С тепловым стрессом можно успешно бороться

Заболотная Анжелика Альбертовна, Заболотная А.А.

Журнал "Свиноводство"; октябрь/ноябрь 2024 г.

А.А. ЗАБОЛОТНАЯ, доктор с.-х. наук, ведущий технолог-консультант ГК ВИК

Введение

Среди нескольких стрессоров, оказывающих влияние на продуктивность животных, тепловой стресс считается одним из наиболее сложных из-за высоких ежегодных экономических потерь, возникающих в результате снижения продуктивности животных (снижения потребления корма, замедления темпов роста, нарушения оплодотворяемости и качества семени хряков-производителей, снижения молочности свиноматок), а также увеличения заболеваемости и смертности сельскохозяйственных животных [1]. 

По оценкам животноводческой отрасли США, ежегодные экономические потери в результате теплового стресса составляют один миллиард долларов только для свиноводства [2].

Тепловой стресс возникает, когда температура окружающей среды превышает термонейтральную зону животного, и физиологическая способность отводить тепло через потоотделение, дыхание или одышку не в состоянии предотвратить повышение температуры тела. Несмотря на то, что все виды сельскохозяйственных животных восприимчивы к тепловому стрессу, свиньи особенно чувствительны к нему из-за отсутствия потовых желез [3].

Последствия теплового стресса

Исследованиями установлено, что тепловой стресс вызывает включение гипоталамо-гипофизарной системы организма, что приводит к увеличению синтеза гормонов стресса: кортикостероидов [4]. На этот процесс идет большой расход энергии и белка, которые в обычных условиях пошли бы на производство продукции и иммунитет. Как следствие, снижается воспроизводительная функция животных.

Окислительный стресс на клеточном уровне является неотъемлемой частью теплового стресса. Он представляет собой нарушение баланса между продукцией свободных радикалов в организме и уровнем нейтрализующих их антиоксидантов. Оксидативный стресс выражается в снижении иммунитета, угнетении роста свиней, поражениях печени и дегенерации мышечных тканей за счет повреждения биологически важных белков, липидов и нуклеиновых кислот, что сказывается на снижении их продуктивности, нарушает иммунную систему и в критических ситуациях приводит к гибели животных [5, 4].

При тепловом стрессе на физиолого-биохимическом уровне наблюдается повышение pH крови (инспирационный алкалоз – дыхание учащается до 40 дыхательный движений в минуту, в норме 15-22), понижение клеточного pH, дополнительные затраты ресурсов организма на восстановление гомеостаза, потеря бикарбоната (HCO3), активация протеинов теплового шока (так называемых белков-шаперонов) для изменения многих метаболических реакций, защиты и восстановления поврежденных теплочувствительных тканей. В условиях, когда внешняя температура превышает компенсаторные возможности животного по поддержанию постоянной температуры тела, наблюдается сердечная и сосудистая недостаточность, что в конечном итоге может привести к смерти [4].

Органы-мишени теплового стресса

Органом, который особенно чувствителен к тепловому стрессу, является кишечник. Реакцией организма на тепловой стресс является сужение сосудов в кровообращении внутренних органов, в том числе желудочно-кишечного тракта, печени, с последующим смещением крови к периферии для отвода тепла через кожу и снижения внутренней температуры тела [6]. В результате этого в тканях кишечника возникают гипоксия и снижение доставки питательных веществ, что считается основной причиной нарушения целостности кишечника и разрушения кишечного барьера при тепловом стрессе [7].

Нарушение кишечного барьера, проявление синдрома «дырявого кишечника», повышение транслокации бактериальных эндотоксинов, в кровоток (эндотоксемия) было признано основной причиной негативных последствий для продуктивности, благополучия и здоровья животных.  Эндотоксемия, в свою очередь, вызывает нарушение регуляции промежуточного метаболизма и снижение потребления корма у свиней [8,9]. Также было выявлено, что эндотоксины снижают концентрацию пролактина в плазме крови свиноматок после опороса, что, в свою очередь, отрицательно влияет на молочную продуктивность и развитие поросят [9]. В итоге, все перечисленные выше патологические процессы, протекающие в организме свиньи под влиянием температурного стресса, приводят к снижению продуктивности, ухудшению фертильности, потере сохранности, уменьшению привеса поросят.

