Alessandro Fantini DVM

Dairy Production Medicine Specialist

F.P.A. srl

www.fantiniprofessionaladvice.com

ASPETTI NUTRIZIONALI ED ETOLOGICI ALLA MESSA IN ASCIUTTA

PIACENZA - 26 GENNAIO 2018

PERCHE’ SI DEVONO ASCIUGARE LE VACCHE ?

AMINOACIDI

GLUCOSIO

GRASSI

MINERALI

ANTIOSSIDANTI

ESPORTARE I TRIGLICERIDI

COSTRUIRE LE SCORTE DI GLUCOSIO, GRASSI E PROTEINE

NEGLI ULTIMI 60 GG DI GRAVIDANZA IL FETO CRESCE DEL 60-65%

RISANARE LA MAMMELLA DAI MICRORGANISMI

CRESCITA FOLLICOLARE

IN ITALIA LA MASTITE E’ UN PROBLEMA RISOLTO ?

IN ITALIA LA MASTITE E’ UN PROBLEMA RISOLTO ?

IN ITALIA LA MASTITE E’ UN PROBLEMA RISOLTO ?

• PRIMA FASE ( DRY OFF )

• SECONDA FASE ( EARLY DRY )

• TERZA FASE (CLOSE UP)

DURATA CONSIGLIATA 45-60 gg

FARR - OFF

IL DRY-OFF E’ UNA TERRA DI MEZZO

ASCIUGAMENTO O DRY-OFF : IL PARADIGMA (attuale)

• LA DURATA IDEALE DELL’ASCIUTTA E’ 45-60 GG.

• SI SPOSTANO LE BOVINE IN APPOSITI REPARTI ( CONFORTEVOLI, MULTIPLI, CLIMATIZZATI, LUMINOSI E PULITI) ALMENO UNA SETTIMANA PRIMA DELL’ASCIUGAMENTO.

• SI SOMMINISTRA UNA DIETA PRIVA DI CONCENTRATI IN CUI SIANO PRESENTI FIENO E PAGLIA.

• SI MUNGONO LE BOVINE DUE VOLTE AL GIORNO.

• QUANDO LA PRODUZIONE SCENDE AL DI SOTTO DEI KG 14 SI ASCIUGA.

• SI UTILIZZANO POMATE ENDOMAMMARIE ANTIBIOTICHE A TUTTE LE BOVINE OPPURE AD ALCUNE (SDCT).

• SI UTILIZZANO SIGILLANTI INTERNI E/O ESTERNI.

17 STATI USA * 80.5% DEGLI ALLEVAMENTI * 81.3% DELLE BOVINE

PERCENTUALE DI VACCHE TRATTATE AL DRY-OFF CON ANTIBIOTICI

17 STATI USA * 80.5% DEGLI ALLEVAMENTI * 81.3% DELLE BOVINE

17 STATI USA * 80.5% DEGLI ALLEVAMENTI * 81.3% DELLE BOVINE

NUOVE INFEZIONI MAMMARIE IN ASCIUTTA

ALTO RISCHIO 2-3 SETTIMANE DOPO

IL DRY-OFF

1 SETTIMANA X LA FORMAZIONE DELLA CHERATINA

IL 20% DEI CAPEZZOLI RIMANE APERTO IN

ASCIUTTA

8-17% DI NUOVE INFEZIONI MAMMARIE

IN ASCIUTTA

Cod Descrizione SCC UltCF Ltt Prec SCC 1°CF Ltt Attuale Diff

OK Senza problemi < 200 < 200

G++ Guarita > 200 < 200 < -100

G Miglioramento in asciutta < -100

A++ Peggiorata in asciutta > 200 > 200 > 100

A+ Ammalata in asciutta < 200 > 200 > 100

A Ammalata in asciutta < 200 > 200 < 100

NG Non guarita in asciutta

SI AMMALANO IN ASCIUTTA

GUARISCONO IN ASCIUTTA

20 % 28.6 %

A e A+: hanno chiuso la lattazione con meno di 200.000 cellule,

aprono la lattazione successiva con più di 200.000 cellule

GLI STRESS DEL DRY-OFF

• SEPARAZIONE E ISOLAMENTO.

• RIDUZIONE DELL’APPORTO ALIMENTARE.

GLI OBIETTIVI DEL DRY-OFF

• INTERROMPERE LA PRODUZIONE DEL LATTE.

• CONCENTRARE NEL LATTE LA MAGGIORE QUANTITA’ POSSIBILE DI ELEMENTI DEL SISTEMA IMMUNITARIO.

