LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS AKADEMIJA
Veterinarijos fakultetas
Danutė Oželytė
Karščio stresą mažinančio preparato x panaudojimas
melžiamoms karvėms
Use of anti-heat stress agent x in lactating cows
Veterinarinės medicinos vientisųjų studijų
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS
Darbo vadovas: prof. dr. Bronius Bakutis
2 DARBAS ATLIKTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Karščio stresą mažinančio preparato x panaudojimas melžiamoms karvėms.“:
1. yra atliktas mano pačios.
2. nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje.
3. nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą naudotos literatūros sąrašą.
Danutė Oželytė
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE
Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe.
Vitolė Cikienė (data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADA DĖL DARBO GYNIMO
Prof. dr. Bronius Bakutis
(data) (darbo vadovo vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS KATEDROJE (KLINIKOJE)
Prof. Mindaugas Malakauskas
(aprobacijos data) (katedros (klinikos) vedėjo (- (parašas) os) vardas, pavardė)
Magistro baigiamojo darbo recenzentai
1) Lekt. dr. Zoja Miknienė
(vardas, pavardė) (parašas)
Magistro baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:
3
TURINYS
SANTRAUKA ... 4 SUMMARY ... 5 SANTRUMPOS ... 6 ĮVADAS ... 8 1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 10 1.1. Klimato kaita ... 101.2. Karščio streso poveikis melžiamoms karvėms ... 11
1.2.1. Fiziologinėms funkcijoms ... 12
1.2.2. Kraujo rodikliams... 15
1.2.3. Produkcijai ... 16
1.2.4. Reprodukcijai ... 19
1.3. Karščio streso mažinimo priemonės ... 20
1.3.1. Išorinės priemonės ... 21
1.3.2. Vidinės priemonės ... 22
2. TYRIMO METODIKA IR MEDŽIAGA ... 25
2.1. Tyrimo atlikimo vieta, trukmė, sąlygos ... 25
2.2. Tyrimo vietos aplinkos rodiklių vertinimas ... 27
2.3. Karvių bendro klinikinio tyrimo metodika ... 27
2.4. Kraujo mėginių paėmimas ir tyrimų atlikimas ... 27
2.4. Pieno mėginių vertinimas ... 28
2.5. Ligų pasireiškimo vertinimas ... 28
2.6. Statistinė duomenų analizė ... 28
3. TYRIMŲ REZULTATAI ... 30
3.1. Terminiai tvarto aplinkos rodikliai ... 30
3.2. Karvių bendras klinikinis tyrimas ... 31
3.3. Kraujo biocheminiai tyrimai ... 32
3.4. Kraujo morfologiniai tyrimai ... 39
3.5. Pieno mėginių tyrimai ... 42
3.6. Ligų pasireiškimo vertinimas ... 44
TYRIMO REZULTATŲ APTARIMAS ... 46
IŠVADOS ... 48
4 KARŠČIO STRESĄ MAŽINANČIO PREPARATO X PANAUDOJIMAS MELŽIAMOMS
KARVĖMS
Danutė Oželytė
Magistro baigiamasis darbas
SANTRAUKA
Karščio stresas neigiamai veikia melžiamų karvių organizmą. Šiam stresui mažinti yra atrasta įvairių vidinių ir išorinių būdų. Atliktame tyrime panaudotas komercinis pašarų priedas ,,Bluelite Transition Pellets“. Karščio stresą mažinantį preparatą gavo visos ūkyje esančios melžiamos karvės. Kraujo rodikliai buvo lyginami prieš naudojant preparatą ir po 65 d. nuo preparato panaudojimo. Kraujo ir klinikiniams tyrimams atlikti karvės atrinktos analogų principu (n=14). Morfologiniai kraujo tyrimai ištirti ,,Abacus junior vet“ analizatoriumi, LSMU VA stambiųjų gyvūnų klinikos tyrimų laboratorijoje. Biocheminiai kraujo tyrimai atlikti biocheminiu analizatoriumi „COBAS INTEGRA 400 plus“ (Šveicarija), Vilniaus Nacionaliniame maisto ir veterinarijos rizikos vertinimo institute. Streso hormonas – kortizolis – kraujo serumo mėginiuose tirtas komerciniu ELISA rinkiniu, LSMU VA Maisto saugos ir kokybės katedros laboratorijoje. Pieno mėginių periodinius tyrimus atliko UAB ,,Pieno tyrimai“. Vidutinio karvių pieno primilžio ir klinikinio mastito atvejų duomenys gauti iš ūkio registracijos žurnalo. Acidozės pasireiškimo dažnumas melžiamų karvių bandoje nustatytas pagal pieno riebalų ir baltymų santykį. Terminiai tvarto aplinkos rodikliai įvertinti naudojant specialius prietaisus ir analizatorius. Tyrimo pabaigoje nustatyta, kad ištirtų karvių kraujyje GLUC koncentracijos vidurkis padidėjo 31,1 proc. (p<0,05), RBC koncentracijos vidurkis padidėjo 20,6 proc. (p>0,05), HCT vidurkis padidėjo 10,1 proc. (p>0,05), o HGB koncentracijos vidurkis padidėjo 7,4 proc. (p>0,05). Nustatyta, jog CORTr koncentracijos vidurkis sumažėjo 21 proc. (p<0,05), UREA koncentracijos vidurkis sumažėjo 7,9 proc. kraujyje (p>0,05). Tiriamuoju laikotarpiu vidutinis pieno primilžis iš karvės padidėjo 2,9 proc. (p<0,01). Atlikus tyrimą karvių pieno riebalų vidurkis padidėjo 15,8 proc. (<0,05), o pieno baltymų vidurkis padidėjo 6,94 proc. (p<0,05). Tiriamuoju laikotarpiu BBS vidurkis piene sumažėjo 11,2 proc. (p>0,05). Atlikus tyrimą SLS vidurkis sumažėjo 16,2 proc. (p>0,05). Tyrimo pabaigoje acidozės atvejų sumažėjo 38,1 proc. (p<0,05), klinikinių mastitų atvejų sumažėjo 1,1 proc. (p>0,05). Tyrimo pabaigoje ALT vidurkis padidėjo 6,2 proc. (p<0,05), ALP vidurkis padidėjo 42,6 proc. (p<0,05), o AST vidurkis padidėjo 23,4 proc. (p>0,05).
5 USE OF ANTI-HEAT STRESS AGENT X IN LACTATING COWS
Danutė Oželytė
Master‘s Thesis
SUMMARY
Heat stress negatively affects the body of lactating cows. Various internal and external ways have been discovered to reduce heat stress. The study used the commercial feed additive “Bluelite Transition Pellets”. All the lactating cows on the farm received a preparation reducing the heat stress. Blood counts were compared before the preparation and 65 days after treatment. Cows were selected for blood and clinical tests on the principle of analogues (n=14). Morphological blood tests were performed with an “Abacus junior vet” analyser, at the Large Animal Clinic Research Laboratory of the LUHS VA. Biochemical blood tests were performed with a biochemical analyser “COBAS INTEGRA 400 plus” (Switzerland), at the Vilnius National Institute of Food and Veterinary Risk Assessment. Stress hormone cortisol in blood serum samples were tested with a commercial kit ELISA at the laboratory of the Department of Food Safety and Quality of the LUHS VA. Periodic tests of milk samples were performed by the JSC “Pieno tyrimai”. Information on the average milk yield and clinical mastitis of cows were obtained from the farm register. The incidence of acidosis in the herd of the lactating cows was determined by the ratio of milk fat and protein. Thermal environmental indicators of the barn were assessed using special instruments and analysers. At the end of the research we found that the glucose levels of the cows tested blood increased by an average 31.1 % (p<0.05), the average of the RBC concentration increased by 20.6 % (p>0.05), the average of the HCT increased by 10.1 % (p>0.05), and the average of the HGB concentration increased by 7.4 % (p>0.05). The average of the CORTr concentration was found to decrease by 21% (p<0.05), the average of the UREA concentration decreased by 7.9 % in the blood (p>0.05). During the study period, the average milk yield per cow increased by 2.9 % (p<0.01). After the research, the average milk fat of cows increased by 15.8 % (p<0.05) and the average of milk protein increased by 6.94 % (p<0.05). During the study period, the average of the BCC in milk decreased by 11.2 % (p>0.05). The average of the SCC decreased by 16.2 % after the research (p>0.05). At the end of the research, the number of acidosis cases decreased by 38.1% (p < 0.05), the cases of the clinical mastitis decreased by 1.1 % (p>0.05). At the end of the research, the average of the ALT increased by 6.2 % (p<0.05), the average of the ALP increased by 42.6 % (p<0.05) and the average of the AST increased by 23.4 % (p>0,05).
6
SANTRUMPOS
TKKG – tarpvyriausybinė klimato kaitos grupė KD – kvėpavimo dažnis
TDI – temperatūros ir drėgmės indeksas pH – vandenilio potencialas
SLS – somatinių ląstelių skaičius BBS – bendras bakterijų skaičius IgG – imunoglobulinas G
NRC – nacionalinis tyrimų centras
GnRH – gonadotropiną atpalaiduojantis hormonas FSH – folikulus stimuliuojantis hormonas
LH – liuteinizuojantis hormonas GABA – gama-aminosviesto rūgštis T – tvarto temperatūra
RH – santykinė oro drėgmė
ALT – alaninino aminotransferazė ALP – šarminė fosfatazė
AST – aspartato aminotransferazė ALB – albuminai
TP – bendrieji baltymai BILT-3 – bendras bilirubinas GGT – gama gliutamiltransferazė GLUC – gliukozė
Ca – kalcis
7 LDH – laktato dehidrogenazė Mg – magnis UREA – šlapalas WBC – leukocitai LYM – limfocitai MON – monocitai NEU – neutrofilai EO – eozinofilai BA – bazofilai RBC – eritrocitai HCT – hematokritas HGB – hemoglobinas
MCV – vidutinė eritrocitų apimtis
MCH – hemoglobino koncentracijos ir eritrocitų skaičiaus santykis MCHC – vidutinė eritrocitų hemoglobino koncentracija
RDW – eritrocitų pasiskirstymas pagal dydį MPV – vidutinis trombocitų tūris
PDW – trombocitų pasiskirstymas pagal dydį PCT – trombokritas
PLT – trombocitai CORTr – kortizolis
8
ĮVADAS
Per pastaruosius du dešimtmečius ypač išaugo pasaulinė gyvulininkystės produkcija. Šį augimą lėmė mėsos ir pieno poreikio padidėjimas. Produkcijos paklausos augimas susijęs su didėjančiu gyventojų skaičiumi bei augančiomis vartotojų pajamomis (1). Melžiamų karvių produkcijos poreikis, kartu su kylančia pasauline temperatūra, lėmė, jog gyvūnų patiriamas karščio stresas tampa svarbiu iššūkiu (2).
