18 mins read

[Article Snippet – Heat stress 4] Tác động tồn đọng do stress nhiệt từ cuối thai kỳ tới khi ra đời trên bò sữa thế hệ tiếp theo

Tác giả: B. Dado-Senn, J. Laporta, G.E. Dahl
Ngày đăng online: 12 tháng 5 năm 2020


===== Tóm tắt (lược dịch)

Tác động của stress nhiệt (heat stress – HS) cuối thai kỳ tới cơ thể bò mẹ và chu kỳ sữa tiếp theo đã được ghi nhận cụ thể. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây tập trung vào giải thích những tác động kéo dài và nghiêm trọng đối với thai trong môi trường nội tử cung. Các bê sữa ra đời từ các bò mẹ HS ở cuối thai kỳ có khối lượng sơ sinh giảm và mức độ tăng trưởng cho tới một năm tuổi cũng chậm hơn; đi kèm với những rối loạn trong cơ chế chuyển hoá và chức năng miễn dịch. Sự chương trình hoá nội tử cung (in-utero programming) của những cá thể đời sau này có thể gắn liền với những thay đổi trong điều hoà thân nhiệt, sự phát triển của tuyến vú, và khả năng tổng hợp sữa ở các giai đoạn phát triển khác nhau. Do đó, các bê sữa trải qua HS trước khi sinh sẽ sản xuất ít sữa hơn và có tỷ lệ sống trong đàn (herd survival rate) thấp hơn, tác động tiêu cực tới ngành công nghiệp bò sữa. Các chiến lược giúp kiểm soát HS giai đoạn cuối thai kỳ nên được cân nhắc không chỉ dựa trên những hiệu quả về năng suất và phúc lợi của bò mẹ mà còn cho cả bê con  đang phát triển.


===== Tổng hợp nội dung theo từng phần

Tác động tiêu cực của stress nhiệt từ môi trường đối với năng suất và phúc lợi của bò sữa mang tính lâu dài, dường như có thể kéo dài qua nhiều thế hệ tiếp theo. Bò sữa chịu tác động bởi stress nhiệt trong giai đoạn cạn sữa (dry period) có sản lượng giảm tư 3 – 7.5kg/ngày và tăng nguy cơ gặp phải các rối loạn sức khoẻ ở chu kỳ sữa tiếp theo. 

Hơn nữa, giai đoạn cạn sữa này trùng với pha cuối của thai kỳ, thời gian cần thiết cho sự tăng trưởng của bê. Tiếp xúc với HS trong môi trường nội tử cung có thể gây những hậu quả tiêu cực, dài hạn về năng suất ở bê sữa thông qua cơ chế chương trình hoá nội tử cung. Theo đó, những trải nghiệm đầu tiên trong quá trình phát triển có thể dẫn tới những thay đổi về chương trình chức năng và cấu trúc của phôi/thai, kéo dài và làm thay đổi chức năng sinh lý và sức khoẻ khi trưởng thành (hình 1).

2.1. Tác động của HS ở cuối thai kỳ tới thai

Một thai đang phát triển không thể kiểm soát thân nhiệt độc lập với cơ thể mẹ, hay thoát khỏi sự ảnh hưởng và thay đổi trong môi trường tử cung. Quá trình điều hoà thân nhiệt nội tử cung được kiểm soát bởi lượng nhiệt hình thành từ chuyển hoá của thai và lượng nhiệt truyền qua cơ thể mẹ. Sự trao đổi nhiệt giữa thai và bò mẹ chủ yếu nhờ vào tuần hoàn thai – nhau thai (fetal-placental circulation), chiếm tới khoảng 85% tổng lượng nhiệt thai thải trừ; trong khi phần còn lại nhờ vào các màng thai, dịch ối và thành tử cung.

