Dal punto di vista fisiologico, un soggetto può essere definito in stress da caldo (heat stress, HS) quando viene meno la zona di termo-neutralità e i meccanismi fisiologici falliscono nel dissipare un adeguato quantitativo di calore per il mantenimento della temperatura corporea. Nonostante sia noto che esista un calo della produttività delle bovine in estate, resta ancora da chiarire come e in che misura l’HS determini un peggioramento non solo della produzione giornaliera ma anche della qualità del latte.

Il range di temperatura ottimale per la definizione della termo-neutralità è specie-specifico e può variare a seconda della razza e di caratteristiche intrinseche individuali quali l’età, l’ordine di parto, lo stadio di lattazione e il colore del mantello. Inoltre, anche fattori ambientali quali umidità, intensità della radiazione e velocità del vento possono essere determinanti.

Nelle vacche, misurazioni fisiologiche dirette come frequenza respiratoria, frequenza cardiaca e temperatura rettale risultano essere i principali descrittori dell’HS (Polsky e von Keyserlingk, 2017), ma un monitoraggio continuo di tali indicatori a livello individuale è poco praticabile negli allevamenti commerciali. L’indice che combina la temperatura e l’umidità relativa (THI) consente di valutare l’effetto dell’HS sui caratteri comunemente rilevati nelle vacche da latte iscritte ai controlli funzionali, e si può calcolare anche a posteriori a partire dai dati meteorologici relativi ad una determinata area più o meno circoscritta. Valori di THI inferiori a 70 sono considerati generalmente normali e in qualche modo “protettivi” per la vacca da latte, anche se alcuni studi hanno evidenziato un effetto dell’HS sulla produzione di latte già a partire da THI pari a 68 (Zimbelman et al., 2009; Collier et al., 2012).

Un THI superiore a 70, infatti, espone le bovine ad effetti via via più evidenti e marcati dell’HS, soprattutto nel caso di animali altamente produttivi (Armstrong, 1994; Kadzere et al., 2002). In questi ultimi, infatti, l’intensa attività metabolica causa una consistente produzione endogena di calore che deve essere necessariamente dissipata al fine della termoregolazione (Kadzere et al., 2002).

Per quanto riguarda i caratteri qualitativi del latte come il contenuto di grasso e di proteina, le cellule somatiche (SCC) e le cellule somatiche differenziali (DSCC), è stato dimostrato come questi peggiorino in presenza di HS (Bertocchi et al., 2014; Bernabucci et al., 2015). Animali affetti da HS sono più predisposti a ridurre l’ingestione di alimento, ad andare incontro ad un calo della risposta immunitaria e a mostrare cambiamenti nel metabolismo proteico, ivi compresa la sintesi delle proteine a livello mammario. Tutto questo può avere un effetto negativo sulle proprietà reologiche del latte con ripercussioni sulla resa casearia e, quindi, sull’efficienza di trasformazione. Nonostante il comparto lattiero-caseario italiano sia principalmente imperniato sulla trasformazione del latte per l’ottenimento di prodotti DOP e IGP, non è ancora chiaro come l’HS impatti sulla composizione e sul prezzo del latte. Le perdite per gli allevatori e per l’industria lattiero-casearia potrebbero essere particolarmente ingenti in un prossimo futuro tenuto conto che, a livello globale, ci si aspetta un incremento del THI.  

L’obiettivo del nostro studio era di valutare l’effetto dell’HS sulla composizione del latte individuale e di massa proveniente da 42 aziende venete a predominanza Frisona (≥70% delle vacche in produzione) nell’arco di un biennio e di stimare l’impatto economico dell’HS sul valore del latte stesso. Le condizioni di HS sono state studiate, per ciascuna azienda e giorno di controllo, avvalendosi di diversi indicatori, due dei quali sono descritti nella presente sinossi:

  • THI medio giornaliero, calcolato come: THI = (1,8 × temperatura media giornaliera) – (1,0 – umidità relativa media) (temperatura media giornaliera – 14,3) + 32;
  • THI massimo giornaliero (MTHI), calcolato come: MTHI = (1,8 × temperatura massima giornaliera) – (1,0 – umidità relativa media) (temperatura massima giornaliera – 14,3) + 32.

