Cambiamenti nello spessore del muscolo scheletrico, ecogenicità e concentrazione plasmatica di creatinina come indicatori di mobilizzazione di proteine e grassi intramuscolari nelle bovine da latte in periparto

Introduzione

Uno stato di bilancio proteico e di energia negativo si presenta comunemente durante il periodo di periparto nelle vacche da latte (Drakley, 1999; Herdt, 2000). Il bilancio energetico è stato stimato essere di − 5.8 Mcal/g vicino al parto e fino a − 20 Mcal/g durante il primo mese di lattazione (Grummer et al., 2004). Il marcato deficit energetico nelle vacche da latte nel periparto, non può essere completamente risolto con un aumento dell’assunzione di mangime, con conseguente mobilizzazione del tessuto adiposo e muscolare (Tamminga et al., 1997; van der Drift et al., 2012). La quantità di tessuto adiposo mobilitato durante l’inizio della lattazione varia marcatamente da bovina a bovina, in un range che va da 8 a 57 kg di grasso corporeo (Komaragiri et al., 1998). Per confronto, circa 20 kg di muscolo scheletrico sono mobilitati durante l’inizio della lattazione (Komaragiri et al., 1998). La mobilizzazione di grasso sembra iniziare dopo il parto e continua fino a 8 settimane dopo (Bruckmaier et al., 1998a; van der Drift et al., 2012). Al contrario, la mobilizzazione del muscolo scheletrico sembra iniziare prima del parto e continua fino a 5 settimane dopo lo stesso, con un tasso di mobilitazione che ha un picco durante le prime 2 settimane di lattazione (Reid et al., 1980; Sloniewski et al., 2004; Van der Drift et al., 2012; Schaff et al., 2013).

L’ecografia è una tecnica che è stata ampiamente utilizzata nel settore della carne bovina per più di 40 anni per predire la composizione della carcassa (Gillis et al., 1973) ed è stata sempre più usata durante gli ultimi 20 anni per valutare la velocità e l’entità della mobilizzazione di grasso nelle vacche da latte nel periparto attraverso la misura dello spessore sottocutaneo del grasso dorsale (BFT; Domecq et al., 1995; Schroder e Staufenbiel 2006). Un piccolo numero di studi ha usato l’ecografia per monitorare la velocità e l’entità della mobilizzazione muscolare nelle bovine da latte in periparto (Bruckmaier et al., 1998a; Kokkonen et al., 2005; Van der Drift et al., 2012). Misure ecografiche dello spessore del muscolo gluteo medio (GMT) e del longissimus dorsi a livello della zona lombare (LDLT) e della zona toracica (LDTT) sono state utilizzate per monitorare l’accrescimento del muscolo e del grasso in manzi, tori e vitelli in crescita (Bruckmaier et al., 1998b; Realini et al., 2001) e nelle vacche da latte in periparto (Moorby et al., 2002; Kokkonen et al., 2005; Van der Drift et al., 2012). A nostra conoscenza, solo pochi studi hanno studiato l’effetto del numero di parti sul grasso dorsale e sulla mobilizzazione del muscolo scheletrico nelle bovine in fase riproduttiva Holstein-Friesian (Moorby et al., 2002; Wathes et al., 2007; Van der Drift et al., 2012; Jaurena e Moorby, 2017). Due studi ecografici che prendevano in esame un numero relativamente piccoli di vacche Holstein-Friesian in periparto, non hanno evidenziato nessun effetto del numero di parti sulla mobilizzazione del grasso e del muscolo scheletrico (Moorby et al., 2002; van der Drift et al., 2012). Abbiamo supposto che la mobilitazione di grasso dorsale e del muscolo scheletrico sia maggiore nelle vacche primipare che nelle multipare perché le vacche primipare sono ancora in una fase di crescita. Inoltre, il picco di produzione del latte è più basso nelle vacche primipare e si verifica più tardi nella lattazione rispetto alle vacche mature, compromettendo potenzialmente la risposta omeostatica al bilancio energetico negativo netto ad inizio lattazione.

Una preoccupazione per l’utilizzo dei cambiamenti nello spessore del muscolo determinati con l’ecografia per quantificare il tasso di mobilizzazione del muscolo scheletrico, è la presenza di grasso intramuscolare (FMI) che si trova tra le fibre muscolari scheletriche. È possibile che la diminuzione nello spessore del muscolo nel periparto (Bruckmaier et al., 1998a; van der Drift et al., 2012) rifletta una diminuzione in IMF, piuttosto che una diminuzione nel tessuto muscolare scheletrico. L’ecografia fornisce un prezioso strumento per quantificare il contenuto di IMF nelle vacche da carne (Aass et al., 2009; Silva et al., 2010), (Pillen et al., 2009) quantificando l’ecogenicità muscolare attraverso un’ analisi della scala di grigi (Silva et al., 2010). La nostra seconda ipotesi era che le diminuzioni dello spessore del muscolo nella fase di periparto, riflettesse la mobilitazione sia del muscolo scheletrico che dell’IMF.

