Effetti di un’integrazione con boli orali di calcio sull’attività e sui livelli intracellulari di calcio dei leucociti polimorfonucleati in bovine da latte primipare e multipare.

Introduzione

Il periodo di transizione è un momento critico per la vacca da latte. Le patologie riscontrate durante questo periodo hanno il potenziale di influire negativamente sulla salute degli animali e sulla produzione durante la successiva lattazione. Circa il 75% delle patologie si verificano nel primo mese dopo il parto (LeBlanc et al., 2006). Due settimane prima del parto, l’attività delle cellule mononucleate del sangue periferico diminuisce e non si riprende fino a 2-3 settimane dopo il parto (Kehrli et al., 1989).

L’improvvisa richiesta di Ca al momento del parto spesso si traduce in un’ipocalcemia subclinica o clinica. L’ipocalcemia subclinica (SCH) è una problematica comune che colpisce circa il 50% degli animali multipari e il 25% degli animali primipari (Reinhardt et al., 2011) ed è associata ad una diminuzione dell’attività dei PMN, ad una diminuzione della DMI e della produzione di latte, ad una diminuzione delle probabilità di rimanere gravida all’inizio dell’IA e ad un aumento del rischio di sviluppare patologie nel periodo di transizione, come dislocazione dell’abomaso e metrite (Chapinal et al., 2011, 2012; Martinez et al., 2012; Martinez et al., 2014).

Il calcio gioca un ruolo importante nella funzione delle cellule immunitarie. Un aumento del Ca citosolico è associato all’attivazione e alla funzionalità del PMN (Bréchard e Tschirhart, 2008). I leucociti delle bovine con ipocalcemia presentano una diminuzione dei depositi intracellulari di Ca e del suo rilascio in seguito all’attivazione, che porta ad un’attenuazione della risposta del Ca al momento dell’attivazione (Kimura et al., 2006). La diffusione del calcio dal liquido extracellulare e dalle riserve intracellulari potrebbe essere la fase limitante la velocità dell’attivazione del flusso citoplasmatico di Ca (Schaff et al., 2008). Negli allevamenti da latte un trattamento e un controllo efficaci dell’ipocalcemia sono fondamentali. Fornire una dieta a basso DCAD nelle razioni pre-fresche è pratica comune al fine di aumentare il Ca disponibile e di prevenire l’ipocalcemia clinica e subclinica (USDA NAHMS, 2014). La combinazione di una dieta acidogena prima del parto con la somministrazione di un bolo di Ca per via orale al parto sembrerebbe essere più efficace nel ridurre la SCH rispetto alla sola implementazione dell’una o dell’altra (Afshar Farnia et al., 2018).

I boli orali di Ca vengono spesso impiegati per far aumentare i livelli di Ca vicino al parto e per prevenire l’ipocalcemia. Studi recenti hanno rilevato effetti differenti nelle popolazioni di vacche primipare e pluripare. Le risposte positive a 2 dosi di boli di Ca per via orale contenenti 43 g somministrate a distanza di 24 h si limitavano agli animali con un’elevata produzione di latte durante le precedenti lattazioni e alle vacche zoppe (Oetzel e Miller 2012). L’integrazione con bolo di calcio ha fatto incrementare la produzione di latte al primo test nelle vacche pluripare che avevano un’elevata produzione di latte durante la lattazione precedente e ha fatto diminuire l’incidenza di patologie nelle vacche zoppe. Una singola dose da 54 a 64 g di Ca in animali primipari e multipari ha portato a miglioramenti dello stato di salute, inclusa una diminuzione del rischio di ritenzione placentare e di dislocazione dell’abomaso in animali pluripari con bassa concentrazione plasmatica di Ca al parto, ma non ha avuto alcun effetto sul livello complessivo di Ca negli animali primipari (Leno et al., 2018). Tuttavia, in quello studio gli animali primipari con età superiore ai 712 giorni ai quali venivano somministrati come integrazione boli di Ca presentavano un rischio ridotto di sviluppare uno o più disturbi della salute. Inoltre, gli animali primipari sottoposti ad integrazione di Ca che avevano una durata della gestazione maggiore di 277 giorni o che erano sovrappeso (> 3.5 BCS) hanno avuto un aumento della produzione di latte. Boli contenenti 86 g di Ca somministrati al parto e 24 ore dopo, o 86 g al momento del parto seguiti da 43 g 24 ore dopo, oppure 86 g di Ca al parto seguiti da 43 g ai giorni 2-4, riducevano l’incidenza di ipocalcemia subclinica al giorno 0 e al giorno 1 in tutte le vacche (Martinez et al., 2016). Tuttavia, per quanto riguarda le variabili di salute, gli animali primipari non hanno risposto positivamente all’integrazione con boli di Ca. In quello studio gli animali primipari, ai quali veniva somministrata un’integrazione di Ca, hanno avuto una ripresa della SCH nei giorni 2 e 4 e l’integrazione in bolo ha portato ad un aumento della metrite. I risultati di questo studio hanno portato gli autori a concludere che dosi elevate di Ca orale nei primi giorni dopo il parto dovrebbero essere evitate nelle vacche primipare ed utilizzate solamente in quelle vacche che sono a rischio di ipocalcemia clinica.

