Mylostyvyi, R.
(2025).
The effect of prolonged heat stress on haematological parameters of Holstein cows.
Ukrainian Journal of Veterinary Sciences,
16(1),
59-69.
https://doi.org/10.31548/veterinary1.2025.59
Тривалий тепловий стрес є серйозним викликом для продуктивності та здоров’я голштинських корів через їх підвищену чутливість до високих температур та інтенсивний метаболізм. Метою дослідження було вивчення змін гематологічних та імунобіологічних показників у голштинських корів за тривалого теплового стресу. У дослідженні використовували 18 корів другої-третьої лактації, з яких були сформовані дві групи. Одну групу в літній період (серпень) в умовах гіпертермії (HYP, n = 8), іншу – за комфортних умов восени (жовтень), яку вважали за контрольну (CON, n = 10). Аналіз показників крові проводили за допомогою загальноприйнятих у клінічній ветеринарній практиці методів. Результати продемонстрували значне зниження кількості еритроцитів (на 14,5 %), рівня гемоглобіну (на 11 %) та гематокриту (на 8,4 %) у корів HYP у порівнянні з групою CON (P < 0.05), що свідчить про порушення еритроцитопоезу або зниження тривалості функціонування еритроцитів. Водночас спостерігалося підвищення середнього обсягу еритроцитів (на 8,9 %) та кількості тромбоцитів (на 53 %) за зниження середнього обсягу тромбоцитів (на 20 %), що вказує на адаптаційні метаболічні та коагуляційні реакції організму. Зниження активності лізоциму сироватки крові (на 48 %) поряд із підвищенням рівня циркулюючих імунних комплексів (на 36 %) свідчить про пригнічення вродженого імунітету та активацію компенсаторних механізмів імунного захисту. Практична цінність дослідження полягає у виявленні потенційних біологічних маркерів для моніторингу та управління тепловим стресом, що сприятиме покращенню здоров’я та продуктивності молочних корів
молочна худоба; гіпертермія; показники крові; еритропоез; природна резистентність
[1] Azeez, O.M., Olaifa, F.H., Adah, A.S., Basiru, A., Akorede, G.J., Ambali, H.M., Suleiman, K.Y., Sanusi, F., & Bolaji, M. (2022). Effect of heat stress on vital and hematobiochemical parameters of healthy dogs. Veterinary World, 15(3), 722-727. doi: 10.14202/ vetworld.2022.722-727.
[2] Burhans, W.S., Rossiter Burhans, C.A., & Baumgard, L.H. (2022). Invited review: Lethal heat stress: The putative pathophysiology of a deadly disorder in dairy cattle. Journal of Dairy Science, 105(5), 3716-3735. doi: 10.3168/jds.2021-21080.
[3] Cartwright, S.L., McKechnie, M., Schmied, J., Livernois, A.M., & Mallard, B.A. (2021). Effect of in-vitro heat stress challenge on the function of blood mononuclear cells from dairy cattle ranked as high, average and low immune responders. BMC Veterinary Research, 17(1), article number 233(2021). doi: 10.1186/s12917-021-02940-8.
[4] European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Research and other Scientific Purposes. (1986, March). Retrieved from https://rm.coe.int/168007a67b.
[5] Farafonov, S., et al. (2024). Determining trace elements in the hair of beef cattle as a noninvasive method for assessing mineral metabolism. Journal of Animal Health and Production, 12(s1), 332-337. doi: 10.17582/journal.jahp/2024/12.s1.332.337.
[6] Ferreira, A.M., Aversa-Marnai, M., Villarino, A., & Silva-Álvarez, V. (2023). Innate immune and chronic heat stress responses in sturgeons: Advances and insights from studies on Russian sturgeons. Fish and Shellfish Immunology Reports, 5, article number 100121. doi: 10.1016/j. fsirep.2023.100121.
[7] Hao, R., Li, H., Tian, Y., Ru, X., Deng, Q., Zhu, K., Yang, T., Huang, Y., & Zhu, C. (2024). The effect of heat stress on energy metabolism, immune function, and oxidative stress of juvenile greater amberjack Seriola dumerili. Aquaculture Research, 2024(1), article number 4406151. doi: 10.1155/2024/4406151.
[8] Hašková, V., Kašlík, J., Ríha, I., Matl, I., & Rovenský, J. (1978). Simple method of circulating immune complex detection in human sera by polyethylene glycol precipitation. Zeitschrift für Immunitätsforschung: Immunobiology, 154(4), 399-406. doi: 10.1016/s0340-904x(78)80012-8.
[9] Hoffmann, G., Silpa, M.V., Mylostyvyi, R., & Sejian, V. (2021). Non-invasive methods to quantify the heat stress response in dairy cattle. In V. Sejian, S.S. Chauhan, C. Devaraj, P.K. Malik & R. Bhatta (Eds.), Climate change and livestock production: Recent advances and future perspectives (pp. 85-98). Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-16-9836-1_8.
[10] Jo, J.-H., Nejad, J.G., Peng, D.-Q., Kim, H.-R., Kim, S.-H., & Lee, H.-G. (2021). Characterization of Short-term heat stress in Holstein dairy cows using altered indicators of metabolomics, blood parameters, milk microRNA-216 and characteristics. Animals, 11(3), article number 722. doi: 10.3390/ani11030722.
[11] Kim, H., Jo, J.-H., Lee, H.-G., Park, W., Lee, H.-K., Park, J.-E., & Shin, D. (2024). Inflammatory response in dairy cows caused by heat stress and biological mechanisms for maintaining homeostasis. PLOS One, 19(3), article number e0300719. doi: 10.1371/journal.pone.0300719.
