Onstekingen in de transitieperiode

Albart Coster, albart@dairyconsult.nl

6 maart 2020

Inleiding

Transitie van droogstand naar laktatie: wellicht het belangrijkste thema op een melkveebedrijf:

Boer Riks

Problemen rondom transitie

Directe problemen

Maar veroorzaken ook indirecte problemen

Algemene oorzaak?

Ontstekingen?

Is er een verband tussen problemen in transitie en onstekingen?

Wat zijn onstekingen

Onsteking begint met activering van het aangeboren immuunsysteem

[]

Dit activeert een acute fase respons

En later ook het verworven immuunsysteem

Onstekingen zijn betrokken bij transitie naar laktatie

Bron: Bertoni, Trevisi, and Lombardelli (2010)

Meer bewijs

Bron: Bertoni, Trevisi, and Lombardelli (2010)

En bij nageboorteproblemen

-8 wk - 4 wk diagnose +4 wk
goed NGB goed NGB goed NGB goed NGB
DMI kg/dag 16,3 12,5 15,9 14,3 20,3 15,55 21,7 20,7
Melkzuur \(\mu\)mol/l 2455 4855 2162 5507 2227 4458 2100 3726
NEFA mmol/l 141 193 194 182 75651 471 500 269,5
BHBA \(\mu\)mol 352 340 312 366 827 553 897 553,1
IL-1 pg/ml 317 341 321 337 277 290 270,6 287,5
IL-6 pg/ml 19,2 100 48,2 69,4 23,17 35,65 15,7 333
TNF-\(\alpha\) ng/l 0,34 1,26 0,27 1,31 0,27 1,37 0,07 1,04
Haptoglobuline mg/ml 0,19 0,34 0,15 0,07 0,12 1,06 0,16 0,17
SAA ug/ml 8447 24584 3461 19378 10401 21706 11797 23955

Bron: Dervishi et al. (2016)

En bij melkziekte

Bron: Waldron et al. (2003).

Bron: Eckel and Ametaj (2016).

Acute fase respons en geboorteproces

Immuunreactie is aan de andere kant nodig voor het geboorteproces

Normaal Nageboorte
Aantal 40 14
PGF2\(_\alpha\) (pg/ml) 5675 3325
Glucose (mg/100 mg) 95.2 79.2
BHB (meq/l) 0.60 0.67
NEFA (meq/l) 1.11 1.10

Controle CLA
Productie kg/dag 46.6 47.6
Eiwit % 2.98 3.03
Vet % 4.23 4.25
Nageboortes % 4.9 2.1

Onstekingen en oorzaken: LPS

Bronnen: (https://en.wikipedia.org/wiki/Lipopolysaccharide) en (https://bjjcaveman.com/2015/10/26/inflammation-lipopolysaccharides-and-ldl/)

Bron: Bradford et al. (2015)

Conditieverlies

Bron: Bradford et al. (2015)

Maar acute fase respons veroorzaakt ook lagere opname en daardoor meer conditieverlies, en daardoor natuurlijk ook meer NEFA in het bloed

Bron: Bertoni, Trevisi, and Lombardelli (2010)

Daarnaast leidt hogere NEFA ook tot lagere gevoeligheid voor insuline, waardoor glucosewaardes in het bloed hoger blijven en koeien een soort Diabetis type 2 krijgen, Pires, Souza, and Grummer (2007).

Vit D3 tekort

Vitamine D is een onstkingsremmer:

Bron: Eliades and Spyrou (2015)

Lever

Leververvetting kan niet alleen verklaard worden door een te grote aanvoer van NEFA naar de lever, maar wordt ook direct veroorzaakt door een acute fase respons, Eckel and Ametaj (2016):

Maar, metabolisme van Vit D vindt ook plaats in lever:

waardoor bij een disfunctionele lever minder actieve Vit D3 wordt gevormd.

