Alterações Metabólicas no Periparto

O pré e pós-parto imediato são períodos em que as vacas de leite possuem maiores riscos de doenças de origem metabólica e infecciosa. Aproximadamente 75 % das doenças ocorrem no primeiro mês após o parto (Goff, 2006), estando fortemente associadas às mudanças que ocorrem nesse período, como: rápido desenvolvimento fetal durante terço final da gestação, a produção do colostro e ao manejo dado aos animais neste período.

Desta forma um ponto de grande importância para a obtenção de um melhor desempenho, principalmente das vacas de alta produção, é a atenção dada aos animais durante as três semanas pré e as três pós-parto (período de transição).

O período de transição é marcado por enormes mudanças hormonais e metabólicas associadas à queda da ingestão de alimentos, ao balanço energético negativo, ao grande aumento no tamanho do concepto (tecidos uterinos, placenta, membranas fetais e o feto) e conseqüente demanda de nutrientes (Grummer, 1995, Dann et al., 1999).

Os últimos dias de gestação coincidem com a formação do colostro, aumento da demanda da glândula mamária por glicose, aminoácidos, ácidos graxos, minerais e vitaminas. O fluxo sangüíneo mamário, consumo de oxigênio, absorção de glicose e acetato aumentam, consideravelmente, entre o segundo e primeiro dia pré-parto (Bell, 1995). O aumento da demanda energética pela mãe e concepto não é compensado por uma maior ingestão de alimentos, pois segundo Grummer (1995) e Grant & Albright (1995) a ingestão de matéria seca (IMS) próxima ao parto reduz drasticamente. Dessa forma, o animal entra em balanço energético negativo, sendo o aumento das necessidades energéticas suprido pela mobilização das reservas corporais.

Bell et al. (1995) estimaram que o aumento da exigência de energia do útero gravídico de vacas do 190o para o 270o dia de gestação foi de 567 para 821 Kcal, enquanto que para proteína bruta foi de 62 para 117 g/dia. Isso demonstra um aumento de 30 a 50% nas exigências maternas para o concepto nos últimos 80 dias de gestação demandando, conseqüentemente, várias adaptações metabólicas por parte da mãe.

Em vacas adultas observa-se uma maior queda na ingestão de alimentos (36 versus 26%, Grummer, 1998) e um maior consumo de matéria seca (31 versus 27% de peso corporal, Vandehaar et al, 1999) quando comparado aos animais jovens.

Após o parto o balanço energético negativo persiste em função agora do início da lactação. A ingestão de alimentos não é suficiente para fazer frente às demandas da glândula mamária devido ao descompasso entre o pico na produção de leite que ocorre entre a quarta e oitava semanas pós-parto e o pico na IMS que acontece entre a 10a e 14a semanas pós-parto. O atraso da IMS em relação à produção de leite intensifica a mobilização dos tecidos corporais agravando o balanço energético negativo.

Todas as mudanças metabólicas descritas acima ocorrem nas vacas de leite com maior ou menor intensidade e são fisiológicas. No entanto, principalmente as vacas de alta produção estão próximas do desequilíbrio fisiológico, o qual é determinado por características individuais bem como por práticas de manejo incorretas adotadas: alta densidade animal, dietas desbalanceadas, instalações inadequadas, ambientes desafiadores, e outros, causando um somatório de fatores predisponentes, resultando no desequilíbrio fisiológico manifestado como doença.

Respostas do sistema imune

- Estresse oxidativo
O metabolismo celular normal, o insulto ambiental e as respostas inflamatórias produzem metabólitos oxigênio reativos (MOR) ou radicais livres. Os principais radicais livres encontrados nos sistemas biológicos são: superóxido, peróxido de hidrogênio, radical hidroxila e radicais de ácidos graxos. Estes compostos reagem com enzimas, membranas celulares e DNA causando alteração ou morte celular.
O estresse oxidativo ocorre quando a produção de MOR excede a capacidade do sistema antioxidante da célula, tecido ou corpo. Certos nutrientes atuam como antioxidantes ou são componentes de enzimas antioxidantes e têm um efeito direto sobre o estresse oxidativo. A prevalência e a severidade de várias desordens de saúde na vaca de leite incluindo retenção de placenta, mastite, edema de úbere e outras parecem estar relacionadas ao estresse oxidativo (Weiss, 2005).

