PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 1

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3 6 Convegno Pro Tech - Unicatt Cambiamenti fisiologici durante la messa in asciutta Erminio Trevisi DIANA (Dip. Scienze Animali, della Nutrizione e degli Alimenti) Facoltà di Scienze Agrarie, Alimentari ed Ambientali Università Cattolica S. Cuore erminio.trevisi@unicatt.it PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 3

4 PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 4 summary La fase di asciutta Variazioni / adattamenti tra tarda lattazione ed asciutta Ripensare l asciutta? Qualche considerazione

5 Il ciclo della lattazione Picco di latte Picco di ingestione Lattazione avanzata ASCIUTTA Ingestione SS Milk Production NEB Peso Vivo Mesi dal parto Hutjens (modified) PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 5

6 ASCIUTTA [Swanson 1965 JDS 4:1205; Coppock et al JDS 57:712; Dias and Allaire, 1982 JDS 65:136] Fase tra sospensione mungitura (stasi del latte) e nuovo parto Intervallo raccomandato d Se intervallo <40 d calo produttivo nella successiva lattazione il buon allevatore sa che La lattazione inizia con 1 giorno di asciutta PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 6

7 Strucken et al., Front. Genet. 6:118. doi: /fgene Tessuto secernente Sistema alveolare Sviluppo max: DIM (= picco produz.) Progressiva regressione (ampia variabilità di persistenza) Tarda lattazione = involuzione Asciutta = rigenerazione Persistenza (Boutinard, 2015) PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 7

8 Lattazione: ASCIUTTA [Swanson 1965 JDS 4:1205; Coppock et al JDS 57:712; Dias and Allaire, 1982 JDS 65:136] continua sintesi/secrezione latte Messa in asciutta Fase di ASCIUTTA: necessaria per ottimizzare produzione latte nella lattazione seguente Asciutta: progressione in 3 fasi 1) Involuzione (Far off) 2) Steady state (ASCIUTTA) 3) Colostrogenesi (Close up) Suscettibilità alle mastiti PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 8

9 Messa in asciutta: procedura - Rimozione drastica concentrati (e acqua?) nei giorni precedenti, per drasticamente la produzione di latte - Infusione antibiotico, per prevenire infezioni (frequenti in avvio involuzione) - Stop drastico mungitura: favorisce pressione intramammaria (e accumulo di prodotti) e inibisce secrezione neo-prodotti - Se mammella troppo congestionata si può rimungere, ma: stimola nuovamente sintesi latte (rilascio ossitocina e prolattina) e rimuove i leucociti utili per "evitare" infezioni è inutile se produzione latte < a 22 kg/d PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 9

10 PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 10 summary La fase di asciutta Variazioni / adattamenti tra tarda lattazione ed asciutta Ripensare l asciutta? Qualche considerazione

11 Difesa ghiandola mammaria alla messa in asciutta Curare difese strutturali: 1 Integrità canale del capezzolo Fisica: sfintere è 1 argine che impedisce fuoriuscita del latte ed ingresso patogeni Chimica-fisica: epitelio sano è rivestito da "mantello" protettivo (cheratina) che ostacola migrazione dei patogeni nella cisterna ghiandolare e ne rallenta crescita Cheratina ha componenti antimicrobici (Paulrud, 2005): 1. acidi grassi: laurico, miristico, palmitoleico, linolenico 2. proteine che legano elettrostaticamente i batteri, alterandone la parete cellulare e rendendola più suscettibile alle variazioni della pressione osmotica (favorendo lisi ed apoptosi). PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 11

12 Difesa ghiandola mammaria alla messa in asciutta Situazione fisiologica (sinistra) e alterazioni dello sfintere del capezzolo e dello strato di cheratina (centro e destra) Foto: Utrecht University. Drs A. de Man,Dr Y.H. Schukken Drs J.P. Koeman Rosa et al. Inf. Zoot. 2014, 12:35-45 Evitare danni a capezzolo e sfintere Nelle figure si osserva la variazione tra situazione ideale e quella di danno grave PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 12

13 Difesa ghiandola mammaria alla messa in asciutta E necessario curare questi aspetti durante la lattazione Ricordiamo che: - difetti nell impianto di mungitura (Capuco et al., 1994) provocano danni a sfintere ed a produzione cheratina: suscettibilità all'invasione batterica - composizione cheratina varia in relazione a modalità mungitura (Bitman et al., 1991), gravità mastiti (es. quota lipidica e AG corta catena e PUFA; Miller et al., 1992), correttezza terapie. - Mastite espressione di alcuni geni (es. TLR, citochine, peptidi antimicrobici; Rinaldi et al, 2010; Whelehan et al., 2011) anche oltre l evento.(animali+ suscettibili?) PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 13

14 Cambiamenti ormonali: gravidanza e metabolismo Changes in serum concentrations of putative homeorhetic hormones in cows during the periparturient period (Bell, JAS 73: ) PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 14

15 Chapinal et al., J. Vet. Behavior 9: Messa in asciutta: comportamento e welfare Variazioni media (± err stand) (A) del tempo di riposo giornaliero ; (B) del n di coricamenti; (C) della durata di ciascun riposo nei 3 giorni precedenti e nei 3 successivi all asciutta in 33 vacche Holstein primipare ( ) e 75 pluripare ( ), (munte 3 volte / d prima dell asciutta) Primipare ( ) Pluripare ( ) cortisolo straw ( ) silage ( ) Odesten et al., J. Dairy Sci. 88: PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 15

16 DMI e messa in ASCIUTTA Dale et al JDS 100: Trattamenti (65 capi in totale): NP (Normal protein): insilato erba + 5 kg/d conc (22.8 % CP/kg SS) LP (Low protein): insilato erba + 5 kg/d conc (15.3 % CP/kg SS) EDP (vacche asciugate 13 wk preparto) alimentate con insilato erba Con asciutta: drastico calo DMI calo DMI maggiore se dieta preasc a basso titolo proteico Asc anticipata: BCS, ma non dismetabolie Insilato erba: 22.6% ss; 13% CP, 60.5% NDF PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 16

17 NEFA/Hp: messa in ASCIUTTA Dale et al JDS 100: Trattamenti (65 capi in totale): NP (Normal protein): insilato erba + 5 kg/d conc (22.8 % CP/kg SS) LP (Low protein): insilato erba + 5 kg/d conc (15.3 % CP/kg SS) EDP (vacche asciugate 13 wk preparto) alimentate con insilato erba Dieta pre-asc vs post-parto: BCS a fine asciutta non lipomobilizzazione Carenza proteine pre-asc rende animali più suscettibili ad infiammazione post-parto ma Hb sempre alta in asc? ed alla messa in asc? = NP; = LP; = EDP PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 17?

18 Deficit energetico e calo energia ( NEFA e colesterolo) Glucosio, Colesterolo (mmol/l) Messa in asciutta: variazioni metaboliche Bertoni et al., Atti SIB 34: NEFA, BHB, TG (mmol/l) Drastico calo fermentazioni ruminali ( temporanea BHB e glucosio) Glucosio NEFA TG Colesterolo BHB giorni dalla messa in asciutta PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta

19 Messa in asciutta: variazioni metaboliche Bertoni et al., Atti SIB 34: Temporaneo deficit energetico ( creatinina: indica processi proteolitici muscolo? mammella?) Adattamento fisiologico a nuove condizioni (graduale enzimi epatici: GOT e GGT, colesterolo) Creatinina (mcmol/l) Creatinina GGT (U/l) giorni dalla messa in asciutta PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 19 GGT

20 Messa in asciutta: variazioni metaboliche - dieta Odesten et al., J. Dairy Sci. 88: NEFA straw ( ) silage ( ) BHBA P < 0.05 P < 0.01 P < frecce/cerchi pieni differenza significativa (P < 0.05) rispetto ai controlli prima della messa in asciutta urea Odesten et al., J. Dairy Sci. 88: DAY PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 20

21 Messa in asciutta: strategie alimentari Odesten et al., J. Dairy Sci. 88: Trattamenti (11 capi x Tratt): Dieta (straw): paglia ad libitum Dieta (silage): paglia ad libitum + 4 kg/d SS di insilato erba A messa in asc: 17.1 ± 0.8 kg/d latte; cells/ml insulina straw ( ) silage ( ) frecce/cerchi pieni differenza significativa (P < 0.05) rispetto ai controlli prima della messa in asciutta glucosio P < 0.05 P < 0.01 P < Insilato erba: 34% ss; 14% CP, 49% NDF PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 21 DAY

22 Effetto parto gemellare e dieta (lunghezza steaming up) Silva de Rio et al., 2014 JAS 88: Fattori: Gravidanza S ( ): 1 vitello T ( ): gemelli Bilancio En. (+) Pre-parto: : 3 Wk : 8 Wk Effect of pregnancy type [PT: single (S) vs. twins (T); panel A] and feeding strategy [D: close-up diet for 3 wk (3W) vs. 8 wk (8W); panel B] on energy balance (Mcal/d). Values are means SE. Prepartum: PT, P< 0.001; D, P = 0.01; PT time, P = 0.008; D time, P < (SE = 0.83). Postpartum: PT, P = 0.004; D, P = 0.01 PC, (SE 26 Gen. = 0.93) Treatment time differences E. in Trevisi energy - Messa balance in asciutta are indicated by an asterisk (P 0.05). 22

23 Group Messa in asciutta e sistema immunitario innato (infiammazione) Dati preliminari (studio IZ-UNICATT) allevamento a stabulazione libera, 2 mungiture, TMR Controllo SCC pre-asciutta Messa in asciutta drastica (antibiotico + orbeseal) Controlli pre e post asc: valutaz. stati infiammatori subclinici (Hp plasma) 4 diverse situazioni fisiologiche Plasma Haptoglobin (g/l) Cows LFI Pre-dry off Post-dry off N % (risposta post-parto) 1 Inflamed pre and post 0,63 ± 0,40 0,61 ± 0, ± Inflamed only pre 0,61 ± 0,58 0,09 ± 0, ± Inflamed post 0,08 ± 0,04 0,65 ± 0, ± Healthy 0,09 ± 0,04 0,09 ± 0, ± 2.88 Total Cows PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 23

24 Messa in asciutta: risposta infiammatoria acuta nel 17% bovine, ma il 25% aveva già problemi prima PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 24

25 Messa in asciutta: risposta infiammatoria acuta Eventi infiammatori prima della messa in asciutta è frequente (25% capi) Conseguenze prolungate in asciutta: 13% bovine controllate (es. alta aptoglobina e ROM; basse albumine) Non c è relazione con produzione latte (in media 16.3±7.6 kg/d) e BCS (in media 2.54±0.28 punti) alla messa in asciutta 17% dei capi: risposta infiammatoria acuta dopo messa in asciutta (senza manifestaz cliniche) ~30% BOVINE HA UNA RISPOSTA INFIAMMATORIA ASSOCIATA A FASE DI MESSA IN ASCIUTTA PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta

26 Messa in asciutta: risposta infiammatoria acuta Nelle bovine con risposta infiammatoria associata alla messa in asciutta (precede o segue) Esiste un effetto sulla successiva lattazione (es. LFI peggiore) variabilità molto elevata di LFI suggerisce intervento di altri fattori (patologie, stress ambientali, dieta, gemellarità, rimodellamento tessuto ) Alcune variazioni ematiche "anomale" in asciutta osservate in precedenti ricerche (es. IL, albumine) sono coerenti con tali dati attivazione stato infiammatorio alla messa in asciutta costituisce un challenge per la successiva lattazione? PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta

27 PIC during TP: Stable in late pregnancy Higher in pregnancy vs lactation Huge differences among cows in late pregnancy Highest PIC in late pregnancy: 1. Lower DMI 2. More diseases 3. Lower milk yield Casalpusterlengo 17/01/2018 Trevisi E. Trevisi et al., IJAS

28 VIitamin A (µg/100ml) Total Bilirubin (µmol/l) Ceruloplasmin (µmol/l) Lysozyme (mg/ml) Biomarkers (late pregn.): risky cows Trevisi et al., 2012 ; RVS 93: , , ,0 2, , Days around calving Days around calving Days around calving Days around calving Casalpusterlengo 17/01/2018 Trevisi E. 28 +

29 PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 29 summary La fase di asciutta Variazioni / adattamenti tra tarda lattazione ed asciutta Ripensare l asciutta? Qualche considerazione

