DOI: https://doi.org/10.1186/s13620-025-00287-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39806431
تاريخ النشر: 2025-01-13
المؤلف: Luca L. van Dijk وآخرون
الموضوع الرئيسي: صحة الحيوان وعلم المناعة
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة الملاحظة في تأثيرات النقل وفترات الصيام على فسيولوجيا وصحة 115 عجل غير مفطوم، مصنفين إلى ثلاث مجموعات بناءً على ظروف النقل: IRE (نقل وصيام قصير)، INT (نقل وصيام طويل)، وNLD (نقل قصير مع صيام طويل). تم جمع عينات الدم في نقاط زمنية متعددة، وتم تسجيل درجات الصحة والأوزان لتقييم تأثير النقل على المتغيرات الفسيولوجية. أظهرت التحليلات أن العجول في مجموعتي INT وNLD أظهرت انحرافات كبيرة في مستويات الجلوكوز، بيتا-هيدروكسي-بيوتيرات، الأحماض الدهنية غير الاسترية، ومستويات الصوديوم عند الوصول، مقارنة بعجول IRE (ص < 0.05). ومن الجدير بالذكر أن مستويات اللاكتات والبوتاسيوم كانت مرتفعة في عجول INT، مما يدل على تعب العضلات. تشير النتائج إلى أن الحرمان المطول من التغذية هو عامل حاسم يؤثر على الحالة الفسيولوجية للعجول، ربما أكثر من مدة النقل نفسها. بينما أظهرت جميع المجموعات علامات التعافي خلال ثلاثة أسابيع، مع عودة معظم المتغيرات إلى مستوياتها المرجعية، عانت مجموعة INT من فقدان وزن أكبر أثناء النقل وزيادة وزن أقل بعد الوصول مقارنة بعجول IRE (ص < 0.01). تستنتج الدراسة أن تقليل فترات الحرمان من التغذية يمكن أن يعزز رفاهية العجول المنقولة، مما يبرز الحاجة إلى تغييرات تشريعية في ممارسات نقل العجول للتخفيف من مخاطر الرفاهية المرتبطة بالصيام المطول.
مقدمة
تتناول مقدمة هذه الورقة البحثية التحديات المتعلقة برفاهية العجول غير المفطومة، “غير البديلة”، خلال النقل لمسافات طويلة من مزارع الألبان. تبرز التأثيرات الفسيولوجية والصحية المرتبطة بالنقل، والتي تتفاقم بسبب عوامل مثل تقليل تناول الطعام والماء، وزيادة الضغط، وتعب العضلات، وكبت المناعة. تشير الورقة إلى أن العجول غالبًا ما تتعرض لعدة أحداث نقل، بما في ذلك التوقفات في أسواق الماشية ومراكز التجميع، مما يمكن أن يؤدي إلى حرمان مطول من التغذية وزيادة المرض.
تشدد الدراسة على أنه بينما قد ينطوي النقل الدولي على مسافات أطول، فإن مخاوف الرفاهية الكبيرة تنشأ أيضًا في سيناريوهات النقل الوطني. تشير الأبحاث السابقة إلى أن فترات النقل الأطول ترتبط باضطرابات فسيولوجية أكبر، بما في ذلك مشاكل توازن الطاقة والجفاف، بالإضافة إلى ارتفاع مستويات الكورتيزول التي تشير إلى الضغط. يهدف المؤلفون إلى تحديد العوامل الرئيسية التي تؤثر على صحة العجول المنقولة من خلال مقارنة ثلاث مجموعات: العجول الإيرلندية المخصصة لأنظمة اللحم والعجل، والعجول الهولندية المتجهة إلى نفس مزرعة العجل. يفترضون أن فترات الصيام والنقل الممتدة ستؤدي إلى اضطرابات فسيولوجية أكثر وضوحًا في هذه العجول غير المفطومة.