Para contrapor ao estresse oxidativo o organismo lança mão de um sofisticado sistema antioxidante, como podemos perceber na Tabela 1.

Tabela 1. Alguns dos sistemas antioxidantes encontrados em células de mamíferos


Fonte: Weiss (2005)

Resposta de Fase Aguda

A resposta de fase aguda (RFA) refere-se a uma reação inflamatória que ocorre após uma injúria tecidual. A injúria pode ser por infecção, reação imunológica, neoplásica, traumática, por parasitos ou outros (Kushner e Mackiewicz, 1997).

Tabela 2. Respostas de fase aguda.



Fonte: Pyorala (2000)

Os leucócitos e as células endoteliais expressam receptores de aderência na superfície em resposta a mediadores inflamatórios. A aderência dos leucócitos no endotélio é seguida por diapedese e a sua migração para o foco inflamatório é guiada por diferentes fatores quimiotáticos. Células fagocitárias, granulócitos neutrófilos e macrófagos, têm um papel chave na eliminação de antígenos estranhos. Suas funções são baseadas em fagocitose, hidrolase lisossomal, e radicais livres. Dois radicais de oxigênio, o ânion superóxido (O2-) e o óxido nítrico (NO-), podem também ser convertidos a peroxinitrito (ONOO-), o qual tem sido recentemente implicado como um agente citotóxico principal (Paape & Capuco, 1997.)

As citocinas são polipeptídios multipotentes produzidos por vários tipos de células, sua síntese é iniciada por mediadores inflamatórios os quais induzem a cascata do sinal de transdução, transcrição dos genes citocina, translação dos polipeptídios citocina, e seu processamento e secreção (Koj, 1996). As citocinas pro inflamatórias como FNTalfa, e IL-1, IL-6, e IFN-alfa parecem ser essenciais na resposta inflamatória sistêmica inicial (Kushner, 1993).

No sítio da reação local, o aparecimento dessas citocinas na circulação é responsável pelo início da resposta inflamatória sistêmica a qual é clinicamente caracterizada por sinais inflamatórios sistêmicos, febre, inapetência e depressão Tabela 3.

Tabela 3. Características da resposta de fase aguda (RFA) sistêmica.


Figura 1. Crescimento e desenvolvimento mamário.

Esses sintomas refletem múltiplas alterações no controle homeostático do animal doente. A RFA inclui muitas alterações endócrinas, uma delas é o estimulo da produção de ACTH no hipotálamo e subseqüente produção de cortisol na córtex da adrenal, (Paap et al., 1974). A concentração de muitos outros hormônios aumentam, incluindo as catecolaminas, glucagon, insulina, hormônio do crescimento, aldosterona, vasopressina e prolactina (Kushner 1992, Dinarello 1984). Por outro lado outros hormônios têm a suas concentrações diminuídas durante a fase aguda, como a renina, a tiroxina e esteróides gonadais (Mandrup- Poulsen et al., 1995).

As principais alterações metabólicas durante a resposta de fase aguda, são o aumento do catabolismo protéico e gliconeogênese. As proteínas musculares são catabolizadas a aminoácidos que são necessários para a síntese de novas proteínas: proteína de fase aguda, imunoglobulinas e colágeno para reparação de tecidos, além de proliferação de linfócitos e fibroblastos, ao mesmo tempo em que o consumo de alimento está reduzido (Jennin & Elia, 1996).

Alterações na concentração de cátions ocorrem durante a resposta de fase aguda (Kushner, 1982). A concentração de ferro e zinco diminui substancialmente enquanto a concentração de cobre no plasma pode aumentar. Em bovinos uma leucopenia inicial com desvio para a esquerda é um dos principais achados na RFA (Haiyes, 1994).
As citocinas proinflamatórias tem efeito direto sobre tecidos metabólicos como cérebro, músculo esquelético, tecido adiposo, fígado e glândulas endócrinas (Johnson, 1997). O processo inflamatório com a liberação de citocinas afeta o consumo de alimentos, o metabolismo protéico, de gordura, de carboidratos, mineral e secreções endócrinas (Waldron & Overton, 2006).   

