Οι συνέπειες που έχει το θερμικό στρες στην αναπαραγωγή των αγελάδων γαλακτοπαραγωγής είναι δραματικές. Σε περιόδους θερμικού στρες, οι αγελάδες χάνουν εύκολα νερό και θρεπτικά συστατικά που απαιτούνται για τη βέλτιστη λειτουργία και απόδοση του σώματος. Ο συνδυασμός θερμότητας και υγρασίας μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την ικανότητα μιας αγελάδας να αποβάλλει την υπερβολική θερμότητα του σώματος. Τα συστήματα δροσισμού και τα προγράμματα μείωσης της θερμότητας είναι σημαντικά για την ψύξη της αγελάδας εξωτερικά . Ωστόσο, η ψύξη της αγελάδας από έξω δεν επαρκεί για την αντιμετώπιση των αρνητικών συνεπειών του θερμικού στρες. Η ψύξη της αγελάδας από μέσα μπορεί να βοηθήσει στη διατήρηση της παραγωγής και της αναπαραγωγικής της απόδοσης.
Προσδιορισμός του θερμικού στρες και των συνεπειών του
Το θερμικό στρες συμβαίνει όταν η ικανότητα της αγελάδας να αποβάλλει τη θερμότητα ξεπερνιέται από τη θερμότητα που παράγεται από το ίδιο το ζώο και την αύξηση της θερμοκρασίας από το περιβάλλον. Η υγρασία είναι επίσης ένας παράγοντας που συμβάλλει στις συνθήκες θερμικής καταπόνησης και ο δείκτης θερμοκρασίας υγρασίας (THI) είναι η κύρια μέθοδος μέτρησης (Εικόνα 1).
Το θερμικό στρες προκαλεί ένα ευρύ φάσμα φυσιολογικών και συμπεριφορικών αλλαγών (Εικόνα 2).
Οι αρνητικές συνέπειες που έχει το θερμικό στρες στην αναπαραγωγή των αγελάδων έχουν τεκμηριωθεί καλά και είναι ιδιαίτερα δαπανηρές για τον αγελαδοτρόφο. Οι γαλακτοπαραγωγές αγελάδες είναι ιδιαίτερα επιρρεπείς σε αυξήσεις της μεταβολικής θερμότητας. Εν μέρει λόγω της υψιενεργειακής διατροφής τους, της υψηλής πρόσληψης τροφής και της μεταβολικής δραστηριότητας που απαιτείται για την πέψη και την γαλακτοπαραγωγή. Αυτά οδηγούν σε υπερβολική θερμοκρασία σώματος κατά τη διάρκεια θερμικού στρες και αντικατοπτρίζονται σε χαμηλότερα ποσοστά σύλληψης μεταξύ 10-20% στις ΗΠΑ. Ακόμα υψηλότερο στις υποτροπικές και ερημικές περιοχές (Σχήμα 3).
Λιγότερες εγκυμοσύνες σε περιόδους θερμικού στρες έχουν ως αποτέλεσμα σημαντική οικονομική απώλεια. Επομένως, είναι σημαντικό να διαχειριστείτε τις περιόδους θερμικής καταπόνησης είτε για να αποτρέψετε την εμφάνιση θερμικού στρες είτε για την υποστήριξη μιας γρήγορης ανάκαμψης.
Συνέπειες που έχει το θερμικό στρες στην αναπαραγωγή των αγελάδων
Η αναπαραγωγική απόδοση των αγελάδων μειώνεται κατά τη διάρκεια περιόδων θερμικού στρες με τρεις τρόπους. Η ένταση του οίστρου μειώνεται κατά τη διάρκεια της θερμικής καταπόνησης και έτσι η ανίχνευση οίστρου γίνεται πιο δύσκολη. Δεύτερον, η γονιμότητα μειώνεται και τέλος, δυσχεραίνει η επιβίωση των πρώιμων εμβρύων.
Κάθε θηλαστικό διαθέτει ομοιοστατικούς μηχανισμούς που λειτουργούν για τη ρύθμιση της φυσιολογίας κατά τη διάρκεια γεγονότων στρες όπως το θερμικό στρες. Ένας από αυτούς τους μηχανισμούς για την αγελάδα είναι η ανακατεύθυνση της ροής του αίματος από τα σπλάχνα προς την περιφέρεια για ψύξη. Αυτή η διαδικασία μπορεί να οδηγήσει σε κυτταρική απώλεια θρεπτικών ουσιών η οποία με τη σειρά της μπορεί να εμποδίσει την ανάπτυξη του εμβρύου. Ένας άλλος προσαρμοστικός μηχανισμός είναι η ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος μειώνοντας την πρόσληψη τροφής. Είναι γνωστό ότι η πέψη παράγει θερμότητα, οπότε θεωρητικά η μειωμένη πρόσληψη τροφής μπορεί να μειώσει την υπερβολική αύξηση της θερμότητας του σώματος.
