ІНТЕГРАЛЬНІ ЛЕЙКОЦИТАРНІ ІНДЕКСИ ЯК ДОСТУПНІ МАРКЕРИ ІМУННОГО СТАТУСУ КОРІВ ЗА УМОВ ТЕПЛОВОГО СТРЕСУ
Ключові слова:
молочна худоба; тепловий стрес; імунний статус; лейкоцитарні індекси; природна резистентність.Анотація
У роботі досліджено інформативність інтегральних лейкоцитарних індексів (ІЛІ) як доступних маркерів імунного статусу корів голштинської породи за умов хронічного теплового стресу. Актуальність дослідження зумовлена зростанням частоти хвиль спеки та необхідністю впровадження простих і економічно доцільних методів контролю функціонального стану високопродуктивних тварин у виробничих умовах. Відомо, що тривале теплове навантаження супроводжується пригніченням природної резистентності, порушенням клітинної та гуморальної ланок імунітету, що потребує своєчасної діагностики. Дослідження проведено на коровах голштинської породи другої–третьої лактації, з яких випадковим чином сформовано дві групи-аналогів по 10 голів: дослідну, яку утримували в літній період за умов теплового навантаження, та контрольну – в осінній термонейтральний період. Рівень теплового стресу оцінювали за температурно-вологісним індексом (ТНІ), який у дослідний період становив 77,9–78,6, тоді як у контролі залишався нижчим за 68. У крові визначали імуноглобуліни класів A, G, M, циркулюючі імунні комплекси (ЦІК), лізоцимну активність сироватки крові (ЛАСК), бактерицидну активність сироватки крові (БАСК), загальний і диференціальний вміст лейкоцитів, а також ІЛІ. Статистичну обробку результатів проводили із застосуванням критерію Манна–Уїтні та кореляції Спірмена. Установлено, що хронічний тепловий стрес супроводжувався зниженням ЛАСК на 48 % (p < 0,05), підвищенням рівня ЦІК на 36 %, збільшенням частки паличкоядерних нейтрофілів у 2,2 раза (p < 0,01), зменшенням кількості лімфоцитів на 23,8 % (p < 0,05) і моноцитів на 42,1 % (p < 0,05). Найбільш інформативними виявилися індекс ядерного зсуву (ІЯЗ), нейтрофільно-лімфоцитарне співвідношення (НЛС), індекс зсуву лейкоцитів (ІЗЛ) та лімфоцитарно-еозинофільне співвідношення (ЛЕС). Встановлено сильний прямий зв’язок між НЛС та рівнем IgA (r = 0,873; p < 0,05). ІЛІ, розраховані на основі одного розгорнутого аналізу крові, є у 4,5 раза дешевшими за окреме визначення гуморальних імунологічних показників. Отримані дані підтверджують доцільність використання ІЛІ як економічно доступного та практично зручного інструменту первинного моніторингу імунного статусу корів за теплового стресу.
Посилання
Dahl, G. E., Tao, S., & Laporta, J. (2020). Heat Stress Impacts Immune Status in Cows Across the Life Cycle. Frontiers in Veterinary Science, 7. DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2020.00116
Gupta, S., Sharma, A., Joy, A., Dunshea, F. R., & Chauhan, S. S. (2022). The Impact of Heat Stress on Immune Status of Dairy Cattle and Strategies to Ameliorate the Negative Effects. Animals, 13(1), 107. https://doi.org/10.3390/ani13010107
Chen, X., Shu, H., Sun, F., Yao, J., & Gu, X. (2023). Impact of Heat Stress on Blood, Production, and Physiological Indicators in Heat-Tolerant and Heat-Sensitive Dairy Cows. Animals, 13(16), 2562. DOI: https://doi.org/10.3390/ani13162562
Hoffmann, G., Silpa, M. V., Mylostyvyi, R., & Sejian, V. (2021). Non-Invasive Methods to Quantify the Heat Stress Response in Dairy Cattle. Climate Change and Livestock Production: Recent Advances and Future Perspectives, 85–98. https://doi.org/10.1007/978-981-16-9836-1_8
Grelet, C., Vanden Dries, V., Leblois, J., Wavreille, J., Mirabito, L., Soyeurt, H., Franceschini, S., Gengler, N., Brostaux, Y., HappyMoo Consortium, & Dehareng, F. (2022). Identification of chronic stress biomarkers in dairy cows. Animal, 16(5), 100502. https://doi.org/10.1016/j.animal.2022.100502
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), e0300719. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0300719
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), 1642. https://doi.org/10.3390/atmos13101642
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). https://doi.org/10.1186/s40104-023-00915-3
Blond, B., Majkić, M., Spasojević, J., Hristov, S., Radinović, M., Nikolić, S., Anđušić, L., Čukić, A., Došenović Marinković, M., Vujanović, B. D., Obradović, N., & Cincović, M. (2024). Influence of Heat Stress on Body Surface Temperature and Blood Metabolic, Endocrine, and Inflammatory Parameters and Their Correlation in Cows. Metabolites, 14(2), 104. https://doi.org/10.3390/metabo14020104
Skliarov, P., Kornienko, V., Midyk, S., & Mylostyvyi, R. (2022). Impaired reproductive performance of dairy cows under heat stress. Agriculturae Conspectus Scientificus, 87(2), 85-92.
