Ottimizzare le funzioni ruminali per il benessere della vacca da latte
Venerdì 3 Febbraio 2017 Centro congressi “Giuseppe Piana” - Facoltà di Agraria
Università Cattolica del Sacro Cuore - Piacenza
5° CONVEGNO
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 1
PROGRAMMA 09:00 Accoglienza 09:15 Saluti - Prof. Giuseppe Bertoni - Università Cattolica del Sacro Cuore Dr. Carlo Paglia - Pro Tech srl 09:30 Subacidosi e disfunzioni ruminali: diagnosi e monitoraggio Prof. Erminio Trevisi - Università Cattolica del Sacro Cuore 10:10 Fermentescibilità ruminale degli amidi: nuovi approcci alla sua valutazione Prof. Francesco Masoero - Università Cattolica del Sacro Cuore 10:50 Discussione 11:05 Coffee break 11:20 Anomalie ruminali e patologie podali: diagnosi e cura Prof. Alberto Brizzi - Veterinario Libero Professionista e Università di Parma 12:00 Utilizzo di principi nutrizionali e nutraceutici per la cura delle patologie podali di origine metabolica Dr Carlo Paglia - Pro Tech srl 12:35 Discussione e considerazioni conclusive Prof. Giuseppe Bertoni - Università Cattolica del Sacro Cuore Dr. Carlo Paglia - Pro Tech srl 12:50 Brunch
Subacidosi e disfunzioni ruminali: diagnosi e monitoraggio
Erminio Trevisi
Istituto di Zootecnica Facoltà di Scienze Agrarie, Alimentari ed Ambientali
Università Cattolica S. Cuore
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 3
5° Convegno Pro Tech - Unicatt
Il rumine: principali funzioni e anomalie
Acidosi e SARA
Cause e conseguenze
Monitoraggio della condizione di SARA: pH ruminale e nuovi marcatori
Cosa fare in allevamento per individuare condizioni a rischio del rumine
Considerazioni conclusive
summary
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 4
Modello relativo ai principali fattori di regolazione della produzione di grassi volatili (VFA) e del pH nel rumine (Nørgaard, 1993).
Regolazione dei processi ruminali
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Relationship between ruminal pH and proportions of acetic, propionic, and lactic acid produced. (Stevens & Hume, 1998)
Fermentazioni ruminali e pH
Rate of fermentation of alfalfa components in rumen. (Stevens & Hume, 1998, Physiological Reviews 78(2): 393-427)
1.INGESTIONE
2.FREQUENZA PASTI
3.VELOCITA’ DI DEGRADAZIONE
4.CAPACITA’ DI ASSORBIMENTO (EPITELIO)
5.CAPACITA’ TAMPONE
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(1) Indissociati (SCFA) per diffusione (facilitato). C’è rimozione immediata di H+ nel citoplasma con: (i) rapido scambio con Na extracellulare (7,8); (ii) con appositi trasportatori durante il trasferimento di metaboliti di SCFA (e.g. BOHB e lattato) (3) o SCFA dissociati (9).
(2) Dissociati (SCFA-) con scambio di ioni bicarbonato (con carrier, senza spesa energetica).
E’ una fonte di bicarbonato per il fluido ruminale (ove è neutralizzato da protoni). Il bicarbonato dell’epitelio proviene dal sangue (4, 5).
