Termoregulacja u koni

W internecie, a dokładniej na facebooku zatroskani hodowcy, właściciele koni regularnie zapytują o derkowanie koni – kiedy, jak, w jakim wieku i po co. Wobec tego postanowiłam napisać na ten temat kilka słów, by, mam nadzieję, rozwiać niepotrzebne obawy co do marznięcia koni zimą, czy też podczas każdej „nieprzyjaznej” aury. Najpierw warto odpowiedzieć sobie na pytanie jak konie regulują swoją ciepłotę ciała? Zespół czynności organizmu, które pozwalają koniom utrzymać pożądaną temperaturę ciała, potrzebną do jego prawidłowego funkcjonowania, jest znany pod nazwą termoregulacji. Dzięki temu procesowi koń może utrzymywać temperaturę ciała na poziomie około 37,7 °C, z odchyleniem wynoszącym mniej więcej 2 °C. W termoregulacji główną rolę odgrywają skóra wraz z układem krwionośnym, tkanka tłuszczowa i okrywa włosowa. Pierwszorzędną rolę odgrywa sierść, która tworzy warstwę izolacyjną, ograniczającą wzmożoną emisję ciepłą przez skórę. Dlatego też zimą w celu zwiększenia zdolności izolacyjnej sierści konia występuje u nich zagęszczenie okrywy włosowej zwane termogenezą . Po ustąpieniu okresu zimnych temperatur koń stopniowo linieje – zrzuca grubą i dłuższą sierść, aby odzyskać tę letnią, lżejszą okrywę. NISKIE TEMPERATURY Hodowcy, właściciele starający się dbać o swoje konie w czasie zimy często mylnie odnoszą wrażenie, że konie marzną podobnie jak oni sami. A fakt jest taki, że konie marzną 20 razy wolniej od ludzi. Na zimno reagują w różny sposób, pierwszy to …dreszcze. A skąd one się biorą. Generalnie praca mięśni, a tym i tych biorących udział w drżeniu skóry, może odbywać się za pomocą metody tlenowej lub beztlenowej, towarzyszy temu uwalnianie energii, a pozostała część ulega rozproszeniu w postaci ciepła. Oba procesy różnią się miedzy sobą wykorzystaniem tlenu. Głównym źródłem energii dla pracujących mięśni jest glukoza zmagazynowana w postaci glikogenu. Pozostałe substraty, z których czerpana jest energia przy długotrwałych wysiłkach to tłuszcze i białka. Proces rozpadu glukozy (glikoliza) ulega przyspieszeniu natychmiast po rozpoczęciu wysiłku, a procesy metaboliczne związane z produkcją energii mogą przebiegać w procesach przemian tlenowych i beztlenowych. I tak proces tlenowy** polega na utlenianiu składników pokarmowych, zawartych w komórkach, a dokładnie w mitochondriach*, których głównym zadaniem jest dostarczenie energii. Glukoza, kwasy tłuszczowe i aminokwasy łączą się z tlenem, aby uwolnić znaczne ilości energii, która potrzebna jest mięśniom. Podczas takiej pracy nie dochodzi do zakwaszenia mięśni w wyniku gromadzenia się kwasu mlekowego. Drugi – proces beztlenowy*** różni się tym, że nie możne on trwać tak długo jak tlenowy, ponieważ w jego przypadku wytwarzanie energii odbywa się na drodze rozpadu glikogenu i kwasu mlekowego, a proces ten powoduje wyczerpanie siły mięśni podczas dużego wysiłku. W kolejnym procesie ograniczającym utratę ciepła znaczącą rolę odgrywa sierść, a dokładnie możliwość jej tzw. jeżenia, czyli stroszenia. W ten sposób, aby zwiększyć jej zdolność izolacyjną koń może „pogrubić” warstwę, którą tworzy nastroszona sierść wraz z powietrzem między włosami nawet o 30%. Kolejna reakcja na niskie temperatury to zapobieżenie utraty ciepła w kończynach. Wymiana ciepła między dwoma ośrodkami jest proporcjonalna do różnicy temperatur między nimi. Aby więc w czasie chłodów zmniejszyć tę różnicę, obniżyć temperaturę kończyn i tym samym, uniknąć nadmiernych strat ciepła, następuje w nich zwężenie naczyń krwionośnych. W ten sposób koń potrafi odprowadzić krew z nóg do centralnych narządów ciała i pozostawać w równowadze termicznej. Jeśli temperatura powietrza wynosi np. ok. 10°C, to temperatura skóry będzie wynosić około 25°C do 28°C (czyli przy