DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1545577
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40264993
تاريخ النشر: 2025-04-08
المؤلف: Zhenyun Du وآخرون
الموضوع الرئيسي: البحث الطبي البيطري في الخيول
نظرة عامة
تدرس الدراسة العلاقة بين الضغوط البيئية والفسيولوجية وتركيزات مستخلص الكورتيزول البرازي (FCM) في الخيول، مع التأكيد على أهمية تقييم الضغط بشكل فعال لصحة الخيول ورفاهيتها. تم افتراض أن ارتفاع مستويات FCM يمكن أن يشير إلى المرض، مما يساعد في الكشف المبكر والتدخل. على مدار عام، تم جمع عينات براز من مجموعة من الخيول أسبوعيًا، وتم مراقبة عوامل مختلفة، بما في ذلك الظروف البيئية وبيانات الصحة. أشارت النتائج إلى استقرار تركيزات FCM الأساسية، مع زيادات ملحوظة خلال أشهر الصيف تتوافق مع ارتفاع درجات الحرارة المحيطة. بالإضافة إلى ذلك، أثرت عوامل مثل السلالة، ولون الفراء، والأحداث المجهدة مثل امتحانات الركوب على مستويات FCM، على الرغم من أن جميع الأمراض لم تكن مرتبطة بزيادة FCM.
تسلط النتائج الضوء على الطبيعة المعقدة لمحور الهيبوثالاموس-الغدة النخامية-الكظرية (HPA) في الخيول، مما يشير إلى أنه بينما يمكن أن تشير مستويات FCM المرتفعة إلى الضغط، إلا أنها قد لا تكون مؤشرات موثوقة للكشف المبكر عن الأمراض. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى مراعاة الضغوط المرتبطة بالمناخ، وخاصة ضغط الحرارة، في إدارة صحة الخيول. علاوة على ذلك، تلاحظ أن أنواع معينة من الخيول، مثل البوني والسلالات ذات الفراء الخفيف، أكثر عرضة لضغط الحرارة، وأن الضغوط الأخرى، بما في ذلك تغييرات السكن و infestations الحشرات، يمكن أن تعقد استجابات FCM. بشكل عام، بينما يمكن أن تعكس مستويات FCM الضغط، فإن تباينها بالنسبة لظروف مختلفة يحد من فائدتها كأداة تنبؤية للمرض.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على النغمة الودية العالية في الخيول، مما يعرضها لمشاكل صحية متنوعة، بما في ذلك المغص والقرحات المعدية. يمكن أن يتم تحفيز الضغط في الخيول بواسطة محفزات متعددة مثل التغيرات البيئية والتفاعلات الاجتماعية، حيث يلعب محور الهيبوثالاموس-الغدة النخامية (HPA) دورًا حاسمًا في تنظيم استجابة الضغط من خلال الجلوكوكورتيكويدات مثل الكورتيزول. على الرغم من الارتباط الثابت بين مستويات الكورتيزول والضغط، فإن قياس وتفسير هذه المستويات بدقة في الخيول لا يزال يمثل تحديًا بسبب العوامل المربكة ونقص مجموعات التحكم المناسبة في العديد من الدراسات.
لمعالجة هذه القيود، أجرى المؤلفون دراسة طولية تقيس تركيزات مستخلص الكورتيزول البرازي (FCM) في 41 حصانًا على مدار عام. تُفضل هذه الطريقة غير الغازية لأنها تقلل من التحيز المرتبط بأخذ عينات الدم وتوفر وسيلة موثوقة لتقييم مستويات الضغط. تهدف الدراسة إلى توضيح العلاقة بين العوامل البيئية الخارجية والصحة وقيم FCM، مع فرضية أن قياسات FCM يمكن أن تساعد في الكشف المبكر عن الأمراض في الخيول. من خلال إنشاء نظرة شاملة على استجابات الضغط داخل القطيع، تسعى الدراسة إلى تعزيز إدارة صحة الخيول ورفاهيتها.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم مراقبة 41 حصانًا (20 حصانًا مخصيًا و21 فرسًا) من اسطبل ركوب في النمسا السفلى من نوفمبر 2022 إلى أكتوبر 2023. شملت المجموعة سلالات متنوعة: ثمانية هافلينجر، وستة بونيات (تشمل اثنين من بونيات هوتشول، وحصان فيورد، وثلاثة خيول آيسلندية)، وثلاثة خيول نوردية، و18 حصانًا دافئ الدم، وستة خيول غربية (خمسة خيول كوارتر وحصان واحد كريولو). كانت أعمار الخيول تتراوح بين 9 و27 عامًا (متوسط العمر 15 ± 4.8 سنوات)، وكانت housed في صناديق فردية مع وصول إلى المراعي وتم تكييفها مع بيئتها لمدة شهر على الأقل قبل الدراسة.