Bronnen van LPS

LPS en pensverzuring

Bron: Li et al. (2012)

Combinatie zuurgraad + endotoxines op doorlaatbaarheid van darm

Bron: Emmanuel et al. (2007)

In situaties met stress: leaky gut, lekkende darm

Bronnen van endotoxines: voer

Grondstof Enteros, KVE/g Gisten, KVE/g Schimmels, KVE/g Clostridia, KVE/g
beh. Gerst <100 <100 <100
beh. Gerst <10 <10 <10 <10
beh. Graan (%t, 80%g) <10 <10 <100 <10
beh. Gerst <10 <10 <10 <10
Gehakseld stro 800000 500 2200 0
gerst 1360000 61000 11000
beh. Gerst 200 <1000 <1000
beh. Gerst <10 <10 <10 <10
beh. Gerst <10 <100 460 <10
beh. Gerst 920 <10 41000 <10
beh. Gerst 110 1200 150 <40
beh. Gerst <10 <40 <10
beh. Gerst <10 <10 <10
beh. Gerst <10 <10 160 <10
beh. Gerst <40 <10 17000 <10
beh. Gerst <10 <40 <10 <10
beh. Gerst <10 <40 <100 <10
beh. Gerst <10 110 <40 <10
beh. Gerst <10 <10 <10
beh. Gerst >1000 660 <100 <40
beh. Gerst <10 <40 <100 <10
beh. Gerst <10 12000 <10000 <10
beh. Gerst <10 <10000 <100
beh. Gerst <100 11000 390 <10
beh. Gerst <10 <10 <10 <10
beh. Gerst >1000 760 140 <40
graskuil <10 470 <10 <10
maismeel >1000 <1000 14000 <10
Najaarskuil + bact. <100 6300 <100 1200
Najaarskuil + bact. <100 <100 <100 20
Najaarskuil <100 400 <100 500
Najaarskuil + zuur + bact. <100 1300 100 20
Najaarskuil 0 80000 <100 250
raapschroot <10 <40 310 <10
Snijmais <100 26000 <100
soja >1000 <1000 <4000 <40
sojahullen >1000 <40 300 100
sojahullen <100 <40 130 <40
Sojahullen <10 620 180 <40
stro >1000 17000 60000 <10
Stro 280000 360000 110000
Stro 660000 1100000 100000
beh. Tarwe 470 <10 <40
Tarwegries <100 100000 2400000

Drinkwater: Beauvais et al. (2018)

Speculatief, lucht, zie Lago et al. (2006)

Terug: transitie

Te rijke rantsoenen in droogstand verhogen risico op problemen na afkalven

Con >1 lact OVR >1 lact RES >1 lact Con vaars OVR vaars RES vaars
Lebmaagverdraaiingen 0 2 0 0 2 0
Ketose 1 4 0 0 2 1
Uieronstekingen 1 3 0 1 0 0
Nageboortes 2 3 2 0 2 1
Metritis 0 1 1 1 1 1
Melkziekte 0 0 0 0 0 0
Pootproblemen 1 3 2 0 0 0
Oedeem 0 0 0 1 1 2
Totaal 5 16 4 3 8 6
# koeien > 1 probleem 1 4 1 0 2 1
Tweelingen 0 0 0 0 0 0

Bron: Janovick, Boisclair, and Drackley (2011)

Zorgt voor rustigere opstart, en wellicht voor minder melk, Janovick and Drackley (2010).

Al laten Mann et al. (2015) zien dat productie gelijk blijft bij armere droogstandrantsoenen en pleit Bill Weiss juist voor sterker droogstandrantsoen bij vaarzen (https://youtu.be/Rv6WmK1D1X8).

Maar: ter rijk voeren met gras heeft geen nadelige effecten

Bronnen: Selim et al. (2015),Qin et al. (2018)

Zou dit te maken hebben met pensverzuring, of met LPS in mais, of met conditieverlies?

Of met feit dat mais niet echt gezond is voor MK?

Bron: Khosravi et al. (2018)

Transitie

Lance Baumgard, Wageningen 2017. Lekkende darm veroorzaakt ketose.