różnicy temperatur wynoszącej 15°C do 18°C), to przy lekkim do umiarkowanego wysiłku konwekcja i promieniowanie wystarczą, aby rozproszyć obciążenie cieplne organizmu. Przy umiarkowanej temperaturze, ok 25°C, tylko 50% obciążenia cieplnego jest rozpraszane przez promieniowanie i konwekcję, a pozostałe 50% przez parowanie. Gdy temperatura skóry osiągnie temperaturę otoczenia, chłodzenie przez parowanie staje się jedyną metodą utraty ciepła. Warto pamiętać, by dostarczać ( szczególnie koniom hodowlanym) na zimowe wybiegi siano lub/i słomę. Spożywanie ich "ogrzewa" organizm od środka. Błonnik zawarty w tychpaszach trawiony jest w reakcji egzotermicznej, czyli wytwarzającej ciepło. TEMPERATURY WYSOKIE Kiedy organizm konia odczuwa zbyt wysoką temperaturę otoczenia zaczyna pracować nad zapobieżeniem jej negatywnym skutkom, czyli nadmiernemu wzrostowi ciepłoty ciała. Na poziom ciepłoty mają wpływ metabolizm, mechaniczna praca mięśni, wymiana ciepła przez promieniowanie (elektromagnetyczne), przewodzenie i parowanie. Promieniowanie elektromagnetyczne to, pokrótce rzecz ujmując, przepływ ciepła między dwoma obiektami bez bezpośredniego kontaktu fizycznego. Istnieje promieniowanie krótkofalowe - to ze słońca i promieniowanie długofalowe - pochłaniane przez ciało konia od ziemi i atmosfery. Między ciałem konia a otaczającym powietrzem cały czas zachodzi również zjawisko tzw. konwekcji. Jest to ruch cząsteczek w płynie (tutaj pocie), który transportuje ciepło; gorące cząsteczki unoszą się, a zimne opadają. Ten rodzaj transmisji zachodzi cały czas między ciałem konia a otaczającym powietrzem. Gdy powietrze jest chłodne, celem sierści jest zapobieganie zbyt dużej utracie ciepła. Jednakże latem sierść jest cienka i krótka, co ułatwia usuwanie nadmiaru ciepła i zapobiega przegrzaniu organizmu. Kolejny termin to przewodzenie. Jest to wymiana ciepła poprzez wzajemny kontakt dwóch ciał, w tym przypadku kończyn konia z podłożem. Gdy jest gorąco, następuje rozszerzenie naczyń krwionośnych, aby umożliwić ucieczkę ciepła. Z kolei podczas zimnej aury, krew jest wypychana z kończyn, aby obniżyć ich temperaturę i zapobiec utracie ciepła przez przewodzenie. Najbardziej podstawową metodą utraty ciepła jest parowanie. Gdy kondensacja pary wodnej na powierzchni skóry osiąga maksimum (tzw. nasycenie skóry potem), koń zaczyna się pocić. Następnie pot odparowuje bez ochłodzenia ciała. Nadmierny wysiłek w upale przy wilgotnym powietrzu może obniżać wydajność parowania u konia. To z kolei może prowadzić do zapalenia mięśni, podczas którego rozszerzenie naczyń krwionośnych powoduje gromadzenie się krwi w naczyniach krwionośnych pod skórą, tym samym ukrwienie ważnych narządów wewnętrznych staje się mniej wydajne. Termoregulacja podczas wysiłku Gdy koń wykonuje pracę, 20% energii jego komórek mięśniowych jest wykorzystywanych do rzeczywistego wykonania pracy, podczas gdy pozostałe 80% bierze udział w termoregulacji. Dzieje się tak, ponieważ wysiłek konia zwiększa przepływ krwi, która przenosi ciepło z jego wnętrza na powierzchnię skóry. W rezultacie podczas treningu temperatura ciała konia może wzrastać o 1°C w ciągu każdej minuty, osiągając nawet 45°C. Jeśli naczynia krwionośne nie będą wystarczająco rozszerzone, to w ciągu dalszym koń wykorzystując konwekcję, „przenosi” wysoką temperaturę z mięśni do skóry i zaczyna się pocić. Mówiąc o rozszerzeniu naczyń krwionośnych, mamy na myśli zwiększenie ich średnicy poprzez rozluźnieniem mięśni budujących ściany naczyń krwionośnych. Termoregulacja po wysiłku Podczas letniego treningu koń pełnej krwi angielskiej może stracić nawet 10 litrów płynów pocąc się w procesie termoregulacji. Dlatego, aby również w zimie zapewnić sprawną termoregulację zaleca się, aby konie, które nadal