Comportamento preparto per diagnosi di chetosi subclinica postparto associata ad infiammazione e biomarcatori epatici

//Comportamento preparto per diagnosi di chetosi subclinica postparto associata ad infiammazione e biomarcatori epatici

Comportamento preparto per diagnosi di chetosi subclinica postparto associata ad infiammazione e biomarcatori epatici

Il comportamento in piedi nel pre-parto come parametro per la diagnosi precoce di chetosi subclinica postpartale associata ad infiammazione ed ai biomarcatori di funzionalità epatica nelle vacche da latte nel periparto

INTRODUZIONE

Il momento più impegnativo del ciclo di lattazione delle vacche da latte si verifica durante il periodo di transizione, cioè dalla fine della gestazione all’inizio della lattazione. Durante questa transizione, le vacche sperimentano vari adattamenti fisiologici e metabolici, come l’insulino-resistenza, una ridotta assunzione di alimenti, una ridotta  funzione immunitaria  ed un bilancio energetico negativo (NEB; Drakley, 1999). Il bilancio energetico negativo si verifica quando i fabbisogni energetici per sostenere la produzione di latte durante l’inizio della lattazione non sono completamente soddisfatti dall’apporto di energia (Herdt, 2000; McArt et al., 2013a). Vacche in fase NEB sperimenteranno un’aumentata lipolisi nei depositi di grasso e, di conseguenza, un’aumentata produzione di acidi grassi non esterificati (NEFA) captati dal fegato. Periodi prolungati con alte concentrazioni ematiche di NEFA che raggiungono il fegato, infine possono compromettere la sua capacità di ossidarli completamente; questa risposta è testimoniata dall’aumento di corpi chetonici nel sangue (cioè, BHB, acetoacetato e acetone), che sono il prodotto di NEFA parzialmente ossidati. Le vacche che sperimentano un livello alto di chetoni nel sangue (> 1,4 mmol/L)  durante le prime 2 settimane dopo il parto, sono potenzialmente a rischio di sviluppare la chetosi clinica e corrono anche un rischio aumentato di sviluppare altre malattie postpartum, come la dislocazione dell’abomaso e la metrite (LeBlanc, 2010; Seifi et al., 2011). Questo scenario può  provocare tassi di concepimento al primo intervento fecondativo più bassi ed una bassa produzione di latte ad inizio lattazione, diminuendo la redditività di qualsiasi allevamento (McLaren et al., 2006). Attualmente, la concentrazione di NEFA nel sangue nella fase pre-parto, è uno degli strumenti più affidabili per prevedere quali vacche sono a rischio di sviluppare malattie del post-partum (Ospina et al., 2010; CHAPINAL et al., 2011); tuttavia, la capacità di misurare questo biomarcatore in un allevamento è limitata, poco pratica e richiede tempo. Dopo il parto, uno dei test preferiti per il monitoraggio della chetosi subclinica è il portatile Precision Xtra (convalidato da Iwersen et al., 2009; Abbott Diabete Care, Alameda, CA), che misura la concentrazione nel sangue dei BHB.

Purtroppo, l’insorgenza della chetosi può essere sia acuta che graduale, a seconda delle diverse condizioni, come il BCS al parto, la quantità di mobilitazione di NEFA, condizioni di stress e problematiche infiammatorie (Trevisi et al., 2016). Pertanto, i parametri che possono prevedere con precisione se le vacche sono a rischio di sviluppare chetosi daranno un vantaggio significativo agli allevatori.

La chetosi è una malattia comune nelle vacche da latte dopo il parto, ed è fortemente associata con la funzione epatica o la capacità del fegato di metabolizzare il picco di NEFA che lo raggiunge durante il periodo di transizione. Infatti, è stato comunemente osservato che condizioni infiammatorie durante il periodo di transizione delle vacche da latte, compromettono la funzione del fegato, e possono notevolmente esacerbare i disturbi metabolici come la chetosi (Bertoni et al., 2008). La relazione specifica tra infiammazione e chetosi è stata studiata da Abuajamieh et al (2016), che ha osservato un consistente aumento dei biomarcatori infiammatori (IE, amiloide A del siero e aptoglobina) e BHB nelle vacche con chetosi. Pertanto, è plausibile che l’aumento della sintesi e produzione dei biomarcatori infiammatori nel fegato possa diminuire la sua capacità funzionale e rendere questo organo incapace di affrontare la necessità di metabolizzare i NEFA in eccesso e, di conseguenza, possa aumentare la sintesi dei chetoni (Tan et al., 2012). Durante il periodo antecedente il parto, modelli comportamentali, come il bilancio del tempo in cui l’animale sta in piedi o è sdraiato, delle vacche da latte monitorate attraverso sistemi di sensori, ha mostrato risultati promettenti per la previsione di quali vacche siano a rischio di sviluppare la chetosi subclinica dopo il parto (Goldhawk et al., 2009; ITOLO et al., 2015; Kaufman et al., 2016b). Infatti, sistemi di sensori che registrano l’accelerazione sui 3 assi (cioè, X, Y e Z) sono stati già convalidati per il riconoscimento dei vari modelli comportamentali nelle vacche da latte (Ledgerwood et al., 2010) e sono già stati adottati negli allevamenti commerciali. Tuttavia, ancora molto deve essere migliorato sull’uso dei dati comportamentali derivati da accelerometri per predire la chetosi, per esempio, combinando questi dati con i profili dei biomarker nel sangue relativi a funzione epatica, stress ossidativo e infiammazione. Infatti, esistono attualmente poche informazioni sui biomarcatori del sangue e gli adattamenti fisiologici sopraccennati durante l’insorgenza della chetosi.

