HŐSTRESSZ - A hőleadásról

2022.07.03

A nyár talán egyik legnagyobb problémája a hőstressz, amely akár néhány állatod van, akár több százas állományod, biztosan okoz kisebb-nagyobb veszteséget.

Kérődző háziállataink ún. homeotherm állatok, azaz a belső-, másnéven maghőmérsékletüket igyekeznek a külső hőmérséklettől függetlenül a fajra, korra jellemző állandó értéken tartani. A szervezet számára gyakorlatilag ez egy folyamatos feladat, hiszen az alapvető élettani funkciók szinte mindegyike több-kevesebb hőt termel. Ezenkívül, sajnos egyre ritkábbak az olyan időszakok, amikor a környezet nem, vagy alig befolyásolja a testhőmérsékletüket. Egyensúlyról, és a hőháztartás szabályozottságáról beszélhetünk, ha a belső, megtermelt hő és a környezetből felvett hő összege egyenlő a leadott hőmennyiséggel. Gondoljatok bele, milyen összetett és bonyolult szabályozórendszerre van szükség ahhoz, hogy akár a nyári 38 oC-ban, akár a téli -20 oC-ban a test maghőmérséklete a normál tartomány közelében maradjon!

Szervezetük folyamatosan szabályozza a belső, azaz a maghőmérsékletet, valamint a periféria, vagyis a bőr hőmérsékletét. Ezeken a területeken hőérzékelő receptorok vannak, amelyek, ha eltérést jeleznek, akkor az állandóság megőrzése érdekében a központi idegrendszer különböző tudattalan (élettani) és/vagy tudatos (viselkedésbeli) folyamatokat indít be.

Mind a hideg-, mind a meleg stresszhatást gyakorol az állatjólétre és ezen keresztül a termelés gazdaságosságára, azonban mivel most az utóbbinak van aktualitása, a továbbiakban erről lesz szó.

Négy alapvető hőleadási forma létezik. Ezek a következőek: sugárzás, áramlás, vezetés, párolgás.

Forrás: Google (Radiation = sugárzás; convection = áramlás; conduction = vezetés; evaporation = párolgás)
Forrás: Google (Radiation = sugárzás; convection = áramlás; conduction = vezetés; evaporation = párolgás)

Az előbbi három az ún. száraz hőleadási formákat alkotja, a párolgás pedig nedves hőleadási forma. 

A száraz hőleadási formák abban az esetben hatékonyak, ha a bőr és a környezet között fennáll hőmérsékletkülönbség. A párolgás a leghatékonyabb, akkor is effektív, ha nincs nagy hőmérsékletkülönbség, azonban ennek megvan az ára: hatással van a szervezet vízháztartására, valamint rettentő sok energiába kerül. 

A megtermelt/felhalmozódó hőt, először a bőrfelszínre kell juttatni: ez jó vérellátású területeken a vér útján történik áramlással, gyengébben erezett területeken vezetéses módszerrel. A bőrfelszínről aztán a hő átadódhat sugárzással, áramlással, vezetéssel vagy párolgással. 

A sugárzás a bőr és a környezet közti hőmérséklet különbségen alapszik, illetve nagy jelentősége van a Napból és a különböző felületekről visszaverődve érkező hőenergiának. A vezetés során a hő mozdulatlan részecskéknek adódik át - ez lehet egy hideg padozat, vagy akár a bőrfelszín közelében lévő mozdulatlan levegőréteg. Áramlás során mozgó részecskék veszik fel a hőt - pl. ventillátor alatt állva a bőrfelszínről a mozgó levegőrészecskék töltik be ezt a szerepet, vagy folyó vízben állva ugyanezt teszik a vízmolekulák. Párolgás során az a fizikai törvényszerűség érvényesül, hogy a folyékony halmazállapotú víz légneművé való átalakulása hőt von el a környezetétől. Fontos, hogy ez az átalakulás a bőrfelszínen menjen végbe, így tud hatékony hűtő hatást kifejteni az állatra. Azonban az sem elvetendő, ha csak a testfelszínt borító szőrzetről tud elpárologni a víz, hiszen ilyenkor a környezet hőmérséklet csökkenése következik be, ezzel elősegítve a száraz hőleadási formákat.

Hőleadáskor számos tudatos viselkedésformát és jónéhány élettani vegetatív jelenséget figyelhetünk meg, de ezek hátterében az előbbi négy alapvető fizikai folyamat áll.

A cikk megírása előtti napokban sok szakirodalmat olvastam, hogy minél teljesebb képet adhassak a témáról, de végül úgy döntöttem, hogy maradok a jól bevált, gyakorlati oldalról való megközelítésnél.


