Sen i leżenie mają znaczenie
Każdy wie, jak ogromny wpływ na zdrowie ma brak snu i odpoczynku. Ostatnie badania, przeprowadzone na Uniwersytecie Tennessee, wykazały potencjalny wpływ tych aspektów na zdrowie krów. Eksperymenty były wspierane przez United States Department of Agriculture National Institute of Food and Agriculture.
tekst: Mateusz Uciński, na podstawie „Journal of Dairy Science”
Krowy mleczne, które mają problem z odpowiednim położeniem się, jednocześnie mają ograniczoną zdolność snu, co negatywnie wpływa na dobrostan. Na wstępie trzeba zaznaczyć, że wpływ braku snu i odpoczynku (leżenia) na zdrowie krów mlecznych nie został dotychczas dobrze poznany. Określenie wpływu tego deficytu na fizjologiczne wskaźniki zdrowia bydła mlecznego, w tym na reakcje zapalne i metaboliczne, jest pierwszym kluczowym krokiem do zrozumienia konsekwencji strategii zarządzania, które może skutkować właśnie skróceniem czasu leżenia i brakiem snu.
Ile czasu krowa leży i śpi?
Kiedy przeanalizujemy rytm dobowy bydła, przekonamy się, że wyznaczają go oczywiste czynności, takie jak jedzenie, leżenie i dojenie, ale także czas spędzony na przemieszczaniu się między tymi aktywnościami. Możliwe, że suma tych czynności powoduje konflikt w harmonogramie, zaburzając część przeznaczoną na odpoczynek i sen.
Badania pokazują, że krowy mleczne leżą od 11 do 13 godzin dziennie w systemach zamkniętych. Część tego czasu spędzają na spaniu. Ich sen dzieli się na dwie główne fazy: NREM (brak szybkich ruchów gałek ocznych) i REM (występują szybkie ruchy gałek ocznych). U niektórych zwierząt obserwuje się stan drzemki; jest to opisane jako stan pośredni między aktywnością a fazą NREM.
Krowy mleczne śpią około 4 godzin dziennie, w krótkich (3-, 5-minutowych) rundach w ciągu dnia. Spędzają 3 godziny dziennie we śnie NREM, 30–45 minut dziennie we śnie REM i 8 godzin dziennie w stanie drzemki. Zasypiać i zapadać w sen NREM mogą również wtedy, gdy są zmuszone do stania, chociaż zwykle nie jest to obserwowane. W pozycji stojącej nie mogą osiągnąć żadnych stanów głębokiego snu. Aby wejść w fazę REM, muszą przyjąć pozycję leżącą. Dlatego każda strata czasu przeznaczonego na leżenie może wpłynąć na długość snu.
Eksperyment w Tennessee
Naukowcy mieli na celu określenie wpływu 24-godzinnej ingerencji ludzkiej w pozbawienie krów snu lub pozbawienie ich możliwości leżenia na reakcje metaboliczne (NEFA i glukoza) i zapalne (cytokiny prozapalne: czynnik martwicy nowotworu TNF oraz interleukina IL1B i IL6) bydła.
W badaniu tym wykorzystano 12 zacielonych krów mlecznych rasy holsztyńskiej, od połowy do późnej laktacji. Eksperyment obejmował dwa sposoby traktowania, które miały na celu pozbawienie zwierząt snu poprzez interwencję ludzką i uniemożliwienie im leżenia. Aby pozbawić krowy możliwości leżenia, na podłodze kojca umieszczono drewnianą kratę, uniemożliwiającą zajęcie pozycji leżącej. Dane zebrane z elektroencefalografu (EEG), za pomocą którego przeprowadzono badanie, zostały wykorzystane do określenia różnych faz snu – NREM, REM i drzemki – doświadczanych w normalnym okresie aktywności oraz w czasie dwóch postępowań badawczych.
Reakcje metaboliczne i zapalne
Naukowcy pierwotnie przewidywali, że krowy w przypadku obu postępowań wykażą zmiany w bilansie energetycznym i reakcjach zapalnych w porównaniu z pomiarami kontrolnymi. Stwierdzili jednak, że żaden ze sposobów traktowania krów nie wpływa na wskaźniki metaboliczne (NEFA i glukoza), ale pozbawienie możliwości leżenia stymuluje wydzielanie cytokin zapalnych. Ilości wydzielanych TNF i IL1B były wyższe po 24 godzinach od czasu pozbawienia zwierząt możliwości leżenia w porównaniu ze stanem kontrolnym. Ingerencje ludzkie, w przeciwieństwie do tego, nie zmieniały ilości TNF, IL1B ani IL6 w stosunku do poziomów wyjściowych.
