Efeitos de longo prazo da redução da proteína na dieta

Em meu primeiro artigo nesta sessão, em Maio de 2012 (clique aqui para ler), escrevi sobre o potencial de redução do teor de proteína em dietas para vacas em lactação. Hoje, gostaria de marcar o meu retorno ao radar técnico de nutrição retomando o mesmo assunto para discutir outra abordagem: quais os efeitos de longo prazo da redução da proteína na dieta?

Já ficou muito claro que reduzir a quantidade de proteína oferecida na dieta e focar na composição dessa proteína para melhor atender às necessidades dos microorganismos e do animal é estratégia vantajosa do ponto de vista econômico e ambiental. A vantagem se torna ainda mais significativa em tempos de alta de preços dos principais suplementos proteicos, como está acontecendo com o farelo de soja nas últimas semanas.

Um número expressivo de pesquisas avaliou estratégias para redução do teor de proteína na dieta de vacas em lactação nos últimos anos. Os resultados em produção de leite e proteína são variáveis, pois dependem do efeito das dietas no consumo de matéria seca (CMS), da digestibilidade da fibra, e do aporte de energia e aminoácidos (AA) específicos. O que se observa é que, quando a produção de leite e proteína no leite são negativamente afetadas pela redução de proteína na dieta, geralmente o CMS também cai, sugerindo que o efeito em produção pode ter sido consequência do CMS e não diretamente do nível de proteína propriamente dito. A queda no CMS é provavelmente resultante de limitação de proteína degradável no rúmen (PDR), que limita a atividade dos micro-organismos para digerir fibra e aumenta o efeito de enchimento ruminal.

Neste contexto, outro ponto interessante quando se analisa os experimentos é que, de modo geral, o CMS cai quando a qualidade da fibra é pior (teor de FDN mais alto) e o nível de amido na dieta é muito alto (perto de 30%), condições que desafiam mais os microorganismos do rúmen e talvez aumente a exigência de PDR. Em condições de alta degradabilidade da fibra e ambiente ruminal saudável, é possível baixar um pouco mais a proteína, e AA específicos passam a limitar a produção, o que pode ser corrigido com suplementação de AA protegidos da degradação ruminal.

Quando a dieta é bem balanceada e o ambiente ruminal é mantido saudável e os AA limitantes são suplementados, é possível reduzir a proteína da dieta até que o balanço de proteína metabolizável (PM) predito pelo NRC fique 5-10% negativo (em relação à exigência) sem prejuízos em leite e proteína no leite. Isso em parte se deve a deficiências dos cálculos do NRC, que assume índices fixos de eficiência de utilização dos AA para síntese de proteínas do corpo e do leite. Mas na realidade, essa eficiência é variada e aumenta quando a disponibilidade de AA diminui, como quando reduzimos a oferta de proteína na dieta. Além disso, o NRC não inclui como fonte de proteína a reciclagem de nitrogênio para o rúmen, que ocorre na forma de ureia.
 

Além das limitações do NRC, o animal ruminante tem mecanismos que o permitem sustentar certa deficiência de proteína por um determinado período. Como já foi mencionado, a reciclagem de ureia para o rúmen aumenta quando o fornecimento de nitrogênio ao animal diminui. Com isso menos nitrogênio é excretado na urina e a eficiência de utilização do nitrogênio pelo animal aumenta, mas não sabemos a importância desse mecanismo para manter a produção de leite a longo prazo com dietas deficiêntes em proteína. Além disso, a vaca é capaz de mobilizar parte da proteína corporal para suprir deficiências temporárias. No entanto, pouco se sabe sobre como esses mecanismos se comportam diante de um período prolongado. A grande maioria dos experimentos que avaliou níveis de proteína na dieta de vacas em lactação são estudos de curto prazo, nos quais as vacas passam por todos os tratamentos e ficam de 2 a 4 semanas em cada dieta. Esse período é muito curto para availiar as mudanças de massa corporal que poderiam dar alguma indicação de mobilização de proteína dos músculos. Isso impossibilita a avaliação de respostas de longo prazo.

A primeira alternativa para enfrentar este desafio é a utilização de experimentos contínuos, nos quais as vacas não trocam de tratamento durante o experimento e, com isso, ficam um período mais longo recebendo a mesma dieta. Diferença nas respostas entre experimentos de curto prazo e experimentos contínuos sugeririam uma potencial alteração nos mecanismos que intermediam essas respostas. O grupo de pesquisa do Dr. Alex Hristov, da Penn State University, conduziu diversos trabalhos avaliando níveis de proteína na dieta tanto em experimentos contínuos (10-12 semanas na mesma dieta), quanto de curto prazo (normalmente 3 semanas por tratamento). Em 2 experimentos contínuos (Lee et al., 2011, 2012), os pesquisadores observaram tendências de queda no CMS e produção de leite quando as vacas receberam dietas deficientes em 13-14% da PM (de acordo com o NRC). Por outro lado, deficiência de 10% da PM não causou o mesmo efeito em um experimento com período de 3 semanas por tratamento (Lee et al., 2015).

