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Hair cortisol concentrations in different breeds of cows: Comparison of hair from unshorn and previously shorn areas and from various regions of the body
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English
Hair cortisol concentrations in different breeds of cows: Comparison of hair from unshorn and previously shorn areas and from various regions of the bodyThe goals of this study were to investigate hair cortisol concentration (HCC) in seven different breeds of cows, to establish reference intervals for HCC in Brown Swiss cows and to compare cortisol concentrations of hair collected from four different areas of the body. Three groups of cows were used. Group 1 comprised 70 healthy cows representing four dairy breeds (Brown Swiss, Swiss Fleckvieh, Holstein Friesian, Water Buffalo) and three beef breeds (Raetian Grey, Limousin, Highland). Group 2 consisted of 60 healthy Brown Swiss cows in which two different hair samples were collected from the thoracic region to establish reference intervals; A samples consisted of hair that had grown for one month in a pre-clipped area, and B samples consisted of hair from a previously unshorn area. Group 3 comprised 21 healthy Brown Swiss cows, in which HCCs were measured in A and B samples from four different body regions (neck, shoulder, thorax, rump). Liquid chromatography tandem mass-spectrometry was used for cortisol measurement. In group 1, the highest HCCs were measured in Holstein Friesian cows at 1,75 pg/mg, which was significantly higher than those of the Brown Swiss, the Swiss Fleckvieh and the Water Buffalo cows. Hair cortisol concentration and daily milk yield of the 40 dairy cows were highly correlated (r = 0,57, P < 0,01). In group 2, the HCCs of 77 % of the A samples and 85 % of the B samples were below the laboratory’s limit of quantification (LOQ) of 0,50 pg/mg and the results were expressed semiquantitatively as <LOQ. The concentrations of the remaining samples ranged from 0,50 to 1,20 pg/mg, and the A and B samples did not differ. In group 3, the median quantifiable HCCs of the four body regions ranged from 0,50 to 1,00 pg/mg. The concentrations did not differ significantly among the body regions and between A and B samples. These findings suggest that Holstein Friesian cows have significantly higher HCC than Brown Swiss, Swiss Fleckvieh and Water Buffalo cows, and we assume that this is due in part to the milk yield in this breed.
Keywords: Stress, cattle, hair cortisol concentration
Deutsch
Haarcortisolkonzentrationen bei Kühen verschiedener Rinderrassen, in natürlich gewachsenem und in nachgewachsenem Haar sowie in Haar verschiedener KörperstellenDas Ziel war es, die Haarcortisolkonzentrationen (HCC) bei 7 Rinderrassen zu untersuchen, Referenzwerte für Braunviehkühe zu bestimmen und 4 Entnahmestellen in Bezug auf die HCC zu vergleichen. Die Untersuchungen wurden an 3 Gruppen von Kühen durchgeführt. In der Gruppe 1 wurden die HCC bei 70 Kühen von 4 Milchvieh- (Brown Swiss, Swiss Fleckvieh, Holstein Friesian, Wasserbüffel) und 3 Mutterkuhrassen (Rätisches Grauvieh, Limousin, Schottisches Hochlandrind) untersucht. In der Gruppe 2 wurden bei 60 gesunden Brown-Swiss-Kühen A- und B-Proben zur Ermittlung von Referenzwerten am Thorax entnommen. Die A-Proben bestanden aus nachgewachsenen Haaren aus einer vor einem Monat geschorenen Fläche und die B-Proben aus nicht vorgeschorenem Haar. Die Gruppe 3 bestand aus 21 gesunden Brown-Swiss-Kühen, bei denen die HCC in A- und B-Proben von 4 verschiedenen Körperstellen (Hals, Schulter, Thorax, Kruppe) untersucht und miteinander verglichen wurden. Die HCC-Bestimmung erfolgte mittels LC-MS/MS (Flüssigkeitschromatographie, gekoppelt mit Massenspektrometrie). In der Gruppe 1 waren die HCC der Holstein-Friesian-Kühe mit 1,75 pg/mg signifikant höher als diejenigen der Brown Swiss-, Swiss Fleckvieh- und Wasserbüffelkühe. Zwischen den HCC und der Tagesmilchleistung der 40 Milchkühe bestand eine signifikante Korrelation (r = 0,57, P < 0,01). Bei der Gruppe 2 waren die HCC in 77 % der A- und 85 % der B-Proben unterhalb der Bestimmungsgrenze (limit of quantification, LOQ) von 0,50 pg/mg und wurden semiquantitativ als < LOQ angegeben. In den restlichen Proben lagen die HCC zwischen 0,50 und 1,20 pg/mg. Die Werte der A- und B-Proben unterschieden sich nicht signifikant. Bei der Gruppe 3 lagen die HCC-Medianwerte der messbaren Proben für die 4 Lokalisationen zwischen 0,50 und 1,00 pg/mg Haar. Die HCC unterschieden sich weder zwischen den verschiedenen Körperstellen noch zwischen den A- und Proben signifikant. Die Untersuchungen lassen die Vermutung zu, dass Holstein-Friesian-Kühe signifikant höhere HCC als Brown Swiss-, Swiss Fleckvieh- und Wasserbüffelkühe aufweisen und dass dies mindestens teilweise durch die hohe Milchleistung bedingt ist.
