Последствия теплового стресса — снижение поедаемости кормов, качества молока, ухудшение воспроизводства, здоровья. Рассмотрим меры по профилактике данной проблемы.

Коровы способны удерживать относительно стабильную температуру тела на уровне 38,5 °С (+/- 0,5 °С). Следует отметить, что в силу очень интенсивного обмена веществ современные молочные коровы при переваривании корма и синтезе молока выделяют большое количество тепла. При понижении температуры, когда увеличивается потребность в энергии для поддержания температуры тела, животное просто питается более активно и ее продуктивность может даже вырасти.

излучением (радиация)

проводимостью (кондукция)

испарением (респирация)

Самая комфортная температура окружающей среды для крупного рогатого скота — от легкой прохлады чуть выше ноля до +22 °С

При достижении верхнего критического уровня можно говорить о тепловом стрессе. Данная проблема возникает в тот момент, когда производство тепла в организме животных превышает теплоотдачу в окружающую среду.

На возникновение теплового стресса у коров также влияет относительная влажность — от нее зависит восприятие животными температуры воздуха

На развитие теплового стресса указывают следующие сигналы о перегрузке адаптационных механизмов:

Температура тела повышается до 39,2…39,4 °С. В то время как в норме она находится на уровне 38,4…39,1 °С. Ректальная температура обычно достигает 40,5…43,0 °С.

Коровы тяжело и часто дышат. Частота дыхательных движений (ЧДД) увеличивается до 80 -100 движений в минуту.

Увеличивается потребление воды.

Животные снижают двигательную активность, пытаясь снизить теплопродукцию. Ведь при работе мускулатуры значительная часть энергии превращается не в механическую работу, а в образование тепла.

Очень сильно увеличивается время, которое животные проводят стоя, преимущественно на сквозняках, для увеличения поверхности тела, которая обветривается, и с которой происходит испарение. Соответственно, сокращается время, когда животные лежат, из-за чего возможны негативные последствия в плане здоровья копыт.

Сокращается количество подходов к кормовому столу, время на пережёвывание пищи.

Усиливается наружное слюнотечение. Слюна свисает с носогубного зеркала животных.

Снижается потребление корма на 10% и более для того, чтобы снизить выделение тепла от обмена веществ.

Снижается содержание жира в молоке на 0,2-0,4%.

Снижается содержание жира в молоке на 0,2-0,4%.

Коровы меняют кормовое поведение, предпочитая есть в прохладное время суток; сортируют, выбирая корма с меньшей теплопродукцией. А это зерновые и белковые концентраты. Объёмистые же корма поедаются плохо.

Снижается молочная продуктивность, начиная уже со вторых суток от наступления жары.

Позднее, при усилении теплового удара, может наступать глубокое угнетение центральной нервной системы и циркуляторный шок. Наблюдаются слабый пульс, бледные слизистые оболочки, рвота и диарея, что может закончиться судорогами, комой и гибелью животного.

При наступлении стрессовых условий в организме животных наступают определенные изменения в общем и пищевом поведении, пищеварении и постабсорбционном метаболизме, которые призваны уменьшить термогенез (теплопродукцию) и облегчить рассеивание тепла. Эти адаптационные изменения помогают животному преодолеть тепловой стресс, однако зачастую они приводят к другим негативным явлениям, последствия от которых сами по себе представляют подчас ещё большую угрозу для продуктивности и их здоровья, чем сам тепловой стресс.

В первую очередь снижается потребление кормов для того, чтобы уменьшить внутреннюю выработку тепла, поскольку потребление корма и его переваривание являются экзотермическими процессами. Наибольшим выделением тепла сопровождается ферментация клетчатки в рубце. Именно поэтому коровы, пытаясь снизить выделение тепла, потребляют меньшее количество объемистых кормов.

