Published September 8, 2020 | Version v1
Publication Open

Seasonal Dynamics of Physiological, Oxidative and Metabolic Responses in Non-lactating Nili-Ravi Buffaloes Under Hot and Humid Climate

Creators

  • 1. Guangxi Buffalo Research Institute
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 3. The University of Agriculture, Peshawar

Description

Hot and humid weather exposes animals to high temperature and relative humidity that ultimately reduce their ability to disperse body heat. To avoid serious consequences of heat stress, it is imperative to understand animal physiological responses and biochemical changes during a state of altered body homeostasis across different seasons of the year. This study evaluated seasonal dynamics of physiological, oxidative, and metabolic responses of Nili-Ravi buffaloes to hot and humid climate. Twenty non-lactating multiparous buffaloes were enrolled for this 1-year study. Meteorological data were recorded twice daily to calculate temperature humidity index (THI). Physiological parameters including rectal temperature (RT), body surface temperature (BST), and respiratory rate (RR) were measured weekly. Blood samples were collected once in each season (spring, summer, autumn, and winter) to analyze biochemical and antioxidant parameters. We also measured activities of liver enzymes including alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST). The results revealed a significantly higher THI value (82) during summer which resulted in a significant increase in RR and BST as compared to winter. Higher oxidative stress was observed in summer owing to significantly higher malondialdehyde (MDA) content and lower levels of serum antioxidant enzymes (GPx, SOD, and CAT) as compared to other seasons. Moreover, serum cortisol was also significantly higher while adrenocorticotropic hormone (ACTH), Triiodothyronine (T3), insulin, and growth hormone contents were significantly lower in summer. Contrarily, plasma thyroxin (T4) level was higher in summer. THI showed a positive correlation with physiological responses but a negative correlation with antioxidant parameters. Our study provides practical insights on the adaptive physiology of buffaloes and has several implications regarding the alleviation of heat stress in buffaloes to enhance the efficiency of production and reproduction under tropical climate. Our study suggests the use of appropriate cooling strategies to effectively manage the non-lactating buffaloes to avoid performance losses and animal welfare issues in summer season.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الطقس الحار والرطب يعرض الحيوانات لدرجة حرارة عالية ورطوبة نسبية تقلل في النهاية من قدرتها على تشتيت حرارة الجسم. لتجنب العواقب الوخيمة للإجهاد الحراري، من الضروري فهم الاستجابات الفسيولوجية الحيوانية والتغيرات البيوكيميائية أثناء حالة توازن الجسم المتغير عبر مواسم مختلفة من السنة. قيمت هذه الدراسة الديناميكيات الموسمية للاستجابات الفسيولوجية والأكسدة والاستقلابية لجاموس نيلي رافي للمناخ الحار والرطب. تم تسجيل عشرين جاموسًا متعدد الولادات غير مرضع في هذه الدراسة التي استمرت لمدة عام واحد. تم تسجيل بيانات الأرصاد الجوية مرتين يوميًا لحساب مؤشر رطوبة درجة الحرارة (THI). تم قياس المعلمات الفسيولوجية بما في ذلك درجة حرارة المستقيم (RT) ودرجة حرارة سطح الجسم (BST) ومعدل التنفس (RR) أسبوعيًا. تم جمع عينات الدم مرة واحدة في كل موسم (الربيع والصيف والخريف والشتاء) لتحليل المعلمات الكيميائية الحيوية ومضادات الأكسدة. قمنا أيضًا بقياس أنشطة إنزيمات الكبد بما في ذلك ناقلة أمين الألانين (ALT) وناقلة أمين الأسبارتات (AST). كشفت النتائج عن قيمة THI أعلى بكثير (82) خلال فصل الصيف مما أدى إلى زيادة كبيرة في RR و BST مقارنة بالشتاء. لوحظ ارتفاع الإجهاد التأكسدي في الصيف بسبب ارتفاع محتوى المالونديالديهايد (MDA) بشكل ملحوظ وانخفاض مستويات الإنزيمات المضادة للأكسدة في المصل (GPx و SOD و CAT) مقارنة بالمواسم الأخرى. علاوة على ذلك، كان الكورتيزول في المصل أعلى بكثير بينما كان الهرمون الموجه لقشرة الكظر (ACTH)، وثلاثي يودوثيرونين (T3)، والأنسولين، ومحتويات هرمون النمو أقل بكثير في الصيف. على النقيض من ذلك، كان مستوى هرمون الغدة الدرقية في البلازما (T4) أعلى في الصيف. أظهر THI ارتباطًا إيجابيًا مع الاستجابات الفسيولوجية ولكن ارتباطًا سلبيًا مع المعلمات المضادة للأكسدة. تقدم دراستنا رؤى عملية حول الفسيولوجيا التكيفية للجواميس ولها العديد من الآثار فيما يتعلق بتخفيف الإجهاد الحراري في الجواميس لتعزيز كفاءة الإنتاج والتكاثر في ظل المناخ الاستوائي. تقترح دراستنا استخدام استراتيجيات التبريد المناسبة لإدارة الجاموس غير المرضع بفعالية لتجنب خسائر الأداء وقضايا رعاية الحيوان في موسم الصيف.