Bron: Baumgard, Kvidera, and Horst (2017)

Twee types ketose

Meting Type 1 Type 2 Door foute kuil
Beschrijving Lage voeropname Leververvetting Slechte kuilen
Bloed BHBA Erg hoog Hoog Hoog tot erg hoog
Bloed NEFA Hoog Hoog Normaal tot hoog
Bloed glucose laag laag (soms begint hoog) wisselend
Bloed insuline laag laag (soms begint hoog) wisselend
BCS kan mager vallen sterk af wisselend
Lever geen schade Vervetting wisselend
Hoogste risico 3-6 weken na kalf 1-2 na kalven wisselend
Kans op genezing zeer goed slecht goed
Diagnose BHBA > 20 DIL BHBA 5 DIL Analyse ruwvoer
Maatregel Management verse koeien Droogstand Kuil
– – – –

Bron: Oetzel (2007)

Ketose type 1

[]

Ketose type 2

Bron: Eliades and Spyrou (2015)

Wanneer ontstaat ketose (type 2)

Bron: McArt, Nydam, and Oetzel (2012)

Hoe lang duurt ketose

Bron: McArt, Nydam, and Oetzel (2012)

Vraag: wat zijn de gevolgen van ketose?

Hoe behandelen we ketose

Propyleen glycol, glycerine en glucose

Glucogene precursoren.

Middel Weg Doel
Propyleenglycol Absorbtie via penswand via lever naar melkzuur en propionaat
Absorbtie via darm via lever naar melkzuur en propionaat
Fermentatie in pens Boterzuur, azijnzuur, propionzuur
Glycerine Fermentatie in pens Boterzuur, azijnzuur, propionzuur
Absorbtie via lever naar uiteindelijk glucose
Glucose Fermentatie in pens Boterzuur, propionzuur
Absorbtie bron van glucose

Bron: Hostens et al. (2010)

Nadelen van glucogene precursoren

Bron: Allen (2015)

Bron: Brown and Allen (2013)

Choline en methionine in transitie

Bron: Chandler and White (2017)

Bron: Zhou et al. (2016)

CLA

Bron: Oliveira et al. (2018)

Samenvatting

Verwijzigingen

Allen, Michael. 2015. “Hypophagic effects of propionate increase with elevated hepatic acetyl coenzyme A concentration for cows in the early postpartum period.” Journal of Dairy Science 95 (6). Elsevier:3259–68. https://doi.org/10.3168/jds.2011-4991.

Baumgard, Lance, Sara Kvidera, and Erin Horst. 2017. “Challenging the paradigm of metabolic diseases in the fresh period.” In International Symposium on Dairy Cattle Nutrition 2017. https://www.wur.nl/en/project/International-Symposium-on-Dairy-Cattle-Nutrition-2017.htm.

Beauvais, Wendy, Elena V Gart, Melissa Bean, Anthony Blanco, Jennifer Wilsey, Kallie Mcwhinney, Laura Bryan, et al. 2018. “The prevalence of Escherichia coli O157 : H7 fecal shedding in feedlot pens is affected by the water-to-cattle ratio : A randomized controlled trial.” Plos One 13 (2):1–21. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0192149.

Bertoni, Giuseppe, Erminio Trevisi, and Rosanna Lombardelli. 2010. “Some new aspects of nutrition, health conditions and fertility of intensively reared dairy cows.” Italian Journal of Animal Science 8 (November):491–518. https://doi.org/10.4081/ijas.2009.491.

Bradford, B J, K Yuan, J K Farney, L K Mamedova, and A J Carpenter. 2015. “Invited review : Inflammation during the transition to lactation : New adventures with an old flame.” Journal of Dairy Science 98 (10). Elsevier:6631–50. https://doi.org/10.3168/jds.2015-9683.

Brown, W. E., and M. S. Allen. 2013. “Effects of intrajugular glucose infusion on feed intake, milk yield, and metabolic responses of early postpartum cows fed diets varying in protein and starch concentration.” Journal of Dairy Science 96 (11). American Dairy Science Association:7132–42. https://doi.org/10.3168/jds.2013-6636.