Žemės ūkio paskirties gyvūnai yra veikiami įvairios kilmės stresoriais, tačiau vienas iš dažniausių ir sunkiausiai kontroliuojamų – aplinkos temperatūros svyravimai. Aplinkos kaita kiekvienais metais sukelia reikšmingus nuostolius visoje gyvulininkystės pramonėje (3). Karščio stresą patiriančių karvių problema didėja ne tik atogrąžų zonos šalyse, bet yra aktuali ir vidutinio klimato šalyse, kuriose vidutinė oro temperatūra taip pat kyla (4).
Karščio stresas apibūdinamas kaip tam tikrų aplinkos sąlygų derinys, kuris destabilizuoja gyvūno kūno temperatūrą taip, kad gyvūnas nebegali palaikyti kūno šiluminės pusiausvyros (5). Galvijai, kaip ir visi kiti žinduoliai ir paukščiai, yra homeoterminiai gyvūnai. Fiziologiškai jie sugeba išlaikyti santykinai pastovią kūno temperatūrą, kuri yra būtina daugybei svarbių biocheminių reakcijų ir fiziologinių procesų (6). Šiuolaikinės pieninių karvių veislės (pvz.: Holšteinų veislė) susiformavusios šiaurinėse šalyse yra tolerantiškos šaltoms oro sąlygoms, tačiau jautrios karščiui (7). Optimali šios veislės karvių laikymo temperatūra yra nuo 4 °C iki 24 °C (1). Šiuo metu daugelyje pasaulio šalių vasaros yra karštos ir ilgos (7). Karščio stresas įvyksta, kai gyvuliai yra veikiami aukštesnės nei 25 °C temperatūros, ypač kartu su aukšta santykine oro drėgme (6). Karščio stresui susiformuoti įtakos turi ne tik aplinkos temperatūra ir drėgmė, bet ir oro judėjimo greitis bei saulės spinduliuotė (8). Aplinkos temperatūrai artėjant prie kūno temperatūros, vienintelis tinkamas perteklinės kūno šilumos išskyrimo būdas – garinimas (5). Perteklinė kūno šiluma išskiriama padažnėjus kvėpavimui bei prakaitavimui (9). Pastebimas gyvūnų susijaudinimas, kvėpavimas atvira burna, tačiau šie adaptaciniai mechanizmai nepajėgia pašalinti visos kūno perteklinės šilumos (7,10). Tai turi įtakos karvių pašarų suvartojimui (suvartojamo pašaro kiekis per dieną gali sumažėti iki 30 proc.) ir tiesiogiai lemia sumažėjusią karvių pieno gamybą. Karščio stresas ne tik sumažina pieno kiekį, bet ir pakeičia jo sudėtį (1,11). Tuo metu įvyksta elgesio pokyčių: padidėjęs vandens suvartojimas, sutrumpėjęs gulėjimo laikas ir pavėsio ieškojimas (6,9). Tačiau šie adaptaciniai elgesio pokyčiai gali nepadėti stabilizuoti normalios kūno temperatūros, ypač kai oro temperatūra ir drėgmė yra aukšta. Kylant temperatūrai, neigiamai veikiamos reprodukcinės savybės, padidėja klinikinės acidozės, mastito ir kitų ligų pasireiškimo rizika (6,12).
Šiuo metu egzistuoja išorinės ir vidinės strategijos, skirtos kovoti su karščio streso padariniais (13). Šio streso kontrolė yra svarbus aspektas, užtikrinant melžiamų karvių sveikatos būklę ir
9 produkciją (3). Dažnai naudojamos karščio streso mažinimo priemonės, tokios kaip pavėsis, ventiliatoriai, purkštuvai, geros kokybės geriamasis vanduo, šėrimo režimo pokyčiai, tačiau neretai vis tiek pastebimas melžiamų karvių produkcijos sumažėjimas (6).
Ateityje prognozuojamas klimato šiltėjimas kels dar daugiau problemų gyvūnų gerovei ir jų produkcijai (14). Manoma, jog klimato kaita lems melžiamų karvių stresinių dienų skaičiaus padidėjimą (15). Taigi, būtina kuo skubiau išsiaiškinti, kaip karščio stresas veikia melžiamų karvių organizmą (14).
Darbo tikslas: Ištirti karščio stresą mažinančio preparato x poveikį melžiamų karvių fiziologiniams rodikliams ir jų produkcijai.
Darbo uždaviniai:
1. Įvertinti karščio stresą mažinančio preparato x įtaką melžiamų karvių fiziologiniams rodikliams, remiantis karvių klinikiniu tyrimu;
2. Palyginti melžiamų karvių biocheminio ir morfologinio kraujo tyrimo rodiklių skirtumus, panaudojus karščio stresą mažinantį preparatą x;
3. Nustatyti karvių pieno kiekio bei jo biocheminės sudėties pokyčius, taikant karščio streso prevencines priemones;
4. Nustatyti karščio stresą mažinančio preparato x galimą įtaką melžiamų karvių ligų dažnumui pasireikšti.
10
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. Klimato kaita
Klimatas – tai oras, vyraujantis konkrečiame regione. Šis terminas apima oro temperatūrą, santykinę oro drėgmę bei oro judėjimo greitį. Vietovės klimatui įtakos turi daugybė kitų veiksnių: geografinė padėtis, jūros srovės ir kt. (5).
Šiuo metu didelį susirūpinimą kelia klimato kaita ir ją sukeliančios priežastys (16). Klimato kaitą galima apibūdinti kaip nuolatinę orų kaitą, kuri kelia grėsmę visai žemės gyvybei (17,18). Pastaruosius 10 000 metų žemėje vyravo santykinai stabilus klimatas, nežymūs klimato kaitos pokyčiai vyko dėl natūralių priežasčių: atmosferos sudėties pokyčių, planetos orbitos parametrų kitimo, saulės aktyvumo ciklų, tektoninių plokščių dreifo bei ugnikalnių išsiveržimo (16,19,20). Vulkaniniai išsiveržimai yra vienas iš pagrindinių natūralių anglies dioksido šaltinių (19). Išsiveržimai, kurie turi įtakos klimatui, įvyksta tik kelis kartus per šimtmetį (21). Tačiau per pastaruosius du šimtus metų pasaulyje pastebėti ryškūs klimato pokyčiai, kurie nėra natūralių procesų pasekmė (16,19,20). Mokslininkai mano, jog vidutinės oro temperatūros didėjimą sukelia antropogeninė veikla. Dėl šios veiklos į atmosferą kiekvienais metais yra išmetama apie 40 milijardų tonų anglies dioksido (16). Praeityje anglies dioksido kiekio svyravimai buvo sukeliami tik dėl anksčiau minėtų natūralių priežasčių, tokių kaip ugnikalnių išsiveržimas (19).
Vienas iš pagrindinių klimato kaitos požymių yra globalinis atšilimas, kurį parodo padidėjusi vidutinė pasaulinė oro temperatūra (17). Natūralūs ir antropogeniniai veiksniai lemia temperatūros pokyčius, o tai sukelia šiltnamio efektą. Klimato kaita stebima nuo pramonės revoliucijos pradžios (16). Maždaug 1750 m. įvykus pramonės revoliucijai, aplinkoje padidėjo šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracija (pvz.: anglies dioksido padidėjo iki 30 proc.) (5). Anglies dioksidas yra viena iš pagrindinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų, kurių kiekis atmosferoje žymiai padidėjo lyginant su priešindustriniu laikotarpiu: 1700 m. anglies dioksido koncentracija atmosferoje siekė 225 ppm (anglies dioksido dalelių kiekis milijone oro dalelių), 1950-aisiais - 320 ppm, o dabar jau siekia 411 ppm (16). Cheminė analizė rodo, jog šiltnamio efektą sukeliančių dujų didėjimą lemia pramonei ir transportui naudojamo iškastinio kuro – anglies, naftos ir dujų deginimas. Jo deginimo metu susidaro didelis kiekis anglies dioksido. Anglies dioksido bei kitų dujų (metanas, azoto oksidas), susidariusių dėl įvairios žmogaus veiklos, patekimas į atmosferą ir kaupimasis joje sukelia šiltnamio efektą. Tai lemia Žemės atmosferos prie paviršiaus atšilimą, paprastai vadinamą ,,pasauliniu atšilimu“, kuriam būdinga padidėjusi vietinė temperatūra, drėgmė, vėjo greitis ir kritulių kiekis (5,17). Dauguma atliktų mokslinių tyrimų parodo, jog būtent žmogaus veikla labiausiai ir prisideda prie vidutinės pasaulinės temperatūros didėjimo. Industrializacija visuomet buvo raktas į geresnį žmonių gyvenimą,
11 užtikrinantis geresnes mūsų gyvenimo sąlygas, tačiau darantis neigiamą įtaką mus supančiai aplinkai, prisidėdamas prie neigiamų klimato pokyčių (17,22). Vis dažniau fiksuojamos klimato kaitos pasekmės: sausros, vandenyno lygio kilimas, kritulių kiekio kaita, upių potvyniai, viesulai, karščio bangos ir t.t. Stebimas šių ekstremalių reiškinių intensyvėjimas ir dažnėjimas (16). Visuotinis atšilimas tirpina ledynus kiekviename pasaulio regione, atsiradę potvyniai, sausros ir geriamojo vandens trūkumas sukelia pavojų žemėje esančiai gyvybei. Manoma, jog sparčios klimato kaitos poveikis bus dramatiškas (19).
Tarpvyriausybinė klimato kaitos grupė (TKKG) prognozavo, jog per ateinančius dvidešimt metų (nuo 1980 m.) numatomas 0,2 °C atšilimas per dešimtmetį. Tai reiškia, jog iki 2100 m. pasaulinė temperatūra pakils nuo 1,8 °C iki 4 °C, nors gali pasiekti ir 6 °C (5). Lietuvoje XXI a. prognozuojamas oro temperatūros padidėjimas visais metų laikais, ypač šaltuoju metų periodu. Atskirose Lietuvos teritorijose temperatūros skirtumai sieks iki 0,5 °C. Teigiama, jog iki 2100 m. vidutinė metinė temperatūra Lietuvoje padidės nuo 1,5 °C iki 5,1 °C, o vidutinis metinis kritulių kiekis turėtų išaugti nuo 3,7 iki 13,5 proc. TKKG skelbia, jog klimato kaitos procesai, įpusėjus XXI a., tik intensyvės (20). Tikėtina, jog dėl prognozuojamo klimato atšilimo, žalingas karščio streso poveikis gyvūnų gerovei ir jų produkcijai ateityje kels vis daugiau problemų (14).
