tecniche di produzione dei ruminanti la curva di lattazione
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TECNICHE DI PRODUZIONE DEI RUMINANTI
La curva di lattazione
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alveoli mammari
cisterna capezzolare
cisterna mammaria
dotti galattofori
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Rappresentazione schematica dell'alveolo mammario - (Naitana et al. 1992)
Cellule mioepiteliali
Dotto alveolare
Lume alveolareTessuto secretivo
Alveoli: diametro 0,1-0,4 mm
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Alveoli: diametro 0,1-0,4 mm
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Modello di alveolo (a) con i piccoli dotti (d) - irrorazione sanguigna, adipociti, cellule mioepiteliali, e cellule plasmatiche (PC = tipo di globuli bianchi che producono anticorpi).
Alveoli: diametro 0,1-0,4 mm
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Cellule secretrici
Rappresentazione schematica dell’epitelio mammario in diversi stadi fisiologici (TJ = tight junction; GJ = gap junction; D = desmosomi; RER = reticolo endoplasmatico rugoso)
Canali ionici
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0
500
1000
1500
2000
2500
0 50 100 150 200
Days in milking (DIM)
Dai
ly m
ilk y
ield
(g)
Curva di lattazione
perturbazione temporanea
perturbazione permanente
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PL = N X k
PL = Produzione di latte
N = Numero di cellule secretrici
k = Efficienza di sintesi di ciascuna cellula
La curva di lattazione e la produzione giornaliera di latte sono determinate dalla relazione:
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Numero di cellule secretrici - N (Cappio-Borlino et al., 1996)
differenziazione involuzione
Cellule inattive
Cellule attive
dN/dt = r1Ni - r2Na Na (t) = Ae-r1t + Be-r2t
Nelle vacche il turnover cellulare durante la lattazione è del 50% (Capuco et al., 2001)
Cellule senescenti
r1 = tasso di differenziazione
r2 = tasso di apoptosi
k = ritmo di secrezione cellulare
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alim en tareid rica
am b ien ta letecn olog ica
com p ortam en ta le
Efficienza di sintesi delle cellule secretrici - K
La massima efficienza dipende dal genotipo (RNA/DNA per cellula, dall’efficienza di captazione dei metaboliti, ecc.), dal quadro ormonale, dagli apporti nutritivi, dal DIM
Riduzione del K per fattori di origine:
Stress metabolici
Stress emozionali
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parto
Curva di lattazione: evoluzione del numero di cellule(N)[ + differenziazione – involuzione]
N = numero di cellule
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Involuzione durante l’asciutta
GH + OLP
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parto
Curva di lattazione : efficienza di sintesi cellulare (K)
K = efficienza cellule
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parto
Curva di lattazione
N = numero di cellule
K = efficienza cellule
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Latte = N x K
(Capuco et al., 2001)
parto
Curva di lattazione
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tg
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0
500
1000
1500
2000
2500
0 50 100 150 200
Days in milking (DIM)
Dai
ly m
ilk y
ield
(g)
Le perturbazioni della curva di lattazione possono essere:
Temporanea attribuibile a KPermanente, attribuibile a N
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Principali fattori di stress che agiscono sul K
Stress metabolici: bilanci nutrivi negativi provocano la riduzione del flusso ematico nella mammella e riducono la captazione dei substrati (Davies e Collier, 1983)
Stress tecnici: effetto della frequenza di mungitura o dell’intermungitura
Cellule attivek = ritmo di secrezione cellulare
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La soppressione di una mungitura settimanale (13 vs 14) comporta la riduzione della produzione media giornaliera del 3,7% di latte (- 1,1 L/d)
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(Erdman & Varner, 1995)
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4 5
n. mungiture/d
latt
e (
kg
/d)
3
3,2
3,4
3,6
3,8
4
4,2
4,4
4,6
4,8
5
gra
ss
o (
%)
L’aumento della frequenza di mungitura comporta un aumento della produzione di latte (JDS, 78, 1995)
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Produzione di latte in funzione della frequenza di mungitura e della tecnica di svezzamento (Bar-Peled et al., 1995)
3x6x
3x + 3 suckl
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Quali sono i meccanismi che
legano la riduzione di
produzione di latte dovuta a k
con lo stress di mungitura?
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Meccanismo locale: FIL (Knight et al., 1998)
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Caja et al., 2004 - JDS 87Ayadi et al., 2003 - JDS 86
Relazione tra latte prodotto e area della cisterna misurata con ecografo (distanza 8 h dalla mungitura)
y = 0.5716x - 1.9878
R2 = 0.922
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
0 5 10 15 20 25
area cisternale (cm2)
latt
e (L
)
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7 8 9 10 11
50
150
250
350
450
dimensione cisterna (cm)
Latt
e (g
)
R-Sq = 67 %
Relazione tra produzione di latte e dimensioni della cisterna in pecore Sarde
(Nudda et al., 2002)
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PA-PPS
-CN
-CN
PPCB (res 1-28)
K+ Na+ Cl-
LatteLatte
PPCB = FIL?
Meccanismo locale PPCB (Silanikove et al., 2000)
Blocco sintesi lattosio
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Principali fattori di stress che agiscono sul N
Cellule inattive
Cellule attive
Cellule senescenti
r1 = tasso di differenziazione
r2 = tasso di apoptosi
Gli stress di mungitura e quelli emozionali prolungati aumentano il tasso di apoptosi (r2) e riducono il tasso
di differenziazione (r1)
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Aumento del tasso di apoptosi (r2) dovuto a mancata rimozione del latte per lunghi periodi
PA-PPS
CN
(HCN) (-Ca++?)
(Shamay et al., 2002)
LatteLatte
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PA-PPS
CN
(HCN) (-Ca++?)
Glucocorticoidi
LatteLatte
PA-PPS
Matrixmetallo
proteine
Aumento del tasso di apoptosi (r2) dovuto a stress emozionali prolungati
ECM
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PA-PPS
-CN
-CN
PPCB (res 1-28)
K+ Na+ Cl-
Blocco sintesi lattosio
CN
(HCN) (-Ca++?)
Glucocorticoidi
I meccanismi locale e sistemico possono agire simultaneamente
LatteLatte
PA-PPS
Matrixmetallo proteine
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Relazione fra Plasmina nel latte e produzione in pecore Sarde (Battacone et al., 2004)
y = -0.0145x + 1.2299
R2 = 0.96
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
0 5 10 15 20 25 30plasmina (mg/L)
pro
du
zio
ne
di
latt
e (k
g/d
)
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Cellule inattive
Cellule attive
r1 = tasso di differenziazione
Gli stress di mungitura ed emozionali prolungati riducono il tasso di
differenziazione
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EM
50%
(Kirkland e Gordon, 2001)
No stress
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EM
25%
Stress acuto
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EM
25%
leptina
leptina
Stress prolungato