Neurohormonalne patomechanizmy reakcji stresowej w aspekcie środowiskowym

Paulina Oganiaczyk

GR. IV

Stres

Kodeks Rady Europy i Komitetu Dobrostanu Zwierząt

Podstawowe wymogi dobrostanu

Zwierzęta powinny być:	Warunki niezbędne do spełnienia wymogów dobrostanu:
Wolne od głodu i pragnienia	Zapewnienie świeżej wody i paszy pokrywającej potrzeby w zakresie wzrostu, zdrowotności i żywotności
Wolne od dyskomfortu	Zabezpieczenie powierzchni wypoczynku, schronienia oraz optymalnych warunków środowiska
Wolne od bólu, urazów i chorób	Zapewnienie prewencji, profilaktyki, szybkiej diagnostyki i skutecznego leczenia,
Wolne od strachu i stresu	Eliminacja czynników stresowych (psychogennych i somatycznych)
Zdolne do wyrażania normalnego behawioru	Odpowiednia przestrzeń życiowa i skład socjalny w grupie

Stres to silny, nietypowy wpływ środowiska zewnętrznego wywołujący fizjologiczne reakcje obronne organizmu. Wywołuje radykalne zmiany w organizmie zwierząt. To również wysiłek adaptacyjny organizmu, którego celem jest przystosowanie się do funkcjonowania w istniejących warunkach zewnętrznych. Adaptacja taka może polegać zarówno na przystosowaniu się do zmian w otoczeniu, jak również dostosowaniu organizmu do funkcjonowania w stałych warunkach, jeśli odbiegają one od optymalnych. Stres jest odwrotnością dobrostanu. Zjawisko stresu wyraża się jako dążenie organizmu będącego pod presją obciążających bodźców środowiskowych do przeciwstawienia się im i przetrwania w nowych warunkach. Stres może być zbawiennym, ale również może szkodzić, być wręcz zabójczy. Rozróżnia się eustres, trwający krótko, o znaczeniu adaptacyjnym, oraz dystres, gdy działanie niekorzystnych czynników trwa długo i ma nieporządany wpływ na organizm zwierzęcia.

Stres, wynika najczęściej z niekorzystnych warunków życiowych lub trwałej sytuacji będącej jego źródłem (stresorem), w której rozwiązanie problemu nie jest możliwe. Reakcja organizmu na stres jest uzależniona od wielu czynników. Jednym z najważniejszych są indywidualne cechy. Ta sama sytuacja może stać się źródłem bardzo silnego stresu dla jednego zwierzęcia, nie wywierając jednocześnie zauważalnego wpływu na inne. Reakcja organizmu jest też uzależniona od jego przygotowania. Znacznie silniejszą reakcję wykazują zwierzęta, których organizmy są wyczerpane, np. złym traktowaniem, niewłaściwie przeprowadzonym transportem lub też ciągłym stresem pochodzącym z innych źródeł. Niezaspokojenie podstawowych potrzeb lub wyczerpanie organizmu chorobą zmniejszają odporność na stres.

Stres jest złożoną reakcją, w której można zaobserwować zmiany zarówno w procesach emocjonalnych jak i fizjologicznych.

Do fizjologicznych komponentów stresu należą m.in.:
- wzrost ciśnienia tętniczego
- przyspieszenie akcji serca
- zwiększenie stężenia glukozy w krwi
- wzrost napięcia mięśniowego
- przyspieszony, płytki oddech
- wyostrzenie zmysłów
- suchość w pysku
- zwiększona aktywność gruczołów potowych
- przyspieszona perystaltyka jelit
- zwiększone napięcie mięśni gładkich (m.in. skurcz żołądka powodujący bóle psychogenne)
- charakterystyczne zmiany w gospodarce hormonalnej

Emocjonalne komponenty stresu wyrażają się przede wszystkim:
- lękiem
- niepokojem
- zwiększoną czujnością
- drażliwością
- agresją

Wskaźniki stresu:

- Katecholaminy

- Kortykoidy

- ACTH

- LH, FSH, testosteron

- prolaktyna,

- TSH, GH

- wskaźniki rozrodu, przyrostów i ogólnej kondycji zdrowotnej

Reakcja stresowa

W stanach nagłego zagrożenia organizmu (walka, ucieczka, obrona) lub nadmiernego jego obarczania działaniem czynników niepokojących, mogących wywołać zaburzenie homeostazy, pobudzeniu ulega część współczulna układu nerwowego autonomicznego. Kora mózgowa, układ limbiczny i podwzgórze dla utrzymania zdrowia i życia szybko mobilizują w nowej sytuacji ustrojowe mechanizmy obrony i adaptacji, uczynniając w jednej chwili trzy układy:

- układ współczulno-rdzeniowonadnerczowy (stres psychogenny lub emocjonalny)

