Rebanho Leiteiro - Análise do Perfil Metabólico

Caracterizamos através de exames laboratoriais medidos em fluídos dos animais representativos de um rebanho, a concentração de metabólitos indicadores de energia e proteínas comparando seus resultados com valores de referências.

A divulgação dos resultados desenvolvidos beneficiará a comunidade, promovendo ainda melhoria significativa na escala de produção do leite na região, bem como diretamente na qualidade de vida dos produtores, fixando o homem ao campo através de uma maior rentabilidade e em conseqüência uma melhor qualidade do produto final - o leite.

A exploração intensiva dos animais e o sistema de seleção utilizado por pecuaristas impõem severos desafios ao metabolismo do animal. A conseqüência direta desta interferência humana é o aumento na incidência de doenças metabólicas (doenças decorrentes do desequilíbrio no metabolismo animal pela manipulação dietética, excesso ou falta de nutrientes).

O desempenho reprodutivo de rebanhos atingidos por altos índices de doenças metabólicas sofre uma grande queda, refletindo diretamente no retorno econômico da atividade.

O termo Perfil Metabólicofoi proposto por Payne, na Inglaterra, em 1970. Inicialmente eram análises sanguíneas individuais, principalmente de rebanhos leiteiros. Esta ferramenta surgiu como método auxiliar no diagnóstico das doenças de produção, e atualmente, outros fluidos são analisados (leite, urina e saliva).

O número de variáveis mensuráveis para a determinação perfil metabólico é amplo. Neste trabalho optamos por comparar parâmetros bem estabelecidos pelas ciências fisiológica e bioquímica. O equipamento e a técnica para a determinação das variáveis selecionadas deve ser economicamente viável para ser implantado na rotina de avaliação da qualidade da dieta oferecida ao rebanho bovino leiteiro.

A intensificação nos sistemas de produção de leite permite que a empresa pecuária alcance a rentabilidade, também aumenta a incidência de transtornos metabólicos nos rebanhos leiteiros. O desequilíbrio ocorre quando o ingresso de nutrientes é alto para suprir as demandas nutricionais do animal, porém falta-lhes a capacidade bioquímica/fisiológica para o processamento dos nutrientes desta dieta. Desta maneira, os níveis de produção desejados pelo produtor não são atingidos.

O Perfil Metabólico é composto por análises bioquímicas complementares e é empregado no estudo e diagnóstico de desequilíbrios nutricionais. Estas análises são baseadas na concentração de enzimas e metabólitos indicadores do metabolismo energético e nitrogenado. Os valores são comparados com valores referencia para a população. O Perfil Metabólico pode ser usado não somente para monitorar a adaptação metabólica e diagnosticar desequilíbrios da homeostase de nutrientes, mas também para revelar as causas que estão por trás da manifestação de uma doença nutricional ou metabólica (PAYNE; PAYNE, 1987).

No projeto executado, o Perfil Metabólico foi utilizado associado ao exame físico e ao histórico do rebanho para permitir o diagnóstico precoce de enfermidades metabólicas, ainda em fase pré-clínica. Dois projetos destes acadêmicos, já aprovados, propõem monitorar a efetividade do tratamento nutricional dos mesmos animais, levando em consideração a estação do ano, o alimento fornecido (qualidade do alimento) e a resposta metabólica do rebanho (qualidade do leite).

Tendo como base a queda no número de bovinos leiteiros de aproximadamente 10% na última década e, com isso, a diminuição da produção de leite (Tabelas 1, 2 e 3 - Anexo), e os itens que serão apresentados pela análise do Perfil Metabólico, o que se poderá indicar com o intuito de promover a melhoria da produtividade?

Esse projeto de pesquisa propõe a caracterização de valores de referência para os itens investigados no Perfil Metabólico para a região de Canoinhas (SC).

Justificou-se a execução desse projeto de pesquisa o polimento da comunidade por meio da divulgação dos estudos e resultados obtidos.

Com os resultados obtidos nesta pesquisa, pretendemos aplicar métodos corretivos aos plantéis.

Nossa expectativa é a melhoria significativa na escala de produção do leite na região, bem como diretamente na qualidade de vida dos produtores, fixando o homem ao campo através de uma maior rentabilidade da produção e em conseqüência uma melhor qualidade do produto final - o leite. 

