Suplementação de aminoácidos para vacas leiteiras: para onde estamos indo?

Avaliando a alimentação de vacas leiteiras, percebemos grande necessidade de otimização de resultados. Sabe-se e não é de hoje, que animais exigem aminoácidos para a síntese de proteínas teciduais, reguladoras e secretoras, além de dezenas de compostos como hormônios, neurotransmissores, nucleotídeos (RNA e DNA), dentre outros, e que estes precisam ser diariamente sintetizados. 

Atualmente, avaliando dietas para vacas leiteiras, percebemos grande necessidade de otimização de resultados, principalmente no aspecto econômico, e sobretudo no contexto atual de alta de preços de insumos devido a pandemia. Quando observamos este cenário, um dos pontos mais relevantes é a nutrição proteica, basicamente por constituir uma grande parcela dentro dos custos da dieta, bem como seus impactos ambientais. 

Naturalmente, embora ainda se use o conceito de proteína bruta (PB) por muitos nutricionistas pela sua simplicidade, há muitos anos estudos publicados em boas revistas científicas vêm enfatizando as limitações em confiar na PB como um nutriente para o qual poderíamos basear as exigências proteicas de vacas leiteiras. 

Como resultado destas pesquisas, a nutrição proteica de vacas iniciou pelo uso da PB dietética como nutriente alvo, passou pelo conceito de PDR e PNDR (frações de proteína degradável e não degradável no rúmen) e agora está focada em atender às necessidades de nitrogênio e aminoácidos (AA), para a fermentação ruminal e síntese de proteína microbiana (PMic), assim como os requisitos de AA da própria vaca.

Sabe-se há décadas que os animais exigem AA para a síntese de proteínas teciduais, reguladoras e secretoras, além de dezenas de compostos como hormônios, neurotransmissores, nucleotídeos (RNA e DNA), dentre outros, e que estes precisam ser diariamente sintetizados. Porém muito do que se sabe atualmente sobre a exigência destes aminoácidos, foi usando a abordagem de aminoácidos como “blocos de construção” de proteínas, que obviamente não deixa de ter sua importância. Porém, nos últimos anos, os aminoácidos começaram a ser compreendidos não apenas como unidades da estrutura de proteínas, mas também como importantes sinalizadores de processos anabólicos e catabólicos dentro das células de diferentes tecidos.

Com esta abordagem, os estudos abrem espaço para outra questão interessante: a interação entre os metabolismos energético e lipídico e sistema imunológico com o status aminoacídico das células (Hanigan et al., 2018). Tais observações destacadas acima, sugerem o impacto que os AA têm no metabolismo corporal e a provável importância que a otimização da nutrição destes, tem na saúde, fertilidade e desempenho produtivo de vacas leiteiras. Sendo assim, nota-se que os AA têm assumido cada vez mais evidência como biomoléculas polivalentes, atuando em uma amplitude de funções nas vacas leiteiras. 

Sabe-se que, no início dos estudos com AA, os primeiros a serem considerados limitantes (os primeiros AA a ficarem em déficit no organismo, que consequentemente impactariam o desempenho produtivo do animal) foram a metionina (Met) e a lisina (Lys). O NRC (2001) também demonstrou a importância da Met e da Lys utilizando uma abordagem de secreção desses AA na proteína do leite comparado com a disponibilidade dos mesmos nos alimentos disponíveis e na PMic.

Segundo esta referência, as concentrações ótimas para maximizar a utilização da proteína metabolizável (PM) e a produção de proteína do leite foram de 7,2% de Lys e 2,4% de Met na PM. Após a publicação do NRC (2001), recomendações mais práticas foram sugeridas; 6,6-6,9% Lys e 2,2-2,3% Met, mas sempre sugerindo como relação adequada 3:1 entre Lys:Met. Isso é coerente com a observação de que a concentração destes dois AAs é baixa na maioria dos alimentos utilizados para vacas em lactação, se comparada a' concentração deles na proteína microbiana, na proteína do leite e no tecido muscular bovino, segundo revisão publicada por Schwab e Broderick (2017).

