Wie sich Hitzestress negativ auf die Fruchtbarkeit von Milchkühen auswirken kann

In diesem Blog werden wir die Auswirkungen von Hitzestress auf die Reproduktionsleistung hervorheben, beginnend mit einer kurzen Auffrischung der dazugehörigen Physiologie:

Der Östrus-Zyklus

Der Östrus-Zyklus ist eine 21-tägige Reihe von Ereignissen, die von mehreren Hormonen gesteuert werden, die im Gehirn und Reproduktionssystem produziert werden. Dies geschieht durch die "Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse". Im Gehirn, am Hypothalamus, wird ein Hormon namens GnRH produziert. Dieses Hormon induziert einen anderen Teil des Gehirns (die Hypophyse) um das Follikel stimulierende Hormon (FSH) und das luteinisierendes Hormon (LH) zu produzieren. FSH stimuliert das Wachstum der Follikel am Eierstock, was schließlich zur Reifung eines Follikels und zur Freisetzung zunehmender Mengen an Östrogenen führt. Das Gehirn reagiert anschließend, indem es eine LH-Welle erzeugt, die den Eisprung induziert: Der reife Follikel explodiert und gibt die Eizelle frei.

Zusätzlich induziert LH die Entwicklung des Follikels zu einem Corpus luteum, wo Progesteron produziert wird. Nach ein paar Tagen unter dem Einfluss von Progesteron, ordnet die Gebärmutter, sollte sich kein Embryo eingenistet haben, an das Hormon PGF2a (Prostaglandin) zu produzieren. Das PGF2a verursacht einen Abbau des Corpus Luteum, was wiederum zur Progesteronproduktion führt. Das Gehirn reagiert anschließend, mit der erneuten Produktion von GnRH, um den Zyklus neu zu starten.

Wie Hitzestress die Reproduktion beeinflusst

Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Verlauf wird in Zeiten von Hitzestress eine weitere wichtige Hormonachse aktiviert: die "Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse". Diese Achse steuert die Produktion von Cortisol – einem Hormon, das Stressanpassungen ermöglicht, aber auch viele andere hormonelle und metabolische Prozesse beeinflusst und stört.

In Zeiten von Hitzestress, antagonisiert die Hypothalamus-Hypophyse-Nebennieren-Achse die Hypothalamus-Hypophyse-Gonaden-Achse wie oben beschrieben. In Forschungsmodellen und Studien wurden Reproduktionsleistung an heißen im Gegensatz zu kühlen Umgebungen verglichen, wobei beobachtet wurde, dass bei Kühen, die Hitze ausgesetzt sind, ein negative Einfluss auf die Reproduktion vorliegt. Zusammenfassend hat die Forschung gezeigt, dass Hitzestress1,2:

• die Größe, Anzahl und Reifungsdynamik der Follikel, mit Auswirkungen nicht nur auf einen Zyklus, sondern auch auf nachfolgende Zyklen negativ beeinflussen kann
• die Produktion von Östrogenen, die zu Beginn des Eisprungs sowie die Dauer und Intensität des Zyklus erforderlich sind, senkt
• die Produktion von LH welches erforderlich ist, um den Eisprung und die Bildung des Corpus luteum zu induzieren, senkt
• die Progesteronkonzentration, die die embryonale Lebensfähigkeit beeinträchtigt, senkt. Dies wurde nach dauerhafter Exposition gegenüber Hitzestress festgestellt
• die Produktion von PGF2a in der Gebärmutter verringert, was entscheidend ist, um das Corpus Luteum abzubauen, so dass der Zyklus neu gestartet werden kann, wenn keine Trächtigkeit festgestellt wurde

Abgesehen von diesen Auswirkungen ist die Lebensfähigkeit des Embryos nicht gewährleistet, selbst wenn die Befruchtung stattgefunden hat. Gründe dafür sind die Folgen der Abnahme des Progesteronlevels, sowie eine erhöhte Körpertemperatur, die einen negativen Einfluss auf die Umgebung des einzunistenden Embryos haben kann.

Es ist wichtig zu beachten, dass Hitzestress die Reproduktion nicht nur am, sondern auch vor und nach dem Eisprung mit negativen Auswirkungen beeinflussen kann. Diese sind oft gegen Ende der Sommermonate und bis zum Beginn des Herbstes zu beobachten.

Wie man die Auswirkungen von Hitzestress reduzieren kann

Angesichts der Schwere und des breiten Spektrums der Auswirkungen von Hitzestress auf das Reproduktionssystems, ist es nicht verwunderlich, dass die Trächtigkeitsraten von Kühen während und nach Hitzeperioden oft reduziert werden. Um diese Auswirkungen zu reduzieren ist es wichtig, dass Kühe effektiv betreut werden, damit ihre Toleranz gegenüber übermäßiger Hitze nicht begrenzt ist (weitere Informationen finden Sie hier).

Fütterungsbedingte Anpassungen sollten auch als Mittel zur Unterstützung von Kühen bei Hitzestress in betracht gezogen werden. Mehrere Studien zeigen, dass die Fütterung von OmniGen dazu beitragen kann, die Auswirkungen von Hitzestress zu reduzieren: Kühe die mit OmniGen³ gefüttert werden, haben nachweislich eine niedrigere Körpertemperatur und eine reduzierte Atmemfrequenz, sowie eine höhere Futteraufnahme³ und Milchleistung4. Darüber hinaus hat eine kürzlich veröffentlichte Studie, die auf einem großen Betrieb in Florida durchgeführt wurde, gezeigt, dass die Kühe, die mit OmniGen gefüttert wurden früher trächtig wurden und durchschnittlich 10 Tage kürzer offen waren (P<0,05)5.

Um mehr darüber zu erfahren, wie OmniGen Ihrer Herde helfen kann mit den Auswirkungen von Hitzestress und anderer Stressoren umzugehen, klicken Sie bitte hier.

References

1Roth, Z., and Wolfenson, D. 2016. Domest. Anim. Endocrinol. 56: S218-27
2Velez Marín, M. and Uribe Velásquez, L.F. 2010. Biosalud 9: 83-95
3Hall, L.W., et al. 2018. J. Dairy Sci. 101: 7095-105
4Fabris, T.F., et al. 2017. J. Dairy Sci. 100: 6733-42
5Casarotto, L., et al. 2020. Anim. Feed Sci. Technol. 267: 114527