Por que o fígado é tão importante para as vacas leiteiras?

Texto: Shawn S. Donkin

 Adaptado de artigo cedido pela comissão organizadora do II Formuleite

Existe uma sábia frase que diz que “o fígado é o coração da vaca de leite”. Mas, por que um órgão que representa uma porção tão pequena do peso corporal de uma vaca é tão importante? O fígado está posicionado, de forma única no corpo, para receber e modificar os nutrientes absorvidos no trato gastrointestinal, incluindo o rúmen, tornando-os disponíveis para utilização pelo organismo. Em função disso, demanda uma quantidade alta de energia devido à grande quantidade de processos metabólicos que são realizados em seu tecido. É amplamente reconhecido que a saúde de vacas em período de transição está intimamente relacionada à capacidade do fígado de coordenar esses processos e lidar com mudanças na oferta de nutrientes, no perfil hormonal e nas demandas metabólicas que acompanham o início da lactação. Assim, os problemas de vacas em transição estão frequentemente relacionados com capacidade metabólica inadequada do fígado. Um melhor conhecimento dos processos que regulam a função hepática e dos fatores que potencializam a capacidade do fígado de coordenar mudanças nas ofertas e demandas de nutrientes por outros tecidos têm levado a melhoras significativas no manejo e na saúde de vacas em transição.

Introdução

O fígado ocupa um papel único na fisiologia nutricional. Uma porção considerável (90%) do fluxo sanguíneo que chega ao fígado vem diretamente da cavidade abdominal que drena o trato gastrointestinal e o baço. Consequentemente, a maioria dos nutrientes que são absorvidos no intestino encontram o fígado antes de qualquer outro órgão ou tecido no corpo. Portanto, o fígado está posicionado, de forma única no corpo, para receber e modificar os nutrientes absorvidos no trato gastrointestinal, incluindo rúmen, tornando-os disponíveis para utilização pelo organismo. O fígado também recebe sangue arterial, coordenando o metabolismo de nutrientes absorvidos sob influência de metabólitos e hormônios liberados de outros tecidos.

Apesar de o fígado responder por apenas 1,5% do peso corpóreo de ruminantes, ele demanda uma quantidade alta de energia devido à grande variedade de processos metabólicos que são realizados em seu tecido. O fígado tem um importante papel no metabolismo de glicose, lipídios e proteínas; na cetogênese; na função imune; no ciclo da uréia; nos metabolismos de hormônios esteroides, vitaminas e minerais; e em vários outros processos. É amplamente reconhecido que a saúde de vacas em transição está intimamente relacionada à capacidade do fígado de coordenar esses processos e lidar com mudanças na oferta de nutrientes, no perfil hormonal e nas demandas metabólicas que acompanham o início da lactação. Em função disso, os problemas de vacas em transição estão frequentemente relacionados com capacidade metabólica inadequada do fígado. Um melhor conhecimento dos processos que regulam a função hepática e dos fatores que potencializam a capacidade do fígado de coordenar mudanças nas ofertas e demandas de nutrientes por outros tecidos têm levado a melhoras significativas no manejo e na saúde de vacas em transição. Esse artigo explorará alguns dos recentes avanços no manejo de vacas em transição, com ênfase particular no metabolismo de glicose e lipídios, e seu impacto na saúde e produtividade das vacas.

Status nutricional no parto, impactos na função hepática e potenciais problemas

O termo “vaca leiteira em transição” surgiu no início dos anos noventa, e é usado em referência às necessidades nutricionais, de manejo e metabólicas de vacas leiteiras durante as três últimas semanas de gestação e as três primeiras semanas de lactação. Nesse período, as demandas energéticas da vaca costumam ser maiores que a quantidade de energia ingerida, levando ao balanço energético negativo, que é caracterizado pela mobilização (quebra) das reservas de gordura do corpo, transporte dessa gordura na forma de ácidos graxos (NEFA) para o fígado e oxidação dessa gordura para produção de energia. A definição e o atendimento das exigências nutricionais de vacas em transição pode ter grande impacto na saúde, na produção da lactação subsequente, na longevidade geral e no bem-estar desses animais.

Grande parte do esforço no manejo de vacas em transição está em evitar uma redução voluntária no consumo de alimentos ao parto, ou compensar essa redução, manipulando o perfil de nutrientes da dieta de transição. Estudos pioneiros realizados na Universidade de Wisconsin-Madison serviram para elucidar problemas associados com a redução no consumo de alimentos ao parto, balanço energético negativo e mobilização do tecido adiposo (gordura corporal).

Várias estratégias têm sido exploradas, desde então, para alterar o momento e a severidade do balanço energético negativo e seus impactos sobre o fígado. Uma dessas estratégias é aumentar a densidade de nutrientes da dieta de transição para compensar o menor consumo de alimentos. Porém, embora o aumento de energia fermentável apresente bons resultados em alguns casos, existe um risco associado de maior incidência de acidose ruminal e de deslocamentos de abomaso.

As duas últimas décadas de pesquisas sobre nutrição e manejo no período de transição iluminaram as complexidades da fisiologia nutricional das vacas leiteiras. O conceito amplamente difundido de que, no geral, a ingestão de matéria seca (IMS) no pré-parto é indicativo do sucesso de vacas em transição foi substituído pela idéia de que a taxa e a extensão da redução na IMS antes do parto é um fator mais significativo de previsão da saúde e do desempenho geral na transição. Estudos avaliaram a necessidade de altos níveis de consumo de energia durante o período pré-parto, mostrando como resultado que vacas restritas a 8kg de matéria seca por dia no final do período pré-parto não mostraram diferença na produção de leite e na saúde no pós-parto quando comparadas com outras que consumiram 12kg por dia. Outros trabalhos recentes indicam que, quando a alimentação é manipulada para promover um excesso de consumo de energia em relação aos requerimentos NRC, o perfil metabólico resultante tem características similares ao do diabetes e da obesidade. Por outro lado, dietas com níveis abaixo dos requerimentos de energia não parecem causar consequências negativas, contanto que o nível de subalimentação não seja muito severo e que a queda na IMS não seja súbita. Reduções súbitas no consumo de energia podem ocorrer como consequência de perturbações sociais nos lotes de vacas, erros na mistura dos alimentos, inconsistências na distribuição de alimentos ou espaço insuficiente de cocho.

Prevalência e momento de aparecimento de doenças do peri-parto

As doenças mais comuns de vacas em transição estão listadas na Tabela 1. Independentemente de ajustes em função de regiões do mundo, raças, número de lactações, dentre outros, os dados indicam que a incidência de febre do leite, deslocamento de abomaso à esquerda e cetose estão entre as principais doenças do peri-parto, e aparecem muito cedo na lactação. Todas essas doenças estão relacionadas à nutrição e ao manejo nutricional das vacas. Além disso, evidências sugerem que a ocorrência de uma dessas doenças aumenta o risco do surgimento de outras. 

A necessidade de uma produção eficiente de glicose em vacas em transição

Em virtude da extensiva fermentação de carboidratos no rúmen, a vaca leiteira absorve muito pouca glicose. Assim, quase todas as necessidades de glicose para o funcionamento normal dos tecidos e para a síntese de lactose do leite são supridas por meio de sua produção no fígado, em um processo conhecido como gliconeogênese.  O período de transição enfatiza a importância do fígado em vacas leiteiras, à medida que hipoglicemia, cetose e desordens metabólicas relacionadas são frequentemente observadas quando a gliconeogênese não se adapta às maiores demandas de glicose que acompanham as altas produções de leite, típicas do início da lactação.

Os principais substratos para a síntese de glicose em ruminantes são o lactato, o propionato e os aminoácidos. O glicerol, do tecido adiposo, também pode contribuir com carbono para a síntese de glicose durante períodos de restrição de alimentos e deficiência de energia. O proprionato contribui com aproximadamente 50% do carbono para a gliconeogênese, enquanto o lactado ou aminoácidos contribuem com 10-15% cada. Entretanto, no período de transição observa-se um aumento na dependência do lactato, do glicerol e dos aminoácidos para dar suporte às demandas de glicose dos tecidos. Assim, a transição para a lactação é marcada por adaptações na maquinaria gliconeogênica no fígado que permitem uma maior utilização de outros substratos, além do propionato, para dar suporte às necessidades de glicose de todo o corpo.

Apesar de haver uma variação considerável na prevalência de cetose, estima-se que 10 a 15% de todas as vacas leiteiras têm cetose clínica, a um custo de aproximadamente US$ 200 por caso, e um custo anual à indústria de lácteos dos Estados Unidos de mais de US$ 184.000.000, representados por perda de produção e gastos veterinários. As metas de 5% para essa desordem metabólica são alcançáveis e, portanto, estratégias bem sucedidas de manejo e nutrição no período de transição são necessárias para adaptar as vacas para o suprimento das demandas de glicose.

A produção de glicose no fígado é controlada pela disponibilidade de substratos, capacidade metabólica das células primárias do fígado (hepatócitos) que sintetizam glicose e status hormonal dos animais, particularmente de insulina e glucagon. Estudos controlados demonstraram que a infiltração de gordura nas células hepáticas prejudicam sua capacidade de sintetizar glicose e de detoxificar a amônia. Como existe uma capacidade limitada para o fígado bovino exportar triglicérides (gordura), existem algumas estratégias para manejar o metabolismo do fígado em vacas em transição, visando à prevenção do acúmulo de gordura.