HS cuối thai kỳ trên bò mẹ trùng với giai đoạn phát triển nhanh của thai, trong đó dinh dưỡng thai thu nhận thông qua nhau tích luỹ cho 60% khối lượng lúc ra đời. Các bò HS giai đoạn này có nồng độ hormone nhau thai tuần hoàn thấp hơn như estrone sulfate, protein mang thai đặc hiệu B (pregnancy-specific protein B), và lưu lượng máu qua nhau thai cũng giảm. Ngoài ra, những thay đổi về đặc điểm hình thái, khối lượng, diện tích bề mặt của các núm nhau cũng thay đổi trên các bò HS này.

2.2. Tác động của HS ở cuối thai kỳ tới bê sau khi ra đời

2.2.1. Khối lượng bê sơ sinh và tăng trọng

Các bê chịu ảnh hưởng bởi HS ở cuối thai kỳ có khối lượng sơ sinh thấp hơn trung bình 4.0kg (giảm khoảng 9%) so với các bê ra đời trong điều kiện hạn chế tác động của HS (bảng 1). Bên cạnh đó, tăng trọng trung bình hàng ngày (average daily gain – ADG) trên các bê này cũng chậm hơn; và thậm chí khi sử dụng các phương pháp làm mát ở giai đoạn sau khi ra đời, ADG trên các bê này vẫn thấp hơn so với các bê được làm mát từ khi còn ở trong cơ thể bò mẹ.

2.2.2. Quá trình chuyển hoá của bê

Quá trình chuyển hoá của bê trước khi cai sữa cũng chịu ảnh hưởng bởi HS ở giai đoạn cuối thai kỳ. Mặc dù không có sự khác biệt trong thức ăn thu nhận giữa các bê HS nội tử cung và bê được làm mát, những bê HS cần được đưa thức ăn qua thực quản (esophageal feeding) nhiều hơn để đảm bảo nhu cầu thu nhận tối thiểu hàng ngày. Hơn nữa, các bê này có nồng độ insulin, prolactin, insulin-like growth factor I tuần hoàn thấp hơn; trong khi nồng độ glucose, non-esterified fatty acid (NEFA) hay -hydroxybutyrate (BHBA) trong 2 giờ sau khi sinh.

2.2.3. Đáp ứng miễn dịch của bê

Stress nhiệt giai đoạn cuối thai kỳ tác động tiêu cực tới trạng thái miễn dịch của bê sữa, đặc biệt thông qua việc thu nhận thụ động các immunoglobulins (Ig), một quá trình thiết yếu cho sự sống của bê. Các bê HS nội tử cung có nồng độ IgG huyết thanh thấp hơn sau khi đẻ 24 giờ và khả năng hấp thụ IgG kém hiệu quả hơn so với bò được làm mát. Ngoài ra, HS còn tác động tới hoạt động miễn dịch trung gian tế bào (cell-mediated immunity) của bê sau khi ra đời.

2.3. Tác động của HS ở cuối thai kỳ tới bò đang trong chu kỳ sữa

2.3.1. Năng suất

Các bò được sinh ra từ bò mẹ bị HS giai đoạn cuối thai kỳ tiết ít sữa hơn trong 35 tuần đầu tiên của chu kỳ sữa thứ nhất (từ 1.3 – 5.1kg/ngày), chu kỳ thứ hai (1.9 kg/ngày), và chu kỳ thứ ba (6.7kg/ngày) so với các bò sinh từ mẹ được làm mát trong thai kỳ. Hàm lượng chất béo, protein và lactose trong sữa ở nhóm bò bị HS nội tử cung cũng thấp hơn.

2.3.2. Sự phát triển tuyến vú

Rối loạn sự phát triển của tuyến vú ở các bò HS nội tử cung đi kèm với sự thay đổi trong cấu trúc vi thể, chức năng tế bào và sự điều hoà di truyền học biểu sinh (epigenetic regulation). Các nghiên cứu mô học và hoá mô miễn dịch (immunohistochemistry) cho thấy ở các cá thể HS nội tử cung, nang tuyến vú (mammary alveoli) nhỏ hơn với ít tế bào biểu mô hơn và tỷ lệ tăng trưởng của các tế bào này cũng chậm hơn so với các bò được làm mát nội tử cung.

