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RESUMO
- O aumento do equilíbrio energético e da taxa de entrada de glicose no início da lactação coordenam os mecanismos homeorréticos (mudanças coordenadas no metabolismo para conseguir suprir novos estados fisiológicos, que normalmente não sofrem influência da nutrição ou fatores externos). Esses mesmos mecanismos podem afetar o sistema reprodutivo que está sendo submetido a restauração durante os primeiros 30 dias pós-parto.
- Dois processos essenciais ocorrem nos primeiros 30 dias pós-parto - restauração da ciclicidade ovariana e involução uterina. Esses dois processos essenciais podem ser diretamente afetados por metabólitos pós-parto e hormônios metabólicos.
- Os danos teciduais e infecção que ocorrem no útero pós-parto levam a uma resposta inflamatória maciça. Isso é particularmente verdadeiro para as vacas que montam uma defesa contra doença sem sucesso e desenvolvem metrite. Metrite leva à infertilidade a longo prazo.
- Alguns dos agentes patogênicos que infectam o útero podem vir da própria gestação.
- A doença uterina no pós-parto precoce causa alteração imunológica na função uterina pós-parto. Esta alteração pode levar à perda embrionária.
Introdução
O período de pico de produção de leite é no início da lactação (dentro de 30 a 60 dias após o parto) quando o útero da vaca está involuindo e o ovário está retornando à ciclicidade. Os processos concorrentes com a produção de leite são a involução uterina e a restauração da atividade ovariana, que não trabalham bem durante o início da lactação e se tornam ainda mais desequilibrados quando a vaca passa por extremo balanço energético negativo e/ou por doença metabólica durante o início da lactação. O potencial resultado final é que a vaca não fica gestante durante o período de reprodução. Compreender os mecanismos que ligam os primeiros 60 dias de lactação com o subsequente sucesso reprodutivo ou falha é uma importante área de pesquisa para a indústria de laticínios.
A importância do fornecimento adequado de glicose às vacas leiteiras pós-parto
As vacas entram em balanço de energia negativo pós-parto. Manter a oferta adequada de glicose circulante durante o balanço energético negativo é um desafio para a vaca. A vaca sofre uma série de mecanismos homeorréticos que visam elevar a oferta de glicose (Bauman e Currie, 1980). Além de um grande aumento na gliconeogênese hepática pouco depois do parto, a vaca assume um estado de resistência à insulina que redireciona a glicose para a glândula mamária. Apesar destes mecanismos, a vaca pós-parto tem concentrações de glicose no sangue cronicamente baixas porque não consegue satisfazer a exigência de glicose.
A glicose pode ser um mediador da reprodução pós-parto porque atua como substrato para a produção de leite e também é essencial para a função do sistema imunológico inato e da reprodução. A infusão de glicose aumenta as concentrações de insulina no sangue (Lucy et al., 2013). Verificou-se uma diminuição acentuada tanto dos ácidos graxos não esterificados (AGNE) e de beta-hidroxibutirato (BHBA) em resposta à infusão de glicose. Além das alterações na insulina e nos metabolitos circulantes, a infusão de glicose aumentou as concentrações circulantes de fator de crescimento semelhante a insulina tipo 1 (IGF-1).
A insulina pode ter mediado os efeitos estimuladores da glicose no IGF1 através da sua capacidade de reorganizar o eixo somatotrópico (Butler et al., 2003). Os estudos com infusão demonstraram que uma única molécula de glicose poderia reverter rapidamente o perfil metabólico que tipifica o início da lactação (maior AGNE e BHBA com menor insulina e IGF-1). Com base nesses resultados, é possível supor que o aumento do balanço energético e o aumento da taxa de entrada de glicose no início da lactação coordenem os mecanismos homeorréticos. Estes mesmos mecanismos podem estar afetando o sistema reprodutivo que está passando por restauração durante os primeiros 30 dias pós-parto.
Mecanismos que ligam deficiência de glicose ao retorno à ciclicidade e restauração da saúde uterina pós-parto
O balanço de energia negativo e a glicemia inadequada durante o início da lactação teoricamente comprometem a função dos tecidos que controlam a reprodução. Metabolitos tais como AGNE e BHBA assim como insulina e IGF-1 podem também desempenhar um papel no controle na função tecidual. Os primeiros 30 dias pós-parto podem ser os mais críticos em termos de impacto que os metabólitos e hormônios metabólicos têm sobre a reprodução. Dois processos essenciais ocorrem nos primeiros 30 dias pós-parto - restauração da ciclicidade ovariana e involução uterina. Esses dois processos essenciais podem ser diretamente afetados pela oferta de glicose.
