مواضيع المحاضرة: Ketosis
background image

Medicine Lecture                  5th Stage                92-10-2017              Dr.Osamah Muwafk 

KETOSIS: 

   It  is  a  condition  characterized  by  abnormally  elevated  concentrations  of 
ketone  bodies  in  the  body  tissues  and  fluids,  it  is  classified  as  clinical  or 
subclinical  on  the  basis  of  levels  of  ketone  bodies  in  the  blood,  urine  and 
milk and presence or absence of clinical signs. 

Glucose metabolism in ruminants: 

1-  The maintenance of adequate concentrations of glucose in the blood is 

critical to the regulation of energy metabolism . 

2-  The ruminant absorbs very little dietary carbohydrate as hexose sugar 

because  dietary  carbohydrates  are  fermented  in  the  rumen  to  short 
chain  fatty  acids,  principally  acetate  (70%),  propionate  (20%)  and 
butyrate (10 %). 

3-  Consequently,  glucose  needs  in  ruminants  must  largely  be  met  by 

gluconeogenesis. 

4-  Propionate  and  amino  acids  are  the  major  precursors  for 

gluconeogenesis with glycerol and lactate of lesser importance. 

5-  Propionate is produced in the rumen from starch, fiber, and proteins. 
6-  It enters the portal circulation and is efficiently removed by the liver, 

which is the primary glucose producing organ. 

7-  Propionate  is  the  most  important  glucose  precursor;  an  increased 

availability  can  spare  the  hepatic  utilization  of  other  glucose 
precursors. 

8-  The  majority  of  amino  acids  are  glycogenic  and  are  also  important 

precursors for gluconeogenesis. 

9-  Dietary protein is the most important quantitative source but the labile 

pool of body protein is also an important source. 

10-  They  contribute  to  energy  synthesis  and  milk  lactose  synthesis  as 

well as milk protein synthesis. 

11-  Dietary  acetate  is  transported  to  peripheral  tissues  and  to  the 

mammary gland and metabolized to long chain fatty acids for storage 
as lipids or secretion as milk fat. 

 


background image

Medicine Lecture                  5th Stage                92-10-2017              Dr.Osamah Muwafk 

Etiology: 

1-  In high-producing dairy cows there is often a negative energy balance 

in the first few weeks of lactation. 

2-  In  response  to  a  negative  energy  balance  and  low  serum 

concentrations  of  glucose  and  insulin,  cows  will  mobilize  adipose 
tissue  with  consequent  increases  in  serum  concentrations  of  non-
esterified fatty acids (NEFA) and subsequently BHBA. 

3-  The  hepatic  mitochondrial  metabolism  of  fatty  acids  promotes  both 

gluconeogenesis and Ketogenesis. 

4-  Ketones  arise  from  two  major  sources:  butyrate  in  the  rumen  and 

mobilization of fat. 

5-  A large proportion of butyrate produced by rumen fermentation of the 

diet  is  converted  to  13-hydroxybutyrate  (BHBA)  in  the  rumen 
epithelium and is absorbed as such. 

6-  Free fatty acids produced from the mobilization of fat are transported 

to the liver and oxidized to produce acetyl-CoA and NADH. 

7-  Acetyl-CoA  may  be  oxidized  via  the  TCA  cycle  or  metabolized  to 

acetoacetyl CoA. 

8-  Its  oxidation  via  the  TCA  cycle  depends  upon  adequate  supply  of 

oxaloacetate from the precursor propionate. 

9-  If propionate, and consequently oxaloacetate, is deficient, oxidation of 

acetyl-CoA  via  the  TCA  cycle  is  limited  and  it  is  metabolized  to 
acetoacetyl CoA and subsequently to acetoacetate and BHBA. 

10-  The  ketones  BHBA  and  acetoacetate  can  be  utilized  as  an  energy 

source. 

11- 

They are normally present in blood and their concentration is a 

result of the balance between production in the liver and utilization by 
the peripheral tissues. 

12- 

A  low  insulin:  glucagon  ratio  stimulates  lipolysis  in  adipose 

tissue and Ketogenesis in the liver. 

13- 

Cows  in  early  lactation  have  low  insulin:  glucagon  ratios 

because of low blood insulin and are in a catabolic state. 

 


background image

Medicine Lecture                  5th Stage                92-10-2017              Dr.Osamah Muwafk 

Types of bovine ketosis: 

Primary ketosis (production ketosis): 

1-  It is of most herds, the so called estate acetonemia. 
2-  It occurs in cows in good to excessive body condition that have high 

lactation potential and are being fed good-quality rations but that are 
in a negative energy balance.  

