Iperchetonemia in vacche ad inizio lattazione: studio sull’effetto di diversi trattamenti

//Iperchetonemia in vacche ad inizio lattazione: studio sull’effetto di diversi trattamenti

Iperchetonemia in vacche ad inizio lattazione: studio sull’effetto di diversi trattamenti

L’EFFETTO DI DIVERSI TRATTAMENTI PER L’IPERCHETONEMIA ALL’INIZIO DELLA LATTAZIONE SUI TRIGLICERIDI EPATICI, IL GLICOGENO E L’ESPRESSIONE DEI PRINCIPALI ENZIMI METABOLICI NEI BOVINI DA LATTE.

 

ABSTRACT

Nonostante l’uso diffuso di terapie per l’iperchetonemia post-partum nelle vacche da latte, attualmente mancano prove che confrontano gli effetti sia sulla risoluzione dell’ iperchetonemia che sui potenziali effetti sul fegato degli animali colpiti. L’obiettivo del nostro lavoro è quello di studiare l’effetto dei trattamenti dell’iperchetonemia comunemente usati sul trigliceride epatico e il contenuto di glicogeno, nonché sull’mRNA e sull’abbondanza proteica degli enzimi chiave coinvolti nella gluconeogenesi, nella chetogenesi e nel metabolismo dei lipidi. Vacche di razza Holstein multipare tra 3 e 9 giorni di lattazione sono state sottoposte a screening 3 volte a settimana e, a concentrazioni di β-idrossibutirrato nel sangue intero erano ≥ 1,2 mmol/L, sono state incluse nello studio. Le vacche sono state assegnate casualmente a 1 di 4 gruppi: (1) 500 ml di una soluzione di d-glucosio al 50% per via endovenosa una volta al giorno per 3 giorni (n = 8), (2) 300 ml di glicole propilenico per via orale una volta al giorno per 3 giorni (n = 8), (3) 500 mL di una soluzione di D-glucosio al 50% per via endovenosa e 300 mL di glicole propilenico per via orale una volta al giorno per 3 giorni (n = 8) o (4) un gruppo di controllo non trattato (n = 8). Le biopsie epatiche sono state prese il giorno dell’inclusione e il giorno successivo al completamento dei trattamenti. Il contenuto di trigliceridi nel fegato e il contenuto di glicogeno sono stati determinati rispettivamente con metodi colorimetrici e fluorimetrici. Utilizzando tecniche di trascrittasi inversa quantitativa PCR e Western blot rispettivamente, sono state confrontate le espressioni genica e proteica di piruvato carbossilasi, fosfoenolpiruvato carbossichinasi 1, glucosio-6-fosfatasi, 3-idrossi-3-metilglutaril-CoA sintasi 2, acetil-CoA carbossilasi e carnitina palmitoiltransferasi 1A. ­Inoltre, il rapporto della catena leggera 3B II:I è stato determinato mediante Western blot. Sono stati sottoposti ad analisi chimica campioni di plasma da entrambi i punti temporali per ciascuna vacca inclusa nello studio. I dati sono stati analizzati utilizzando un ANOVA a misure ripetute tenendo conto della natura accoppiata dei dati e le differenze tra tutti i gruppi e i punti temporali sono state controllate per confronti multipli utilizzando la procedura di Tukey. Non è stata trovata alcuna differenza nella concentrazione di trigliceridi o glicogeno tra i gruppi di trattamento. L’espressione genica di piruvato carbossilasi è diminuita nel gruppo che ha ricevuto entrambi i trattamenti, mentre l’espressione proteica di questo enzima è aumentata in tutti i gruppi nel tempo. La catena leggera dell’indicatore autofagico 3B II:I è diminuita nel gruppo che ha ricevuto sia glucosio che propilenglicole. Nessun altro cambiamento nell’espressione genica o proteica degli enzimi epatici chiave è stato associato ai trattamenti. Concludiamo che il glucosio per via endovenosa e il propilenglicole orale, trattamenti comunemente usati per la chetosi post-partum nelle vacche da latte, somministrati da soli o in associazione per una durata di 3 giorni non hanno importanti effetti benefici o dannosi su selezionati indicatori di composizione epatica e funzione nelle vacche con iperchetonemia.