PER NON PROCEDERE A TENTATIVI BISOGNA APPROFONDIRE LA FISIOLOGIA DEL DRY-OFF

CONCENTRAZIONE PLASMATICA DI CORTISOLO E NEFA CON DIFFERENTI PRODUZIONI AL DRY-OFF

CERCHIO: 5-11.4 KG QUADRATO: 11.5-17.7 KG TRIANGOLO: 17.8-29.5 KG

CONCENTRAZIONE PLASMATICA DI GLUCOSIO E INSULINA

CON DIFFERENTI PRODUZIONI AL DO CERCHIO: 5-11.4 KG

QUADRATO: 11.5-17.7 KG TRIANGOLO: 17.8-29.5 KG

CONCENTRAZIONE PLASMATICA DI BHBA E UREA CON DIFFERENTI PRODUZIONI AL DO

CERCHIO: 5-11.4 KG QUADRATO: 11.5-17.7 KG TRIANGOLO: 17.8-29.5 KG

PERCENTUALE DI CAPEZZOLI APERTI CON DIFFERENTI PRODUZIONI AL DO

CERCHIO: 5-11.4 KG QUADRATO: 11.5-17.7 KG TRIANGOLO: 17.8-29.5 KG

DA COSA DIPENDE LA PRODUZIONE DEL LATTE ?

• IL POTENZIALE PRODUTTIVO DI UN RUMINANTE DA LATTE E’ CONDIZIONATO DAL NUMERO DI CELLULE EPITELIALI MAMMARIE , DALLA LORO ATTIVITA’ SECRETORIA E DALL’AFFLUSSO DI SANGUE ALLA MAMMELLA. • IGF-1 E’ CONDIZIONATO DAL LIVELLO NUTRITIVO. AUMENTA LA PROLIFERAZIONE CELLULARE E DIMINUISCE L’APOPTOSI. • GH AGISCE SUI RECETTORI GHR EPATICI (IGF-1 endocrina) e sui GHR locali (IGF-1 paracrina e autocrina). AUMENTA IL FLUSSO DI SANGUE ALLA MAMMELLA. • PROLATTINA (PRL)

I FATTORI LOCALI CHE REGOLANO LA PRODUZIONE DEL LATTE

Milking

EFFETTO DEL LIVELLO NUTRITIVO SULLA GHIANDOLA

MAMMARIA

COSA SUCCEDE QUANDO SI RIDUCONO I NUTRIENTI AL DRY OFF ? OBIETTIVO 1: RIDUZIONE DELLA PRODUZIONE

• SI RIDUCE LA PRODUZIONE RUMINALE DI PROTEINA METABOLIZZABILE DI ORIGINE MICROBICA.

• SI RIDUCE LA PRODUZIONE DI AGV ( specialmente acido propionico).

• SI RIDUCONO I NUTRIENTI RUMINO INDEGRADABILI.

• SI RIDUCE IL FLUSSO DI SANGUE ALLA MAMMELLA

• DOWN REGULATION DEL SISTEMA DI TRASPORTO DI GLUCOSIO ALLA MAMMELLA.

• SI RIDUCE LA PRODUZIONE ENDOCRINA, AUTOCRINA E PARACRINA DELL’ IGF-1 ATTRAVERSO L’ASSE GH-GHR-IGF-I-IGFBP. • LA SPERANZA DELLA CABERGOLINA ( agonista della dopamina).

• ENDOTOSSINE.

• COLCHICINA ( inibisce la sintesi e la secrezione del latte). Colchicum autumnale

RISPOSTA DELL’IGF-1 SIERICA AL GH IN RATTI CON DIETE

POVERE DI PROTEINE

R

I

S

P

S

T

A

Clemmons & Underwood 1991

Dieta al 5%

di proteina

Dieta 15%

di proteina

GH

IGF-1 mRNA

IGF-1 Sintesi

GH

IGF-1

IGFBP-3

GH GH

IL DIGIUNO RIDUCE I

RECETTORI DEI GH

LA CARENZA PROTEICA

CAUSA RESISTENZA

POST-RECETTORIALE

AL GH

BASSA CONC.SIERICA

E TESSUTALE

DI IGF-1

Resistenza

a IGF-1

IGF-1

COSA SUCCEDE QUANDO SI SOSPENDE LA MUNGITURA AL DRY OFF ? OBIETTIVO 2: ACCELLERARE L’APOPTOSI DELLE TESSUTO EPITELIALE MAMMARIO

• APOPTOSI MAMMARIA DOVUTA ANCHE AD UN AUMENTO DELLA PRESSIONE ENDOMAMMARIA.

