Resumo
O objetivo deste estudo foi avaliar indicadores hemogasométricos e metabólicos nas primeiras horas pós-parto de vacas leiteiras, que receberam diferentes dietas cátion-aniônica no pré-parto. Vacas da raça Holandesa Preta e Branca (HPB) (n=14), multíparas, foram divididas em dois grupos: dieta acidogênica (DA -27,13 mEq/100g de MS) (n=7) e dieta neutra (DN -3,25 mEq/100g de MS) (n=7), fornecidas a partir de 30 dias antes da previsão do parto. Amostras de urina foram coletadas a cada três dias após o início da suplementação até o dia do parto, para a verificação do pH. Amostras de sangue foram coletadas às 0, 6, 12, 24, 36, 48, 60 e 72 horas pós-parto, para análises hemogasométricas e bioquímicas. Os animais que receberam DA apresentaram pH urinário menor. A concentração sérica de cálcio total, cálcio ionizado e a incidência de hipocalcemia subclínica não diferiram entre os grupos. Animais que receberam DA apresentaram redução nos níveis sanguíneos de proteínas plasmáticas totais, globulinas, bicarbonato e pH sanguíneo, além de aumento na atividade de paraoxonase-1 (PON-1) e redução na concentração de haptoglobina em relação aos animais da DN. Como conclusão podemos inferir que, dietas acidogênicas podem alterar o pH sanguíneo, interferir na síntese de proteínas, e provavelmente melhorar a capacidade antioxidante.
Abstract
This study aimed to evaluate hemogasometric and metabolic indicators in the first postpartum hours of dairy cows that received different cation-anion diets in the prepartum period. Holstein cows (n=14), multiparous, were divided into two groups: (1) acidogenic diet (DA -27.13 mEq/100 g of DM) (n=7) and (2) neutral diet (DN -3.25 mEq/100 g of DM) (n=7), provided from 30 days before the expected calving. Urine samples were collected every three days from the beginning of supplementation until the day of delivery for pH verification. Blood samples were collected at 0, 6, 12, 24, 36, 48, 60 and 72 h postpartum for hemogasometric and biochemical analyses. The animals that received DA presented lower urinary pH. The serum concentration of total calcium, ionized calcium and the incidence of subclinical hypocalcemia did not differ between groups. Animals that received DA presented reduction in blood levels of total plasma proteins, globulins, bicarbonate and blood pH, in addition to increased activity of paraoxone-1 and reduction in the concentration of haptoglobin from animals of DN. In conclusion, we can infer that, anionic diets can alter blood pH, interfere with protein synthesis, and probably improve antioxidant capacity.
Keywords:
acid-base; subclinical hypocalcemia; hemogasometry; dairy cows
Introdução
Dietas com balanço cátion-aniônico diferente (BCAD) são utilizadas em diferentes períodos durante a vida produtiva de vacas leiteiras, tais como período seco, no pré e no pós-parto(1,2). Atualmente, a dieta acidogênica fornecida antes do parto é utilizada para prevenção da hipocalcemia, caracterizada por Cat sérico < 8,0mg/dL e/ou Cai < 4,0mg/dL(3-5). A sua ação é baseada no fornecimento de sais aniônicos com o objetivo de reduzir o BCAD(6,7).
O BCAD representa a diferença entre os cátions (sódio Na+, potássio K+) e os ânions (Cloro Cl- e enxofre SO4-) presentes na dieta, em miliequivalentes (mEq) de (Na++K+) - (Cl- + SO4-) por 100 g de matéria seca (MS). Para obter adequada dieta acidogênica é necessário que a soma dos seus ingredientes sejam de aproximadamente de -10 a -20 mEq/100g MS(8). Sua principal ação é diminuir o pH sanguíneo e consequentemente, ativar o mecanismo homeostático do cálcio, que ocorre devido ao aumento da sensibilidade dos receptores de cálcio na paratireoide, que aumentam a secreção do paratormônio(9).