Uczeni zauważyli: „W naszych poprzednich badaniach, w których badaliśmy wpływ znacznego pozbawienia leżenia i snu na zachowanie krów mlecznych w okresie laktacji, pozbawienie leżenia spowodowało znaczne zmniejszenie wszystkich stanów snu (REM, NREM, drzemka); jednak ingerencja człowieka powodowała jedynie niewielkie różnice w porównaniu z okresem wyjściowym, co sugeruje, że krowy były w stanie utrzymać sen pomimo naszych wysiłków, aby utrzymać je w stanie aktywności za pomocą działań ludzkich. Te odkrycia mogą wyjaśniać, dlaczego w naszym obecnym badaniu zaobserwowaliśmy większy wpływ pozbawienia leżenia na markery reakcji zapalnych w porównaniu z ingerencją ludzi”.
Kierująca grupą badawczą profesor Katy Proudfoot zauważyła, że takie wyniki sugerują, iż pozbawienie zwierząt możliwości leżenia przez krótki okres zwiększa występowanie reakcji zapalnych, ale nie metabolicznych. Brak wpływu na wskaźniki metaboliczne przypisywano produkcji mleka i spożyciu suchej masy (DMI).
– Należy również zauważyć, że te krowy doświadczyły spadku produkcji mleka o 3 kg w dniu po pozbawieniu leżenia, potencjalnie umożliwiając krowom utrzymanie bilansu energetycznego pomimo zwiększonego zapotrzebowania na energię podczas utraty snu – podkreśliła prof. Proudfoot. – Ponadto specjalnie wybraliśmy krowy, które miały wysoką tolerancję na ludzi i być może wyższą ogólną tolerancję na stresujące środowisko. Nie byliśmy również w stanie zmierzyć wpływu naszych sposobów traktowania na DMI, co pomogłoby w naszej interpretacji wyników pod kątem wskaźników metabolicznych.
Zmniejszona wydajność mleka
W poprzednich badaniach naukowcy odkryli, że chociaż brak snu nie miał wpływu na produkcję mleka, to połączenie braku snu i możliwości leżenia wpływało na zmniejszenie wydajności. W tym samym badaniu wykazano, że oba czynniki miały wpływ na wyższą zawartość tłuszczu w surowcu, ale nie miały wpływu na białko. Pozbawienie zwierzęcia możliwości leżenia podwyższyło liczbę komórek somatycznych (SCC) w porównaniu z wartością wyjściową, ale brak snu nie miał wpływu na SCC.
Naukowcy podkreślili potrzebę dalszych badań, aby zmierzyć wpływ braku snu na bardziej wrażliwe populacje, takie jak krowy chore, po porodzie lub te z bardziej nerwowymi skłonnościami.
Ponadto prowadzący eksperyment nie byli w stanie określić, czy dostosowanie do środowiska prozapalnego podczas braku możliwości leżenia było spowodowane utratą snu, dłuższym czasem stania czy połączeniem obu tych czynników, dlatego zalecili dalsze badania. Zasugerowali również całodobową rejestrację ogólnoustrojowego markera stanu zapalnego przed badaniem i podczas niego, aby ustalić zakres, w jakim występują ogólnoustrojowe zmiany prozapalne.
Zachowania związane z leżeniem a kulawizna
Kulawizna jest powszechnie uznawana za poważny problem zagrażający dobrostanowi zwierząt i produkcji w przemyśle mleczarskim. Może skutkować niższą wydajnością mleczną, zmniejszoną płodnością i zwiększonym ryzykiem przedwczesnego brakowania.
Ocena behawioralna, jak wizualna obserwacja chodu krów, jest pierwszą linią wykrywania kulawizny przed zidentyfikowaniem uszkodzeń racic podczas korekcji. Obecnie dostępna jest już zautomatyzowana technologia pomiaru zachowań zwierząt podczas leżenia, dzięki której niedrogie czujniki elektroniczne zapewniają precyzyjne ich oszacowanie dla poszczególnych krów.
