Tekst: Lotte De Prekel – Eenheid Varkensgezondheidszorg – Vakgroep Interne geneeskunde, Voortplanting en Populatiegeneeskunde – Faculteit Diergeneeskunde – Universiteit Gent, ILVO-Coolpigs

Hittestress bij varkens kan grote welzijns- en economische problemen veroorzaken. Varkens zij gevoeliger voor hittestress dan andere landbouwhuisdieren door de weinige functionele zweetklieren en de dikke onderhuidse vetweefsellaag. Hittestress wordt naast de omgevingstemperatuur ook bepaald door o.a. relatieve vochtigheid, luchtsnelheid en stralingswarmte. Er zijn verschillende maatregelen om hittestress bij varkens te reduceren, zoals additieven in het drinkwater, verandering van voedermanagement (’s morgens en ’s avonds voederen), verandering van huisvestingsysteem (kleinere hokbezetting), koelsystemen, etc. In dit artikel wordt de focus gelegd op verschillende voederstrategieën.

Thermoregulatie van een varken

In normale klimaatomstandigheden regelen varkens hun temperatuur via voelbaar en latent warmteverlies. Voelbaar warmteverlies treedt op door straling, geleiding (door direct contact) of convectie (door verplaatsing van lucht of water), terwijl latent warmteverlies optreedt door verdamping. Deze mechanismen zorgen voor een warmte-uitwisseling van het lichaamsoppervlak met de omgeving. Naarmate de omgevingstemperatuur stijgt en de lichaamstemperatuur van het dier benadert, zal het warmteverlies afnemen of verdwijnen. Op dat moment zal warmteafgifte vooral gebaseerd zijn op latente warmteverliezen (verdamping). Varkens kunnen warmte verliezen door verdamping via een nat huidoppervlak of via de ademhaling. Verdamping via een natte huid is in de huidige commerciële varkensstallen zeer beperkt. Varkens zijn daarom voornamelijk afhankelijk van verdamping via de ademhaling. Wanneer alle bovengenoemde inspanningen om warmte te verliezen onvoldoende worden, zal het varken andere strategieën in gang zetten om met hittestress om te gaan door gedragsmatige, fysiologische en anatomische mechanismen te veranderen. Het proces van deze aanpassingen wordt ook wel warmteacclimatie genoemd. Deze warmteacclimatie verloopt in een tweefasig profiel. De eerste fase, ook wel kortstondige warmteacclimatie (Short-term Heat Acclimation - STHA) genoemd, treedt op tijdens de eerste 24 tot 48 uur na blootstelling aan hitte. Zij wordt gekenmerkt door snelle fysiologische aanpassingen zoals een verhoogde ademhalingsfrequentie, een stijgende rectale temperatuur, maar ook een verminderd voederverbruik. De tweede fase, of langdurige warmteacclimatisatie (Long-term Heat Acclimation - LTHA), wordt gekenmerkt door een stapsgewijze stabilisatie van de voederopname, waarbij het oorspronkelijke voederniveau nog niet wordt bereikt. De daling en stijging van de voederopname kan bijvoorbeeld in kaart worden gebracht met behulp van een radiofrequentie-identificatiesysteem (RFID), waarbij de individuele voederopname kan worden geregistreerd door middel van een oormerk (zie foto).

Verminderde voederopname voor een lagere warmteproductie

De daling van de voederopname is een van de belangrijkste gevolgen van hittestress bij dieren omdat het het meest effectieve mechanisme is om de warmteproductie te verminderen. De verandering in voederopname kan de warmteproductie op verschillende manieren beïnvloeden. Ten eerste zal een verminderde voederopname de interne, metabole warmteproductie verlagen, wat een invloed heeft op de totale warmteproductie van het varken. Onrechtstreeks wordt de warmteproductie verder verlaagd wanneer de lichaamsgewichtstoename afneemt als gevolg van een verminderde voederopname, waardoor het metabolisme van het dier verder wordt verlaagd. De afname van de vrijwillige voederopname kan worden voorgesteld als een kromlijnige, snelle daling met toenemende omgevingstemperatuur in de STHA-periode, die wordt beïnvloed door genotype, geslacht, voedselsamenstelling, lichaamsgewicht en omgevingstemperatuur.

