The informative value of modified leukocyte indices for assessing the immune response of dairy cows to short-term heat stress

Abstract

Heat stress (HS) remains a significant challenge in dairy cattle production, affecting immune function and productivity. This study evaluated adapted leukocyte indices in Brown Swiss cows under short-term heat stress at the beginning and end of the summer, compared to thermoneutral controls. Acute heat stress resulted in a significant increase in segmented neutrophils (+17%, P<0.01) and a decrease in lymphocytes (–15%, P<0.05), with corresponding reductions in the Nuclear Shift Index (NSI, –40%, P<0.01) and Leukocyte Index (LI, –28%, P<0.001). In contrast, late summer exposure led to higher monocyte (+192%, P<0.001) and eosinophil counts (+159%, P<0.05), and marked declines in the Leukocyte Index of Intoxication (LII, –43%, P<0.001), Neutrophil-to-Monocyte Ratio (NMR) and Lymphocyte-to-Monocyte Ratio (LMR) (2–3 fold, P<0.001), and the Index of Immune Reactivity (IIR, –40%, P<0.001). Indices such as NSI, Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio (NLR), LMR, IIR and LII were particularly sensitive in distinguishing acute adaptation from immune fatigue. These findings highlight the diagnostic value of adapted leukocyte indices for early detection and monitoring of immune adaptation to heat stress in dairy cows, supporting targeted interventions and improved herd resilience. Тепловий стрес залишається однією з актуальних проблем молочного скотарства, негативно впливаючи на функціонування імунної системи та продуктивність тварин. Метою дослідження було оцінити інформативність адаптованих лейкоцитарних індексів у корів швіцької породи за короткочасного теплового стресу на початку та наприкінці літа порівняно з тваринами, які перебували в термонейтральних умовах. За гострого теплового стресу встановлено вірогідне збільшення частки сегментоядерних нейтрофілів на 17 % (P<0,01) та зменшення частки лімфоцитів на 15 % (P<0,05), що супроводжувалося зниженням індексу ядерного зсуву (NSI) на 40 % (P<0,01) і лейкоцитарного індексу (LI) на 28 % (P<0,001). Натомість наприкінці літа спостерігали збільшення кількості моноцитів на 192 % (P<0,001) та еозинофілів на 159 % (P<0,05), а також виражене зниження лейкоцитарного індексу інтоксикації (LII) на 43 % (P<0,001), нейтрофільно-моноцитарного (NMR) і лімфоцитарно-моноцитарного (LMR) співвідношень у 2–3 рази (P<0,001) та індексу імунної реактивності (IIR) на 40 % (P<0,001). Найбільшу чутливість щодо розмежування гострої адаптації та виснаження імунної відповіді продемонстрували індекс ядерного зсуву (NSI), нейтрофільно-лімфоцитарне співвідношення (NLR), лімфоцитарно-моноцитарне співвідношення (LMR), індекс імунної реактивності (IIR) та лейкоцитарний індекс інтоксикації (LII). Отримані результати свідчать про діагностичну цінність адаптованих лейкоцитарних індексів для раннього виявлення та моніторингу імунної адаптації молочних корів до теплового стресу, що створює передумови для своєчасного застосування цілеспрямованих профілактичних заходів і підвищення стійкості стада до несприятливих температурних умов.