Impact of high-energy diets on the rumen environment and digital cushion in confined cattle Translated title: O impacto de dietas de alto valor energético sobre o ambiente ruminal e o tecido digital em bovinos confinados

Abstract

ABSTRACT: This study aimed to identify gross and microscopic changes, caused by high-energy diets, in the rumen environment and hoof of confined beef cattle. The study sample comprised 40 confined heifers (Bos taurus) with no disease history divided into four experimental groups using different diets: Group 1 (D1, control), 48:52 forage:concentrate ratio; Group 2 (D2), 30:70 forage:concentrate ratio; Group 3 (D3), 30:70 forage:concentrate ratio + sucrose; Group 4 (D4), 100% concentrate. All animals underwent clinical examination, assessment of ruminal fluid pH and lameness, and sample collection after slaughter for histopathology of the hoof laminae and digital cushion and ruminal tissue. All dependent variables of the study were compared using the SPSS 20.0 statistical software. The variables that did not show normality (HR, RM, ST, and CRT) were compared with application of the Kruskal-Wallis test followed by the Dunnet’s multiple comparison test. All other variables were submitted to analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey’s test. The different diets had an impact on the rumen environment (p<0.05) of the heifers assessed, with momentary general depression in the first 12 h after sucrose induction (D3), as well as mild clinical signs in D4. The animals in D3 and D4 presented lower motility (p<0.05) and ruminal pH (p<0.01) than those in D1. Of the 40 heifers, 27.5% (n=11) showed gross lesions in the epithelium of ruminal pillars, whereas 22.5% (n=9) of those in D3 and D4 presented these lesions. Sole corium thickness varied between heifers in D3 compared with those in D1 and D2 (p<0.05). Therefore, high-energy diets, as used in this study, alter some clinical parameters and the rumen environment, causing lesions in the rumen mucosa, and of lesser intensity, in the hoof corium and laminae, suggestive of laminitis.

Translated abstract

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi identificar alterações macroscópicas e microscópicas provocadas por dietas de alto valor energético no ambiente ruminal e casco de bovinos de corte (Bos taurus) em confinamento. Foram utilizadas 40 novilhas mantidas em confinamento, sendo divididas em 4 grupos experimentais: Grupo D1(controle) - 48% de volumoso e 52% de concentrado; Grupo D2 - 30% de volumoso e 70% de concentrado; Grupo D3 - 30% de volumoso e 70% de concentrado + sacarose; Grupo D4 - 100% de concentrado. Foi realizado exame clínico dos animais, avaliação do pH ruminal, da claudicação, além de coletas de amostras post-mortem para análises histopatológicas da região laminar do casco, coxim digital e do rúmen. Todas as variáveis dependentes do estudo foram comparadas por meio do software estatístico SPSS 20.0. As variáveis sem normalidade (FC, MR, Tc e TPC) foram comparadas pelo teste de Kruskal Wallis, seguido pelo teste de comparação múltipla de Dunnet. Todas demais foram submetidas a análise de variância (ANOVA), seguida pelo teste de Tukey. Foi observado impacto das distintas dietas ao ambiente ruminal (p<0,05). Os grupos D3 e D4 exibiram menor motilidade (p<0,05) e pH ruminal (p<0,01). 27,5% (n=11) dos animais tiveram registros macroscópicos de lesões no epitélio dos pilares ruminais enquanto que os submetidos às dietas 3 e 4 foi observada ocorrência de 22,5% (n=9) de lesões macroscópicas no rúmen. As espessuras do córium solear variaram entre os grupos que receberam a indução de sacarose em relação ao grupo controle e novilhas alimentadas com a dieta 2 (p<0,05). Sendo assim dietas com elevada densidade energética, na condição em que foi empregada, alteraram alguns parâmetros clínicos e o ambiente ruminal, provocando lesões na mucosa do rúmen e de pouca intensidade no córium e tecido laminar, sugestiva de laminite.