Ωστόσο, η μείωση της πρόσληψης τροφής μπορεί επίσης να οδηγήσει σε σημαντικές μειώσεις στην πρόσληψη ενέργειας και στη διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών. Εάν η μείωση είναι αρκετά μεγάλη, μπορεί ακόμη και να οδηγήσει σε αυξημένο κίνδυνο οξέωσης. Αυτή η μείωση της πρόσληψης τροφής μπορεί επίσης να επηρεάσει την κυκλικότητα, την σύλληψη και την ανάπτυξη του εμβρύου.
Η αυξημένη θερμοκρασία του σώματος κατά τη διάρκεια του θερμικού στρες επηρεάζει αρνητικά ολόκληρη την αναπαραγωγική διαδικασία. (Σχήμα 4).
Τα ωοκύτταρα είναι τα δομικά κύτταρα που απαιτούνται για την αναπαραγωγή. Η αυξημένη θερμοκρασία του σώματος είναι επιζήμια για αυτά τα κύτταρα κατά τις πρώτες 5-6 ημέρες ανάπτυξης. Όταν η περίοδος ωρίμανσης των ωαρίων και η ωορρηξία συμπίπτουν με θερμικό στρες μπορεί να οδηγήσει σε έμβρυα που δεν επιβιώνουν (Putney et al. 1989), και έχουν δείξει μειωμένη ικανότητα ανάπτυξης στο στάδιο της βλαστοκύστης μετά τη γονιμοποίηση (Zeron et al. ., 2001; Al-Katanani et al., 2002). Επιπλέον, οι αυξημένες θερμοκρασίες σώματος συμβάλλουν στον θάνατο των ωαρίων μειώνοντας περαιτέρω τις πιθανότητες επιτυχίας της εγκυμοσύνης.
Το θερμικό στρες είναι επίσης επιζήμιο για το ωοθυλάκιο που περικλείει το ωοκύτταρο και μπορεί να οδηγήσει σε πιο μικρά και μεσαίου μεγέθους ωοθυλάκια. Υπάρχει στενή συσχέτιση μεταξύ αυτών των μεταβολών των ωοθυλακίων και των αλλαγών στο ενδοκρινικό σύστημα με αποτέλεσμα μειωμένες συγκεντρώσεις οιστραδιόλης. Οι κυριότερες συνέπειες της χαμηλής οιστραδιόλης περιλαμβάνουν μειωμένη διάρκεια και ένταση οίστρου και αυξημένη συχνότητα εμφάνισης άνοιστρου (Gwazdauskas et al., 1981; Wolfenson et al., 1988). Οι υψηλές θερμοκρασίες 10 ημέρες πριν τον οίστρο συσχετίζονται με χαμηλή γονιμότητα (Al-Katanani et al. 1999), αλλά ακόμη και μετά την εγκυμοσύνη, υπάρχουν σημαντικές απώλειες εγκυμοσύνης: περίπου το 10% των συλλήψεων τις Ημέρες 40- 50 με αποτέλεσμα εμβρυϊκούς θανάτους (Garcia-Ispierto et al., 2006).
Όταν εξετάζεται απευθείας με το THI, ο συσχετισμός μεταξύ θερμοκρασίας / υγρασίας και απώλειας εγκυμοσύνης είναι πολύ σαφής (Σχήμα 5) και συλλογικά όλες αυτές οι αλλαγές και τα γεγονότα μειώνουν την πιθανότητα σύλληψης και επιβίωσης του εμβρύου.
Θερμικό στρες και διατροφή
Το αρνητικό ενεργειακό ισοζύγιο συμβάλλει στον παρατεταμένο μετά τον τοκετό άνοιστρο. Η αλληλεπίδραση με γενετικούς, περιβαλλοντικούς ή διαχειριστικούς παράγοντες επηρεάζει επίσης τη διάρκεια του ανοίστρου. Υπάρχει μια αντίστροφη σχέση μεταξύ του ενεργειακού ισοζυγίου και του χρόνου που η ωοθηκική δραστηριότητα ξαναρχίζει μετά τον τοκετό. Έτσι η ανεπαρκής πρόσληψη θρεπτικών ουσιών οδηγεί σε απώλεια βάρους και, τέλος, διακοπή των οιστρικών κύκλων. Ο παρατεταμένος μετά τον τοκετό άνοιστρος είναι ένας κύριος παράγοντας που περιορίζει την αναπαραγωγική αποτελεσματικότητα. Κατά τη διάρκεια του άνοιστρου η ωορρηξία δεν εμφανίζεται παρά την ανάπτυξη ωοθυλακίων, επειδή τα ωοθυλάκια που αναπτύσσονται δεν ωριμάζουν … κυρίως λόγω της ανεπαρκούς διαθεσιμότητας θρεπτικών ουσιών.
