استرس گرمایی در گاو شیری؛ نقش تغذیه و ترکیبات ویتامینه و معدنی در حفظ سلامت و تولید

استرس گرمایی یکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده عملکرد گاوهای شیری در فصل گرم سال است. افزایش دمای محیط، به‌ویژه زمانی که همراه با رطوبت بالا باشد، توانایی دام برای دفع حرارت تولیدشده در بدن را کاهش می‌دهد. در این شرایط، گاو با افزایش تعداد تنفس، تعریق و تغییر رفتار تغذیه‌ای تلاش می‌کند دمای بدن خود را در محدوده طبیعی حفظ کند.

این سازگاری‌ها اگرچه برای بقای حیوان ضروری هستند، اما هزینه فیزیولوژیک قابل‌توجهی دارند. کاهش مصرف ماده خشک، تغییر در فعالیت شکمبه، افت تولید شیر، تغییر ترکیب شیر، اختلال در وضعیت آنتی‌اکسیدانی و افزایش فشار متابولیکی از پیامدهایی هستند که ممکن است در دوره‌های گرمای شدید مشاهده شوند. به همین دلیل، مدیریت استرس گرمایی تنها به خنک‌کردن دام محدود نمی‌شود و تغذیه نقش مهمی در کاهش پیامدهای آن دارد.

استرس گرمایی چگونه بر گاو شیری اثر می‌گذارد؟

گاوهای پرتولید به دلیل مصرف خوراک و فعالیت متابولیکی بیشتر، گرمای داخلی قابل‌توجهی تولید می‌کنند. هنگامی که دمای محیط افزایش پیدا می‌کند، بخشی از انرژی و ظرفیت فیزیولوژیک بدن به جای تولید شیر و سایر فعالیت‌های حیاتی، صرف دفع حرارت می‌شود.

یکی از نخستین تغییرات قابل مشاهده در این شرایط، کاهش مصرف خوراک است. گاو با کاهش مصرف ماده خشک، گرمای حاصل از تخمیر و متابولیسم مواد غذایی را کاهش می‌دهد. این واکنش از نظر تنظیم دمای بدن مفید است، اما در گاو شیری پرتولید می‌تواند دریافت انرژی و مواد مغذی را محدود کند.

در نتیجه، کاهش مصرف ماده خشک می‌تواند به کاهش تولید شیر و تغییر در متابولیسم انرژی منجر شود. از طرف دیگر، افزایش تنفس و تغییرات اسید ـ باز بدن، افزایش دفع برخی الکترولیت‌ها و تغییر در تعادل آب و مواد معدنی نیز می‌تواند نیاز به مدیریت تغذیه‌ای دقیق‌تر را افزایش دهد. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که استرس گرمایی می‌تواند نیازها و تعادل برخی مواد معدنی، به‌ویژه سدیم و پتاسیم، را تحت تأثیر قرار دهد.

کاهش مصرف خوراک؛ یکی از مهم‌ترین پیامدهای استرس گرمایی

کاهش مصرف ماده خشک تنها یک نشانه از استرس گرمایی نیست؛ بلکه می‌تواند آغازگر مجموعه‌ای از تغییرات متابولیکی باشد.

وقتی گاو خوراک کمتری دریافت می‌کند، انرژی، پروتئین، مواد معدنی و ویتامین‌های کمتری نیز وارد بدن می‌شود. در یک گاو شیری پرتولید که نیاز غذایی آن بالاست، این کاهش دریافت می‌تواند قابل‌توجه باشد.

بنابراین در دوره گرما، هدف تغذیه‌ای فقط افزایش تراکم انرژی جیره نیست. جیره باید به گونه‌ای مدیریت شود که ضمن تأمین نیازهای حیوان، قابلیت هضم مناسب، سلامت شکمبه و مصرف خوراک را نیز حفظ کند.

از این منظر، حفظ اشتها اهمیت زیادی دارد. هر عاملی که باعث شود گاو مدت بیشتری خوراک مصرف کند و افت مصرف ماده خشک کمتری داشته باشد، می‌تواند به حفظ وضعیت تغذیه‌ای و تولیدی حیوان کمک کند.