Obviamente não podemos fazer uma comparação direta desses resultados pois os experimentos não foram planejados para testar o tempo que as vacas ficaram na dieta. A diferença pode muito bem ter ocorrido por conta dos 3-4% a mais de deficiência nos estudos contínuos do que no de curto prazo. Mas é algo para se prestar atenção, principalmente porque sabemos que as vacas podem mobilizar proteína dos tecidos corporais para disponibilizar AA para mantença e produção de proteína do leite. De fato, em outro trabalho do mesmo grupo de pesquisa, uma deficiência de apenas 5% da PM por 10 semanas causou expressiva diferença no ganho de peso das vacas comparado a uma dieta com 7% de excesso de PM, sem afetar CMS e produção de leite (Giallongo et al., 2014). Enquanto os animais comendo dieta com excesso de PM (107% da exigência, 16.7% proteína bruta (PB)) ganharam 20 kg nas 10 semanas, o tratamento com 5% de deficiência (95% da exigência, 14.8% PB) provocou um ganho muito próximo de zero, ou seja, as vacas não tiveram AA suficiente para reabastecer o tecido corporal. Isso é um problema, pois a vaca precisa recuperar durante a lactação a condição corporal que ela perde após o parto.

O pesquisador Dr. Geoff Zanton, do USDA em Madison, WI, está conduzindo um projeto de pesquisa para avaliar especificamente o efeito do design experimental (contínuo vs curto prazo) nas respostas a diferentes níveis de proteína na dieta das vacas. A ideia é justamente entender melhor como o tempo de adaptação dos animais a diferentes dietas pode afetar a resposta. Além de CMS e produção, o estudo também está acompanhando parâmetros metabólicos que podem ajudar a explicar o mecanismo por trás das respostas observadas. Pesquisas desse tipo vão nos ajudar a interpretar mais corretamente os dados encontrados na literatura e aplicá-los nas propriedades. Assim que os resultados forem publicados em algum evento ou revista científica, eu compartilho com vocês neste radar.

O período de fornecimento da dieta com proteína reduzida pode afetar de forma diferente os aminoácidos individuais. A histidina é um exemplo bastante interessante que vem recebendo muita atenção das pesquisas atualmente. Já foi demonstrado que existe uma espécie de “reservatório” de histidina no sangue e no músculo do animal, em compostos como hemoglobina e carnosina, que pode ser utilizado antes do animal começar a mobilizar tecido corporal. Além disso, a histidina vem sendo apontada como o terceiro aminoácido mais limitante para a produção de leite, em conjunto com metionina e lisina. Essa limitação foi inicialmente demonstrada em dietas típicas europeias, a base de silagem de capim, nas quais a maior parte da PM era proveniente da proteína microbiana, que é relativamente pobre em histidina. No entanto, pesquisas recentes norte-americanas têm mostrado que vacas em dietas a base de silagem de milho e alfafa também respondem a suplementação com histidina. O mais interessante é que a suplementação com histidina tem aumentado consistentemente o CMS dos animais e, na maioria das vezes, a produção de leite. Dada a importância desse aminoácido, é fundamental que se conheça sua exigência com mais precisão. Porém, por causa desse “reservatório”, deficiências de histidina podem ser temporariamente mascaradas, o que complica a interpretação dos dados de produção. Então é muito importante que as pesquisas monitorem metabólitos sanguíneos que sejam indicativos desse metabolismo.

Entender os efeitos de longo prazo de diferentes estratégias protéicas é importante tanto para tomada de decisões sobre manejo alimentar na propriedade, quanto para garantir o bem estar global do animal, envolvendo produção, sanidade e reprodução. Do ponto de vista de tomadas de decisões, perguntas como “Quanto tempo devo esperar para concluir se uma mudança na proteína da dieta foi ou não vantajosa?” ou “Será que essa resposta que estamos observando é permanente ou transitória?” precisam de informações de longo prazo para serem respondidas. Em relação ao bem estar global das vacas, cada dia que passa descobrimos alguma função metabólica de determinado aminoácido que vai além de ser tijolo para construir proteína. Os AA estão envolvidos, individualmente, com funções do organismo como metabolismo de gordura, saúde do fígado, imunidade, mobilização de cálcio dos ossos, fertilidade, programação fetal, entre outras. Dessa forma, mesmo quando a produção de leite é mantida com níveis bem baixos de proteína na dieta, não sabemos praticamente nada do que está acontecendo com as outras funções do corpo que também usam AA.

Portanto, acredito que os resultados de pesquisas com redução de proteína na dieta são muito encorajadores e deixam evidente que há espaço para melhorarmos. Mas devemos ampliar nossa abordagem, avaliar as respostas de forma mais holística, e começar a prestar atenção em efeitos de longo prazo. Obviamente existe um motivo pelo qual grande parte dos experimentos são feitos com design de curto prazo: o número de animais necessário para se atingir poder estatístico adequado é menor nesse tipo de experimento, o que reduz o custo do projeto e a competição por animais experimentais. As pesquisas conduzidas dessa forma vem gerando informações valiosas para nutrição de vacas leiteiras há muito tempo, inclusive meus experimentos de doutorado foram assim. O que estou buscando com este artigo é oferecer um ponto de vista adicional, convidando vocês a pensar nos efeitos de longo prazo ao interpretar resultados de pesquisa para aplicá-los na prática, ou ao planejar um novo experimento. Evidenciando a importância do assunto, o governo do Reino Unido está financiando um projeto grande envolvendo duas universidades para avaliar os efeitos de longo prazo da redução de proteína na dieta por três lactações consecutivas. Não somente o projeto avaliará dados de produção, eficiência de utilização do nitrogênio e excreção de nitrogênio para o ambiente, mas também desempenho reprodutivo, sanidade e características dos bezerros nascidos dessas vacas.