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Thesis etd-05012023-214034


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
MADRIGALI, ALESSIO
URN
etd-05012023-214034
Thesis title
Valutazione dell’effetto della metrite sulla sintesi di biomarcatori dell’infiammazione e sulla funzionalità riproduttiva nella bovina da latte
Academic discipline
VET/10
Course of study
SCIENZE VETERINARIE
Supervisors
tutor Prof. Panzani, Duccio
Keywords
  • biomarker
  • carbonylated proteins
  • funzionalità riproduttiva
  • metrite
  • metritis
  • procalcitonin
  • procalcitonina
  • proteine carbonilate
Graduation session start date
05/05/2023
Availability
Withheld
Release date
05/05/2026
Summary
RIASSUNTO
La metrite è una patologia riproduttiva che colpisce la bovina da latte nei primi 21 giorni post-partum ed è considerata una delle patologie più importanti del post-partum. Il presente lavoro è composto da tre progetti di ricerca.
Progetto 1. Lo scopo di questo progetto è stato valutare l’involuzione uterina e alcuni indici riproduttivi in un gruppo di bovine da latte sane, uno di bovine da latte affette da metrite clinica, ed uno di bovine da latte affette da metrite puerperale. Per il presente studio sono state incluse 97 bovine di razza Frisona Italiana; trentotto/97 bovine appartenenti al gruppo delle bovine sane, trentasette/97 appartenenti al gruppo delle bovine affette da metrite clinica e ventidue/97 a quello delle bovine affette da metrite puerperale. Le bovine incluse sono state sottoposte a valutazione dell’involuzione uterina al 7°, 14° e 21° giorno PP mediante ecografia trans rettale. Inoltre, tutte le bovine incluse sono state sottoposte a valutazione dell’intervallo parto-concepimento, parto-primo servizio e del numero di IA necessarie al concepimento. È stato condotto un modello generalizzato lineare per valutare eventuali differenze statisticamente significative nelle tre misurazioni ecografiche e negli indici riproduttivi analizzati tra i gruppi ai differenti tempi di valutazione. I risultati hanno evidenziato dei diametri ecografici del corno uterino ex gravidico e non gravidico al 7° giorno post-partum maggiori nel gruppo delle bovine affette da metrite puerperale rispetto al gruppo delle bovine sane (p<0,001) ed affette da metrite clinica (p<0,024). Tale gruppo ha inoltre presentato un valore di intervallo parto-concepimento maggiore in maniera statisticamente significativa rispetto a quello delle bovine sane (p<0,001) e delle bovine affette da metrite clinica (p<0,028). Infine, il gruppo delle bovine affette metrite clinica ha presentato un valore di intervallo parto-primo servizio maggiore in maniera statisticamente significativa rispetto a quello delle bovine sane (p<0,02). In conclusione, tali risultati sembrerebbero confermare una diminuzione della fertilità ed un rallentamento dell’involuzione uterina nei soggetti colpiti dalla metrite puerperale.
Progetto 2. L’obiettivo di questo progetto è stato valutare le concentrazioni plasmatiche di Procalcitonina (PCT) nei primi 21 giorni post-partum in un gruppo di bovine da latte sane, uno di bovine da latte affette da metrite clinica, ed uno di bovine da latte affette da metrite puerperale. Nel seguente progetto sono state incluse un totale 45 bovine di razza Frisona Italiana; quindici/45 bovine appartenenti al gruppo delle bovine sane, quindici/45 appartenenti al gruppo delle bovine affette da metrite clinica e quindici/45 in quello della metrite puerperale. La valutazione delle concentrazioni plasmatiche di PCT è stata eseguita tramite prelievo ematico al 3°, 7°, 14° e 21° giorno PP. La determinazione di questo biomarcatore è stata eseguita tramite un kit ELISA commerciale (Bovine procalcitonin ELISA kit, Cusabio, Houston – TX, USA) precedentemente sottoposto a validazione interna. È stata condotta un’ANOVA mista per valutare eventuali differenze statisticamente significative nelle concentrazioni plasmatiche di PCT in base al gruppo e al tempo di campionamento. Inoltre, è stata condotta una regressione lineare ad ogni tempo di campionamento al fine di valutare eventuali associazioni tra le concentrazioni plasmatiche della PCT ed alcuni parametri clinico patologici. Infine, è stata condotta una valutazione della curva receiver operating characteristic (ROC) per stabilire l’accuratezza diagnostica della PCT ai vari tempi di campionamento. Le concentrazioni plasmatiche di PCT sono risultate statisticamente più elevate nel gruppo delle bovine affette da metrite puerperale (p<0,001) rispetto al gruppo delle bovine affette da metrite clinica e delle bovine sane. Le regressioni lineari hanno evidenziato un’associazione della concentrazione di PCT al gruppo di campionamento a tutti i tempi di campionamento, ed al 3° ed al 14° giorno post- partum un’associazione con lo stato metabolico dell’animale, con la tipologia di parto, la parità e la ritenzione di placenta. Infine, la PCT ha mostrato a tutti i tempi di campionamento dei valori ottimali di discriminazione delle bovine affette dalla forma più grave di metrite, quella puerperale, dalle bovine sane e affette dalla forma clinica. In conclusione, la PCT sembrerebbe un buon biomarcatore per la diagnosi di metrite puerperale della bovina da latte e, più in generale, potrebbe rappresentare un ottimo biomarcatore da utilizzare nell’immediato post-partum della bovina.