pracują, były strzyżone przez cały jej okres. Strzyżenie ułatwiając pocenie pozwala koniowi obniżyć podwyższoną podczas wysiłku temperaturę krwi bez zbytniego pocenia się. Bez tego intensywnie pracujący koń mógłby stracić dużo wody przez pocenie się, co w niskiej temperaturze tworzy zimną warstwę na jego ciele i może spowodować jego przeziębienie, gdyż ciecze oddają ciepło szybciej niż ciała stałe. Dlatego należy pamiętać bezwzględnie o zakładaniu odpowiedniej derki po pracy, aby zrekompensować utratę izolacji jaką zapewniłaby ostrzyżonemu koniowi zimowa sierść. Latem podczas upałów bardzo przydatny jest prysznic, który ułatwia schłodzenia konia po ćwiczeniach. Według badania opublikowanego w Journal of Equine Veterinary Science, najskuteczniejszą metodą jest ciągłe polewanie konia przez 2 minuty, gdy przebywa on w stałej temperaturze otoczenia. Inną skuteczną metodą jest polewanie konia zimną wodą (10°C), naprzemiennie z chodzeniem stępem przez 10 minut. Wiemy wszyscy, że koń pracujący latem może stracić dużą ilość płynów przez pot i jeśli nie pije wystarczającej ilości wody, może to prowadzić do jego odwodnienia. Pocenie się powoduje również utratę znacznej części minerałów obecnych w elektrolitach, czyli głównie sód, potas i chlor. Uważa się, że elektrolity są odpowiedzialne za transport wody w całym organizmie. W rezultacie mają one znaczący wpływ na funkcjonowanie układu mięśniowo-szkieletowego i neurologicznego konia. W związku z tym niezwykle ważne jest utrzymanie nawodnienia konia i uzupełnianie elektrolitów podczas jego aktywności. Oba składniki muszą być dostarczane w tym samym czasie, ponieważ elektrolity bez wody i odwrotnie, mogą wręcz pogorszyć stan odwodnienia. Aby zapobiec temu ryzyku, należy nie tylko zadbać o wypicie przez konia odpowiedniej ilości wody, ale także podać mu elektrolity, które są wręcz niezbędnymi suplementami pomagającymi przywrócić koniowi równowagę - odpowiednie nawodnienie podczas i po wykonanej pracy. Aby lepiej zrozumieć mechanizm termoregulacji trzeba zapoznać się z kilkoma danymi. Ale najpierw warto poznać definicję, która umożliwi zrozumienie poniższych zagadnień. Otóż istnieje pojęcie (również dotyczy ludzi) RZUT SERCA (ang. cardiac output – CO), a jest to objętość krwi tłoczonej przez serce w ciągu jednej minuty do naczyń krwionośnych, czyli inaczej jest to tzw. pojemność minutowa. Np. u zdrowego człowieka w spoczynku w ciągu minuty każda komora przepompowuje ok. 5 l krwi. A jak wygląda u koni rozkład rzutu serca w czasie odpoczynku, podczas ćwiczeń i regeneracji. Można zauważyć, że rzut serca podczas wykonywania ćwiczeń jest silnie skoncentrowany na mięśniach, szacuje się go na poziomie 80%, podczas gdy w skórze to tylko 5%. Ten trend odwraca się w trakcie regeneracji, gdy skóra przejmuje pracę poprzez pocenie się nad rozpraszaniem ciepła wytwarzanego podczas wysiłku, dlatego rzut serca dla mięśni wynosi 30 %, a dla skóry aż 40 %. Co ciekawe do mózgu w czasie spoczynku dociera 10 % krwi, w czasie treningu i po nim tylko po 2 %. Nieco podobnie jest z pracą nerek. Najintensywniej dostarczana jest do nich krew w czasie odpoczynku (20%), natomiast podczas ćwiczeń i po nich zdecydowanie mniej (po 2 %). Co się tyczy narządów wewnętrznych, tzw. trzewiów, gdy koń pracuje i regeneruje się po treningu rzut serca dla nich wynosi po 3 %, natomiast, gdy pozostaje w spoczynku – aż 30 %, co jest bardzo logiczne, gdyż organizm w takim momencie skupia się choćby na trawieniu, a nie fizycznej pracy całego organizmu. Termoregulacja u koni po wysiłku Po pracy koń musi regulować temperaturę, aby skutecznie usunąć nadmiar ciepła. Jednak czasami wysiłek i warunki pogodowe są takie, że ciepło metaboliczne konia nie jest rozpraszane, usuwane do otoczenia. Rzeczywiście, konie