Modello parziale di
assorbimento degli AGV (o
SCFA) per la stabilizzazione
del pH ruminale (Penner &
Aschenbach)
Assorbimento SCFA
Assorbimento AGV
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DUNQUE
AGV facilmente assorbiti se indissociati (membrana fosfolipidica è permeabile)
MA
>90% AGV è in forma dissociata (quindi non assorbibili)
All’ produzione AGV (es. DMI e/o NFC) ci sono difficoltà di assorbimento, perché si riduce motilità RR
Assorbimento AGV dissociati necessita di "tamponi": ~ 15% per sostanze contenute negli alimenti ~ 40% da saliva ~ 45% dall’epitelio (40 – 60 moli / d nelle vacche da latte) = sangue
Assorbimento AGV ruminali
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Anomalie Ruminali (Brade, 1992 modificato)
PATOLOGIA CAUSA EFFETTO
Inappetenza, blocchi ruminali
Cambiamenti repentini dieta; scarsa preparazione alla lattazione
Inadeguato adattamento microflora (min. 6-
8 d) e mucosa ruminale (min. 28 d)
Acidosi Eccesso NSC pH e ruminazione, ac. lattico, variazione microbiota, assorbimento LPS
Alcalosi Eccesso proteine pH, ammoniaca, batteri putrefattivi, danno a mucosa ruminale
Tossiemie Insilati mal conservati (es. eccesso ac. butirrico, presenza tossine, microbi)
Anomalie pH, ruminiti, ingestione, assorbimento tossine (LPS, ammine, etc.),
lesioni mucosa
Dislocazione dell’abomaso
Cambiamenti repentini dieta, rapido dimagramento, patologie precedenti
Anoressia, arresto transito alimenti e ruminazione, blocco fermentazioni, tossiemie
Subacidosi (SARA-1)
Insufficiente fibra strutturale, eccessi / errato profilo NSC
attività motoria, insuff. produzione saliva, ruminazione, accelerato transito ruminale, endotossiemia?
Subacidosi (SARA-2)
Animali disturbati (stress psicologici)
Ruminazione insuff., produzione saliva, pH
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SAR
A
Rischio ACIDOSI
Acidosi e SARA
Figure 1. Sequence of events associated with the induction of acute ruminal lactic acidosis. CHO = Carbohydrate. (Nocek, 1997)
maggior parte batteri utilizzatori del lattato è sensibile a bassi pH,
maggior parte dei produttori di lattato non lo sono
se rumine funziona, il lattato non si accumula oltre 5 mmol/L
> 40 mmol/L ACIDOSI
ACIDOSI
SANO
http://www.vetnext.com/search.php?s=aandoening&id=73082743604%20111
Acidosi e SARA
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Fattore Scatenante Alimentazione
(fonte glucidica, eccesso NSC, particelle, pasti squilibrati)
Acidosi (acuta e sub-clinica)
Arresto digestione alimenti ad opera dei batteri
Passaggio batteri e/o LPS nel sangue
(endotossiemia, ascessi)
Infiammazione del rumine: ruminite
(alterazione assorbimento prodotti digestione microbica)
Deperimento bovina (evoluzione cronica con appetito
e pH (?) rumine normali)
ingestione
Morte subitanea
Laminite (acuta, sub-clinica, cronica)
Lesioni podali
Fattori Aggravanti Alloggiamento (es. pavimentazione,);
Stress psicologici; primipare
Inspessimento papille ruminali
Fattori Predisponenti Periparto, Variazioni dieta,
Stress Caldo
In una popolazione a rischio: (i) solo alcune vacche pH ruminale (altre
situazione «normale»); (ii) sintomi gravi (es. titolo grasso latte)
raramente a livello d’allevamento.
Squilibrio flora microbica
Zuccheri>amido fonte (orzo>mais)
maturità (verde/avanzato/secco)
trattamento (fioccato>macinato>intero)
Meccanismo dell’acidosi latente e del deperimento che ad essa fa seguito
Conseguenze Cliniche
Conseguenze Fisiologiche
Spirale dell’acidosi ( ac. lattico, pH)
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!
Cascata patofisiologica dell’acidosi-SARA
• RUMINITE = epitelio infiammato
• Batteri colonizzano le papille e penetrano nella circolazione portale
• Ascessi epatici (talora peritoniti attorno all’ascesso)
• Se batteri «sfuggono» dal fegato nel circolo ematico possono colonizzare altri organi (polmoni, valvole cardiache, reni, articolazioni, piedi) originando patologie infiammatorie croniche difficili da diagnosticare ante-mortem (es. infezioni polmonari, endocarditi, pielonefriti, artriti, laminiti).
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 13
SARA è un’affezione grave?
Causa stato di infiammazione sistemica, se indotta sperimentalmente (Gozho et al., 2005)
Compromette stato di salute, performances e welfare (Plaizier et al., 2008)
Prevalenza:
10-42% delle bovine entro allevamento (Li et al., 2013 J. Anim. Sci. 94 (1):353–364.)
