Early-life intervention in dairy calves: nutritional and management strategies to enhance health, growth performance, rumen functions and metabolism

Early-life represents a critical developmental window in which nutritional and management interventions can shape the long-term health, metabolic competence, and productive potential of dairy calves. Growing evidence highlights that early-life strategies affecting liquid feeding, immune maturation, and rumen development may exert persistent effects extending beyond the preweaning period. In this context, this dissertation investigates complementary nutritional and management approaches aimed at improving growth, immunometabolic adaptation, and rumen functionality during the early stages of life. First, a comprehensive overview of postnatal developmental programming is presented, emphasizing the biological mechanisms through which early nutrition and management influence long-term phenotype. Subsequently, the effects of whole milk versus milk replacer feeding were evaluated, demonstrating distinct implications for growth performance and metabolic profiles during the preweaning phase. A second study focused on the weaning transition, assessing leukocyte gene expression and identifying differential immunometabolic responses between calves exhibiting high or low post-weaning growth, thereby revealing variability in resilience to this critical transition. Furthermore, the supplementation of Saccharomyces cerevisiae fermentation-derived postbiotics was examined as a nutritional strategy to support rumen development, immune function, and metabolic adaptation, with preliminary evidence of positive carryover effects into first lactation. Collectively, this work provides an integrated evaluation of early-life nutritional and management strategies, offering new insights into how liquid feeding, immune adaptation at weaning, and functional feed additives can be combined to optimize calf development. These findings underscore early-life intervention as a key leverage point for enhancing health, growth, and future productivity in modern dairy systems.

Lo stadio precoce della vita rappresenta una finestra critica di sviluppo durante la quale interventi nutrizionali e gestionali possono influenzare la salute a lungo termine, la competenza metabolica e il potenziale produttivo dei vitelli da latte. Evidenze crescenti indicano che le strategie adottate nelle prime fasi di vita, in grado di modulare l’alimentazione liquida, la maturazione immunitaria e lo sviluppo del rumine, possono esercitare effetti persistenti oltre il periodo pre-svezzamento. In questo contesto, la presente tesi di dottorato indaga approcci nutrizionali e gestionali complementari volti a migliorare la crescita, l’adattamento immunometabolico e la funzionalità ruminale nelle fasi iniziali della vita. In primo luogo, viene presentata una revisione approfondita del programming dello sviluppo postnatale, con particolare attenzione ai meccanismi biologici attraverso i quali nutrizione e gestione precoce influenzano il fenotipo a lungo termine. Successivamente, sono stati valutati gli effetti dell’alimentazione con latte intero rispetto al latte ricostituito, evidenziando implicazioni distinte sulle performance di crescita e sui profili metabolici durante la fase pre-svezzamento. Un secondo studio si è concentrato sulla transizione allo svezzamento, analizzando l’espressione genica dei leucociti e identificando differenti risposte immunometaboliche tra vitelli caratterizzati da elevata o ridotta crescita post-svezzamento, mettendo in luce una variabilità nella resilienza a questa fase critica. Inoltre, è stata esaminata la supplementazione con postbiotici derivati dalla fermentazione di Saccharomyces cerevisiae come strategia nutrizionale per supportare lo sviluppo ruminale, la funzione immunitaria e l’adattamento metabolico, evidenziando dati preliminari di effetti positivi protratti fino alla prima lattazione. Nel complesso, questo lavoro fornisce una valutazione integrata di strategie nutrizionali e gestionali nelle prime fasi di vita, offrendo nuove prospettive su come alimentazione liquida, adattamento immunitario allo svezzamento e additivi funzionali possano essere combinati per ottimizzare lo sviluppo del vitello. I risultati sottolineano il ruolo cruciale degli interventi precoci come leva strategica per migliorare salute, crescita e produttività futura nei moderni sistemi di allevamento da latte.