Hair cortisol in cattle as a measure of long-term adrenal activity / Oriol Talló Parra ; under the direction of Manel López Béjar and Xavier Manteca Vilanova
Talló Parra, Oriol
López Béjar, Manel, dir.
Manteca Vilanova, Xavier, dir.
Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Ciència Animal i dels Aliments

Publicación: Bellaterra : Universitat Autònoma de Barcelona, 2016
Descripción: 1 recurs electrònic (XXIX, 178 p.) : il.
Resumen: Durant les últimes dècades, l'interès social sobre el benestar animal i la seva gestió ha incrementat de manera notòria. L'estrès és un factor decisiu del benestar animal pel seu impacte i la seva transversalitat. Malgrat que la resposta d'estrès va evolucionar per a mantenir l'homeòstasi de l'animal, l'estrès crònic és perjudicial i una amenaça pel benestar dels animals. L'eix hipotalàmic-hipofisari-adrenal és un element clau de la resposta d'estrès que finalitza amb la secreció de glucocorticoides al torrent sanguini per la glàndula adrenal. Mesurar les concentracions de glucocorticoides associades a l'activitat adrenal és la metodologia més usada per a l'avaluació de l'estrès d'un animal. El cortisol, el glucocorticoid principal en vaquí, pot detectar-se en sang, saliva, orina, llet o femta, però cap d'aquestes matrius pot proporcionar una mesura a llarg termini de l'activitat adrenal. El pèl és una matriu amb el potencial de proporcionar un valor integrador dels nivells de cortisol circulants a llarg termini i, per tant, esdevenir una mesura de l'activitat adrenal també a llarg termini. No obstant, al ser una matriu relativament nova, aquest potencial ha de ser testat i validat. Un coneixement exacte del pèl com a matriu que acumula cortisol és essencial per al seu futur us en estudis d'estrès crònic. Per tant, l'objectiu general d'aquesta tesi era validar, avaluar i optimitzar l'ús del cortisol en pèl com a eina per a valorar l'activitat adrenal a llarg termini en vaquí. Primerament, es va validar un protocol estandarditzat per a l'extracció de cortisol de pèl de vaquí i la seva quantificació mitjançant l'ús d'un enzim immunoassaig amb excel·lent resultats de validació. Seguidament, es va verificar la capacitat de les concentracions de cortisol en pèl (HCC) per representar un valor integrador de l'activitat adrenal a llarg termini a través de: 1) la correlació de les HCC amb concentracions de metabòlits del cortisol en femta (FCMC), una mesura ja validada d'activitat adrenal i 2) l'estudi de l'efecte de canvis no recurrents i aguts dels nivells de cortisol circulant (que no representen l'estat general de l'animal) en les HCC. Les HCC de vaques lleteres van correlacionar bé amb les FCMC, demostrant indirectament una relació entre l'activitat adrenal i les HCC. Seguidament es va avaluar la robustesa de les HCC de vedells en front augments esporàdics del cortisol circulant induïts per injeccions d'hormona adrenocorticotròpica i es va concloure que les HCC podien representar l'activitat adrenal a llarg termini. Després es van explorar les aplicacions potencials de la determinació de cortisol en pèl en la producció lletera a l'investigar les relacions entre les HCC i dades fisiològiques o productives en una granja comercial de vaques lleteres. Es va trobar una alta variabilitat individual i HCC elevades es van associar a una menor producció de llet durant tota la lactació, demostrant així la sensibilitat de les HCC a certs estressors a llarg termini que afecten la producció lletera. En quart lloc, es va avaluar la tècnica de l'espectroscòpia de l'infraroig proper (NIRS) per a la quantificació del cortisol en pèl de vaques. Malgrat que el NIRS (a través de les equacions obtingudes) no va resultar capaç de reemplaçar les metodologies actualment utilitzades, va demostrar ser capaç de detectar amb exactitud animals amb altes HCC i ser útil per exàmens inicials. Finalment, es van reportar característiques secundàries descobertes durant la tesi associades al pèl amb una presumpta influència en les concentracions de cortisol. Malgrat que es necessita més recerca per entendre alguns factors de confusió, les concentracions de cortisol en pèl semblen representar l'activitat adrenal a llarg termini amb el potencial de ser usades en estudis de benestar i producció animal en vaquí lleter.