1.2. Karščio streso poveikis melžiamoms karvėms
Karvių karščio stresą mokslininkai apibūdindavo įvairiais rodikliais, pvz.: ekvivalentinės temperatūros indeksu (ET), klimato indeksu (CCI) ir kt. Nuo dešimtojo dešimtmečio pradžios, dažniausiai naudojamas rodiklis yra temperatūros ir drėgmės indeksas (TDI) (5,8). TDI, skirtą įvertinti aplinkos poveikį žmonėms, vėliau pritaikytą galvijams, 1959 m. sukūrė amerikiečių mokslininkas Thom E. C. (2). TDI rodiklis atspindi aplinkos temperatūros ir santykinės drėgmės poveikį, naudojamas patiriamo karvių karščio streso laipsniui nustatyti (1 pav.) (5,8).
Gyvūnų patiriamo karščio streso laipsnis priklauso nuo oro temperatūros, santykinės oro drėgmės, karščio veikimo trukmės, vėdinimo metu į tvartą patenkančio oro srauto (23). Ilgą laiką buvo manoma, jog melžiamos karvės patiria karščio stresą, kai temperatūros ir drėgmės indeksas (TDI) pasiekia 72 (5). Zimbleman R. B. ir kt. nustatė, jog pirmieji karščio streso požymiai gali atsirasti esant TDI 68 (5,14). Karščio streso požymiai svyruoja nuo lengvų medžiagų apykaitos sutrikimų ir produkcijos sumažėjimo iki galimos karvių mirties (23). TDI pasiekus 68, pastebėtas karvių temperatūros padidėjimas, gulėjimo trukmės ir pieno produkcijos sumažėjimas (5). Esant TDI 72-79, karvės patiria švelnų karščio stresą, kuriam būdingas padidėjęs kvėpavimo dažnis ir vazodilatacija. Karvės prisitaiko prie pasikeitusių aplinkos sąlygų, ieškodamos pavėsio. Taip pat pastebėtas minimalus neigiamas poveikis pieno produkcijai. Kai TDI siekia 80-89 (vidutinio sunkumo stresas), padidėja salivacija, kvėpavimo dažnis, kūno temperatūra bei vandens suvartojimas,
12 o sumažėja sausųjų medžiagų suvartojimas. Vidutinio sunkumo streso metu sutrinka ne tik produktyvumas, bet ir karvių reprodukcinės funkcijos. Esant TDI 90-98 (sunkus karščio stresas), stebima ryški hipersalivacija, greitas kvėpavimas, karvių apatiškumas, ypač sumažėjęs melžiamų karvių produktyvumas ir reproduktyvumas. Esant pavojingam karščio streso laipsniui (TDI>98) galima karvių mirtis (23).
1 pav. Temperatūros ir santykinės oro drėgmės indeksas, melžiamų karvių karščio streso
laipsniui nustatyti (24)
Šiuo metu dažniausiai naudojamas melžiamų karvių karščio streso rodiklis (TDI) turi trūkumų. Remiantis TDI, daroma prielaida, jog visos karvės į aplinkos sąlygas reaguoja vienodai. Tai reiškia, jog neatsižvelgiama į kitus veiksnius (saulės spinduliuotė, oro judėjimo greitis, karvės amžius, veislė ir kt.), turinčius įtakos konkretaus individo karščio streso laipsniui (25,26).
1.2.1. Fiziologinėms funkcijoms
Nepalankios oro sąlygos pažeidžia organizmo homeostazę, organizmas jaučiasi tarsi ,,atakuojamas“, todėl sukeliamas fiziologinis atsakas, kuriuo siekiama palaikyti normalią kūno temperatūrą ir tinkamai panaudoti organizme sukauptą energiją. Ši fiziologinė reakcija stebima, tol kol gyvūnas yra pajėgus kovoti. Nuo to momento, kai gyvūnas nebesugeba išlaikyti organizmo homeostazės, jis patenka į būseną vadinamą ,,karščio stresu“ (11).
Karščio streso metu įvyksta fiziologinių pokyčių, kurie suaktyvina kompensacinius mechanizmus, tokius, kaip padidėjęs kvėpavimo dažnis, sulėtėjusi energijos apykaita, dėl to stebima sumažėjusi ir metabolinės šilumos gamyba (11). Įprastai aukšto produktyvumo karvių organizme
13 pagaminamas didelis kiekis metabolinės šilumos, kuri turi būti išskiriama į aplinką. Karvės, kurios patiria karščio stresą, sumažina metabolinės šilumos gamybą padažnėjusiu kvėpavimu, padidėjusiu prakaitavimu bei vandens suvartojimu, sumažėjusiu pašarų suvartojimu bei pieno gamyba (10).
Esant nepalankioms oro sąlygoms, pastebėti karvių fiziologiniai ir elgesio pokyčiai, kuriais siekiama išlaikyti kūno temperatūros balansą. Mokslininkas Brown-Brandl T. ir kt. patvirtino, jog pokyčiai karščio streso metu pirmiausiai įvyksta karvių fiziologiniuose parametruose, o tik vėliau atsiranda produkcijos (pašaro suvartojimo) ar elgesio (pavėsio ieškojimo) pokyčiai. Dažniausiai naudojami fiziologiniai rodikliai yra rektinė temperatūra, odos temperatūra, makšties temperatūra, kvėpavimo bei širdies dažnis (9). Pagrindiniai gyvūno streso rodikliai yra kvėpavimo dažnis ir kūno temperatūra (5). Pastebėta, jog karščio streso metu pirmiausia padidėja kvėpavimo dažnis, o tik vėliau tiesiosios žarnos temperatūra. Įprastai suaugusių galvijų kvėpavimo dažnis (KD) svyruoja nuo 24 – 36 kartų per minutę, bet gali būti ir didesnis intervalas t.y. nuo 12 iki 35 kartų per minutę (11). Gyvuliui reaguojant į karštį, kvėpavimo dažnis tampa aukštesnis nei 70-80 k/min. Į pasikeitusias klimato sąlygas nedelsdama reaguoja rektinė, odos ir tešmens temperatūra (5,26). Rektinė temperatūra yra vienas dažniausiai naudojamų rodiklių karvių fiziologiniam prisitaikymui prie karšto oro sąlygų įvertinti. Mokslinių tyrimų metu (Bouraoui R. ir kt.) pastebėtas žymus tiesiosios žarnos temperatūros padidėjimas vasaros laikotarpiu (38,36 °C) palyginus su pavasario laikotarpiu (38,86 °C) (5). Kūno temperatūros vertė gaunama matuojant gyvūnų rektinę temperatūrą, kuri pieniniams galvijams svyruoja nuo 38,0-39,3 °C (11). Esant tokiai temperatūrai, ląstelių ir kita biocheminė veikla išlieka efektyviausia. Aukštesnė ir žemesnė kūno temperatūra daro neigiamą įtaką medžiagų apykaitai. Nekontroliuojama medžiagų apykaita ir tiesioginis karščio poveikis sukelia hipertermiją, kuri gali būti mirtina. Tai įvyksta, jei kūno temperatūra viršija 42 °C (5). Gyvūno tolerancija aukštai temperatūrai priklauso nuo santykinės oro drėgmės, nes būtent ji turi įtakos kūno perteklinės šilumos praradimo greičiui (27). Galvijai gali toleruoti aukštesnę aplinkos temperatūrą esant žemesnei santykinei oro drėgmei, nes tada šilumos perteklius efektyviau išprakaituojamas. Pastebėta, jog dėl karščio streso, karštame ir drėgname ore, kūno temperatūra gali pakilti iki 39,2 °C (28). Tai sukelia gyvūnui diskomfortą (5). Padidėjus kūno temperatūrai, šilumos išskyrimo mechanizmai tampa nebepakankami termoreguliacijai palaikyti (11). Karščio stresas įvyksta, kai gyvūnai yra veikiami didesnės temperatūros nei jiems būdinga optimali temperatūra, taip pat, kai šilumos gamyba yra didesnė nei jos išskyrimas į aplinką (29).
Patiriant karščio stresą, keičiasi galvijų elgesys ir jų poreikiai. Pagrindinis tikslas sumažinti organizme pagaminamos šilumos kiekį. Pastebimas padidėjęs vandens suvartojimas ir sumažėjęs pašarų suvartojimas (11). Karvės daugiau laiko praleidžia stovėdamos (sutrumpėjęs karvių gulėjimo laikas) nei gulėdamos ant betoninių grindų, taip sumažinamas karvių paviršiaus ploto santykis su žeme (4,9,10). Jos taip pat ieško pavėsio, vandens telkinio bei mažiau juda (4,10). Karščio stresas
14 tiesiogiai veikdamas pagumburio sotumo centrą, sumažina karvių sausųjų medžiagų suvartojimą, didžiojo prieskrandžio susitraukimų dažnį bei lakiųjų riebalų rūgščių susidarymą (11). Esant šaltoms klimato sąlygoms poveikis pašarams suvartoti nedidelis. Esant aukštai aplinkos temperatūrai pastebėta didelė įtaka pašarams suvartoti. Pašarų suvartojimas sumažėja, kai aplinkos temperatūra pasiekia 25 °C, dar greičiau mažėja, pasiekus 30 °C, o pasiekus 40 °C pašarų suvartojimas sumažėja net 40 proc. Paros sausųjų medžiagų sumažėjimas pastebėtas nuo 17,8 kg (karvės buvo laikomas optimaliomis sąlygomis) iki 12,5 kg (karvėms, esant karščio streso sąlygose). Tai aiškiai parodo karščio streso įtaką sausosioms medžiagoms suvartoti. Moksliniai tyrimai rodo (Gorniak T. ir kt.), jog sausųjų medžiagų suvartojimas sumažėjo, TDI esant daugiau nei 60. Dėl padidėjusios aplinkos temperatūros ir sumažėjusio atrajotojų apetito pastebimas sumažėjęs žarnų judrumas, didžiojo prieskrandžio susitraukimų skaičius ir pakitęs atrajojimo laikas tam, kad būtų mažiau pagaminama metabolinės šilumos (4,5).