آب؛ نخستین ماده مغذی در فصل گرما

در شرایط گرم، آب اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. افزایش دمای بدن باعث افزایش نیاز به دفع حرارت و در نتیجه افزایش نیاز به آب می‌شود. همچنین گاو شیری از طریق شیر مقدار قابل‌توجهی آب از بدن خارج می‌کند.

بنابراین دسترسی دائمی به آب پاک، خنک و با کیفیت مناسب، یکی از پایه‌های مدیریت استرس گرمایی است.

محل آبشخور نیز اهمیت دارد. اگر آبشخور به اندازه کافی در دسترس نباشد، ظرفیت آن محدود باشد یا آب کیفیت نامناسبی داشته باشد، مصرف آب می‌تواند کاهش پیدا کند؛ موضوعی که در شرایط گرمایی می‌تواند پیامدهای بیشتری داشته باشد.

از سوی دیگر، افزایش تنفس و تغییرات فیزیولوژیک در شرایط گرما بر تعادل الکترولیت‌ها و وضعیت اسید ـ باز بدن اثر می‌گذارد. به همین دلیل، تأمین متعادل مواد معدنی در جیره باید هم‌زمان با مدیریت آب مورد توجه قرار گیرد.

نقش الکترولیت‌ها و مواد معدنی در شرایط گرما

مواد معدنی تنها برای ساختار استخوان یا فعالیت آنزیم‌ها ضروری نیستند؛ بسیاری از آنها در تنظیم آب بدن، تعادل اسید ـ باز، عملکرد عضلات، انتقال پیام‌های عصبی و متابولیسم انرژی نقش دارند.

پتاسیم

پتاسیم یکی از مهم‌ترین الکترولیت‌های داخل سلولی است و در تنظیم تعادل آب، عملکرد عضلات و انتقال پیام‌های عصبی نقش دارد.

در شرایط استرس گرمایی، تغییر در مصرف آب، تعریق و سایر مسیرهای دفع می‌تواند تعادل الکترولیت‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. از طرف دیگر، نیاز به پتاسیم با توجه به شرایط محیطی، میزان تولید شیر و ترکیب جیره متفاوت است.

بنابراین تأمین پتاسیم باید بر اساس جیره و نیاز واقعی دام انجام شود و افزایش خودسرانه آن به‌عنوان راهکار مقابله با گرما توصیه نمی‌شود.

منیزیم

منیزیم برای فعالیت تعداد زیادی از آنزیم‌های بدن و همچنین عملکرد طبیعی عضلات و متابولیسم انرژی ضروری است.

در شرایطی که مصرف خوراک کاهش پیدا می‌کند، دریافت مواد معدنی نیز ممکن است کاهش یابد. به همین دلیل، بررسی وضعیت منیزیم در برنامه تغذیه‌ای گاوهای در معرض گرما اهمیت دارد.

سدیم

سدیم در تنظیم تعادل مایعات بدن، عملکرد عصبی و تعادل اسید ـ باز نقش دارد. افزایش تنفس در شرایط گرما می‌تواند وضعیت اسید ـ باز بدن را تغییر دهد و در نتیجه اهمیت مدیریت الکترولیت‌ها را افزایش دهد.

البته تنظیم سدیم باید با توجه به کل جیره و کیفیت آب انجام شود، زیرا مقدار سدیم موجود در آب نیز می‌تواند بر دریافت نهایی دام اثر بگذارد.

چرا ویتامین‌ها در شرایط استرس گرمایی اهمیت پیدا می‌کنند؟

استرس گرمایی علاوه بر تغییر مصرف خوراک و تعادل آب و الکترولیت‌ها، با افزایش فشار اکسیداتیو نیز همراه است. افزایش فعالیت متابولیکی و پاسخ‌های فیزیولوژیک بدن می‌تواند تعادل بین تولید و خنثی‌سازی گونه‌های فعال اکسیژن را تغییر دهد.

در این شرایط، ویتامین‌هایی که در سیستم دفاع آنتی‌اکسیدانی یا حفظ سلامت بافت‌ها نقش دارند، اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند.