3-  There is a tendency for the disease to recur in individual animals. 
4-  A  proportion  of  cases  appear  as  clinical  ketosis  but  a  much  greater 

proportion  occur  as  cases  of  subclinical  ketosis  in  which  there  are 
increased  levels  of  circulating  ketone  bodies  but  no  overt  clinical 
signs. 

Secondary ketosis: 

1-  This  occurs  where  other  disease  results  in  a  decreased  food  intake. 

The  cause  of  the  reduction  in  food  intake  is  commonly  the  result  of 
abomasal  displacement,  traumatic  reticulitis,  metritis,  mastitis,  or 
other diseases' common to the postparturient period. 

Alimentary ketosis: 

1-  This  form  is  due  to  excessive  amounts  of  butyrate  in  silage  and 

possibly  also  due  to  decreased  food  intake  resulting  from  poor 
palatability of high butyrate Silage, This type of ketosis is commonly 
subclinical but it may predispose to the development of production or 
primary ketosis.  

Starvation ketosis: 

1-  This  occurs  in  cattle  that  are  in  poor  body  condition  and  that  are  fed 

poor-quality  feedstuffs.  There  is  a  deficiency  of  propionate  and  protein 
from  the  diet  and  a  limited  capacity  of  gluconeogenesis  from  body 
reserves. Affected cattle recover with correct feeding. 
 
 
 


background image

Medicine Lecture                  5th Stage                92-10-2017              Dr.Osamah Muwafk 

Ketosis due to specific nutritional deficiency: 

1-  Specific  dietary  deficiencies  of  cobalt  and  possibly  phosphorus  may 

also lead to a high incidence of ketosis. This may be due in part to a 
reduction  in  the  intake  of  total  digestible  nutrients  (TDN),  but  in 
cobalt  deficiency,  the  essential  defect  is  a  failure  to  metabolize 
propionic acid into the tricarboxylic acid (TCA) cycle. 

Epidemiology: 

1-  It is prevalent in most countries where intensive farming is practiced. 
2-  Occur in  animals housed  during the  winter  and  spring  months  and is 

rare in cows that calve on pasture. 

3-  The disease occurs in 
4-  It  occurs  most  commonly  during  the  first  month  of  lactation,  less 

commonly  in  the  second  month,  and  only  occasionally  in  late 
pregnancy. 

5-  The  disease  occurrence  increases  from  a  low  prevalence  at  the  first 

calving to a peak at the fourth. 

6-  There  is  a  greater  risk  for  the  development  of  ketosis  in  cows  that 

have  an  extended  long  dry  period,  that  develop  milk  fever,  retained 
placenta, lameness or hypomagnesemia. 

7-  Cows  with  twins  are  also  at  risk  for  ketosis  in the terminal  stages  of 

pregnancy. 

Economic significance: 

1-  Clinical  and  subclinical  ketosis  are  major  causes  of  loss  to  the  dairy 

farmer. 

2-  Main economic loss is due to the loss of production while the disease 

is  present,  the  possible  failure  to  return  to  full  production  after 
recovery and the increased occurrence of periparturient disease. 

3-  decreased milk yields and lower milk protein and milk lactose. 
4-  increased  risk  for  delayed  estrus  and  lower  first  service  conception 

rates, increased inter-calving intervals. 

5-  increased  risk  of  cystic  ovarian  disease,  metritis  and  mastitis  and 

increased involuntary culling. 


background image

Medicine Lecture                  5th Stage                92-10-2017              Dr.Osamah Muwafk 

Pathogenesis: 

1-  The  principal  metabolic  disturbances  observed,  hypoglycemia  and 

ketonemia. 

2-  Acetoacetic  acid  is  known  to  be  toxic  and  probably  contributes  to  the 

terminal coma in diabetes mellitus in man. 

3-  Production  of  isopropyl  alcohol,  a  breakdown  product  of  Acetoacetic 

acid  in  the  rumen  are  thought  to  be  responsible  to  the  nervous  signs 
which  occur  in  some  cases  of  bovine  ketosis, although  the  requirement 
of nervous tissue for glucose to maintain normal function may also be a 
factor in these cases.  

4-  Changes in ruminal flora after a long period of anorexia may also cause 

continued impairment of digestion. 

5-  Fatty  degeneration  of  the  liver  in  protracted  cases  may  prolong  the 

recovery period. 

Clinical Findings: 

A- The wasting form 

1-  It is the most common. 
2-  It is manifest with a gradual but moderate decrease in appetite and 

milk yield over 2-4 days. 

3-  cow first refuses to eat grain, then ensilage but may continue to eat 

hay. 

