Metabolic profiles of high-yielding dairy cows with ovarian cysts formation

Document Type: Clinical Pathology

Authors

1 Department of Clinical Sciences, Veterinary Faculty, Shahrekord University, Shahrekord, Iran

2 Department of Clinical Sciences, Veterinary Faculty, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

Abstract

Background: Ovarian cysts are among the diseases which cause reproductive failure and economic losses in dairy herds. High yelding dairy cattles are suseptable to reproductive failure caused by ovarian cysts, as a result of their exposure to stressful coditions during lactation. OBJECTIVES: This study aimed to monitor metabolic profile tests in dairy cows with ovarian cysts in comparison with cycling cows. METHODS: Forty high-yelding Holstein dairy cows were enrolled for this study (20 cows with ovarian cysts and 20 cyclic cows). Seven weeks after parturation, 40 cows without retained placenta, including healthy ones were selected. Ovarian cysts were detected as follicular-like structures, >20 mm in diameter, persisting for at least 7 days, without corpus luteum and were monitored by ultrasound examination. Blood samples were collected from the jugular vein and delivered to the laboratory for measurement of calcium, magnesium, phosphorus, sodium, potassium, beta-hydroxy butyric acid, non esterified fatty acids (NEFA), glucose, cortisol, insulin and BUN. RESULTS: In this study, when serum calcium, phosphorus, sodium, potassium, magnesium and glucose of cows with ovarian cysts were compared with cows that had normal ovarian status, there was no significant difference. BUN, beta-hydroxy butyrate, NEFA and cortisol of cows with ovarian follicular cysts as compared to the cows with normal ovaries, showed a significant increase. Serum insulin values decreased significantly in ovarian follicular cystic cows than in cyclic cows. CONCLUSIONS: Increasing blood cortisol and decreasing blood insulin may play a major role in the formation of ovarian cyst and any detectable change in NEFA, BHBA and BUN.

Keywords


Article Title [Persian]

متابولیک پروفایل گاوهای پرتولید مبتلا به کیستهای تخمدانی

Authors [Persian]

  • افشین جعفری دهکردی 1
  • پژمان میرشکرایی 2
  • اعظم دهقانی 1
1 گروه علوم درمانگاهی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
2 گروه علوم درمانگاهی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
Abstract [Persian]

زمینه مطالعه:  کیستهای تخمدانی یکی از مهمترین بیماریهایی است که منجر به  اختلالات تولید مثلی و ضررهای اقتصادی فراوان در گاوهای شیری میشود. گاوهای پر تولید به دلیل اینکه در طول شیردهی در معرض استرسهای گوناگون قرار میگیرند بیشتر مستعد به کیستهای تخمدانی میشوند. هدف: ارزیابی تست متابولیک پروفایل در گاوهای پرتولید مبتلا به کیستهای تخمدانی. روش کار: دو گروه 20 رأسی گاوهای فاقد کیست و گاوهای مبتلا به کیست تخمدانی انتخاب گردید. 7 هفته پس از زایمان طبیعی، تخمدان گاوهایی که فاقد جفت ماندگی بودند با استـفاده از دستگاه سـونوگرافی بررسی گردید. گاوهـایی که اندازه ساخـتار فولیکولی موجود در تخمدانهایشان بیشتر از mm‌‌20 بود و حداقل 7 روز این ساختار بدون حضور جسم زرد باقی مانده بود را به عنوان گاوهای مبتلا به کیست تخمدانی و گاوهایی که فولیکول کمتر از mm‌20 داشتند را به عنوان گاوهای فاقد کیستهای تخمدانی طبقه بندی شدند. سپس نمونه خون از ورید وداج آنها اخذ شد و پارامترهای معمولی که در تست متابولیک پروفایل صورت میگیرد (کلسیم، منیزیم، فسفر، سدیم، پتاسیم، بتا هیدروکسی بوتیریک اسید، اسیدهای چرب غیر استریفیه، انسولین، کورتیزول، گلوکز خون، نیتروژن اوره خون) اندازهگیری گردید. نتایج: میزان کلسیم، فسفر، سدیم، پتاسیم، منیزیم و گلوکز در سرم گاوهای مبتلا به کیست تخمدانی در مقایسه با گاوهایی که وضعیت تخمدانی طبیعی داشتند تفاوت معنیداری را نشان نداد. میزان ازت اوره ی خون، بتا هیدروکسی بوتیرات، کورتیزول و اسیدهای چرب غیر استریفیه در سرم گاوهای مبتلا به کیست فولیکولی تخمدان در مقایسه با گاوهای با تخمدان طبیعی افزایش معنیداری را نشان داد. میزان انسولین سرم خون در گاوهای مبتلا به کیستهای تخمدانی بطور معنیداری کمتر از گاوهای سالم بود. نتیجهگیرینهایی: افزایش کوتیزول و کاهش انسولین سرم خون مهمترین نقش را در بروز کیستهای تخمدانی داشته که متعاقباً میزان ازت اوره ی خون، بتا هیدروکسی بوتیرات و اسیدهای چرب غیر استریفیه در سرم تغییر مییابد.