По данным компании ССРА на протяжении нескольких последних лет для решения проблемы теплового стресса свиней в странах с жарким климатом повсеместно используют кормовую добавку Креа Эдванс, разработанную компанией ССРА. Так, в Европе Креа Эдванс применяют: Франция, Португалия, Испания, Италия, Венгрия; в Южной и Центральной Америке: Домениканская республика, Гватемала, Коста Рика, Панама, Бразилия, Перу, Чили. В Африке: в составе премиксов и концентратов Креа Эдванс поставляется в Камерун, Кот-д-Ивуар, Буркина Фасо, Реуньон, Сейшеллы, Уганду. В Азии используется в Сингапуре, Тайвани, Вьетнаме, на Филиппинах.

В состав Креа Эдванс входят: капсаицин (действующее вещество из жгучего перца чили), пиперин (жгучее вещество из черного перца), гингерол (жгучее вещество из имбиря), эпигаллат катехина (антиоксидант из экстракта зеленого чая), экстракт пажитника. Основные свойства данных ингредиентов отражены в таблице 1.

Таблица 1. – Свойства ингредиентов кормовой добавки Креа Эдванс

Механизм действия кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС

Каков же механизм действия кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС? Для поддержания жизнедеятельности свиньи все процессы в ее организме находятся в строгом балансе. Повышенная температура приводит к нарушению баланса. Чтобы охладить себя, свинья начинает часто дышать. С учащенным дыханием углекислота в организме свиньи разрушается, из-за чего удаляется большое количество углекислого газа, при этом в организме увеличивается число отрицательно заряженных ионов СОН-. Наступает респираторный алкалоз – сдвиг значения рН внутренней среды организма в щелочную сторону. Для поддержания гомеостаза организм в срочном порядке выделяет щелочные основания с мочой. Вечером температура уменьшается, дыхание свиней нормализуется. Распад углекислоты прекращается, и она накапливается в организме. Но так как щелочные элементы были выведены в больших количествах, наступает метаболический ацидоз, что также приводит к плохому самочувствию, угнетению аппетита, снижению продуктивности. Днем все повторяется снова. Необходимо предупредить эту патологическую цепочку и устранить проблему в точке ее запускa. Жгучие вещества капсаицин, пи-перин, гингерол вызывают повышение температуры в желудке до 42–43°С, искусственно раздражая капсаициновые рецепторы, десенсибилизируя их к тепловому раздражителю [10]. Они возбуждают блуждающий нерв, который блокирует ощущение сытости и приводит к увеличению потребления корма животными. Активируют парасимпатическую нервную систему, которая запускает механизм адаптации организма к температурному стрессу: снижает частоту дыханий, подстраивает обменные процессы, способствует хорошему самочувствию свиней. Начинать применение данной кормовой добавки рекомендуется за одну-две недели до ожидаемого подъема температуры окружающего воздуха для того, чтобы организм животного смог адаптировать обменные процессы к предстоящему температурному стрессу.

Результаты и обсуждение 

На одном из промышленных свиноводческих предприятий южного региона РФ в период лета 2024 года на поголовье лактирующих свиноматок применялась кормовая добавка: КРЕА ЭДВАНС в дозировке 2 кг на 1 тонну корма СК-1 – корма для холостых и СК-2 – корма для лактирующих свиноматок. Скармливание свиноматкам данной кормовой добавки начали в июле месяце 2024 г. Контрольной группой были лактирующие свиноматки до применения КРЕА ЭДВАНС

Поросят, полученных от свиноматок опытных и контрольных групп, взвешивали при переводе на доращивание, рассчитывали их среднесуточный прирост, сохранность в подсосный период. По итогам применения кормовых добавок КРЕА ЭДВАНС были получены следующие результаты таблица 2 и рис. 1–5.