Existe uma relação complexa entre sistema imune e metabolismo, não só os tecidos metabólicos respondem a sinais provenientes do sistema imune, mas também os tecidos metabólicos produzem e secretam moléculas imune relacionadas. Tem sido mostrado que a células epiteliais da glândula mamária produzem varias proteínas de fase aguda e citocinas incluindo e interleucina-8 (Wellnitz, 2004). O fígado produz peptídeos antimicrobianos (Sang et. al, 2006), proteínas de fase aguda e citocinas (Loor et al, 2005) e a pituitária anterior produz entre outros interleucina-6 e prostaglandinas, os adipositos produzem uma grande variedade de moléculas imunorelacionadas (FNTalfa ligado à membrana, interleucina 6, resistina, etc). Estas moléculas tem sido chamadas adipocitocinas ou adipocinas (Waldron & Overton, 2006).
Papel dos ácidos graxos não esterificados e corpos cetônicos
Os ácidos graxos não esterificados e os corpos cetônicos diminuem a função imune. Elevadas concentrações de corpos cetônicos e AGNE diminuem a habilidade dos leucócitos em multiplicar e crescer em resposta a mudanças imunes, diminuindo a produção de componentes bactericidas e a atividade bactericida dos polimorfonucleares, bem como a capacidade de migração para o local da infecção. Esta redução na atividade imune explica os achados de Kremer et. al. (1993), que observaram que os quadros de mastite tornaram-se mais severos em vacas com cetose.

Similarmente, o acúmulo de triglicérides no fígado de vacas de leite tem sido associado com a diminuição na habilidade de "clearance" de endotoxinas bacterianas do sangue (Andersen et al. 1996).        

Resposta à ativação do sistema imune

A ativação do sistema imune afeta negativamente variáveis importantes da produção. O crescimento esta diminuído durante essa ativação. A redução no crescimento é o resultado de mudanças endócrinas e também de efeito das citocinas proinflamatórias diretamente nos tecidos metabólicos. A infecção ou inflamação diminui o consumo de alimentos, mas a redução no crescimento causada pela ativação do sistema imune é freqüentemente maior que a explicada pela queda no consumo sozinha.

Em adição à diminuição no consumo de alimentos, a ativação do sistema imune em muitas espécies tem provocado resistência ao GH ou uma aparente desconexão do eixo somatotropina, desta forma o aumento nas concentrações séricas de GH não é acompanhado por aumento das concentrações de fator de crescimento semelhante à insulina (IGF-1) ou nível constante de GH está associado com uma diminuição nas concentrações plasmáticas de IGF-1 (Waldron & Overton, 2006).

Desta forma a ativação do sistema imune leva a diminuição da: eficiência reprodutiva, da produção de leite e de alguns aspectos da saúde metabólica. A integração da função imune e eficiência reprodutiva tem sido estudada utilizando um modelo de mastite na ativação imune. A ativação imune natural ou experimental da glândula mamária tem mostrado afetar múltiplos tecidos reprodutivos em varias fazes do ciclo estral (Waldron & Overton, 2006).
Schrick et al. (2001) relatam que mastite subclínica diminui a eficiência reprodutiva, aumenta o período para o primeiro serviço, aumenta os dias em aberto e o número de serviços por concepção. Huszenicza et al. (1998) relatam que infecção da glândula mamária que ocorre nos primeiros 14 dias pós-parto não afeta a ciclicidade ovariana, mas a mastite entre 15 e 28 dias, pode aumentar o período para o primeiro estro e a primeira ovulação.
Imunosupressão no periparto

As alterações nos mecanismos de defesa que ocorrem no período periparto estão associadas com o perfil hormonal, metabólico, o estresse físico da periparturiente e a nutrição. Essas alterações podem contribuir para a alta incidência de doenças infecciosas experimentadas pela vaca nesse período. Evidências de alterações na função imune e no mecanismo de defesa não específico que ocorrem no periparto têm sido estudados ao longo dos anos (Mallard et al., 1998).

O período pós-parto é por si só estressante. Os mecanismos de defesa começam a diminuir duas a três semanas pré-parto alcançando o nível mínimo na primeira ou segunda semana pós-parto. Estudos demonstraram que a atividade dos neutrófilos e linfócitos diminuía em até 50% nos dias em torno do parto, conforme ilustrado na figura 1 (Kehrli et al., 1989).