~1/3 allevamenti (Morgante et al., 2007)
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SARA: definizione
sacco ventrale del rumine?
<5.6?
E’ un periodo in cui il pH ruminale è inferiore al “range
fisiologico” per un prolungato periodo della giornata
Diversi punti critici per diagnosi corretta:
1. pH soglia: • pH ruminale fluttua naturalmente in relazione ai pasti • è fisiologico nel range 6–7 (garantisce attività cellulosolitica) • se pH<5.2: si accumula ac. Lattico • Soglia patologica SARA: 5.2-6.0 (Plaizier, Univ. Manitoba), ma
incertezza su limite più corretto (slide)
2. Modalità di misura del pH, che cambia in fz: • sito anatomico • tecnica di campionamento
3. periodo con valori sotto soglia: 3 ore? (Gozho et al., 2006)
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1. La soglia per definire la presenza di SARA è dibattuta
…ma conseguenze economiche della SARA sono RILEVANTI
Villot, 2015
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Figure 3 Circadian pH changes at the bottom (closed circles) and in the middle (open triangles) of the rumen and in the reticulum (open squares) of cattle fed control diet (C-diet, A) or the rumen acidosis-inducing diet (RAI-diet, B). Arrows show the feeding times. Values are expressed as mean ± SE (n = 4). aP < 0.05, bP < 0.01 (significant difference compared to the corresponding basal pH; taken at 09.00 hours). Sato S. 2016 Animal Science Journal 87(2):168-177
SARA: dove misurare pH
DIETA CONTROLLO
DIETA A RISCHIO SARA
Metà rumine
Fondo del rumine
reticolo
2. pH cambia in fz sito anatomico: • passando da sacco
dorsale, cranio ventrale, caudo-ventrale, caudo-dorsale
• pH + basso nel centro del sacco ventrale (Duffield et al., 2004)
• pH + alto nel reticolo
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 17
2. Quale tecnica di campionamento usare? • Sonda orale endoseofagea: sito raccolta sconosciuto
(sacco dorsale craniale?) e contaminato da saliva (pH + alto di 0.3-0.4)
• Ruminocentesi: da sacco ventrale (ma + invasiva) • Sensore ruminale: da reticolo (quindi meno sensibile)
SARA: come misurare pH
http://www.profs-products.com/english/eng_ruminator_gebrauch.htm http://support.smaxte
c-animalcare.com/ PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 18
Valori di pH ruminale nel fluido prelevato con sonda esofagea (OrTu) o ruminocentesi (RuPu). I dati sono espressi come differenza rispetto ai valori di pH ottenuti prelevando il fluido direttamente dalla fistola ruminale (6.94 e 6.49 prima e dopo il pasto rispettivamente).
Delta pH rispetto fluido raccolto da fistola
pH fluido da fistola 6.94 6.49 Bani et al. (unpublished)
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 19
Valori di AGV ruminale nel fluido prelevato con sonda esofagea (OrTu) o ruminocentesi (RuPu). I dati sono espressi come differenza rispetto ai valori di AGV ottenuti prelevando il fluido direttamente dalla fistola ruminale (78 e 110 mmol/L prima e dopo il pasto rispettivamente).
Delta VFA rispetto fluido raccolto da fistola
VFA fluido da fistola 78 110 mmol/L
Bani et al. (unpublished)
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 20
Sensore pH in bolo ruminale
5.5
6.0
6.5
7.0
5.5
6.0
6.5
7.0
4:48 AM 12:00 PM 7:12 PM 2:24 AM
pH-cow1 pH-cow2T°-cow1 T°-cow2
ore giorno
pH pH
poco invasivo costoso ripetuto MA: pH del reticolo durata limitata
(finalità solo scientifica)
In allevamento: su animali sentinella?
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 21
Circadian changes in 1‐h mean ruminal pH (black circles) and temperature (white circles) in cattle fed the control diet (C‐diet, A) or the rumen acidosis‐inducing diet (RAI‐diet, B). Arrows indicate the feeding times. Values represent mean ± SE (n = 8). a P < 0.05, b P < 0.01 (significant difference compared to the 1‐h mean at 08.00‐09.00 hours in each group).