- układ podwzgórzowo-przysadkowo-korowonadnerczowy (stres somatyczny lub fizjologiczny)

- układ podwzgórzowo-przysadkowo-tarczycowy

Pobudzenie układu współczulnego wywołuje wyrzut katecholamin z rdzenia nadnerczy, a uwolniona w dużej ilości adrenalina uruchamia zapasy energetyczne organizmu (tłuszcze i cukry) i poprzez lipo- oraz glikogenolizę zapewnia dostępność kwasów tłuszczowych i glukozy dla mięśni szkieletowych, umożliwiając im wykonanie zwiększonego wysiłku. Wydzielane następnie z kory nadnerczy glikokortykoidy, blokując pozaneuronalny wychwyt adrenaliny przedłużają czas jej pobytu we krwi i zapewniają przez to utrzymanie wysokiego tempa metabolizmu. Dzięki temu organizm może szybko przystosować się od zaistniałej sytuacji. Glikokortykoidy (zwłaszcza kortyzol) warunkują też i podwyższają reaktywność autonomicznych efektorów (np. naczyń krwionośnych) na katecholaminy. Nazywane hormonami adaptacyjnymi wraz z innymi hormonami przestrajają tak czynność organizmu i jego reakcje metaboliczne, że umożliwiają trwające dłużej przystosowanie się do nowych warunków. Hormony tarczycy zwiększają procesy energetyczne w mitochondriach komórkowych, co w okresie ogólnej mobilizacji organizmu odgrywa znaczącą rolę.

Mechanizm stresu psychogennego

(OUN)

↓

pień i gałązki nerwów układu współczulnego

↓

rdzeń nadnerczy → synteza adrenaliny i noradrenaliny

 

Stresory: bodźce o charakterze emocjonalnym (strach, panika)

Mechanizm stresu somatycznego

kora mózgowa

↓

układ rąbkowy (limbiczny)

↓

podwzgórze (jądro przykomorowe) CRH (CRF)

↓

przysadka mózgowa → (POMC) → MSH, β-LPH β-endorfiny, (ACTH)

↓

kora nadnerczy → steroidogeneza → glikokortykoidy → kortyzol (u świni, bydła, psa) kortykosteron (u drobiu i gryzoni)

Stresory o charakterze fizycznym : ból, zimno, przegrzanie, gorączka, głód, odwodnienie, hipoglikemia, interleukina I, interleukina VI, tymozyna, niewłaściwe podejście do zwierząt, manipulacja nimi, transport, działanie prądu elektrycznego.

Hormonalne następstwa stresu

Wzrost poziomu - prolaktyny, tyreoliberyny (TSH-RH), hormonu tyreotropowego (TSH), trójjodotyroniny (T-3), tyroksyny (T-4), opioidów, serotoniny i dopaminy

Obniżenie - gonadoliberyny (GnRH), gonadotropin (luteotropiny -LH i folikulotropiny - FSH), hormonów gonadowych – testosteronu, estrogenów i progesteronu, hormonu wzrostu (GH)

Natychmiastowe następstwa stresu

(od kilkudziesięciu sekund do kilku - kilkunastu godzin)

-wzrost poziomu katecholamin u świń pojawia się po ok. 20-22 sek., kortyzolu po ok. 45 sek.

-wzrost zawartości glukozy, wolnych kwasów tłuszczowych, AlAT, AspAT, CK, GGTP, LDH, AP, zaburzenia elektrolitowe,

-obniżenie hematokrytu, eozynopenia , przekrwienie i powiększenie nadnerczy, przekrwienie i wybroczyny dennej części żołądka, u świń PSS (nagła śmierć sercowa, mięso PSE)

Odległe następstwa stresu

( stres chroniczny lub chroniczny przerywany)

-Fizjo- i anatomopatologiczne:

zanik grasicy i węzłów chłonnych, spadek odporności, przerost nadnerczy, nadciśnienie tętnicze, choroba niedokrwienna serca, zaburzenia w rozrodzie, owrzodzenie żołądka i jelit,

-Behawioralne:

nerwice, stereotypie, autonarkotyzm

Wpływ długotrwałego stresu na organizm zwierzęcy

Wysoki i długotrwały poziom glikokortykoidów we krwi może doprowadzać do zaniku grasicy, śledziony i węzłów chłonnych, obniżenia miana przeciwciał i  w konsekwencji do zniesienia bariery immunologicznej.

  Przez pobudzenie wydzielania kwasu solnego i pepsyny w żołądku, przy jednoczesnym obniżeniu czynności obronnej tkanki łącznej, glikokortykoidy powodują powstawanie  nadżerek i owrzodzeń błon śluzowych oraz są przyczyną nieżytów układu pokarmowego. W stawach postępuje utrata tłuszczu z torebek stawowych (efekt przedłużającej się lipolizy), w płucach dochodzi do zmian zapalnych, obrzęków, okołonaczyniowych rozszerzeń przestrzeni limfatycznych. 

