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Imunonutrição


O que há de mais novo em termos de nutrientes e aditivos imunoestimulantes

IMUNONUTRIÇÃO: A NOVA FRONTEIRA

A formulação de dietas para bovinos leiteiros baseia-se em conceitos clássicos de nutrição. O nutricionista tem como foco principal o atendimento aos requisitos de produção das vacas leiteiras, sem analisar quais componentes da exigência de mantença podem afetar o desempenho.

Existem evidências importantes que indicam que o sistema imune está intimamente envolvido com mecanismos que permitem que as vacas se ajustem, rapidamente, ao início da lactação, sem sofrer distúrbios crônicos. De fato, vacas com desempenhos insatisfatórios (incluindo fertilidade) exibem, frequentemente, um estado inflamatório mais pronunciado e um comprometimento da função do fígado. O menor consumo de matéria seca (CMS) dos animais com problemas de saúde não surpreende, pois as moléculas inflamatórias têm, muitas vezes, efeitos indutores da anorexia. Sabe-se que o balanço energético negativo pós-parto é causado, principalmente, pela redução do CMS, e não pelo aumento da demanda da glândula mamária. Portanto, saúde e a imunidade devem estar no foco dos nutricionistas, visando melhorar a adaptação da vaca ao início da lactação.  

Vários estudos relataram que, em vacas no periparto, tanto o sistema imune inato quanto o adquirido estão, frequentemente, comprometidos. Estudos recentes indicaram os neutrófilos como o principal alvo de mudanças induzidas pelo parto em vacas leiteiras. Por isso, muitas pesquisas estão sendo realizadas com foco nesta população específica de células.

O tratamento quimioterápico, por meio da utilização de diferentes medicamentos (por exemplo, compostos anti-inflamatórios não esteroidais), tem sido utilizado para neutralizar o estado inflamatório, em diferentes graus, mas os resultados têm sido muito inconsistentes. As estratégias nutricionais, tais como os ajustes no nível de energia da dieta no período seco, o equilíbrio de aminoácidos e a utilização de aditivos naturais, resultam em alguns efeitos positivos sobre a função imune.

Do ponto de vista do consumidor, atualmente muito mais atento para o uso de medicamentos em alimentos de origem animal, abordagens nutricionais para impulsionar o sistema imunológico e reduzir a incidência de doenças são vistas de forma positiva.

Como as vias metabólica e imunológica estão profundamente conectadas, uma abordagem holística é, claramente, benéfica, quando se pensa nas diferentes estratégias de imunonutrição. Uma vez que a função das células imunológicas parece estar reduzida durante o início da lactação, a indústria de aditivos alimentares tem colocado alguma ênfase no desenvolvimento de “imunoestimulantes”, como suplementos dietéticos. Por exemplo, resultados recentes indicaram o papel positivo de um imunoestimulante comercial, sobre o aumento da função leucocitária, melhorando a capacidade antibacteriana durante o periparto. Estratégias bem sucedidas na potencialização da atividade de leucócitos, incluem a suplementação de metionina e outros aminoácidos protegidos pelo rúmen e o ajuste no nível de nitrogênio da dieta.

As tecnologias moleculares estão nos ajudando, principalmente, a compreender alguns “erros” no que é considerado padrão nos sistemas atuais no manejo de vacas leiteiras. O caso mais explícito se refere ao manejo de vacas secas, e seu efeito, dentre outros, sobre o estado de saúde do animal e sua imunidade. No manejo tradicional, fornece-se uma dieta de alta densidade de fibra/baixa energia para as vacas no início do período seco, enquanto que, no último mês de gestação (ao final do período seco), a densidade energética é aumentada, com redução no teor de fibras.

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Foto: A suplementação de metionina e/ou colina protegidas pode melhorar o metabolismo lipídico do fígado e, consequentemente, diminuir a ocorrência de fígado gorduroso. 

No entanto, estudos de diferentes grupos de pesquisa demonstraram que a superalimentação de energia no pré-parto, geralmente, resulta em hiperglicemia e hiperinsulinemia pré-parto, e mobilização acentuada de tecido adiposo pós-parto. Além disso, as dietas ricas em energia, no final do período seco, também têm sido associadas a efeitos negativos nos índices de saúde pós-parto, ressaltando os possíveis efeitos prejudiciais desse tipo de manejo.   