Prevenção do acúmulo de gordura no fígado

Vacas saudáveis, com cetose moderada ou com cetose severa apresentam 5, 8 e 17% de gordura no fígado, respectivamente. Estudos conduzidos na Universidade de Purdue, nos EUA, indicaram que 26 a 70% das vacas em período de transição apresentavam acúmulo moderado a severo de gordura no fígado. Aproximadamente 50% das vacas participantes de três estudos na Universidade de Wisconsin apresentaram mais de 15% de gordura no fígado, e 30% delas apresentaram mais de 20%.

Práticas alimentares que limitem a taxa e extensão de mobilização de tecido adiposo, reduzam a esterificação de NEFA (ácidos graxos não esterificados) em triglicérides no fígado (acúmulo de gordura), aumentem a exportação de triglicérides do fígado (saída de gordura do fígado), e aumentem a oxidação de ácidos graxos (utilização da gordura para produção de energia) têm a capacidade de reduzir a ocorrência de fígado gorduroso e de cetose em vacas leiteiras. Entretanto, a maior parte das estratégias para reduzir o acúmulo de gordura no fígado devem ser implementadas antes do parto, pois uma vez que a redução na ingestão de alimentos e que a mobilização de tecido adiposo já estão instaladas, torna-se difícil revertê-las. A infusão de glicose e administração de propilenoglicol têm sido utilizadas para tratar os quadros de cetose clínica, mas a prevenção requer atenção para vários fatores de manejo, incluindo a formulação das dietas de transição, observação dos comportamentos alimentares e das interações sociais entre as vacas.

A redução na severidade da depressão do consumo de alimentos ao parto reduz o grau de acúmulo de gordura no fígado e tende a aumentar a produção de leite. O adequado suprimento de energia, por meio do aumento da densidade energética da dieta de vacas de transição pode reduzir os efeitos da depressão no consumo de alimentos, embora o alto nível energético da dieta possa levar a efeitos diabetogênicos. Por exemplo, o aumento nos níveis de NEFA (gordura) circulante durante o final da gestação pode diminuir a responsividade à insulina e levar a um subsequente aumento na mobilização de tecido adiposo.

O aumento da densidade energética das dietas de pré-parto apresenta o efeito benéfico de aumentar a gliconeogênese, mas não de reduzir o acúmulo de gordura no fígado. Programas alimentares e de manejo que minimizem a redução no consumo de energia, especialmente durante os últimos 3 a 5 dias antes do parto, parecem ser as melhores estratégias para reduzir a mobilização de tecido gorduroso.

Vários compostos têm sido estudados em relação à sua habilidade de reduzir a incidência e severidade do acúmulo de gordura no fígado. O maior suprimento de precursores para a síntese de glicose, com a utilização de propilenoglicol, reduz a quantidade de gordura presente no fígado. Parte dessa resposta ao propilenoglicol parece ser consequência do aumento dos níveis sanguíneos de insulina, da redução dos NEFA circulantes, e do aumento do glicogênio hepático.

O excesso de consumo de energia durante o período seco pode induzir uma resistência à insulina temporária, resultando em mobilização da gordura corporal semelhante à observada em vacas secas com sobrepeso.

O fornecimento adicional de proteína para vacas em transição não parece ser vantajoso e pode levar a um aumento na mobilização de gordura corporal, apesar da possibilidade de utilização de aminoácidos como percursores para a síntese de glicose.

Ionóforos, que agem alterando o metabolismo do rúmen em favor da produção de propionato, reduzem a concentração plasmática de cetonas e a ocorrência de cetose subclínica. A adição de ionóforos, como a monensina, nas dietas de vacas de transição altera o metabolismo, favorecendo a melhor utilização do propionato disponível no rúmen para a síntese de glicose no fígado.

A adição de colina protegida tem se mostrado benéfica para vacas em transição, agindo na redução dos níveis de NEFA circulantes e reduzindo a severidade do acúmulo de gordura no fígado. Além disso, a colina parece aumentar a taxa de eliminação do acúmulo de gordura em vacas com fígado gorduroso induzido experimentalmente, e naquelas com sobrepeso, que são mais susceptíveis ao acúmulo de gordura no fígado.