  Istotnym wydaje się fakt, że niezależnie od tego, czy zwierzę zostało narażone na brutalne traktowanie, nadmierny wysiłek fizyczny czy zbyt wysoką lub niską temperaturę, mechanizm reakcji stresowej przebiega według tego samego schematu i wyzwala takie same mechanizmy obronno - przystosowawcze. Na dodatek pod wpływem czynników stresowych następuje torowanie przekazywania impulsów odpowiedzialnych za pobudzenie kory mózgowej. Torowanie zachodzi z jednoczesnym hamowaniem innych dróg przewodnictwa nerwowego, które zaangażowane są np. w koordynację procesów rozmnażania się, pobierania pokarmu itd. Stąd u zwierząt znajdujących się pod wpływem stresu zauważa się z reguły zaburzenia apetytu, łaknienia oraz kłopoty z rozrodem.

Stres a rozród zwierząt gospodarskich

Oddziaływanie stresu na oś podwzgórzowo-przysadkowo-gonadową (PPG):

1. Stres krótkotrwały powoduje wzmożoną syntezę i uwalnianie gonadotropin (głównie LH), co wpływa stymulująco na rozród.

2. Stres chroniczny powoduje supresję osi PPG i w konsekwencji obniża znacznie wskaźniki rozrodu.

Stresowa supresja procesów rozrodczych:

Kora mózgowa, układ limbiczny: dopamina, serotonina, katecholaminy

↓ ↓

Oś PPK-N Oś PPGn

podwzgórze: CRH Gn-RH

↓ ↓

przysadka: ACTH, FSH, LH

↓ ↓

nadnercza: gonady:

kortykoidy steroidy płciowe

CRH uwalniany w podwzgórzu hamuje sekrecję gonadoliberyny GnRH, zakłóca uwalnianie LH, indukowane przez GnRH, uszkadza sekrecję steroidów płciowych w gonadach. ACTH uwalniany z przysadki mózgowej hamuje syntezę steroidów gonadowych.

Kortykoidy uwalniane z kory nadnerczy powodują supresję syntezy GnRH przez komórki przysadki. Natomiast obniżenie poziomu dopaminy powoduje hiperprolaktynemie, hamuje uwalnianie GnRH w podwzgórzu, hamuję produkcję gonadotropin przysadkowych: LH, FSH i GH. Hamuje uwalnianie z gonad testosteronu, estrogenów, progesteronu. Obniżone stężenie serotoniny hamuje syntezę GnRH oraz syntezę LH w przysadce.

Czynniki środowiskowe o charakterze stresorów

Jednym z najważniejszych czynników warunkujących wystąpienie reakcji stresowych u zwierząt gospodarskich jest utrzymywanie tych zwierząt w nieodpowiednich warunkach. Dotyczy to nadmiernego zagęszczenia zwierząt, niedostosowanie wielkości kojców do wieku i rozmiaru zwierząt, ograniczanie ruchu, dobieranie osobników w grupy technologiczne w nieprawidłowy sposób, nieodpowiednie parametry mikroklimatu (tj. temperatura, wilgotność, oświetlenie, ruch powietrza, natężenie hałasu, stężenie gazów, zapylenie). Nie pozostaje bez wpływu nieodpowiednio dobrane żywienie, szczególnie jeśli chodzi o pokrycie zapotrzebowania na mikroelementy, a także nieodpowiednie obchodzenie się ze zwierzętami.. Zaniedbanie powyższych aspektów doprowadza do stanów napięcia i długotrwałego stresu, który ma swe odzwierciedlenie w zachowaniu zwierząt oraz ich produkcyjności.

Hałas są to wszystkie dźwięki, które powodują dokuczliwość bądź są szkodliwe dla zdrowia. O szkodliwości decyduje natężenie dźwięku, częstotliwość i długość fali akustycznej. Uważa się, że w pomieszczeniach inwentarskich natężenie dźwięków nie powinno przekraczać 70 dB.

W nieodpowiedniej temperaturze powietrza, zwierzęta będą w warunkach stresu, co może zmniejszyć, a przy ekstremalnie niskich lub wysokich temperaturach, zatrzymać produkcję. Ponadto duże fluktuacje temperatury mogą powodować przeciągi i to może być przyczyną schorzeń układu oddechowego. Przy wzroście wilgotności i temperatury zmniejsza się pobieranie pasz, pogarsza się rozród i spada produkcja. Trudności ze znoszeniem niskich temperatur występują u zwierząt trzymanych na uwięzi i chorych. Przy niskich temperaturach następuje wzrost spożycia paszy oraz gęstości sierści zwierząt.. Izolacja termiczna budynku, głównie dachu, prowadzi do podniesienia temperatury w okresie zimowym oraz ogranicza nagrzewanie budynku w okresie letnim.