Koch, F., Viergutz, T., Kühn, C., & Kuhla, B. (2025). Dynamic immune and molecular responses to chronic heat stress in blood and peripheral blood mononuclear cells of dairy cows. Frontiers in Immunology, 16. https://doi.org/10.3389/fimmu.2025.1633453
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). https://doi.org/10.1038/s41598-024-72294-2
Chabanenko, D., & Shynkarenko, R. (2026). Correlation between key blood biomarkers (beta- hydroxybutyrate, glucose, lipoproteins) and haematological parameters in Brown Swiss cows housed in a naturally ventilated barn. Agrarian Bulletin of the Black Sea Littoral, (118), 222–242. https://doi.org/10.37000/abbsl.2026.118.15
Chen, X., Shu, H., Sun, F., Yao, J., & Gu, X. (2023). Impact of Heat Stress on Blood, Production, and Physiological Indicators in Heat-Tolerant and Heat-Sensitive Dairy Cows. Animals, 13(16), 2562. https://doi.org/10.3390/ani13162562
Lacetera, N., Bernabucci, U., Scalia, D., Basiricò, L., Morera, P., & Nardone, A. (2006). Heat Stress Elicits Different Responses in Peripheral Blood Mononuclear Cells from Brown Swiss and Holstein Cows. Journal of Dairy Science, 89(12), 4606–4612. https://doi.org/10.3168/jds.s0022-0302(06)72510-3
Mylostyvyi, R., Lesnovskay, O., Karlova, L., Khmeleva, O., Кalinichenko, O., Orishchuk, O., Tsap, S., Begma, N., Cherniy, N., Gutyj, B., & Izhboldina, O. (2021). Brown Swiss cows are more heat resistant than Holstein cows under hot summer conditions of the continental climate of Ukraine. Journal of Animal Behaviour and Biometeorology, 9(4), 1–8. DOI: https://doi.org/10.31893/jabb.21034
Lora, I., Calderone, C., Prussiani, L., Contiero, B., Malagoli, S., Lotto, A., & Cozzi, G. (2024). Reference limits for blood gas analysis performed from coccygeal vessels of multiparous Holstein dairy cows: Effects of stage of lactation and season of sampling. Journal of Dairy Science, 107(11), 9839–9846. https://doi.org/10.3168/jds.2024-24859
Mylostуva, D., Prudnikov, V., Kolisnyk, O., Lykhach, A., Begma, N., Кalinichenko, O., Khmeleva, O., Sanzhara, R., Izhboldina, O., & Mylostyvyi, R. (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), 2209. https://doi.org/10.31893/jabb.22009
Joo, S. S., Lee, S. J., Park, D. S., Kim, D. H., Gu, B.-H., Park, Y. J., Rim, C. Y., Kim, M., & Kim, E. T. (2021). Changes in Blood Metabolites and Immune Cells in Holstein and Jersey Dairy Cows by Heat Stress. Animals, 11(4), 974. https://doi.org/10.3390/ani11040974
Zachut, M., Kra, G., Nemes-Navon, N., Ben-Aharon, N., Moallem, U., Lavon, Y., & Jacoby, S. (2020). Seasonal heat load is more potent than the degree of body weight loss in dysregulating immune function by reducing white blood cell populations and increasing inflammation in Holstein dairy cows. Journal of Dairy Science, 103(11), 10809–10822. https://doi.org/10.3168/jds.2020-18547
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). https://doi.org/10.1186/s12917-021-02940-8
Livernois, A. M., Mallard, B. A., Cartwright, S. L., & Cánovas, A. (2021). Heat stress and immune response phenotype affect DNA methylation in blood mononuclear cells from Holstein dairy cows. Scientific Reports, 11(1). https://doi.org/10.1038/s41598-021-89951-5
Scatà, M. C., Alhussien, M. N., Grandoni, F., Reale, A., Zampieri, M., Hussen, J., & De Matteis, G. (2024). Hyperthermia-induced changes in leukocyte survival and phagocytosis: a comparative study in bovine and buffalo leukocytes. Frontiers in Veterinary Science, 10. https://doi.org/10.3389/fvets.2023.1327148
Abbas, Z., Sammad, A., Hu, L., Fang, H., Xu, Q., & Wang, Y. (2020). Glucose Metabolism and Dynamics of Facilitative Glucose Transporters (GLUTs) under the Influence of Heat Stress in Dairy Cattle. Metabolites, 10(8), 312. DOI: https://doi.org/10.3390/metabo10080312
Alberghina, D., Amato, A., Brancato, G., Cavallo, C., Liotta, L., & Lopreiato, V. (2024). Impact of Heat Stress on the Balance between Oxidative Markers and the Antioxidant Defence System in the Plasma of Mid-Lactating Modicana Dairy Cows. Animals, 14(14), 2034. https://doi.org/10.3390/ani14142034
Farafonov, S., Yaremko, O., Gutyj, B., Cherniy, N., Kozyr, V., Lykhach, A., Skliarov, P., Khmeleva, O., Mylostуva, D., & Mylostyvyi, R. (2024). Functional activity of blood neutrophils and immune status of heifers under the influence of probiotics. Veterinarska Stanica, 56(1), 29–38. https://doi.org/10.46419/vs.56.1.8