По результатам применения кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС были получены следующие результаты: многоплодие свиноматок, получавших КРЕА ЭДВАНС в составе рациона, увеличилось на 0,27 поросенка или на 2%, масса поросенка при отъеме увеличилась на 100 г или на 1,6%, среднесуточный привес увеличился на 5 г или 2,2%, количество поросят к отъему на свиноматку увеличилась на 0,2 головы или 1,7% по сравнению с контрольной группой, без применения кормовой добавки. В программе Exсel была рассчитана экономическая эффективность применения кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС. Результаты расчета экономической эффективности размещены на рисунке 5.

На рисунке 5 показано, что в среднем, на кормление одной свиноматки и ее гнезда поросят было затрачено 131 рубль на приобретение кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС и 14 рублей – на увеличение потребления корма марки СК-2 лактирующей свиноматкой. При этом было получено дохода 369 рублей к моменту отъема поросят на гнездо за счет увеличения отъемного веса и сохранности поросят. То есть, уже на этапе отъема поросят применение кормовой добавки принесло прибыль на одно гнездо свиноматки в размере 224 рубля. Далее по математической модели была спрогнозирована динамика роста поросят опытной группы свиноматок с более высоким отъемным весом до момента их реализации с откорма в возрасте 170 дней живым весом 126 кг при цене на «живой вес» 108 рублей без НДС за 1 кг. В период доращивания и откорма дополнительные затраты на корма для выращивания гнезда поросят составят 984 рубля, а дополнительный доход от реализации одного гнезда поросят – на сумму 1311 рублей. 

В итоге будет получена дополнительная прибыль на одно гнездо свиноматки, потреблявшей кормовые добавки, в размере 579 рублей. То есть возврат инвестиций составит 1,52 рубля на один вложенный рубль. Без учета увеличения потребления кормов в период доращивания и откорма поросят из опытных групп, с включением только затрат на кормовую добавку, возврат инвестиций составит 4,41 рубля на 1 вложенный рубль. Следует отметить, что применять данный продукт начали в середине июля месяца, когда температурный стресс уже «унес» жизни 50 свиноматок. И даже в этом случае был получен положительный экономический эффект. На другом свинокомплексе в Казахстане, также в период лета 2024 года на поголовье лактирующих свиноматок применялась кормовая добавка КРЕА ЭДВАНС в дозировке 2 кг на 1 тонну корма СК-2. Скармливание свиноматкам данной кормовой добавки осуществлялось в июне 2024 г., контрольная группа свиноматок потребляла корм СК-2 без применения КРЕА ЭДВАНС. Поросят, полученных от свиноматок опытных и контрольных групп, взвешивали при переводе на доращивание, рассчитывали их среднесуточный прирост, сохранность в подсосный период.

По итогам применения кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС были получены следующие результаты таблица 3 и рисунки 6–10. По результатам применения кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС были получены следующие результаты: многоплодие свиноматок увеличилось на 1,1 поросенка или 8,7%; количество мертворожденных поросят снизилось на 0,4 гол. или 3,2%; количество поросят к отъему увеличилось на 1,34 головы или 12,5%, падеж за подсосный период снизился на 2,7%, по сравнению с контрольной группой без применения кормовой добавки. В программе Exсel была рассчитана экономическая эффективность применения кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС. Результаты расчета экономической эффективности размещены на рис. 10. На рис. 10 показано, что в среднем, на кормление одной свиноматки и ее гнезда поросят было затрачено 274 рубля на приобретение кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС. При этом было получено дохода 1013 рублей на гнездо за счет увеличения отъемного веса поросят. То есть, уже на этапе отъема поросят применение кормовых добавок принесло прибыль на одно гнездо свиноматки в размере 756 рублей

Далее по математической модели была спрогнозирована динамика роста поросят опытной группы свиноматок с более высоким отъемным весом до момента их реализации с откорма в возрасте 170 дней живым весом 126 кг при цене на «живой вес» 108 рублей без НДС за 1 кг. В период доращивания и откорма затраты на корма для выращивания гнезда поросят составят 12 141 рубля, при этом доход от реализации одного гнезда поросят составит 16 030 рублей. В итоге получена дополнительная прибыль на одно гнездо свиноматки, потреблявшей кормовые добавки, в размере 4 627 рублей. То есть возврат инвестиций составит 1,37 рубля на один вложенный рубль. Без учета увеличения потребления кормов в период доращивания и откорма поросят из опытных групп, с включением только затрат на кормовую добавку, возврат инвестиций составит 16,88 рубля на 1 вложенный рубль. Общие итоги применения кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС на свиноматках в период лета 2024 года суммированы в таблице 4.

