한우 송아지에서 허약 송아지 증후군(WCS)의 생리·생화학적 특성 및 예후 지표 = Physiological and biochemical characteristics of Weak Calf Syndrome (WCS) and prognostic indicators in Hanwoo calves

국문 초록 (Abstract)

신생 송아지의 허약은 조기 폐사의 주요 원인 중 하나이며, 특히 분만 전후를 밀착 관찰하기 어려운 광범위 사육 시스템에서는 군 관리에 큰 도전 과제로 남아 있다. 이 논문은 허약한 한우 신생 송아지의 생리학적 및 생화학적 특성을 조사하고, 단기 생존과 관련된 실용적인 지표를 규명하는 것을 목표로 한다.
첫 번째 절에서는 출생 시 요구되는 중요한 생리학적 적응 과정을 설명한다. 이러한 과정에 장애가 생기면 신생아 활력이 저하되며, 이는 임상적으로 기립 지연, 약한 빠는 반사, 근 긴장 저하, 반응성 감소 등의 징후로 나타난다. 이러한 징후들은 통틀어 ‘허약 송아지 증후군(Weak Calf Syndrome, WCS)’이라 불린다. 허약 송아지 증후군은 임상 현장에서 자주 관찰되지만, 특히 한우에서는 이에 대한 표준화된 임상적 정의가 부족하고 관련 연구도 제한적이다.
이러한 공백을 해소하기 위해, 본 연구는 출생 후 48시간 이내의 건강한 한우 송아지를 대상으로 생리학적 및 생화학적 기준 범위를 먼저 설정했다. 평가한 지표에는 직장 체온, 혈액 가스 및 산염기 상태(pH, 중탄산염, 염기 과잉), L-젖산 농도, 혈청 전해질, 신장 및 간 기능 지표, 에너지 대사 관련 수치가 포함되었다. 총 31마리의 건강한 송아지를 평가하였고, WCS 징후를 보이는 26마리의 송아지와 비교하였다. 결과적으로, 허약 송아지는 체온과 혈액 pH가 낮고, L-젖산과 음이온 차 수준은 높았으며, 이는 대사성 및 호흡성 산증이 복합적으로 존재함을 시사한다. 생화학적 분석에서는 혈청 크레아티닌과 요소 수치가 높고, 포도당과 콜레스테롤 수치가 낮았으며, 이는 에너지 균형의 불량과 초유 흡수 감소를 나타낸다. 효소 활성 패턴 또한 위장관 기능 지연과 수동 면역 전달 장애를 시사하였다.
이후, 26마리의 허약 송아지를 대상으로 생존 분석을 수행하였으며, 이 중 6마리는 출생 후 7일 이내에 폐사하였다. 생존군과 비생존군 간의 통계적 비교 결과, 조기 사망은 보다 심각한 산증과 유의한 연관이 있는 것으로 나타났다. 비 생존 송아지는 정맥혈 pH와 중탄산염 수치가 더 낮았고, pCO₂ 및 L-젖산 농도는 더 높았으며, 인 수치와 일부 효소 지표에서도 차이를 보였다. 수신자 조작 특성 (ROC) 곡선 분석에서는 pCO₂와 ALP가 가장 높은 예후 정확도를 보였으며, 각각 곡선 아래면적 (AUC) 값은 1.00과 0.85였다. 이러한 결과는 혈액 기반 초기 측정이 현장 조건에서 선별과 처치를 안내하는 유용한 예후 도구가 될 수 있음을 시사한다.
산-염기 및 대사 지표 외에도, 단백질 분획, 비타민 E, 셀레늄을 포함한 혈청 지표를 평가하였다. 총 단백질 및 γ-글로불린 수치는 허약 송아지에서 수동 면역 전달 실패가 흔함을 확인시켜 주었지만, 생존 여부에 따른 차이는 나타나지 않았다. 반면, 비타민 E 수치는 대조군과 허약 송아지군 간에 유의한 차이를 보였으며, 비 생존 송아지에서 낮은 수치를 보였다. 이는 비타민 E가 예후 지표 로서의 가능성을 지님을 시사한다.
결론적으로, 본 연구는 허약한 한우 송아지의 생리학적 및 생화학적 지표들을 분석하고, 임상 평가에 도움이 되는 값을 제시하였다. 연구 결과는 허약 송아지 증후군이 다 요인성 상태임을 강조하며, 객관적인 지표를 통한 조기 식별의 중요성을 부각시킨다. 특히 혈액 가스 수치 중 pCO₂와 L-젖산은 현장 수준에서 유력한 예후 판단 도구로서 가능성을 보였으며, 비타민 E 상태는 항산화 보호와 수동 면역 전달 결핍을 반영하는 지표일 수 있다. 이 연구는 신생아 관리 전략 개선과 초기 폐사율 감소를 위한 실질적인 통찰을 제공한다.

