Introduzione
Il periodo di transizione è una fase critica per le vacche da latte a causa dei drammatici cambiamenti metabolici (Drackley, 1999). In alcuni casi, il controllo dei meccanismi omeoretici e omeostatici non è efficace, creando una situazione che può portare a squilibri fisiologici e ad un aumento sostanziale del rischio di malattia (Ingvartsen e Moyes, 2013).
La chetosi è la malattia metabolica più diffusa dopo il parto ed ha un impatto economico significativo sull’allevamento (Duffield, 2000; Youssef e El-Ashker, 2017). Quando si verifica, ci sono livelli anormalmente elevati di corpi chetonici circolanti che sono rilevabili in sangue, latte e urina. Il BHB sierico è il gold standard per definire la chetosi subclinica (>1,4 mmol/L) (Gordon et al., 2013). L’eziologia della malattia è correlata a un prolungato bilancio energetico negativo ad inizio lattazione (Herdt, 2000), insieme a una marcata mobilitazione di acidi grassi non esterificati (NEFA) dal tessuto adiposo. In condizioni normali, i NEFA sono completamente ossidati nel fegato per produrre energia. Quando la mobilitazione di NEFA è eccessiva, l’ossidazione non è completata nel fegato, situazione che porta alla produzione di corpi chetonici e al loro rilascio nel sangue (Ingvartsen, 2006). Solitamente, livelli patologici dei corpi chetonici sono segnalati durante la terza e la quarta settimana dopo il parto (Duffield, 2000). I progressi nella genetica e nella gestione dell’alimentazione hanno anticipato le sfide metaboliche avvicinandole al momento del parto, con una maggiore frequenza di picchi patologici di BHB osservati durante le prime 2 settimane dopo il parto (Herdt et al., 1981; Rodriguez-Jimenez et al., 2018).
La chetosi è tipicamente accompagnata da una riduzione dell’ingestione (Kaufman et al., 2016) e del tempo di ruminazione (Abuajamieh et al., 2016), e anche da una riduzione della produzione di latte (Duffield, 2000). Durante la chetosi, i livelli ematici di NEFA aumentano (Chapinal et al., 2011) così come quelli di lattato, delle proteine della fase acuta positive (APP) e le citochine proinfiammatorie (PIC), mentre la concentrazione dell’APP negativo diminuisce (Rodriguez- Jimenez et al., 2018). La chetosi è stata anche associata con un danno della funzione epatica e condizioni di stress ossidativo (Rodriguez-Jimenez et al., 2018). Inoltre, la chetosi aumenta l’espressione dell’mRNA per i geni antinfiammatori nel fegato (Akbar et al., 2015), e i cambiamenti metabolici legati alla malattia influenzano negativamente le funzioni dei globuli bianchi (WBC) (Sordillo, 2016). Pertanto, l’insorgenza della chetosi potrebbe compromettere la funzione immunitaria e aumentare il rischio di malattie infettive, come la metrite e la mastite, all’inizio della lattazione (Duffield, 2000; Sordillo, 2016).
Un lavoro precedente aveva rilevato un’associazione tra chetosi post-partum e alcune condizioni pre-partum. Un DMI più basso e una minore frequenza di comportamento in piedi prima del parto sono stati rilevati nelle vacche colpite da chetosi subclinica (SCK) dopo il parto rispetto a un gruppo di controllo (Rodriguez-Jimenez et al., 2018). Aumenti prepartali nei livelli ematici di NEFA (Chapinal et al., 2011) o più alti livelli pre-partum di lattato e IL-6 (Zhang et al., 2016) sono stati associati ad un rischio maggiore di sviluppare chetosi post-partum. Tutte le condizioni di cui sopra sono associate negativamente alla funzione del sistema immunitario, compresi alti livelli di NEFA (Lacetera et al., 2004); pertanto, un sistema immunitario disfunzionale può causare un rischio maggiore di chetosi post-partum. La nostra ipotesi è che le vacche con SCK post-partum siano caratterizzate da un sistema immunitario disfunzionale durante il periodo di asciutta. Abbiamo eseguito un’analisi retrospettiva dei livelli ematici di BHB per rilevare lo SCK nelle vacche da latte post-partum con l’obiettivo di testare la relazione tra l’insorgenza precoce della SCK nelle prime fasi della lattazione e le tendenze dei parametri metabolici e immunologici durante il periodo di asciutta, per identificare alterazioni che potrebbero riflettere un rischio di insorgenza di malattie.