Progetto 3. Obiettivo di questo progetto è stato valutare le concentrazioni plasmatiche delle PCC nei primi 21 giorni post-partum in un gruppo di bovine sane, uno di bovine affette da metrite clinica, ed uno di bovine affette da metrite puerperale. Nel seguente progetto sono state incluse un totale 45 bovine di razza Frisona Italiana; quindici/45 bovine appartenenti al gruppo delle bovine sane, quindici/45 appartenenti al gruppo delle bovine affette da metrite clinica e quindici/45 in quello della metrite puerperale. La valutazione delle concentrazioni plasmatiche delle PCC è stata eseguita tramite prelievo ematico al 3°, 7°, 14° e 21° giorno PP. La determinazione delle concentrazioni plasmatiche di PCC è stata eseguita tramite analisi spettrofotometrica. È stata condotta un’ANOVA mista per valutare eventuali differenze statisticamente significative nelle concentrazioni plasmatiche delle PCC in base al gruppo e al tempo di campionamento. Inoltre, è stata condotta una regressione lineare ad ogni tempo di campionamento al fine di valutare eventuali associazioni tra le concentrazioni plasmatiche delle PCC ed alcuni parametri clinico patologici. Infine, è stata condotta una valutazione della curva ROC per stabilire l’accuratezza diagnostica delle PCC ai vari tempi di campionamento. Le concentrazioni plasmatiche delle PCC sono risultate statisticamente più elevate nel gruppo delle bovineaffette da metrite puerperale (p<0,05) e nel gruppo delle bovine affette da metrite clinica (p<0,005) rispetto a quelle rilevate nel gruppo delle bovine sane. Le regressioni lineari hanno evidenziato un’associazione delle concentrazioni delle PCC al gruppo di campionamento al 3° e 7° giorno post-partum, con il diametro del corno ex gravidico al 3° giorno post-partum ed al 21° giorno post- partum con la ritenzione di placenta. Infine, Le PCC hanno infatti mostrato una buona capacità nel discriminare le bovine sane da quelle patologiche, ma non hanno alla stessa maniera mostrato buone capacità di discriminare la forma puerperale dalle bovine sane e da quelle affette da metrite clinica. Le aree sotto la curva evidenziate a tutti i tempi di campionamento hanno infatti presentato dei valori scarsi o nulli di discriminazione di queste bovine da quelle sane ed affette da metrite clinica. Dai risultati emersi dal presente studio, le PCC sembrano, dunque, in grado di poter discriminare in maniera buona una bovina sana da una affetta da patologia, ma non sembrano essere correlate alla gravità di quest’ultima.