Atrajojimas lemia didelę metabolinės šilumos gamybą, todėl galvijai, patiriantys karščio stresą, koreguoja atrajojimo periodą. Atrajoja, kai aplinkos sąlygos yra palankesnės, t.y. naktį, būdami vertikalioje padėtyje, tokiu būdu palaikydami šilumos mainus su aplinka (11). Aukšta aplinkos temperatūra sukelia virškinamojo trakto hormonų disbalansą, todėl sumažėja žarnų judrumas ir didžiojo prieskrandžio susitraukimai. Dėl stipraus karščio streso, keičiasi didžiojo prieskrandžio terpė. Esant 32 °C aplinkos temperatūrai, didžiajame prieskrandyje padidėja pieno rugšties gamyba, o tai sukelia sumažėjusį didžiojo prieskrandžio pH (vandenilio potencialą) ir acidozę (5). Kaip atsakas į karščio stresą, padidėjus kvėpavimo dažniui ir prakaitavimui, padidėja ir vandens suvartojimas. Karščiausiomis paros valandomis pastebimas žymiai didesnis vandens suvartojimas nei įprastai, esant optimalioms aplinkos sąlygoms. Padidėjęs vandens suvartojimas tiesiogiai aušina didįjį prieskrandį – tinklainį. Nors mokslininkai (Nejad J.G. ir kt.) teigia, jog vandens ribojimas karščio streso metu gali optimizuoti virškinimą būtent dėl ilgesnės didžiojo prieskrandžio mikroogranzimų sąveikos su pašaru (11).
Kitas elgesio pokytis – neveiklumas (tinginystė). Esant intensyviai saulės spinduliuotei, pastebimas padidėjęs ,,neveiklumo laikas“. Siekdami išvengti tiesioginių saulės spindulių, galvijai ieško pavėsio. Dažniausiai gyvūnai siekia drėgnų vietų, taip pat atsitraukia nuo kitų bandos narių, tam, kad padidintų šilumos išskyrimą į aplinką. Karščiausiomis dienos valandomis gyvūnai riboja savo veiklą, siekia pailsėti. Mokslininkai (Ferreira F. C. ir kt., Silva G. A. ir kt.) nustatė, jog galvijai, patiriantys karščio stresą, poilsio metu daugiau laiko praleidžia stovėdami, tokiu būdu siekdami padidinti kūno paviršiaus plotą, kad kuo daugiau šilumos būtų išskleista į aplinką (11). Pailgėjęs stovėjimo laikas, sukelia didesnę riziką atsirasti sąnarių ligoms, todėl gali būti reikalinga intensyvesnė gyvulio priežiūra (30).
15 Taigi, gyvūnų fiziologinių pokyčių stebėjimas, suteikia patikimos informacijos apie gyvūnų prisitaikymo laipsnį prie klimato sąlygų. Lyginant karvių fiziologinius, produkcijos bei elgesio rodiklius, vertingiausias rodiklis yra kvėpavimo dažnis (9).
1.2.2. Kraujo rodikliams
Gyvūnų hematologiniai rodikliai kinta priklausomai nuo individo reakcijos į aplinkos sąlygas (31). Karščio stresas sukelia kraujo ląstelių pokyčius, o tai gali lemti padidėjusį gyvūno jautrumą infekcijai (32). Didžiausi kraujo rodiklių pokyčiai nustatyti karvių laktacijos viduryje (33). Morar D. ir kt. mokslininkai nustatė žemesnes raudonųjų kraujo kūnelių (RBC), hematokrito (HCT) ir hemoglobino (HGB) vertes, kai karvės buvo veikiamos karščio streso. Manoma, jog šių rodiklių pokyčius sukelia padidėjęs melžiamų karvių vandens suvartojimas ir šis procesas siejamas su perteklinės kūno šilumos garinimu (31). Koubková M. ir kt. mokslininkų tyrime karščio stresą patiriančių karvių RBC, HCT, HGB rodiklių vertės buvo didesnės dėl dehidratacijos sukeltos hemokoncentracijos (34). Karščio streso metu nustatomas sumažėjęs hemoglobino koncentracijos ir eritrocitų skaičiaus santykis (MCH) bei sumažėjusi vidutinė eritrocitų apimtis (MCV). Tai lemia sumažėjęs ląstelių deguonies poreikis, siekiant sumažinti metabolinės šilumos gamybą. Karščio stresą patiriančių karvių kraujyje nustatytas didesnis cirkuliuojančių retikuliocitų (RETIC) skaičius. Spėjama, jog tai sukelia padidėjęs katecholaminų išskyrimas arba išsivysčiusi mažakraujystė. Morar D. ir kt. mokslininkai nustatė didesnę baltųjų kraujo kūnelių (WBC), neutrofilų (NEU), limfocitų (LYM) ir monocitų (MON) koncentraciją (31). Leukocitų skaičių padidina karščio streso metu išskiriami steroidiniai hormonai (pvz.: epinefrinas), o MON padidėjimas gali būti susijęs su intensyvesne kortizolio sekrecija (32). LYM, NEU ir MON koncentracijos pokyčiai yra vertinami prieštaringai (31). Mazzullo G. ir kt. karščio stresą patiriančių melžiamų karvių kraujyje pastebėjo NEU ir MON koncentracijos sumažėjimą, o Koubkova M. ir kt. mokslininkai nustatė sumažėjusią LYM koncentraciją (32,34). Aukšta aplinkos temperatūra taip pat lemia ir trombocitų (PLT) skaičiaus sumažėjimą (32).
Fiziologinis gyvūnų atsakas karščiui turi įtakos kai kuriems biocheminio kraujo tyrimo rodikliams. Karščio streso veikiamų karvių kraujyje nustatytos didesnės alanininės aminotransferazės (ALT), aspartato aminotransferazės (AST), gama gliutamiltransferazės (GGT), šlapalo (UREA), kreatinino (CREA), bendrųjų baltymų (TP) ir albuminų (ALB) koncentracijos (35–37). Įprastai AST, ALT, GGT aktyvumo padidėjimas atspindi kepenų pažeidimą ir funkcijos sutrikimą, tačiau tai gali lemti ir karščio stresą patiriančių karvių medžiagų apykaitos pokyčiai (37). BUN ir CREA padidėjimas rodo, jog inkstai nesugeba atlikti svarbių savo funkcijų. CREA išsiskyrimas priklauso nuo glomerulų filtracijos greičio. Karščio stresas sukelia periferinių kraujagyslių išsiplėtimą, todėl sumažėja kraujo, tenkančio vidaus organams, kiekis (38). Plazmos baltymų kiekio didėjimą gali lemti
16 dėl patiriamo karščio streso prarasto dalies tarpląstelinio skysčio (39). Rasooli A. ir kt. mokslininkai, tirdami karščio streso veikiamų karvių kraują, nustatė jame mažesnę gliukozės (GLUC) ir kalcio (Ca) koncentraciją (36). Manoma, kad gliukozės kiekis kraujyje sumažėja dėl energijos trūkumo, nes karščio streso metu sumažėja sausųjų medžiagų suvartojimas ir padidėja energijos poreikis termoreguliacijai palaikyti (33). Kortizolio (CORTr) koncentracija kraujyje priklauso nuo karščio streso veikimo trukmės: ūmaus karščio streso atveju CORTr koncentracija kraujyje padidėja, o esant lėtiniam karščio stresui – sumažėja (31). Berian S. ir kt. tyrimais įrodė, kad karščio stresas reikšmingai padidino karvių plazmos CORTr koncentraciją (35).
Karščio stresas turi įtakos morfologiniams ir biocheminiams kraujo rodikliams. Kraujo rodiklių pokyčiai, negali būti naudojami nustatant patiriamo karvių karščio streso laipsnį, tačiau šie pokyčiai padeda įvertinti gyvūno prisitaikymą prie aplinkos sąlygų (31,35).
1.2.3. Produkcijai
Karščio stresas yra viena iš didžiausių pasaulinių problemų, turinčių neigiamą įtaką pieninių galvijų produktyvumui (40). Gyvūno produktyvumą riboja klimato veiksniai, tokie kaip oro temperatūra, saulės spinduliuotė, santykinė drėgmė, oro judėjimo greitis bei šių veiksnių tarpusavio sąveika (41). Karvių laktacijos optimali aplinkos temperatūra priklauso ne tik nuo klimato veiksnių, bet ir nuo gyvūno amžiaus, veislės, mitybos, produktyvumo, karščio ir šalčio tolerancijos laipsnio. Optimalios aplinkos sąlygos apibūdina gyvūno ir jį supančios aplinkos santykį (5,26). Gyvūno optimalias laikymo sąlygas riboja žemutinė ir viršutinė kritinė aplinkos temperatūra: Holšteinų veislės karvėms produkcijos mažėjimas pasireiškia, kai oro temperatūra yra aukščiau nei 21 °C, Džersių ir Švicų veislių karvėms – 24-27 ºC, o Zebu veislės karvėms mažėja esant aukščiau nei 34 ºC (5,25).
Pirmoji karščio streso pasekmė yra sumažėjusi pieno produkcija (26). Pieno kiekio sumažėjimas stebimas karštais-sausais ir karštais-drėgnais laikotarpiais, esant aukštam temperatūros ir drėgmės indeksui (TDI) (27). Mokslininkai Ravagnolo O. ir kt. nustatė, jog TDI padidėjus vienu vienetu, pieno primilžis sumažėja 0,2 kg, todėl šis indeksas gali būti naudojamas įvertinant karščio streso įtaką karvių produktyvumui (26). Aukšto produktyvumo karvės patiria karščio stresą esant mažesniam TDI indeksui nei žemo produktyvumo karvės, nes pieno sintezės metu, kaip šalutinis produktas, susidaro metabolinė šiluma (27).
Šilumos stresas neigiamai veikia pieno gamybą, ypač karvių laktacijos pradžioje (4). Neigiamos klimato sąlygos, didžiausią įtaką turi pirmąsias 60 laktacijos dienų, kai karvių energijos balansas yra neigiamas. Maksimalus pieno kiekio sumažėjimas įvyksta per 48 valandas nuo patiriamo karščio streso pradžios (42). Pieno gamyba priklauso nuo gliukozės, reikalingos kūno energijos poreikiams tenkinti. Esant neigiamam energijos balansui, mažesnis gliukozės kiekis patenka į pieno liauką.