O projeto foi desenvolvido devido ao interesse futuro dos acadêmicos pesquisadores seguirem esta área do conhecimento (bovinocultura leiteira), que envolve melhorias nas áreas de saúde animal, e conseqüentemente à saúde humana, provendo a complementação do conhecimento científico adquirido no Curso de Graduação Medicina Veterinária.

-        Caracterização do perfil metabólico de bovinos leiteiros na região de Canoinhas (SC).

-        Determinar as variantes envolvidas no perfil protéico e energético em bovinos leiteiros na região de Canoinhas (SC);

-        Indicar as correções, se necessárias, com o intuito de promover uma melhoria na produtividade e na qualidade do leite.

As exigências produtivas impostas pelo ser humano e obtidas mediante a seleção genética e os sistemas de manejo intensivo, têm aumentado o risco de doenças nutricionais/metabólicas no rebanho bovino (CONTRERAS et al., 2000b), situação que Payne (1987) denomina "Doenças da Produção". As "Doenças Metabólicas" ou "Doenças da Produção" são provocadas por um desequilíbrio entre o ingresso de nutrientes no organismo animal (glicídios, proteínas, minerais e água), a capacidade metabólica do animal e os egressos através das fezes, da urina, do leite e do feto (WITTWER, 2000).

O perfil metabólico pode ser usado, não somente para monitorar a adaptação metabólica e diagnosticar desequilíbrios da homeostase de nutrientes, mas também para revelar as causas que estão por trás da manifestação de uma doença nutricional ou metabólica. O Perfil Metabólico é útil principalmente quando avaliado com o exame físico e com o histórico do rebanho como um todo ou dos animais individualmente.

Além de subsidiar o diagnóstico de enfermidades ainda em fase subclínica, o Perfil Metabólico pode servir para monitorar a efetividade do tratamento dietético e prognosticar o problema (GONZÁLES, 2000).

Dos exames de fluídos, o sangue é o mais utilizado desde 1970, quando Payne e colaboradores em Compton (Inglaterra) propuseram o uso dos Perfis Metabólicos. Este teste mede a concentração sanguínea dos metabólitos que representam as distintas vias metabólicas, em grupos de animais do rebanho (CONTRERAS et al., 2000b).

Diversos fatores ou situações influenciam as concentrações plasmáticas dos metabólitos. A seguir, serão apresentadas algumas considerações com relação aos indicadores do metabolismo protéico e energético.

a) Proteína

Quanto maior for à ingestão de proteínas na ração, maior é a concentração de uréia sanguínea, isso se esta ingestão for acima da necessidade protéica para a manutenção do metabolismo diário. Quando a ingestão de proteínas é insuficiente, a concentração de uréia diminui, pois a proteína que entra no rúmen é degradada pelos microorganismos ruminas em aminoácidos, que podem tanto ser reutilizados pelos próprios microorganismos para a síntese de proteína microbiana, quanto serem degradados a amônia e esqueletos carbonados. Sessenta a 80% da proteína degradável é transformada em amônia no rúmen.

Os esqueletos carbonados são fermentados a ácidos graxos voláteis (AGV). O destino da amônia depende da relação energia : proteína da dieta. Quando há energia suficiente, a amônia é convertida em proteína microbiana. A flora ruminal tem capacidade de transformar em proteína tanto aminoácidos quanto nitrogênio não protéico (NNP) como a amônia, por exemplo. A uréia (NNP) que entra no rúmen sofre ação da urease, enzima que hidrolisa a uréia em duas moléculas de amônia e CO₂, conforme a seguinte reação : H₂N-CO₂-NH₂+H₂₀ = CO₂+2NH₃ (CONTRERAS, 2000a).

Nos casos em que a relação energia : proteína na dieta está reduzida (déficit energético), os microorganismos não conseguem transformar amônia em proteína, e ela é então absorvida pela parede ruminal, e segue para o fígado pela veia porta-hepática, onde é transformada em uréia, pelo ciclo da uréia. A uréia pode então ser reciclada de volta ao rúmen, via sangue ou saliva; entrar na circulação sanguínea, ou ser excretada via renal.