Beïnvloedende factoren van verminderde voederopname tijdens hittestress

Genotype

Er zijn een aantal rassen die minder gevoelig zijn aan hittestress, zoals het Iberische varken. Ook zijn trager groeiende rassen robuuster tegen hittestress dankzij een lagere metabole warmteproductie. In een vergelijkende studie tussen Duroc-, Yorkshire- en Landrasvarkens en hun voederopname bij een verhoogde warmtebelasting, bleken Landrasvarkens minder goed bestand tegen hittestress. Landrasvarkens reduceerden hun voederopname sterker tijdens hittestressperiodes, terwijl Duroc- en Yorkshire-varkens in dezelfde periode langer bij de voederbak verbleven.

Geslacht

Ook moet worden opgemerkt dat de voederopname wordt beïnvloed door het geslacht. Bij vleesvarkens is, ongeacht de warmtebelasting en het ras, de voederopname van bargen groter dan die van gelten. Daarnaast neemt het verschil in voederniveau ook toe in huisvestingsystemen met meerdere voederplaatsen wanneer de warmtebelasting groter werd. Dat zou enerzijds kunnen liggen aan het verschillend vermogen van de geslachten om met hittestress om te gaan. Anderzijds kan het ook liggen aan het verschil in competitie tussen gelten en bargen in dit soort systeem.

Lichaamsgewicht

De voederopname wordt beïnvloed door het lichaamsgewicht van het varken. Zwaardere varkens zullen een sterkere reductie hebben in voederopname t.o.v. lichte vleesvarkens wanneer de warmtebelasting toeneemt. Dit maakt dat vleesvarkens in de laatste weken voor slachtgewicht gevoeliger zijn voor hittestress. In deze periode is het dus belangrijk om de vleesvarkens extra te monitoren tijdens de zomermaanden.

Omgevingstemperatuur

Hoe hoger de omgevingstemperatuur, en dus hoe groter de warmtebelasting, hoe sneller de voederopname van het varken zal worden gereduceerd. Daarnaast wordt niet alleen de voederopname beïnvloed, maar ook de warmteacclimatie periode. De duur van de STHA-periode wordt korter, maar intenser naarmate de warmtebelasting toeneemt.

^{Vleesvarkens met RFID-oormerken (Radio Frequency Identification) voor de individuele registratie van voederopname (foto Lotte De Prekel)}

Gevolgen van een verminderde voederopname tijdens een verhoogde warmtebelasting

Aanvankelijk zal bij gematigde hittestress de voederefficiëntie toenemen. Dit kan worden verklaard door een lagere dagelijkse voederopname tijdens stijgende temperaturen, waarbij de dieren hun dagelijkse lichaamsgewichtstoename nog kunnen behouden. Daarnaast hebben ze ook een lagere onderhoudsbehoefte omdat er minder warmte moet worden geproduceerd om de lichaamstemperatuur op peil te houden. Wanneer de warmtebelasting te hoog wordt (bijvoorbeeld ≥ 30°C), zal de voederefficiëntie echter afnemen door onvoldoende nutriëntenopname en slechtere vertering (er gaat meer bloed naar de perifere lichaamsdelen en minder naar het maagdarmstelsel), met als gevolg weinig of geen groei van de dieren. Bovendien zal tijdens hittestressperioden een andere nutriëntenbenutting optreden; nutriënten zullen in eerste instantie worden gebruikt om een normale lichaamstemperatuur te behouden.

Hittestress-reducerende voederstrategieën voor vleesvarkens

Wijzigen van een voederformule

Tijdens de zomer kan de voederformule worden aangepast o.b.v. de warmteproductie van bepaalde voedingsstoffen. Aangezien eiwitrijke diëten een grotere warmteproductie teweegbrengen na de maaltijd, zal er een grotere interne warmteproductie plaatsvinden, wat nadelig is tijdens een hittestress-periode. Een daling van het eiwitgehalte in het voeder van vleesvarkens kan dus leiden tot een vermindering van de interne warmteproductie tijdens hittestress. Hier moet er echter op gelet worden dat de gemiddelde dagelijkse groei niet afneemt als gevolg van een lager eiwitgehalte. Dit kan verholpen worden door het toevoegen van bepaalde aminozuren zoals lysine, tryptofaan en threonine.