Resumen: In the last decades, social interest in animal welfare and welfare management has increased substantially. Stress is a decisive factor in animal welfare because of its impact and mainstreaming. Although stress response evolved to maintain animal's homeostasis, chronic stress is prejudicial and a serious threat to animal's well-being. The hypothalamic-pituitary-adrenal-axis is a key element in the stress response and ends with glucocorticoid secretion in the bloodstream by the adrenal gland. The measurement of glucocorticoid concentrations associated to adrenal activity is the most used methodology to assess animal's stress status. Cortisol, the main glucocorticoid in cattle, can be detected in blood (serum or plasma), saliva, urine, milk or faeces, but none of these matrixes is able to provide a measure of long-term adrenal activity. Hair is a matrix with the potential to provide an integrative value of long-term circulating cortisol levels and therefore, to be a measure of long-term adrenal activity. However, as a relatively new matrix, hair potential must be tested and validated. An accurate knowledge of hair as a matrix that accumulates cortisol is essential for its future use in chronic stress research associated to animal welfare and animal production. Consequently, the general objective of this thesis was to validate, evaluate and optimize the use of hair cortisol measurement as a tool to assess long-term adrenal activity in cattle. First, we validated a standardized protocol for the extraction of cortisol from cattle hair and the quantification of these cortisol concentrations by an enzyme immunoassay kit with excellent validation results. Second, we studied the feasibility of hair cortisol concentrations (HCC) to represent a long-term integrative value of adrenal activity by: 1) correlating HCC with faecal cortisol metabolites concentrations (FCMC), a validated measure of adrenal activity and 2) studying the effect on HCC of acute and non recurrent changes in circulating cortisol levels that did not represent the general status of the animal. Hair cortisol concentrations from dairy cows correlated well with the average value of FCMC, demonstrating indirectly that there exists a relationship between adrenal activity and HCC. Moreover, we evaluated the robustness of HCC from bull calves in front sporadic peaks of circulating cortisol induced by injections of adrenocorticotropic hormone and concluded that HCC are able to represent long-term adrenal activity. Third, we explored the potential uses of hair cortisol determination in dairy cattle production. This study investigated the relationships between HCC and physiological or productive data from a commercial dairy herd. High individual variability was found and greater HCC were associated to low milk yields during almost all lactation period demonstrating the sensitivity of HCC to certain long-term stressors affecting milk production. Fourth, we aimed to optimize hair cortisol detection by evaluating near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) technique for hair cortisol quantification in cows. Although NIRS through the obtained equations was not able to replace current methodologies, it was able to detect accurately animals with high HCC and be used for general animal screening. Finally, we reported the effects of secondary characteristics associated to hair matrix with a presumptive influence in hair cortisol measurement. Hair colour and hair anatomical location affected significantly HCC. Although future research is necessary to understand confounding factors, cortisol concentrations in hair seem to represent long-term adrenal activity with potential to be used as a tool in dairy cattle studies of animal welfare and production.
Nota: Bibliografia
Nota: Tesi doctoral - Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Ciència Animal i dels Aliments, 2016
Derechos: L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons Creative Commons
Lengua: Anglès.
Documento: Tesis i dissertacions electròniques ; doctoralThesis ; publishedVersion
Materia: Animals ; Efectes de l'estrès sobre ; Vaques ; Hidrocortisona ; Estrès (Fisiologia)
ISBN: 9788449067365

Adreça alternativa: https://hdl.handle.net/10803/399171


209 p, 1.9 MB

El registro aparece en las colecciones:
Documentos de investigación > Tesis doctorales

 Registro creado el 2017-04-24, última modificación el 2019-02-02



   Favorit i Compartir