ABSTRACT:
Metritis is a reproductive disease that affects dairy cows in the first 21 days post partum and is considered one of the most important diseases of this reproductive stage.This work consists of three research projects:
Project 1: The aim of this project was to assess uterine involution and some reproductive indices in a group of healthy dairy cows, one of dairy cows with clinical metritis, and one of dairy cows with puerperal metritis. Ninetyseven Italian Friesian cows were included for this study; Thirty-eight/97, thirty-seven/97 and twenty-two/97 were healthy, affected by clinical metritis or by puerperal metritis, respectively. The included cows were subjected to uterine involution assessment at 7, 14 and 21 days post-partum, respectively, by transrectal ultrasound. In addition, all the cows included were evaluated for calving-to-conception, calving - first service intervals and the number of AI necessary for conception. A General Linear Model has been conducted to assess any statistically significant differences in the three ultrasound measurements and reproductive indices between groups at the three evaluation times. The results showed ultrasound diameters of the ex gravidic and non gravidic uterine horn at 7 days post-partum significantly greater in the group of cows affected by puerperal metritis than the group of healthy cows (p<0.001) or affected by clinical metritis (p<0.024), respectively. This group also had a significantly longer calving-to-conception range than healthy cows (p<0.001) and cows with clinical metritis (p<0.028). Finally, the clinical metritis affected cows by had longer calving-first service values than healthy cows (p<0.02). In conclusion, these results seem to confirm a decrease in fertility and a slowdown in uterine involution in subjects affected by puerperal metritis.
Project 2: The aim of this project was to evaluate the Procacitonin (PCC) plasma concentration during the first 21 days after calving among 15 healthy, 15 affected by clinical metritis and 15 affected by puerperal metritis Holstein Frisian cows, respectively. The assessment of plasma concentrations of PCT was performed by blood sampling at day 3, 7, 14 and 21 from calving. The determination of this biomarker was performed using a commercial ELISA kit (Bovine procalcitonin ELISA kit, Cusabio, Houston – TX, USA) previously submitted to internal validation. A mixed-way ANOVA was conducted to assess any statistically significant differences in plasma PCT concentrations based on sampling group and time. In addition, a linear regression was carried out at each sampling time in order to evaluate possible associations between plasma PCT concentrations and some pathological clinical parameters. Finally, an evaluation of the receiver operating characteristic (ROC) curve was conducted to determine the diagnostic accuracy of the PCT at the various sampling times. Plasma PCT concentrations were statistically higher in the puerperal metritis group of cows (p<0.001) than in the clinical metritis and healthy cows. Linear regressions showed an association of PCT with the sampling group at all sampling times, and with the 3rd day post-partum and the 14th day post-partum an association with the metabolic state of the animal, with the type of parturition, equality and placenta retention. Finally, PCT showed at all sampling times optimal discriminatory values for cows with the most severe form of metritis, puerperal, healthy cows and cows with clinical form. In conclusion, PCT would seem to be a good biomarker for the diagnosis of puerperal metritis of dairy cows and, more generally, could represent an excellent biomarker to be used in the immediate post-partum of the cow.
Project 3: The aim of this project was to evaluate the PCCs plasma concentration during the first 21 days after calving among 15 healthy, 15 affected by clinical metritis and 15 affected by puerperal metritis Holstein Frisian cows, respectively. The assessment of plasma concentrations of PCCs was performed by blood sampling at day 3, 7, 14 and 21 from calving. The determination of this biomarker was performed using spectrophotometric analysis. A mixed-way ANOVA was conducted to assess any statistically significant differences in plasma PCCs concentrations based on sampling group and time. In addition, a linear regression was carried out at each sampling time in order to evaluate possible associations between plasma PCCs concentrations and some pathological clinical parameters. Finally, an evaluation of the receiver operating characteristic (ROC) curve was conducted to determine the diagnostic accuracy of the PCCs at the various sampling times. PCCs plasma concentrations were statistically higher in the puerperal metritis group (p<0.05) and in the clinical metritis group (p<0.005) compared to the healthy bovine group. Linear regressions showed an association of PCCs concentrations with the sampling group on the 3rd and 7th day after calving, with the diameter of the ex gravidic horn on the third day after calving and on the 21st day after calving with retention of placenta. Finally, PCCs have shown a good ability to discriminate between healthy and pathological cows, but they have not shown the same good ability to discriminate between puerperal and healthy cows with clinical metritis. The areas under the curve highlighted at all sampling times presented little or no discrimination of these cows from those healthy and affected by clinical metritis. From the results of this study, PCCs therefore seem to be able to discriminate well against healthy cows from those with a disease, but they do not seem to be related to the severity of the disease.
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