• Correlazione negativa tra T° ruminale e concentrazione di acido lattico (r = −0.582)
• … anche se l’acido lattico non è la principale causa del calo di pH ruminale (Keunen et al. 2002), ma bensì lo è la concentrazione di AGV
Sato S. 2016 Animal Science Journal 87(2):168-177
Sensore pH / T° in bolo ruminale durante induzione di SARA
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pH rumine
T° rumine
Diagnosi della SARA
In condizioni di campo diagnosi si basa su pH ruminale in campioni prelevati con sonda/ruminocentesi su una popolazione omogenea
Operativamente:
• un campione/capo
• misura immediata pH (attenzione taratura)
• Diagnosi SARA
Individuo: se pH < 5.5-5.6
Allevamento: se 33% o + popolazione
campionata ha pH < 5.5-5.6 PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 23
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine
Se pH rumine è sotto soglia a rischio, allora c’è SARA?
La diagnosi di SARA con un prelievo di rumine spot non si accompagna spesso a sintomi clinici (Morgante et al., 2007; Kleen et al. 2013)
Una nostra recente ricerca realizzata per individuare marcatori subclinici della patologia in allevamenti a rischio di SARA (Trevisi E. et al. 2014. Animal
Production Science 54(9):1268-1272) ha evidenziato la criticità di tale strumento ….
24
MATERIAL & METHODS
114 dairy cows from 10 herds (Northern Italy): high genetic merit (~10,000 kg/305 DIM) high fermentable diet (starch + sugars = 31.2 2.1% DM)
10–12 clinically healthy cows / herd: 50% in early lactation (30–90 DIM) & 50% in late lactation (150-250 DIM)
Controls (5-6 h after morning TMR feeding): Rumen fluid samples (by rumenocentesis): pH, N-NH3 & VFA; BCS, diet composition, health status (current lactation) Blood samples (jugular vein): inflammometabolic profile (direct &
indirect indices of positive and negative acute phase proteins, liver function, oxidative stress, energy metabolism)
Faecal samples (rectal ampulla): DM, pH and VFA Milk yield (the day before sampling) & composition
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine
(Trevisi E. et al. 2014)
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At Risk SARA vs. CTR herds: • no differences in health conditions • similar diets composition (NFC only marginally
higher: 40.32.2 vs 39.31.1% on DM) • (numerically) higher DMI (23.7 1.6 vs. 22.5 1.5 kg of DM) • more intensive microbial fermentations
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine
Classificazione ex-post: CTR, sane (6 allev.) Rischio SARA (pH < 5.6 in 33% capi) (4 allev.)
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RESULTS & DISCUSSION
At Risk SARA vs. CTR herds produce more milk with lower milk fat content
The higher milk production in herds classified at risk of SARA suggests a better physiological condition (e.g. more nutrients, less subclinical problems) vs CTR, which allows more efficient mammary syntheses (+ protein & similar fat).
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 27
Items CTR SARA SE Group DIM
Glucose (mmol/L) 4.12 4.19 0.05 n.s. n.s.Cholesterol (mmol/L) 5.85 5.17 0.19 ** **NEFA (mmol/L) 0.122 0.102 0.008 * **Creatinine (mmol/L) 84.6 86.9 1.0 + n.s.Total protein (g/L) 84.0 81.4 0.8 * n.s.Albumin (g/L) 36.7 37.1 0.3 n.s. n.s.Globulin (g/L) 47.3 44.3 0.9 * n.s.
P-value
Ar Risk SARA vs CTR: have a better energy-protein metabolism (i.e. lower NEFA = lower fat mobilisation & higher creatinine = higher muscle mass)
RESULTS & DISCUSSION
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At Risk SARA vs CTR: a more favourable inflammatory status (i.e. higher concentrations of negative acute-phase proteins as PON) less pressure on innate immune system
Items CTR SARA SE Group DIM
Ceruloplasmin (µmol/L) 3.18 2.97 0.12 n.s. n.s.Haptoglobin (g/L) 0.213 0.214 0.052 n.s. n.s.Paraoxonase (U/mL) 90.2 98.2 3.02 * n.s.Bilirubin (mmol/L) 0.90 0.75 0.06 * **Ca (mmol/L) 2.54 2.64 0.02 ** n.s.Na (mmol/L) 143.4 142.3 0.3 ** n.s.Zn (µmol/L) 13.93 12.66 0.32 ** n.s.NOx (µmol/L) 26.5 24.1 0.74 ** n.s.