Além disto, estudos atuais evidenciam, além da função produtiva da Met, funções metabólicas e imunológicas, principalmente em fases críticas da vaca, a exemplo do período de transição. A Met pode ser biotransformada em sua forma doadora ativa de grupos metil (CH3), a S-Adenosilmetionina (SAM), que por sua vez consegue transferir tal grupamento para outros compostos como, por exemplo, na formação do VLDL e metilação do DNA (Osorio et al., 2013; Osorio et al., 2014).

Além disto, a SAM pode converter-se em homocisteína, precursora de duas substâncias antioxidantes: a glutationa e a taurina. Isto por sua vez acaba gerando aumento na produção de enzimas antioxidantes, o que consequentemente reduz o estresse oxidativo do período, impactando positivamente na condição imunitária das vacas (Chandler e White, 2017).

Vale ressaltar que durante o período de transição, as vacas também entram em um balanço negativo de doadores metil, a exemplo de metionina, betaína, ácido fólico e colina, compostos de vital importância para o animal. A colina é essencial para a síntese de fosfatidilcolina, componente do VLDL (lipoproteína de muito baixa densidade) e portanto, ambos são metabólitos intermediários do metabolismo energético (Zhou et al., 2016). Retornando a discussão dos AA, há comprovação que a metionina quando suplementada às vacas durante a transição pode provocar efeitos metabólicos benéficos em sua prole (Jacometo et al., 2017).

Por muito tempo a lisina tem sido considerada um aminoácido limitante, mas especificamente o segundo limitante para vacas em lactação. E basicamente isto se deve pela abordagem de aminoácidos como blocos formadores de proteínas, como já descrito anteriormente. Este aminoácido apresenta um maior grau de dificuldade de proteção contra a ação ruminal, além de ser um dos aminoácidos mais sujeitos a menor biodisponibilidade intestinal de alimentos proteicos após processos de aquecimento.

Observa-se que, nas últimas décadas, um número razoavelmente baixo de experimentos foi conduzido testando o efeito do balanceamento de Lys isoladamente de outros aminoácidos, e além disso, com poucos efeitos encontrados nos poucos trabalhos realizados. Lean et al. (2018) conduziu uma meta-análise utilizando o modelo CNCPS para estimar os efeitos do suprimento de diferentes AAs digestíveis sobre o desempenho de vacas leiteiras, e também relatou não observar nenhuma resposta associada a Lys em seu estudo.

Recentemente, um trabalho realizado por pesquisadores de Illinois (Fehlberg et al., 2020), suplementando grandes quantidades de Lys (7,15%PM) em vacas em transição, conseguiram respostas bem diferentes, com aumentos de produção de leite corrigida para energia. Ainda existem diversas lacunas em aberto quando se fala em Lys, e certamente um dos questionamentos são os níveis de suprimento intestinal deste aminoácido necessário para observarmos resposta, bem como a qualidade da proteção dos produtos disponíveis no mercado.  

A Histidina (His), por sua vez, é provavelmente um potencial AA limitante após Lys e Met, particularmente quando as vacas são alimentadas com dietas com baixo teor de PB (deficientes em PM), com dietas baseadas em silagem de milho e alfafa (Lee et al., 2012; Giallongo et al., 2016). Esta potencial deficiência faz sentido quando observamos o baixo conteúdo de His nas bactérias e protozoários sintetizados no rúmen em comparação com o leite (NRC, 2001; Sok et al., 2017). Possivelmente quanto maior for a contribuição da PMic no total de PM fornecido diariamente aos animais, maior será a deficiência de His.

Após os estudos com estes três aminoácidos e juntamente com a ideia da avaliação do AA como um nutriente que impacta além da nutrição proteica, agindo em diversas esferas do metabolismo, os estudos atuais vêm envolvendo também a regulação de genes a nível celular com a sua suplementação via dieta, bem como o estudo de outros AA, sobretudo os ramificados (leucina, por exemplo). 