Deficiências de proteínas na ração, também diminuem as concentrações sanguíneas da albumina, da hemoglobina e do hematócrito

A proteína é um dos principais constituintes do corpo animal sendo vital para os processos de mantença, crescimento, produção e reprodução. Deficiências constantes na dieta podem predispor os animais para variadas doenças metabólicas, ou retardar o crescimento fetal (ESTRADA, 2001).

A diminuição de proteínas totais no plasma pode estar associada com deficiência protéica na alimentação, espoliação sanguínea ou alimentar, distúrbios no fígado ou nos rins. Estima-se que dietas com menos de 10% de proteína causam diminuição dos níveis protéicos no sangue. A albumina é a principal proteína plasmática, é sintetizada no fígado e representa de 50 a 65% do total de proteínas séricas. É considerada como o biomarcador mais sensível para avaliar o status nutricional protéico (GONZALES, 2000).

b) Energia

As mudanças na concentração sanguínea de uréia estão correlacionadas com o conteúdo de amônia ruminal. A utilização da amônia depende da atividade metabólica dos microorganismos ruminais, que necessitam de energia e do esqueleto de carbono dos carboidratos para transformar o nitrogênio da amônia em proteína bacteriana.

Deste modo, se a ração estiver deficiente em carboidratos, as concentrações de amônia aumentam no rúmen (desaminação de aminoácidos, pH levemente ácido, absorção de amônia - metabolismo da uréia e a de uréia no sangue. Quando o aporte de energia é deficiente na ração, tem-se observado, somente no final do período de lactação, uma diminuição das concentrações de albumina e hemoglobina (Id.).

c) Água

A deficiência de água esta correlacionada com uma maior concentração de uréia sanguínea, devido a hemoconcentração que isto produz. A hemoconcentração neste caso pode ser visualizada através do hematócrito, assinalando uma deficiência no aporte de água e resultando em um maior nível de uréia sanguínea (CONTRERAS, 2000a).

A determinação do balanço energético deve levar em consideração mudanças de peso ou de condição corporal, que refletem se a dieta foi ou não adequada em períodos de tempo prolongados. Deficiências energéticas muito severas podem ser medidas através do perfil metabólico no momento em que ocorrem, para evitar que a restrição alimentar possa ocasionar danos irreversíveis no animal e, portanto, ao processo produtivo (Id.).

Entre os metabólitos mais usados para avaliar o status energético estão a glicose, o beta-hidroxibutirato (BHB) e os ácidos graxos livres (AGL). A interpretação do perfil metabólico é, contudo, a parte mais critica no processo de avaliação do balanço energético. Os AGL e o BHB estão relacionados com a taxa de mobilização de reservas lipídicas em momentos de déficit energético e estresse. São os indicadores mais usados para aferir este balanço (Id.).

Foram colhidas amostras sanguíneas de vacas leiteiras em quatro períodos fisiológicos diferentes, momentos produtivos considerados como críticos para a produção leiteira. O período seco (PS), quando a vaca está prestes a parir e iniciar um novo ciclo de lactação (intervalo lactacional). O período de pico lactacional (PL), quando a vaca apresenta um aumento significativo na demanda energética e protéica. O período médio de lactação (ML), quando a produção de leite é estável, porém ocorre uma nova prenhez concomitante, aumentando as necessidades protéicas do animal para manter a qualidade protéica do leite e garantir o desenvolvimento fetal, e, o período final (PF) de lactação, quando a vaca se encontra em prenhez avançada e a produção leiteira decresce.

Para o desenvolvimento do projeto foram utilizados 48 animais divididos em 4 grupos de 12 animais provenientes de diferentes propriedades localizadas no Planalto Norte Catarinense Região de Canoinhas - SC. Em cada grupo havia 4 animais em pico de lactação (45 ± 15 dias), quatro no período médio de latação (120 ± 15 dias) e quatro animais no final da lactação (210 ± 15 dias).

A escolha dos animais levou em consideração o sistema de manejo (vacinações, alimentação) das propriedades, os quais foram aproximados.

Os animais foram selecionados através de exame físico geral. Após a seleção foi determinado o escore de condição corporal (ECC), a massa corporal (através de extrapolação alométrica com fita métrica) e as variáveis que esclarecem o Perfil Metabólico dos animais.