P-value
<
RESULTS & DISCUSSION
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 29
pH ruminale da solo non è utile a diagnosi SARA
Una sola misurazione del pH ruminale ha una scarsa utilità nella diagnosi di SARA
La combinazione di più misure (rumine, sangue, latte), sebbene + costosa e complessa, offre maggiori possibilità di diagnosi
Infatti ”SARA is said to be associated with inflammations
of different organs and tissues in dairy cows” (Abdela, 2016)
La diagnosi di SARA richiede nuovi marcatori (es. comportamentali, APP ematiche, microbiota/leucociti in rumine) cioè un approccio più olistico
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine
http://www.precisionnutrition.com/research-review-gut-health
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Diagnosi: alternative al pH
Comportamento alimentare • SARA: riduce la durata del 1° pasto della giornata, talora riduce
frequenza dei pasti • Il comportamento è modificato, ma ad oggi non ci sono soglie utili
in allevamento, promettente uso ruminometri • Ad oggi, non è stata provata una relazione tra SARA ed atti
ruminativi. Qualche grafico suggerisce la necessità di investigare…
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 31
Infezione delle vie respiratorie trattata mediante antibiotici
Z55 Inizio lattazione
Patologia infettiva
Supplemento: 150 gr propionato + 20 gr lievito per 3 gg (15-16-17 / 12 / 2016)
SN6 Tarda lattazione
SARA?
Ruminazione giornaliera di bovine nel periparto, divise in funzione del livello di ruminazione preparto.
Le bovine che
ruminano di più
ante-parto,
ruminano di più
anche dopo.
E. Trevisi - Monitorare il rumine
Ruminazione in bovine nel periparto
PERCHE’? PC, 3 Feb. 2017 34
Ruminazione giornaliera nel periparto è correlata al LAI (i.e. ruminazione
più alta quando le
conseguenze ai
fatti infiammatori
sono meno gravi)
E. Trevisi - Monitorare il rumine
Ruminazione periparto e infiammazione
PC, 3 Feb. 2017 35
Diagnosi: alternative al pH
Valutazione delle feci • SARA modifica consistenza e aspetto feci (es. umidità,
schiuma, contenuto di mucine) • Con SARA feci pastose, evidenziati cicli di diversi
giorni che si ripetono con feci pastose, poi ridotte e normali e ancora anomale
• Unica applicazione suggerita in allevamento: Nasco Digestion Analyzer, dispositivo con 3 setacci di 4.76, 2.38 e 1.59 mm. Se sul primo setaccio resta oltre il 10% di feci c’è riduzione dell’efficienza digestiva e rischio SARA
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 36
Diagnosi: alternative al pH
LPS nelle feci • SARA: aumenta tenore LPS in feci (Li et al., 2010) • Raccolta feci è semplice, ma il test è costoso e complicato
Gas analisi nel sangue • SARA: il bilancio acido-base nel sangue è modificato. Secondo
Gianesella et al (2010) aumenta pCO2, riduce pO2 e pH, ma prove successive non hanno confermato
• Discrepanze legate a severità SARA e metodologia
Proteine di fase acuta nel sangue • SARA: con ruminite si attiva risposta di fase acuta (prima risposta
di difesa sistemica), ma è risposta generica e aviene anche in caso di altri fenomeni
• Facile determinazione, non può essere usato da solo, ma conferma dati da pH
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 37
http://www.milne.com.au/pageimproving-milk-production-during-winter.html
Noto effetto dell’acidosi sulle papille …
ma è tipica condizione SARA?
Se non si arriva a condizioni di acidosi gli effetti sistemici possono anche derivare da altri fenomeni:
variazioni della permeabilità epiteliale?