Chandler, Tawny L., and Heather M. White. 2017. “Choline and methionine differentially alter methyl carbon metabolism in bovine neonatal hepatocytes.” PLoS ONE 12 (2):1–16. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0171080.

Chassagne, M., and J. Barnouin. 1992. “Circulating PgF2\(\alpha\) and nutritional parameters at parturition in dairy cows with and without retained placenta: Relation to prepartum diet.” Theriogenology 38 (3):407–18. https://doi.org/10.1016/0093-691X(92)90060-5.

Dervishi, Elda, Guanshi Zhang, Dagnachew Hailemariam, Suzana M. Dunn, and Burim N. Ametaj. 2016. “Occurrence of retained placenta is preceded by an inflammatory state and alterations of energy metabolism in transition dairy cows.” Journal of Animal Science and Biotechnology 7 (1). Journal of Animal Science; Biotechnology:1–13. https://doi.org/10.1186/s40104-016-0085-9.

Eckel, Emily F., and Burim N. Ametaj. 2016. “Invited review: Role of bacterial endotoxins in the etiopathogenesis of periparturient diseases of transition dairy cows.” Journal of Dairy Science 99 (8). Elsevier:5967–90. https://doi.org/10.3168/jds.2015-10727.

Eliades, Myrto, and Elias Spyrou. 2015. “Vitamin D: A new player in non-alcoholic fatty liver disease?” World Journal of Gastroenterology 21 (6):1718–27. https://doi.org/10.3748/wjg.v21.i6.1718.

Emmanuel, D.G.V., K.L. Madsen, T.A. Churchill, S.M. Dunn, and B.N. Ametaj. 2007. “Acidosis and Lipopolysaccharide from Escherichia coli B:055 Cause Hyperpermeability of Rumen and Colon Tissues.” Journal of Dairy Science 90 (12). Elsevier:5552–7. https://doi.org/10.3168/jds.2007-0257.

Hostens, M., P. Bossaert, S. Cools, A. De Kruif, and G. Opsomer. 2010. “Het gebruik van glucogene precursoren in de voeding van hoogproductief melkvee.” Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift 79 (4):247–58.

Janovick, N A, Y R Boisclair, and J K Drackley. 2011. “Prepartum dietary energy intake affects metabolism and health during the periparturient period in primiparous and multiparous Holstein cows.” Journal of Dairy Science 94 (3):1385–1400. https://doi.org/DOI: 10.3168/jds.2010-3303.

Janovick, N a, and J K Drackley. 2010. “Prepartum dietary management of energy intake affects postpartum intake and lactation performance by primiparous and multiparous Holstein cows.” Journal of Dairy Science 93 (7). Elsevier:3086–3102. https://doi.org/10.3168/jds.2009-2656.

Khosravi, M., Y. Rouzbehan, M. Rezaei, and J. Rezaei. 2018. “Total replacement of corn silage with sorghum silage improves milk fatty acid profile and antioxidant capacity of Holstein dairy cows.” Journal of Dairy Science 101 (12). American Dairy Science Association:10953–61. https://doi.org/10.3168/jds.2017-14350.

Lago, A., S.M. McGuirk, T.B. Bennett, N.B. Cook, and K.V. Nordlund. 2006. “Calf Respiratory Disease and Pen Microenvironments in Naturally Ventilated Calf Barns in Winter.” Journal of Dairy Science 89 (10):4014–25. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(06)72445-6.

Lewis, Richard B., and Joseph D. Schulman. 1973. “Influence of Acetylsalicylic Acid, an Inhibitor of Prostaglandin Synthesis, on the Duration of Human Gestation and Labour.” The Lancet 302 (7839):1159–61. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(73)92934-6.

Li, S., E. Khafipour, D.O. Krause, A. Kroeker, J.C. Rodriguez-Lecompte, G.N. Gozho, and J.C. Plaizier. 2012. “Effects of subacute ruminal acidosis challenges on fermentation and endotoxins in the rumen and hindgut of dairy cows.” Journal of Dairy Science 95 (1):294–303. https://doi.org/10.3168/jds.2011-4447.