Keywords [Persian]

  • گاو شیری
  • متابولیک پروفایل
  • کیست تخمدانی
Baravalle, C., Salvetti, N.R., Mira, G.A., Lorente, J.A., Ortega, H.H. (2007) The role of ACTH in the pathogenesis of polycystic ovarian syndrome in rats: hormonal profiles and ovarian morphology. Physiol Res. 56: 67-78.

Beam, S.W., Butler, W.R. (1997) Energy balance and ovarian follicle development prior to the first ovulation postpartum in dairy cows receiving three levels of dietary fat. Biol Reprod. 56: 133-142.

Beam S.W., Butler W.R. (1998) Energy balance, metabolic hormones, and early postpartum follicular development in dairy cows fed prilled lipid. J Dairy Sci. 81: 121-131.

Block, S.S., Butler, W.R., Ehrhardt, R.A., Bell, A.W., Van Amburgh, M.E., Boisclair, Y.R. (2001) Decreased concentration of plasma leptin in periparturient dairy cows is caused by negative energy balance. J Endocrinol. 171: 339-348.

Bolanos, J.M., Molina, J.R., Forsberg, M. (1997) Effect of blood sampling and administration of ACTH on cortisol and progesterone levels in ovariectomized zebu cows (Bos indicus). Acta Vet Scand. 38: 1-7.

Cairoli, F., Comin, A., Scocca, S., Fazzini, U., De Amicis, I., Battocchio, M. (2008) Hormonal and metabolic profiles in post partum ovarian cysts in dairy cows. Vet Res Commun. 32: 123-125.

Coles, E.H. (1980) Veterinary Clinical Pathology. (3rd ed.) W.B. Saunders. Philadelphia, USA.

Cunningham, J.G., Klein, B.G. (2002) Textbook of veterinary physiology. WB Saunders.

Day N. (1991a) The diagnosis, differentiation, and pathogenesis of cystic ovarian disease. Vet Med. 86: 753-760.

Day, N. (1991b) The treatment and prevention of cystic ovarian disease. Vet Med. 86: 761-766.

Garverick, H.A. (1997) Ovarian Follicular Cysts in Dairy Cows1. J Dairy Sci. 80: 995-1004.

Hamilton, S.A., Garverick, H.A., Keisler, D. H., Xu, Z.Z., Loos, K., Youngquist, R.S., Salfen, B.E. (1995) Characterization of ovarian follicular cysts and associated endocrine profiles in dairy cows. Biol Reprod. 53: 890-898.

Hooijer, G.A., Van Oijen, M., Frankena, K., Valks, M.M.H. (2001) Fertility parameters of dairy cows with cystic ovarian disease after treatment with gonadotrophin-releasing hormone. Vet Rec. 149: 383-386.

Huszenicza, G., Haraszti, J., Molnar, L., Solti, L., Fekete, S., Ekes, K., Yaro, A.C. (1988) Some metabolic characteristics of dairy cows with different post partum ovarian function. J Vet Med A. 35: 506-515.

Jeffcoate, I.A., Ayliffe, T.R. (1995) An ultrasonographic study of bovine cystic ovarian disease and its treatment. Vet Rec. 136: 406-410.

Kaneko, J.J., Harvey, J.W., Bruss, M. (2008) Clinical biochemistry of domestic animals. (6th ed.) Academic press, San Diego, USA.