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 38
Principali conseguenze fisiopatologiche della SARA
MARTIN et al., 2006 INRA Prod. Anim., 19, 93-108 (modificato)
ACIDOSI e SUBACIDOSI RUMINALE
Microflora modificata
LAMINITI Ischemie alle estremità
Liberazione LPS Risposta di fase acuta
Anoressia
Attivazione asse HPA
Pressione osmotica
pH
visco- sità
AGV (lattato)
Motilità ruminale
DISLOCAZIONE ABOMASO
Scambi
gassosi
rumine
abomasali METEORISMO
ACIDOSI METABOLICA
( bicarbonato ematico)
PARA / IPER CHERATOSI
DIARREA
ASSORBIMENTO AGV RUMINITE
ASCESSO EPATICO
Lesione parete
ruminale
Colonizzazione
microbica
PERFORMANCE ZOOTECNICHE
Risposta fase acuta
Citolisi Metabolismo del Ca
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 39
Induction of rumen acidosis in sheep: pattern of changes (mean ± SD) of pos APP (haptoglobin & ceruloplasmin) and neg APP (Zn & PON) and indicators of oxidative stress (ROM & vitamin E) in CTR (▬♦▬) and ACID (▪▪▪●▪▪▪) animals during the trial (* P<0.05; ** P<0.01) (Minuti et al., J Anim Sci. 2014 jas.2014-7594)
When the acute rumen acidosis is experimentally induced an overt inflammation
is clearly observed at plasma level
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 40
Diagnosi: alternative al pH
Microbiota • SARA: modifica il microbiota,
MARTIN et al. (2006; INRA Prod. Anim. 19:93-108): riduzione dei protozoi ed aumento str. Bovis, lattobacilli, S. ruminantium, M. elsdenii
Mao et al. (2013; Anaerobe 24:12-9): con SARA indotta cala % Proteobatteri e Bacteroidetes ed aumenta % Firmicutes e Actinobacteria (tra i generi: calano Prevotella, Treponema, Anaeroplasma, Papillibacter, Acinetobacter ed aumentano Ruminococcus, Atopobium, un Clostridiales non classificato e Bifidobacterium)
Sato (2016): ha individuato molteplici differenze (slides)
• ma ad oggi non c’è caratterizzazione specifica • In prospettiva (per l’evoluzione delle tecniche
microbiologiche) è interessante
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 41
Modificazioni microbiota ruminale in caso di diete a foraggi o a rischio di acidosi
Comparison of rumenmicrobial community in cattle (n = 4) fed hay and concentrate in the first experiment by the 16S rRNA gene pyrosequencing. The microbial composition was analyzed by the 16S rRNA arrangement analysis using bacterial DNA extraction from fluids collected at 20.00 hours.
Sato S. 2016 Animal Science Journal 87(2):168-177
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 42
INDO showed oxidative stress (rise of ROMt P< 0.01, NOX P< 0.01 and drop of vitamin E P< 0.01, SHp P< 0.01) in CTR (▬♦▬) or INDO (▪▪▪●▪▪▪) animals
LPS & rumen
Minuti et al., Journal of Dairy Science 2015, 98:8940-8951
cala aumenta
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Damage of intestinal mucosa during severe exercise-heat stress, reduced intestinal blood flow and hyperthermia or during microbial overgrowth. GI, gastrointestinal; LPS, endotoxin. (Adapted from Lambert, 2009 and Cetin et al., 2004).
Epitelio ruminale effetto del periparto (Postparto vs Preparto): Espressione geni delle tigh junction permeabilità Espressione geni implicati nella fz immunitaria difesa epitelio Espressione geni che «captano» glucosio insulinoresistenza
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 44
Diagnosi: alternative al pH
Marcatori del sistema immunitario nella saliva e nel fluido ruminale • epiteli dei prestomaci esprimono i recettori di
riconoscimento dei patogeni (es. TLR4, TIR8), innescando risposte immunitarie
• nel rumine trovati leucociti (attivi) e citochine (Trevisi et al., 2014)
• dosi «omeopatiche» di IFN per os alterano il metabolismo energetico delle bovine da latte (Trevisi et al., 2009, JAS).