при увеличении внешней температуры с 17 до 30 °С

потребление концентратов уменьшается на 5%, а сена - на 22%

Потребление корма снижается из-за большого количества воды, которую корова выпивает, и которая, заполняя рубец, создаёт ложное чувство сытости

При тепловом стрессе угнетается моторика преджелудков и все пищеварение, что также сокращает количество потребленного корма

Из-за теплового стресса потребление сухого вещества может сократиться до 50% по сравнению с аналогичным показателем в зоне теплового комфорта, что обусловливает падение суточного удоя

В условиях теплового стресса количество энергии, затрачиваемой коровой на поддержание жизнедеятельности, увеличивается (например, на 35% больше при 35 °С по сравнению с 20 °С). Тяжелое дыхание также увеличивает потребность в энергии на 7 - 25% в условиях теплового стресса.
Следовательно, потребление сухого вещества (ПСВ) должно увеличиваться, чтобы покрыть эти дополнительные затраты энергии. Тем не менее, в жаркую погоду потребление кормов уменьшается, что означает, что энергетический статус коровы получает двойной удар – более высокие затраты энергии на поддержание жизнедеятельности при фактически более низком потреблении. В этом случае неудивительно, что производство молока снижается.

у животных со среднесуточным удоем в 10-30 литров продуктивность снижается примерно на 16-19%

коровы с удоем более 30 литров молока из-за теплового стресса могут потерять до 30% продуктивности в день

На пике продуктивности суточный удой таких животных достигает 50 кг молока, общая потребность в обменной энергии составляет более 300 МДж.

Особенно подвержены воздействию высоких температур коровы с уровнем надоев свыше 10.000 – 12.000 кг/год.

В процессе переваривания и метаболизма более чем треть обменной энергии преобразуется в тепло, которое должно быть рассеяно в окружающую среду. Именно поэтому высокопродуктивные животные особенно страдают от теплового стресса

Метаболизм плода в два раза выше метаболизма организма матери

Рационы с высоким содержанием клетчатки образуют больше тепла

Животные часто содержатся на глубокой подстилке, которая сама является источником тепла

Изменения в эндокринной системе

На сокращение выработки молока оказывает большое влияние изменения в функционировании эндокринной системы и регуляции пищеварения. В крови животных увеличивается концентрация адреналина и норадреналина, что приводит к увеличению скорости прохождения кормов в ЖКТ и уменьшению потребления кормосмеси.

При развитии теплового стресса в организме коровы начинается активно вырабатываться гормон стресса кортизол, его концентрация повышается в 10 раз. Кортизол снижает синтез молочного белка в клетках молочной железы, а также ингибирует выделение окситоцина. Всё это приводит к тому, что во время доения уменьшается отдача молока: в вымени остается 10-12% молока, а при сильном стрессе —до 15-17%.

В результате у животных растет риск возникновения маститов, а у их владельцев падает прибыль, ведь последние порции молока содержат больше молочного жира, а значит, жирность выдоенного молока в целом снижается.

Ацидоз рубца

В организме коровы в период теплового стресса происходит перераспределение крови. Чтобы рассеять внутреннее тепло, снижается приток крови к желудочно-кишечному тракту (на 40-70%), она устремляется к периферии. Таким образом, конечные продукты брожения (ЛЖК), могут накапливаться в рубце и вносить дополнительный вклад в его закисление.

Метаболический ацидоз автоматически вызывает ацидоз рубца вследствие снижения буферных свойств слюны. Количества бикарбоната, выделяемого со слюной не хватает для нейтрализации летучих жирных кислот, образующихся при ферментации в рубце. Состояние ацидоза в рубце заметно по падению жирности молока.

2

Вследствие сокращения потребления структурных кормов у животных наблюдают сокращение времени и снижение интенсивности жвачки, что приводит к сокращению выработки слюны. В связи с этим ацидоз можно наблюдать даже при скармливании рационов, содержащих оптимальный уровень клетчатки.

Коровы в этот период стараются поедать меньше грубых кормов, тем самым стремясь снизить производство тепла в рубце в процессе ферментации клетчатки. При скармливании полносмешанных кормосмесей происходит усиленное селектирование (сортировка и выборочное поедание) корма, а при раздаче концентратов вручную или через доильные роботы уменьшается поедаемость грубых кормов.

Меняется кормовое поведение. Корова совершает меньше подходов к кормовому столу, но за каждый раз потребляет большее количества корма, что приводит к более высокому и продолжительному периоду ферментации в рубце. Это продлевает периоды, в течение которых рН рубца находится в зоне ацидоза.