طرق
تحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار النتائج. تشمل المنهجية إعداد التجربة، بما في ذلك ظروف التحكم، بروتوكولات العلاج، والتحليلات الإحصائية المطبقة لتفسير البيانات.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم تقنيات أخذ العينات، طرق جمع البيانات، وأي اعتبارات أخلاقية ذات صلة تم أخذها في الاعتبار خلال البحث. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتوفير نظرة شاملة على الأساليب المستخدمة للتحقيق في الأسئلة البحثية المطروحة في الدراسة، مما يمكّن الباحثين الآخرين من تكرار النتائج.
نتائج
تشير نتائج هذه الدراسة إلى تغييرات كبيرة في متغيرات الدم والصحة السريرية المحددة بسبب تجارب الرحلة المختلفة في العجول. ومن الجدير بالذكر أن المتغيرات المتعلقة بتوازن الطاقة، مثل الجلوكوز، β-هيدروكسيبيوتيرات (BHB)، والأحماض الدهنية غير الاسترية (NEFA)، بالإضافة إلى مستويات الصوديوم المرتبطة بالجفاف، وعلامات تعب العضلات مثل L-لاكتات والبوتاسيوم، أظهرت تغييرات ذات دلالة. بالمقابل، ظلت متغيرات أخرى، بما في ذلك الكهارل المختلفة، الهيماتوكريت، البروتين الكلي، الأميلويد A (SAA)، هابتوغلوبين، والأجسام المضادة، غير متغيرة إلى حد كبير أو غير حساسة لتجارب الرحلة.
تؤكد النتائج على مخاوف رفاهية حاسمة، خاصة فيما يتعلق بالصيام والجفاف في العجول أثناء النقل. تقترح الدراسة أن الأبحاث المستقبلية والجهود التشريعية يجب أن تعطي الأولوية لتنفيذ أنظمة تسهل التغذية المنتظمة أثناء النقل وتحدد أقصى فترات الصيام. تعتبر هذه التدابير ضرورية لتلبية احتياجات الطاقة والترطيب المتزايدة للعجول، داعيةً إلى تغييرات تشريعية تضمن بروتوكولات تغذية كافية قبل وأثناء وبعد النقل.
مناقشة
في هذه الدراسة الملاحظة، تم تقييم التأثيرات الفسيولوجية لمدة النقل والصيام على العجول عبر ثلاث مجموعات: تلك المنقولة محليًا داخل أيرلندا (IRE)، دوليًا من أيرلندا إلى هولندا (INT)، ومحليًا داخل هولندا (NLD). عانت مجموعة IRE من فترات نقل وصيام أقصر، بينما واجهت مجموعة INT فترات أطول، وكانت مجموعة NLD لديها نقل قصير ولكن صيام طويل. تم تحديد حجم عينة أدنى من 20 عجلًا لكل مجموعة، مما أدى إلى الموافقة الأخلاقية على 30 عجلًا لكل مجموعة لأخذ العينات. شملت الدراسة عجولًا من عدة مزارع ألبان وأسواق، مع معايير صارمة للياقة للنقل، وتم أخذ عينات دم من جميع العجول عند الوصول، وبعد أسبوع، وثلاثة أسابيع بعد الوصول لتقييم الصحة والحالة الفسيولوجية.