Toevoegen van additieven

Naast het veranderen van de voederformule, waarbij er gekeken wordt naar de warmteproductie van bepaalde voedingsstoffen, kunnen er ook bepaalde voederadditieven worden toegevoegd aan het voeder van vleesvarkens. Bepaalde additieven, zoals antioxidanten en osmolyten, kunnen processen op cellulair vlak beïnvloeden waarbij ze een beschermende rol kunnen uitoefenen in het maag-darmkanaal.

Betaïne

Betaïne is een osmolyt die het normale celvolume kan herstellen wanneer er osmotische stress is. Daarnaast kan betaïne de weefselschade in het maag-darmkanaal voorkomen door de verteerbaarheid van voedingsstoffen te verhogen. Na toevoeging van 0,1-0,2% betaïne in het voeder vonden enkele studies reeds positieve effecten op dierparameters, zoals een lagere rectale temperatuur en een verminderde ademhalingsfrequentie.

Selenium

Selenium (Se) is een antioxidant die cellen tegen beschadiging beschermt. Daarnaast kan selenium de voederbenutting verbeteren door de regulering van het metabolisme van koolhydraten, vetten en eiwitten. Vooral organisch Se, zoals Se-gist en seleniummethionine, zou een positief effect hebben op hittestress. Selenium wordt vaak gebruikt in de pluimveesector, maar wordt steeds populairder in de varkenshouderij. Bij toevoeging van organisch Se (tussen 0.4-0.5 mg/kg) vonden enkele studies verbeterede groeiprestaties bij biggen en een kleinere toename van de rectale temperatuur bij varkens. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat selenium toxisch kan zijn bij hoge concentraties.

Vitamine E en C

Vitamine E en C zijn ook antioxidanten die cellen, weefsels en organen beschermen tegen beschadiging. Bovendien zou de combinatie van selenium en vitamine E ook gunstige effecten hebben op de vermindering van schade door oxidatieve stress. Deze additieven werken beiden op een verschillende manier tegen oxidatieve stress, waarbij ze elkaar versterken in het proces.

Chromium

Chromium (Cr) is een essentieel element dat voornamelijk in varkensvoeders zit om de groeiprestaties en karkaseigenschappen te verbeteren. Daarnaast verhoogt Cr het insulinegehalte in het bloed door receptorverbindingen van insuline te verhogen. Insuline wordt verondersteld een rol te spelen in de aanpassing aan hittestress, hoewel het exacte mechanisme nog niet geheel gekend is. Sommige studies wezen op een verminderde hittestressrespons bij toevoeging van ongeveer 400 PPB Cr.

Daarnaast zijn er nog vele andere additieven die tot op de dag van vandaag uitgetest worden, zoals het effect van rode pepers, dextrose en kaneel. Deze toevoegingen zijn voorlopig nog in de experimentele fase.

Besluit

Hittestress beïnvloedt direct (schade aan weefsels en cellen) en indirect (verminderde voederopname met als gevolg een verminderde voederefficiëntie) het welzijn en prestaties van de dieren. Bepaalde voederstrategieën zoals het verlagen van het eiwitgehalte in het voeder kunnen hittestress verminderen. Er kunnen ook additieven worden toegevoegd, zoals betaïne en vitaminen. Hiervan is reeds aangetoond dat zij een gunstig effect hebben op hittestress. Van andere additieven moet de werkzaamheid en het werkingsmechanisme nog verder onderzocht worden.

 

*Coolpigs is een Vlaio onderzoeksproject dat in 2020 werd gelanceerd, een samenwerking tussen de eenheid varkensgezondheidszorg van de Faculteit Diergeneeskunde en ILVO, waarbij hittestress-reducerende maatregelen in de varkenshouderij in kaart worden gebracht. Het project loopt 4 jaar met als doel een hitteplan voor transporten en bedrijven in de Vlaamse Varkenshouderij te ontwikkelen. Hierbij worden verschillende maatregelen (management, klimaattechnische, voederadditieven, wateradditieven, etc.) bij zowel natuurlijk voorkomende hittegolven in de zomer als kunstmatig geïnduceerde hittegolven uitgetest. Er worden verschillende praktijk- en proefbedrijven ingezet en transporten naar het slachthuis worden nauw opgevolgd.