 

PAROLE CHIAVE:

enzima; glicogeno; chetosi; fegato; trigliceridi

 

INTRODUZIONE

L’iperchetonemia è caratterizzata da una concentrazione eccessiva di corpi chetonici nel sangue ed è un disordine metabolico altamente prevalente e costoso delle vacche da latte nel periodo post-partum (McArt et al., 2015; Raboisson et al., 2015; Gohary et al., 2016). Nel tentativo di ridurre il rischio di esiti negativi per la salute e la produzione, le vacche che sviluppano i sintomi (definiti come una concentrazione di BHB su sangue intero ≥ 1.2 mmol/L; McArt et al., 2013) vengono identificate utilizzando programmi di screening della mandria e trattate precocemente nel corso della malattia (Ospina et al., 2013; Tatone et al., 2016; Gordon et al., 2017). Tra i trattamenti più comunemente usati c’è una somministrazione quotidiana di glucosio endovenoso e glicole propilenico orale da soli o in combinazione. Nonostante il loro uso molto diffuso, attualmente esiste una mancanza di prove che mettano a confronto gli effetti di tali trattamenti sulla risoluzione dei sintomi e sui potenziali effetti sul fegato degli animali colpiti. Il fegato svolge un ruolo importante nel successo della transizione alla lattazione (Graber et al., 2010), e i trattamenti per l’iperchetonemia mirano a mantenere o migliorare la gluconeogenesi epatica e lo stato della glicemia come pure impediscono o riducono l’accumulo di trigliceridi nel fegato (Herdt ed Emery, 1992; Gordon et al., 2013).

Nel fegato, il metabolismo del glicole propilenico aumenta la disponibilità di ossalacetato da piruvato e quindi fornisce una fonte per questo importante intermediario nel ciclo di Krebs che spesso manca nelle vacche con chetosi (Nielsen ed Ingvartsen, 2004). Inoltre esso viene convertito in glucosio da propionato attraverso la gluconeogenesi nel fegato (Nielsen ed Ingvartsen, 2004), e la somministrazione di glicole propilenico può aumentare l’espressione del mRNA degli enzimi gluconeogenici nel fegato (Zhang et al., 2015).

Al contrario, il glucosio endovenoso si aggiunge direttamente alla riserva disponibile di glucosio e aggira la necessità della gluconeogenesi epatica. Poiché l’espressione degli enzimi gluconeogenici è controllata dalla disponibilità del substrato e dal bilancio di energia, una preoccupazione è che un surplus di rifornimento di glucosio al fegato possa avere conseguenze negative se conduce a downregulation di enzimi gluconeogenici (Al-Trad et altri, 2010b).

Il successo dell’adattamento fisiologico alla lattazione richiede anche una upregulation degli enzimi coinvolti nel metabolismo dei lipidi e nella β-ossidazione (Bauman e Currie, 1980), che sono spesso inibiti nelle vacche con chetosi, e ciò porta ad un accumulo di grasso nel fegato (Herdt, 2000; Dann et al., 2005). Idealmente un trattamento riuscito o la prevenzione dell’iperchetonemia, controlla o riduce il tasso a cui i trigliceridi sono depositati nel fegato riducendo la lipolisi ed aumentando l’ossidazione degli acidi grassi nel fegato.

Ad oggi, l’effetto dei trattamenti comunemente utilizzati per l’iperchetonemia (glicole propilenico orale e glucosio per via endovenosa) sulla funzione epatica e sul contenuto lipidico del fegato nel periodo di peripartum non sono stati confrontati in una prova controllata randomizzata. L’obiettivo primario del nostro studio era quindi di determinare l’effetto di questi trattamenti sull’espressione di enzimi chiave selettivi che regolano la gluconeogenesi epatica, la chetogenesi e il metabolismo dei lipidi. Inoltre, abbiamo voluto determinare una possibile associazione dei trattamenti con il contenuto di trigliceridi e glicogeno del fegato così come con gli indicatori della funzione epatica determinata mediante l’analisi chimica del plasma. Abbiamo supposto che i comuni trattamenti per l’iperchetonemia variano nei loro effetti sul metabolismo del fegato in base alle diverse vie metaboliche coinvolte nella loro modalità di azione.

 

THE EFFECT OF DIFFERENT TREATMENTS FOR EARLY-LACTATION HYPERKETONEMIA ON LIVER TRIGLYCERIDES, GLYCOGEN, AND EXPRESSION OF KEY METABOLIC ENZYMES IN DAIRY CATTLE

 

Mann S 1 , Leal Yepes FA 2 , Wakshlag JJ 3 , Behling-Kelly E 4 , McArt JAA 4 .

1-Dipartimento di Medicina della popolazione e Scienze diagnostiche, Cornell University, Ithaca, NY 14853. Indirizzo elettronico: sm682@cornell.edu.

2-Dipartimento di Scienze animali e Cornell University, Ithaca, NY 14853.

3-Dipartimento di Scienze cliniche, Cornell University, Ithaca, NY 14853.

4-Dipartimento di medicina e scienze della diagnostica della popolazione, Cornell University, Ithaca, NY 14853.

J Dairy Sci. 2018 Feb; 101 (2): 1626-1637. DOI: 10.3168 / jds.2017-13360. Epub 2017 8 dic.

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