том, что здесь задействованы и другие механизмы", - говорит Виктория Санз Фернандес, исследователь жвачных животных в Trouw Nutrition. С тех пор было доказано, что тепловой стресс вызывает неожиданные метаболические изменения, которые в конечном итоге приводят к нарушению использования питательных веществ. В частности, тепловой стресс повышает потребление глюкозы и снижает окисление жиров, что противоположно тому, что можно было бы ожидать от животных, которые едят меньше. "Эти изменения могут объяснить изменения в продуктивности животных, подвергшихся тепловому стрессу. Однако причины, вызывающие эти изменения, до сих пор не до конца понятны", - говорит Санс Фернандес.
Тепловой стресс приводит к нарушению герметичности кишечника
Синдром негерметичного кишечника ("дырявый кишечник") может стоять за метаболическими и производственными изменениями, вызванными тепловым стрессом. Санс Фернандес объясняет: "Поддержание нормальной температуры тела ("эутермия"), когда на улице жарко, жизненно важно для поддержания различных физиологических функций и клеточных процессов. Одной из реакций коровы на перегрев является расширение кровеносных сосудов на поверхности кожи, чтобы увеличить потерю тепла через нее. Чтобы поддерживать кровяное давление во время этого процесса, кровеносные сосуды в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) естественным образом подвергаются противоположной реакции: сужению сосудов. Однако такое сужение сосудов приводит к снижению притока крови к энтероцитам (эпителиальным клеткам кишечника), что приводит к гипоксии (потере кислорода) и ограничению поступления питательных веществ, а значит, к энергетическому истощению и окислительному стрессу в клетках.
Последствиями этого являются изменение морфологии кишечника и повреждение слизистой оболочки (рис. 1), изменения в соединениях между энтероцитами (плотных контактах), аномальное повышение проницаемости и наличие воспаления в кишечнике. В конечном итоге все это приводит к нарушению барьерной функции в процессе, известном как "негерметичность кишечника".
Рисунок 1 - Гистологический анализ тощей кишки коров, подвергшихся тепловому стрессу (ТС).
Конкуренция за источники энергии
Потеря целостности так называемого кишечного барьера в результате теплового стресса позволяет легче проникнуть содержимому кишечника, включая бактериальные соединения и эндотоксины. Эндотоксины [например, липополисахарид (ЛПС)] - это высокоиммуногенные структурные части клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Когда эти соединения проникают в слизистую оболочку кишечника, они вызывают местное воспаление. Если проблему не решить, оно может распространиться через кровь, что приведет к системному воспалению.
По словам Санса Фернандеса, это приводит к конкуренции за источники энергии и, следовательно, снижает выработку молока. "Воспаление требует больших затрат энергии и питательных веществ. Во время воспалительного процесса происходят метаболические изменения, чтобы обеспечить потребности иммунных клеток. Этот процесс перенаправляет питательные вещества в сторону от производства молока. Интересно, что метаболические реакции, наблюдаемые при активации иммунитета, напоминают те, которые мы наблюдаем при тепловом стрессе, включая увеличение потребления глюкозы (иммунные клетки при активации становятся исключительными потребителями глюкозы) и снижение окисления жиров".
Стратегии облегчения теплового стресса
Борьба с тепловым стрессом имеет решающее значение для поддержания продуктивности и здоровья молочных коров. Однако влияние теплового стресса на энергетический обмен и целостность кишечника является сложным и не всегда заметно человеческому глазу. "Необходимо лучше понять взаимосвязь теплового стресса и менее заметных признаков (наряду с более очевидными, такими как снижение потребления корма и одышка). Таким образом, мы сможем облегчить наши текущие стратегии (управление, стратегии и моделирование кормления/состава, использование определенных кормовых добавок, затенение, охлаждение и более активное использование генетического отбора).
В компании Trouw Nutrition мы постоянно ищем усовершенствованные стратегии кормления и рецептуры, которые способствовали бы повышению эффективности, производительности и благополучия коров. И это очень важно в связи с растущей глобальной актуальностью теплового стресса и потенциально более серьезными нарушениями здоровья, которые мы можем ожидать в будущем", - заключает Санс Фернандес.