ویتامین E

ویتامین E یکی از مهم‌ترین ویتامین‌های مرتبط با دفاع آنتی‌اکسیدانی است. این ویتامین از غشای سلول‌ها در برابر آسیب ناشی از اکسیداسیون محافظت می‌کند و با عملکرد طبیعی سیستم ایمنی نیز ارتباط دارد.

به همین دلیل، وضعیت ویتامین E در دوره‌های استرس می‌تواند از جنبه تغذیه‌ای اهمیت داشته باشد.

ویتامین C

ویتامین C در سیستم آنتی‌اکسیدانی بدن نقش دارد و می‌تواند در مقابله با پیامدهای استرس اکسیداتیو مورد توجه قرار گیرد.

اگرچه شرایط تأمین و متابولیسم ویتامین C در نشخوارکنندگان با انسان متفاوت است و گاو بالغ توانایی سنتز آن را دارد، شرایط استرس شدید و افزایش نیازهای فیزیولوژیک باعث شده است نقش تغذیه‌ای آن در شرایط گرما مورد توجه تحقیقات قرار گیرد.

ویتامین A

ویتامین A برای حفظ سلامت بافت‌های اپی‌تلیالی، بینایی، عملکرد تولیدمثلی و عملکرد طبیعی سیستم ایمنی ضروری است. در دوره‌ای که دام تحت فشار محیطی قرار دارد، حفظ وضعیت مناسب ویتامین A بخشی از مدیریت کلی تغذیه‌ای محسوب می‌شود.

در نتیجه، استفاده از برنامه ویتامینی متعادل در دوره گرما می‌تواند در کنار سایر اقدامات مدیریتی به حفظ وضعیت فیزیولوژیک دام کمک کند.

نقش عناصر کم‌مصرف؛ مقدار کم، اهمیت زیاد

عناصر کم‌مصرف مانند روی، مس، منگنز، سلنیوم، کبالت و کروم اگرچه در مقادیر بسیار کمتر از مواد معدنی پرمصرف مورد نیاز هستند، اما در فرآیندهای مهمی از جمله فعالیت آنزیم‌ها، متابولیسم انرژی، دفاع آنتی‌اکسیدانی و عملکرد سیستم ایمنی نقش دارند.

در یک مرور علمی جدید درباره عناصر کم‌مصرف و استرس گرمایی در گاو شیری، نقش سلنیوم، روی، مس، کبالت و کروم در پاسخ آنتی‌اکسیدانی، ایمنی و سازگاری متابولیکی مورد بررسی قرار گرفته است. با این حال، پاسخ حیوان به این عناصر به عواملی مانند منبع ماده معدنی، مقدار مصرف، مرحله تولید و شرایط محیطی وابسته است و نمی‌توان یک پاسخ یکسان برای همه شرایط در نظر گرفت.

سلنیوم

سلنیوم از طریق حضور در پروتئین‌های سلنوپروتئینی، از جمله آنزیم‌های مرتبط با سیستم دفاع آنتی‌اکسیدانی، در محافظت سلولی نقش دارد.

در دوره استرس گرمایی که فشار اکسیداتیو می‌تواند افزایش پیدا کند، تأمین مناسب سلنیوم اهمیت پیدا می‌کند. البته میزان و منبع سلنیوم باید متناسب با نیاز دام و مقدار موجود در سایر اجزای جیره تعیین شود.

روی

روی در عملکرد بسیاری از آنزیم‌ها، سلامت پوست و بافت‌های پوششی، عملکرد سیستم ایمنی و فرآیندهای آنتی‌اکسیدانی نقش دارد.

مطالعات انجام‌شده درباره گاوهای تحت استرس گرمایی نشان داده‌اند که مکمل‌کردن برخی منابع روی می‌تواند در بعضی شرایط بر مصرف ماده خشک و تولید شیر اثرگذار باشد، اما پاسخ‌ها به منبع و مقدار مصرف وابسته هستند.

مس و منگنز

مس و منگنز نیز در فعالیت آنزیمی، دفاع آنتی‌اکسیدانی، عملکرد ایمنی و متابولیسم طبیعی بدن نقش دارند.