A eficácia de acidificação do sangue pode ser confirmada pelo pH urinário, o qual pode ser verificado a partir de 48 horas após a mudança de dieta, sendo que valores abaixo de 6,8 é indicativo da administração correta dos sais aniônicos(10). A utilização destes sais por 11 dias já promove a ativação homeostática do cálcio no pós-parto de vacas leiteiras(11). Entretanto, nos sistemas produtivos a dieta acidogênica geralmente é indicada pelo período mínimo de 21 dias antes da previsão do parto(12,13), devido à incerteza da data do parto.
Durante o periparto da vaca leiteira, a necessidade de cálcio varia: no pré-parto são necessários cerca de 30 a 50g/dia, direcionados para o feto, glândula mamária (colostro no pré-parto e leite no pós-parto) e para sua mantença; já no pós-parto imediato, as necessidades diárias podem chegar a 100g de cálcio/dia(6, 14,15). Conforme a produção de colostro e leite, a secreção de cálcio pode chegar até 2,3g/L somente no colostro, sendo que numa vaca que produz 40L de leite/dia, o cálcio secretado pode ser de 7 a 10 vezes superior aos níveis de cálcio ionizado (Cai) disponível no organismo, predispondo à hipocalcemia(16,17). Para manter os níveis fisiológicos de cálcio total (Cat) circulante é necessário que o organismo ative mecanismos homeostáticos, processo que pode demorar até 72h, predispondo o animal à hipocalcemia subclínica, que pode evoluir para quadros clínicos e até óbito(6, 16).
A hipocalcemia subclínica, pode ocasionar uma cascata de eventos como a diminuição da ingestão de MS (IMS), retenção de placenta, prolapso de útero, deslocamento de abomaso, cetose, metrite e redução no desempenho reprodutivo(18-21), o que prejudica a saúde e produtividade do animal. A diminuição dos níveis de cálcio no sangue, também pode causar redução de suas reservas celulares, o que prejudica de forma direta a resposta imune, contribuindo para um estado de imunossupressão(18,22). Por esse motivo, faz-se necessário a prevenção desse transtorno, sendo a dieta acidogênica a estratégia mais utilizada. Mesmo com o seu fornecimento a prevalência da hipocalcemia é alta, podendo chegar atingir mais da metade dos animais, dependendo do número de lactações e do nível de produção de leite(23-25).
A PON-1 é uma proteína de fase aguda negativa produzida pelo fígado, com a capacidade de prevenir a oxidação do HDL e LDL, capacidade de hidrolisar organofosfatos xenobióticos, proteção à radicais livres por limitar a oxidação de fosfolipídios e inibição na produção de peróxidos(26). A PON-1 é bastante estável em condições normais, porém durante eventos inflamatórios ou em doenças hepáticas crônicas, seus níveis diminuem(27). Já a haptoglobina é a uma das proteínas de fase aguda positiva mais sensíveis em bovinos, com propriedades anti-inflamatórias e imunomoduladoras(28), podendo aumentar mais de 100 vezes sua concentração plasmática durante infecções(29), além de possuir propriedades antioxidantes, com capacidade de se ligar à hemoglobina, inibindo a atividade oxidativa do grupamento heme(30).
Diante do exposto, a hipótese do estudo é que dietas altamente acidogênicas no pré-parto podem alterar parâmetros hemogasométricos e bioquímicos no pós-parto e o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de diferentes dietas sobre o perfil hemogasométrico, mineral, proteicos e energéticos de vacas leiteiras nas primeiras horas pós-parto que receberam diferentes dietas cátion-aniônicas no pré-parto.
Materiais e métodos
Este experimento foi aprovado pelo Comitê de Ética em Experimentação Animal (CEEA) da Universidade Federal de Pelotas (UFPel) registrado sob código 2563.