Análises modernas revelaram que, permitir que as vacas tivessem acesso livre a dietas de maior energia durante o final da gestação, resultou na alteração de genes relacionados à resposta imune. Com isso, a atividade de fagocitose destas células foi prejudicada e a ativação precoce, no pré-parto, de genes inflamatórios, levou a um estado crônico de comprometimento da saúde. Outros estudos evidenciaram ainda como esta prática não só afeta a função imune, mas todo o metabolismo da vaca, como consequência de uma maior ativação das funções relacionadas à inflamação. As avaliações também revelaram uma maior predisposição das vacas para o desenvolvimento de fígado gorduroso, ao comprometer a saúde geral do fígado durante o periparto.

AMINOÁCIDOS-CHAVE PARA VACAS EM TRANSIÇÃO

Devido à extensa degradação microbiana no rúmen, a disponibilidade dietética de alguns aminoácios para o úbere e o fígado é limitada. Consequentemente, a mobilização de proteína corporal em vacas leiteiras no periparto compensa, parcialmente, esse déficit. A suplementação de aminoácios (doadores de metila) protegidos da degradação ruminal pode ajudar a atender aos requerimentos diários desses nutrientes e, possivelmente, a melhorar a produção de leite e a saúde geral das vacas durante o período de transição.

A disponibilidade dos aminoácidos metionina e colina é importante para várias funções biológicas. A metionina e a lisina são os aminoácidos mais lim itantes para a síntese de leite. Sendo o único aminoácido essencial contendo enxofre, a metionina atua como precursor de outros aminoácidos contendo enxofre, tais como cisteína, homocisteína e taurina. Foi estimado, em cabras em lactação, que até 28% da metionina absorvida poderia ser usada para a síntese de colina. Assim, considera-se que a suplementação de colina protegida poderia poupar a metionina, melhorando o desempenho geral das vacas. As recomendações atuais de lisina e metionia, para maximizar o teor de proteína do leite e a produção na lactação, são 7,2 e 2,4% de proteína metabolizável (PM), respectivamente. Em termos de desempenho produtivo, foi benéfica uma razão de lisina:metionina próxima de 2,8:1 de PM, durante o periparto, com a suplementação de metionina protegida.

A suplementação de metionina e/ou colina protegidas pode melhorar o metabolismo lipídico do fígado e, consequentemente, diminuir a ocorrência de fígado gorduroso.

O sistema imunológico se beneficia da nutrição adequada, preparando a vaca para períodos de estresse e reduzindo os efeitos adversos do mesmo. Esses conceitos começam a ter importância central, quando aplicados à vaca periparto, uma vez que uma transição bem-sucedida para a lactação prepara o animal para exibir o máximo de sua capacidade produtiva e, reprodutiva, aliadas com a saúde, evitando o descarte prematuro. Os distúrbios metabólicos são comuns durante esse período e podem, facilmente, diminuir o potencial de lucro das fazendas leiteiras. A disfunção imune, durante a transição, e o estado de estresse oxidativo, no qual são produzidos os temidos radicais livres, podem deixar as vacas hipossensíveis e hiporresponsivas aos antígenos e, por isso, mais suscetíveis a doenças infecciosas, como a mastite.

AMINOÁCIDOS PROTEGIDOS E DESEMPENHO PRODUTIVO

Até a data de publicação deste artigo, os efeitos relatados da suplementação metionina e/ou colina protegidas sobre o desempenho produtivo de vacas leiteiras têm sido inconsistentes. Embora alguns estudos tenham mostrado efeitos benéficos dessa suplementação, outros não detectaram melhoras significativas no desempenho no periparto. De maneira similar, pesquisas avaliando se a colina sozinha, ou em combinação com metionina, proporciona benefícios iguais ou diferentes, em termos de desempenho produtivo, também produziram resultados inconsistentes. Entretanto, a maior parte dos estudos mostrou que a suplementação desses aminoácidos levou a um maior consumo de matéria seca.   