در شرایط استرس گرمایی، اهمیت این عناصر را باید در قالب یک برنامه متعادل مواد معدنی در نظر گرفت؛ نه به‌عنوان یک ماده منفرد که به تنهایی بتواند اثرات گرما را برطرف کند.

کروم

کروم در سال‌های اخیر به دلیل ارتباط آن با متابولیسم گلوکز و پاسخ به استرس، مورد توجه مطالعات تغذیه‌ای گاوهای شیری قرار گرفته است.

برخی مطالعات استفاده از منابع کروم، به‌ویژه کروم مرتبط با مخمر، را در گاوهای تحت استرس گرمایی با بهبود برخی شاخص‌های مصرف خوراک و تولید همراه دانسته‌اند. با این حال، پاسخ به کروم به منبع، مقدار مصرف و شرایط جیره وابسته است و نباید آن را یک راهکار مستقل برای کنترل استرس گرمایی در نظر گرفت.

آیا فرم ماده معدنی نیز اهمیت دارد؟

تأمین مقدار کافی یک ماده معدنی لزوماً به معنای جذب و استفاده کامل از آن توسط حیوان نیست.

جذب مواد معدنی می‌تواند تحت تأثیر ترکیب جیره، وجود ترکیبات ضدتغذیه‌ای، برهم‌کنش میان مواد معدنی و شکل شیمیایی ماده معدنی قرار گیرد.

به همین دلیل، در سال‌های اخیر توجه زیادی به منابع آلی و کیلاته مواد معدنی شده است. هدف از استفاده از این منابع، افزایش قابلیت دسترسی زیستی برخی عناصر و کاهش برخی تداخلات احتمالی در مسیر جذب است.

البته «آلی یا کیلاته بودن» به تنهایی به معنای برتری قطعی در تمام شرایط نیست. اثربخشی یک منبع معدنی باید بر اساس عنصر مورد نظر، ترکیب شیمیایی، سطح مصرف، جیره پایه و شرایط دام ارزیابی شود.

در نتیجه، هنگام طراحی برنامه معدنی برای گاوهای شیری در دوره گرما، هم مقدار ماده معدنی و هم منبع آن باید مورد توجه قرار گیرد.

مخمر و عملکرد شکمبه

کاهش مصرف خوراک در دوره گرما می‌تواند عملکرد طبیعی شکمبه را نیز تحت تأثیر قرار دهد. از این رو، حفظ محیط مناسب شکمبه یکی از بخش‌های مهم مدیریت تغذیه‌ای در فصل گرم است.

مخمر (Saccharomyces cerevisiae)  یکی از افزودنی‌هایی است که در تغذیه گاوهای شیری مورد مطالعه قرار گرفته است. برخی مطالعات نشان داده‌اند که مخمر زنده و یا اتولیز شده می‌تواند بر تخمیر شکمبه، قابلیت هضم مواد مغذی، وضعیت آنتی‌اکسیدانی و عملکرد حیوان اثر بگذارد.

یک فراتحلیل منتشرشده در سال ۲۰۲۶ که مطالعات مربوط به مداخلات تغذیه‌ای برای کاهش پیامدهای استرس گرمایی در گاوهای شیری را بررسی کرده، برای مخمر زنده، عمدتاً Saccharomyces cerevisiae، نتایج امیدوارکننده‌ای در زمینه برخی شاخص‌های تولید، قابلیت هضم پروتئین و وضعیت آنتی‌اکسیدانی گزارش کرده است. با این حال، نویسندگان بر ناهمگونی بالای مطالعات و وابستگی پاسخ به شرایط مختلف تأکید کرده‌اند.

بنابراین مخمر را نیز باید بخشی از یک برنامه تغذیه‌ای جامع دانست، نه جایگزینی برای مدیریت صحیح جیره، آب، تهویه و خنک‌سازی.

تغذیه مناسب؛ یک راهکار، نه یک ترکیب منفرد

یکی از اشتباهات رایج در مدیریت استرس گرمایی، جست‌وجوی یک ماده یا ترکیب واحد برای حل مشکل است.

استرس گرمایی یک اختلال چندعاملی است و مدیریت آن نیز باید چندوجهی باشد. تغذیه، آب، تهویه، سایه، خنک‌سازی، زمان خوراک‌دهی و مدیریت جایگاه همگی در کنار یکدیگر اهمیت دارند.