Este estudo foi realizado em uma propriedade leiteira no sul do Rio Grande do Sul, no município de Rio Grande (32 º 16 ‘S, 52 ° 32’ L). Foram selecionadas 14 vacas gestantes da raça holandesa preta e branca, multíparas, entre terceira e quarta lactação, com escore de condição corporal (ECC) entre 3,0 e 3,5(31). As vacas permaneciam em regime de manejo semiextensivo, com alimentação em cocho coletivo sendo oferecida a dieta após a ordenha e foram distribuídas aleatoriamente em dois grupos: dieta acidogênica (DA, n=7) e dieta neutra (DN, n=7). No grupo DA a alimentação foi balanceada para -27,13mEq/100g MS, enquanto no grupo DN a alimentação foi balanceada para -3mEq/100g MS. Ambas dietas foram fornecidas 30 dias antes do parto (Tabela 1).
Ingredientes e composição nutricional das dietas acidogênica e neutra fornecidas para as vacas leiteiras durante o pré-parto
O pH da urina foi analisado no pré-parto através de pHmetro de bancada (Tecnopon, PA-210- SP, Brasil), a cada três dias a partir do início da suplementação, antes da suplementação. A análise bromatológica e mineral da dieta (pastagem, silagem e concentrado) fornecida para os diferentes grupos foi realizada em laboratório comercial (3rLab - Minas Gerais, Brasil) através do método de NIRS (Near Infrared spectroscopy).
Amostras de sangue foram coletadas através da punção do complexo artério coccígea em tubos sem anticoagulante (BD Diagnostics, São Paulo, Brasil), aos 21 ± 6 dias antes do parto (coleta -1), e às 0, 6, 12, 24, 36, 48, 60 e 72h após o parto. As amostras de sangue foram centrifugadas a 1800 x g por 15min para obtenção do soro, e congeladas a -80ºC, para posteriores análises.
As concentrações séricas de cálcio total (Cat), magnésio, albumina, ureia, proteínas plasmáticas totais (PPT) e creatinina foram analisadas utilizando kits comerciais (Labtest Diagnóstica S.A., Brasil), em equipamento bioquímico automático (Lambax Plenno- Labtest Diagnóstica S.A., Brasil). Os níveis de globulinas foram estimados através da fórmula (Globulinas = PPT - albumina).
Para verificar a concentração sérica de cálcio ionizado (Cai), pH (potencial hidrogênio iônico), bicarbonato, pCO2 (pressão parcial de gás carbônico), pO2 (pressão de oxigênio), sO2 (saturação do oxigênio), TCO2 (teor de gás carbônico), Na+ (sódio), K+ (potássio), hemoglobina, hematócrito e glicose foi utilizado o medidor bioquímico portátil I-Stat (Aboot -EUA) utilizando cartuchos GC+8. Imediatamente após as colheitas de sangue pela veia coccigea em tubos vacutainer heparinizados (BD Diagnostics, São Paulo, Brasil), o cartucho CG8+ era preenchido com sangue e a leitura verificada no I-Stat. Animais com níveis de Cai ≤ 4,0 mg/dL em pelo menos três momentos no pós-parto, em qualquer momento de coleta, foram considerados com hipocalcemia subclínica(5,6).
A concentração de haptoglobina foi analisada por técnica colorimétrica conforme descrito por Jones and Mould(32) e adaptada por Schneider, Corrêa(33) usando um leitor de microplacas (Thermo Plate® TP-Reader, São Paulo, Brasil). A atividade de paraoxonase-1 (PON-1) foi analisada por método cinético através de um protocolo previamente descrito por(34) e a leitura realizada no espectrofotômetro de luz ultravioleta (FEMTO Cirrus 80MB, FEMTO Indústria e Comércio de Instrumentos, São Paulo, Brasil).
A análise estatística foi realizada usando o software SAS versão 9.1 (SAS ® Institute Inc., Cary, NC, EUA, 2009). As concentrações sanguíneas de todos os metabólitos e índices hemogasométricos, foram analisados pelo método de variância (ANOVA) com o procedimento MIXED para avaliar o efeito do grupo e horas e suas interações, teste exato de Fisher para avaliação de frequência de hipocalcemia subclínica e estatística descritiva para analisar o pH urinário. Foi considerado diferença estatística p<0,05. Todos os resultados são apresentados em Média ± Erro Padrão da Média (EPM).