• DOPO 18 ORE DALLA SOSPENSIONE DELLA MUNGITURA AUMENTA LA PERMEABILITA’ DEI TIGHT JUNCTION MAMMARI.

• DOPO 48 ORE AUMENTA NEL LATTE IGFBP-5 (ciò inibisce l’interazione dell’IGF-1 con gli IGF-R mammari. IGFBP-5 è inibito da PRL). IGFBP-5 agisce anche sul plasminogeno). • TRA LE PROTEASI IMPORTANTE E’ LA PLASMINA PRODOTTA DAL PLASMINOGENO (inibita da rbST).

1 FASE : APOPTOSI CELLULARE 2 FASE : BIOSINTESI DELLE PROTEASI PER LA DEGRADAZIONE DELLA MATRICE EXTRACELLULARE

COSA SUCCEDE QUANDO SI SOSPENDE LA MUNGITURA AL DRY OFF ? OBIETTIVO 3: AVERE IL MAGGIOR AFFLUSSO POSSIBILE NEGLI ALVEOLI MAMMARI

DEL SISTEMA IMMUNITARIO PER EVITARE, ANCHE, IL RISCHIO DI NUOVE INFEZIONI MAMMARIE

• IMMUNOSOPPRESSIONE AL DRY-OFF CAUSATA DALLO STRESS (cortisolo).

• CARENZE DI TUTTI I NUTRIENTI ( endogeni ed esogeni).

• CARENZE DEI NUTRIENTI NECESSARI AL SISTEMA IMMUNITARIO.

• UNA CARENZA DI CALCIO E SELENIO RIDUCONO LA L-SELECTINA ( fattore di adesione dei leucociti all’endotelio).

COSA SUCCEDE QUANDO SI SOSPENDE LA MUNGITURA AL DRY OFF ? OBIETTIVO 3: AVERE IL MAGGIOR AFFLUSSO POSSIBILE NEGLI ALVEOLI MAMMARI

DEL SISTEMA IMMUNITARIO PER EVITARE, ANCHE, IL RISCHIO DI NUOVE INFEZIONI MAMMARIE

• GRANDE AFFLUSSO DI LEUCOCITI NELL’ALVEOLO MAMMARIO ( C5A , IL-2,IL-8, TNF-α e Leucotreni).

• FAGOSOMI «RICCHI» DI 02- , HO2

- , H202 , HO. , HOCL ed enzimi ( x oxidative burst).

• AUMENTO DELLA CONCENTRAZIONE DI LATTOFERRINA (enterobatteri).

• PEGBOVIGASTRIM ( forma modificata di bG-CSF ossia il fattore bovini di stimolazione delle colonie di granulociti)

ALIMENTO

SEMPLICI

NON PROTEICI NPN

VITAMINE

COMPOSTI AZOTATI

PROTEICI

COMPOSTI

LIPIDI

ESSENZIALI

CARBOIDRATI

MATERIA INORGANICA (MINERALI)

MATERIA ORGANICA ( C,H,O,N)

POSSIBILI ESSENZIALI

SOSTANZA SECCA

COMPOSTI FENOLICI

ACQUA

IDROSOLUBILI

LIPOSOLUBILI

STRUTTURALI

NON STRUTTURALI

NSC o NFC

MACRO

MICRO

• Urea,amine,etc. •Aminoacidi liberi.

• Aminoacidi essenziali. • Aminoacidi non essenziali.

•Steroli e Acidi grassi.

• Trigliceridi • Fosfolipidi. • Cere.

• Pectine.

• Emicellulose • Cellulose

• Lignina,Tannini.etc.

• Provitamina A. • Vitamina A,D2,D3,E,K.

• Compesso B. • Vitamina C.

•Ca,Cl,Mg,P,K,Na,S.

• Cr,Co,Cu,F,I,Fe,Mn,Mo,Se.

• Ba,Br,Ni,Sr,Sn.V.

• Zuccheri. • Amido.

IL SISTEMA IMMUNITARIO RICHIEDE SPECIFICI NUTRIENTI

LA DOMANDA ENERGETICA SOPRATTUTTO DEI LINFOCITI E’ MOLTO ELEVATA. IL LORO TASSO DI CRESCITA E’ ELEVATISSIMO ANCHE A CAUSA DELL’APOPTOSI DEI NON ADATTI PER LA RICOMBINAZIONE CHE NON VA A BUON FINE. ESISTE UN COSTO ENERGETICO PER LA PRODUZIONE DI PROTEINE DELLA FASE ACUTA DA PARTE DEL FEGATO.