Restauração da ciclicidade ovariana pós-parto
A maior parte das pesquisas realizadas sobre metabólitos e hormônios metabólicas tem se concentrado na restauração da ciclicidade ovariana. Vacas que não estão ciclando são inférteis. Além disso, a fertilidade geralmente melhora com cada ciclo estral sucessivo antes do período de reprodução. Tem havido um foco tradicional na compreensão dos mecanismos que controlam o momento da restauração da atividade ovariana antes do período de reprodução. Um tópico comum é a associação positiva entre insulina, IGF-1 e o dia pós-parto que a vaca volta a ciclar (Velazquez et al., 2008).
Uma variedade de metabolitos e sinais metabólicos podem atuar no hipotálamo para aumentar a pulsatilidade do hormônio liberador das gonadotrofinas (GnRH) e do hormônio luteinizante (LH) (LeRoy et al., 2008). LeRoy et al. (2008) concluíram que a glicose e a insulina eram as moléculas mais prováveis para exercer efeito na secreção hipotalâmica de GnRH na vaca leiteira pós-parto. No ovário, tanto a insulina como o IGF-1 promovem a proliferação, diferenciação e sobrevivência de células foliculares (Lucy, 2008; Lucy, 2011). As ações mais importantes da insulina e do IGF-1 são observadas quando estes atuam sinergicamente com as gonadotropinas (hormônio folículo estimulante -FSH ou LH). A glicose controla a secreção de insulina em todo o animal e, finalmente, controla a secreção hepática de IGF-1 através da liberação de insulina. A glicose circulante e os sistemas de insulina / IGF-1, portanto, estão funcionalmente ligados no animal como um todo (Lucy, 2011; Kawashima et al., 2012).
As associações entre hormônio pós-parto, metabolitos e reprodução subsequente são encontradas no pós-parto inicial quando se sabe que os estados homeorréticos mais extremos ocorrem. O perfil metabólico do pós-parto precoce, portanto, pode ter a capacidade de causar alteração no tecido ovariano por efeitos permanentes no genoma (mecanismos epigenéticos) ou pela alteração da composição química das próprias células. Talvez o exemplo mais bem estudado dessa marca metabólica seja a relação entre o AGNE pós-parto inicial e seu efeito sobre a composição do ovócito e a função das células foliculares (Leroy et al., 2011). A possibilidade de que haja modificações epigenéticas permanentes no genoma durante o período pós-parto inicial que afetam a competência de desenvolvimento a longo prazo das células foliculares não foi demonstrada até este momento.
Saúde uterina e função imunológica
O reinicio da atividade ovariana pós-parto é um foco tradicional de estudos do metabolismo pós-parto. Recentemente, no entanto, foi dada maior ênfase à saúde uterina e a função central que imunológica uterina ocupa na determinação do sucesso reprodutivo da vaca pós-parto (LeBlanc, 2012; Wathes, 2012). Em circunstâncias normais, a involução uterina é completada durante o primeiro mês pós-parto. Durante a involução, o útero diminui de tamanho, restabelece o epitélio luminal, e as células imunes (principalmente polimorfonucleares - neutrófilos ou PMN) infiltram o útero para limpar o tecido placentário residual, bem como os microrganismos infecciosos (LeBlanc et al., 2011).
A vaca pós-parto tem um sistema imunológico deprimido particularmente durante o primeiro mês após o parto. Com relação à involução uterina e à doença, a teoria atual é que o perfil metabólico das vacas pós-parto suprime o sistema imune inato por efeitos na função PMN (Graugnard et al., 2012; LeBlanc, 2012). Na maioria dos casos, as mudanças nas concentrações circulantes de nutrientes e metabólitos que ocorrem na vaca pós-parto são exatamente opostas às que beneficiariam a função de PMN. Há boa concordância entre as análises in vitro da função PMN e evidências epidemiológicas que indicam que o perfil metabólico anormal durante o período periparturiente predispõe a vaca à doença uterina durante o período pós-parto inicial e infertilidade pós-parto posterior (Chapinal et al., 2012).
A glicose é o principal combustível metabólico que o PMN usa para gerar a queima oxidativa (burst oxdative) que leva à atividade de matar os micro-organismos. A glicose é armazenada como glicogênio dentro do PMN, que sofre um período breve (aproximadamente 14 dias) de maturação e diferenciação de células progenitoras dentro da medula óssea antes da sua liberação. É durante este tempo que o glicogênio é armazenado dentro do PMN. As concentrações de glicogênio nos PMN na vaca pós-parto diminuem de forma semelhante à diminuição da glicose no sangue pós-parto (Galvão et al., 2010). Galvão et al. (2010) observaram que as vacas que desenvolveram doença uterina tinham menor concentração de glicogênio em seus PMN. Sua conclusão foi que a menor reserva de glicogênio levou a uma capacidade reduzida de queima oxidativa em PMN, o que predispôs a vaca para a doença uterina.
