Αξιολόγηση των μεταβολών του δείκτη θρεπτικής κατάστασης σε γαλακτοπαραγωγές προβατίνες με τη χρήση μεταβολικών δεικτών και υπερήχων

Abstract

The objective of the present study was to assess body condition score (BCS) changes by palpation, in different breeds of dairy sheep, with the parallel application of two more objective techniques; ultrasonography and blood metabolic indicators.In the first part of the study, the selected ewes were purebred animals from the four main dairy sheep breeds reared in Greece: Chios (8), Frizarta (8), Lacaune (7) and Assaf.E (7). Ewes were subjected to specific feeding treatments across the trial period (6 weeks of fattening and 4 weeks of fasting period). The following measurements were performed on a weekly basis; body weight (BW) measurement, assessment of BCS by palpation and backfat (BFT) and longissimus dorsi muscle (LDT) thickness determination by ultrasound. The measurements of BFT and LDT revealed two more variables, the sum of BFT and LDT (TotalT) and the ratio LDT: BFT (RatioT). During the fasting period, the weekly changes of BCS (Δ_BCS), BFT (Δ_BFT), LDT (Δ_LDT) and TotalΤ (Δ_TotalT) for each ewe were also calculated. Additionally, blood samples were collected for serum β-hydroxybutyric acid (BHBA) and non-esterified fatty acids (NEFA) measurements. Pairwise correlations among BW, BCS, BFT, LDT, TotalT and RatioT measurements were performed within each breed. The mixed model procedure for repeated measures was used to access the effects of BFT and LDT on BCS estimates and the effects of the variables Δ_BCS, Δ_BFT, Δ_LDT and Δ_TotalΤ on the weekly concentrations of NEFA. Correlations between BFT and BCS and between LDT and BCS for all 4 dairy sheep breeds assessed in the study were statistically significant but overall, weak to moderate. BW had a strong positive correlation with BCS in Lacaune ewes (r = 0.876), but this was not the case for the other breeds. TotalT and RatioT had a significant effect on BCS (P <0.001), while breed and experimental period had a significant effect on the association of TotalT and RatioT with BCS estimates. Moreover, the rate of LDT increase was higher (R2 quadratic = 0.086, P <0.001) than the rate of BFT during repletion, in relation to the mobilization of body reserves (R2 linear = 0.094, P <0.001). Finally, the effect of Δ_BFT on weekly changes of NEFA concentrations was statistically significant (P = 0.008).In the second part of the study, BCS changes were evaluated during the main physiological stages of ewes under field conditions, using the same methods that were applied in the first part of the study. Ewes were selected from four commercial flocks and the final number of animals used in the statistical analysis was 177 ewes (Chios = 46, Frizarta = 40, Lacaune = 42 and Assaf.E = 49). Measurements were performed at the following five time-points of the productive cycle of the ewes: one month prior to lambing (-30 days), 15 days prior to lambing (-15 days), last week of the first month of lactation (+30 days), last week of the third month of lactation (+90 days) and last week of the fifth month of lactation (+150 days). Pairwise correlations among BCS, BFT, LDT, TotalT and RatioT measurements were performed within each breed. The mixed model procedure for repeated measures was used to access the effects of BFT and LDT on BCS estimates. Moreover, the receiver operating characteristic (ROC) analysis was used to define thresholds for fat and muscle reserves and mobilization parameters to predict elevated BHBA or NEFA status. Negative energy balance status was defined as serum BHB >0.8 mmol/L or NEFA >0.3 mmol/L and treated as a binary variable. Corellations between BFT, LDT and BCS were statistically significant and high for all breeds of dairy sheep. TotalT and RatioT had a significant effect on BCS (P <0.001), while breed and physiological stage had a significant effect on the association of TotalT and RatioT with BCS estimates. Moreover, the rate of LDT increase was higher (R2 quadratic = 0.475, P <0.001) than the rate of BFT during repletion, in relation to the mobilization of body reserves (R2 linear = 0.674, P <0.001). Additionally, ewes with Δ_BFT >0.65 mm had 3.2 times (P=0.002) increased probability to have serum NEFA>0.3 mmol/L, while ewes with BFT(-30d) >6.86 mm, which corresponds to an average BCS of 2.75-3.00, had 6.7 times (P<0.001) increased probability to have serum NEFA>0.3 mmol/L. Similarly, ewes that lost BFT the period between -30d and -15d, had 6.7 times (P<0.001) increased probability to have serum BHBΑ>0.8 mmol/L; ewes with TotalT (-15d) ≤25.6 mm, which corresponds to an average BCS of 2.25-2.50, had 5.3 times (P<0.001) increased probability to have serum BHBA >0.8 mmol/L.In conclusion, regarding the high correlations that observed between BCS and BFT and LDT under field conditions, it appears that the method of Russel et al. (1969) can be used with sufficient accuracy to evaluate BCS in dairy sheep. Nevertheless, our results revealed that BCS assessment by palpation does not have a common interpretation for all breeds. According to correlations of BCS estimates with RatioT, LDT/BFT ratio is different at each scale for each breed. This observation, in addition to the higher rate of LDT increase during positive energy balance status, indicate that the development of a scale with more specialized palpation points, based on the conformation of each breed, might provide a more accurate estimation of LDT/ BFT ratio, both between different breeds, as well as between different scales of BCS. Finally, correlations between BFT values and/or BFT range with NEFA and BHBA concentrations one month prior to lambing is an important management tool for predicting the risk of pregnancy toxemia in dairy sheep flocks. Future researches should focus on investigating the genetic correlation of pre-and postpartum BCS changes with the morphological and productive characteristics of dairy sheep, for which genetic selection is already performed.