Translated Description (French)

Le temps chaud et humide expose les animaux à des températures élevées et à une humidité relative qui réduisent finalement leur capacité à disperser la chaleur corporelle. Pour éviter de graves conséquences du stress thermique, il est impératif de comprendre les réponses physiologiques animales et les changements biochimiques lors d'un état d'homéostasie corporelle altérée au cours des différentes saisons de l'année. Cette étude a évalué la dynamique saisonnière des réponses physiologiques, oxydatives et métaboliques des buffles de Nili-Ravi au climat chaud et humide. Vingt buffles multipares non allaitants ont été recrutés pour cette étude d'un an. Les données météorologiques ont été enregistrées deux fois par jour pour calculer l'indice de température et d'humidité (THI). Les paramètres physiologiques, y compris la température rectale (RT), la température de la surface du corps (BST) et la fréquence respiratoire (RR), ont été mesurés chaque semaine. Des échantillons de sang ont été prélevés une fois par saison (printemps, été, automne et hiver) pour analyser les paramètres biochimiques et antioxydants. Nous avons également mesuré les activités des enzymes hépatiques, notamment l'alanine aminotransférase (ALAT) et l'aspartate aminotransférase (ASAT). Les résultats ont révélé une valeur de THI significativement plus élevée (82) pendant l'été, ce qui a entraîné une augmentation significative du RR et de la BST par rapport à l'hiver. Un stress oxydatif plus élevé a été observé en été en raison de la teneur significativement plus élevée en malondialdéhyde (MDA) et des niveaux plus faibles d'enzymes antioxydantes sériques (GPx, SOD et CAT) par rapport aux autres saisons. De plus, le cortisol sérique était également significativement plus élevé tandis que les teneurs en hormone adrénocorticotrope (ACTH), en triiodothyronine (T3), en insuline et en hormone de croissance étaient significativement plus faibles en été. Au contraire, le taux plasmatique de thyroxine (T4) était plus élevé en été. THI a montré une corrélation positive avec les réponses physiologiques mais une corrélation négative avec les paramètres antioxydants. Notre étude fournit des informations pratiques sur la physiologie adaptative des buffles et a plusieurs implications concernant l'atténuation du stress thermique chez les buffles pour améliorer l'efficacité de la production et de la reproduction sous climat tropical. Notre étude suggère l'utilisation de stratégies de refroidissement appropriées pour gérer efficacement les buffles non allaitants afin d'éviter les pertes de performance et les problèmes de bien-être animal en saison estivale.

Translated Description (Spanish)

El clima cálido y húmedo expone a los animales a altas temperaturas y humedad relativa que en última instancia reducen su capacidad para dispersar el calor corporal. Para evitar las graves consecuencias del estrés por calor, es imperativo comprender las respuestas fisiológicas de los animales y los cambios bioquímicos durante un estado de homeostasis corporal alterada en diferentes estaciones del año. Este estudio evaluó la dinámica estacional de las respuestas fisiológicas, oxidativas y metabólicas de los búfalos Nili-Ravi al clima cálido y húmedo. Se inscribieron veinte búfalos multiparos no lactantes para este estudio de 1 año. Los datos meteorológicos se registraron dos veces al día para calcular el índice de temperatura y humedad (THI). Los parámetros fisiológicos que incluyen la temperatura rectal (RT), la temperatura de la superficie corporal (BST) y la frecuencia respiratoria (RR) se midieron semanalmente. Se recogieron muestras de sangre una vez en cada temporada (primavera, verano, otoño e invierno) para analizar los parámetros bioquímicos y antioxidantes. También medimos las actividades de las enzimas hepáticas, incluidas la alanina aminotransferasa (ALT) y la aspartato aminotransferasa (AST). Los resultados revelaron un valor de THI significativamente mayor (82) durante el verano, lo que resultó en un aumento significativo en RR y BST en comparación con el invierno. Se observó un mayor estrés oxidativo en verano debido a un contenido significativamente mayor de malondialdehído (MDA) y niveles más bajos de enzimas antioxidantes séricas (GPx, SOD y CAT) en comparación con otras estaciones. Además, el cortisol sérico también fue significativamente mayor, mientras que la hormona adrenocorticotrópica (ACTH), la triyodotironina (T3), la insulina y el contenido de la hormona del crecimiento fueron significativamente menores en verano. Por el contrario, el nivel de tiroxina plasmática (T4) fue mayor en verano. THI mostró una correlación positiva con las respuestas fisiológicas, pero una correlación negativa con los parámetros antioxidantes. Nuestro estudio proporciona información práctica sobre la fisiología adaptativa de los búfalos y tiene varias implicaciones con respecto al alivio del estrés por calor en los búfalos para mejorar la eficiencia de la producción y la reproducción en climas tropicales. Nuestro estudio sugiere el uso de estrategias de enfriamiento apropiadas para gestionar eficazmente los búfalos no lactantes para evitar pérdidas de rendimiento y problemas de bienestar animal en la temporada de verano.