Abstract
La chetosi subclinica (SCK) può compromettere la funzione dei globuli bianchi (WBC) e quindi contribuire al rischio di malattia post-partum. Questo studio preliminare ha studiato i cambiamenti che si verificano nel sistema immunitario prima dell’insorgenza della malattia per chiarire il loro ruolo nel verificarsi della SCK. Un gruppo di 13 vacche da latte Holstein sono state alloggiate in box e divise retrospettivamente in 2 gruppi in base ai loro livelli di β-idrossibutirrato (BHB) misurati nel plasma tra il giorno del parto e 35 g dopo il parto (DFC). Livelli di BHB <1,4 mmol/L sono stati trovati in 7 vacche (vacche di controllo, gruppo CTR) e livelli >1,4 mmol/L sono stati trovati in 6 vacche in ≥1 dei 6 punti temporali considerati (vacche con SCK, gruppo KET). Da −48 a 35 DFC, sono stati misurati: body condition score, peso corporeo, assunzione di sostanza secca, tempo di ruminazione e produzione di latte e sono stati raccolti regolarmente campioni di sangue per valutare il profilo ematochimico e testare la funzione WBC mediante test ex vivo. I dati sono stati inviati per i test ANOVA utilizzando un modello misto per misurazioni ripetute che includevano lo stato e il tempo di salute e le loro interazioni come effetti fissi. Rispetto alle vacche CTR, le vacche KET presentavano un’attivazione più pronunciata del sistema immunitario (concentrazioni plasmatiche più elevate di citochine proinfiammatorie, mieloperossidasi e specie ossidanti e maggiori risposte di IFN-γ al Mycobacterium avium), concentrazioni ematiche più elevate di γ-glutamil transferasi e minori concentrazioni plasmatiche di minerali prima del parto. Livelli più elevati di acidi grassi non esterificati, BHB e glucosio sono stati rilevati nelle vacche KET rispetto alle vacche CTR durante il periodo di asciutta. L’effetto osservato durante il periodo di asciutta è stato associato con una ridotta assunzione di sostanza secca, una riduzione dei livelli di glucosio plasmatico e un aumento della mobilizzazione dei grassi (ulteriori aumenti degli acidi grassi non esterificati e del BHB) ad inizio lattazione. È stata rilevata anche una riduzione della produzione di latte nelle vacche KET rispetto al CTR. Le vacche KET hanno avuto un’accentuata risposta della “fase acuta” dopo il parto (con maggiori concentrazioni di proteine della fase acuta positive e concentrazioni inferiori di retinolo rispetto alle vacche CTR) e alterata funzionalità epatica (concentrazioni ematiche più elevate di glutammato-ossaloacetato transaminasi e bilirubina). Il WBC delle vacche KET, rispetto alle vacche CTR, ha avuto una risposta ridotta a un test di stimolazione ex vivo, con una minore produzione di citochine proinfiammatorie e una maggiore produzione di lattato. Queste alterazioni nel WBC potrebbero essere guidate dalle azioni combinate dei metaboliti legate alla mobilizzazione dei lipidi e al verificarsi di uno stato transitorio non reattivo contro la stimolazione volta a prevenire un’eccessiva infiammazione. Le associazioni qui identificate in un piccolo numero di vacche in un allevamento dovrebbero essere approfondite in studi più ampi.
Parole chiave: risposta immunitaria, asciutta, infiammazione, funzione epatica
THE ROLE OF ALTERED IMMUNE FUNCTION DURING THE DRY PERIOD IN PROMOTING THE DEVELOPMENT OF SUBCLINICAL KETOSIS IN EARLY LACTATION
M. Mezzetti,1 A. Minuti,1 F. Piccioli-Cappelli,1 M. Amadori,2 M. Bionaz,3 and E. Trevisi1*
1-Department of Animal Sciences, Food and Nutrition, Faculty of Agriculture, Food and Environmental Science, Università Cattolica del Sacro Cuore, 29122 Piacenza, Italy
2-Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Lombardia e dell’Emilia-Romagna, Laboratory of Cellular Immunology, 25124 Brescia, Italy
3-Department of Animal and Rangeland Sciences, Oregon State University, Corvallis 97331
Journal of Dairy Science Vol. 102 No. 10, 2019
https://doi.org/10.3168/jds.2019-16497