Ο σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν η αξιολόγηση των μεταβολών της θρεπτικής κατάστασης, όπως αυτή προκύπτει με τη μέθοδο της ψηλάφησης, σε διαφορετικές φυλές γαλακτοπαραγωγών προβάτων, με την παράλληλη εφαρμογή δύο αντικειμενικότερων τεχνικών, αυτή της χρήσης των υπερήχων και των μεταβολικών δεικτών στο αίμα.Στο πρώτο μέρος της έρευνας χρησιμοποιήθηκαν καθαρόαιμα ζώα από τις τέσσερις κύριες φυλές γαλακτοπαραγωγών προβάτων που εκτρέφονται στην Ελλάδα: Χίου (8), Φριζάρτα (8), Lacaune (7) και Assaf.Ε (7), ενώ η μελέτη πραγματοποιήθηκε υπό ελεγχόμενες συνθήκες και διατροφική διαχείριση (6 εβδομάδες πάχυνσης και 4 εβδομάδες περιορισμένης διατροφής). Σε εβδομαδιαία βάση μετρήθηκε το σωματικό βάρος (ΣΒ) των ζώων, αξιολογήθηκε ο δείκτης θρεπτικής τους κατάστασης (ΔΘΚ) με τη μέθοδο της ψηλάφησης και εκτιμήθηκε το πάχος του υποδόριου λιπώδους (BFT) και μυϊκού (LDT) ιστού με τη χρήση των υπερήχων. Από τις μετρήσεις του BFT και του LDT προέκυψαν δύο ακόμα μεταβλητές, το άθροισμα των BFT και LDT (TotalT) και η αναλογία LDT:BFT (RatioT). Για τις μετρήσεις κατά την περίοδο της νηστείας, υπολογίστηκαν επίσης οι εβδομαδιαίες μεταβολές του ΔΘΚ (Δ_ΔΘΚ), του BFT (Δ_BFT), του LDT (Δ_LDT) και του TotalΤ (Δ_TotalT) για κάθε ζώο. Επιπλέον, συλλέχθηκαν δείγματα αίματος για τον προσδιορισμό του β-υδροξυβουτυρικού οξέος (ΒΗΒΑ) και των μη-εστεροποιημένων λιπαρών οξέων (NEFA). Η συσχέτιση μεταξύ των παραμέτρων ΣΒ, ΔΘΚ, BFT, LDT, TotalT και RatioT για κάθε φυλή διερευνήθηκε με την εφαρμογή του συντελεστή συσχέτισης κατά Pearson(r) (Pearson correlation coefficient). Για την αξιολόγηση των επιδράσεων των BFT και LDT στις εκτιμήσεις του ΔΘΚ χρησιμοποιήθηκαν γραμμικά πρότυπα μικτών επιδράσεων για επαναλαμβανόμενες μετρήσεις. H επίδραση των μεταβλητών Δ_ΔΘΚ, Δ_BFT, Δ_LDT και Δ_TotalΤ στις εβδομαδιαίες συγκεντρώσεις των NEFA, εκτιμήθηκε με μικτά γραμμικά πρότυπα για επαναλαμβανόμενες μετρήσεις. Οι συντελεστές συσχέτισης μεταξύ του BFT και του ΔΘΚ και μεταξύ του LDT και του ΔΘΚ για τις 4 φυλές γαλακτοπαραγωγών προβάτων που μελετήθηκαν ήταν στατιστικά σημαντικοί αλλά συνολικά, χαμηλοί έως μέτριοι. Το ΣΒ εμφάνισε υψηλή θετική συσχέτιση με τον ΔΘΚ στις προβατίνες φυλής Lacaune (r = 0,876), κάτι που δεν παρατηρήθηκε στις άλλες φυλές. Διαπιστώθηκε ότι υπάρχει στατιστικά σημαντική επίδραση του TotalT και RatioT στην εκτίμηση του ΔΘΚ (Ρ<0,001), ενώ η φυλή και η πειραματική περίοδος είχαν σημαντική επίδραση στη συσχέτιση των μετρήσεων ΤotalT και RatioT με τις εκτιμήσεις του ΔΘΚ. Επιπρόσθετα, ο ρυθμός αύξησης του LDT ήταν μεγαλύτερος (R2 quadratic=0,086, P<0,001) από τον ρυθμό αύξησης του BFT, κατά την ανάκτηση σε σχέση με την κινητοποίηση των σωματικών αποθεμάτων (R2 linear=0,094, P<0,001). Τέλος, η επίδραση του Δ_BFT στην εβδομαδιαία μεταβολή των NEFA ήταν στατιστικά σημαντική (P=0,008).