A avaliação do ECC é um método rápido, prático e barato, que reflete as reservas de energia do animal. O escore é dado através da observação visual do animal, por um técnico treinado. Isso faz com que este método seja considerado um pouco subjetivo por alguns pesquisadores, que fazem à recomendação de que a avaliação de um grupo de animais seja realizada pela mesma pessoa de modo a diminuir possíveis variações entre avaliadores.

Figura 01: Exemplo de inferência de escore corporal 1,0 utilizado para vacas com aptidão leiteira, considera-se cinco classes.

Figura 02: Exemplo de inferência de escore corporal 2,0 utilizado para vacas com aptidão leiteira, considera-se cinco classes

 

Figura 03: Exemplo de inferência de escore corporal 3,0 utilizado para vacas com aptidão leiteira, considera-se cinco classes

Fonte: Programa de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias da UFRGS.

Figura 04: Exemplo de inferência de escore corporal 4,0 utilizado para vacas com aptidão leiteira, considera-se cinco classes

Figura 05: Exemplo de inferência de escore corporal 5,0 utilizado para vacas com aptidão leiteira, considera-se cinco classes

As variáveis que determinam o status protéico do animal são: proteína total, albumina, globulina, uréia e hematócrito. A variável que determina o status energético do animal é a concentração sanguínea de glicose.

Para determinação das variantes do Perfil Metabólico coletamos amostras sanguíneas (15 mL) através de punção da veia jugular com agulha 40 X 16. Uma alíquota (1 mL) de sangue recebeu anticoagulante (EDTA) para determinar o hematócrito logo após a coleta. Quatorze mililitros de soro foram separados por centrifugação. O soro foi congelado a -20^oC em eppendorf para contra prova dos itens relacionados ao perfil metabólico.

Para a determinação de proteínas plasmáticas totais utilizamos o refratômetro. Os exames do Perfil Metabólico (Albumina, Uréia, Glicose) foram determinados por Kit's comerciais.

A determinação de Beta-hidroxibutirato e Ácidos Graxos Livres não foi realizada, não são produzidos kit's nacionais e a única empresa que fornece os Kit's importados só o faz em quantidade, com custo elevado e num longo prazo para entrega.

O software utilizado para a análise estatística foi o Graphpad Prism^® v.3.0. As médias com distribuição paramétrica foram comparadas pelo teste ANOVA de uma via seguido do teste de Tukey.

 Os resultados apresentados neste relatório são dispostos de forma que facilite a compreensão.

Os animais analisados fazem parte de grupos em diferentes fases de produção. Não houve diferença entre os animais da mesma fase nas diferentes propriedades, estes foram unidos em um mesmo grupo de acordo com a fase fisiológica. Neste experimento, as variações entre as massas não foram estatisticamente diferentes, mesmo comparando animais de diferentes propriedades ou animais em estados fisiológicos distintos (cf. Gráfico 1).

As vacas lactantes em pico lactacional apresentaram a média de escore corporal um pouco abaixo das medidas dos demais grupos (cf. Gráfico 2).

Gráfico 1: Massa corporal de vacas leiteiras do planalto norte catarinense em diferentes fases fisiológicas de produção

Gráfico 2: Escore corporal inferido para vacas de leite do planalto norte catarinense, em diferentes fases de produção fisiológicas

Nota: As linhas horizontais marcam o intervalo de valores considerado ótimo para a produção leiteira

No período seco deve estar entre os escores 3,0 e 4,0

No período de pico de lactação deve estar entre os escores 2,5 e 3,0

Gráfico 2A: Variação do escore corporal inferido para vacas de leite do planalto norte catarinense, durante as diferentes fases fisiológicas do ciclo de produção

Nota: $ Dia do parto (dia zero)

O intervalo de anterior ao parto corresponde ao período seco (-60) até o dia do parto

O intervalo de 0 a 45 dias corresponde ao pico da lactação

O intervalo de 45 a 120 dias corresponde ao período médio da lactação

O intervalo de 120 a 210 dias corresponde ao final da lactação

Os animais de diferentes propriedades foram comparados de acordo com seu estado fisiológico num mesmo grupo contemporâneo.