• Questi fatti potrebbero spiegare la diversa sensibilità individuale alle variazioni alimentari e/o di pH ruminale
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 45
I prestomaci interagiscono con sistema immunitario?
• Dai nostri dati, le pareti dei prestomaci esprimono sia recettori pro-infiammatori che anti-infiammatori dell’immunità innata. Ciò suggerisce una continua comunicazione tra i leucociti infiltranti nel rumine e le cellule epiteliali della parete
• Questi risultati avvallano l’ipotesi che la risposta immunitaria innata possa iniziare, continuare o essere ampliata nei prestomaci del bovino, grazie alla presenza di un sistema integrato di recettori, molecole di signaling, citochine e leucociti infiltranti PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 46
Leukocyte population profile in rumen fluid (by flow cytometry in 93 cows from 12 farms; Trevisi et al., submitted).
Metaboliti di fermentazioni anomale
Fattori flogistici e chemiotattici (IL-1beta)
Effetto inibente TIR-8 rimosso
Amplificazione dei segnali flogistici a distanza: LAMINITE?
INGESTIONE
POSSIBILE SCHEMA DI FLUSSO
Mediatori flogistici di patologie sistemiche
(Trevisi, Amadori, Riva, Bani)
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 47
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 48
A) Cells isolated from the saliva of 3 cows were analyzed by flow cytometry to investigate CD45 expression.
B) CD45, IGLC and KRT5 mRNA expression was analyzed by Real Time PCR in the saliva of 4 cows (Arbitrary Unit)
Presence of leukocytes in the saliva Field survey of CD45 mRNA expression in rumen fluid
Expression CD45 in rumen
CD45 mRNA expression in rumen was analyzed by Real Time PCR in 98 cows from 11 farms. (Arbitrary Units)
A livello prestomaci c’è interazione con sistema immunitario? (Trevisi, Riva, …. Bani, Amadori, submitted)
“…significant negative correlation was found between CD45 gene expression in rumen fluids (leukocyte infiltration) and ruminal acidosis (pH level)…”
Pacchetto diagnostico RUMINE (IZSLER-BS + UNICATT)
(*) Approccio di elezione: ruminocentesi e sonda esofagea (ma qualità fluido <) Kit RUMINE: 3 provette / capo (AGV, nulla, DMSO+SFB) + scheda anamnestica + istruzioni
RUMINE (*)
• pH ruminale e AGV
• Infiltrazione leucocitaria e suo profilo, citochine infiammatorie (pacchetto modulabile).
• Analisi microbiologiche (in prospettiva)
SANGUE
• Profilo sierologico, profilo immunologico (IZSLER)
• Profilo inflammo-metabolico (UNICATT)
DATI ANAMNE-
STICI
•Rilievi clinici , profilassi vaccinale (BVD e IBR) •Dati produttivi, incidenza patologie •Dati su alimenti, razioni e modalità somministrazione alimenti
ALMENO 6-8 BOVINE
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 49
La bovina ad alta produzione è soggetta a varie patologie, la più subdola è la SARA, anche se la sua genesi non è del tutto chiarita
La diagnosi di SARA richiede una migliore diagnosi Il solo controllo del pH ruminale non è sufficiente Un approccio più olistico consente (es. test immunologici e Nuovi sensori (es. atti ruminativi, pH) appaiono promettenti
per un monitoraggio dei prestomaci continuo, ma hanno diversa affidabilità e sensibilità
Le anomali dei prestomaci richiedono comunque continui approfondimenti perché sono alla base di molte disfunzioni sistemiche della bovina
Conclusioni
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 50
Grazie ai collaboratori: Prof. Calamari L. Dr Bani P. Dr Piccioli-Cappelli F. Dr Minuti A. Dr.ssa Ferrari A. Dott. Cogrossi S. Dott.ssa Ficucello V. Dott.ssa Gobbi L. Dott.ssa Gachiuta O. Dr. Rossi D. Dott.ssa Lovotti G. Dott. Mezzetti M. Dott. Premi M. Sig. Dioli R. Grazie per l’attenzione
PC, 3 Feb. 2017 E. Trevisi - Monitorare il rumine 51