على مدار العام، تم الحفاظ على الخيول تحت مناخ بانوني القاري، مع درجات حرارة تتراوح من -9.4 درجة مئوية في الشتاء إلى 36.3 درجة مئوية في الصيف. تلقت نظام غذائي قياسي من الشوفان، والجرانولا، والتبن، وشاركت في دروس ركوب يومية (بشكل أساسي تدريب على الترويض أو تدريب كافالتي) لمدة 45-90 دقيقة، باستثناء عطلات نهاية الأسبوع. تم تقييم الخيول من حيث اللياقة البدنية بناءً على التدريب المستمر ودرجات حالة الجسم من 5 ± 1، تم تقييمها نصف سنويًا من قبل الأطباء البيطريين. خلال أشهر الصيف، تحول روتينهم إلى سكن جماعي في المراعي ليلاً، مع تقليل التدريب. تم تسجيل بيانات الصحة وأي أحداث غير عادية بدقة من قبل موظفي الاسطبل والأطباء البيطريين طوال فترة الدراسة.
النتائج
تشير النتائج إلى أنه تم مراقبة تركيزات مستخلص الكورتيزول البرازي (FCM) أسبوعيًا لكل حصان طوال العام، مما يكشف عن تركيز وسطي ثابت قدره 6.3 نانوغرام/جرام من البراز، مع نطاق يتراوح من 0.6 إلى 28.1 نانوغرام/جرام. خلال الفترة من سبتمبر إلى مايو، ظلت مستويات FCM ثابتة نسبيًا عبر جميع الخيول، مع ملاحظة عدد قليل من القيم الشاذة. ومع ذلك، تم ملاحظة زيادة كبيرة في تركيزات FCM خلال أشهر الصيف، تحديدًا من أواخر مايو إلى أوائل سبتمبر، مقارنة ببقية العام (p < 0.05). كما أظهر هذا الفترة الصيفية تباينًا أكبر في مستويات FCM بين الخيول الفردية، كما هو موضح في الشكل 1.
المناقشة
تحققت الدراسة من تركيزات مستخلص الكورتيزول البرازي (FCM) في الخيول على مدار عام لتحديد القيم الأساسية وتحديد العوامل التي تؤثر على مستويات FCM. تم تحليل ما مجموعه 2,091 عينة براز، مما كشف عن قاعدة ثابتة من تركيزات FCM من سبتمبر إلى مايو، تتماشى مع القيم الفسيولوجية المبلغ عنها سابقًا. من الجدير بالذكر أن مستويات FCM زادت خلال أشهر الصيف، مع تباين كبير بين الأفراد. وُجد أن عوامل مثل لون الفراء، والسلالة، ومجموعة المراعي تتفاعل مع وقت أخذ العينات، مما يشير إلى أن السلالات ذات الفراء الخفيف وبعض السلالات، وخاصة البونيات والخيول الغربية، أظهرت مستويات FCM أعلى خلال الظروف الأكثر حرارة. كما حددت الدراسة ارتباطًا كبيرًا بين مستويات FCM ودرجة الحرارة المحيطة، مما يشير إلى أن ارتفاع درجات الحرارة قد ينشط محور الهيبوثالاموس-الغدة النخامية-الكظرية (HPA)، مما يؤدي إلى زيادة استجابات الضغط.
بالإضافة إلى ذلك، سلطت الدراسة الضوء على أن الأحداث المجهدة، مثل امتحانات الركوب والأمراض، أثرت بشكل كبير على مستويات FCM. أظهرت الخيول تركيزات FCM مرتفعة بعد 24 ساعة من الامتحان مقارنة بمستويات ما قبل الامتحان، مما يشير إلى استجابة للضغط. علاوة على ذلك، كانت مستويات FCM أعلى خلال مراحل الأمراض الحادة، خاصة في حالات الإصابات الصادمة، على الرغم من أن جميع الخيول لم تظهر مستويات مرتفعة، مما يشير إلى تباين بناءً على إدراك الألم الفردي وشدة المرض. بشكل عام، بينما يمكن أن تعكس قياسات FCM استجابات الضغط في الخيول، فإن موثوقيتها كمؤشرات للكشف عن الأمراض محدودة بسبب تعقيد استجابة HPA والاختلافات الفردية بين الخيول.
DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1545577
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40264993
Publication Date: 2025-04-08
Author(s): Zhenyun Du et al.