Δροσίζοντας τις αγελάδες από μέσα προς τα έξω
Οι αρνητικές συνέπειες του θερμικού στρες είναι ευρείας κλίμακας, αλλά οι συνέπειες που έχει το θερμικό στρες στην αναπαραγωγή των αγελάδων από μόνες τους μπορούν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο σε μια εκτροφή. Απαιτούνται λύσεις μείωσης της θερμότητας – όπως ψεκασμός, ανεμιστήρες, και σκίαση, αλλά οι διατροφικές λύσεις είναι εξίσου πολύτιμες. Οι διατροφικές λύσεις κατά τη διάρκεια συμβάντων θερμικού στρες πρέπει να περιλαμβάνουν ηλεκτρολύτες, βιταμίνες και άλλα θρεπτικά συστατικά. Η ενθάρρυνση της πρόσληψης νερού και τροφής μπορεί να βοηθήσει στη διατήρηση της ισορροπίας θρεπτικών ουσιών και ενέργειας, τα σωστά επίπεδα pH στη μεγάλη κοιλία. Ορισμένα θρεπτικά συστατικά, όπως η βεταΐνη, αποδεικνύεται ότι παρέχουν δροσισμό, με τις θερμοκρασίες των αγελάδων που έχουν υποστεί αγωγή να είναι χαμηλότερες από την ομάδα ελέγχου. Αυτό που δεν μπορεί να παραβλεφθεί ωστόσο είναι η ενυδάτωση – παροχή καθαρού νερού σε αφθονία. Η σωστή ενυδάτωση υποστηρίζει την κυτταρική υγεία που απαιτείται για τη διατήρηση της υγείας και της αναπαραγωγής.
Βιβλιογραφία
• Hansen, P.J. 1997: Effects of environment on bovine reproduction. Pages 403-415. In: Current Therapy in Large Animal Theriogenology. R. S. Youngquist (Ed). W. B. Saunders, Philadelphia.
• Putney D. J., Mullins S., Thatcher W. W., Drost M., Gross T. S. 1989. Embryonic development in superovulated dairy cattle exposed to elevated ambient temperatures between the onset of estrus and insemination. Anim. Reprod. Sci. 19, 37–51 (doi:10.1016/0378-4320(89)90045-6)
• Zeron, Y., A. Ocheretny, O. Kedar, A. Borochov, D. Sklan, and A. Arav. 2001. Seasonal changes in bovine fertility: Relation to
developmental competence of oocytes, membrane properties and fatty acid composition of follicles. Reproduction 121:447–454. doi:10.1530/rep.0.1210447
• Gwazdauskas, F. C., W. W. Thatcher, C. A. Kiddy, M. J. Paape, and C. Z. Wilcox. 1981. Hormonal patterns during heat stress following
PGF2α-tham salt induced luteal regression in heifers. Therio-genology 16:271–285. doi:10.1016/0093-691X(81)90012-1Hansen, P. J. 2013a.
• Wolfenson D., Flamenbaum I., Berman A. 1988. Dry period heat stress relief effects on prepartum progesterone, calf birth weight, and milk production. J. Dairy Sci. 71, 809–818
• Al-Katanani Y. M., Webb D. W., Hansen P. J. 1999. Factors affecting seasonal variation in 90 day non-return rate to first service in lactating Holstein cows in a hot climate. J Dairy Sci. 82, 2611–2615
• García-Ispierto I, López-Gatius F, Santolaria P, Yániz JL, Nogareda C, López-Béjar M, De Rensis F. Relationship between heat stress during the peri-implantation period and early fetal loss in dairy cattle. Theriogenology 2006;65:799-807.
Επιπλέον πληροφορίες
• Hansen, P. J. (2014). Future Opportunities to reduce the impact of heat stress. Dairy heat stress road show. Phoenix, AZ.
• Hansen PJ. Cellular and molecular basis of therapies to ameliorate effects of heat stress on embryonic development in cattle. Anim. Reprod., v.10, n.3, p.322-333, Jul./Sept. 2013
• Pavani K., Carvalhais I., Faheem M., Chaveiro A., Vieira Reis F., Moreira da Silva F. Reproductive Performance of Holstein Dairy Cows Grazing in Dry-summer Subtropical Climatic Conditions: Effect of Heat Stress and Heat Shock on Meiotic Competence and In vitro Fertilization.
• Roth Z, Meidan R, Shaham-Albalancy A, Braw-Tal R, Wolfenson D. Delayed effect of heat stress on steroid production in medium-sized and preovulatory bovine follicles. Reproduction 2001a;121:745-51.
• Thatcher, W. W., et al. (2010). Interrelationships of Heat Stress and Reproduction in Lactating Dairy Cows. High Plains Dairy Management Conference. Amarillo, TX: 45-60.
• Morton, J. M., et al. (2007). “Effects of Environmental Heat on Conception Rates in Lactating Dairy Cows: Critical Periods of Exposure.” J. Dairy Sci. 90(5): 2271-2278.
• Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2009 Nov 27; 364(1534): 3341–3350. doi: 10.1098/rstb.2009.0131