17 Stengiantis kompensuoti šį energijos deficitą yra mobilizuojamas kūno atsargos. Pastebimi ryškūs angliavandenių ir lipidų apykaitos pokyčiai, kurie užtikrina maisto medžiagų pasiskirstymą pieno liaukoje. Šiuos pokyčius skatina endogeninis somatotropinas, kuris natūraliai padidėja esant neigiamam energijos balansui. McDowell L. R. ir kt. nustatė, jog esant aukštai aplinkos temperatūrai (18-30 °C) melžiamų karvių pieno kiekis sumažėja 15 proc., atitinkamai sumažėja ir energijos (35 proc.) panaudojimas pieno gamybai (4). Kai aplinkos temperatūra viršija kūno temperatūrą, pieno produkcija gali sumažėti net 50 proc. (5). Rhoads R. P. ir kt. teigia, jog dėl karščio streso pieno kiekis sumažėja apie 14 kg/per dieną, produkcija stabiliai mažėja pirmąsias 7 dienas ir tuomet stabilizuojasi (4). Tiesiosios žarnos temperartūros pokyčiai taip pat yra svarbūs vertinant karščio streso įtaką gyvūno produktyvumui (26). Pasak Johnson H.D. ir kt., rektinei temperatūrai padidėjus 0,55 °C, pieno primilžis sumažėja 1,8-1,4 kg (4). Nustatyta (Večeřa M. ir kt.) sezonų įtaka pieno produkcijos kiekiui. Pavasarį pastebėtas didesnis pieno kiekis (29,28 kg) nei rudenį (24,58 kg). Daugelyje mokslinių tyrimų (Oleggini G.H ir kt., Nardone A. ir kt.) pastebėta didesnė pieno gamyba žiemą, palyginus su vasaros laikotarpiu. Šiuos skirtumus lemia mityba, sezoniniai aplinkos pokyčiai ir karšto oro sąlygoms būdingas pailgėjęs karvių stovėjimo laikas (5,33). Šilumos stresas turi didelę įtaką tešmens sveikaitai, neigiamai veikdamas pieno liaukos vystymąsi, sumažina pieno produkcijos kiekį (4). Dažniausiai karvių, patyrusių karščio stresą, pieno produkcijos lygis sutrikdomas negrįžtamai (43).
Karščio stresas daro neigiamą įtaką melžiamų karvių produktyvumui, tiesiogiai sumažindamas pašarų suvartojimą (apie 5 kg per dieną), mažėjimas pasiekia piką 4 dieną ir išlieka stabilus (5,4). Holšteinų-Fryzų veislės karvėms nustatytas sausųjų medžiagų suvartojimo sumažėjimas nuo 15,1 kg/per dieną iki 11,5 kg/per dieną (5). Pašarų suvartojimas trumpesniam ar ilgesniam periodui mažėja priklausomai nuo karščio streso intensyvumo ir trukmės (5,11). Pakitęs pašaro suvartojimas yra pagrindinė produkcijos sumažėjimo priežastis (26). Termoreguliacijos centras stimuliuoja karvių sotumo centrą, kuris savo ruožtu slopina apetitą, todėl mažėja ir pieno gamyba. Nustatyta, jog sumažėjęs pašarų suvartojimas pagrindinė sumažėjusio pieno kiekio priežastis (4).
Aukšta aplinkos temperatūra ne tik sumažina pieno kiekį, bet ir sukelia pieno sudėties pokyčius. Gyvūno stresinė būklė lemia hormonų disbalansą, kuris neigiamai veikia pieno gamybą ir drastiškai keičia pieno sudėtį (5). Endokrininės sistemos disbalansas įvyksta, pasikeitus prolaktino, skydliaukės, gliukokortikoidų, augimo, estrogenų, progesterono ir oksitocino hormonų lygiui. Karščio stresas gali paveikti įvairius pieno komponentus: riebalus, baltymus, kazeiną ar laktozę. Taip pat gali turėti įtakos somatinių ląstelių skaičiui piene padidėti (41). Piene yra pastebimas pieno riebalų (39,7 proc.), neriebalinių sausųjų medžiagų (18,9 proc.) bei pieno baltymų (16,9 proc.) sumažėjimas. Thatcher W.W. ir kt., nustatė pieno riebalų sumažėjimą dėl aukštos temperatūros poveikio pieno liaukoms (5). Karščio streso įtaka pieno riebalų kiekiui nėra visiškai ištirta (44). Patiriamas stresas gali padidinti
18 kūno temperatūrą, o tai turi įtakos riebalų sintezei pieno liaukoje (41). Abeni F. ir kt. nustatė pieno riebalų kiekio sumažėjimą esant aukštesniam nei 75 temperatūros ir drėgmės indeksui (3,17 g/100 g) palyginus su pieno riebumu, esant TDI mažesniam nei 75 (3,46 g/100 g). Taip pat mokslininkų (Bernabucci U. ir kt.) tyrimai rodo žymų pieno riebalų kiekio sumažėjimą vasarą (3,20 g/100 g), palyginus su žiemos (3,80 g/100 g) ir pavasario laikotarpais (3,61 g/100 g). Tačiau, Cowley F. C. ir kt. nerado žymaus pieno riebalų kiekio sumažėjimo lygindamas karves, laikomas įprastomis aplinkos sąlygomis, ir karves, patiriančias karščio stresą. Pieno baltymai skirstomi į kazeino ir išrūgų baltymus, kurie tarpusavyje skiriasi savo fizinėmis savybėmis bei chemine sudėtimi. Karvių piene gausu kazeino, jis sudaro net 77 proc., visų pieno baltymų. Karvių, patiriančių karščio stresą, piene sumažėja pieno baltymų, įskaitant ir kazeiną. Mokslininkai (Abeni F ir kt.) nurodo, jog pieno baltymų sumažėja esant TDI indeksui aukštesniam nei 75 (2,89 g/100 g). Pastebėta, jog pieno baltymų sumažėjimas yra tiesiogiai susijęs su karvių patiriamu karščio stresu, o ne su sumažėjusiu pašarų suvartojimu. Karvėms sumažinus skiriamo pašaro kiekį, bet laikant įprastomis aplinkos sąlygomis, pieno baltymų kiekis nekinta (44). Įprastai aukščiausias pieno baltymų ir riebalų kiekis nustatomas žiemos laikotarpiu, o žemiausias pavasario ir vasaros laikotarpiais. Šis pokytis susijęs su pasikeitusiomis klimato sąlygomis ir mityba. Pavasario ganyklose yra mažas skaidulų kiekis, o tai mažina pieno riebalų ir baltymų procentą. Kadzere C. T. ir kt. atliko tyrimą, kurio metu melžiamos Holšteinų veislės karvės buvo perkeltos iš 18 ºC į 30 ºC laipsnių aplinkos temperatūrą. Šiuo atveju pastebimai sumažėjo pieno riebalų ir baltymų kiekis (39,7 proc. ir 16,9 proc.). Bertocchi L. ir kt. pateikė išvadą, jog Holšteinų - Fryzų veislės galvijų pieno baltymų ir riebalų procentas vasaros laikotarpiu gali sumažėti iki 9,9 proc., palyginus su žiemos laikotarpiu (5). Nustatyta, jog TDI padidėjimas vienu vienetu (virš 72), turi įtakos baltymų ir riebalų išeigos sumažėjimui, atitinkamai 0,009 kg ir 0,012 kg (41). Pieno laktozė, viena iš pagrindinių pieno sudedamųjų dalių, kuriai karščio stresas įtakos neturi. Abeni F. ir kiti autoriai nenustatė žymių pieno laktozės pokyčių, lygindami karves laikomas esant TDI <75 (5,06 proc.) ir TDI >75 (5,10 proc.). Nepalankus klimatas gali paveikti pieno pieno aktyvųjį rūgštingumą (pH). Nustatyta, jog pieno pH padidėja, esant TDI aukščiau nei 75. Šio rodiklio pakitimas, turi neigiamos įtakos sūrių gamybai. Somatinių ląstelių skaičius (SLS) piene padidėja, kaip atsakas į pieno liaukų uždegimą ar infekciją. Manoma, kad karvių karščio stresas neturi įtakos SLS. Nustatyta (Abeni F. ir kt.), jog TDI aukščiau nei 75, neturėjo įtakos pieno SLS. Tačiau, Bernabucci U., Summer A ir kt. pastebėjo, kad SLS padidėja vasaros laikotarpiu (44). Manoma, kad karščio stresas padidina jautrumą infekcijai (26). Jei karščio stresas jaučiamas paskutinį veršingumo periodą, jis gali turėti neigiamą poveikį krekenų kokybei ir jame esančiam imunoglobulinui G (IgG) sumažėti (41). Taigi, pieno sudėties pokyčiai susiję su daugeliu veiksnių, todėl labai sunku išsiaiškinti vieną pagrindinę priežastį (5).
19 1.2.4. Reprodukcijai
Ūkinių gyvūnų reprodukcinis elgesys skiriasi priklausomai nuo klimato sąlygų (5). Vaisingumą lemia daugybė skirtingų veiksnių, tokių kaip genetika, mityba, hormonai, patologijos ar aplinka (45). Didžiausią įtaką vaisingumui daro aplinkos sąlygos. Reprodukcinei karvių būklei klimatas yra palankus nuo spalio iki kovo mėnesio, o kritinis laikotarpis – nuo gegužės iki birželio mėnesio. Šiems mėnesiams būdingos karšto oro sąlygos daro neigiamą įtaką reprodukcijai (11,46). Karvėms, patiriančioms karščio stresą, padidėja kūno temperatūra. Siekiant išskirti kuo daugiau perteklinės kūno šilumos, kraujas yra paskirstomas į periferiją, todėl sumažėja į gimdą patenkančio kraujo kiekis. Sumažėjus kraujo tėkmei gimdoje, ją sunkiau pasiekia maisto medžiagos ir hormonai, todėl karvėms būdingas dažnesnis embrionų praradimas ir mažesnis nėštumo indeksas (11).
Reprodukcinė būklė, o ypač kiaušidžių veikla (folikulai, oocitai, geltonasis kūnas) ir embrionai yra labai jautrūs aukštai temperatūrai (47). Pagrindiniai veiksniai, reguliuojantys kiaušidžių veiklą, yra pagumburio išskiriamas gonadotropiną atpalaiduojantis hormonas (GnRH) ir hipofizės išskiriami gonadotropinai: folikulus stimuliuojantis hormonas (FSH) ir liuteinizuojantis hormonas (LH) (45). Karščio streso metu slopinama GnRH sekrecija pagumburyje, todėl adenohipofizėje slopinama FSH ir LH sintezė (11). Karščio streso poveikis LH yra nepastovus. Mokslininkai (Gwazdauskas F. ir kt.) teigia, jog karščio streso metu LH koncentracija kraujyje nepakito, kiti mokslininkai (Madan M. ir kt.) nurodo sumažėjusią LH koncentraciją kraujyje. Dauguma atliktų mokslininkų tyrimų įrodo, jog karščio streso metu LH koncentracija kraujyje sumažėja, todėl folikulai vystosi esant žemam LH kiekiui (45). Dėl žemos LH koncentracijos folikulai išskiria mažesnį estradiolio kiekį. Tai lemia silpnai išsivysčiusių ovuliacinių folikulų susidarymą, todėl karvėms pasireiškia kiaušidžių disfunkcija, sumažėja rujos trukmė ir jos požymiai, būdinga ,,tyli“ ovuliacija, silpnai išreikšta liuteininė fazė ir sumažėjęs vaisingumas (11,45). Rensis F. D. ir Scaramuzzi R. J. nurodo, jog FSH karščio streso metu padidėja. Manoma, kad tai lemia sumažėjęs inhibino kiekis plazmoje (11,45). Tačiau Gilad E. ir kt. teigia, jog vasarą FSH kocentracija kraujyje yra mažesnė nei žiemą (46). Esant gonadotropinių hormonų disbalansui, sumažėja lastelių jautrumas jų poveikiui (45). Embriono vystymuisi yra svarbus geltonojo kūno išskiriamas hormonas progesteronas (47). Karščio streso poveikis progesterono koncentracijai vertinamas prieštaringai. Kai kurių mokslininkų tyrimai (Wilson S.C. ir kt.) nurodo, jog karščio stresas neturi jokios įtakos progesterono koncentracijai, tačiau pastebėta vėlesnė liuteolizė (11). Kiti mokslininkai praneša apie padidėjusią ar sumažėjusią progesterono koncentraciją. Šiuos skirtumas lemia karščio streso sukelta eiga (ūmi ar lėtinė) ir gyvūnų metabolinės būklės skirtumai (11,45). Ūmus karščio stresas nėra susijęs su progesterono kiekio sumažėjimu, tačiau, karvėms, kurios veikiamos ilgalaikio karščio streso, būdingas progesterono kiekio sumažėjimas kraujyje (47). Progesterono koncentracijos kraujyje sumažėjimas
20 gali pakenkti folikulų vystymuisi (11). Lytinių hormonų pokyčiai neigiamai veikia folikulų aktyvumą, ovuliaciją, o tai savo ruožtu sumažina oocitų ir embrionų kokybę (45).