Prędkość ruchu powietrza w pomieszczeniach nie powinna przekraczać wartości podanych w rozporządzeniach. Zbyt wysokie prędkości powietrza powodują wychłodzenie ciała zwierząt i zwiększają zachorowalność. Prędkość przepływu powietrza regulowana jest otworami wentylacyjnymi nawiewnymi i wywiewnymi oraz awaryjnie wrotami i oknami.

Zaleca się utrzymywanie wilgotności powietrza w określonych granicach odpowiednich dla danego gatunku zwierząt. Wyższa wilgotność utrudnia zwierzętom oddawanie ciepła do otoczenia przez parowanie powierzchni ciała. Zbyt niska wilgotność powoduje z kolei wysuszanie dróg oddechowych. Zawilgocone powietrze skraca żywotność budynku i podnosi koszty jego utrzymania. Przeciwdziałać temu zjawisku można poprzez odpowiednie rozwiązanie systemu wentylacji.

W niedostatecznie wentylowanej oborze następuje podwyższone stężenie gazów: dwutlenku węgla, siarkowodoru i amoniaku. Zawartość tych gazów powinna być jak najniższa. Źródłem powyższych gazów jest rozkładający się mocz, kał, ściółka, gnicie niestrawionego białka itp.

Stresowa reakcja jest reakcją naturalną, występującą gdy zwierzę jest w niebezpieczeństwie albo znajduje się w szkodliwych warunkach. Cierpienie jest sytuacją, w której zwierzę jest zagrożone albo znajduje się w szkodliwych warunkach. Na przykład cierpienie jest reakcją obserwowaną gdy zwierzęta znajdują się na niestabilnym podłożu i kiedy słyszą niepokojące dla nich hałasy, jak też wówczas, gdy znajdują się one na aukcjach zwierząt albo w ubojni.

Stan przestraszenia jest niepożądaną sytuacją doświadczaną przez zwierzęta, która może mieć poważne konsekwencje dla ich zdrowia, rozwoju i zachowania związanego z reprodukcją, ale także może powodować poważne straty finansowe związane z chowem zwierząt.
Niewłaściwe systemy utrzymania powodują stan wystraszenia u zwierząt który może zostać ograniczony przez poprawę środowiska przebywania zwierząt i poprzez selekcję genetyczną przyjmując, że potencjał genetyczny zwierząt znacząco wpływa na ich zdolności przystosowania się do zmian środowiskowych i rzecz jasna przez czujność hodowców, tak, aby uniknąć sytuacji fobii.

Kwestie prawne

Wszelkie normy i przepisy dotyczące warunków utrzymania zwierząt, parametrów mikroklimatu oraz sposobu postępowania ze zwierzętami utrzymywanymi w celach gospodarczych i hodowlanych uwzględniają m. in.:

Europejska Konwencja o Ochronie Zwierząt Hodowlanych i Gospodarskich sporządzona w Strasburgu dnia 10 marca 1976 r. (Dz. U. z dnia 18 czerwca 2008 r.)

Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 2 września 2003 r. w sprawie minimalnych warunków utrzymywania poszczególnych gatunków zwierząt gospodarskich (Dz. U. Nr 167, poz. 1629, z późn. zm.)

Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 15 lutego 2010 r. w sprawie wymagań i sposobu postępowania przy utrzymywaniu gatunków zwierząt gospodarskich, dla których normy ochrony zostały określone w przepisach Unii Europejskiej

Ustawa z dnia 21 sierpnia 1997 r. o ochronie zwierząt (Dz. U. z 2003 r. Nr 106 poz. 1002, z późn. zm.)

Ustawa Prezydenta RP z dnia 6 czerwca 2002 r. O zmianie ustawy o ochronie zwierząt (Dz. U. Nr 135 z dn. 28. 08. 2002 r.)

Dyrektywy Rady 98/58/WE z dnia 20 lipca 1998 r. dotyczącej ochrony zwierząt

hodowlanych (Dz. Urz. WE L 221 z 08.08.1998, str. 23, z późn. zm.; Dz. Urz. UE

Polskie wydanie specjalne, rozdz. 3, t. 23, str. 316, z późn. zm.),

Źródła:

„Dobrostan zwierząt i kryteria jego oceny” Andrzej Kowalski Zespół Patofizjologii, Wydz. Med. Wet. UWM Olsztyn

„Fizjologia zwierząt” praca zbiorowa pod redakcją prof. dr hab. Tadeusza Krzymowskiego

www.sejm.gov.pl

http://www.sciaga.pl/tekst/71145-72-wplyw_stresu_na_zdrowotnosc_i_produkcyjnosc_zwierzat

http://www.hij.com.pl/art.php?dzial=hodowla&id=diabel1.htm

www. wetgiw.gov.pl