Marcadores endócrino-metabólicos durante el período de transición y su asociación con salud y reproducción en vacas lecheras

Abstract

La primera hipótesis de esta tesis fue que la estrategia nutricional (estabulación con suministro de ración totalmente mezclada o pastoreo junto con suministro de dieta parcialmente mezclada) modifica las concentraciones de metabolitos, minerales, enzimas y hormonas durante el período de transición de vacas lecheras sanas. Luego se hipotetizó que las concentraciones preparto de algunos metabolitos (NEFA, BHB, colesterol, albúmina y calcio) son predictivas (en su conjunto o individualmente) de las enfermedades (metritis, retención de placenta, mastitis, cetosis, hipocalcemia entre otras) luego del parto, independiente de la paridad. Finalmente que el estado de salud afecta el ambiente endocrino-metabólico que se asocia al desempeño productivo y reproductivo de vacas primíparas y multíparas. En el primer trabajo (Artículo I) se encontró que la estrategia nutricional (ración totalmente mezclada, TMR vs dieta parcialmente mezclada, DPM, y dos sesiones de pastoreo) afectó la producción láctea de vacas sanas a favor del grupo TMR (n=10), en comparación al PASTORIL+DPM (n=10). Esto fue consistente con las mayores concentraciones de NEFA, BHB y cociente NEFA/colesterol en el grupo PASTORIL+DPM que reflejaron un déficit energético. Por otro lado, el cociente Ca/P fue menor en el grupo TMR lo que pudo estar asociado a la dieta así como también a la mayor producción láctea (Artículo I). Para evaluar el valor predictivo de los metabolitos se realizó un estudio de cohorte prospectivo observacional en 308 vacas Holstein (primíparas, PP=126 y multíparas, MP=182) (Artículo II). La metritis fue la enfermedad de mayor incidencia (26,6%), seguida de retención de placenta (17,2%) y mastitis (15,2%). Las vacas MP presentaron una mayor concentración de NEFA que las PP (mayor movilización grasa) asociado a una mayor partición de nutrientes para la lactancia. Las vacas MP enfermas presentaron mayores concentraciones de NEFA que las vacas sanas al parto, mientras que las PP sanas presentaron mayores concentraciones de NEFA una semana postparto. Todas las vacas sanas tuvieron mayores colesterolemias en la segunda y tercer semana postparto. La calcemia fue afectada por la paridad, siendo menor en MP y manteniendo las MP sanas mayores calcemias al parto que las MP enfermas. La concentración de albúmina y colesterol preparto (- 2 o -1 semana) resultaron predictivas de metritis, retención de placenta y mastitis en vacas MP, sugiriendo que ambos son marcadores económicos y precoces de riesgo de enfermedad a ser utilizados en programas de monitoreo de salud de rodeos. Las vacas con uno o dos eventos produjeron menos leche que las sanas, y no difirieron entre sí (7.547, 7.098 vs 8.165 L respectivamente). Al investigar el impacto del estado de salud sobre el ambiente endocrino (insulina, IGF-I, adiponectina y leptina) y el desempeño reproductivo de vacas y vaquillonas (Artículo III), las mayores concentraciones de IGF-I e insulina observadas en las vacas PP durante el período de transición, apoyan una diferente adaptación metabólica acorde a la paridad. Mientras que las vacas MP presentaron una disminución de IGF-I posparto independientemente del estado de salud, las vacas PP sanas mantuvieron las concentraciones de IGF-I, pero las PP enfermas presentaron una pronunciada bajada de IGF-I. Esto se asoció con el efecto del estado de salud sobre el reinicio de ciclicidad ovárica, ya que en vacas PP fue más marcado que en MP (35% enfermas vs 66% sanas en PP y 59% vs 69% en MP). Sin embargo, las tasas de concepción fueron similares en vacas PP sanas y enfermas (85% vs 80%) mientras que en las MP sanas fueron mayores que en las MP enfermas (74% vs 60%). Los datos sugieren que cuando las vacas PP superan el evento clínico de salud y comienzan a ciclar, su fertilidad es mayor a la de vacas MP.

The first hypothesis of this Doctoral thesis was that the nutrition strategy modifies the concentration of metabolites, minerals, enzymes and hormones during the transition period in healthy dairy cows. Then, it was hypothesized that the prepartum concentration of some metabolites were predictive of diseases after calving, independent of parity. Finally, that health status affects the metabolic and endocrine environment that is associated with the productive and reproductive performance in primiparous and multiparous cows. In the first study (Paper I) it was found that nutritional management (total mixed ration TMR vs partial mixed ration and two grazing sessions (GRAZING+PMR) affected milk production in healthy multiparous cows, being greater TMR cows (n=10) when compared to GRAZING+PMR (n=10). This was consistent with the greater concentrations of NEFA, BHB and the ratio NEFA/cholesterol in the GRAZING+PMR group that reflected an energy deficit. On the other hand, the ratio Ca/P was lower in TMR cows that could be associated with the diet and/or the greater milk production in this group (Paper I). To evaluate the predictive value of the metabolites, a prospective cohort study was performed in 308 Holstein cows (primiparous, PP=126 and multiparous, MP=182) (Paper II). Metritis was the disease with a greater incidence (26.6%), followed by retained placenta (17.2%) and mastitis (15.2%). MP cows presented greater NEFA concentration (lipid mobilization) than PP cows associated with a greater nutrient partitioning towards lactation. The MP sick cows had more NEFA concentrations than healthy cows. All healthy cows had more cholesterol during the second and third week postpartum. The concentration of calcium was affected by parity, being lower in MP cows, and having MP healthy cows greater Ca concentrations at calving than sick MP cows. Albumin and cholesterol concentrations before calving (-2 or -1 weeks) were predictive for metritis, retained placenta and mastitis in MP cows, suggesting that both are good economic early markers for disease that can be used in health programs in the herds. The cows with one or two events produced less than healthy cows, and did not differ among them (7,547, 7,098 vs 8,165 L respectively). Investigating the impact of health status on the endocrine environment (insulin, IGF-I, adiponectin and leptin) and the reproductive performance in primiparous and multiparous cows (Paper III), the IGF-I and insulin concentrations observed in PP cows during the transition period, supports the different metabolic adaptation according to parity. While MP cows presented an IGF-I decrease around calving independent from health status, PP healthy cows maintained them but PP sick cows had a sharp decrease in IGF-I concentrations. This was associated with the effect of the health status on ovarian cyclicity as in PP cows this was more marked than in MP cows (35% sick vs 66% healthy in PP and 59% vs 69% in MP cows). On the other hand, conception rates were similar in healthy and sick PP cows (85% vs 80%), while in MP healthy cows were greater than in sick MP cows (74% vs 60%). Data suggest that when PP cows overcome the clinical event and start to cycle, their fertility is greater than MP cows.