تباينت ظروف النقل بشكل كبير بين المجموعات، حيث خضعت عجول IRE لوقت إجمالي للرحلة يبلغ حوالي 29 ساعة وصيام لمدة حوالي 11 ساعة، بينما عانت عجول INT من وقت إجمالي للرحلة يتراوح بين 77 إلى 81 ساعة مع فترات صيام تتراوح بين 27 إلى 28 ساعة. كانت المجموعة NLD لديها وقت رحلة مقدر بـ 28 ساعة مع صيام يتجاوز 18 ساعة. عند الوصول، أظهرت عجول IRE مستويات جلوكوز أعلى وتركيزات أقل من المتغيرات الدموية المتعلقة بتوازن الطاقة مقارنة بعجول INT وNLD، مما يدل على حالة فسيولوجية أفضل. مع مرور الوقت، انخفضت مستويات اليوريا في الدم عبر المجموعات، ورغم أن علامات الالتهاب تباينت، حافظت جميع المجموعات على عدد خلايا المناعة ضمن الحدود المرجعية. تبرز الدراسة التأثير الكبير لمدة النقل والصيام على صحة واستجابات العجول الفسيولوجية، مما يؤكد الحاجة إلى إدارة دقيقة في ممارسات نقل الماشية.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود قد تؤثر على صحة نتائجها. أولاً، أظهرت العجول من هولندا (NLD) اختلافات في العمر والوزن وتركيب السلالة مقارنة بتلك من أيرلندا، مما قد يؤثر على فسيولوجيتها وصحتها على الرغم من التعديلات الإحصائية. بالإضافة إلى ذلك، أعاقت الممارسات الإدارية غير المعروفة لعجول NLD القدرة على استخلاص استنتاجات نهائية بشأن اختلافات مجموعات العلاج. زادت التباينات في ممارسات التربية في المزارع الوجهة في أيرلندا وهولندا، خاصة في الإسكان والتغذية والاستراتيجيات الطبية، من تعقيد التحليل المقارن لفترة التعافي بعد النقل، مما استلزم تقسيم التحليل الإحصائي إلى النقل والنقاط الزمنية اللاحقة.
علاوة على ذلك، منعت التحديات اللوجستية التدريب المشترك للمراقبين لتقييم الصحة السريرية، مما قد يؤثر على موثوقية نتائج التقييم. كما أثرت عوامل خارجية، مثل استخدام المضادات الحيوية وتباين المراقبين، على حساسية متغيرات تقييم الصحة السريرية. نظرًا للحاجة إلى تحديد الفروق الدقيقة بدلاً من الاعتماد فقط على درجات الصحة البدنية، تقترح الدراسة أن الأبحاث المستقبلية يجب أن تستكشف طرق مراقبة مستمرة غير جراحية أكثر حساسية، بما في ذلك أجهزة مراقبة الجلوكوز المستمرة، وأجهزة استشعار النشاط، وتقنيات متقدمة للكشف عن الأمراض التنفسية، مثل تقييم الموجات فوق الصوتية الصدرية أو الأشعة السينية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s13620-025-00287-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39806431
Publication Date: 2025-01-13
Author(s): Luca L. van Dijk et al.
Primary Topic: Animal health and immunology
Overview
This observational study investigated the effects of transport and fasting durations on the physiology and health of 115 unweaned calves, categorized into three groups based on transport conditions: IRE (short transport and fasting), INT (long transport and fasting), and NLD (short transport with long fasting). Blood samples were collected at multiple time points, and health scores and weights were recorded to assess the impact of transport on physiological variables. The analysis revealed that calves in the INT and NLD groups exhibited significant deviations in glucose, beta-hydroxy-butyrate, non-esterified fatty acids, and sodium levels upon arrival, compared to IRE calves (p < 0.05). Notably, lactate and potassium levels were elevated in INT calves, indicating muscle fatigue. The findings suggest that prolonged feed deprivation is a critical factor affecting the physiological status of calves, potentially more so than transport duration itself. While all groups showed signs of recovery within three weeks, with most variables returning to reference levels, the INT group experienced greater weight loss during transport and lower weight gain post-arrival compared to IRE calves (p < 0.01). The study concludes that reducing feed deprivation periods could enhance the welfare of transported calves, highlighting the need for legislative changes in calf transport practices to mitigate welfare risks associated with extended fasting.
Introduction
The introduction of this research paper addresses the welfare challenges faced by unweaned, ‘non-replacement’ calves during long-distance transport from dairy farms. It highlights the physiological and health impacts associated with transport, which are exacerbated by factors such as reduced feed and water intake, increased stress, muscle fatigue, and immunosuppression. The paper notes that calves often experience multiple transport events, including stops at livestock markets and assembly centers, which can lead to prolonged feed deprivation and increased morbidity.
The study emphasizes that while international transport may involve longer distances, significant welfare concerns also arise in national transport scenarios. Previous research indicates that longer transport durations correlate with greater physiological disturbances, including energy balance issues and dehydration, as well as elevated cortisol levels indicative of stress. The authors aim to identify the key factors influencing the health of transported calves by comparing three groups: Irish calves destined for beef and veal systems, and Dutch calves headed for the same veal farm. They hypothesize that extended fasting and transport durations will result in more pronounced physiological disturbances in these unweaned calves.