در بخش تغذیه‌ای، چند اصل باید هم‌زمان مورد توجه قرار گیرد:

• فراهم‌کردن آب کافی و با کیفیت مناسب
• حفظ مصرف ماده خشک تا حد امکان
• تأمین متعادل انرژی و پروتئین
• توجه به الکترولیت‌ها و مواد معدنی
• تأمین ویتامین‌ها در سطح متناسب با نیاز دام
• توجه به منابع و زیست‌فراهمی مواد معدنی
• حفظ سلامت و عملکرد شکمبه
• کاهش عوامل مؤثر بر افت اشتها
• تنظیم جیره بر اساس مرحله شیردهی و میزان تولید

در یک متاآنالیز جدید از مداخلات تغذیه‌ای در گاوهای شیری تحت استرس گرمایی، مکمل‌های ترکیبی ویتامینه ـ معدنی در مجموع با بهبود برخی شاخص‌های مصرف ماده خشک و تولید همراه بودند؛ با این حال، اثرگذاری بین مطالعات متفاوت بوده و نتایج به نوع مکمل و شرایط آزمایش وابسته بوده است.

تغذیه در کنار مدیریت محیطی

هیچ برنامه تغذیه‌ای نمی‌تواند جایگزین خنک‌سازی مناسب دام شود.

اگر گاو در معرض دمای بالا، رطوبت زیاد، جریان هوای ناکافی یا تراکم بیش از حد قرار داشته باشد، حتی یک جیره متعادل نیز نمی‌تواند تمام پیامدهای استرس گرمایی را برطرف کند.

بنابراین بهترین نتیجه زمانی حاصل می‌شود که اصلاحات تغذیه‌ای در کنار مدیریت محیطی اجرا شوند. دسترسی مناسب به آب، ایجاد سایه، استفاده مؤثر از پنکه و سیستم‌های خنک‌کننده و کاهش زمان قرارگیری دام در شرایط نامطلوب، پایه‌های اصلی کنترل استرس گرمایی هستند.

حرف آخر

استرس گرمایی مجموعه‌ای از تغییرات فیزیولوژیک و تغذیه‌ای را در گاو شیری ایجاد می‌کند که کاهش مصرف ماده خشک، تغییر در تعادل آب و الکترولیت‌ها، افزایش فشار اکسیداتیو و اختلال در عملکرد طبیعی شکمبه از مهم‌ترین آنها هستند.

در چنین شرایطی، تغذیه مناسب می‌تواند نقش مهمی در کاهش پیامدهای استرس داشته باشد. تأمین آب کافی، حفظ مصرف خوراک، مدیریت الکترولیت‌ها و مواد معدنی، تأمین ویتامین‌های مورد نیاز و توجه به وضعیت آنتی‌اکسیدانی بدن، اجزای مهم این رویکرد هستند.

همچنین منابع آلی و کیلاته برخی مواد معدنی و افزودنی‌هایی مانند Saccharomyces cerevisiae  می‌توانند در چارچوب یک برنامه تغذیه‌ای مناسب مورد استفاده قرار گیرند؛ اما میزان اثرگذاری آنها به ترکیب جیره، منبع و مقدار مصرف، وضعیت دام و شدت استرس گرمایی وابسته است.

در نهایت، مدیریت موفق استرس گرمایی حاصل یک اقدام منفرد نیست. ترکیب مدیریت محیط، آب، خنک‌سازی و تغذیه متعادل است که می‌تواند به حفظ سلامت، مصرف خوراک، عملکرد شکمبه و تولید گاوهای شیری در فصل گرم کمک کند.

منبع:

Meta-analysis of the effects of dietary interventions to alleviate heat stress in lactating dairy cows, Agung Irawan, Amirul Faiz Md. Azmi, Md. Atikur Rahman, Yulianri Rizki Yanza, Muchamad Muchlas, Hasliza Abu Hassim, Ahmad Sofyan, Anuraga Jayanegara, Min Gao, Adam Cieslak, Vincent Niderkorn, Serkan Ates