Este texto é a 2ª parte da palestra apresentada por Barry Bradford, Kansas State University, no XVII Curso Novos Enfoques na Produção e Reprodução de Bovinos, realizado em Uberlândia de 14 e 15 de março de 2013. (Acesse aqui a parte 1)

Estresse, fontes de estresse e suas consequências

Estresse é um termo amplamente utilizado, mas raramente definido em discussões sobre a agricultura voltada à produção animal. Para fins desta discussão, será feita referência a Hans Seyle, que em 1936 definiu o estresse biológico pela primeira vez como “a resposta não específica do corpo a qualquer necessidade de mudança”. Observe que a definição não afirma necessariamente que o estresse seja algo negativo; na realidade, alguns componentes da transição à lactação são certamente estressantes de acordo com essa definição. Além disso, vale a pena considerar a natureza não específica dessa definição. Por exemplo, a endocrinologia de uma vaca que entra em lactação provoca uma série de mudanças metabólicas específicas, coletivamente descritas como um exemplo de homeorrese (Bauman e Currie, 1980) mas que não consistem em respostas ao estresse em si, uma vez que se tratam de alterações programadas que acompanham o início da lactação.

Da mesma forma, espera-se que uma vaca que sofre de mastite induzida por E. coli produza uma resposta específica ao patógeno (por exemplo, produção de anticorpos e fagocitose direcionada) e isso não é necessariamente considerado estresse. Por outro lado, o sistema imune inato também reage através da liberação de uma série de fatores não-específicos, como prostaglandinas e citoquinas inflamatórias, que tornam a infecção uma fonte de estresse sistêmico para a vaca. Novamente, isto não significa que o estresse seja necessariamente negativo, uma vez que esses fatores não específicos também podem exercer um papel fundamental na luta contra a infecção.

Embora seja difícil definir claramente e mensurar o estresse diretamente, vale a pena levá-lo em consideração, uma vez que através dele podemos compreender os elos complexos entre comportamento, nutrição e fisiologia. As respostas comuns do estresse incluem menor ingestão alimentar e inflamação, ambas envolvidas na maioria dos distúrbios de transição. Será discutido estresse social, infecção, estresse metabólico e estresse térmico como as principais fontes de estresse na vaca em transição.

Estresse social. A fonte mais bem estudada de estresse social em vacas de transição é a taxa de lotação excessiva. Já foi demonstrado que a competição no cocho diminui a IMS de vacas multíparas no período crítico da última semana de gestação (Proudfoot et al., 2009), embora as vacas nesse estágio de produção consumam menos que a metade da matéria seca das vacas que estão no pico de lactação. As vacas que competem por acesso à ração também passam mais tempo em pé e o tempo gasto nessa posição na fase de transição foi recentemente documentado como fator de risco importante no diagnóstico de lesões no casco, que podem ocorrer mais adiante, na lactação (Proudfoot et al., 2010). Por último, a competição no cocho também faz com que as vacas consumam refeições maiores e menos frequentes (Hosseinkhani et al., 2008), o que poderia aumentar o risco de acidose ruminal, pelo menos após a transição para uma dieta de lactação. Embora poucos estudos-controle tenham sido realizados até agora para avaliar os efeitos do reagrupamento de vacas, evidências não comprovadas indicam que o reagrupamento repetido das vacas pode induzir um estresse semelhante e talvez até suprimir a ingestão alimentar e causar claudicação.

Infecção. Distúrbios infecciosos como os descritos acima causam respostas específicas e não específicas. Uma das respostas mais importantes do estresse à infecção é a inflamação. O conjunto de moléculas de sinalização liberadas por células imunes ativadas inclui mediadores inflamatórios, como ácido nítrico, prostaglandinas e citoquinas. Enquanto muitas dessas moléculas promovem inflamação local e aumentam o fluxo sanguíneo para o tecido infectado, as citoquinas inflamatórias exercem seu papel ao estimularem as respostas inflamatórias sistêmicas, inclusive elevando a temperatura corporal, a frequência cardíaca e reduzindo a ingestão alimentar (Dantzer e Kelley, 2007). As citoquinas conseguem alterar muitos sistemas fisiológicos porque praticamente todos os tipos de células expressam receptores de citoquinas. Um dos efeitos das citoquinas consiste em ativar a produção de proteínas da fase aguda, como haptoglobina e amilóide sérico A, produzidas principalmente pelo fígado. As proteínas que participam na resposta da fase aguda são geralmente encontradas em quantidades muito baixas na corrente sanguínea, mas em taxas bastante elevadas durante a ativação sistêmica do sistema imune.