A maioria dos dados disponíveis indica que o perfil metabólico da vaca pré-parto é igualmente importante ao do pós-parto para a saúde uterina subsequente e/ou o estabelecimento da gestação (Castro et al., 2012). Em seu trabalho, em que foi criado um índice de desequilíbrio fisiológico, Moyes et al. (2013) concluíram que um índice que incluiu AGNE, BHBA e glicose foi preditivo da doença uterina pós-parto, especialmente quando o índice pré-parto foi utilizado.
O perfil metabólico associado à doença uterina já é observado antes ou pouco antes do parto. Isto não é surpreendente, dada a natureza relativamente aguda dos eventos fisiológicos no momento do parto e os mecanismos homeorréticos do início da lactação. A capacidade homeorrética de uma vaca (isto é, capacidade de gliconeogênese, mobilização lipídica, etc.) e sua resistência inerente à doença manifestam-se, em grande parte, após o parto, mas a biologia relacionada a este processo, já está teoricamente em vigor antes do parto.
Referências bibliográficas
Bauman DE, Currie WB. 1980. Partitioning of nutrients during pregnancy and lactation: a review of mechanisms involving homeostasis and homeorhesis. J. Dairy Sci. 63:1514-1529.
Brick TA, Schuenemann GM, Bas S, Daniels JB, Pinto CR, Rings DM, Rajala-Schultz PJ. 2012. Effect of intrauterine dextrose or antibiotic therapy on reproductive performance of lactating dairy cows diagnosed with clinical endometritis. J Dairy Sci 95:1894-1905.
Bromfield JJ, Santos JE, Block J, Williams RS, Sheldon IM. 2015. PHYSIOLOGY AND ENDOCRINOLOGY SYMPOSIUM: Uterine infection: linking infection and innate immunity with infertility in the high-producing dairy cow. J Anim Sci. 93:2021-33.
Buckley CD, Gilroy DW, Serhan CN, Stockinger B, Tak PP. 2013. The resolution of inflammation. Nat Rev Immunol 13:59-66.
Butler ST, Bork AL, Pelton SH, Radcliff RP, Lucy MC, and Butler WR. 2003. Insulin restores hepatic growth hormone (GH) responsiveness during lactation-induced negative energy balance in dairy cattle: effects on expression of insulin-like growth factor-I and GH receptor 1A. J. Endocrinol. 176:205-217.
Carneiro LC, Cronin JG, Sheldon IM. 2016. Mechanisms linking bacterial infections of the bovine endometrium to disease and infertility. Reprod Biol. 16:1-7.
Castro N, Kawashima C, van Dorland HA, Morel I, Miyamoto A, Bruckmaier RM. 2012. Metabolic and energy status during the dry period is crucial for the resumption of ovarian activity postpartum in dairy cows. J. Dairy Sci. 95:5804-5812.
Chapinal N, Leblanc SJ, Carson ME, Leslie KE, Godden S, Capel M, Santos JE, Overton MW, Duffield TF. 2012. Herd-level association of serum metabolites in the transition period with disease, milk production, and early lactation reproductive performance. J. Dairy Sci. 95:5676-5682.
Evans TJ, Constantinescu GM, Ganjam VK. 2007. Clincal reproductive anatomy and physiology of the mare. In: Youngquist RS, Threlfall WR, editors. Large Animal Theriogenology, St. Louis: Saunders Elsevier; p. 47-67.
Galvão KN, Flaminio MJ, Brittin SB, Sper R, Fraga M, Caixeta L, Ricci A, Guard CL, Butler WR, Gilbert RO. 2010. Association between uterine disease and indicators of neutrophil and systemic energy status in lactating Holstein cows. J. Dairy Sci. 93:2926-2937.
Giuliodori MJ, Magnasco RP, Becu-Villalobos D, Lacau-Mengido IM, Risco CA, de la Sota RL. 2013. Metritis in dairy cows: risk factors and reproductive performance. J Dairy Sci 96:3621-3631.
Graugnard DE, Bionaz M, Trevisi E, Moyes KM, Salak-Johnson JL, Wallace RL, Drackley JK, Bertoni G, Loor JJ. 2012. Blood immunometabolic indices and polymorphonuclear neutrophil function in peripartum dairy cows are altered by level of dietary energy prepartum. J. Dairy Sci. 95:1749-1758.
Haimerl P, Heuwieser W. 2014. Invited review: Antibiotic treatment of metritis in dairy cows: a systematic approach. J Dairy Sci 97:6649-61.
Karin M, Clevers H. 2016. Reparative inflammation takes charge of tissue regeneration. Nature 529:307-15.
Kawashima C, Matsui M, Shimizu T, Kida K, Miyamoto A. 2012. Nutritional factors that regulate ovulation of the dominant follicle during the first follicular wave postpartum in high-producing dairy cows. J. Reprod. Devel. 58:10-16.