Svarbiausi veiksniai, lemiantys žemą melžiamų karvių vaisingumą, yra aplinkos temperatūra ir santykinė oro drėgmė, dėl kurių sutrumpėja numatomas rujos (estrus) periodas ir jos intensyvumas. Tai lemia netikslų rujos laiko nustatymą ir nesėkmingą apsivaisinimą. Melžiamų karvių vaisingumas sumažėja, jei karvės sėklinamos šiltuoju metu laikotarpiu. Karščio stresas neigiamai veikia gimdos mikroflorą, o tai sumažina embriono implantacijos tikimybę (45). Gimdos aplinka tampa netinkama spermai apvaisinti kiaušialąstę ir embrionui vystytis (11). Šiltuoju metų laikotarpiu karvių apsivaisinimo procentas sumažėja iki 20-30 proc. (2,45). Mokslininko Couto R.S. tyrimų rezultatai parodė, jog karvių, laikomų karščio streso sąlygomis ir optimaliomis sąlygomis, nėštumo indeksas buvo atitinkamai 51,8 proc. ir 70,73 proc. Pagrindinis veiksnys, lemiantis sumažėjusį nėštumo indeksą, yra embrionų mirtingumas (11). Žemas vaisingumas, susijęs su šiltuoju metų laikotarpiu, išlieka ir rudenį (spalio ir lapkričio mėnesiais), nors karvės jau nebepatiria karščio streso. Manoma, kad tai ilgalaikis karščio poveikis antriniams folikulams (45).
Karščio streso metu sumažėja melžiamų karvių apetitas ir sausųjų medžiagų suvartojimas, todėl pastebimas pailgėjęs veršiavimosi intervalas ir neigiamas energijos balansas po apsiveršiavimo. Tai daugiausiai būdinga ypač produktyvioms karvėms. Neigiamas energijos balansas išsivysto dėl karščio streso sukelto sausųjų medžiagų ir žaliųjų baltymų sumažėjusio suvartojimo (45). Teigiama, jog karščio stresas turi įtakos ir servis periodui. Karvės, apsiveršiavusios vasarą, turėjo žymiai ilgesnį servis periodą (159 ± 3 d.) nei rudenį (148 ± 4 d.) (46).
1.3. Karščio streso mažinimo priemonės
Pastaraisiais metais vyraujantis visuotinis atšilimas kelia didelį susirūpinimą gyvulininkystės sektoriui. Šis sektorius yra vienas iš labiausiai paveiktų žemės ūkio pramonės šakų (48). Nerimas dėl karvių, patiriančių karščio stresą, kyla ne tik atogrąžų šalyse, bet ir vidutinio klimato zonai priklausančiose šalyse, kuriose ši problema yra aktuali 2-3 vasaros mėnesius (12). Šiltėjančio klimato poveikis gyvuliams yra skirtingas priklausomai nuo geografinės platumos ir ūkininkavimo sistemos. Dabartiniai klimato pokyčiai reikalauja melžiamų karvių ūkiuose naudoti karščio stresą mažinančias priemones. Norint išlaikyti aukštą melžiamų karvių produktyvumą, reikia pritaikyti ūkininkavimo sistemą, tinkamą vietovės klimatui (48). Mokslininkai Beede D.K. ir Collier R.J. pasiūlė 3 pagrindines karščio streso mažinimo strategijas: aušinimo sistemų diegimas ūkyje, mitybos valdymas, karščiui atsparių melžiamų karvių auginimas (49). Šiomis strategijomis siekiama skatinti melžiamų karvių sausųjų medžiagų suvartojimą ir mažinti šilumos gamybą, suaktyvinti kūno perteklinės šilumos išskyrimą į aplinką ir patobulinti karvių toleranciją karščiui (12). Tačiau ūkio pertvarkymas padidina energijos sąnaudas, todėl nėra pigus. Pastangos užtikrinti gyvūnų gerovę ir aukštą melžiamų karvių produkciją neišvengiamai padidins gamybos sąnaudas vienam kilogramui
21 galutinio produkto, todėl, prieš taikant naują ūkio valdymo sistemą, turi būti įvertinta jos ekonominė nauda (49).
1.3.1. Išorinės priemonės
Karvių apsauga nuo tiesioginių saulės spindulių yra pirmasis žingsnis, norint sumažinti karščio streso poveikį. Šilto klimato šalyse (pvz. Jungtinėse Amerikos Valstijose) viena iš pagrindinių karščio streso mažinimo priemonių yra pavėsio sudarymas (49). Karvės, siekdamos išvengti tiesioginių saulės spindulių ir kūno temperatūros kilimo, ieško pavėsio. Gyvūnams suteikus pavėsį, sumažėja patiriamas karščio stresas ir jo keliamos pasekmės (50). Vidutinio klimato šalyse pavėsis nėra būtinas, tačiau jis gali būti ypač naudingas vasaros laikotarpiu. Ši karščio streso mažinimo priemonė padeda išlaikyti aukštą karvių produktyvumą, reprodukcinę būklę ar net išsaugoti gyvybę.
Efektyviausią natūralų pavėsį sukuria medžiai (49). Norint įrengti tinkamą pavėsį, reikia atsižvelgti į jo konstrukciją: plotą, aukštį ir stogą (12). Dirbtiniam pavėsiui sukurti yra naudojama mediena ar lakštinis plienas. Lakštinis plienas populiariausia medžiaga dėl būdingų nedidelių išlaidų, greito įrengimo ir lengvos priežiūros. Dirbtinio pavėsio metalinio stogo paviršius turėtų būti nudažytas baltai. Norint sumažinti karščio poveikį, metalinis stogas turi būti izoliuotas (2,5 cm) ir apsaugotas nuo paukščių daromos žalos (49). Rekomenduojamas pavėsio plotas vienai melžiamai karvei yra nuo 3,5 iki 4,5 m2. Mažesnis pavėsio plotas gali sukelti tešmens ligas, o didesnis nei 4,5 m2 neturinaudos, nes tuomet karvės linkusios grupuotis (12,49). Reikia nepamiršti, jog pavėsis tik iš dalies sumažins karvių patiriamą karščio stresą (12).
Įrenginėjant melžiamų karvių ūkį, būtina atsižvelgti į vietai būdingą klimatą. Įrengimas skiriasi priklausomai nuo tikėtino karvių karščio streso laipsnio. Karščio streso metu karvių perteklinė kūno šiluma išskiriama į aplinką laidumo, konvekcijos, garinimo ar radiacijos būdais. Šilumos mainai yra svarbūs palaikant karvių šilumos pusiausvyrą. Laidumas, konvekcija, garinimas ir radiacija priklauso nuo aplinkos sąlygų (50). Tvarto mikroklimatą lemia keturi pagrindiniai veiksniai: oro temperatūra, santykinė oro drėgmė, oro judėjimo greitis ir saulės spinduliuotė (49). Siekiant suaktyvinti karvių šilumos mainus su aplinka, reikia taikyti karščio stresą mažinančias priemones (12,51). Oro judėjimas yra ypač svarbus veiksnys, norint palengvinti karvių patiriamą karščio stresą. Jis turi įtakos kūno šilumai prarasti konvekcijos ar garinimo būdu, todėl karštomis vasaros dienomis būtina vėdinti tvartą, padidinant į tvartą patenkančio oro srautą, naudojant ventiliatorių, smulkią dulksną ar rūką (51). Norint užtikrinti natūralią tvarto ventiliaciją, galima atidaryti tvarto duris ar įrengti vėdinimo angas šoninėse tvarto sienose, kurios užtikrins oro judėjimo greitį iki 3-4 m/s (12,26). Jeigu natūralus oro srautas nėra pakankamas, galima naudoti dirbtinę tvarto ventiliaciją (12). Dirbtinė tvarto ventiliacija sukuriama naudojant ventiliatorius. Pagrindinė vieta tvarte, kurioje reikia padidinti ventiliaciją, yra karvių laikymo vietos. Natūrali ir dirbtinė ventiliacija užtikrina greitesnį karvių atvėsinimą, todėl
22 sumažėja karščio poveikis jų organizmui (26). Vandens purškimas ar dulksna nerekomenduojama taikant tvartinę karvių laikymo sistemą. Šios karščio streso mažinimo priemonės padidina grindų slidumą, pakratų drėgnumą, tai gali sukelti neigiamas pasekmes gyvulių sveikatai. Tvarte esant santykinai didelei oro drėgmei, vandens purškimas gali sumažinti karvių išskiriamos šilumos kiekį į aplinką (48).
Tinkama tvarto stogo šilumos izoliacija yra dar viena priemonė, kuri gali sumažinti neigiamą aukštos temperatūros poveikį. Esant šiltam orui, stogo izoliacija sumažina į tvartą patenkantį šilumos srautą ir palaiko žemesnę aplinkos temperatūrą jame (52).
Visų išorinių karščio streso mažinimo priemonių kompleksas gali sušvelninti karščio streso padarinius, tačiau šios priemonės nebus veiksmingos, jei ūkyje nėra užtikrinama optimali karvių mityba, ligų kontrolė ir veisimas (12).