Метаболический ацидоз

Корова стремится рассеивать тепло с выдыхаемым воздухом. Коровы теряют 75 % тепла в результате испарения воды путем потоотделения и 25 % c выдыхаемым воздухом. Но увеличение частоты дыхательных движений (ЧДД) приводит к гипервентиляции лёгких, уровень CO₂ падает. Для того, чтобы поддерживать постоянный рН крови, должно сохраняться соотношение бикарбоната к диоксиду углерода 20 : 1. Поэтому почки выделяют больше бикарбоната, чтобы поддерживать это соотношение. Таким образом, общее количество бикарбоната в крови снижается. В организме возникает состояние метаболического ацидоза.

Инсулинорезистентность

это пониженная восприимчивость рецепторов клеток организма к гормону инсулину. В этом случае снижается поступление глюкозы, главного источника энергии, из крови внутрь клеток. Высокая концентрация глюкозы в крови препятствует возникновению чувства голода, тем самым снижая поедаемость кормов.

Инсулинорезистентность возникает в результате стресса и при высокой концентрации свободных жирных кислот в крови в период отёла и раздоя.

Окислительный стресс

Из-за насыщения крови кислородом (вследствие увеличения ЧДД) усиливается развитие окислительных (оксидативных) процессов, которые всегда сопровождают любой стресс. Животные учащают дыхание, чтобы испарять влагу и отводить тепло. Но повышенная частота дыхания сопровождается насыщением крови кислородом, а, значит, усилением механизмов окисления.

Клеточные мембраны подвергаются усиленному воздействию разрушающих их окисляющих агентов. Разрушенные мембраны являются воротами для развития инфекционных заболеваний.

Окислительный стресс кишечника

Окислительный стресс кишечника приводит к разрушению нормального слизистого барьера. Состояние кишечника влияет на различные системы в организме. Существует гипотеза о Leaky gut syndrome («синдром дырявой кишки») - состоянии, которое по мнению некоторых учёных является причиной широкого спектра хронических патологий.

Защитный барьер кишечника – представляет из себя непрерывный слой цилиндрического эпителия с тесным соприкосновением клеток друг с другом. Также в его состав входят: покрывающий эпителий гликокаликс, ферменты мембранного пищеварения, и, связанную с поверхностью эпителия, мембранную флору (М-флору). Последняя соединяется с поверхностными структурами эпителия, усиливая выработку слизи и уплотняя цитоскелет эпителиоцитов.

Задача эпителиального защитного барьера – создание границы между внутренней частью кишечника и остальным организмом, её состояние играет ключевую роль в гомеостазе. Транслокация – это проникновение микроорганизмов, а также их продуцентов и продуктов их распада (эндотоксинов), из просвета желудочно-кишечного тракта через слизистый барьер в крово- или лимфоток. При этом возникает воспалительный процесс и соответствующий ответ.

Повышенное использование глюкозы иммунной системой, синтезированной в процессе глюконеогенеза, увеличивает экстравымянное использование аминокислот (на энергетические нужды) вместо синтеза молочного белка.

Прямое окислительное повреждение молочных эпителиальных клеток наряду с уменьшением потока крови приводит к снижению способности синтезировать компоненты молока. Снижение иммунокомпетентности из-за теплового стресса, наряду с повышенной патогенной нагрузкой из-за условий окружающей среды (жаркой и влажной), приводит к увеличению частоты случаев клинического и субклинического мастита и увеличению КСК. Снижение содержания белка и резкое падение содержания жира, наряду с другими изменениями свойств молока, снижают выход сыра.

Воздействие теплового стресса во время поздней беременности влияет на продуктивные качества матери в последующей лактации из-за неблагоприятного воздействия на важнейшие процессы инволюции и пролиферации молочных эпителиальных клеток. Кроме того, телочки, рожденные после воздействия теплового стресса на мать, снизили продуктивность на протяжении всей жизни, повысилась частота проблем со здоровьем.

Иммунная система в условиях окислительного стресса находится в угнетённом состоянии. Увеличивается вероятность и степень развития маститов. Увеличивается содержание соматических клеток в молоке. Проявляются гинекологические и прочие болезни. Увеличивается смертность.

Нервная ткань очень чувствительна к термическому поражению. Прямое воздействие тепла на эндотелий может вызвать внутримозговое кровоизлияние, отёк, тромбоз и инфаркт мозговой ткани. Длительная экспозиция высоких температур ведет к гибели нейронов и необратимому повреждению мозга.