Primary Topic: Veterinary Equine Medical Research
Overview
The study investigates the relationship between environmental and physiological stressors and fecal cortisol metabolite (FCM) concentrations in horses, emphasizing the importance of effective stress assessment for equine health and welfare. It was hypothesized that elevated FCM levels could signal disease, aiding in early detection and intervention. Over a year, fecal samples from a cohort of horses were collected weekly, and various factors, including environmental conditions and health data, were monitored. The results indicated stable baseline FCM concentrations, with significant increases during summer months correlating with higher ambient temperatures. Additionally, factors such as breed, coat color, and stressful events like riding exams influenced FCM levels, although not all diseases were associated with increased FCMs.
The findings highlight the intricate nature of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis in horses, suggesting that while elevated FCM levels can indicate stress, they may not serve as reliable biomarkers for early disease detection. The study underscores the need to consider climate-related stressors, particularly heat stress, in equine health management. Moreover, it notes that certain horse types, such as ponies and light-coated breeds, are more susceptible to heat stress, and that other stressors, including housing changes and insect infestations, can further complicate FCM responses. Overall, while FCM levels can reflect stress, their variability in relation to different conditions limits their utility as a predictive tool for disease.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the high sympathetic tone in horses, which predisposes them to various health issues, including colic and gastric ulcers. Stress in horses can be triggered by multiple stimuli such as environmental changes and social interactions, with the hypothalamic-pituitary axis (HPA) playing a crucial role in regulating the stress response through glucocorticoids like cortisol. Despite the established link between cortisol levels and stress, accurately measuring and interpreting these levels in horses remains challenging due to confounding factors and the lack of appropriate control groups in many studies.
To address these limitations, the authors conducted a longitudinal study measuring fecal cortisol metabolite (FCM) concentrations in 41 horses over one year. This non-invasive method is preferred as it minimizes bias associated with blood sampling and provides a reliable means of assessing stress levels. The study aims to elucidate the relationship between external environmental factors, health, and FCM values, with the hypothesis that FCM measurements can aid in the early detection of diseases in horses. By establishing a comprehensive overview of stress responses within a herd, the research seeks to enhance equine health management and welfare.
Methods
In this study, 41 horses (20 geldings and 21 mares) from a riding stable in Lower Austria were observed from November 2022 to October 2023. The cohort included various breeds: eight Haflinger, six ponies (comprising two Hucul ponies, one Fjord horse, and three Icelandic horses), three Nordic horses, 18 warm-blooded horses, and six Western horses (five Quarter horses and one Criollo). The horses, aged between 9 and 27 years (mean age 15 ± 4.8 years), were housed in individual boxes with access to paddocks and were acclimatized to their environment for at least one month prior to the study.
Throughout the year, the horses were maintained under a continental Pannonian climate, with temperatures ranging from -9.4 °C in winter to 36.3 °C in summer. They received a standard diet of oats, muesli, and hay, and participated in daily riding lessons (primarily dressage or cavaletti training) for 45-90 minutes, except on weekends. The horses were evaluated for fitness based on consistent training and body condition scores of 5 ± 1, assessed biannually by veterinarians. During the summer months, their routine shifted to overnight group paddock housing, with reduced training. Health data and any extraordinary events were meticulously recorded by stable personnel and veterinarians throughout the study period.
Results
The results indicate that fecal cortisol metabolite (FCM) concentrations were monitored weekly for each horse throughout the year, revealing a stable median concentration of 6.3 ng/g feces, with a range from 0.6 to 28.1 ng/g. During the period from September to May, FCM levels remained relatively constant across all horses, with only a few outliers noted. However, a significant increase in FCM concentrations was observed during the summer months, specifically from late May to early September, compared to the rest of the year (p < 0.05). This summer period also exhibited greater variability in FCM levels among individual horses, as illustrated in Figure 1.
Discussion
The study investigated fecal cortisol metabolite (FCM) concentrations in horses over a year to establish baseline values and identify factors influencing FCM levels. A total of 2,091 fecal samples were analyzed, revealing a consistent baseline of FCM concentrations from September to May, aligning with previously reported physiological values. Notably, FCM levels increased during summer months, with significant variability among individuals. Factors such as coat color, breed, and paddock group were found to interact with sampling time, indicating that light-coated and certain breeds, particularly Ponies and Western horses, exhibited higher FCM levels during warmer conditions. The study also identified a significant correlation between FCM levels and ambient temperature, suggesting that rising temperatures may activate the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis, leading to increased stress responses.
Additionally, the study highlighted that stressful events, such as riding exams and disease, significantly impacted FCM levels. Horses exhibited elevated FCM concentrations 24 hours post-exam compared to pre-exam levels, indicating a stress response. Furthermore, FCM levels were higher during acute disease phases, particularly in cases of traumatic injuries, although not all horses showed increased levels, suggesting variability based on individual pain perception and disease severity. Overall, while FCM measurements can reflect stress responses in horses, their reliability as indicators for disease detection is limited due to the complexity of the HPA response and individual differences among horses.