Figura 1. Função dos neutrófilos e linfócitos durante os períodos pré e pós-parto de vacas
Fonte: Adaptado de Kehrli et al. (1989).

As principais razões para a imunossupressão no periparto são: o balanço energético negativo, a colostrogênese, o próprio parto e a produção de radicais livres no pós-parto.
No final da gestação e no início da lactação a vaca de leite de alta produção se apresenta em balanço energético e protéico negativo, uma vez que nessa fase possui uma menor ingestão de alimentos. Deficiências crônicas de energia, proteína, minerais e vitaminas têm sido freqüentemente associadas à depressão do sistema imune. O parto e o início da lactação promove um grande estresse metabólico, contribuindo ainda mais para a deficiência de fatores alimentares que estão relacionados à manutenção do sistema imune. Além disso, o estresse físico, pelo calor, baixo conforto, instalações inadequadas, entre outros, pode diminuir ainda mais a ingestão de alimentos e agravando a imunossupressão (Goff & Horst, 1997).
O balanço energético negativo no início da lactação pode levar à produção de corpos cetônicos que, quando em grandes quantidades, leva a diminuição da atividade linfocitária (Franklin et al., 1991). Além disso, a menor ingestão durante o período periparturiente e o parto levam a uma queda nos níveis plasmáticos de vitamina A (retinol) e vitamina E (alfa-tocoferol) de 38 e 47%, respectivamente. Estas vitaminas estão ligadas intimamente a processos imunológicos encontrados no organismo.

A progesterona é o hormônio predominante durante a gestação. Aproximadamente 30 dias antes do parto o cortisol fetal estimula a placenta a iniciar a secreção de estrógeno. Os estrógenos têm um papel fundamental no desenvolvimento da glândula mamária, na síntese de colostro e na preparação do parto. Os níveis de estrógeno durante o parto são entre 10 e 100 vezes superiores aos níveis de estrógeno durante o cio e essas concentrações alteram a função imune. Além disso, 24 a 48 horas antes do parto os níveis de prostaglandina aumentam provocando a luteólise, o que resulta na diminuição da progesterona e no domínio definitivo dos estrógenos. Essas alterações nos perfis hormonais ao parto são estressantes, sendo então liberadas quantidades importantes de cortisol. Os níveis elevados de cortisol e estrógeno desencadeantes do parto são os que incidem diretamente na imunosupressão, o que até certo ponto é inevitável.

Além disso, os mecanismos desencadeantes do parto, principalmente o domínio estrogênico, favorecem a produção e a transferência de imunoglobulinas para a glândula mamária para a formação do colostro em detrimento das defesas celulares do próprio animal.
Os processos metabólicos normais produzem radicais livres que são neutralizados pelo organismo. A produção excessiva desses radicais causa o estresse oxidativo. Após o parto, o sistema imunitário deve reconhecer a placenta como um tecido estranho e iniciar a sua rejeição. A involução uterina gera uma grande quantidade de radicais livres que consomem grande parte dos agentes antioxidantes, principalmente selênio e vitamina E. Esse déficit é parcialmente responsável pelo aumento das patologias no periparto, como as mamites, metrites e outros, deixando claro, a relação estreita entre os fatores nutricionais e a imunocompetência (Mallard et al., 1998).

No entanto a causa da imunossupressão ao redor do parto ainda não está completamente esclarecida, mas parece que os desafios metabólicos associados ao início da lactação são fatores capazes de afetar o sistema imune. Estudos na Universidade de Ohio, nas últimas três décadas, avaliando a função dos neutrófilos e linfócitos na semana antes e após o parto, em vacas mastectomizadas comparadas com vacas intactas e produzindo leite mostraram uma diminuição da função linfocítica nas vacas produzindo leite. A função dos neutrófilos diminuiu tanto nas vacas mastectomizadas quanto nas intactas, mas nas mastectomizadas a função dos neutrófilos retornou rapidamente enquanto nas intactas permaneceu deprimida por várias semanas. Isto sugere que o desafio metabólico enfrentado pelas vacas no parto e início da produção de leite altera a função imune (Goff. 2006).

Leia aqui o 2º artigo da série com o tema "Síndrome do Fígado Gordo".
Leia aqui o último artigo da série com o tema "Hipocalcemia" e "Retenção de Placenta"