목차 (Table of Contents)

• TABLE OF CONTENTS
• LIST OF TABLES i
• LIST OF FIGURES ii
• ABSTRACT iii
• ACKNOWLEDGEMENT vi
• CHAPTER 1. General introduction 1
• Abstract 2
• 1.1 Physiological adaptation at birth in neonatal calves 3
• 1.2 Definition and clinical features of Weak Calf Syndrome (WCS) 4
• 1.3 Etiology and risk factors of neonatal weakness 5
• 1.4 Evaluation of neonatal calf vitality 7
• 1.5 Purpose and structure of this dissertation 8
• 1.6 References 13
• CHAPTER 2. Profiles of physiological and biochemical status in healthy and weak neonatal calves 16
• Abstract 17
• 2.1 Introduction 19
• 2.2 Materials and Methods 22
• 2.2.1 Healthy calves 22
• 2.2.2 Weak calves 22
• 2.2.3 Therapeutic intervention for weak calves 23
• 2.2.4 Blood sample collection 24
• 2.2.5 Measurements of parameters 24
• 2.2.6 Statistical analysis 26
• 2.3 Results 27
• 2.3.1 Point-of-care parameters in healthy calves 27
• 2.3.2 Laboratory biochemical parameters in healthy calves 27
• 2.3.3 Distribution of clinical and biochemical abnormalities in weak calves 28
• 2.3.4 Point-of-care parameters in weak calves 28
• 2.3.5 Laboratory biochemical parameters in weak calves 29
• 2.3.6 Differences in clinical and biochemical parameters between healthy and weak calves 29
• 2.4 Discussion 31
• 2.5 References 38
• CHAPTER 3. Differences and prognostic indicators between surviving and non-surviving calves 43
• Abstract 44
• 3.1 Introduction 46
• 3.2 Materials and Methods 49
• 3.2.1 Animal population and management 49
• 3.2.2 Inclusion criteria and intervention 49
• 3.2.3 Blood sample collection 51
• 3.2.4 Measurements of parameters 51
• 3.2.5 Statistical analysis 52
• 3.3 Results 54
• 3.3.1 Population characteristics of weak calves 54
• 3.3.2 Differences in point-of-care parameters between survivors and non-survivors in weak calves 54
• 3.3.3 Differences in laboratory parameters between survivors and non-survivors in weak calves 55
• 3.3.4 Prognostic indicators for mortality in weak calve 55
• 3.4 Discussion 57
• 3.5 References 68
• CHAPTER 4. Serum protein, vitamin E, and selenium profiles in weak calves 75
• Abstract 76
• 4.1 Introduction 78
• 4.2 Materials and Methods 81
• 4.2.1 Animal population and grouping 81
• 4.2.2 Clinical management and monitoring 82
• 4.2.3 Blood collection and analysis 82
• 4.2.4 Statistical analysis 84
• 4.3 Results 85
• 4.3.1 Serum protein electrophoresis in weak calves 85
• 4.3.2 Serum selenium and vitamin E concentrations 86
• 4.4 Discussion 87
• 4.5 References 95
• CHAPTER 5. General Discussion and Conclusion 97
• 5.1 General Discussion and Conclusion 98
• 5.2 References 102
• ABSTRACT (Korean) 105
• LIST OF TABLES
• Table 1.1 Clinical scoring systems for assessing neonatal calf vitality 12
• Table 2.1 Comparison of physiological and point-of-care blood gas parameters between healthy and weak calves 35
• Table 2.2 Comparison of serum biochemical parameters between healthy and weak calves 36
• Table 3.1 Study overview and calves’ information 62
• Table 3.2 Comparison of point-of-care physiological and blood gas parameters between surviving and non-surviving weak calves 63
• Table 3.3 Comparison of serum biochemical parameters between surviving and non-surviving weak calves 64
• Table 3.4 Receiver operating characteristic analysis for predicting non-survival in weak calves 67
• Table 4.1 Comparison of serum protein fractions between surviving and non-surviving weak calves 92
• Table 4.2 Serum selenium and vitamin E concentrations in healthy and weak calves 93
•  
• LIST OF FIGURES
• Figure 1.1 Clinical appearance of weak Hanwoo calves 10
• Figure 1.2 Factors responsible for weakness and increased mortality in neonatal calves. 11
• Figure 2.1 Weak calf syndrome in Korean indigenous (Hanwoo) calves 34
• Figure 2.2 Comparison of selected physiological and biochemical parameters between healthy and weak calves 37
• Figure 3.1 Comparison of point-of-care and biochemical parameters showing significant differences between surviving and non-surviving weak calves 65
• Figure 3.2 Receiver operating characteristic curves of selected parameters for predicting survival outcomes in weak calves 66
• Figure 4.1 Electrophoretic analysis of protein fractions in weak calves 91
• Figure 4.2 Serum selenium and vitamin E concentrations in healthy, surviving weak, and non-surviving weak calves 94