Применение кормовой добавки КРЕА ЭДВАНС в период теплового стресса нормализует физиологические процессы в организме свиноматок и позволяет компенсировать потерю продуктивности за летний сезон. По результатам применения КРЕА ЭДВАНС показаны следующие результаты: увеличение количества живорожденных поросят на 0,3-1,34 поросенка, увеличение массы поросенка к отъему – на 120-700 г, снижение уровня падежа на подсосе на 0,4-7%, получение дополнительной прибыли на одно гнездо свиноматки уже к моменту отъема поросят от свиноматки на 224-1250 рублей, по сравнению со свиноматками контрольных групп, не потреблявших кормовую добавку КРЕА ЭДВАНС.

Литература

1. Renaudeau D, Gourdine JL, St-Pierre NR. A meta-analysis of the effects of high ambient temperature on growth performance of growing-finishing pigs. J Anim Sci. 2011;89(7):2220–2230. doi: 10.2527/jas.2010-3329. - DOI - PubMed

2. Pollman DS. Seasonal effects on sow herds: industry experience and management      strategies. J Anim Sci. 2010;88(Suppl 3):9.

3. Ross JW, Hale BJ, Seibert JT, Romoser MR, Adur MK, Keating AF, et al. Physiological mechanisms through which heat stress compromises reproduction in pigs. Mol Reprod Dev. 2017;84(9):934–945. doi: 10.1002/mrd.22859. - DOI - PubMed

4. Сурай П. Ф. Физиологические механизмы и практические приемы снижения отрицательного влияния теплового стресса в свиноводстве / П. Ф. Сурай., Т. И. Фотина // Свиноводство Украины. – № 06 (25). – 2013. – С. 9–11.

5. Клименко, А. С. Тепловой стресс у свиней и его профилактика / А. С. Клименко, Д. А. Трухин // Свиноводство. – 2012. – № 2. – С. 31-32. – EDN OPRENL.

6. Collin A, Lebreton Y, Fillaut M, Vincent A, Thomas F, Herpin P. Effects of exposure to high temperature and feeding level on regional blood flow and oxidative capacity of tissues in piglets. Exp Physiol. 2001;86(1):83–91.

7. Lambert GP, Gisolfi CV, Berg DJ, Moseley PL, Oberley LW, Kregel KC. Selected contribution: hyperthermia-induced intestinal permeability and the role of oxidative and nitrosative stress (1985). J Appl Physiol. 2002;92(4):1750–61.

8. Mayorga EJ, Ross JW, Keating AF, Rhoads RP, Baumgard LH. Biology of heat stress; the nexus between intestinal hyperpermeability and swine reproduction. Theriogenology. 2020;154:73–83. doi: 10.1016/j.theriogenology.2020.05.023. - DOI - PubMed

9. Harbison JE, Roth-Schulze AJ, Giles LC, Tran CD, Ngui KM, Penno MA, et al. Gut microbiome dysbiosis and increased intestinal permeability in children with islet autoimmunity and type 1 diabetes: A prospective cohort study. Pediatr Diabetes. 2019;20(5):574–583. - PubMed

10. Kroscher, Kellie A, Dane W Fausnacht, Ryan P McMillan, Samer W El-Kadi, Emma H Wall, David M Bravo, and Robert P Rhoads. ‘Supplementation with Artificial Sweetener and Capsaicin Alters Metabolic Flexibility and Performance in Heat-Stressed and Feed-Restricted Pigs’. Journal of Animal Science 100, № 8 (August 2022): skac195. https://doi.org/10.1093/jas/skac195