30 RIPENSARE la messa in asciutta 1. Adottare appositi protocolli (pre-asciutta e messa-in-asciutta) 2. Trattamenti ad oc a. «facilitatori» della messa in asciutta b. Nutraceutici per attenuare la transizione mirati ai principali organi coinvolti (mammella e digerente) c. Evitare errori nutrizionali e gestionali 3. Ripensare la necessità della messa in asciutta PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 30

31 CONTROLLI Mammella (SCC, antibiogramma teat score, ecc.) Stato sanitario generale (mascalcia, funzionalità digerente, ruminazione, vaccinazioni, antiparassitari ) 1. Protocolli alla messa in asciutta (e prevenzione) Richiesta di ridurre uso antibiotici PROTOCOLLI Terapie differenziate Gruppi Trattamenti preventivi programmati BCS Gruppi per diete Trattamenti preventivi PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 31

32 2.a. Cabergolina: inibisce secrezione prolattina e accelera involuzione mammaria Boutinaud et al., JDS 99: Cabergolina (vs CTR): % grasso, SCC ed anche lattoferrina (proteina globulare multifunzionale con attività antimicrobica, sia battericida che fungicida, prodotta dai neutrofili) dopo messa in asciutta cabergoline control cabergoline control P<0.001; P<0.05 Prolactin concentration in the plasma & Lactoferrina concentration in mammary secretions collected before morning milking at d 6 (baseline) and during dry-off in dairy cows injected (arrow) with cabergoline (5.6 mg, injected i.m.; n=7; ) or the vehicle (control; n=7; ) at d 0 of drying-off (gray bar). Data LSM ± SEM PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 32

33 Cabergolina: farmaco per accelerare involuzione mammaria Cabergolina - in campo umano, usata per effetto inibente il rilascio di prolattina ed utilizzata nel trattamento del morbo di Parkinson - nella vacca determina: perdita di latte alla messa in asciutta, rischio di nuove infezioni intramammarie in asciutta, stato di disagio bovina Dunque proposta/usata per migliorare messa in asciutta drastica - Autorizzato farmaco (2015) per bovine. Ritirato nel giugno 2016, dopo segnalazione morti sospette tra 8-24 h post- somministrazione (ad oggi non trovato meccanismo chiaro) PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 33

34 2.b utilizzare un apposito trattamento nutraceutico? mmol/l Integratore anti-stress e/o immuno-modulatore in manze gravide trasferite in nuova azienda (Trevisi et al., 2003 IJAS 2(Suppl.1): ) Effetti favorevoli soprattutto a livello della > suscettibilità ai fenomeni infettivo-infiammatori, che è risultata attenuta con l uso del nutraceutico dal giorno di arrivo Indubbiamente anche la messa in asciutta si presterebbe a trattamenti analoghi mmol/l PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta Giorni dal trasferimento Controllo Trattato Giorni dal trasferimento Controllo + + Trattato + P < 0.1; P<

35 Energy intake, % required 2.c Energy balance is altered by prepartal energy intake One-diet dry period feeding program Diet, diet week: P < Overfed energy Controlled energy (1.63 Mcal/kg) (1.30 Mcal/kg) Diet: P < 0.002; diet week: P < Weeks relative to parturition (Modified from Janovick et al., 2010)

36 Overfeeding of moderate-energy diets increases postpartal hepatic lipid storage and metabolic disorders % of wet wt Liver TAG Controlled Overfed 0 Pretrial Day relative to parturition Variable CON OVER P Displaced Ab Ketosis Mastitis Cow>1 prob Janovick et al., 2011

37 Dietary energy prepartum affects the liver transcriptome ~80% NRC prepartum Restricted 4,790 genes with diet time effect ~100% NRC prepartum Control >140% NRC prepartum Overfed (Bionaz and Loor, 2012)

38 Asciutta è necessaria? «Vecchi» lavori dimostrano che: gemelle omozigote, munte 2X/d: gemelle senza asciutta hanno prodotto 25-38% latte in meno di gemelle con asciutta di 60 d Comparando 1/2 mammella muta in continuazione con 1/2 sottoposta ad asciutta: con nuova lattazione la prima produce molto meno latte, ma ha stesso contenuto di DNA Bovine con asciutta breve (10-40 d) vs normale (50-60 d) producono kg latte in meno nella lattazione successiva Asciutta promuove proliferazione lattociti Index of proliferating mammary epithelial cells in continuously milked and control (60- d dry) udder halves during late-gestation and early lactation. PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 38