Nézzünk néhány gyakorlati esetet! Mit láthatunk az állatainkon nagy meleg idején:

  • Árnyékos, légmozgásos területek keresése.
    Nektek is ismerős a ventilátor alól elhajthatatlan állatok esete, igaz? Ha a bőrfelszín közelében lévő levegő hőmérséklete alacsonyabb, mint a bőr felszínéé, akkor a hő "átadódik". Azzal, hogy ezt a meleg levegőt "elfújjuk" lehetőséget teremtünk a további hőleadásra - áramlás útján.
  • Víz!
    Az ivóvíz nem kérdés, most arra gondolok, hogy például az alpakák számára a nyári melegben gyakorlatilag létszükséglet a vizes tálca. Nagyon szeretnek beleállni - ezzel elvezetve a felesleges hőt. Tehenészetekben egyre gyakoribbak a jászlak feletti párásítókapuk. Fontos tudni, hogy a szőrzet felületéről párolgó víz nem az állat testéből fog hőt elvonni, hanem a közvetlen környezettől. Viszont így a bőrfelszín feletti levegő alacsonyabb hőmérsékletű lesz, mint a bőrfelszín, így létrejöhet az áramlás útján létrejövő hőleadás.
  • "Kinyúlás"
    Fekvéskor kiterülnek, álló helyzetben minél inkább szétvetik a végtagjaikat. Nagyobb testfelület = nagyobb hőleadás akár vezetés, akár sugárzás révén. (Például ezért nagyobb -összevetve az indaiéval- az afrikai elefánt füle!)
  • Nehéz felhajtani fejésre az állatokat.
    Ennek hátterében két élettani folyamat lehet. Egyrészt a mozgás, izommunka plusz hőt termel - ember, állat nem szívesen mozog nagy melegben (éppen ezért javasolt a nagy állatmozgatásokat kora hajnalban elvégezni!). Ezenkívül a szervezet a megtermelt hőt a kitágult bőrerek segítségével elolszlatja, növeli a felületet (lsd. "Kinyúlás" pont). Ez viszont azzal jár, hogy leesik a vérnyomás. Ezért (is) vagyunk kánikulában "kótyagosabbak", illetve ez is hozzájárul ahhoz, hogy miért olyan pokoli nehéz augusztusban, délben fejésre felhajtani a teheneinket...
  • Csökken az étvágy.
    A nyári hőstresszes hónapok egyik nagy problémája az étvágy csökkenés. Az ember hajlamos nem belegondolni, hogy az evés és emésztés mennyi hőt termel! Figyeld meg, egy jó vörösboros kakaspörkölt után a legtöbb embernek el kezd gyöngyözni a homloka. Igen... Ez bizony az evés, emésztés okozta hőtermelés miatt van. Logikus, ha kevesebbet eszel, kevesebb hőt termelsz.
  • Szapora légvételek, zihálás, szájon keresztül légzés.
    A párolgás nedves hőleadási forma, történhet a légzőrendszeren keresztül (ilyenkor a nyálkahártyák felületéről történő párolgás érvényesül) és megvalósulhat a bőrön keresztül is - vagy az egész bőrfelületen keresztül diffundál át a víz vagy koncentráltan, a verejtékmirigyek választják ki és így jut a felszínre. Mind a szájon át történő légzés, mind a légzésszám emelkedés a hőleadás hatékonyságát segíti.
Forrás: Google
Forrás: Google
Forrás: Google
Forrás: Google
Forrás: Google
Forrás: Google

Az eddigi gondolatok jórészt általános ismeretek voltak. Szeretném az alábbi, specifikusabb információkra is felhívni a figyelmet:

  • Szarvasmarhákban körülbelül 25 oC-ig jelentősek a száraz hőleadási formák, afölött a nedves, azaz a párolgás útján történő hőleadás a jelentősebb. Igaz, a légutakon keresztül az összleadott hő 25-30%-a távozik, és elismerem, hogy én magam még sosem láttam leizzadt tehenet, szájon át lélegzőt, szaporán zihálót viszont annál gyakrabban, de mégis: a szakirodalom szerint a verejtékmirigyek segítségével, izzadás útján leadott hőmennyiség megelőzi a légzőrendszeren keresztül történőt.
  • A kiskérődzők verejtékmirigyeinek érdekessége, hogy szakaszosan működnek: 20-30 percenként bocsájtják ki tartalmukat.
  • A juhok fő hőleadási formája a légzőszervrendszeren keresztül történő párologtatás. A mindennapokban a szapora légvételt és a gyakoribb légzőrendszeri megbetegedéseket tapasztalhatod.
  • Az újszülött bárányok és gidák párolgási hővesztesége kiugróan magas! Négy-ötszöröse a malacénak, amelyről pedig köztudott, hogy "fázós". Figyeljetek a kicsikre!
  • A kérődzés folyamata, illetve a tejtermelés elképesztően nagy hőt termel! Tíz Celsius fok körül a legtöbb kérődző jól érzi magát, ezt vesd össze azzal a ténnyel, hogy embereknél a komfortzóna kb. 22 oC körül kezdődik.
  • A kérődzők testhőmérséklete a kora reggeli órákban a legalacsonyabb, majd folyamatosan emelkedik a nap során. A tetőpontot késő délután, kora este érik el, majd az éjszaka során vezetés és sugárzás útján leadják a többlethőt a talajnak, levegőnek - amennyiben erre képesek! Szóval a nyári hónapok nem csak a magas nappali hőmérsékletek miatt kritikusak: talán még fontosabb az, hogy milyen hosszú a kánikula, illetve, hogy az éjszakai órákban mennyire tud lehűlni az istálló, vagy az a környezet, ahol az állataink éjszakáznak.

Forrás:

Dr. Kovács Ferenc: Állathigiénia, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1980

https://gpvec.unl.edu/heatdrought/HSDairyReview.htm

https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/heat-loss