I dati necessari per il calcolo dei due indicatori di cui sopra sono stati recuperati da stazioni meteorologiche vicine alle aziende coinvolte nello studio. Sia THI che MTHI sono stati successivamente categorizzati in tre classi: basso (classe A), medio (classe B) e alto (classe C). Tali classi sono state inserite, unitamente ad altri effetti, in un modello statistico per valutare l’impatto dell’HS su produzione giornaliera di latte individuale e composizione di latte sia individuale che di massa delle aziende. Oltre al contenuto di grasso, proteina e lattosio, alle SCC e al relativo score (SCS), per il latte individuale erano disponibili anche la concentrazione di urea (mg/dL), le DSCC (%) e il relativo score [DSCCs = log2(DSCC × SCC)]. Le medie stimate ottenute dall’analisi statistica sono state utilizzate per valutare la variazione del prezzo del latte, avvalendosi dello schema del pagamento latte qualità disponibile nel sito web del CLAL. 

L’analisi statistica ha evidenziato l’impatto dell’HS sulla qualità del latte (Tabella 1). In particolare, sia THI che MTHI hanno influenzato in modo significativo il contenuto di grasso e proteina nel latte individuale e di massa. Nel latte individuale, si è riscontrato un effetto significativo dei due indicatori sul contenuto di lattosio e su DSCC e DSCCs, mentre nel latte di massa si è rilevata una tendenza alla significatività dell’effetto MTHI su SCS. Va evidenziato che la produzione giornaliera di latte non è stata influenzata significativamente né da THI né da MTHI. 

Tabella 1 – Significatività dell’effetto di THI e MTHI sui caratteri del latte di massa e individuale.

I risultati hanno dimostrato un deterioramento della qualità del latte all’aumentare di HS. Con un elevato THI e MTHI, infatti, grasso e proteina diminuiscono, mentre SCS, DSCC e DSCCs aumentano (Tabella 2). Ad esempio, si è osservato come grasso e proteina diminuiscono del 3-5% passando dalla classe A alla classe C del MTHI nel latte di massa e del 6-7% nel latte individuale, mentre le DSCC aumentino dell’8% nel latte individuale. Dunque, il deterioramento della qualità del latte è risultato maggiore nel latte individuale rispetto al latte di massa. Poiché la composizione del latte a livello individuale si caratterizza tipicamente per una variabilità maggiore rispetto a quella del latte di massa, è possibile ulteriormente supportare l’idea che la tolleranza allo stress da caldo abbia una componente genetica sfruttabile per fini selettivi (Carabaño et al., 2017) e, quindi, che vi sia margine per selezionare animali resilienti e resistenti.

Tabella 2 – Medie stimate dei caratteri del latte per l’effetto THI e MTHI. Le lettere (apici) entro effetto e carattere indicano differenze significative tra le medie (P < 0,05).

La composizione del latte individuale subisce delle variazioni lungo la lattazione e gli ordini di parto per effetto dell’HS. A titolo di esempio, in Figura 1 si riporta l’andamento del contenuto di grasso nel latte nel corso della lattazione e in diversi ordini di parto, differenziato per classi di THI.

Figura 1 – Medie stimate del contenuto di grasso del latte per l’interazione tra (i) THI e stadio di lattazione e (ii) THI e ordine di parto.

Per quanto concerne la produzione giornaliera di latte, la mancanza di diminuzioni statisticamente significative passando dalla classe A alla classe C di THI o MTHI (Tabella 2) potrebbe essere legata alla presenza di sistemi di abbattimento e/o mitigazione dell’HS nelle aziende considerate. È altresì importante sottolineare come i valori osservati di THI e MTHI non fossero particolarmente elevati e le condizioni, dunque, non così estreme come invece riscontrato in altri studi. In effetti, solo il 2,2% delle date di campionamento considerate ha mostrato una riduzione della produzione di latte a causa di THI oltre il valore soglia identificato da Bernabucci et al. (2014). Dunque, il nostro studio suggerisce come il cambiamento della composizione del latte in bovine esposte ad elevati THI/MTHI inizi prima del declino della produzione di latte, in linea con quanto osservato da Bernabucci et al. (2014), i quali hanno osservato che i caratteri qualitativi del latte sono più fortemente correlati con THI e MTHI di quanto non lo sia la produzione di latte.