39 N Fibroblasti attivati (t. connettivo): 1 wk ASC > 1 wk pre-parto Area stromale intralobulare: 1 wk ASC (32%) e 3 wk preparto (37%) > 1 wk pre-parto (25%) Area stromale esprimente TGF-b1 (citochina, nota per indurre apoptosi): cala del 15% da fine lattazione ad asciutta QUINDI lo stroma (per effetto TGF-b1 e proliferazione fibroblastica) ha ruolo nel rimodellamento della mammella fin da avvio ASC Sviluppo gh. mammaria in asciutta (importanza t. connettivo o stroma) transforming growth factor β1 (TGF-b1) PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 39

40 Con messa in asciutta, oltre 3,000 geni sono differenzialmente espressi (DEG) nella gh. mammaria (vs fine lattaz) DEG Cellule Epiteliali = sintesi proteiche, metabolismo e secrezione DEG Cellule Stroma = segnali, composizione matrice extracellulare, rimodellamento le differenze del Transcriptoma evidenziano: interazioni paracrine tra tessuti nella stimolazione della pathway IGF1, angiogenesi, neurogenesi, risposta immunitaria Le modifiche di espressione nel preparto indicano il ruolo dinamico dello stroma nella mammogenesi PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 40

41 3. Short or no dry period Omissione Asciutta: DMI, bilancio energetico(eb) 1, stato metabolico 2, condizioni compatibili con miglior immuno-competenza ma: MY, cellule somatiche 3 ed effetto variabile su incidenza mastiti 4 Ig 5 nel colostro e possibili effetti su immuno-competenza e salute del vitello van Knegsel et al., 2014 JDS 97(3): MY e composizione latte (1-14 wk) in bovine con 0-, 30-, o 60-d di asciutta 3 Fat- and protein-corrected milk. 4 P-values are based on the natural logarithm of SCC. 1 Rastani et al. 2005, Van Knegsel et al. 2014; 2 Chen et al. 2015; 3 Annen et al. 2004, Köpf et al. 2014; 4 Church et al. 2008; Pezeshki et al. 2008; 5 Annen et al PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 41

42 3. Short or no dry period Kok et al., Omissione Asciutta (vs Asciutta): tempo riposo preparto (+ attività motoria) Mangiano di più nel preparto + tempo riposo in avvio di lattazione Mantiene + costante il comportamento nel periparto PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 42

43 Albumin (g/l) Bilirubin (µmol/l) Cholesterol (mmol/l) Haptoglobin (g/l) Ceruloplasmin (mmol/l) DP : 0.35 DP W : Week relative to calving Non c è chiaro miglioramento status infiammatorio, nonostante minor NEB d0 o d30 di asciutta e stato infiammatorio 0 days 30 days 60 days days 30 days 60 days 0.2 DP : 0.35 DP W: Week relative to calving Week relative to calving Week relative to calving 5 PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 43 0 days 30 days 60 days DP : 0.03 DP W: < 0.01 Mayasari et al., 2017, JDS 100: days 30 days 60 days DP : < 0.01 DP W: < 0.01 DP : < 0.01 DP W: < days 30 days 60 days Week relative to calving Bovine tendono ad ingrassare di più Dieta preparto non adattata a fabbisogni Incidenza patologie postparto non

44 d0 o d30 di asciutta e salute Mayasari et al., 2017, JDS 100:1 15 Non c è chiaro miglioramento delle condizioni (salute, produzione quantiqualitativa, status infiammatorio) questione di dieta? Bovine tendono ad ingrassare di più (specie se più lattazioni consecutive senza asciutta ma dieta non adattata ai fabbisogni) Incidenza patologie postparto non e casi mastite Vitelli non hanno vantaggi PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 44

45 CONCLUSIONI 1. Messa in asciutta richiede nuovi approcci è indispensabile uso di antibiotico su tutti animali? Screening delle condizioni subcliniche (30% ha problemi subclinici) 2. Uso di appositi protocolli (pre-asciutta e messa-inasciutta) e, quando necessario, uso di presidi 3. L omissione dell asciutta resta un opzione potenzialmente interessante, ma allo stato attuale i vantaggi non superano gli svantaggi PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 45

46 Grazie per l attenzione PC, 26 Gen E. Trevisi - Messa in asciutta 46