본 연구는 열 스트레스에 의해 변화되는 반추위 미생물 조성, 반추위 발효성상 및 한우송아지에 있어 고단백사료에 에너지 첨가가 성장, 혈중 대사물질, 스트레스 바이오마커에 미치는 영향을 조사하였다. 연구 1 에서는 홀스테인 암소에서 반추위액 채취해 완전배치법으로 실험하여 숙주의 생리적 반응을 배제한 열 스트레스가 미생물 자체 미치는 영향을 in vitro 발효 실험을 통하여 확인하였다. 사료내 단백질 함량이 15.0% 이상이면 acetate 와 NH₃-N 가 증가했고 propionate 는 감소했다 (p<0.05). 사료내 에너지 함량이 증가하면 acetate 는 감소하였고 propionate 는 증가됐으며 특히 에너지 수준이 증가하면 butyrate 역시 선형적 증가함을 확인할 수 있었다 (p<0.01). In vitro 실험에서 열 스트레스를 줄이기 위한 최적의 단백질과 에너지 수준은 확인되지 않았으며, 열 스트레스와 에너지 또는 단백질 수준과의 상호작용이 발견되지 않았다. 연구 1 을 통해 반추 미생물의 대사만을 고려한다면 단백질과 에너지 함량에 변화는 열 스트레스 저감효과를 보이지 않음을 알 수 있었다.
연구 2 는 연구 1 에서 확인하지 않은 열 스트레스에 대한 숙주의 생리적 반응을 같이 조사하여 반추환경을 폭넓게 이해하고자 수행하였다. 연구 2 에선 동일한 사료와 동일한 섭취량을 급여하였기 때문에 영양 요인에 대한 영향을 배제하였고, 반추위 환경과 미생물 군집에 열 스트레스가 미치는 영향만을 확인하였다. 연구 2 에서는 봄과 여름에 반추위 내 온도, pH, 발효성상, 미생물 조성과 미생물 조성에 따른 미생물 아미노산 조성에 미치는 영향을 확인하였고 그 결과 여름철에 반추위 온도의 상승과 반추위 내 pH 가 감소하였으며, 여름철에 DM, CP, NDF 의 분해율 증가와 반추위액 내 C4 의 함량은 증가했지만 그 밖에 VFA 의 함량이 감소하였으며, TVFA 의 감소와 NH₃-N 감소됨을 확인했다 (p<0.05). 봄철과 여름철에 미생물 군집을 살려보았을 때 3 개의 미생물 문과 24 개의 미생물 속이 유의적 차이를 보였고 (p<0.05), 미생물 군집에 변화에 따른 미생물 체단백질 아미노산은 여름철에 비필수아미노산이 증가하고 필수아미노산은 감소했으며, 특히 메티오닌의 함량이 약 13%로 감소한 것을 확인할 수 있었다 (p<0.05). 이러한 차이를 보이는 아미노산은 열 스트레스를 저감시킬 수 있는 후보 아미노산으로 제안할 수 있다. 연구 2 의 결과와 연구 1 의 결과를 통하여 숙주의 생리적 반응이 반추위 미생물에 영향을 미치는 것 (VFA 의 조성과 생산량, 반추위내 pH 등)을 확인할 수 있었고 이는 열 스트레스가 반추위 환경과 숙주의 생리적 반응에 상호작용을 알아볼 수 있는 기초적인 정보를 제공했다.
연구 3 의 목적은 한우 송아지가 받는 열 스트레스를 최소화시키기 위해 선행연구를 통하여 검증된 열 스트레스를 받은 송이지에 적정 단백질 수준으로 입증된 17.5% 단백질 수준을 공급하고 있는 상황에서 최적의 에너지 수준을 결정하고자 했다. 그러기 위해 연구 3 에서 한우 송아지를 대상으로 열 스트레스와 에너지 수준을 달리 했을 때 나타나는 성장성적과 혈중 대사물질, 스트레스 바이오마커에 미치는 영향을 확인하였다. 비록 열 스트레스 상황에서 에너지 급여 수준의 증가가 성장성적에 긍정적인 영향을 미치진 못했지만, 근육 분해 마커인 3-methylhistidine 과 urea 의 감소를 확인할 수 있었고 이는 송아지의 근육의 분해를 억제했음을 간접적으로 확인할 수 있다. 또한 포도당신합성이 가능한 아미노산이 에너지 수준이 올라감에 따라 증가됨을 확인했을 때 아미노산을 이용한 포도당신합성을 줄여줄 수 있음 확인할 수 있어 에너지 수준의 증가가 송아지의 건강을 증진시킬 수 있을 것이라고 사료되어진다 (p<0.05).
결론적으로 열 스트레스에 의한 반추위 in vitro 발효성상은 반추 미생물의 대사의 변화에 영향을 미쳤다는 것을 확인할 수 있었지만 단백질과 에너지 수준이 열 스트레스를 극복하는데 도움을 주지 못하였고, 열 스트레스는 반추 미생물에 미치는 영향과 숙주의 생리적 반응이 복합적으로 작용해 반추환경에 변화를 야기한다는 것을 확인할 수 있었다. 최종적으로 열 스트레스를 저감하기 위해 적정한 단백질 공급과 에너지 수준의 증가는 비록 성장성적에는 영향을 미치지 않지만 에너지, 단백질 대사물질과 열 스트레스의 바이오마커 저감의 효과를 보여 송아지의 건강에 이점을 가져올 수 있으며, 장기적으로 생산성의 증가도 기대할 수 있다.