O resultado do hematócrito nos permite subtrair a hipótese de presença de estado anêmico hipovolêmico, desidratação e baixos índices de proteína, pois a quantidade de água e proteína sérica diretamente influem neste resultado (cf. Gráficos 3 e 4).

Gráfico 3: Percentual de hematócrito de vacas leiteiras do planalto norte catarinense, em diferentes fases de produção fisiológicas entre os 4 grupos

Gráfico 4: Concentração plasmática de proteína de vacas leiteiras do planalto norte catarinense, em diferentes fases de produção fisiológicas

A glicose tem fundamental importância no metabolismo energético da vaca leiteira, devido à necessidade de sintetizar a lactose, sendo maior a demanda no período inicial do pós-parto, até ultrapassar o pico de lactação (Payne & Payne, 1987). Os níveis de normalidade da glicose encontram-se entre 30 e 45 mg x dL¹ (Radostits, et al., 2000). A concentração média de glicose plasmática encontrada nas vacas secas foi 41,33 mg x dL^-1, nas vacas em pico de lactação foi 41,92 mg x dL^-1, nas vacas no período médio de foi de 40,50 mg x dL^-1, nas vacas em final de lactação foi 39,17 mg x dL^-1 (cf Gráfico 5). Todos os animais possuem concentração de glicose dentro da faixa considerada normal, e possivelmente não se encontram em balanço energético negativo, pois as concentrações de albumina e uréia no sangue não foram alteradas

Gráfico 5: Concentração plasmática de glicose de vacas leiteiras do planalto norte catarinense, em diferentes fases de produção fisiológicas entre grupos

 

A albumina é a proteína mais abundante no plasma, correspondendo a quase 50% das proteínas totais circulantes. A albumina é sintetizada no fígado e sua concentração pode ser influenciada pelo aporte protéico da ração, mas em longo prazo (Gonzales & Silva, 2003). As médias de albumina encontradas nesse estudo, igualaram-se no Grupo das vacas secas (01) e das em fim de lactação (04), enquanto que nos grupos em pico de lactação (02) e em vacas no período médio de lactação (03) apresentaram pequena discrepância, permanecendo dentro dos parâmetros fisiológicos para a espécie, os quais variam de 2,1 a 3,6 mg/dL (Radostits, et al., 2000). Assim, os valores deste estudo são compatíveis com os valores mínimos descritos pela bibliografia, complementando, Contreras (2000) citou que, após o parto, as vacas tendem a diminuir a albuminemia basicamente por dois fatores: em primeiro lugar, porque a demanda de aminoácidos para a síntese de proteína no leite reduz a síntese de outras proteínas e, por isso, a concentração de albumina diminui na medida em que a lactação avança isto porque ocorre uma redução da capacidade de síntese no fígado, devido ao acúmulo de gordura que este órgão sofre no início da lactação.

Gráfico 6: Concentração plasmática de albumina de vacas leiteiras do planalto norte catarinense, em diferentes fases de produção fisiológicas

A concentração de uréia é altera rapidamente em curto prazo, pelo ingresso imediato de proteína bruta no organismo, associada às modificações na ração, sendo um indicador sensível da ingesta de proteínas (GONZALES & SILVA, 2003). De acordo com Radostits (2000) o padrão metabólico da uréia está no intervalo de 6,0 a 27 mmol x L^-1.

As médias encontradas nesse estudo foram de 14,39 mmol x L^-1 no Grupo 01, 12,21 mmol x L^-1 para o Grupo 02, 15,45 para o grupo 03 e 10,75 mmol x L^-1 para o grupo 04, mostrando-se dentro dos níveis metabólicos e indicando que as exigências protéicas da dieta foram respeitadas na média geral dos animais amostrados.

Gráfico 7: Concentração plasmática de uréia de vacas leiteiras do planalto norte catarinense, em diferentes fases de produção fisiológicas

Nos rebanhos leiteiros de alta produção é importante obter um correto balanço nutricional, especialmente nos períodos de maiores exigências, que correspondem ao inicio da lactação. No período inicial da lactação a vaca chega ao máximo de sua produção, apesar do consumo de alimento estar deprimido devido ao seu estado fisiológico, mobilizando suas reservas corporais para atender as elevadas exigências metabólicas (Wittwer, 2000). Neste período ocorre também à época de reprodução, fato importante a se considerar, uma vez que o aumento das demandas metabólicas diminui a fertilidade das vacas e, com isso, a meta de obter uma cria ao ano não é atendida.