Methods
The section on “Materials and Methods” outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the results. The methodology encompasses the experimental setup, including control conditions, treatment protocols, and the statistical analyses applied to interpret the data.
Additionally, the section may describe the sampling techniques, data collection methods, and any relevant ethical considerations taken into account during the research. Overall, this section serves to provide a comprehensive overview of the approaches utilized to investigate the research questions posed in the study, thereby enabling other researchers to replicate the findings.
Results
The results of this study indicate significant alterations in specific blood and clinical health variables due to varying journey experiences in calves. Notably, variables related to energy balance, such as glucose, β-hydroxybutyrate (BHB), and non-esterified fatty acids (NEFA), as well as sodium levels linked to dehydration, and markers of muscle fatigue like L-lactate and potassium, demonstrated meaningful changes. Conversely, other variables, including various electrolytes, haematocrit, total protein, serum amyloid A (SAA), haptoglobin, and immunoglobulins, remained largely unchanged or insensitive to the journey experiences.
The findings underscore critical welfare concerns, particularly regarding fasting and dehydration in calves during transport. The study suggests that future research and legislative efforts should prioritize the implementation of systems that facilitate regular feeding during transport and establish maximum fasting durations. Such measures are essential to address the heightened energy and hydration needs of calves, advocating for legislative changes that ensure adequate feeding protocols before, during, and after transport.
Discussion
In this observational study, the physiological effects of transport duration and fasting on calves were assessed across three groups: those transported nationally within Ireland (IRE), internationally from Ireland to the Netherlands (INT), and nationally within the Netherlands (NLD). The IRE group experienced shorter transport and fasting durations, while the INT group faced longer durations, and the NLD group had short transport but long fasting. A minimum sample size of 20 calves per group was established, leading to a total of 30 calves per group being ethically approved for sampling. The study involved calves from multiple dairy farms and marts, with strict criteria for fitness for transport, and all calves were blood sampled at arrival, 1 week, and 3 weeks post-arrival to evaluate health and physiological status.
Transport conditions varied significantly among groups, with IRE calves undergoing approximately 29 hours of total journey time and fasting for about 11 hours, while INT calves experienced a total journey time of 77 to 81 hours with fasting durations of 27 to 28 hours. The NLD group had an estimated journey time of 28 hours with fasting exceeding 18 hours. Upon arrival, IRE calves exhibited higher glucose levels and lower concentrations of blood variables related to energy balance compared to INT and NLD calves, indicating better physiological status. Over time, blood urea levels decreased across groups, and while inflammatory markers varied, all groups maintained immune cell counts within reference limits. The study highlights the significant impact of transport duration and fasting on the health and physiological responses of calves, emphasizing the need for careful management in livestock transport practices.
Limitations
The study presents several limitations that may affect the validity of its findings. Firstly, the calves from The Netherlands (NLD) exhibited differences in age, weight, and breed composition compared to those from Ireland, which could have influenced their physiology and health despite statistical adjustments. Additionally, unknown management practices for NLD calves hindered the ability to draw definitive conclusions regarding treatment group differences. Variations in husbandry practices at the destination farms in Ireland and the Netherlands, particularly in housing, feeding, and medicinal strategies, further complicated the comparative analysis of the post-transport recovery period, necessitating a division of the statistical analysis into transport and subsequent timepoints.
Moreover, logistical challenges prevented joint training of observers for clinical health scoring, potentially affecting the reliability of the scoring outcomes. External factors, such as antibiotic use and inter-observer variability, also impacted the sensitivity of the clinical health scoring variables. Given the need to identify subtle differences rather than relying solely on physical health scores, the study suggests that future research should explore more sensitive non-invasive continuous monitoring methods, including continuous glucose monitors, activity sensors, and advanced techniques for detecting respiratory diseases, such as thoracic ultrasound scoring or radiography.