Ngoài ra, HS thai kỳ còn tác động tới kiểu hình của con vật bởi quá trình điều hoà di truyền học biểu sinh, đặc biệt liên qua các biểu hiện các gene chịu trách nhiệm cho sự phát triển của tuyến vú và tổng hợp sữa. 

2.4. Tác động của HS ở cuối thai kỳ tới khả năng điều hoà thân nhiệt

Mối liên quan giữa môi trường tăng trưởng trước khi ra đời (trong tử cung bò mẹ) và sau khi ra đời được ghi nhận trên loài bò. Các bò chịu tác động bởi HS ở cả trước khi sinh và sau khi sinh, có nhiệt độ trực tràng và tỷ lệ đổ mồ hôi thấp hơn, nhiệt độ bề mặt da tăng cao so với các bò được làm mát ở giai đoạn trước khi đẻ. Sự gia tăng nhiệt độ ở bề mặt da gợi ý về khả năng làm mát theo phương pháp dẫn nhiệt (conductive cooling) cao hơn, giúp cho nhiệt độ bên trong cơ thể và tỷ lệ đổ mồ hôi giảm đi. Điều này ủng hộ cho giả thuyết rằng HS nội tử cung ở cuối thai kỳ giúp tăng khả năng chịu nhiệt khi trưởng thành bằng cách cải thiện khả năng thoát nhiệt để duy trì thân nhiệt, nhưng có thể phải đánh đổi bằng sự sụt giảm trong năng suất (hình 2).

2.5. Khả năng sống của thế hệ tiếp theo

Các nghiên cứu cho thấy bò sinh trong điều kiện HS nội tử cung có thời gian sống trong đàn ngắn hơn, vì những lý do như sức khoẻ, khả năng sinh sản và sản lượng sữa.

=====

Trong bài có sử dụng 1 số thuật ngữ tiếng Anh, được dịch ra theo quan điểm cá nhân.

Carry-over effects of heat stress = tác động tồn đọng của stress nhiệt

(Bò mẹ và bê con chịu tác động của stress nhiệt ở cuối thai kỳ, những tác động này vẫn kéo dài tới sau khi bê con ra đời và trưởng thành)

In-utero programming = Sự chương trình hoá nội tử cung

(Giai đoạn phát triển của phôi/thai trong tử cung, có ý nghĩa quyết định tới đặc điểm giải phẫuvà chức năng sinh lý của con vật trong suốt vòng đời)

=====

Nguồn: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0093691X2030296X

Hình 1. Tổng quan về tác động của stress nhiệt nội tử cung đối với thế hệ tiếp theo theo giai đoạn (A) thai đang phát triển; (B) bê sau khi sinh và (C) bò trưởng thành

Bảng 1. Tổng hợp các công bố về tác động của stress nhiệt cuối thai kỳ đối với thời gian mang thai (gestation length) và khối lượng sơ sinh 
IUHT = in-utero heat stress = stress nhiệt nội tử cung
IUCL = in-utero cool = làm mát nội tử cung
* p < 0.05; ** p < 0.01 

Hình 2. Tổng quan về tác động của stress nhiệt nội tử cung với đáp ứng điều hoà thân nhiệt của bê trước cai sữa (A) và bò trưởng thành (B). 

(A) Các bê trải qua stress nhiệt nội tử cung và stress nhiệt sau khi sinh (HTHT) có nhiệt độ trực tràng (RT – rectal temperature) và tần số hô hấp (respiration rate – RR) cao hơn; trong khi các bê stress nhiệt nội tử cung và được làm mát sau khi sinh (HTCL) có RR thấp nhất. Các bê được làm mát nội tử cung và stress nhiệt sau khi đẻ có nhịp tim (heart rate – HR) thấp nhất.

(B) Các bò tơ trải qua stress nhiệt nội tử cung, sau đó là stress nhiệt khi trở thành bò tiết sữa có RT và tỷ lệ tiết mồ hôi (sweating rate – SR) thấp hơn, nhưng nhiệt độ da (skin temperature – ST) cao hơn.


TS Vương Tuấn Phong
Nhật Bản

Trả lời