Resultados
O pH urinário dos animais que receberam DA foi de 5,9 ± 0,13, enquanto os animais que receberam DN o pH foi de 7,4 ± 0,24.
Nenhum animal apresentou hipocalcemia clínica durante o estudo. Quando avaliada a incidência de hipocalcemia subclínica (Cai ≤ 4,0 mg/dL)(5), 71,4% (5/7) dos animais que receberam DN e 42,9% (3/7) dos que receberam DA apresentaram o quadro subclínico, entretanto, as concentrações de Cai (figura 1A) e Cat (figura 1B) não diferiram entre os grupos (p=0,46 e p=0,76, respectivamente, Tabela 2).
Medias ± erro padrão da média da concentração de cálcio ionizado (A) e Cálcio total (B) de vacas leiteiras nas primeiras horas após o parto, submetidas a dietas neutras ou acidogênicas no pré-parto. DA - Dieta Acidogênica; DN - Dieta Neutra; G - Grupos; H - horas; G*H - interação entre grupos e horas
Parâmetros metabólicos e hemogasométricos (Média ± EPM) de vacas leiteiras que receberam dieta acidogênica (DA -27,13mEq/100g de MS) ou dieta neutra (DN -3,25mEq/100g de MS) no pré-parto
Os níveis séricos de sódio foram maiores (144,76 ± 0,30 vs. 143,59 ± 0,30; p=0,01) e as concentrações de PPT foram menores (7,41 ± 0,06 vs. 7,74 ± 0,06; p<0,01) nos animais do grupo DA. Observou-se queda nas concentrações de GLOB (4,44 ± 0,07 vs. 4,66 ± 0,07; p=0,01), no pH sanguíneo (7,37 ± 0,01 vs. 7,41 ± 0,01; p=0,01) e na concentração de bicarbonato (26,92 ± 0,47 vs. 28,62 ± 0,46; p=0,02) nos animais do grupo DA. A atividade de PON-1 foi maior nos animais do grupo DA (83,14 ± 3,60 vs. 69,02 ± 3,34 p<0,01), enquanto os níveis de haptoglobina tenderam a serem menores nestes animais (0,32 ± 0,04 vs. 0,43 ± 0,04; p=0,07).
Discussão
O presente estudo apresentou variações metabólicas no pós-parto recente de vacas leiteiras que receberam dietas com diferentes BCAD no pré-parto. Santos, Lean(1) afirmaram que animais com pH urinário reduzido possuem menor risco de hipocalcemia, entretanto, Goff(6) afirmou que a redução no pH urinário abaixo de 6,2 em vacas da raça holandesa por tempo prolongado, poderia provocar acidose metabólica severa, reduzindo a IMS.
Mesmo que não se tenha encontrado diferença na incidência de hipocalcemia subclínica, o grupo DA apresentou altos índices similares ao reportado por Seely, Leno(35), que apresentou mais da metade dos animais com o transtorno, mesmo com a administração de dieta acidogênica. Dentre os fatores que podem influenciar a prevalência da hipocalcemia subclínica estão o número de lactações(23), produção leiteira, raça(36), escore de condição corporal(37), idade e problemas anteriores de hipocalcemia(38), além da baixa palatabilidade dos sais utilizados que acabam reduzindo a IMS(39). A diminuição na IMS pode agravar ainda mais a doença e também predispor a transtornos secundários(40), sendo necessário que as dietas sejam adequadas durante o período, uma vez que quando desequilibradas, as dietas acidogênicas tendem a baixar demais o pH urinário e sanguíneo, causando acidose descompensada, comprometendo o organismo animal(6).