Mann, S., F. A.Leal Yepes, T. R. Overton, J. J. Wakshlag, A. L. Lock, C. M. Ryan, and D. V. Nydam. 2015. “Dry period plane of energy: Effects on feed intake, energy balance, milk production, and composition in transition dairy cows.” Journal of Dairy Science. https://doi.org/10.3168/jds.2014-9024.

McArt, J a a, D V Nydam, and G R Oetzel. 2012. “Epidemiology of subclinical ketosis in early lactation dairy cattle.” Journal of Dairy Science 95 (9). Elsevier:5056–66. https://doi.org/10.3168/jds.2012-5443.

Oetzel, G R. 2007. “Herd-level ketosis: diagnosis and risk factors.” In American Association of Bovine Practicioners, 40th Annual Conference, 67–91.

Oliveira, Rafael Caputo, Ryan S Pralle, Lucas C De Resende, Carlos Henrique P, C Nova, Valentina Caprarulo, Joshua A Jendza, Arnulf Troescher, and Heather M White. 2018. “Prepartum supplementation of conjugated linoleic acids ( CLA ) increased milk energy output and decreased serum fatty acids and \(\beta\) -hydroxybutyrate in early lactation dairy cows,” 1–13. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0197733.

Pires, J A A, A H Souza, and R R Grummer. 2007. “Induction of Hyperlipidemia by Intravenous Infusion of Tallow Emulsion Causes Insulin Resistance in Holstein Cows.” Journal of Dairy Science 90 (6). Elsevier:2735–44. https://doi.org/10.3168/jds.2006-759.

Qin, Nanbing, Tuomo Kokkonen, Siru Salin, Tuulikki Seppänen-Laakso, Juhani Taponen, Aila Vanhatalo, and Kari Elo. 2018. “Prepartal high-energy feeding with grass silage-based diets does not disturb the hepatic adaptation of dairy cows during the periparturient period.” Journal of Dairy Science 101 (10). American Dairy Science Association:8929–43. https://doi.org/10.3168/jds.2017-13153.

Selim, S, T Kokkonen, J Taponen, A Vanhatalo, and K Elo. 2015. “Effect of prepartal ad libitum feeding of grass silage on transcriptional adaptations of the liver and subcutaneous adipose tissue in dairy cows during the periparturient period.” Journal of Dairy Science 98 (8). Elsevier:5515–28. https://doi.org/10.3168/jds.2014-8986.

Sugimoto, Yukihiko, Atsushi Yamasaki, Eri Segi, Kazuhito Tsuboi, Yoshiya Aze, Tatsuya Nishimura, Hiroji Oida, et al. 1997. “Failure of parturition in mice lacking the prostaglandin F receptor.” Science 277 (5326):681–83. https://doi.org/10.1126/science.277.5326.681.

Trevisi, E, and G Bertoni. 2008. Attenuation with acetylsalicylate treatments of inflammatory conditions in periparturient dairy cows. December.

Waelchli, R.O., R. Thun, and H Stocker. 1999. “Effect of flunixin meglumine on placental Cost-effectiveness of bovine spongiform encephalopathy screening.” Veterinary Record 144 (25):702–3. http://dx.doi.org/10.1136/vr.144.25.702.

Waldron, M. R., B. J. Nonnecke, T. Nishida, R. L. Horst, and T. R. Overton. 2003. “Effect of lipopolysaccharide infusion on serum macromineral and vitamin D concentrations in dairy cows.” Journal of Dairy Science 86 (11):3440–6. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(03)73948-4.

Zhou, Z., M. Vailati-Riboni, E. Trevisi, J.K. Drackley, D.N. Luchini, and J.J. Loor. 2016. “Better postpartal performance in dairy cows supplemented with rumen-protected methionine compared with choline during the peripartal period.” Journal of Dairy Science 99 (11). Elsevier:8716–32. https://doi.org/https://doi.org/10.3168/jds.2015-10525.