Outros fatores ou situações que alteram os níveis metabólicos no sangue podem ser: estresse, excesso de produtividade ligada à má alimentação, esta devido à alta exigência produtiva, pois tem influência na concentração sangüínea dos indicadores do perfil metabólico (ESTRADA, 2001).  

Quanto maior for à ingestão de proteínas na ração, maior é a concentração de uréia sangüínea e quando a ingestão de proteínas é insuficiente, a concentração de uréia diminui. Também tem sido observado que quando existem deficiências de proteínas na ração, também diminuem as concentrações sangüíneas da albumina e o hematócrito. Todavia, o efeito sobre estes últimos parâmetros é de menor magnitude que o efeito sobre a uréia e se apresenta mais tardiamente.

Segundo Contreras et al. (2000b): "A energia da ração tem efeito sobre os indicadores do metabolismo protéico, situação que tem sido bastante estudada". As mudanças na concentração sangüínea de uréia estão correlacionadas com o conteúdo de amônia ruminal, e a utilização da amônia ruminal depende da atividade metabólica dos microorganismos ruminais. Os microorganismos transformam o nitrogênio da amônia em proteína bacteriana, processo que requer energia, a qual deve ser proporcionada no alimento em quantidade adequada. Por isto, se a ração estiver deficiente em energia, as concentrações de amônia aumentam no rúmen e a concentração da uréia aumenta no sangue. O resultado para o bovino é a diminuição na concentração plasmática de albumina como conseqüência da redução no pool de aminoácidos circulantes.

A deficiência de água está correlacionada com uma maior concentração de uréia sangüínea devido à hemoconcentração. Nessas circunstâncias, para poder interpretar adequadamente o perfil metabólico, é necessário medir o hematócrito, que pode identificar a hemoconcentração e assinalar uma deficiência no aporte de água, responsável pela maior concentração de uréia (CONTRERAS, 2000a).

A glicose apresenta pouca utilidade como indicador do metabolismo energético por ser regulada através de hormônios (PAYNE E PAYNE, 1987). Em função disto, a dieta tem pouco efeito sobre a glicemia enquanto não ocorrerem deficiências ou excessos drásticos de energia (GONZÁLEZ, 1997). Entretanto, pode-se encontrar animais hipoglicêmicos, principalmente no início da lactação, uma vez que estes animais podem não estar aptos a enfrentar o déficit energético que ocorre neste período (Payne e Payne, 1987).

CONTRERAS, P. A. Indicadores do metabolismo protéico utilizados nos perfis metabólicos de rebanhos. In: Gonzáles, F. H. D.; Barcellos, J. O.; Ospina, H.; Ribeiro, L. A. O. Perfil metabólico em ruminantes: seu uso em nutrição e doenças nutricionais. Porto Alegre: Gráfica UFRGS, 2000a.

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RADOSTITS, O. M.; GAY, C.C.;BLOOD, D. C.; HINCHCLIFF, K. W. Clínica Veterinária - um tratado de doenças dos bovinos, ovinos, suínois, caprinos e eqüinos paginas 1647, 1648 e 49  Guanabara Koogan 9 edição: 2000 rio de janeiro

PAYNE, J. M.; PAYNE, S. The metabolic profile test. Oxford: Oxford Press, 1987

KANEKO, J.J.; HARVEY, J.W.; BRUSS, M.L. Clinical biochemistry of domestic animals. 5.ed. San Diego : Academic, 1997

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GONZÁLEZ, F. H. D., ROCHA, J. A. Metabolic profile variations and reproduction performance in Holstein cows of different milk yields in southern Brazil. Arquivo da Faculdade de Veterinária da UFRGS, 1998

SECRETARIA DO ESTADO DO DESENVOLVIMENTO RURAL E DA AGRICULTURA

INSTITUTO DE PLANEJAMENTO E ECONOMIA AGRÍCOLA DE SANTA CATARINA

PRODUÇÃO DE LEITE - PLANALTO NORTE - 1996

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