Investigation of the effect of energy balance during the periparturient period on health, milk yield and milk quality of intensively managed Chios ewes

The objectives of the present study were to investigate: 1) the periparturient fluctuation of energy status 2) whether energy status prior to lambing is associated with the health status of dairy ewes during the periparturient period and 3) the association of periparturient energy status with the milk yield and milk quality. Two hundred and sixty-two (262) intensively managed Chios dairy ewes from a single farm were overall used. The time period of 30 days before up to30 days after lambing was defined as periparturient period. The energy status of the periparturient ewes was estimated by measuring non-esterified fatty acids (NEFA) and β-hydroxybutyric acid (BHBA) serum concentrations, as well as by assessing body condition score (BCS).The NEFA and BHBA concentrations were measured 30 and 15 days before and 15 and 30 days after lambing. The BHBA concentrations were additionally measured at 7th and 45th day postpartum. The BCS assessment (0-5 scale, with 0.25 increments) was made 30 days before lambing, at lambing and 30 days after that. During the periparturient period, animals’ health was daily supervised and the following incidents were recorded: pregnancy toxemia, retained fetal membranes, metritis, clinical mastitis and culling of ewes due to decreased milk production. If a ewe developed at least one of the above incidents, then the event “health disorders” was considered to have occurred. The total milk yield of the first 30, 60 and 90 days in milk (DIM) was recorded. Moreover, the fortnightly milk yields (from 15 to 29, 30 to 44 and 45 to 59 DIM) were recorded. The somatic cells count and the chemical synthesis of the milk were measured at 15th, 30th and 45th days in milk. Negative energy balance of Chios ewes was more profound pre-lambing. NEFA and BHBA concentrations were higher before lambing compared to the after lambing ones. Moreover, during the last month of gestation the ewes presented loss in the mean BCS, while BCS remained unaltered from lambing until 30 DIM. The elevated NEFA and BHBA concentrations at 30 days before lambing were associated with higher “health disorders” events and can be used as predictors of “health disorders” development in the periparturient period. Moreover, BCS at 30 days before lambing was associated with “health disorders” and it can also serve as a predictor of “health disorders” development in the periparturient period. The increased BHBA concentration at7th DIM was associated with an increased milk yield of the first 30, 60 and 90 DIM. The increased BHBA concentrations at 15th and 30th DIM were associated with a short-term reduction in fortnightly milk yield of 15 – 29 and 30 – 44 DIM, respectively. On the contrary, the increased BHBA at 45th DIM was associated with a short-term increase the milk yield of the 45 – 59 DIM. The ewes with BCS 2,75 – 3.5 at 30 days before lambing produced more milk during the first 30 DIM, compared with the ewes with BCS <2.75. BHBA concentrations after lambing were negative correlated with milk protein, lactose and solids not fat concentrations. Finally, the elevated prepartum NEFA and BHBA concentrations were associated with an increased number of halves having SCC ≥0.5 x 106/mL. The results of the study proved that energy status during the periparturient period significantly affected ewes’ periparturient health, milk yield and milk quality.