1.3.2. Vidinės priemonės
Efektyvus melžiamų karvių ūkio valdymas ir subalansuota mityba gali sumažinti karščio streso poveikį (1). Pagrindiniai subalansuotos mitybos tikslai yra palaikyti tinkama karvių vandens balansą, maistinių medžiagų ir elektrolitų kiekį (12). Norint išsaugoti gyvūnų sveikatos būklę įvairiais patiriamo karščio streso laipsniais, reikėtų užtikrinti didžiojo prieskrandžio, žarnyno barjero veiklą bei optimalią kepenų funkciją (7).
Vanduo ir pašarai yra pagrindinės sąlygos išgyventi bet kuriam gyvūnui (11). Karšto oro sąlygomis gyvūnams turi būti suteikta galimybė prieiti prie vandens ir pašaro (7). Vasaros metu įprastas vandens kiekis karvėms yra nepakankamas. TDI esant aukščiau nei 72, vandens suvartojimas gali padidėti 50 proc. ir daugiau, pvz.: Holšteinų veislės karvė, patirianti karščio stresą, vandens gali sunaudoti daugiau nei 120 litrų per dieną, todėl karvėms reikia suteikti tinkamą kiekį geros kokybės vandens (7,26). Karščio streso metu melžiamų karvių pieno produkcija gali sumažėti nuo 30 iki 50 proc. Šią prarastą pieno produkcijos dalį galima atstatyti, koreguojant karvių mitybą (12). Karščio streso metu išauga karvių energijos poreikis dėl įvykusių fiziologinių pokyčių (pvz: padidėjęs kvėpavimo dažnis). Energijos poreikis nėra patenkinamas dėl sumažėjusio sausųjų medžiagų suvartojimo, todėl reikia pritaikyti šėrimo strategiją, kuri skatintų pašarų ėdamumą ar kompensuotų sumažėjusį sausųjų pašarų suvartojimą (12). Karvių pašarų ėdamumą galima stimuliuoti ūkyje įrengus pašarų dozavimo sistemas, naudojant tinkamo dydžio aukštos kokybės gerai virškinamus pašarus (7). Taip pat būtina pakeisti karvių šėrimo laiką ir dažnį (12). Jas reikėtų šerti dažniau, didesnę pašaro dalį (60-70 proc.) skiriant naktį. Laktuojančioms karvėms rekomenduojama padidinti raciono koncentraciją, pridedant daugiau riebalų, fosforo (1,4-1,6 proc.), sodos (0,45-0,5 proc.), magnio (0,3-0,4 proc.), tačiau nekoreguojant racione esančių skaidulų kiekio (26). Skaidulos yra labai reikalingos, tačiau jų metabolizmo metu pasigamina daug perteklinės šilumos (7). Racionas su didesniu riebalų bei mažesniu skaidulų kiekiu užtikrina optimalią karvių prieskrandžio veiklą, didesnį energijos kiekį
23 bei mažesnę šilumos gamybą. Skaar T.C. ir kt. nustatė, jog padidinus karvių racione esančių riebalų kiekį (5 proc.), pastebimas pieno kiekio padidėjimas (12). Karščio streso metu ženkliai padidėja gliukozės sunaudojimas, todėl kaip energijos šaltinis turėtų būti naudojami gliukozės pirmtakai arba koncentruoti angliavandeniai, tačiau aukšta gliukozės koncentracija padidina klinikinės acidozės pasireiškimo riziką (7).
Karvių karščio streso metu svarbu naudoti pašarų priedus (26). Karčiui veikiant melžiamas karves, suintensyvėja jų prakaitavimas, todėl sutrinka kraujo rūgščių ir šarmų pusiausvyra (pvz.: dėl aktyvesnio prakaitavimo karvės gali netekti didelio kiekio vitamino K, o būtent šis vitaminas užima svarbią vietą pieno sintezėje). Pakitusią elektrolitų būklę reikia koreguoti racioną papildant mineralais (12). Turėtų būti parenkami pašarų priedai, kurie palaikytų karvių virškinimo trakto funkcijas, neutralizuotų žarnyne esančius toksinus, pagerintų pašarų virškinamumą ir paskatintų sausųjų medžiagų suvartojimą (7). Karvių mineralų šaltiniai turi būti pasirinkti atsakingai, siekiant užtikrinti žemą chloridų lygį (26). Rekomenduojama naudoti papildų kombinacijas, pritaikytas pagal kiekvienos fermos reikalavimus (7). Pastebėtas telyčių karščio streso sumažėjimas, papildžius racioną saugiu baltymu (2,5 proc.), niacinu (6 g/gyvūnui/per dieną), cinku (40 mg/kg) bei chromu (1,5 mg/kg) (26). Pastaraisiais metais, siekiant palengvinti karvių patiriamą karščio stresą, naudojami įvairių rūšių pašarų priedai, pvz.: vitaminas C, niacinas, kalio sulfatas (K2SO4), gama-aminosviesto rūgštis (GABA). Vitaminas C yra stiprus antioksidantas, kuris sunaikina karščio streso metu susidariusius deguonies radikalus. Niacinas gali būti metabolizuojamas į nikotinamidą, kuris dalyvauja anaerobinėje glikolizėje ir aprūpina audinius deguonimi, todėl atlieka svarbų vaidmenį kovojant su karščio stresu (1). Įrodyta, kad niacinas padidina galvijų atsparumą karščio stresui. Gille A. ir kt., Di Constanzo A. ir kt. nustatė, jog jis sukelia melžiamų karvių periferinių kraujagyslių dilataciją ir suaktyvina prakaito liaukų veiklą. Muller C.J.C. ir kt. tyrimų metu karvės, patiriančios lengvą ir sunkų karščio stresą, buvo šeriamos niacinu (nuo 12 iki 24 g/karvei), tai sumažino karvių kūno temperatūrą ir padidino pieno gamybą. Pastebėta, jog niacinas yra greitai metabolizuojamas didžiajame prieskrandyje, todėl prastėja jo patekimas į plonąjį žarnyną. Ankstesni Miller M.F. ir kt., Zinn R.A. ir kt., Santschi D.E. ir kt. tyrimai parodė, jog skiriant mažą kiekį niacino (30-100 g/kg), išvengiama jo skilimo didžiajame prieskrandyje. Siekiant užtikrinti niacino patekimą į žarnyną, turėtų būti naudojamas kapsuliuotas niacinas, kuris yra apsaugotas nuo skilimo didžiajame prieskrandyje. Zimbelman ir kt. atliko tyrimą, kurio metu karvių, patiriančių ūmų karščio stresą (n=12), racionas buvo papildytas niacino kapsulėmis (12 g/karvei). Atlikus tyrimą, pastebėta žemesnė karvių kūno temperatūra bei padidėjęs prakaitavimo dažnis, todėl didesnis karvių kūno šilumos kiekis buvo išskiriamas į aplinką. Priklausomai nuo karščio streso laipsnio ir karvių laktacijos tarpsnio, raciono papildymas niacinu turėjo skirtingą įtaką pieno kiekiui ir jo sudėčiai. Kai kurie mokslininkai (Muller C.J.C. ir kt., Drackley J.K. ir kt.) pranešė apie reikšmingus pieno kiekio pokyčius, o tuo tarpu kiti
24 autoriai (Costanzo A. D. ir kt.) reikšmingų skirtumų nenustatė (51). Karvių racioną papildžius kalio sulfatu, užkertamas kelias išsivystyti metabolinei alkalozei. Gama-aminosviesto rūgšties (GABA) papildai stimuliuoja virškinimo fermentų išskyrimą ir sotumo centro slopinimą. Tokiu būdu GABA padidina sausųjų medžiagų suvartojimą, taip pat užtikrina ir didesnį pieno kiekį bei geresnę jo sudėtį. Visi anksčiau išvardinti junginiai padeda sumažinti melžiamų karvių patiriamą karščio stresą. Guo W.J. ir kt. tyrimo metu karvės, patiriančios vidutinį karščio stresą, buvo suskirstytos į 2 grupes: kontrolinę ir tiriamąją grupę. Tiriamosios grupės karvių racionas buvo papildytas visų keturių junginių kapsulėmis, apsaugotomis nuo skilimo didžiajame prieskrandyje. Mokslininkų tyrimas parodė, jog panaudotos visų keturių junginių kapsulės padidino tiriamosios karvių grupės sausųjų medžiagų suvartojimą, taip pat ir jų pieningumą. Šios melžiamų karvių grupės piene nustatytas didesnis baltymų ir riebalų kiekis, palyginus su kontroline karvių grupe (1). Vidinėmis karvių karščio streso mažinimo priemonėmis siekiama didinant raciono grynąją energiją sumažinti šilumos gamybą bei suaktyvinti jos išskyrimą į aplinką (51).
25
2. TYRIMO METODIKA IR MEDŽIAGA
2.1. Tyrimo atlikimo vieta, trukmė, sąlygos
Tiriamasis darbas atliktas Kauno rajone esančiame melžiamų karvių X ūkyje. Tyrimo trukmė – 65 vasaros laikotarpio dienos (nuo 2019 metų birželio 19 d. iki 2019 metų rugpjūčio 22 dienos).
Ūkyje laikoma 115 melžiamų karvių (Lietuvos juodmargių, Holšteinų veislės). Karvėms taikomas saitinis laikymo būdas ištisus metus. Šėrimas vykdomas du kartus per parą. Paros racioną sudaro: šiaudai 0,5 kg, šienainis 15-18 kg, kukurūzų silosas 10 kg, pupainis 2 kg, kukurūzainis 2 kg, saladinas 10 kg, kombinuotas pašaras 7 kg, melasa 600 g, mineralai 200 g, kreida 150 g, sojos rupiniai 0,5 kg, rapso rupiniai 0,5 kg. Visos karvės auginamos viename ūkyje, todėl užtikrinamos vienodos laikymo ir mitybos sąlygos.
Karščio stresą mažinantį preparatą ,,Bluelite Transition Pellets“ tyrimo metu gavo visos ūkyje x esančios melžiamos karvės. Preparatą sudaro kvietiniai miltai, džiovintų burokėlių minkštimas, dekstrozė, melasa, natrio chloridas, kalio chloridas, žali miltai, laktozė, kalio karbonatas, sacharozė, fruktozė, mononatrio fosfatas, natrio bikarbonatas, palmių aliejaus riebalų rūgštys, kalcio druskos, kalcio karbonatas, dikalcio fosfatas, magnio sulfatas, maltodekstrinas, miežių miltai, žirnių miltai, sojų pupelių aliejus, mielių produktai (Saccharomyces cerevisiae - mieliagrybis), Aspergillus oryzae fermentacijos produktai, vitaminai (A, D3, E, B3) bei mikroelementai (cinkas). Papildo sudedamosios dalys: baltymai 8,80 proc., riebalai 5,20 proc., ląsteliena 5,90 proc., pelenai 18,80 proc., kalcis 3,60 proc., natris 2,6 proc., fosforas 0,79 proc., magnis 0,21 proc., kalis 4,43 proc. Šis karščio stresą mažinantis preparatas skirtas optimizuoti didžiojo prieskrandžio veiklą, skatinti apetitą ir sausųjų medžiagų suvartojimą, taip pat užtikrinti aukštą melžiamų karvių pieno produkciją. Jis padeda išvengti dehidratacijos bei medžiagų apykaitos disbalanso. Preparato, sumaišyto su pašaru, buvo skiriama 60 g per dieną vienam gyvuliui.