La creatinina è formata ad un tasso costante nei mammiferi dalla conversione spontanea, irreversibile, non enzimatica di creatina nel muscolo scheletrico (Wyss e Kaddurah-Daouk, 2000; Braun et al., 2003). La creatinina del muscolo è la principale fonte di plasma e creatinina urinaria e qualsiasi cambiamento nella massa del muscolo scheletrico in animali sani idratati con una funzione renale normale, dà luogo ad in un cambiamento nella concentrazione di creatinina del plasma (Wyss e Kaddurah-Daouk, 2000). In parallelo, diminuzioni nella concentrazione della creatinina nel plasma e nella massa muscolare determinata per via ecografica sono state identificate durante il periparto nelle vacche da latte multipare (Bruckmaier et al., 1998a; Kokkonen et al., 2005). Sorprendentemente, non abbiamo potuto evidenziare eventuali studi di ricerca che abbiano esaminato statisticamente se la concentrazione di creatinina del plasma fosse correlata con lo spessore del muscolo determinato ecograficamente nelle vacche da latte durante la fase di periparto. Di conseguenza, la nostra terza ipotesi era che monitorare il cambiamento nella concentrazione della creatinina nel plasma durante il periodo di periparto, potesse fornire un indicatore clinicamente utile del tasso di mobilitazione del muscolo scheletrico. Basandosi su queste ipotesi, il primo obiettivo di questo studio era caratterizzare e confrontare il cambiamento in massa del muscolo durante il periparto nelle bovine primipare e pluripare usando l’ecografia e i cambiamenti nella concentrazione plasmatica di creatinina.

Un secondo obiettivo era di determinare l’associazione tra BCS e indici di massa muscolare (concentrazione plasmatica della creatinina, GMT, LDLT e LDTT) con gli indici del contenuto di grassi (BFT, IMF) nelle bovine da latte in periparto usando l’analisi di regressione lineare e multivariata. Vi avevamo anticipato che i risultati di questo studio avrebbero indicato se monitorare i cambiamenti nello spessore del muscolo o nella concentrazione di creatinina nel plasma sia utile per valutare il tasso di mobilitazione dell’energia di riserva nelle vacche da latte in periparto.

Abstract

Le vacche da latte ad alta produzione sperimentano uno stato di bilancio energetico negativo nel periodo del periparto che viene parzialmente risolto aumentando il tasso di mobilizzazione dei grassi e delle proteine. Studi precedenti si sono concentrati sul tasso di mobilizzazione dei grassi e, di conseguenza, il tasso di mobilizzazione delle proteine ​​non è stato ben caratterizzato. L’obiettivo di questo studio era quindi quello di determinare il cambiamento degli indicatori di massa muscolare durante l’inizio della lattazione utilizzando la misurazione ultrasonografica dello spessore muscolare e le variazioni della concentrazione plasmatica di creatinina. Lo spessore massimo dei muscoli gluteus medius e longissimus dorsi di 106 vacche Holstein (34 primipare, 72 multipare) è stato determinato ecograficamente nei giorni -3, 0, 3, 7, 14, 21 e 28 rispetto al giorno del parto. La concentrazione plasmatica di creatinina è stata misurata periodicamente durante lo stesso periodo. Per analizzare i dati sono stati utilizzati analisi di modelli misti e regressione di Passing-Bablok. Lo spessore del gluteus medius, lo spessore lombare del longissimus dorsi (LDLT) e lo spessore toracico del longissimus dorsi (LDTT) sono diminuiti a 28 giorni dopo il parto rispetto al giorno 3 prima del parto. La concentrazione plasmatica di creatinina era debolmente associata allo spessore di gluteus medius, LDLT e LDTT (rho di Spearman = 0,31, 0,39 e 0,32, rispettivamente). La concentrazione plasmatica di creatinina nelle vacche primipare e multipare a 28 g dopo il parto è diminuita rispettivamente di 0,24 e 0,30 mg/dL, rispetto ai valori misurati a 3 giorni prima del parto. Abbiamo concluso che la misurazione ecografica di LDLT e LDTT e il cambiamento della concentrazione plasmatica di creatinina possono fornire metodi pratici per monitorare il tasso di mobilizzazione delle proteine ​​nelle vacche da latte in fase di periparto. L’esame ecografico di LDLT e LDTT completa quindi la misurazione ultrasonografica dello spessore del grasso dorsale e può essere utile nella valutazione della mobilizzazione della riserva di energia nelle bovine in periparto.

 

 

PAROLE CHIAVE: grasso intramuscolare, mobilizzazione muscolare, bilancio energetico negativo.

 

CHANGES IN SKELETAL MUSCLE THICKNESS AND ECHOGENICITY AND PLASMA CREATININE CONCENTRATION AS INDICATORS OF PROTEIN AND INTRAMUSCULAR FAT MOBILIZATION IN PERIPARTURIENT DAIRY COWS

Megahed,1,2,3 M. W. H. Hiew,1,4 D. Ragland,1 and P. D. Constable2*

1-Department of Veterinary Clinical Sciences, College of Veterinary Medicine, Purdue University, West Lafayette, IN 47905

2-Department of Veterinary Clinical Medicine, College of Veterinary Medicine, University of Illinois, Urbana 61802

3-Department of Animal Medicine, Internal Medicine, Faculty of Veterinary Medicine, Benha University, Moshtohor-Toukh, Kalyobiya, 13736, Egypt

4-Department of Veterinary Clinical Studies, Faculty of Veterinary Medicine, Universiti Putra, Selangor, 43400, Malaysia

Journal of Dairy Science Vol. 102 No. 6, 2019

https://doi.org/10.3168/jds.2018-15063

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