Kulawizna może być skutkiem zachowania, ale może również modyfikować zachowanie dotkniętych chorobą zwierząt. Ogólnie rzecz biorąc, kulejące krowy spędzają więcej czasu leżąc, rzadziej jedzą i wchodzą w agresywne interakcje, są mniej aktywne w porównaniu z krowami niekulawymi.
Zwiększona częstość występowania kulawizn
Naukowcy z University of British Columbia i University of Guelph w Kanadzie ocenili związek między zachowaniem zwierząt w czasie leżenia a kulawizną. Zakładali, że krowy kulejące będą wykazywać inne reakcje niż te, które nie są kulawe. Drugim celem było ustalenie, czy pomiary zachowań w czasie leżenia mogą być wykorzystane jako narzędzie diagnostyczne dla kulawizny.
Badania przeprowadzili w 28 towarowych gospodarstwach mlecznych. Odkryli, że zachowanie w czasie leżenia, zwłaszcza długiego (>14,5 godziny dziennie), i długie fazy leżenia (>90 minut naraz) wiązały się ze zwiększoną częstością występowania kulawizn, a powierzchnia legowiska wpływała na reakcje behawioralne kulawych krów. Naukowcy zasugerowali, że automatyczny pomiar zachowania leżącego może być pomocny jako element wieloczynnikowego podejścia do wykrywania kulawizny.
Wiarygodna analiza kosztów i korzyści wynikających ze stosowania dostępnych technologii mają kluczowe znaczenie dla hodowców bydła mlecznego przy podejmowaniu decyzji, która technologia może być finansowo zrównoważona w dłuższej perspektywie. Obecne badanie powiązano z poprzednim, w którym porównano zachowanie krów leżących z różnym stopniem kulawizny, i stwierdzono, że udział zwierząt leżących w każdej kategorii wzrasta wraz ze stopniem tego schorzenia.
Czynniki determinujące brak snu i możliwości leżenia
– Według naszej wiedzy nasze wyniki są pierwszymi, które wskazują, że krótkie okresy pozbawienia snu i leżenia mogą mieć dalszy negatywny wpływ na zdrowie bydła – stwierdzili zgodnie naukowcy. – Wyniki tego badania wskazały również na czynniki, które mogą sprzyjać nadmiernym okresom stania, takie jak przegęszczenie, stres cieplny i stres transportowy.
Ważne jest również stadium laktacji; w podobnym badaniu najkrótszy czas snu REM stwierdzono u krów w laktacji (2 tygodnie po wycieleniu), a najdłuższy – w okresie zasuszenia (2 tygodnie przed wycieleniem). Naukowcy doszli do wniosku, że pierwszym krokiem w kierunku lepszego zrozumienia snu krów mlecznych jest ilościowe określenie czasu, jaki spędzają one na jawie i we śnie w różnych fazach laktacji, gdy mogą leżeć, nie przemieszczają się, nie czekają na paszę, wodę, dój i dostęp do miejsca, gdzie mogą odpocząć.
Preferowane przez krowy miejsce do leżenia
W badaniu przeprowadzonym w Szkocji uczeni dokonali oceny preferencji krów pod względem dwóch różnych cech jakościowych miejsc przeznaczonych do leżenia – rodzaju powierzchni i otwartej przestrzeni – aby lepiej zrozumieć, jak zoptymalizować komfort mlecznic odpoczywających w pomieszczeniach. Wyniki tych badań wskazują, że krowy mleczne bardziej cenią otwartą przestrzeń niż typ powierzchni do leżenia. Jednak naukowcy byli zgodni, że oba czynniki, a także rodzaj podściółki, mogą wpływać na rozkład czasu leżenia i snu. W raporcie opublikowanym w „Dzienniku EFSA” (2009) stwierdzono również, że skrócenie czasu leżenia z powodu złych warunków utrzymania prawdopodobnie będzie miało bardziej dotkliwy wpływ na dobrostan zwierząt, jeśli krótszy będzie czas snu.
Jak widać, sen i niezakłócany czas odpoczynku mają wręcz kluczowe znaczenie zarówno dla zdrowia, jak i dla dobrostanu utrzymywanych zwierząt.