Konigsson, K., Savoini, G., Govoni, N., Invernizzi, G., Prandi, A., Kindahl, H., Veronesi, M.C. (2008) Energy balance, leptin, NEFA and IGF-I plasma concentrations and resumption of post partum ovarian activity in swedish red and white breed cows. Acta Vet Scand. 50: 50-53.

Laporte, H.M., Hogeveen, H., Schukken, Y.H., Noordhuizen, J. (1994) Cystic ovarian disease in Dutch dairy cattle, I. Incidence, risk factors and consequences. Livest Prod Sci. 38: 191-197.

Leroy, J., Vanholder, T., Delanghe, J.R., Opsomer, G., Van Soom, A., Bols, P.E. J., Dewulf, J., De Kruif, A. (2004) Metabolic changes in follicular fluid of the dominant follicle in high-yielding dairy cows early post partum. Theriogenology. 62: 1131-1143.

Liefers, S.C., Veerkamp, R.F., Te Pas, M.F.W., Delavaud, C., Chilliard, Y., Van der Lende, T. (2003) Leptin concentrations in relation to energy balance, milk yield, intake, live weight, and estrus in dairy cows. J Dairy Sci. 86: 799-807.

Lopez-Diaz, M.C., Bosu, W.T.K. (1992) A review and an update of cystic ovarian degeneration in ruminants. Theriogenology. 37: 1163-1183.

Lopez-Gatius, F., Santolaria, P., Yaniz, J., Fenech, M., Lopez-Bijar, M. (2002) Risk factors for postpartum ovarian cysts and their spontaneous recovery or persistence in lactating dairy cows. Theriogenology. 58: 1623-1632.

Mason, T.M., Goh, T., Tchipashvili, V., Sandhu, H., Gupta, N., Lewis, G.F., Giacca, A. (1999) Prolonged elevation of plasma free fatty acids desensitizes the insulin secretory response to glucose in vivo in rats. Diabetes. 48: 524-530.

Opsomer, G., Grohn, Y.T., Hertl, J., Coryn, M., Deluyker, H., de Kruif, A. (2000) Risk factors for post partum ovarian dysfunction in high producing dairy cows in Belgium: a field study. Theriogenology. 53: 841-857.

Opsomer, G., Mijten, P., Coryn, M., De Kruif, A. (1996) Post partum anoestrus in dairy cows: A review. Vet Quart. 18: 68-75.

Rukkwamsuk, T., Geelen, M.J.H., Kruip, T.A.M., Wensing, T. (2000) Interrelation of fatty acid composition in adipose tissue, serum, and liver of dairy cows during the development of fatty liver postpartum. J Dairy Sci. 83: 52-59.

Sunak, N., Green, D.F., Abeydeera, L.R., Thurston, L.M., Michael, A.E. (2007) Implication of cortisol and 11β-hydroxysteroid dehydrogenase enzymes in the development of porcine (Sus scrofa domestica) ovarian follicles and cysts. Reproduction 133: 1149.

Swenson Melvin, J. (2000) Dukes Physiology of Domestic Animal. CBS Publishers, New Delhi, India.

Thurston, L.M., Jonas, K.C., Abayasekara, D.R.E., Michael, A.E. (2003) Ovarian modulators of 11β-hydroxysteroid dehydrogenase (11β HSD) activity in follicular fluid from bovine and porcine large antral follicles and spontaneous ovarian cysts. Biol Reprod. 68: 2157-2163.

Vanholder, T., Leroy, J., Dewulf, J., Duchateau, L., Coryn, M., Kruif, A., Opsomer, G. (2005) Hormonal and metabolic profiles of high yielding dairy cows prior to ovarian cyst formation or first ovulation post partum. Reprod Domest Anim. 40: 460-467.

Vanholder, T., Opsomer, G., De Kruif, A. (2006) Aetiology and pathogenesis of cystic ovarian follicles in dairy cattle: a review. Reprod Nutr Dev. 46: 105-120.

Zulu, V.C., Sawamukai, Y., Nakada, K., Kida, K., Moriyoshi, M. (2002) Relationship among insulin-like growth factor-I, blood metabolites and postpartum ovarian function in dairy cows. Jpn J Vet Sci. 64: 879-885.