Os benefícios do desempenho produtivo, em resposta à suplementação com metionina, durante o período periparto, estão, provavelmente, associados a um pool de antioxidantes, enriquecido com aminoácidos e enxofre. A disponibilidade inadequada de metionina poderia limitar a utilização de outros aminoácidos circulantes, de acordo com a hipótese de von Liebig, que é comumente descrita com a analogia do barril de água com partes quebradas. O fato de a concentração de metionina circulante ter decrescido, acentuadamente, durante o parto, e não ter sido restaurada aos níveis pré-parto até 28 dias após, sugere que a disponibilidade crescente de metionina durante este período poderia, potencialmente, beneficiar o desempenho produtivo. Além disso, uma maior disponibilidade de metionina aumenta a sua entrada no ciclo de metabolismo hepático, o que, consequentemente, potencializa a produção de compostos finais, tais como cisteína. A glutationa, é outro composto final que aparece no ciclo da metionina, favorecendo a chegada de aminoácidos, como a cisteína, na glândula mamária, para a síntese do leite. 

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Foto: O sistema imunológico se beneficia da nutrição adequada, preparando a vaca para períodos de estresse e reduzindo os efeitos adversos do mesmo.

A glutationa é também um potente antioxidante intracelular, que pode contribuir para um melhor desempenho geral, aliviando o quadro inflamatório. Trabalhos de pesquisa demonstraram um efeito positivo da suplementação de metionina na concentração hepática de glutationa, durante o período periparto, contribuindo para um maior consumo de matéria seca, por meio de um alívio geral do estado inflamatório.

 

Embora a colina não contenha enxofre, a metionina pode ser gerada em tecidos, como o fígado, a partir da colina, gerando benefícios semelhantes de desempenho produtivo. Embora em um estudo recente não tenham sido observados efeitos benéficos da suplementação com colina sobre a produção de leite e sólidos, e o consumo de matéria seca, esses benefícios foram detectados em estudos anteriores, indicando que a colina pode exercer efeitos positivos, especialmente sobre o metabolismo hepático, reduzindo, inclusive, a ocorrência de fígado gorduroso.      

AMINOÁCIDOS PROTEGIDOS E METABOLISMO

Durante o período de transição, as vacas, normalmente. experimentam um aumento da mobilização (quebra de gordura) do tecido adiposo, devido a alterações hormonais, como a diminuição da insulina e o aumento do hormônio de crescimento. Com isso, as concentrações de ácidos graxos não esterificados no sangue (NEFA) aumentam. Uma vez que os NEFA alcançam o fígado, podem ser utilizados para fornecer energia para a vaca, produzir corpos cetônicos (que também são utilizados como fonte de energia), ou se acumular no tecido hepático (fígado gorduroso). Para que os NEFA sejam utilizados para fornecer energia para a vaca, reduzindo a magnitude do balanço energético negativo, é essencial a presença de um aminoácido, a carnitina, cuja síntese, depende da presença de metionina.

Embora alguns estudos não tenham apontado efeitos significativos da colina sobre a glicemia ou nas concentrações de corpos cetônicos (beta-hidroxibutirato - BHBA), em um estudo recente do nosso grupo, observamos uma tendência para BHBA mais baixo e uma glicemia mais alta, em resposta à suplementação com colina. Embora especulativo, o padrão de BHBA e de glicose, detectado em vacas suplementadas com colina, foi associado com um menor balanço energético negativo, como resultado de uma menor produção de leite. Os mecanismos exatos para a redução na produção de leite dessas vacas não são conhecidos.

PAPEL IMUNONUTRICIONAL

Além de ser considerado um dos aminoácidos mais limitantes para a produção de leite, a metionia e vários de seus metabólitos exibem um papel imunonutricional, ou seja, ajudam a gerar e impulsionar certas atividades do sistema imunológico. Uma vez que estas propriedades foram testadas em indivíduos humanos imunossuprimidos, e apresentaram resultados positivos, nós levantamos a hipótese de que o aumento da oferta de metionina teria um efeito benéfico na função imunológica no período de transição, no qual as vacas parecem estar em um estado imunocomprometido. Um estudo com vacas no meio da lactação evidenciou que a suplementação com 30 g/d de metionina protegida, comparada com 0 ou 15 g/d, resultou em melhor resposta imune.