Тепловой стресс оказывает глубокое воздействие и на репродуктивную функцию. Оплодотворяемость снижается ниже 35%. Колебания гормонального фона непосредственно ухудшают функцию яичников, снижая уровень оплодотворения, и приводят к эмбриональным потерям на ранних стадиях беременности. Наблюдается увеличение заболеваемости метритом.

Отчасти это связано с недостатком энергии в рационах, обусловленным меньшим потреблением кормов и развитием ацидоза, что приводит к длительному отсутствию половой охоты, а высокий уровень кортизола вызывает нарушение полового цикла и задерживает овуляцию. Негативное воздействие теплового стресса на показатели воспроизводства проявляется не только сразу же, но и сохраняется даже после возвращения коров к более комфортным условиям.

Если корова страдает от теплового стресса в последние три месяца стельности, ослабляются защитные механизмы организмов как коровы, так и нерожденного теленка, повышается риск заболеваний обмена веществ до и после отёла. Телята чаще рождаются со сниженным весом.

Мы уже отмечали ранее, что очень сильно страдают от стресса высокопродуктивные животные и коровы в транзитном периоде. Однако следует отметить, что и в середине лактации коровы подвергаются большему риску, и последствия сильно выражены. Это связано с высоким уровнем потребления в этот период большого количества грубых кормов.

чем выше потребление питательных веществ из-за повышенных требований к производству

тем выше производство тепловой нагрузки, связанной с питанием, а коровы в середине лактации больше зависят от потребляемого корма из-за истощенных запасов тела

изменение условий содержания коров (микроклимат, технологическая составляющая, менеджмент)

изменение условий кормления

селекционный отбор, направленный на получение пород, толерантных к теплу (генетический метод).

это меры по охлаждению животного, то есть меры наружного воздействия. Она включает в себя комплекс мероприятий, чаще всего требующих значительной предварительной подготовки или денежных затрат для устройства навесов, установки вентиляторов и водяного душа для охлаждения животных и др.

это меры по снижению выработки метаболического тепла, то есть меры внутреннего воздействия. Сюда относят различные изменения в рационе и режиме питания животных с учетом следующих особенностей:

Первая группа мероприятий —

Вторая группа мероприятий –

Поэтому применяются следующие технологические приёмы

Желательно использовать объемистые корма наилучшего качества.

Избегать повторного нагрева: силос или сенаж должны полностью подбираться из траншеи без остатка и замешиваться свежими, использовать консерванты.

Кормление должно быть как минимум двукратным.

Добавление консервантов и антиоксидантов в полнорационную смесь.

Большую часть рациона (80%) нужно давать животным в прохладное время суток (рано утром с 4:00 до 6:00 и поздним вечером с 21:00 до 23:00 часов).

Стимулировать потребление кормов, предотвращая сортировку, чаще пододвигать их на кормовом столе. Особенно важно обеспечить регулярное пододвигание корма ночью.

Добавление воды и тщательное перемешивание рациона помогает уменьшить сортировку. Оптимальная влажность кормосмеси для коров составляет 55-60%.

Необходимо максимально снизить долю клетчатки в рационе, обеспечив минимум 2,5 кг сырой клетчатки из грубого корма. Если в рационе используется солома или сено, то длина сечки должна составлять не более 3-5 см.

Увеличить плотность энергии в рационах, чтобы компенсировать меньшее потребление корма под действием теплового стресса. Лучше использовать жировые добавки. Использовать для этого крахмалсодержащие корма необходимо ограниченно.

Замена части злаков на молотую кукурузу также снижает тепловой стресс.

Использовать также глюкопластичные носители энергии, такие как пропиленгликоль и глицерин, соли пропионовой кислоты.

Быстро расщепляемый в рубце белок рациона усиливает теплопродукцию, поэтому лучше в летний период уделить внимание источникам обходного (транзитного) протеина. Его доля в общем количестве сырого протеина должна составлять не менее 40%.

Применение бикарбоната натрия (соды) или других продуктов с буферным действием. Концентрация соды на 1 кг сухого вещества рациона должна составлять 0,7-1,0 % (200 - 250 г/гол. в сутки). Суточное потребление натрия в рационе не должно превышать 120 г/гол.

Для стабилизации условий в рубце можно и желательно применять живые дрожжи.