Já foi demonstrado que as infecções mamárias e uterinas provocam inflamação local e sistêmica. A mastite por coliformes resulta na liberação de endotoxinas na corrente sanguínea e aumenta as concentrações plasmáticas de citoquinas e proteínas da fase aguda (Hoeben et al., 2000). Da mesma forma, a metrite está associada à resposta da fase aguda em vacas em transição (Huzzey et al., 2009); na verdade, a haptoglobina plasmática encontra-se elevada antes mesmo dos sinais clínicos de metrite. Essas respostas não específicas de estresse inflamatório à infecção promovem o desenvolvimento de distúrbios metabólicos ao suprimirem o comportamento alimentar e podem também comprometer diretamente a função metabólica através da alteração da expressão gênica no fígado.

Estresse metabólico. A inflamação já foi referida como o elo perdido na patologia dos distúrbios metabólicos das vacas em transição (Drackley, 1999) e achados recentes documentaram de fato relações entre mediadores inflamatórios e distúrbios metabólicos. As concentrações plasmáticas de haptoglobina e amilóide sérico A aumentaram em vacas que desenvolveram fígado gorduroso (Ametaj et al., 2005) e Ohtsuka et al. (2001) observaram aumento na atividade de TNFα sérico de vacas com esteatose hepática moderada a grave. Um estudo retrospectivo com vacas de 3 granjas leiteiras comerciais na Itália indicou que a inflamação hepática está associada a uma transição problemática para a lactação (Bertoni et al., 2008). As vacas foram classificadas em quartis de acordo com o grau de inflamação hepática, com base nas concentrações plasmáticas de proteínas da fase aguda. As vacas com perfil inflamatório mais forte tinham risco 8 vezes maior de apresentarem um ou mais distúrbios de transição; suas concentrações plasmáticas de cálcio eram mais baixas, levavam mais tempo para retornarem ao ciclo reprodutivo e produziam menos leite no primeiro mês de lactação (Bertoni et al., 2008). Essas correlações despertaram forte interesse pelos mecanismos relacionados a uma patogênese de base inflamatória nos distúrbios de vacas em transição.

O estresse metabólico pode ser iniciado por uma série de fatores, inclusive a inflamação derivada de infecções (discutida acima), estresse oxidativo e translocação de endotoxinas do intestino. O estresse oxidativo das vacas em transição é provavelmente desencadeado por peróxidos lipídicos, produzidos quando os lipídios intracelulares encontram espécies oxigênio-reativas (ROS), como o peróxido de hidrogênio. Algumas ROS são sempre produzidas no fígado; entretanto, eventos na fase inicial da lactação podem contribuir para aumentar a produção de ROS. Uma adaptação para elevar o aporte de AGNE para o fígado no início da lactação é o aumento na capacidade de oxidação dos peroxissomos (Grum et al., 1996), que constitui uma via alternativa para a oxidação de ácidos graxos. Embora uma melhor oxidação dos peroxissomos eleve a capacidade oxidativa total do hepatócito, a primeira etapa desta via produz peróxido de hidrogênio (Drackley, 1999) e, portanto, contribui muito mais para a produção de ROS do que a oxidação mitocondrial. A produção de ROS em vacas no início da lactação, aliada ao aumento na concentração de AGNE aumenta a formação de peróxido lipídico. Isso é válido principalmente para vacas com armazenamento excessivo de tecido adiposo, provavelmente porque as concentrações plasmáticas de AGNE encontram-se muito mais elevadas nessas vacas. Consequentemente, tanto a transição para a lactação quanto a alta condição corporal estão associadas a aumentos nos marcadores plasmáticos de peroxidação lipídica (Bernabucci et al., 2005). Peróxidos lipídicos são preocupantes – assim como outras ROS, podem prejudicar proteínas celulares e DNA e são ativadores potentes de vias inflamatórias, induzindo muitas das mesmas respostas celulares encontradas em citoquinas inflamatórias (Pessayre et al., 2004).