LeBlanc SJ. 2008. Postpartum uterine disease and dairy herd reproductive performance: a review. Vet J 176:102-114.
LeBlanc SJ. 2014 Reproductive tract inflammatory disease in postpartum dairy cows. Animal 8 Suppl 1:54-63.
LeBlanc SJ. 2012. Interactions of metabolism, inflammation, and reproductive tract health in the postpartum period in dairy cattle. Reprod. Domest. Anim. 47 Suppl 5:18-30.
LeBlanc SJ, Osawa T, Dubuc J. 2011. Reproductive tract defense and disease in postpartum dairy cows. Theriogenology 76:1610-1618.
Leroy JL, Rizos D, Sturmey R, Bossaert P, Gutierrez-Adan A, Van Hoeck V, Valckx S, Bols PE. 2011. Intrafollicular conditions as a major link between maternal metabolism and oocyte quality: a focus on dairy cow fertility. Reprod. Fertil. Devel. 24:1-12.
Leroy JL, Vanholder T, Van Knegsel AT, Garcia-Ispierto I, Bols PE. 2008. Nutrient prioritization in dairy cows early postpartum: mismatch between metabolism and fertility? Reprod. Domest. Anim. 43 Suppl 2:96-103.
Leslie M. 2016. Immunity goes local. Science 352(6281):21-3.
Lucy MC, Butler ST, Garverick HA. 2014. Endocrine and metabolic mechanisms linking postpartum glucose with early embryonic and foetal development in dairy cows. Animal 8 Suppl 1:82-90.
Lucy MC, Evans TJ, Poock SE. 2016. Lymphocytic foci in the endometrium of pregnant dairy cows: Characterization and association with reduced placental weight and embryonic loss. Theriogenology 86:1711-1719.
Lucy MC. 2008. Functional differences in the growth hormone and insulin-like growth factor axis in cattle and pigs: implications for post-partum nutrition and reproduction. Reprod. Domest. Anim. 43:31-39.
Lucy MC. 2011. Growth hormone regulation of follicular growth. Reprod. Fertil. Devel. 24:19-28.
Lucy MC, Escalante RC, Keisler DH, Lamberson WR, Mathew DJ. 2013. Short communication: Glucose infusion into early postpartum cows defines an upper physiological set point for blood glucose and causes rapid and reversible changes in blood hormones and metabolites. J. Dairy Sci. 96:5762-5768.
Maquivar MG, Barragan AA, Velez JS, Bothe H, Schuenemann GM. 2015. Effect of intrauterine dextrose on reproductive performance of lactating dairy cows diagnosed with purulent vaginal discharge under certified organic management. J Dairy Sci 98:3876-3886.
Moyes KM, Larsen T, Ingvartsen KL. 2013. Generation of an index for physiological imbalance and its use as a predictor of primary disease in dairy cows during early lactation. J. Dairy Sci. 96:2161-2170.
Pinedo PJ, Velez JS, Bothe H, Merchan D, Piñeiro JM, Risco CA. 2015. Effect of intrauterine infusion of an organic-certified product on uterine health, survival, and fertility of dairy cows with toxic puerperal metritis. J Dairy Sci. 98:3120-3132.
Ribeiro ES, Gomes G, Greco LF, Cerri RL, Vieira-Neto A, Monteiro PL Jr, Lima FS, Bisinotto RS, Thatcher WW, Santos JE. 2016. Carryover effect of postpartum inflammatory diseases on developmental biology and fertility in lactating dairy cows. J Dairy Sci. 99:2201-2220.
Santos TM, Bicalho RC. 2012. Diversity and succession of bacterial communities in the uterine fluid of postpartum metritic, endometritic and healthy dairy cows. PLoS One 7:e53048.
Stramer BM, Mori R, Martin P. 2007. The inflammation-fibrosis link? A Jekyll and Hyde role for blood cells during wound repair. J Invest Dermatol 127:1009-17.
Velazquez MA, Spicer LJ, Wathes DC. 2008. The role of endocrine insulin-like growth factor-I (IGF-I) in female bovine reproduction. Domest. Anim. Endocrinol. 35:325-342.
Wathes DC. 2012. Mechanisms linking metabolic status and disease with reproductive outcome in the dairy cow. Reprod. Domest. Anim. 47 Suppl 4:304-312.
West NR, McCuaig S, Franchini F, Powrie F. 2015. Emerging cytokine networks in colorectal cancer. Nat Rev Immunol 15:615-29.
White HM. 2015. The Role of TCA Cycle Anaplerosis in Ketosis and Fatty Liver in Periparturient Dairy Cows. Animals (Basel) 5:793-802.
Yaeger MJ, Holler LD. 2007. Bacterial causes of bovine infertility and abortion. In: Youngquist RS, Threlfall WR, editors. Large Animal Theriogenology, St. Louis: Saunders Elsevier; pp. 389-408.
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