Pertanto, l’obiettivo di questo studio è stato quello di determinare quali patterns comportamentali derivati dai dati rilevati dall’accelerometro, come tempo in piedi o sdraiate, nelle vacche da latte vicino al parto, potrebbero consentire l’individuazione tempestiva di chetosi subclinica durante i giorni che portano all’insorgenza di questa condizione.

ABSTRACT

Un livello di bilancio energetico negativo è comunemente riscontrato dalle vacche durante l’inizio della lattazione. Questo stato fisiologico, se pronunciato o prolungato, porta all’ossidazione parziale degli acidi grassi non esterificati come fonte di energia, all’aumento delle concentrazioni di β-idrossibutirrato (BHB) nel sangue e potenzialmente allo sviluppo della chetosi nelle vacche da latte nel post-parto. Ventiquattro vacche Holstein pluripare hanno ricevuto una dieta comune pre-parto e post-parto. Le vacche sono state dotate di un accelerometro montato lateralmente sulla parte distale della gamba sinistra usando un cerotto, da -30 a +15 giorni rispetto al parto. Un’analisi retrospettiva è stata eseguita utilizzando i dati post-parto riguardanti il BHB in 8 momenti temporali da 0 a 15 giorni di lattazione misurati con Precision Xtra (Abbott Diabetes Care, Alameda, CA). Le vacche con un livello di BHB nel sangue medio <1,4 mmol/L sono state designate come non-chetotiche (NONKET; n = 12) mentre quelle con BHB ≥1,4 mmol/L sono state designate come chetoniche (KET; n = 12). Per questa analisi sono stati utilizzati un totale di 8 campioni per vacca. Analisi successive di modelli comportamentali e biomarcatori del sangue sono state eseguite utilizzando questo effetto di gruppo. In media, il livello di BHB nel sangue ha raggiunto livelli subclinici (1,4 ± 0,3 mmol/L, media ± errore standard della media) a 3 giorni dopo il parto per tutte le vacche incluse nello studio. I modelli comportamentali sono stati ottenuti dai dati dell’accelerometro e l’analisi di correlazione è stata eseguita tra questi comportamenti, come il tempo di riposo e in piedi, da -30 a 3 g rispetto al parto, e la concentrazione di BHB nel sangue a 3 giorni dopo il parto. La correlazione più forte è stata ottenuta tra tempo di riposo a 3 giorni prima del parto e BHB nel sangue a 3 giorni dopo il parto. L’assunzione di sostanza secca era maggiore (circa 3 kg/giorno) nelle vacche NONKET rispetto alle vacche KET. Un’interazione di gruppo ha comportato un aumento complessivo di 5,7 kg/g nelle vacche NONKET rispetto a quelle KET. Le concentrazioni ematiche di biomarcatori per la funzionalità epatica (γ-glutamiltransferasi e transaminasi glutammico-ossalacetica), l’infiammazione (IL-6) e il metabolismo (acidi grassi non esterificati) sono aumentate in vari momenti temporali nelle vacche KET rispetto a quelle NONKET durante il periodo di transizione. Nel complesso, la bassa bilirubina nelle vacche NONKET rispetto a quelle KET ha ulteriormente confermato una compromissione della funzionalità epatica nell’ultimo gruppo di vacche. I nostri risultati hanno rivelato un potenziale per stabilire correlazioni tra modelli comportamentali nel periparto derivati ​​da dati raccolti grazie ad un accelerometro e chetosi subclinica postpartale, confermando ulteriormente quest’ultima con alterazioni fisiologiche dei biomarcatori correlati all’infiammazione e alla funzionalità epatica. I nostri dati indicano anche che le vacche con una predisposizione alla chetosi subclinica o clinica postpartale rimarranno in piedi per un minor numero di ore durante i giorni che portano al parto, cosa che ha ridotto la DMI, e questa condizione si è ulteriormente riflessa in una minore produzione di latte.

PAROLE CHIAVE: comportamento; chetosi subclinica; vacca; transizione

 

PREPARTAL STANDING BEHAVIOR AS A PARAMETER FOR EARLY DETECTION OF POSTPARTAL SUBCLINICAL KETOSIS ASSOCIATED WITH INFLAMMATION AND LIVER FUNCTION BIOMARKERS IN PERIPARTAL DAIRY COWS

 Rodriguez-Jimenez,* K. J. Haerr, E. Trevisi, J. J. Loor, F. C. Cardoso, and J. S. Osorio*1

*Department of Dairy and Food Sciences, South Dakota State University, Brookings 57007

†Department of Animal Sciences and Division of Nutritional Sciences, University of Illinois, Urbana 61801

‡Istituto di Zootecnica, Facoltà di Scienze Agrarie, Alimentari e Ambientali, Università Cattolica del Sacro Cuore, 29122, Piacenza, Italy

Journal of Dairy Science Vol. 101 No. 9, 2018

doi: 10.3168 / jds.2017-14254

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