A endotoxina é um componente da parede celular de bactérias Gram-negativas e a detecção da endotoxina pelas células imunes desencadeia uma forte resposta inflamatória. Há muito tempo se discute até que ponto a acidose promove a liberação e translocação de endotoxina do rúmen para a corrente sanguínea. Khafipour et al. (2009) demonstraram muito bem que a indução de acidose ruminal sub-aguda aumenta tanto a concentração ruminal quanto plasmática de endotoxinas. Esse tratamento também elevou significativamente as concentrações plasmáticas de proteínas da fase aguda, indicando que a elevação foi adequada à estimulação da inflamação no fígado.

Desta forma, a inflamação metabólica pode ser derivada de pelo menos 3 fontes: infecção, estresse oxidativo e translocação de endotoxinas do intestino. Quais as consequências de tal inflamação? Em dois estudos recentes, mediadores inflamatórios induziram diretamente problemas metabólicos. Trevisi e colaboradores (2009) administraram interferon-α (uma citoquina) por via oral diariamente nas 2 últimas semanas de gestação, provocando inflamação hepática e liberando proteínas da fase aguda. Em comparação às vacas controle, as vacas tratadas apresentaram concentrações plasmáticas de cetona significativamente mais elevadas nas 2 primeiras semanas após a parição. Recentemente, Bradford et al. (2009) registraram que a injeção subcutânea de TNFα durante 7 dias dobrou o teor de triglicérides no fígado em vacas leiteiras na fase de final de lactação. Também observaram alteração na abundância de mRNA, também consistente com aumentos mediados por transcrição na captação e esterificação de ácidos graxos, e redução na oxidação de ácidos graxos. Esses resultados sustentam fortemente a hipótese de que a inflamação interrompe o metabolismo normal - ambos os tratamentos acima foram considerados de baixa dose e de curto prazo, mas mesmo assim foram suficientes para promover cetose e esteatose hepática, respectivamente.

Além de promover distúrbios metabólicos ao estimular a inflamação, o estresse oxidativo pode suprimir diretamente a função imune ao prejudicar os lipídios, proteínas e DNA das células imunes (e de outros tipos de células). O estresse oxidativo pode, de fato, exercer papel crucial na imunossupressão observada nas vacas em transição, e tal hipótese é defendida por vários estudos que demonstram os efeitos benéficos da suplementação de antioxidantes no período de transição (Sordillo e Aitken, 2009). Por outro lado, deve-se ter cautela, uma vez que o excesso de antioxidantes pode provocar estresse oxidativo e até mesmo comprometer a função imune (Bouwstra et al., 2010).

Estresse térmico. Outro fator comum que provoca estresse nas vacas em transição é a carga excessiva de calor. Muitas fazendas já se acostumaram a resfriar os animais em lactação, seja com base na lógica de que essas vacas apresentam maior carga térmica, ou porque os benefícios de resfriar vacas em lactação são facilmente observados nos pesos diários do leite durante as ondas de calor. Entretanto, o estresse provocado por tais ambientes nas vacas secas não tem recebido muita atenção. Trabalhos recentes demonstraram que o estresse térmico durante o período seco reduziu a IMS na semana da parição em quase 50%, diminuiu a função dos neutrófilos após a parição e reduziu a produção de leite no pico em mais de 4,5 kg/dia (do Amaral et al., 2011). Embora os mecanismos exatos que associam o estresse térmico a esses efeitos a longo prazo permaneçam vagos, não há dúvida de que expor vacas secas ao estresse térmico prolongado incorre custos substanciais.