The biological value of bovine colostrum and transition milk: Implications for preweaned calves' intestinal health and long-term metabolism.

Abstract

Les primeres setmanes de vida són clau per al futur rendiment productiu d'un vedell. Per aquesta raó, la gestió eficaç del calostre és fonamental per garantir una immunitat passiva adequada i promoure la salut i el creixement dels vedells. S'han descrit diferents estratègies abans del llevat per aconseguir el màxim potencial genètic del vedell, que varien des de l'extensió de les preses de calostre boví (CB) i llet de transició (LT) fins a l'alimentació amb nivells elevats de lactoremplaçant. En aquesta tesi es van realitzar tres estudis per avaluar el valor biològic dels excedents de llet de transició i calostre, proposant dues estratègies per fomentar-ne l'ús, ja sigui a la granja o a la indústria làctia, per promoure la salut i el rendiment dels vedells.

Així, el primer estudi va comparar les concentracions d'immunoglobulina G, factor de creixement insulínic-I i lactoferrina en vaques lleteres primípares i multípares. En aquest estudi, descrivim que la LT de la segona munyida conté més de la meitat de la concentració de molècules bioactives presents a la CB i com aquestes molècules varien en funció de la paritat de la mare. Aquests troballes poden indicar una possible aplicació futura dels excedents de CB i LT com a nutricèutic en salut animal o humana.

En el segon estudi d'aquesta tesi, es va explorar una de les possibles aplicacions dels excedents de LT i CB. Es van aplicar diferents tractaments terapèutics per fer front als efectes negatius del transport en vedells lactants. Els resultats d'aquest estudi van mostrar que l'alimentació amb CB o LT després d'un episodi de restricció alimentària i dejú (simulant un transport prolongat) va ajudar a recuperar la funcionalitat de la barrera intestinal i a proporcionar protecció immunològica intestinal.

La segona estratègia proposada per utilitzar els excedents de BC va consistir en subministrar diferents quantitats de CB a les vedelles després de nèixer per analitzar si hi havia algun efecte metabòlic després del seu primer part. Les dades de rendiment no van revelar un clar efecte de la impressió metabòlica en ampliar de 2 a 8 les tomes de CB. No obstant això, es van detectar efectes mínims sobre el metabolisme postpart, principalment relacionats amb la via de biosíntesi del colesterol.

En resum, la present tesi proporciona els resultats de l'anàlisi dels compostos bioactius presents a la CB i LT en funció de la paritat i proposa diferents aplicacions dels excedents de CB i LT per millorar la salut dels vedells.

A més, es va realitzar un estudi preliminar de l'impacte de BC, TM i llet en la renovació d'enteròcits.

Las primeras semanas de vida son claves para el futuro rendimiento productivo de un ternero. Por esta razón, la gestión eficaz del calostro es fundamental para garantizar una inmunidad pasiva adecuada y promover la salud y el crecimiento de los terneros. Se han descrito diferentes estrategias antes del destete para alcanzar el máximo potencial genético del ternero, que varían desde la extensión de las tomas calostro bovino (CB) y leche de transición (LT) hasta la alimentación con niveles elevados de lactoremplazante. En la presente tesis se realizaron tres estudios para evaluar el valor biológico de los excedentes de leche de transición y calostro, proponiendo dos estrategias para fomentar su uso, ya sea en granja o en la industria láctea, para promover la salud y el rendimiento de los terneros.

Así, el primer estudio comparó las concentraciones de inmunoglobulina G, factor de crecimiento insulínico-I y lactoferrina en vacas lecheras primíparas y multíparas. En este estudio, describimos que la LT del segundo ordeño contiene más de la mitad de la concentración de moléculas bioactivas presentes en la CB y cómo estas moléculas varían en función de la paridad de la madre. Estos hallazgos pueden indicar una posible aplicación futura de los excedentes de CB y LT como nutracéuticos en salud animal o humana.

En el segundo estudio de esta tesis, se exploró una de las posibles aplicaciones de los excedentes de LT y CB. Se aplicaron diferentes tratamientos terapéuticos para hacer frente a los efectos negativos del transporte en terneros lactantes. Los resultados de este estudio mostraron que la alimentación con CB o LT tras un episodio de restricción alimentaria y ayuno (simulando un transporte prolongado) ayudó a recuperar la funcionalidad de la barrera intestinal y a proporcionar protección inmunitaria intestinal.

La segunda estrategia propuesta para utilizar los excedentes de BC consistió en suministrar diferentes cantidades de BC a las terneras tras el parto para analizar si había algún efecto metabólico después de su primer parto. Los datos de rendimiento no revelaron un claro efecto de impronta metabólica al ampliar de 2 a 8 las tomas de CB. Sin embargo, se detectaron efectos mínimos sobre el metabolismo postparto, principalmente relacionados con la vía de biosíntesis del colesterol.

En resumen, la presente tesis proporciona los resultados del análisis de los compuestos bioactivos presentes en la CB y LT en función de la paridad y propone diferentes aplicaciones de los excedentes de CB y LT para mejorar la salud de los terneros.

Además, se realizó un estudio preliminar del impacto de BC, TM y leche en la renovación de enterocitos.

The first weeks of life are the onset for a successful calf's future performance. Effective colostrum management is critical to ensure an adequate passive immunity and promote calf health and growth. Different preweaning strategies have been described to achieve the calf's maximum genetic potential, varying from extending bovine colostrum (BC) and transition milk (TM) feedings to enhanced milk replacer feeding programs. In the present thesis, three studies were conducted to evaluate the biological value of transition milk and colostrum surpluses, proposing two strategies to encourage their use, either on-farm or in the dairy industry, to promote calf health and performance.

Thus, the first study compared the Immunoglobulin G, Insulin Growth Factor-I, and lactoferrin concentrations in primiparous and multiparous dairy cows. In this study, we described that the TM from the second milking contains more than half of the concentration of bioactive molecules present in BC and how these molecules vary depending on the dam's parity. These findings may indicate a potential future application of BC and TM surpluses as nutraceutical in animal or human health.

In the second study of this thesis, we explored one of the possible applications for the TM and BC surpluses. Different therapeutical treatments were applied to cope with the negative effects of transportation in preweaned calves. Results from this study showed that feeding either bovine colostrum or transition milk after an episode of feed restriction and fasting (simulating long transportation) helped to recover intestinal barrier functionality and provide gut immune protection.

The second strategy proposed to use BC surpluses was providing different amounts of BC feedings to female calves after birth to further analyze if there was any metabolic effect after their first calving. The performance data did not reveal a clear imprinting effect of extending BC feedings from 2 to 8. However, minor effects on postpartum metabolism were detected, mainly related to the cholesterol biosynthesis pathway.

In summary, the present thesis provides results of the analysis of bioactive compounds present in BC and TM by parity and proposes different applications for BC and TM surpluses to enhance calf health.

Additionally, a preliminary study of the impact of BC, TM and milk on enterocyte turnover was accomplished.