Στόχοι της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η διερεύνηση κατά την περιγεννητική περίοδο, σε εντατικά εκτρεφόμενες γαλακτοπαραγωγούς προβατίνες φυλής Χίου: i. της μεταβολής του ενεργειακού ισοζυγίου, ii. της συσχέτισης του ενεργειακού ισοζυγίου με την υγεία των ζώων, iii. της συσχέτισης του ενεργειακού ισοζυγίου με την ποσότητα της γαλακτοπαραγωγής, iv. της συσχέτισης του ενεργειακού ισοζυγίου με ποιοτικά χαρακτηριστικά του παραγόμενου γάλακτος. Διακόσιες εξήντα δύο (262) προβατίνες από 1 εκτροφή χρησιμοποιήθηκαν για τις ανάγκες της έρευνας. Ως περιγεννητική περίοδος ορίστηκε το χρονικό διάστημα μεταξύ των 30 ημερών πριν από τον αναμενόμενο τοκετό, έως και 30 ημέρες μετά από αυτόν. Για τη μελέτη του ενεργειακού ισοζυγίου υπολογίστηκε η συγκέντρωση των μη εστεροποιημένων λιπαρών οξέων (NEFA) και του β-υδροξυβουτυρικού οξέος (ΒΗΒΑ) του ορού αίματος, ενώ πραγματοποιήθηκε και εκτίμηση του δείκτη θρεπτικής κατάστασης (ΔΘΚ, κλίμακα 0-5). Οι συγκεντρώσεις των NEFA και του ΒΗΒΑ, υπολογίστηκαν στις 30 και 15 ημέρες πριν από τον τοκετό και στις 15 και 30 ημέρες μετά από αυτόν. Η συγκέντρωση του ΒΗΒΑ υπολογίστηκε, επιπρόσθετα, την 7η και την 45η ημέρα μετά τον τοκετό. Η εκτίμηση του ΔΘΚ πραγματοποιήθηκε στις 30 ημέρες πριν από τον τοκετό, την ημέρα του τοκετού και 30 ημέρες μετά από αυτόν. Κατά την περιγεννητική περίοδο, τα ζώα παρακολουθούνταν καθημερινά και καταγράφονταν οι εξής παθολογικές καταστάσεις: τοξιναιμία εγκυμοσύνης, κατακράτηση εμβρυϊκών υμένων, μητρίτιδα, κλινική μαστίτιδα, καθώς και η πρόωρη απομάκρυνση από την παραγωγή των προβατίνων που είχαν μειωμένη γαλακτοπαραγωγή. Όσες προβατίνες παρουσίασαν έστω μία ή/και περισσότερες από τις παραπάνω παθολογικές καταστάσεις, θεωρήθηκε ότι εμφάνισαν «διαταραχή υγείας». Υπολογίστηκε η συνολική ποσότητα γάλακτος που παράχθηκε κατά τις πρώτες 30, 60 και 90 ημέρες της γαλακτικής περιόδου. Επίσης, υπολογίστηκε η ενδιάμεση ποσότητα γάλακτος (ΕΠΓ) που παράχθηκε κατά τα δεκαπενθήμερα χρονικά διαστήματα 15 – 29, 30 – 44 και 45 – 59 ημερών της γαλακτοπαραγωγής. Ο αριθμός των σωματικών κυττάρων, καθώς και η χημική σύνθεση του γάλακτος, προσδιορίστηκαν τη 15η, την 30η και την 45η ημέρα της γαλακτικής περιόδου. Βρέθηκε ότι οι προβατίνες εμφάνισαν μεγαλύτερη δυσκολία ρύθμισης του ενεργειακού τους ισοζυγίου πριν από τον τοκετό, συγκριτικά με την περίοδο της γαλακτοπαραγωγής. Συγκεκριμένα, εμφάνισαν σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις NEFA και ΒΗΒΑ πριν από τον τοκετό σε σχέση με μετά από αυτόν. Επιπλέον, κατά τον τελευταίο μήνα της κυοφορίας και μέχρι τον τοκετό παρουσίασαν πτώση στον μέσο ΔΘΚ, ενώ δεν παρατηρήθηκε μεταβολή του ΔΘΚ στο χρονικό διάστημα από τον τοκετό έως και την 30η ημέρα της γαλακτοπαραγωγής. Οι υψηλές συγκεντρώσεις των NEFA και του ΒΗΒΑ στις 30 ημέρες πριν από τον τοκετό συσχετίστηκαν με αύξηση των περιστατικών «διαταραχών υγείας» κατά την περιγεννητική περίοδο. Επιπλέον, οι παραπάνω παράμετροι αποτέλεσαν προγνωστικούς δείκτες για την πρόβλεψη της εμφάνισης τουλάχιστον μίας από τις «διαταραχές υγείας» κατά την περιγεννητική περίοδο. Υπήρξε συσχέτιση του ΔΘΚ στις 30 ημέρες πριν από τον τοκετό με την εμφάνιση «διαταραχών υγείας» κατά την περιγεννητική περίοδο, ενώ αποτέλεσε προγνωστικό δείκτη για την πρόβλεψη της εμφάνισης τουλάχιστον μίας από τις «διαταραχές υγείας» κατά την περιγεννητική περίοδο. Η αύξηση της συγκέντρωσης του ΒΗΒΑ την 7η ημέρα της γαλακτικής περιόδου συσχετίστηκε με αυξημένη παραγωγή γάλακτος στις πρώτες 30, 60 και 90 ημέρες της γαλακτοπαραγωγής. Η αύξηση των συγκεντρώσεων του ΒΗΒΑ τη 15η και την 30η ημέρα μετά τον τοκετό συσχετίστηκε με βραχυπρόθεσμη μείωση της ΕΠΓ κατά τις 15 – 29 και 30 – 44 ημέρες της γαλακτοπαραγωγής αντίστοιχα. Αντίθετα, η αύξηση των συγκεντρώσεων του ΒΗΒΑ την 45η ημέρα μετά τον τοκετό συσχετίστηκε με βραχυπρόθεσμη αύξηση της ΕΠΓ των αμέσως επόμενων ημερών (45 – 59 ημέρες της γαλακτοπαραγωγής). Βρέθηκε ότι οι προβατίνες με ΔΘΚ 2,75 – 3,5 στις 30 ημέρες πριν από τον τοκετό παρήγαγαν μεγαλύτερη ποσότητα γάλακτος κατά τις πρώτες 30 ημέρες της γαλακτικής περιόδου από ό,τι οι προβατίνες που είχαν ΔΘΚ <2,75. Οι συγκεντρώσεις του ΒΗΒΑ μετά τον τοκετό επηρέασαν αρνητικά την περιεκτικότητα του γάλακτος σε πρωτεΐνες, λακτόζη και σε στερεό υπόλειμμα , άνευ λίπους. Επιπλέον, παρατηρήθηκε ότι οι υψηλές συγκεντρώσεις των NEFA και του ΒΗΒΑ πριν από τον τοκετό, συσχετίστηκαν με αύξηση στον αριθμό των ημιμορίων του μαστικού αδένα που εμφάνισαν ΑΣΚ ≥0,5 x 106/mL γάλακτος, μετά τον τοκετό. Τα αποτελέσματα της έρευνας κατέδειξαν τη σημαντική επίδραση του ενεργειακού ισοζυγίου κατά την περιγεννητική περίοδο στην υγεία των προβατίνων, στη γαλακτοπαραγωγή και στην ποιότητα του παραγόμενου γάλακτος