wyścigowe mają jeden z najwyższych wskaźników produkcji ciepła wśród wszystkich koni sportowych, a wynosi on 1250 kJ/minutę. Jak wspomniałam pierwszym sposobem regulacji ciepła u konia jest pocenie się, które samo w sobie może rozproszyć nawet 30% ciepła metabolicznego wytwarzanego podczas wysiłku. Jednak nadmierne pocenie się może być oznaką słabej termoregulacji u konia. Jeśli pot pokrywa całe ciało, chłodzenie może być znacznie utrudnione, lub wręcz nie nastąpić wcale, a tym samym może dojść do przegrzania organizmu (hipertermia). Warto również zwracać uwagę na sposób w jaki koń oddycha, a dokładniej dokonuje hiperwentylacji, czyli wzmożenia częstotliwości i głębokości oddechów. W normalnych warunkach koń wyścigowy naturalnie hiperwentyluje, aby zrównoważyć poziom tlenu w swoim ciele. Następnie utrzymuje ten poziom oddychania, który osiąga tuż po zakończeniu ćwiczeń, z tą różnicą, że obniża częstość oddechów i nieznacznie zwiększa objętość powietrza wpadającego do jego płuc. Ta faza trwa tylko kilka minut i to wtedy, gdy wysiłek odbywa się w łagodnych warunkach pogodowych. Gdy jednak koń pracuje w wilgotnym upale, może przyjąć „dyszący” typ oddychania. Dyszenie konia nie wynika z regulacji ciepła przez pysk, jak u kotów lub psów, ale jest wyrażane przez częstość oddechów. Może to skutkować częstością przekraczającą 120 oddechów na minutę, rozszerzeniem nozdrzy, połączonymi z zauważalnym rozszerzaniem się klatki piersiowej. Epizody te mogą mieć charakter nawracający przy pojawieniu się podobnych warunków. Sygnały te mogą być prekursorami stanu zwanego chorobą cieplną wysiłkową, która ma charakter przewlekły, a jej objawy wahają się od niewielkiego przyspieszenia oddechu i tętna konia do poważnej dysfunkcji ośrodkowego układu nerwowego lub nawet śmierci. Dlatego ważne jest, aby służba weterynaryjna uważnie monitorowała konie po wyścigu, aby wykryć te objawy i szybko podjąć działania w celu ich schłodzenia. Można łatwo wywnioskować, że koń ma zatem dużą zdolność do regulowania ciepła własnego ciała, posiada szereg możliwości rozpraszania obciążającego jego organizm ciepła - przed, w trakcie i po wysiłku, a także zapobiegać jego nadmiernej utracie. Dlatego też derkowanie koni niestrzyżonych, dużo przebywających na świeżym powietrzu mija się z celem, a nawet może powodować komplikacje zdrowotne zaburzając proces naturalnej termoregulacji i prowadzić do niepotrzebnego wydelikacenia. Podobnie jest ze źrebiętami. Zupełnie inaczej sprawa wygląda w przypadku osobników chorych lub osłabionych. Ważne jest także monitorowanie efektywności termoregulacji, aby zapewnić dobre samopoczucie naszych czworonożnych sportowców, szczególnie w trudnych warunkach pogodowych. *Mitochondria to drobne i wyspecjalizowane struktury komórek ciała, które w głównej mierze odpowiadają za wytwarzanie energii, ale mogą także brać udział w specjalizacji poszczególnych komórek, mając na uwadze ich położenie. **Procesy tlenowe (aerobowe) dotyczą wysiłków długotrwałych, zwykle o małej lub średniej intensywności. Wytwarzanie mleczanu (to ten od częstych późniejszych zakwasów) jest wówczas generalnie bardzo małe. Jednakże zbadano, że na początku jego stężenie bywa wyższe i w miarę kontynuowania pracy znacznie się zmniejsza, a to głównie dzięki utlenianiu przez mięśnie szkieletowe, mięsień sercowy, nerki. Mleczan może być także przekształcany w wątrobie w glukozę. ***Procesy beztlenowe (anaerobowe) – dostarczają energię do skurczów mięśni przy wysiłkach krótkotrwałych (trwających do 10 sekund). Zyski energetyczne w przypadku oddychania beztlenowego nie należą do dużych, jednakże produkt końcowy glikolizy - mleczan może ulegać przekształcaniu do cząsteczek glukozy, a co się z tym wiążę – może dostarczać sporych ilości energii.