Infine, per quanto concerne l’impatto economico del THI/MHTI, i risultati hanno mostrato che, passando dalla classe A alla classe C, si ha una perdita giornaliera a livello aziendale di circa 20 Euro per il latte di massa. Poiché il latte di massa è quello destinato ad essere venduto dagli allevatori e pagato dall’industria (es. caseifici) secondo un sistema di pagamento latte qualità, la perdita economica evidenziata non è affatto trascurabile.

Inoltre, queste perdite non tengono conto del calo della produzione e di effetti indiretti dell’HS, che possono ulteriormente incidere sulla redditività aziendale, come l’incremento di incidenza di alcune patologie, la minore fertilità della mandria, l’aumento dei trattamenti, la riduzione della longevità e i maggiori tassi di eliminazione. Infine, va ricordato che nel presente studio i valori di THI e di MTHI non sono risultati particolarmente elevati, per cui le perdite che si possono avere in presenza di valori più estremi possono ulteriormente esacerbare le perdite economiche. Futuri studi approfondiranno l’effetto delle condizioni di HS sulle proprietà tecnologiche del latte e la resa in formaggio, cercando di esplorare ulteriormente i risvolti sfavorevoli indiretti del surriscaldamento globale sul comparto lattiero-caseario italiano.

Tratto da “How heat stress conditions affect milk yield, composition, and price in Italian Holstein herds” by S. Sterup Moore, A. Costa, M. Penasa, S. Callegaro, M. De Marchi. https://doi.org/10.3168/jds.2022-22640.

 

Autori 

Selina Sterup Moore (Dipartimento di Agronomia, Animali, Alimenti, Risorse naturali e Ambiente, Università degli Studi di Padova).

Angela Costa (Dipartimento di Scienze Mediche Veterinarie, Alma Mater Studiorum – Università di Bologna). 

Bibliografia

  • Armstrong, D. V. 1994. Heat stress interaction with shade and cooling. J. Dairy Sci. 77:2044–2050.
  • Bernabucci, U., S. Biffani, L. Buggiotti, A. Vitali, N. Lacetera, A. Nardone. 2014. The effects of heat stress in Italian Holstein dairy cattle. J. Dairy Sci. 97:471–486.
  • Bernabucci, U., L. Basiricò, L. P. Morera, D. Dipasquale, A. Vitali, F. Piccioli Cappelli, L. Calamari. 2015. Effect of summer season on milk protein fractions in Holstein cows. J. Dairy Sci. 98:1815-1827.
  • Bertocchi, L., A. Vitali, N. Lacetera, A. Nardone, G. Varisco, U. Bernabucci. 2014. Seasonal variations in the composition of Holstein cow’s milk and temperature-humidity index relationship. Animal 8:667-674.
  • Carabaño, M. J., M. Ramon, C. Diaz, A. Molina, M. D. Perez-Guzman, J. M. Serradilla. 2017. Breeding and genetics symposium: Breeding for resilience to heat stress effects in dairy ruminants. A comprehensive review. J. Anim. Sci. 95:1813-1826.
  • Collier, R. J., W. H. Laun, S. Rungruang, R. B. Zimbelman. 2012. Quantifying heat stress and its impact on metabolism and performance. Pag. 74–83 di “Proceedings of the Florida Ruminant Nutrition Symposium”, Gainesville, FL, University of Florida, USA.
  • Kadzere, C. T., M. R. Murphy, N. Silanikove, E. Maltz. 2002. Heat stress in lactating dairy cows: A review. Livest. Prod. Sci. 77:59–91.
  • Polsky, L., M. A. G. von Keyserlingk. 2017. Invited review: Effects of heat stress on dairy cattle welfare. J. Dairy Sci. 100:8645–8657.
  • Zimbelman, R. B., R. P. Rhoads, M. L. Rhoads, G. C. Duff, L. H. Baumgard, R. J. Collier. 2009. A re-evaluation of the impact of temperature humidity index (THI) and black globe humidity index (BGHI) on milk production in high producing dairy cows. Pag. 158–169 di “Proceedings of the Southwest Nutrition Conference”, Phoenix, AZ, USA.