Files

pdf.pdf

Files (1.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a41271f88b6a517e448da106236f195c
1.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الديناميات الموسمية للاستجابات الفسيولوجية والأكسدة والأيضية في جاموس نيلي رافي غير المرضع في ظل المناخ الحار والرطب
Translated title (French)
Dynamique saisonnière des réponses physiologiques, oxydatives et métaboliques chez les buffles Nili-Ravi non lactants sous un climat chaud et humide
Translated title (Spanish)
Dinámica estacional de las respuestas fisiológicas, oxidativas y metabólicas en búfalos Nili-Ravi no lactantes en clima cálido y húmedo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3084280533
DOI
10.3389/fvets.2020.00622

Is supplement to
https://openalex.org/W3096935520 (Other)
https://openalex.org/W2602111502 (Other)
https://openalex.org/W2475966054 (Other)
https://openalex.org/W2372555583 (Other)
https://openalex.org/W2314286400 (Other)
https://openalex.org/W2119338389 (Other)
https://openalex.org/W2091429609 (Other)
https://openalex.org/W2066852536 (Other)
https://openalex.org/W188720285 (Other)
https://openalex.org/W125774832 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1783498842
  • https://openalex.org/W1966530374
  • https://openalex.org/W1972240514
  • https://openalex.org/W1978942254
  • https://openalex.org/W1987899998
  • https://openalex.org/W2005696942
  • https://openalex.org/W2007177346
  • https://openalex.org/W2009874651
  • https://openalex.org/W2020705172
  • https://openalex.org/W2028564608
  • https://openalex.org/W2031934304
  • https://openalex.org/W2035542168
  • https://openalex.org/W2036980948
  • https://openalex.org/W2037380584
  • https://openalex.org/W2039470922
  • https://openalex.org/W2063467238
  • https://openalex.org/W2064210618
  • https://openalex.org/W2066813683
  • https://openalex.org/W2069564306
  • https://openalex.org/W2077212558
  • https://openalex.org/W2080820468
  • https://openalex.org/W2093484095
  • https://openalex.org/W2108505214
  • https://openalex.org/W2116029531
  • https://openalex.org/W2119119142
  • https://openalex.org/W2127817291
  • https://openalex.org/W2136091506
  • https://openalex.org/W2145864819
  • https://openalex.org/W2149948386
  • https://openalex.org/W2150914663
  • https://openalex.org/W2156246778
  • https://openalex.org/W2159790707
  • https://openalex.org/W2170926196
  • https://openalex.org/W2222352401
  • https://openalex.org/W2232171991
  • https://openalex.org/W2232705452
  • https://openalex.org/W2233500817
  • https://openalex.org/W2245043916
  • https://openalex.org/W2289051911
  • https://openalex.org/W230749875
  • https://openalex.org/W2312397321
  • https://openalex.org/W2321037492
  • https://openalex.org/W2327362314
  • https://openalex.org/W2412668293
  • https://openalex.org/W2427308287
  • https://openalex.org/W2731610751
  • https://openalex.org/W2735181276
  • https://openalex.org/W2741175840
  • https://openalex.org/W2754001138
  • https://openalex.org/W2783227681
  • https://openalex.org/W2804291294
  • https://openalex.org/W2888189121
  • https://openalex.org/W3024282704
  • https://openalex.org/W401256398
  • https://openalex.org/W4230077897
  • https://openalex.org/W4249214771
  • https://openalex.org/W72892917