Необходимо увеличить на 10% долю минерального корма, поскольку тепловой стресс провоцирует сильное потоотделение и нарушение баланса электролитов. Довести содержание минеральных элементов в сухом веществе рациона: калия до 1,5%, магния до 0,4%, натрия до 0,6%. Содержание хлора поддерживать на уровне 0,25% (не более 0,35%).

Большее значение имеет калий (К), так как для противодействия потерям через молоко и пот требуется больше К. Более широкое использование концентратов для коров, подвергшихся тепловой нагрузке, также способствует повышению требований к содержанию калия.

Дополнительно вводить в рацион антиоксиданты (органический селен, витамины Е (100 мг/гол./сутки), С и каротиноиды, чтобы снизить окислительные процессы в организме.

Никотиновая кислота. Она участвует в большинстве энергетических процессов животного на клеточном уровне и играет определенную роль в передаче основного тепла тела к коже.

Для устранения инсулинорезистентности рекомендуется применение хрома.

В период теплового стресса риск возникновения кетоза и жировой дистрофии печени у новотельных коров резко возрастает. Для вывода жиров из печени организму необходимо введение в рацион холина, защищённого от разрушения в рубце.

Показано применение защищенного метионина и защищенного бетаина, последний помимо донора метильных групп, также как и холин, является сильным осморегулятором.

Группа CCPA разработала целую программу THERMO®, которая включает в себя решения в области кормления, в сочетании со специализированной поддержкой и диагностическими инструментами, чтобы помочь хозяйствам поддерживать комфорт своих подопечных и сохранять их продуктивность на высоком уровне.
Поскольку кормление является ключевым фактором успеха в этот период, был создан уникальный продукт - кормовая добавка Нутристар Европремикс Термоплюс.

ТермоПлюс

Кормовая добавка для поддержания высокой продуктивности КРС в периоды жары

Поставка электролитов позволяет компенсировать потери от теплового стресса с мочой и потоотделением.

Нутристар Европремикс Термоплюс состоит из специальной смеси растительных экстрактов, которая благоприятствует потреблению сухого вещества и, таким образом, уменьшает снижение поедаемости корма, вызванное тепловым стрессом.

Специально подобранные экстракты растений увеличивают выработку слюны, а также её буферную силу, что снижает риск возникновения рубцового ацидоза.

Его активные компоненты стимулируют активность ключевых ферментов, способствующих усвоению питательных веществ рациона (амилаза, липаза, трипсин и химотрипсин).

В состав продукта входит капсаицин, экстракт острого перца чили, который улучшает основной обмен веществ, позволяет уменьшить респираторный стресс и снизить температуру тела. Это создаёт лучший комфорт для животных.

С помощью Нутристар Европремикс Термоплюс осуществляется управление минеральным питанием (регулируется величина DCAD, поставляются дополнительные буферные вещества), что также помогает увеличить потребление кормов.

Входящие в состав продукта антиоксиданты осуществляют защиту эпителиальных клеток желудочно-кишечного тракта, молочной железы и других органов от оксидативного стресса.

1. Увеличение потребления корма достигается путём воздействия на нервную систему, в результате которого на непродолжительное время блокируется ощущение сытости и животное продолжает есть.

2. Улучшение терморегуляции осуществляется несколькими способами, которые сводятся к дополнительному термовыделению за счет более эффективного расширения периферических кровеносных сосудов, а также с помощью снижения основного обмена путём уменьшения частоты сердечных сокращений и снижения кровяного давления.

Тепловой стресс оказывает глубокое воздействие и на репродуктивную функцию. Оплодотворяемость снижается ниже 35%. Колебания гормонального фона непосредственно ухудшают функцию яичников, снижая уровень оплодотворения, и приводят к эмбриональным потерям на ранних стадиях беременности. Наблюдается увеличение заболеваемости метритом.

В таблице ССРА приводит результаты последних полевых испытаний, проведенных с двумя партиями животных (контрольная и опытная), в разных странах мира и на животных с различной продуктивностью

Такие же положительные результаты получены при использовании Нутристар Европремикс Термоплюс на козах.

* Достоверность результатов: p<0.05

Нутристар Европремикс Термоплюс — когда температура под контролем!

ТермоПлюс

Кормовая добавка для поддержания высокой продуктивности КРС в периоды жары