La salud animal se ve afectada durante el estrés por calor como resultado de respuestas inmunitarias deterioradas, aumento de la producción de especies reactivas de oxígeno y/o una deficiencia de antioxidantes. Esto conduce a un desequilibrio entre oxidantes y antioxidantes y resulta en estrés oxidativo. El estrés por calor se mide generalmente en ganado lechero a través del índice de temperatura-humedad (ITH). En el presente estudio, nuestro objetivo fue evaluar la influencia del ITH incremental en el equilibrio entre marcadores oxidativos y el sistema de defensa antioxidante en el plasma de vacas Modicana. Veinticuatro vacas lecheras multíparas en mitad de lactancia fueron divididas en dos grupos en función de los diferentes niveles de ITH medio alcanzados en el período de la semana anterior hasta el día de la toma de muestras de sangre y leche (ITH de abril: 55, ITH de mayo: 68, ITH de junio: 71, ITH de julio: 80). Se recogieron muestras de sangre para medir metabolitos reactivos de oxígeno (MRO) y productos de proteínas de oxidación avanzada (PPOA) por un lado, y marcadores de defensa antioxidante (capacidad de reducción férrica del plasma (FRAP), paraoxonasa (PON), grupos tiol de plasma (SHp)), así como pro-vitamina antioxidante soluble en lípidos (beta-caroteno) y vitaminas (tocoferol y retinol) por el otro. También se evaluaron las características de la leche, los valores hematológicos y los metabolitos bioquímicos del plasma. Los resultados mostraron un aumento significativo en MRO (< 0.05) y una disminución significativa en PON (< 0.05), PPOA (< 0.05) y beta-caroteno (< 0.001). El ITH incremental disminuyó significativamente los niveles de contenido de grasa en la leche, glóbulos rojos y blancos, glucosa en plasma y ácidos grasos no esterificados, mientras que aumentó significativamente los monocitos y las concentraciones de beta-hidroxibutirato y creatinina, pero no de fructosamina. Los resultados del estudio muestran que el estrés por calor afecta significativamente la producción de especies reactivas de oxígeno y los parámetros antioxidantes. Se debería considerar la suplementación con carotenoides para aliviar el impacto de estos efectos.