LA NUTRIZIONE ENERGETICA

LA NUTRIZIONE ENERGETICA

Presentazione antigenica

HLADRA, HLAA

Respiratory burst

SODI

Risposte pro-infiammatorie TNF-α E IRAK-1

NEBAL

Sottoregolazione dei geni dei PMN

CONSUMO DI GLUCOSIO, PRODUZIONE DI LATTATO, CONSUMO DI GLUTAMINA E PRODUZIONE DI GLUTAMATO DA PARTE DEI NEUTROFILI ( NØ ) MONOCITI ( MØ) E

LINFOCITI ( Ly ) IN COLTURA PER 48 ORE

EFFETTO DIRETTO DEL PROPIONATO

NEUTROFILO

MECCANISMO MICROBICIDA

SISTEMA OSSIDATIVO ( ROS ) SISTEMA NON OSSIDATIVO ( Peptidi e enzimi proteolitici) Molti di questi processi dipendono dalla mobilizzazione dei granuli ( uno )

e delle vescicole citoplasmatiche. Lo stimolo esterno aumenta il Ca intracellulare.

Il propionato stimola il rilascio dei granuli.

Il propionato influenza il rilascio del calcio dai neutrofili, la produzione di superossido e la chemiotassi.

IL RILASCIO DEI GRANULI DEI NEUTROFILI DA PARTE DEL PROPIONATO

GLUCOSIO E FUNZIONALITA’ DEI PMN

• Il glucosio è la molecola primaria usata dai PMN per il «respiratory burst».

• Il glucosio è accumulato come glicogene nei PMN e diminuisce nel post-partum.

• Le vacche che sviluppano malattie dell’utero hanno una minore concentrazione di glicogene nei PMN e ciò riduce la capacità di « respiratory burst».

LA NUTRIZIONE PROTEICA

I FABBISOGNI AMINOACIDICI DURANTE UNA RISPOSTA IMMUNITARIA AUMENTANO SOPRATTUTTO PER LA PRODUZIONE EPATICA DI PROTEINE DELLA FASE ACUTA. DURANTE LA RISPOSTA IMMUNITARIA

CATABOLISMO PROTEICO DEI TEX UPTAKE EPATICO AMINOACIDI SINTESI EPATICA PROTEINA

SI RIDUCE GHRH, TRH, IGF-1 , IGFBP

IL RUOLO DEGLI AMINOACIDI

• NEI MAMMIFERI L’ARGININA HA UN RUOLO NELLO SVILUPPO DEI LINFOCITI B E REGOLA I SEGNALI DI ABILITA’ DEI LINFOCITI T • I LEUCOCITI UTILIZZANO COME FONTE ENERGETICA OLTRE AL GLUCOSIO ANCHE LA GLUTAMINA.

ARGININA OSSIDO NITRICO CISTEINA GLUTATIONE ( GSH )

BILANCIO PROTEICO NEL POST PARTO e LA

GLUTAMINA ( Gln )

LE BOVINE PERDONO Kg 17 DI PROTEINE DURANTE LE PRIME DUE SETTIMANE DI LATTAZIONE. LA GLUTAMINA E’ L’AMMINOACIDO LIBERO PIU’ABBONDANTE

LA GLUTAMINA E’ UTILIZZATA COME FONTE ENERGETICA LA CELLULE IN DIVISIONE COME I LEUCOCITI. LA GLUTAMMINA E’ CONSIDERATA ESSENZIALE PER L’UOMO.

SI RIDUCE NEL DIABETE, NELL’ACIDOSI METABOLICA E DOPO INTENSI ESERCIZI.

NELLE PECORA LA GLUTAMINA PUO’ AVERE UN EFFETTO PROTETTIVO NEI CONFRONTI DELL’OSSIDAZIONE EPATICA DEGLI AMINOACIDI ED IN PARTICOLARE LA METIONINA. ALANINA E GLUTAMINA RAPPRESENTANO IL 50% DEGLI AMINOACIDI RILASCIATI DAL MUSCOLO. LA GLUTAMINA STIMOLA L’ORMONE GH UNITAMENTE ALL’ARGININA.

LA GLUTAMINA è LA MAGGIORE FONTE ENERGETICA PER GLI ENTEROCITI SPECIALMENTE IN CARENZA DI GLUCOSIO. I DUE SISTEMI PRINCIPALI DI DETOSSIFICAZIONE DELL’AMMONIACA SONO LA SINTESI EPATICA DELL’UREA E DELLA GLUTAMINA.