Schlüsselwörter: Stress, Rind, Haarcortisolkonzentration
Français
Concentrations de cortisol dans les poils de différentes races de vaches : comparaison entre les poils provenant de zones non tondues et celles précédemment tondues et de diverses régions du corps.Les objectifs de cette étude étaient d’étudier la concentration de cortisol dans les poils (hair cortisol concentration (HCC)) chez sept races de vaches différentes, d’établir des intervalles de référence pour le HCC chez les vaches de race Suisse Brune et de comparer les concentrations de cortisol dans les poils prélevés sur quatre zones différentes du corps. Trois groupes de vaches ont été utilisés. Le groupe 1 comprenait 70 vaches saines représentant quatre races laitières (Brown Swiss, Swiss Fleckvieh, Holstein Friesian, Buffle d’eau) et trois races à viande (Grise rhétique, Limousin, Highland). Le groupe 2 était composé de 60 vaches Brown Swiss en bonne santé, pour lesquelles deux échantillons de poils différents ont été prélevés dans la région thoracique afin d’établir des intervalles de référence ; les échantillons A étaient constitués de poils ayant poussé pendant un mois sur une zone précédemment tondue et les échantillons B étaient constitués de poils provenant d’une zone non tondue auparavant. Le groupe 3 comprenait 21 vaches suisses brunes en bonne santé, chez lesquelles les HCC ont été mesurés dans des échantillons A et B provenant de quatre régions corporelles différentes (cou, épaule, thorax, croupe). La chromatographie liquide en tandem avec spectrométrie de masse a été utilisée pour la mesure du cortisol. Dans le groupe 1, les HCC les plus élevés ont été mesurés chez les vaches Holstein Friesian à 1,75 pg/mg, ce qui était significativement plus élevé que ceux des vaches Brown Swiss, Swiss Fleckvieh et Buffle d’eau. La concentration de cortisol dans les poils et le rendement laitier quotidien des 40 vaches laitières étaient fortement corrélés (r = 0,57, P < 0,01). Dans le groupe 2, les HCC étaient inférieures à la limite de quantification (LOQ) de 0,50 pg/mg dans 77 % des échantillons A et 85 % des échantillons B et ils ont été indiquées de manière semi-quantitative comme < LOQ. Dans les échantillons restants, les HCC se situaient entre 0,50 et 1,20 pg/mg. Les valeurs des échantillons A et B n’étaient pas significativement différentes. Dans le groupe 3, les valeurs médianes des HCC des échantillons mesurables pour les 4 localisations se situaient entre 0,50 et 1,00 pg/mg de poils. Les HCC ne différaient pas significativement entre les différentes localisations corporelles ni entre les échantillons A et B. Les analyses permettent de supposer que les vaches Holstein-Friesian présentent des HCC significativement plus élevées que les vaches Brown Swiss, Swiss Fleckvieh et les bufflonnes d’eau et que cela est dû au moins en partie à leur production laitière élevée.
Mots-clés: Stress, bovins, concentration de cortisol dans les poils
Italiano
Concentrazioni di cortisolo nel pelo in diverse razze bovine: confronto tra i peli provenienti da aree non tosate, precedentemente tosate e da varie regioni del corpoL’obiettivo di questo studio è stato quello di analizzare la concentrazione di cortisolo (HCC) nel pelo in sette diverse razze bovine, di stabilire gli intervalli di riferimento per l’HCC nelle vacche di razza Bruna e di confrontare le concentrazioni di cortisolo nei peli raccolti da quattro diverse aree del corpo. Sono stati utilizzati tre gruppi di vacche. Il gruppo 1 comprendeva 70 vacche sane che rappresentavano quattro razze da latte (Bruna svizzera, Swiss Fleckvieh, Frisona, Bufalo d’acqua) e tre razze da carne (Grigia alpina, Limousine, Highlander). Il gruppo 2 era composto da 60 vacche Bruna svizzera sane in cui sono stati raccolti due diversi campioni di pelo dalla regione toracica per stabilire gli intervalli di riferimento. I campioni A erano costituiti da peli cresciuti per un mese in un’area tosata, mentre i campioni B erano costituiti da peli provenienti da un’area precedentemente non tosata. Il gruppo 3 comprendeva 21 vacche Bruna svizzera sane, in cui le HCC sono stati misurate in campioni A e B provenienti da quattro diverse regioni del corpo (collo, spalla, torace, groppa). Per la misurazione del cortisolo è stata utilizzata la cromatografia liquida accoppiata con spettrometria di massa (LC-MS/MS). Nel gruppo 1, le HCC più elevate sono state misurate nelle vacche di razza Frisona con 1,75 pg/mg, significativamente più alte di quelle delle vacche di razza Bruna svizzera, Swiss Fleckvieh e Bufalo d’acqua. La concentrazione di cortisolo nel pelo e la produzione giornaliera di latte delle 40 vacche da latte erano altamente correlate (r = 0,57, P < 0,01). Nel gruppo 2, le HCC del 77 % dei campioni A e dell’85 % dei campioni B erano inferiori al limite di quantificazione (LOQ) del laboratorio di 0,50 pg/mg e i risultati sono stati espressi semi-quantitativamente come <LOQ. Le concentrazioni dei restanti campioni variavano da 0,50 a 1,20 pg/mg e i campioni A e B non differivano significativamente. Nel gruppo 3, la mediana delle HCC quantificabili delle quattro regioni corporee variava da 0,50 a 1,00 pg/mg. Le HCC non differivano significativamente tra le regioni corporee e tra i campioni A e B. Questi risultati suggeriscono che le vacche di razza Frisona hanno una HCC significativamente più alta rispetto alle vacche di razza Bruna svizzera, Swiss Fleckvieh e Bufalo d’acqua, e presumiamo che ciò sia dovuto in parte alla produzione di latte in questa razza.
Parole chiavi: stress, bovini, concentrazione di cortisolo nel pelo