O pH sanguíneo pode variar de 7,35 a 7,45, sendo que a concentração de bicarbonato, um dos principais reguladores do equilíbrio ácido-base, é de 19 a 24 mmol/L no soro de animais com o pH equilibrado. Quando o pH diminui, a concentração de bicarbonato tende a diminuir também, captando íons H+, formando ácido carbônico, para que ocorra uma compensação respiratória, diminuindo a pCO2(2). No presente estudo, os animais do grupo DA, apresentaram redução no pH sanguíneo e também no pH urinário, devido às dietas acidogênicas possuírem elevada quantidade de cloro e enxofre, e esses elementos tenderem a diminuir o pH do sangue, e consequentemente da urina(41). Além disso, durante o período avaliado, houve redução na concentração de PPT nesse grupo experimental, isso pode ser devido à redução do pH extracelular prolongado que os animais passaram, devido à alta carga de ânions presentes na dieta. Essa estratégia pode não ser uma boa opção, pois diminui a produção de proteínas de transporte de H+ dependente de bicarbonato, podendo ocasionar diminuição do pH intracelular(42), e consequentemente redução na síntese de proteínas (no processo de transcrição), conforme descrito em humanos(43).
Quando o pH está diminuído a tendência é que o Cai aumente, na tentativa de auxiliar o sistema tampão do organismo. Esse Cai pode ser obtido pela reabsorção óssea, pela atuação do paratormônio ou até mesmo pelo desacoplamento do Cai das proteínas, principalmente da albumina(9,44). Apesar desse estudo não demonstrar redução no índice de hipocalcemia subclínica nos animais do grupo DA, nem alteração nas concentrações plasmáticas de Cai e Cat, a redução no pH sanguíneo pode auxiliar na melhor mobilização de cálcio para a homeostase do organismo do animal.
Neste estudo, os animais que receberam DA demonstraram redução nos níveis séricos de globulinas podendo estar associado à melhora da imunidade, uma vez que a maior parte das globulinas são as imunoglobulinas(45). Além disso, a maior atividade de PON-1 e menor concentração de haptoglobina sugeriram que os animais do grupo DA apresentaram estado inflamatório menos acentuado do que o grupo da DN. Dado o potencial antioxidante da PON-1(27), os animais que receberam DA podem ser menos susceptíveis aos efeitos deletérios de substâncias oxidantes, mantendo o equilíbrio entre agentes oxidantes e antioxidantes. Correlacionando com o presente estudo, pode-se dizer que processos oxidativos têm danos diretos a todas as células, podendo ir desde danos a componentes do DNA, alteração na função de proteínas e processos metabólicos intracelulares(46), deixando os animais mais susceptíveis às doenças. Isso é demonstrado por Schneider, Corrêa(33), que observaram que essas proteínas podem ser marcadores precoces de doenças, uma vez que elas apresentam alterações ainda no pré-parto de animais, que desenvolveram metrite no pós-parto
Apesar de que os níveis de cálcio estarem reduzidos nos animais que receberam DN, não foi observada nenhuma alteração nos níveis plasmáticos de Cat ou Cai entre os grupos, foi encontrado menores níveis séricos de sódio no pós-parto de animais do grupo DN. O sódio é um importante regulador dos níveis de cálcio plasmático, que é realizado pelo sistema antiporte de sódio-cálcio, onde o cálcio reabsorvido nos túbulos distais dos rins e no trato gastrointestinal, são lançados para a corrente sanguínea por troca com moléculas de sódio(47). Este mecanismo é capaz de lançar até cinco mil íons de cálcio por segundo(48).
Conclusões
Este estudo demonstrou que o uso de dieta com alto BCAD negativo não foi capaz reduzir a incidência de hipocalcemia subclínica, sendo que dietas com alto BCAD devem ser mais avaliadas, entretanto, houve uma melhor proteção antioxidante para o organismo. Mais estudos devem ser conduzidos com um maior número amostral, para melhor avaliação dos resultados.
Agradecimentos
Os autores agradecem o Núcleo de Pesquisa, o Ensino e Extensão em Pecuária (NUPEEC/UFPel) pela oportunidade; a Fazenda 4 Irmãos, localizada em Rio Grande-RS pelo fornecimento dos animais; e a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e o Conselho de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo apoio financeiro deste estudo.
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