Ūkyje buvo išmatuoti tvarto terminiai aplinkos rodikliai (tvarto temperatūra, santykinė oro drėgmė, oro judėjimo greitis). Tvarto temperatūros ir santykinio drėgnumo duomenys fiksuoti visu tiriamuoju laikotarpiu. Kraujo ir klinikiniams tyrimams atlikti karvės atrinktos analogų principu (n=14). Kraujo rodikliai buvo lyginami prieš naudojant preparatą ir po 65 d. nuo preparato panaudojimo. Atliktas šios karvių grupės bendras klinikinis tyrimas trimis skirtingais laikotarpiais (tyrimo pradžioje, 30-tą ir 60-tą tyrimo dieną) ir palyginti kiekvieno laikotarpio rezultatai. Bendrojo pieno kiekio duomenys palyginami atskirais laikotarpiais (prieš tyrimą, tyrimo metu, po tyrimo) visoje melžiamų karvių bandoje. Įvertinti pieno sudėties (riebalų, baltymų, laktozės, urėjos) ir kokybės (somatinių ląstelių ir bendro bakterijų skaičiaus piene) pokyčiai. Taip pat analizuotas klinikinių mastitų ir acidozės pasireiškimas visoje melžiamų karvių bandoje.
26 Tyrimas atliktas laikantis Lietuvos Respublikos gyvūnų globos, laikymo ir naudojimo įstatymo (1997-11-06 Nr. 8-500) ir poįstatyminių aktų – LR valstybinės veterinarinės tarnybos įsakymų: „Dėl laboratorinių gyvūnų veisimo, dauginimo, priežiūros ir transportavimo veterinarinių reikalavimų“ (1998-12-31, Nr. 4-361) ir „Dėl laboratorinių gyvūnų naudojimo moksliniams bandymams“ (1999-01-18, Nr. 4-16).
Tyrimo schema pateikta 2 paveiksle.
27
2.2. Tyrimo vietos aplinkos rodiklių vertinimas
Ūkyje buvo išmatuoti terminiai aplinkos rodikliai: temperatūra, santykinė oro drėgmė ir oro judėjimo greitis. Rodikliai buvo fiksuojami tvarto viduryje bei pagal įstrižainę išvestuose tvarto kampuose. Matuojama karvių stovėjimo vietos 1,5 m, 1,0 m ir 0,2 m aukštyje. Terminiai aplinkos rodikliai išmatuoti naudojant TSI prietaisą.
Visą tyrimo laikotarpį (kiekvieną dieną) buvo fiksuojama tvarto temperatūra ir santykinė oro drėgmė. Šie rodikliai matuoti karvių stovėjimo vietos 1,5 m aukštyje su psichrometru. Pagal gautus duomenis apskaičiuotas tvarto temperatūros ir drėgmės indeksas (TDI), naudojant formulę TDI =0.8*T + RH*(T-14.4) + 46.4, kurioje T – tvarto temperatūra, RH – santykinė oro drėgmė, 75 proc., drėgmė išreiškiama kaip 0,75 (53). Šis indeksas nurodo karščio stresą patiriančių karvių streso lygį.
2.3. Karvių bendro klinikinio tyrimo metodika
Bendras klinikinis tyrimas atliktas analogų principu atrinktai melžiamų karvių grupei (n=14). Tyrimas buvo atliktas tris kartus: prieš tyrimą (birželio 19 d.), 30-tą tyrimo dieną ir 60-tą tyrimo dieną. Bendras karvių klinikinis tyrimas buvo vykdomas antroje dienos pusėje, praėjus 6 valandoms nuo rytinio šėrimo. Tyrimo metu fiksuota karvių rektinė temperatūra, širdies, kvėpavimo ir didžiojo prieskrandžio susitraukimų dažnis. Karvių temperatūra matuojama rektaliai naudojant skaitmeninį termometrą. Skaitmeninis termometras dezinfekuojamas ir patepamas vazelinu po kiekvieno matavimo. Širdies dažnis skaičiuojamas kartais per minutę naudojant stetoskopą. Kvėpavimo dažnis nustatomas krūtinės judesius stebint vieną minutę. Didžiojo prieskrandžio (rumen) susitraukimų dažnio tyrimas atliktas kairėje alkiaduobės srityje įrėmus kumštį ir suskaičiavus kiek kartų per dvi minutes didžiojo prieskrandžio siena susitraukė. Gauti klinikinio tyrimo rezultatai lyginami tarpusavyje skirtingais tyrimo periodais (prieš tyrimą, 30-tą ir 60-tą tyrimo dieną).
2.4. Kraujo mėginių paėmimas ir tyrimų atlikimas
Kraujas morfologiniams ir biocheminiams tyrimams buvo imtas du kartus: prieš tyrimą (prieš įvedant į racioną karščio stresą mažinantį preparatą) - 2019 metų birželio 19 dieną ir po tyrimo - 2019 metų rugpjūčio 22 d. (po 65-ių dienų). Prieš tyrimą morfologiniams ir biocheminiams kraujo tyrimams paimti 28 kraujo mėginiai (14 melžiamų karvių), po 65 dienų nuo preparato panaudojimo paimti vėl 28 kraujo mėginiai. Tiriamuoju laikotarpiu karvės nesikeitė. Kraujas imtas iš karvių uodegos venos, naudojant vakuuminę kraujo paėmimo sistemą, kurią sudaro adatos laikiklis, įsukama adata ir vakuuminis mėgintuvėlis. Kiekvienai karvei naudojama nauja adata ir spiritu atliekama kraujo paėmimo vietos dezinfekcija. Morfologiniams kraujo tyrimams paimti buvo naudojami mėgintuvėliai su antikoaguliantu (EDTA), o biocheminiams ir hormoniniams kraujo tyrimams naudojami mėgintuvėliai su ličio heparinu. Kraujo mėginiai numeruoti pagal karvių identifikacijos kodą. Morfologiniai kraujo tyrimai ištirti LSMU VA stambiųjų gyvūnų klinikos tyrimų laboratorijoje,
28 naudojant analizatorių ,,Abacus junior vet“. Tirti kraujo rodikliai: WBC, LYM, MON, NEU, EO, BA, RBC, HGB, HCT, MCV, MCH, MCHC, RDW, MPV, PDW, PCT. Biocheminiams ir hormoniniams kraujo tyrimams atlikti reikalingas kraujo serumas. Kraujo mėginys laikomas kambario temperatūroje, po kelių valandų gaunamas susisluoksniavęs kraujo mėginys. Pipete nutraukiama viršutinė kraujo mėginio dalis – kraujo serumas – ir sušvirkščiamas į mėgintuvėlį. Biocheminiai kraujo tyrimai ištirti Vilniaus Nacionaliniame maisto ir veterinarijos rizikos vertinimo institute, naudojant biocheminį analizatorių „COBAS INTEGRA400 plus“ (Tegimenta Ltd. Roche, Šveicarija). Šiuo analizatoriumi ištirti: ALT, ALB, AST, TP, BILT-3, GGT, GLUC, CA, CREAJ, LDH, MG, ALP, UREA rodikliai. Kraujo serumo hormoniniai tyrimai (kortizolio) atlikti LSMU VA Maisto saugos ir kokybės katedros laboratorijoje. Iki tyrimo kraujo serumo mėginiai buvo laikomi -80 °C temperatūroje. Streso hormonas – kortizolis – kraujo serumo mėginiuose tirtas komerciniu ELISA rinkiniu (Bovine Cortisol ELISA Kit), kurio aptikimo ribos – 0.049 ng/mL-200 ng/mL. Absorbcija buvo matuojama esant 450 nm bangos ilgiui spektrofotometru (Synergy HT, Bio - TEK, JAV). Kraujo mėginių rodikliai, gauti prieš tyrimą ir po tyrimo, analizuojami ir vertinami.
2.4. Pieno mėginių vertinimas
X ūkis fiksuoja vidutinį bendrąjį pieno kiekį, gaunamą iš vienos melžiamos karvės per dieną. Pieno duomenys surinkti nuo 2019 gegužės 1 dienos iki 2019 metų rugsėjo 1 dienos. Pieno kokybės ir sudėties tyrimus ūkyje X atlieka UAB ,,Pieno tyrimai“. Pieno sudėties tyrimai buvo atliekami periodiškai kas 30 dienų kiekvienai melžiamai karvei. Tyrimo metu gauti šie rodikliai: baltymai, riebalai, laktozė ir urėja. Atliekant pieno kokybės tyrimą gautas somatinių ląstelių ir bendrųjų bakterijų skaičius piene. Pieno kokybės tyrimai buvo kartojami kas 7 dienas kiekvienai melžiamai karvei. Visų melžiamų karvių pieno mėginių duomenys lyginami tarpusavyje skirtingais laikotarpiais: prieš tyrimą (nuo 2019 metų gegužės 1 dienos iki birželio 18 d.), tyrimo metu (nuo 2019 metų birželio 19 dienos iki rugpjūčio 22 dienos), po tyrimo (nuo 2019 metų rugpjūčio 23 iki rugsėjo 30 dienos).
2.5. Ligų pasireiškimo vertinimas
Tiriamuoju laikotarpiu analizuojamas klinikinių mastitų ir acidozių pasireiškimas visoje melžiamų karvių bandoje. Nustatyti klinikinių mastitų atvejai buvo registruojami ūkyje X. Apie acidozių paireiškimą buvo sprendžiama pagal pieno riebalų ir baltymų santykį (R:B). Laikoma, kad karvė serga acidoze, kai pieno R:B mažesnis nei 1,2 (54). Surinkti duomenys lyginami ir vertinami visoje melžiamų karvių bandoje prieš tyrimą ir po tyrimo.
2.6. Statistinė duomenų analizė
Statistinė duomenų analizė atlikta naudojantis ,,Microsoft Excel 2016‘‘ programa ir ,,IBM SPSS Statistics 22.0“ statistiniu duomenų paketu. Apskaičiuoti gautų duomenų aritmetiniai vidurkiai
29 ir vidurkių paklaidos. Statistiniai ryšiai tarp kiekybinių pokyčių įvertinti taikant koreliacinę analizę. Patikimumas tarp grupių nustatytas naudojant T-testą ir Chi-kvadrato testą. Duomenys laikomi statistiškai reikšmingi, kai p<0,05.