Στο δεύτερο μέρος της διατριβής διερευνήθηκαν οι μεταβολές του ΔΘΚ στα κυριότερα παραγωγικά στάδια των προβατίνων σε συνθήκες εκτροφής και αξιολογήθηκαν με τις ίδιες μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν και στο πρώτο μέρος της διατριβής. Τα ζώα επιλέχθηκαν από τέσσερις εμπορικές εκτροφές και ο τελικός αριθμός των ζώων που χρησιμοποιήθηκε στη στατιστική ανάλυση ήταν 177 προβατίνες (Χίου=46, Φριζάρτα=40, Lacaune=42 και Assaf.E=49). Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στα εξής πέντε χρονικά σημεία του παραγωγικού κύκλου των προβατίνων: έναν μήνα πριν τον αναμενόμενο τοκετό (-30ημ.), 15 ημέρες πριν τον αναμενόμενο τοκετό (-15ημ.), την τελευταία εβδομάδα του πρώτου μήνα της γαλακτικής περιόδου (+30ημ.), την τελευταία εβδομάδα του τρίτου μήνα της γαλακτικής περιόδου (+90ημ.) και την τελευταία εβδομάδα του πέμπτου μήνα της γαλακτικής περιόδου (+150ημ.). Η συσχέτιση μεταξύ των παραμέτρων, ΔΘΚ, BFT, LDT, TotalT και RatioT για κάθε φυλή διερευνήθηκε με την εφαρμογή του συντελεστή συσχέτισης Pearson (r) (Pearson’s correlation coefficient). Για την αξιολόγηση των επιδράσεων των BFT και LDT στις εκτιμήσεις του ΔΘΚ χρησιμοποιήθηκαν γραμμικά πρότυπα μικτών επιδράσεων για επαναλαμβανόμενες μετρήσεις. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε η καμπύλη ROC με στόχο τον υπολογισμό του κρίσιμου σημείου (cut-off point) ευαισθησίας και 1-ειδικότητας για την κινητοποίηση των αποθεμάτων του υποδόριου λιπώδους και μυϊκού ιστού, πέρα από το οποίο αυξανόταν σημαντικά η πιθανότητα εμφάνισης αρνητικού ενεργειακού ισοζυγίου. Ως αρνητικό ενεργειακό ισοζύγιο ορίστηκαν συγκεντρώσεις των NEFA>0,3 mmol/L ή του BHBA>0,8mmol/L, οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν ως δυαδικές μεταβλητές. Οι συντελεστές συσχέτισης μεταξύ των BFT, LDT και του ΔΘΚ που μελετήθηκαν ήταν στατιστικά σημαντικοί και υψηλοί σε όλες τις φυλές των γαλακτοπαραγωγών προβάτων. Διαπιστώθηκε επίσης ότι υπάρχει επίδραση του TotalT και RatioT στην εκτίμηση του ΔΘΚ, ενώ η φυλή και το φυσιολογικό στάδιο είχαν σημαντική επίδραση στη συσχέτιση των μετρήσεων ΤotalT και RatioT με τις εκτιμήσεις του ΔΘΚ (Ρ<0,001). Επιπρόσθετα, ο ρυθμός αύξησης του LDT ήταν μεγαλύτερος (R2=0,475, P<0,001) από τον ρυθμό αύξησης του BFT, κατά την ανάκτηση σε σχέση με την κινητοποίηση των σωματικών αποθεμάτων (R2=0,674, Ρ<0,001). Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι οι προβατίνες που έχασαν περισσότερο από 0,65 χιλ. BFT το χρονικό διάστημα μεταξύ των 30 και 15 ημερών πριν τον αναμενόμενο τοκετό, είχαν 3,2 φορές αυξημένη πιθανότητα (P=0,002) να εμφανίσουν τιμή NEFA>0,3 mmol/L, ενώ οι προβατίνες που είχαν τιμή BFT>6,86 χιλ. έναν μήνα πριν τον αναμενόμενο τοκετό είχαν 6,7 φορές αυξημένη πιθανότητα (P<0,001) να εμφανίσουν τιμή NEFA>0,3 mmol/L. Η παραπάνω τιμή του πάχους του υποδόριου λιπώδους ιστού αντιστοιχεί περίπου σε 2,75-3 βαθμίδες ΔΘΚ. Αντίστοιχα, οι προβατίνες που έχασαν αποθέματα υποδόριου λιπώδους ιστού το χρονικό διάστημα μεταξύ των 30 και 15 ημερών πριν τον αναμενόμενο τοκετό είχαν 6,7 φορές αυξημένη πιθανότητα (P<0,001) να εμφανίσουν τιμές BHBA>0,8 mmol/L, ενώ προβατίνες με τιμή TotalT≤25,6 χιλ., είχαν 5,3 φορές αυξημένη πιθανότητα (P<0,001) να εμφανίσουν τιμή BHBA>0,8 mmol/L. Η παραπάνω τιμή του πάχους του υποδόριου λιπώδους και μυϊκού ιστού αντιστοιχεί περίπου σε 2,25-2,50 βαθμίδες ΔΘΚ.Από τις υψηλές συσχετίσεις που διαπιστώθηκαν μεταξύ του ΔΘΚ και των BFT και LDT σε πραγματικές συνθήκες εκτροφής, προκύπτει ότι η μέθοδος των Russel και συν. (1969) μπορεί να συνεχίσει να χρησιμοποιείται με αρκετή ακρίβεια για την αξιολόγηση της θρεπτικής κατάστασης των γαλακτοπαραγωγών προβάτων. Παρόλα αυτά, τα αποτελέσματα μας καταδεικνύουν ότι ο ΔΘΚ που προκύπτει από την ψηλάφηση δεν έχει κοινή ερμηνεία για όλες τις φυλές. Και αυτό, γιατί βάση των συσχετίσεων με το RatioT, προκύπτει ότι η αναλογία LDT/BFT είναι διαφορετική σε κάθε βαθμίδα για κάθε φυλή. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με τον ταχύτερο ρυθμό αύξησης του LDT κατά το θετικό ενεργειακό ισοζύγιο, καθιστά απαραίτητη την προσθήκη περισσότερων, πιο εξειδικευμένων σημείων ψηλάφησης ανάλογα με τη διάπλαση της κάθε φυλής, ώστε η κατάταξη σε κάθε βαθμίδα θρεπτικής κατάστασης να ανταποκρίνεται ορθότερα στην αναλογία LDT/BFT τόσο μεταξύ των φυλών όσο και μεταξύ των βαθμίδων του ΔΘΚ. Τέλος, η συσχέτιση μεταξύ των τιμών ή/και των διακυμάνσεων του BFT με τη συγκέντρωση των NEFA και ΒΗΒΑ έναν μήνα πριν τον αναμενόμενο τοκετό αποτελεί ένα σημαντικό διαχειριστικό εργαλείο για την αξιολόγηση του κινδύνου εμφάνισης τοξιναιμίας κατά την περιγεννητική περίοδο στις εκτροφές των γαλακτοπαραγωγών προβάτων. Επόμενες έρευνες πρέπει να εστιάσουν στη διερεύνηση της γενετικής συσχέτισης των διακυμάνσεων του ΔΘΚ κατά την περιγεννητική περίοδο με τα μορφολογικά και παραγωγικά χαρακτηριστικά των γαλακτοπαραγωγών προβάτων, για τα οποία πραγματοποιείται ήδη επιλογή.