Estudos realizados na University of Illinois, nos EUA, nos quais as vacas de transição foram suplementadas com metionina protegida [Smartamine (0,07% MS) ou Metasmart (0,19% MS)], de -21 a +30 dias em relação ao parto, foi observado aumento da fagocitose (capacidade de matar patógenos) nos neutrófilos, células que compõem a primeira linha de defesa na imunidade animal. Em um estudo de seguimento, fornecendo Smartamine (0,08% DM) entre -21 e 30 dias em relação ao parto, foi observada maior fagocitose de neutrófilos no sangue e explosão oxidativa (outro mecanismo de matar patógenos), do 1° ao 28° dia pós-parto. Além disso, a suplementação com metionina protegida otimizou a resposta ao lipopolissacarídeo (LPS, um componente das paredes celulares de bactérias), ao controlar a capacidade inflamatória das células imunológicas. Isto é muito relevante durante o período de transição, uma vez que as vacas podem desenvolver uma resposta inflamatória excessiva aos patógenos, criando mais danos do que benefícios. Parece que esse efeito se deve ao fato de que a metionina é precursora da glutationa que, como mencionado anteriormente, é um potente antioxidante. Além disso, a metionina também aumenta a produção de taurina, que apresenta uma capacidade imunomoduladora muito conhecida.

Apesar da interconexão com a metionina, há uma escassez de dados sobre a ação da colina sobre a resposta imune bovina. 

METIONINA E FUNÇÃO HEPÁTICA: EQUILÍBRIO ENTRE A INFLAMAÇÃO E O ESTRESSE OXIDATIVO

Tanto a inflamação quanto o estresse oxidativo reduzem a função hepática em vacas leiteiras no periparto. Utilizando alterações nas concentrações plasmáticas de albumina, colesterol e bilirrubina, alguns pesquisadores desenvolveram o índice de funcionalidade hepática (LFI), que caracteriza a extensão da resposta inflamatória e ajuda a prever as consequências sobre a saúde e o bem-estar da vaca. Por exemplo, um valor de LFI baixo é indicativo de uma resposta inflamatória pronunciada, sugestiva de uma transição mais difícil da gestação para a lactação, enquanto uma LFI elevada sugere uma transição suave. Em alguns experimentos, a suplementação de metionina protegida aumentou, consistentemente, a albumina sanguínea, bem acima da faixa de concentração observada em vacas com função hepática pós-parto adequada. Além disso, diminuiu as concentrações de marcadores relacionados com a inflamação. A suplementação com metionina aumentou ainda a glutationa e, com isso, a capacidade antioxidante no fígado. Dados de um outro trabalho também mostraram que a grande maioria das vacas suplementadas com metionina protegida apresentou alta LFI, indicando um efeito benéfico da suplementação sobre a função hepática.

A LIGAÇÃO ENTRE CONSUMO E SAÚDE

O estado inflamatório transitório do periparto parece ser um aspecto “normal” das adaptações à lactação, causando impacto positivo ou negativo, dependendo de sua magnitude. As vacas que se aproximam do parto com um nível maior (mas ainda subclínico) de mediadores inflamatórios (citocinas) circulantes, apresentam estado inflamatório mais pronunciado e menor função hepática, até 30 dias de lactação. Esses animais também têm um menor desempenho produtivo e consumo de matéria seca no pós-parto. Além da sua função fundamental na imunidade, os mediadores inflamatórios também provocam efeitos conhecidos como “comportamento de doença”, cuja manifestação primária é a falta de apetite, evidenciada pelo menor consumo de matéria seca no periparto. Em camundongos, estes mediadores reduzem o tamanho, a duração e a frequência das refeições. Assim, o aumento do consumo de matéria seca observado ao fornecer metionina protegida (Smartamine ou Metasmart) pode ser, parcialmente, explicado por uma redução na inflamação, uma vez que direta e indiretamente diminui os níveis de mediadores inflamatórias circulantes.

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Foto: Estudos recentes indicaram os neutrófilos como o principal alvo de mudanças induzidas pelo parto em vacas leiteiras. Por isso, muitas pesquisas estão sendo realizadas com foco nesta população específica de células.

CONCLUSÕES

De um modo geral, os resultados disponíveis até a produção deste artigo, indicam que certos aditivos ou nutrientes têm um efeito imunomodulador positivo em vacas leiteiras, particularmente durante períodos de estresse, tal como a transição para a lactação. Sugere-se que a indústria de alimentos para animais coloque mais ênfase na compreensão dos mecanismos de ação pelos quais os aditivos e suplementos alimentares induzem efeitos biológicos.

Juan J. Loor, Z. Zhou and M. Vailati-Riboni
Department of Animal Sciences
University of Illinois at Urbana-Champaign, USA

 

 

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