[12] Min, E., Jeong, S.-M., Han, H.-J., & Cho, M. (2023). Fluctuation of temperature induces pathogenicity of Streptococcus iniae and changes of immunology related genes of korean rockfish, Sebastes schlegeli. Korean Journal of Ecology and Environment, 56(4), 420-429. doi: 10.11614/ksl.2023.56.4.420.
[13] Mylostyvyi, R., Izhboldina, O., Midyk, S., Gutyj, B., Marenkov, O., & Kozyr, V. (2023). The relationship between warm weather and milk yield in Holstein cows. World’s Veterinary Journal, 13(1), 134-143. doi: 10.54203/scil.2023.wvj14.
[14] Mylostуva, D., et al. (2022). Biochemical changes during heat stress in productive animals with an emphasis on the antioxidant defense system. Journal of Animal Behaviour and Biometeorology, 10(1), article number 2209. doi: 10.31893/jabb.22009.
[15] National Research Council. (2001). Nutrient requirements of dairy cattle (7th ed.). Washington: National Academies Press. doi: 10.17226/9825.
[16] Park, D.S., et al. (2021). Dynamic changes in blood immune cell composition and function in Holstein and Jersey steers in response to heat stress. Cell Stress and Chaperones, 26(4), 705-720. doi: 10.1007/s12192-021-01216-2.
[17] Pawlak-Osińska, K., Golda, R., Osinski, S., Kazmierczak, H., Krumrych, W., Marzec, M., & Przybylski, G. (2019). Circulating immune complexes and heat shock protein 70 in the sera of patients with sudden sensorineural hearing loss. The Journal of International Advanced Otology, 14(3), 426-431. doi: 10.5152/iao.2018.5694.
[18] Rebl, A., Korytář, T., Borchel, A., Bochert, R., Strzelczyk, J. E., Goldammer, T., & Verleih, M. (2020). The synergistic interaction of thermal stress coupled with overstocking strongly modulates the transcriptomic activity and immune capacity of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Scientific Reports, 10(1), article number 14913. doi: 10.1038/s41598-020-71852-8.
[19] Reolon, H.G., Abduch, N.G., de Freitas, A.C., de Oliveira Silva, R.M., de Oliveira Fragomeni, B., Lourenco, D., Baldi, F., de Paz, C.C.P., & Stafuzza, N.B. (2024). Proteomic changes of the bovine blood plasma in response to heat stress in a tropically adapted cattle breed. Frontiers in Genetics, 15. doi: 10.3389/fgene.2024.1392670.
[20] Sachuk, R., Katsaraba, O., Dmytriv, O., & Stravsky, Ya. (2018). Diagnosis of metabolic changes in the body of cows during dry period and development of preventive measures. Scientific Horizons, 21(9-10), 69-74.
[21] Saeed, O.A., Jaber, B.T., Mohammed, M., Sani, U.M., Ziara, K.S., & Saad, H.M. (2021). Impacts of heat stress on blood metabolic in different periods of lactation and pregnancy in Holstein cows. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 779(1), article number 012013. doi: 10.1088/1755-1315/779/1/012013.
[22] Scerri, T.M., Lomax, S., & Clark, C.E.F. (2023). Bovine heat stress management: Current amelioration approaches and the case for a novel mitogenomic strategy. Frontiers in Animal Science, 4. doi: 10.3389/fanim.2023.1169743.
[23] Sejian, V., Shashank, C.G., Silpa, M.V., Madhusoodan, A.P., Devaraj, C., & Koenig, S. (2022). Non-invasive methods of quantifying heat stress response in farm animals with special reference to dairy cattle. Atmosphere, 13(10), article number 1642. doi: 10.3390/atmos13101642.
[24] Siddiqui, S.H., Khan, M., Kang, D., Choi, H.W., & Shim, K. (2022). Meta-analysis and systematic review of the thermal stress response: Gallus gallus domesticus show low immune responses during heat stress. Frontiers in Physiology, 13. doi: 10.3389/fphys.2022.809648.
[25] Steele, M. (2016). Does heat stress affect immune function in dairy cows? Veterinary Evidence, 1(3). https://doi.org/10.18849/ve.v1i3.39.
[26] Stefanska, B., Pruszynska-Oszmalek, E., Fievez, V., Purwin, C., & Nowak, W. (2024). Impact of heat stress during close-up dry period on performance, fertility and immunometabolic blood indices of dairy cows: Prospective cohort study. Scientific Reports, 14(1), article number 21211. doi: 10.1038/s41598-024-72294-2.
[27] Tejaswi, V., Balachander, B., Samad, H. A., Sarkar, M., Maurya, V. P., & Singh, G. (2020). Assessment of heat stress induced alterations in polymorphonuclear (PMN) cell activity in native and crossbred cows. Journal of Applied Animal Research, 48(1), 549-552. doi: 10.1080/09712119.2020.1829629.
[28] Vlizlo, V.V., et al. (2012). Laboratory methods of research in biology, animal husbandry and veterinary medicine. Lviv: Spolom.
[29] Yadav, B., Mohammed, A.N., Graham, B., Bhattacharya, A., & Yadav, J.S. (2024). Chronic heat exposure modulates innate and adaptive immune responses in firefighters. Environments, 11(6), article number 131. doi: 10.3390/environments11060131.
[30] Yang, S., et al. (2022). Heat stress decreases intestinal physiological function and facilitates the proliferation of harmful intestinal microbiota in sturgeons. Frontiers in Microbiology, 13. doi: 10.3389/fmicb.2022.755369.
[31] Zeng, J., Cai, J., Wang, D., Liu, H., Sun, H., & Liu, J. (2023). Heat stress affects dairy cow health status through blood oxygen availability. Journal of Animal Science and Biotechnology, 14(1), article number 112. doi: 10.1186/s40104-023-00915-3.