Os metabolismos de colina e metionina são estreitamente associados, sendo que mais de 28% da metionina absorvida é utilizada para a síntese de colina. A metionina age na redução dos níveis plasmáticos de cetonas no início da lactação. Está bem documentado que a suplementação de metionina protegida leva a aumentos na produção de proteína do leite e, frequentemente, de gordura do leite, embora esse último efeito seja variável. A quantidade máxima de aminoácidos mobilizados de reservas corporais no início da lactação está entre 15 e 21kg de proteína corporal, o que representa aproximadamente 1kg de lisina e 0,22kg de metionina ao longo de 5 semanas, ou 28g de lisina e 6g de metionina por dia. O atendimento mais preciso das exigências de aminoácidos (especificamente lisina e metionina), durante o período de transição, pode reduzir a taxa de mobilização de proteínas e/ou fornecer aminoácidos limitantes para melhorar a saúde hepática.

Efeito da suplementação de gordura na função hepática

A suplementação de gordura é frequentemente utilizada para aumentar a densidade energética das dietas de vacas em lactação. Entretanto, as avaliações de adição de gordura em dietas de vacas em transição têm apresentando resultados inconsistentes e, frequentemente, contraditórios. Essas inconsistências podem estar relacionadas à quantidade de gordura fornecida em relação ao peso corporal do animal, aumento na propensão à mobilização de gordura corporal, palatabilidade da fonte de gordura, forma da gordura fornecida, momento de introdução da gordura em relação ao parto e perfil de ácidos graxos. Com isso, gerou-se a recomendação generalizada de adiar a adição de gordura até 30 dias pós-parto e limitar a quantidade total de gordura em 5-6% da matéria seca da dieta.

Recentemente, o perfil de ácidos graxos tem surgido como um fator potencial na regulação da capacidade metabólica do fígado. Os ácidos graxos mobilizados do tecido adiposo e aqueles provenientes da dieta parecem exercer influência nesta resposta. A dieta e a quantidade de alimentos ingeridos no final do período seco parecem alterar a concentração e o perfil de ácidos graxos plasmáticos ao parto. Vacas superalimentadas para indução de fígado gorduroso ao parto apresentam concentrações plasmáticas de NEFA e de gordura no fígado cerca de duas vezes maior que os animais normais. Além disso, o perfil de ácidos graxos das vacas normais e daquelas com fígado gorduroso é consideravelmente diferente.

Em algumas de nossas pesquisas nós descobrimos que a ativação de uma enzima chave (piruvato carboxilase) para a gliconeogênese (produção de glicose) é reduzida por um ácido graxo, chamado esteárico. E é interessante notar que esse ácido graxo encontra-se elevado no plasma de vacas que apresentam fígado gorduroso ao parto. Se os níveis de ácido esteárico estiverem muito altos ao parto poderá haver uma redução na capacidade da vaca de lidar com a mobilização de tecido gorduroso. Por outro lado, se alguns ácidos graxos, como o linoléico, estiverem elevados no momento do parto, ocorre uma ativação da enzima chave (piruvato carboxilase) e a capacidade de oxidação de ácidos graxos e de síntese de glicose aumentam. Observamos que vacas com sobrepeso ao parto apresentavam maior risco de desenvolvimento de fígado gorduroso e níveis mais elevados de ácidos graxos saturados, como o esteárico. Ou seja, parece que o perfil de ácidos graxos liberados do tecido adiposo no plasma pode suprimir, em um momento crítico, a expressão de uma enzima chave para a gliconeogênese. Por outro lado, um manejo alimentar que privilegie a utilização de ácidos graxos polinsaturados de cadeia longa, incluindo o ácido linoléico, pode ser um efetivo estimulador da produção de glicose de forma coordenada com o metabolismo das gorduras.

Embora seja difícil generalizar, a utilização de óleo de semente de linhaça parece ser benéfica em reduzir a ocorrência de fígado gorduroso, sem efeitos negativos sobre o consumo e a produção de leite. Mais pesquisas são necessárias para determinar a quantidade mínima de ácidos graxos capaz de melhorar a função hepática e a saúde das vacas em transição.

Conclusões

Apesar do fígado representar uma pequena porção do peso vivo total de uma vaca, ele é responsável por uma significativa porcentagem do gasto total de energia do organismo. Já que todos os nutrientes, com exceção das gorduras, passam pelo fígado após a absorção intestinal, o perfil de nutrientes disponível para os tecidos do organismo é determinado pelo metabolismo hepático. Comprometimentos da função hepática são consequência da mobilização excessiva de gordura (NEFA), ultrapassando a capacidade metabólica do fígado para processar essa gordura, gerando sérias conse-

quências para a saúde e produtividade das vacas no pós-parto. O manejo alimentar no período de transição e o perfil de ácidos graxos presente nas dietas têm um impacto direto no sucesso do período de transição.