Об этом говорится в новом исследовании ученых из Научно-исследовательского института биологии сельскохозяйственных животных им. Лейбница (FBN), Германия. Ученые продемонстрировали, что даже умеренный тепловой стресс вызывает измеримые изменения в крови коров голштинской породы. Исследование наглядно иллюстрирует обратную сторону селекционного прогресса: за рекордно высокие надои голштинские коровы расплачиваются собственным здоровьем, если не создавать для них правильные условия содержания.
Современная молочная селекция превратила организм высокопродуктивной голштинки в работающую на пределе возможностей «тепловую фабрику».
Из-за сверхинтенсивного метаболизма элитные животные теряют способность справляться даже с умеренным летним зноем. Эксперимент в климатических камерах доказал, что пока внешне корова кажется здоровой, внутри её организма уже запускается разрушительный каскад: кровь сгущается, иммунитет отключается, а стенки сосудов и кишечника начинают разрушаться под воздействием токсинов. Это подчеркивает важность климатического менеджмента в коровниках.
Эксперимент проводился под руководством ведущего автора работы доктора Франциски Кох, результаты опубликованы в журнале Frontiers in Immunology.
Исследование было сосредоточено исключительно на высокопродуктивных лактирующих коровах голштинской породы. Это самая популярная молочная порода в мире с экстремально высокими удоями. Из-за интенсивного метаболизма и огромной выработки молока их организм производит колоссальное количество внутреннего (эндогенного) тепла.
Как показало исследование, высокопродуктивные голштинские коровы начинают страдать от жары гораздо раньше других молочных пород. Индекс температурно-влажностного стресса (THI) для них равен всего 68 (это примерно 22°C при умеренной влажности) — после этой отметки у них уже запускаются патологические процессы в крови.
Ученые FBN поместили коров в специальные климатические камеры института, где точно сымитировали умеренный летний зной (28°C при 50% влажности, что соответствует THI 76), чтобы зафиксировать скрытые изменения в иммунной системе именно этой элитной молочной породы.
В ходе семидневного эксперимента в климатических камерах FBN ученые зафиксировали следующие динамические молекулярные и клеточные патологии в крови.
Иммунная система и воспалительный ответ
Активация сигнального пути NF-κB p65: в лейкоцитах коров кратковременно, но интенсивно запускается молекулярный сигнальный путь NF-κB, отвечающий за экстренный запуск воспалительных процессов. Это происходит из-за резкого роста концентрации циркулирующих в крови эндотоксинов.
Подавление сигнальных путей Т-клеток (T cell signaling). Одновременно с развитием воспаления организм коров блокирует защитные сигналы Т-лимфоцитов. Это приводит к угнетению адаптивного (приобретенного) иммунитета, лишая животное способности эффективно сопротивляться внешним патогенам.
Изменение профиля лимфоцитов. Произошел резкий сдвиг в соотношении и структуре различных типов белых и красных кровяных телец (лимфоцитов и эритроцитов).
Кровеносная система и гемодинамика
Изменение гематокрита. У коров изменилось соотношение объема плазмы и форменных элементов крови. Из-за жары и перераспределения жидкости в организме кровь становится более густой.
Вазодилатация. Произошло сильное расширение периферических кровеносных сосудов, так как организм коровы пытается сбросить лишнее тепло через кожу.
Свертывание крови и повреждение сосудов
Активация тромбоцитов. Ученые зафиксировали резкую активизацию кровяных пластинок (тромбоцитов) и запуск каскада свертывания крови.
Микрососудистые повреждения. Эта опасная склонность к тромбообразованию вызвана микроповреждениями стенок мелких сосудов, которые происходят из-за сопутствующего термического стресса.
Все эти глубокие нарушения происходят на скрытом клеточном уровне, пока внешне корова еще не демонстрирует признаков тяжелого теплового удара.
«Когда коровы страдают от жары, реагирует весь их организм. Изменения в крови, ослабление иммунной системы и ранние признаки нарушений свертываемости крови могут снизить продуктивность животных и повысить их восприимчивость к болезням. Тот факт, что эти процессы начинаются даже при умеренных температурах, подчеркивает важность постоянного регулирования температуры в коровнике», — говорит доктор Франциска Кох из FBN.
Источник: Research Institute for Farm Animal Biology.
На фото вы видите моделирование умеренного теплового стресса в климатической камере FBN: корова голштинской породы при температуре 28 °C – условия, которые становятся все более распространенными в результате изменения климата. Источник: FBN.