Um dos principais pontos que levaram a este fim foi a evidência de que os AA tendem a regular o complexo mTOR. Para crescer e se dividir, as células devem aumentar a produção de proteínas, lipídios e nucleotídeos, ao mesmo tempo em que suprimem as vias catabólicas. A proteína mTOR é formada de dois complexos proteicos denominados complexo 1 da mTOR (mTORC1) e complexo 2 da mTOR (mTORC2). O complexo mTORC1 desempenha um papel central na regulação de todos esses processos e, portanto, controla o equilíbrio entre o anabolismo e o catabolismo em resposta às condições ambientais (Saxton e Sabatini, 2017). O mTORC1 modula a tradução em resposta a nutrientes, hormônios e fatores de crescimento.

Além do hormônio do crescimento e insulina, alguns aminoácidos essenciais (atualmente chamados TORaminoácidos) também demonstraram estimular a fosforilação de mTORC1 em tecido mamário bovino (Arriola et al., 2014). Curiosamente, os TORaminoácidos, individualmente, afetaram de forma independente o estado de fosforilação de mTORC1, e estas alterações foram correlacionadas com mudanças nas taxas de síntese de caseína no tecido mamário. 

Exemplificando o que foi supracitado, um estudo recente (Yoder et al., 2020) avaliou, através de infusão jugular, os efeitos do uso de metionina, lisina e histidina (os AA mais limitantes) ou os AA ramificados leucina (Leu) e isoleucina (Ile) em uma dieta com baixo teor de proteína (15,2%). No desenvolvimento do trabalho foram utilizados quatro tratamentos sendo: CON - Controle; MLH - infusão de Met, Lys e His; IL - Infusão de Leu e Ile; MLH + IL - infusão dos 5 AA. Os resultados produtivos foram surpreendentes (Figura 1).

Figura 1 -  Desempenho produtivo de vacas leiteiras submetidas a infusão de diferentes AA. Fonte: Yoder et al. (2020).

Os resultados mostram que, a infusão tanto de forma independente como aditiva, promoveram aumento da produção da proteína do leite em vacas de alta produção. Destaque para o grupo de ramificados que proporcionou +1,8 kg de leite a mais que o grupo CON. Embora pareça curioso o fato do grupo de aminoácidos não limitantes (IL) ter causado maior aumento em leite que o grupo MLH, esse achado nos mostra a capacidade da glândula mamária quando bem estimulada em se adaptar a escassez de alguns nutrientes provavelmente aumentando a captação desses aminoácidos do plasma. 

Na avaliação dinâmica dos resultados (uma vez que captação, “clearance” e determinação da % de cada AA convertido em proteína do leite foram avaliados), observou-se aumento bastante significativo de Met (192%) e Leu (35%) venoso, para os tratamentos MLH e IL respectivamente. O aumento desses AA na circulação mostra um balanço mais positivo dos mesmos no organismo. 

Com isto, nota-se também uma plasticidade grande do tecido mamário com a suplementação de diferentes AA, o que pode sugerir que o conceito de AA limitante abordado no início deste texto pode ser mais abrangente, sendo que devemos começar a olhar para estes outros AA visando otimização de dietas de gado leiteiro. Além disto, cada vez mais uma abordagem integrada de metabolismo será usada para justificar o futuro da nutrição de AA. 

Para concluir não podemos nos esquecer que, para atingirmos o máximo proveito das atualizações que as novas pesquisas, modelos de predição e por consequência programas de formulação vêm trazendo, devemos buscar aprimorar cada vez mais os dados de entrada, como correto peso dos animais, estimativas robustas de produção e composição do leite produzido e frequente análise para inferir a real composição dos alimentos. Dessa forma poderemos cada vez mais, estimular nossas vacas a produzir mais leite com as dietas fornecidas.

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