• LA GLUTAMINA E’ UN NEAA COINVOLTO NELLA GLUCONEOGENESI GLUTAMINA α KETOGLUTARICO

• LA CONCENTRAZIONE DI GLUTAMINA DIMINUSCE NEL NEBAL.

• IL TEX MUSCOLARE E’ IL MAGGIORE DEPOSITO DI GLUTAMINA CHE RAPPRESENTA IL 60% DEL POOL INTRACELLULARE DI AMINOACIDI LIBERI. LA GLUTAMINA , LA PROLINA E AC.GLUTAMMICO COSTITUISCONO IL 25-30% DELLA CASEINA. • LA GLUTAMINA è UN POTENZIALE AMMINOACIDO LIMITANTE.

• GLI ANIMALI POSSONO SINTETIZZARE LA GLUTAMINA IN QUANTITA’ SUFFICIENTE. • LA GLUTAMINA E’ LA FONTE ENERGETICA IDEALE X LE CELLULE AD ALTO TASSO DI REPLICAZIONE COME GLI ENTEROCITI, IL SISTEMA IMMUNITARIO E IL TESSUTO MAMMARIO AD INIZIO LATTAZIONE. • E’ UN PRECURSORE ESSENZIALE PER LA SINTESI DELLE PROTEINE DELLA PURINA E DELLA PIRIMIDINA. • IL FABBISOGNO DI GLUTAMINA E’ ELEVATISSIMO NEL POST – PARTUM

• NELLE CARENZE DI GLUCOSIO DEL POST-PARTUM LA GLUTAMINA VIENE DEVIATA NELLA GLUCONEOGENESI.

RISPOSTE DELLA CONCENTRAZIONE PLASMATICA DI GLUTAMINA E TREONINA AD UN CHALLENGE DI

LPS

RISPOSTA DEL GLUTAMMATO INTRACELLULARE IN LINFOCITI EMATICI OVINI AD UNA CHALLENDE DI LPS

EFFETTO DELL’ARGININA SULLA SINTESI DELLE POLIAMINE , RH E COMPONENTI DELL’AZOTO

CALCIO

• La bovina ha gr 2-4 di calcio nel sangue. Metà è in forma ionizzata iCa2+

• La riduzione del iCa2+ altera la contrattilità della muscolatura liscia.

• La riduzione del iCa2+ riduce la capacità fagocitaria dei neutrofili e la risposta delle cellule mononucleate agli antigeni. • L’ipocalcemia sub-clinica riduce l’ingestione, aumenta la lipomobilizzazione con un incremento ematico dei NEFA e del BHBA.

Ipocalcemia sub-clinica iCa2 < 1.0 mM

SERVONO GLI ANTIOSSIDANTI ?

SERVONO GLI OMEGA 3 O GLI OMEGA 6?

ACIDI GRASSI OMEGA 3 E OMEGA 6

GLI ACIDI GRASSI PRESENTI NELLE MEMBRANE PLASMATICHE SONO UTILIZZATI COME SUBSTRATI PER GENERARE MOLECOLE COINVOLTE NELLE RISPOSTE CELLULARI. VARIAZIONI NELLA COMPOSIZIONE DEGLI ACIDI GRASSI DELLE MEMBRANE DEI LEUCOCITI PUO’ALTERARE LA CAPACITA’ DI RISPOSTA.

+ OMEGA 3

• + RISPOSTA ANTICORPALE • - RILASCIO DI IL-1 DAI MACROFAGI. • - ALTERATA ESPRESSIONE GENI CITOCHINE

ACIDI GRASSI OMEGA 3 E OMEGA 6

LE PROSTAGLANDINE DERIVANO DAGLI STOCCAGGI DI ACIDO ARACHIDONICO ( C20:4 n-6) DELLE MEMBRANE. L’ACIDO ARACHIDONICO VIENE SINTETIZZATO DALL’ACIDO LINOLEICO ( C18:2 n-6 ) . DOPO IL PARTO C’E’ UN INTENSA SECREZIONE DI PGF2α. CIO’ SI MISURA DAL 13,14-DIIDRO-15-CHETO PGF2α ( PGFM). LA PGF2α PROMUOVE LA CHEMIOTASSI E LA FAGOCITOSI DEI NEUTROFILI.

CI ASPETTIAMO MOLTO DALLA GENOMICA

BUONA ASCIUTTA A TUTTI !