4-  Body weight is lost rapidly. 
5-  'woody'  appearance  due  to  the  apparent  wasting  and  loss  of 

cutaneous  elasticity  due  '  presumably  to  disappearance  of 
subcutaneous fat. 

6-  The feces are firm and dry but serious constipation does not occur. 
7-  The cow is moderately depressed. 
8-  hangdog  appearance  and  disinclination  to  move  and  to  eat  may 

suggest the presence of mild abdominal pain. 

9-  The temperature and the pulse and respiratory rates are normal  
10- 

the  ruminal  movements  may  be  decreased  in  amplitude  and 

number  


background image

Medicine Lecture                  5th Stage                92-10-2017              Dr.Osamah Muwafk 

11- 

A characteristic odor of ketones is detectable on the breath and 

often in the milk. 

12- 

Very  few  affected  animals  die,  but  without  treatment  the  milk 

yield falls. 

13- 

Spontaneous recovery usually occurs over about a month. 

B- The nervous form: 

1-  Signs are usually bizarre and begin quite suddenly. 
2-  syndrome is suggestive of delirium rather than of frenzy. 
3-  Walking in circles. 
4-  Straddling or crossing of the legs. 
5-  Head pushing or leaning into the stanchion. 
6-  Apparent blindness. 
7-  Aimless movements and wandering. 
8-  Vigorous licking of the skin and inanimate objects. 
9-  Depraved appetite. 
10- Chewing movements with salivation. 
11- Hyperesthesia  may  be  evident,  the  animal  bellowing  on  being 

pinched or stroked. 

12- Moderate  tremor  and  tetany  may  be  present  and  there  is  usually  an 

incoordinate gait. 

13- The nervous signs usually occur in short episodes which last for 1 or 

2 h. 

14- may recur at intervals of about 8-12 h. 
15- Affected cows may injure themselves during the nervous episodes. 

C- Sub clinical ketosis:  

1-  Many  cows  that  are  in  negative  energy  balance  in  early  pregnancy 

will have ketonuria without showing clinical signs,  

2-  Diminished  productivity  including  depression  of  milk  yield  and  a 

reduction in fertility. 

3-  Potential milk production is reduced by 1_9%. 
4-  Infertility as an ovarian abnormality. 
5-  Delayed  onset  of  estrus,  endometritis  resulting  in  an  increase  in 

calving to conception interval.  

6-  reduced conception rate at first insemination. 


background image

Medicine Lecture                  5th Stage                92-10-2017              Dr.Osamah Muwafk 

Clinical Pathology: 

1-  Hypoglycemia,  ketonemia  and  ketonuria  are  characteristic  of  the 

disease. 

2-  Blood  glucose  levels  are  reduced  from  the  normal  of  approximately 

50 mg/dL to 20-40 mg/dL. 

3-  Normal  cows  have  plasma  BHBA  concentrations  less  than  1000 

μmol/L,  cows  with  subclinical  ketosis  have  concentrations  greater 
than 1400 μmol/L, and cows with clinical ketosis have concentrations 
often in excess of 2500 μmol/L. 

4-  Detection levels of ketone in Milk and urine (cowside tests). 
5-   Milk  fat  concentration  tends  to  increase  and  milk  protein 

concentration  tends  to  decrease  during  postpartum  negative  energy 
balance . 

Differential diagnosis: 

A- Wasting form: 

1-  Abomasal displacement. 
2-  Traumatic reticulitis. 
3-  Primary indigestion. 
4-  Cystitis and pyelonephritis. 
5-  Diabetes mellitus. 

B- Nervous form: 

1-  Rabies. 
2-  Hypomagnesemia. 
3-  Bovine spongiform encephalopathy. 

Treatment: 

1-  Replacement therapy 

a-  Glucose (dextrose) The IV injection of 500 mL of a 50% solution 

of glucose. 

b-  Propylene  glycol  and  glycerin/glycerol  225  g  twice  daily  for  2 

days, followed by 110 g daily for 2 days to cattle. 

2-  Hormonal therapy: 

a-  Glucocorticoids: 


background image

Medicine Lecture                  5th Stage                92-10-2017              Dr.Osamah Muwafk 

Hyperglycemia occurs within 24 h of administration and appears to 
result from a repartitioning of glucose in the body. 

3-  Insulin  facilitates  cellular  uptake  of  glucose,  suppresses  fatty  acid 

metabolism and stimulates hepatic gluconeogenesis. 

4-  Vitamin  B12  and  cobalt  are  indicated  in  regions  where  cobalt 

deficiency is a risk factor for ketosis. 

 

 

  ================================================== 




رفعت المحاضرة من قبل: وافر زهير النعيمي
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 139 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل