Efecto de la suplementación nutricional sobre el balance energético en vacas lecheras en trópico bajo / Effect of nutritional supplementation over negative balance in dairy cows under tropical conditions / Efeito da suplementação nutricional no balanço energético em vacas leiteiras nos baixos trópicos

Resumen Introducción. La producción lechera intensiva o semi intensiva demanda alta oferta de alimentos para cumplir con los requerimientos nutricionales de la misma, éstos no logran ser proporcionados a la vaca recién parida en pastoreo, por la depresión del consumo, los cambios metabólicos y endocrinos ocurridos durante el periodo de transición. El menor consumo de alimento y el aumento en las exigencias para producción de leche, llevan al animal a un Balance Energético Negativo (BEN), el cual debe ser superado rápidamente para garantizar una mejor tasa reproductiva y una mayor producción de leche. Objetivo. Estudiar opciones de suplementación nutricional durante el periodo de transición, para reducir el Balance Energético Negativo. Materiales y métodos. Se emplearon 28 vacas adultas, en un sistema semi intensivo de producción de leche, ubicado en trópico bajo. Se formularon cuatro tratamientos: TT1, grupo control; TT2, grasa sobrepasante; TT3, nitrógeno no proteico encapsulado, y TT4, monensina sódica. Se analizaron hormonas y metabolitos relacionados con energía, proteína y minerales. Mediante ultrasonografía, se determinó la dinámica folicular y la presencia de cuerpo lúteo, igualmente se evaluaron indicadores reproductivos y producción de leche. El periodo de muestreo hasta los 105 días posparto permitió el análisis de la primera fase de lactancia e incluir el periodo fisiológico en el cual se espera que la vaca lechera reanude su actividad reproductiva. Resultado. Se presentaron variaciones en los periodos correspondientes al periodo de transición para los principales indicadores del metabolismo energético. La reactivación ovárica mostró que no fue rápida, sin embargo, hubo efecto sobre los días abiertos y la eficiencia reproductiva. Conclusión. Las concentraciones de hormonas y metabolitos analizados no presentaron variaciones significativas. Se evidenció efecto de al menos un tratamiento frente al control; igualmente, se presentaron variaciones en algunos periodos analizados. El comportamiento reproductivo fue deficiente.

Abstract Introduction. The intensive dairy production demand high food offers to fill the nutritional requirements of the lactation, these cannot be provided to the peripartum cow, by the depression of the consumption and metabolic and endocrine changes occurring during of the transition period. The lower consumption of dry matter and the energy demands for high milk production, take the animal to the Negative Energy Balance (NEBAL), which must be overcome quickly to ensure a better reproductive rate and a higher milk production. Objective. To explore different nutritional options during the transition period, in order to reduce negative energy balance. Materials and methods. 28 cows were used, in a semi-intensive dairy cows system, located in the tropics. Four treatments were used: TT1, control group; TT2, high energy density; TT3, non-protein nitrogen encapsulated, and TT4, monensin sodium. We analyzed hormones and metabolites related to energy, protein and minerals. By ultrasonography, it was determined the follicular dynamics and the presence of corpus luteum; likewise, we evaluated the reproductive indicators values and milk production. The sampling period up to 105 days postpartum allowed for the analysis of the first phase of lactation and covers the period in which it is expected that the dairy cow is in gestation. Results. Some variations were observed in the periods corresponding to the transition period for the main indicators of energy metabolism. Ovarian reactivation showed that it was not rapid, however, there was an effect on open days and reproductive efficiency. Conclusion. The concentrations of hormones and metabolites analyzed did not show significant variations. The effect of at least one treatment against the control was evident; likewise, there were variations in some analyzed periods. Reproductive behavior was poor.

Resumo Introdução. A produção leiteira intensiva requer alta oferta de alimentos com os quais preencher os requerimentos nutricionais da vaca em lactação e sob pastejo, mesmo estes não consigam ser entregues na vaca recém-parida, pela depressão do consumo e as mudanças metabólicas e as endócrinas acontecidas durante o período de transição. O menor consumo de alimento e as grandes exigências para a produção do leite geram no animal o Balance Energético Negativo (BEN), o qual tem que ser superado com rapidez para garantir um melhor desempenho reprodutivo e uma maior produção leiteira. Objetivo. Estudar diferentes opções nutricionais durante o período de transição para reduzir o balanço energético negativo. Materiais e métodos. Foram empregadas 28 vacas num sistema não intensivo de produção de leite no tropico baixo. Foram analisados quatro tratamentos: TT1, grupo controle; TT2, energia de alta densidade; TT3, nitrogênio não proteico protegido, e TT4, monensina sódica. Analisaram- se hormônios e metabolitos relacionados com energia, proteína e minerais. Foi avaliada a dinâmica produtiva e através de ultrassom foi determinada a atividade folicular e a presença de corpo lúteo. O período de amostragem até os 105 dias pós-parto, permitiu as análises na primeira fase da lactação e o período fisiológico no qual esperasse que a vaca fique prenha. Resultados. Foram apresentadas variações nos períodos correspondentes ao período de transição para os principais indicadores do metabolismo energético. A reativação ovariana mostrou que ela não era rápida, empero melhorou os dias em aberto, afetando a eficiência reprodutiva. Conclusão. As concentrações de hormônios e metabolitos analisados não apresentaram diferenças significativas. Foi achado efeito de quanto menos um tratamento frente ao controle; igualmente, presentaram-se variações em alguns dos períodos analisados. O comportamento reprodutivo foi deficiente.

Infusão intramamária de Weissella confusa afeta a contagem de células somáticas e a contagem diferencial de leucócitos no leite / Intramammary infusion of Weissella confusa affects somatic cell counts and milk differential leukocyte count

A utilização de bactérias do ácido láctico (LAB) como uma alternativa ao uso de antimicrobianos tem sido proposta para o controle da mastite bovina. No entanto, antes dessas aplicações, o efeito in vivo das LAB sobre a glândula deve ser cuidadosamente avaliado. O objetivo deste estudo foi determinar se a infusão intramamária de Weissella confusa e seus metabólitos em vacas afeta a contagem de células somáticas (CCS) e a contagem diferencial de leucócitos no leite. Vinte e quatro tetos de seis vacas Hartón del Valle foram selecionados para a pesquisa. Uma alíquota de 5mL de uma solução aquosa de células de W. confusa (W) (concentração 109u.f.c. mL-1), 5mL de células de W. confusa com seus metabólitos (W + W10b) ou 5mL de metabólitos (W10b) foi aplicada ao acaso em três tetos de cada vaca. O teto restante em cada úbere representou a unidade experimental de controle (C). Nos dias 1, 2, 3, 5, 7, 9, 13 e 15 após infusão (PI), a CCS, o pH, a acidez titulável e a contagem diferencial de leucócitos no leite foram avaliadas. A aplicação das três substâncias biológicas produziu aumentos significativos na CCS, no pH e na contagem de neutrófilos polimorfonucleares. Não foram encontradas diferenças significativas entre W e W+W10b. O W10b mostrou a menor alteração sobre as variáveis avaliadas. Os resultados sugerem que a aplicação de W. confusa e seus metabólitos afeta a CCS e a contagem diferencial de leucócitos no leite.

The use of lactic acid bacteria (LAB) as an alternative to antimicrobial usage has been proposed for the control of bovine mastitis. However, before its application, the in vivo effects of the LAB on mammary gland must be carefully evaluated. The objective of this study was to determine whether the intramammary infusion of Weissella confusa and its metabolites in cows affects the somatic cell counts (SCCs) and milk differential leukocyte count. Twenty-four mammary quarters of six Hartón del Valle cows were selected for the investigation. A 5mL aliquot of an aqueous solution of W. confusa cells (W) (concentration of 109cfu mL-1), 5mL of W. confusa cells with its metabolites (W+W10b) or 5mL of metabolites (W10b) was randomly applied to three mammary quarters of each cow. The remaining teat on each udder represented the experimental control units (C). At 1, 2, 3, 5, 7, 9, 13 and 15 days post-infusion (PI), the SCCs, pH, titrable acidity and milk differential leukocyte count were evaluated. The application of the three biological substances produced significant increases in SCCs, pH and polymorphonuclear neutrophil counts. No significant differences between W and W+W10b infusion were found. W10b resulted in a lesser alteration on the variables evaluated. The results suggest that the intramammary infusion of W. confusa and its metabolites affect the SCCs and milk differential leukocyte count in cows.

Cellular response of the bovine mammary gland after Weissella confusa infusion to control Streptococcus agalactiae / Resposta celular da glândula mamaria bovina após infusão com Weissella confusa para o controle de Streptococcus agalactiae / Respuesta celular de la glándula mamaria bovina después de la infusión con Weissella confusa para el control de Streptococcus agalactiae

Background: the use of lactic acid bacteria (LAB) as a potential therapeutic agent to control bovine mastitis was previously proposed. However, little is known about the cellular response of the bovine mammary gland in cattle infected with Streptococcus agalactiae and treated with LAB. Objective: to assess the cellular response by the mammary gland in lactating cows after infection with Streptococcus agalactiae followed by infusion with Weissella confusa as antibacterial treatment. Methods: healthy udder quarters of lactating cows were infected with S. agalactiae (10(7) cfu/mL). After 24 h of pathogen infusion, 50% of the quarters were infused with 109 cfu/mL of W. confusa (SW) and the remaining 50% were kept as control units (S). At days 1, 2, 3, 4, 5, 11, and 14 post-infusion of the pathogen, the clinical signs of mastitis and the degree of cellular response by the mammary gland were evaluated using the California mastitis test, somatic cell count, electrical conductivity, and differential leukocyte count in milk. Results: the SW quarters showed clinical inflammation of the mammary gland associated with a significant increase in somatic cell count, California mastitis test, electrical conductivity and high proportion of polymorphonuclear neutrophils. The results suggest that the infusion with W. confusa cells induced a higher cellular immune response in the bovine mammary gland than S. agalactiae alone. Conclusions: results indicate that W. confusa infusions for controlling S. agalactiae should not be adopted. However, the activation mechanism of somatic cells in the mammary gland needs to be elucidated.

Antecedentes: previamente se propuso el uso de bacterias ácido lácticas (LAB) como agentes terapéuticos potenciales para el control de mastitis bovina. Sin embargo, poco se ha investigado sobre la respuesta celular de la glándula mamaria bovina ante la aplicación de LAB en bovinos infectados con Streptococcus agalactiae. Objetivo: evaluar, en vacas lactantes, la respuesta celular de la glándula mamaria después de la infección con Streptococcus agalactiae y la infusión intrapezón con Weissella confusa como tratamiento. Métodos: cuartos sanos de ganado criollo Hartón del Valle en estado de lactancia, se infectaron con S. agalactiae (10(7)ufc/ mL). Transcurridas 24 horas post-infusión del patógeno, al 50% de los cuartos se les aplicó W. confusa a concentración de 10(9) ufc/mL (cuartos SW) y el 50% de los cuartos restantes se tomaron como unidades experimentales control (cuartos S). En los días 1, 2, 3, 4, 5, 11 y 14 pos-infusión del patógeno, se evaluaron signos clínicos de mastitis y el grado de respuesta celular de la glándula mamaria, a través de california mastitis test, recuento de células somáticas, conductividad eléctrica y diferencial de leucocitos en leche. Resultados: en los cuartos SW se observaron evidencias clínicas de inflamación de la glándula mamaria asociada con incremento significativo de recuento de células somáticas, California mastitis test, conductividad eléctrica, y altos porcentajes de neutrófilos polimorfonucleares. Los resultados sugieren que la infusión con células de W. confusa genera mayor respuesta celular en la glándula mamaria bovina que S. agalactiae. Conclusiones: los resultados indican que no puede utilizarse la infusión de células vivas de W. confusa como tratamiento para el control de S. agalactiae. Se debe investigar otro mecanismo de uso de la LAB para el tratamiento de mastitis bovina.

Antecedentes: previamente foi proposto o uso de bactérias ácido-lácticas (LAB), como agentes terapêuticos potenciais para o controle da mastite bovina. No entanto, pouca pesquisa tem sido feita sobre a resposta celular da glândula mamária de bovinos após aplicação de LAB em bovinos infectados com Streptococcus agalactiae. Objetivo: avaliar, em vacas em período de lactação, a resposta celular da glândula mamária após a infecção com Streptococcus agalactiae e a infusão dentro da teta de Weissella confusa como tratamento. Métodos: tetas saudáveis de gado nativo Harton del Valle em lactação foram infectados com S. agalactiae (10(7)ufc/mL). Ventiquatro horas após a infusão do agente patogénico, a 50% dos quartos foi administrada W. confusa em concentração de 10(9) ufc/mL (quartos SW) e 50% dos quartos foram usados como unidades experimentais de controle (quartos S). Nos dias 1, 2, 3, 4, 5, 11 e 14 após a infusão do agente patogénico, foram avaliados os sinais clínicos de mastite e o grau de resposta celular da glândula mamária através do Califórnia Mastite Teste, contagem de células somáticas, condutividade elétrica e diferencial de leucócitos do leite. Resultados: nos quartos SW observou-se evidência clínica de inflamação da glândula mamária associado ao aumento significativo na contagem de células somáticas, Califórnia mastite teste, condutividade eléctrica, e altas porcentagens de neutrófilos polimorfonucleares. Os resultados sugerem que a infusão de células de W. confusa gera maior resposta celular na glândula mamária bovina que o S. agalactiae. Conclusões: os resultados indicam que a infusão de células vivas de W. confusa como um tratamento para o controle de S. agalactiae não pode ser usado. Outros métodos de uso da LAB para o tratamento de mastite devem ser pesquisados.

Effects of fermentation substrates and conservation methods on the viability and antimicrobial activity of weissella confusa and its metabolites

Lactic acid bacteria produce metabolites with antagonistic activity against other bacteria. However, growth conditions and conservation methods may reduce the viability and antimicrobial activity of lactic acid bacteria. This study evaluated the effects of fermentation substrate, lyophilization (freeze-drying) and refrigeration on the viability and antimicrobial activity of Weissella confusa strain and its metabolites against pathogens responsible for bovine mastitis. W. confusa strain was grown in MRS broth and milk supplemented with yeast extract and glucose (MYEG). The collected fractions were preserved by lyophilization or under refrigeration at 4ºC. Every seven days, the viability of W. confusa strain and the stability of its metabolites were evaluated against Staphylococcus aureus and Streptococcus agalactiae by disc diffusion assays. In both fermentation substrates, the combination of lyophilized strain and metabolites retained antimicrobial activity against the two pathogens for 42 days. Also, W. confusa strain retained adequate viability and antimicrobial activity when grown in MYEG and stored under refrigeration conditions. It was concluded that MYEG and refrigeration are acceptable low cost options to preserve the viability of W. confusa for its potential commercial use in the prevention and treatment of bovine mastitis.