Gli obiettivi di questo studio erano (1) caratterizzare le dinamiche intracellulari del Ca nei PMN e l’attività di queste cellule in animali primipari e multipari in seguito all’integrazione per via orale di un bolo di Ca e (2) determinare se una dose inferiore di Ca orale negli animali primipari avesse effetti positivi sul Ca intracellulare e sulla funzione dei PMN. La prima ipotesi era che un bolo orale di Ca, somministrato il giorno del parto e 24 ore dopo di esso,  farebbe incrementare il Ca intracellulare e l’attività dei PMN. La seconda ipotesi era che la somministrazione di 25 g di Ca per via orale ad animali primipari farebbe incrementare l’attività e il Ca intracellulare dei PMN, analogamente a quanto farebbero 50 g di Ca orale, ma limiterebbe qualsiasi potenziale interferenza negativa con l’avvio di meccanismi omeoretici che regolano il metabolismo del Ca nella prima fase della lattazione.

Abstract

Gli obiettivi di questo studio erano (1) definire i livelli di Ca e l’attività di leucociti polimorfonucleati (PMN) in animali primipari e multipari dopo integrazione orale con bolo di Ca e (2) determinare le differenti risposte alla somministrazione di boli contenenti una dose di Ca inferiore, rispetto a quella tradizionalmente utilizzata in animali primipari, sui livelli di Ca e sulla funzione dei PMN. Gli animali, un incrocio di Jersey × Holstein (n = 104), sono stati arruolati nello studio entro 24 ore dal parto. Tutti gli animali sono stati suddivisi in base al momento del parto ed assegnati in modo casuale al trattamento. I boli di Ca erano composti da una miscela di cloruro di calcio, solfato di calcio e propionato di calcio. Per l’obiettivo 1, gli animali sono stati assegnati o al gruppo di controllo (CON; nessuna integrazione di Ca), o al gruppo che prevedeva una serie di 2 boli di Ca somministrati a distanza di 24 h, per un totale di 50 g di Ca. I trattamenti per l’obiettivo 2 includevano il gruppo di controllo (CON; nessuna integrazione di Ca), una serie di 2 di boli di Ca somministrati a distanza di 24 h contenenti 50 g di Ca, o una serie di 2 boli di Ca somministrati a distanza di 24 h contenenti 25 g di Ca. I campioni di sangue sono stati raccolti ai giorni 1 (< 24 h), 2, 3, 5 e 7 rispetto al parto. Sono stati analizzati il Ca sierico totale, l’aptoglobina sierica, il Ca intracellulare dei PMN, il Ca intracellulare dei PMN dopo stimolazione con un Escherichia coli ambientale, l’espressione della L-selectina di superficie dei PMN e le attività di burst ossidativo e di fagocitosi dei PMN. Per l’obiettivo 1 è stata individuata un’inclinazione per una differenza di trattamento sul Ca intracellulare basale dei PMN e una differenza di trattamento sul Ca intracellulare dei PMN dopo stimolazione con E. coli. E’ stato rilevato un effetto del numero dei parti × DIM per quanto concerneva l’intensità del burst ossidativo dei PMN. Tuttavia, non sono state rilevate altre interazioni o effetti dovuti al numero dei parti su altre variabili dell’attività dei PMN. Nei soggetti primipari, abbiamo riscontrato una differenza di trattamento per il Ca intracellulare dei PMN dopo stimolazione con E. coli tra gli animali ai quali erano stati somministrati 50 g di Ca, ma non vi era alcuna differenza di trattamento con il Ca intracellulare basale dei PMN. Il trattamento con 50 g di Ca ha fatto incrementare sia la fagocitosi dei PMN che l’intensità del burst ossidativo. Fornire agli animali un’integrazione costituita da 50 g di Ca per via orale ha fatto incrementare il Ca intracellulare nei PMN ed ha influenzato la loro attività.

 

 

 

Effects of oral calcium bolus supplementation on intracellular polymorphonuclear leukocyte calcium levels and functionality in primiparous and multiparous dairy cows

 L. M. Reitsma,1 T. A. Batchelder,1,2 E. M. Davis,1 V. S. Machado,1 R. C. Neves,1,3 and M. A. Ballou1*

1Department of Veterinary Sciences, Texas Tech University, Lubbock 79409

2Veterinary Medicine Teaching and Research Center, University of California Davis, Tulare 93274

3Department of Veterinary Clinical Sciences, Purdue University, West Lafayette, IN 47907

*Corresponding author: michael.ballou@ttu.edu

J. Dairy Sci. 103:11876–11888

doi.org/10.3168/jds.2020-18835

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