Mylostyvyi, R., & Izhboldina, O. (2025). An Integrated Approach Using Temperature–Humidity Index, Productivity, and Welfare Indicators for Herd-Level Heat Stress Assessment in Dairy Cows. Animals, 15(22), 3341. https://doi.org/10.3390/ani15223341
Minias, P. (2019). Evolution of heterophil/lymphocyte ratios in response to ecological and life‐history traits: A comparative analysis across the avian tree of life. Journal of Animal Ecology, 88(4), 554–565. Portico. https://doi.org/10.1111/1365-2656.12941
Mylostyvyi, R., Sejian, V., Izhboldina, O., Sanzhara, R., Chernenko, Оlena, Dochkin, D., & Hoffmann, G. (2026). Changes in leukocyte indices of Holstein cows under prolonged heat stress conditions. Tropical Animal Health and Production, 58(2). https://doi.org/10.1007/s11250-026-04910-4
Mylostyvyi, R., Lacetera, N., Amadori, M., Sejian, V., Souza-Junior, J. B. F., & Hoffmann, G. (2023). The autumn low milk yield syndrome in Brown Swiss cows in continental climates: hypotheses and facts. Veterinary Research Communications, 48(1), 203–213. https://doi.org/10.1007/s11259-023-10203-0
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. https://doi.org/10.1016/s0340-904x(78)80012-8
Vlizlo, V.V., Fedorchuk R.S., Ratych I.B. et al. (2012). Laboratory methods of research in biology, animal husbandry and veterinary medicine: a handbook. Lviv. SPOLOM (in Ukrainian).
Alhussien, M. N., Hussen, J., & De Matteis, G. (2024). Editorial: Heat stress and immune responses in livestock: current challenges and intervention strategies. Frontiers in Veterinary Science, 11. https://doi.org/10.3389/fvets.2024.1366274
Blond, B., Majkić, M., Spasojević, J., Hristov, S., Radinović, M., Nikolić, S., Anđušić, L., Čukić, A., Došenović Marinković, M., Vujanović, B. D., Obradović, N., & Cincović, M. (2024). Influence of Heat Stress on Body Surface Temperature and Blood Metabolic, Endocrine, and Inflammatory Parameters and Their Correlation in Cows. Metabolites, 14(2), 104. https://doi.org/10.3390/metabo14020104
Lemal, P., May, K., König, S., Schroyen, M., & Gengler, N. (2023). Invited review: From heat stress to disease—Immune response and candidate genes involved in cattle thermotolerance. Journal of Dairy Science, 106(7), 4471–4488. https://doi.org/10.3168/jds.2022-22727
Koch, F., Otten, W., Sauerwein, H., Reyer, H., & Kuhla, B. (2023). Mild heat stress–induced adaptive immune response in blood mononuclear cells and leukocytes from mesenteric lymph nodes of primiparous lactating Holstein cows. Journal of Dairy Science, 106(4), 3008–3022. https://doi.org/10.3168/jds.2022-22520
Kim, W.-S., Nejad, J. G., Park, K.-K., & Lee, H.-G. (2023). Heat Stress Effects on Physiological and Blood Parameters, and Behavior in Early Fattening Stage of Beef Steers. Animals, 13(7), 1130. https://doi.org/10.3390/ani13071130
Barnes, T. L., Burrack, R. M., Schmidt, T. B., Petersen, J. L., & Yates, D. T. (2021). Sustained heat stress elevated corneal and body surface temperatures and altered circulating leukocytes and metabolic indicators in wether lambs supplemented with ractopamine or zilpaterol. Journal of Animal Science, 99(9). https://doi.org/10.1093/jas/skab236
Park, D. S., Gu, B.-H., Park, Y. J., Joo, S. S., Lee, S.-S., Kim, S.-H., Kim, E. T., Kim, D. H., Lee, S. S., Lee, S. J., Kim, B.-W., & Kim, M. (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. https://doi.org/10.1007/s12192-021-01216-2
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. https://doi.org/10.1080/09712119.2020.1829629
Mayengbam, P, Upadhyay, R. C., Tolenkhomba, T. C. (2021). Acute thermal exposure increases neutrophil-lymphocyte ratio of Sahiwal heifers. Journal of Entomology and Zoology Studies, 9(2),240–243.
Das, P., Alex, R., Gowane, G. R., Vohra, V., Paul, D., Khan, K. D., Upadhyay, A., De, S., & Ludri, A. (2024). Chronic heat stress upregulates pyruvate metabolic process and gluconeogenesis but downregulates immune responses in Sahiwal cattle. International Journal of Biometeorology, 69(1), 195–208. https://doi.org/10.1007/s00484-024-02804-4
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