Toxic and Microbiological Effects of Iron Oxide and Silver Nanoparticles as Additives on Extended Ram Semen

The aim of the study was to investigate the effect of iron oxide (Fe) and silver (Ag) nanoparticles (NPs) on ram semen. A skim milk extender without antibiotics was used as a diluent of 21 ejaculates (8 rams; 2–3 ejaculates/ram). The groups of control (C; semen without NPs), Fe NPs (3.072 mg Fe3O4/mL semen), and Ag NPs (2.048 mg Ag-Fe/mL semen) were incubated (15 °C; 30 min), and then a magnetic field was used for NPs’ removal. Standard microbiological procedures were performed for all groups. Post-treated samples were stored (15 °C) for 24 h, and sperm variables (kinetics by computer assisted sperm analysis (CASA); viability; morphology; HOST; DNA integrity) were evaluated at 6 and 24 h. Semen data were analyzed by a mixed model for repeated measures and microbiological data with Student’s t-test for paired samples. At 6 h of storage, VCL and rapid movement-spermatozoa, and at 24 h, total/progressive motility and amplitude of lateral head displacement (ALH) were significantly decreased in group Ag compared to control. In group Fe, progressive/rapid movement-spermatozoa were significantly lower compared to control after 24 h of storage. Only in group Ag was a significant reduction of total bacterial count revealed. In conclusion, the examined Fe NPs demonstrated slight antibacterial effect, while the examined Ag NPs provided higher antibacterial properties accompanied by cytotoxicity

Iron Oxide Nanoparticles as an Alternative to Antibiotics Additive on Extended Boar Semen

This study examined the effect of Fe3O4 nanoparticles on boar semen. Beltsville thawing solution without antibiotics was used to extend ejaculates from 5 boars (4 ejaculates/boar). Semen samples of control group (C) and group with Fe3O4 (Fe; 0.192 mg/mL semen) were incubated under routine boar semen storage temperature (17 &deg;C) for 0.5 h and nanoparticles were removed by a magnetic field. Before and after treatment, aliquots of all groups were cultured using standard microbiological methods. The samples after treatment were stored (17 &deg;C) for 48 h and sperm parameters (computer-assisted sperm analyzer (CASA) variables; morphology; viability; hypo-osmotic swelling test (HOST); DNA integrity) were evaluated at storage times 0, 24, 48 h. Semen data were analyzed by a repeated measures mixed model and microbial data with Student&rsquo;s t-test for paired samples. Regarding CASA parameters, Fe group did not differ from C at any time point. In group C, total motility after 24 h and progressive motility after 48 h of storage decreased significantly compared to 0 h. In group Fe, linearity (LIN) after 48 h and head abnormalities after 24 h of storage increased significantly compared to 0 h. The microbiological results revealed a significant reduction of the bacterial load in group Fe compared to control at both 24 and 48 h. In conclusion, the use of Fe3O4 nanoparticles during semen processing provided a slight anti-microbiological effect with no adverse effects on sperm characteristics