A produção de radicais livres e seus danos aos animais causam preocupações, principalmente em rebanhos de alta produção. A utilização de estratégias nutricionais como minerais e vitaminas para mitigar os efeitos negativos dos radicais livres na saúde e reprodução dos bovinos tem se demonstrado eficiente, proporcionando benefícios aos animais.
Os radicais livres são formados como produto final normal do metabolismo celular proveniente da cadeia de transporte de elétrons mitocondrial ou da estimulação do NADPH, ou seja, uma quantidade mínima de produção de radicais livres é essencial para os processos vitais dos animais.
Entretanto, a produção de radicais livres fica mais elevada nos animais quando ocorrem lesões teciduais, infecções, parasitas, hipoxia, toxinas, exercícios extremos, deficiência nutricional, salinidade, estresse térmico e exposição a metais pesados. Por isso, é necessário que exista um equilíbrio entre a produção de radicais livres e sua eliminação. Quando existe desequilíbrio entre os radicais livres e antioxidantes (elementos que favorecem a eliminação dos radicais livres) ocorre o estresse oxidativo.
Os antioxidantes são substâncias que, mesmo presentes em baixas concentrações, são capazes de atrasar ou inibir o estresse oxidativo. A classificação mais utilizada para estas substâncias se divide em dois sistemas: o enzimático, composto pelas enzimas produzidas no organismo, e o não enzimático. Alguns minerais e vitaminas como manganês, zinco, cobre, selênio e vitamina E fazem parte destes sistemas, atuando diretamente ou indiretamente, sendo considerados de extrema importância para o metabolismo dos animais.
Problemas relacionados ao aumento do estresse oxidativo
O ataque dos radicais livres nos compartimentos celular ou tecidos pode causar vários problemas, entre eles danos ao DNA e à proteína síntese, aos lipídios de membrana, às proteínas, aos ácidos nucléicos, enzimas, transdução de sinal de membrana, além de outras lesões em moléculas pequenas, resultando em prejuízos na formação celular e tecidual dos animais. Acredita-se que estes danos favorecem o desenvolvimento de distúrbios metabólicos e doenças subclínicas, acarretando em problemas de saúde e baixa produtividade animal.
Além disso, o estresse oxidativo pode ocasionar problemas de ordem reprodutiva como a peroxidação lipídica da membrana plasmática do espermatozoide, que está ligada negativamente ao potencial de fertilidade, podendo provocar também danos ao DNA do esperma, que é o principal fator que contribui para a transmissão de DNA paterno defeituoso para um feto.
Há períodos na vida dos bovinos de leite em que a concentração de radicais livres é elevada, contribuindo para o aumento do estresse oxidativo. Dentre estes períodos, podemos citar:
– Período de transição nos bovinos de leite (pré e pós-parto). A superprodução de radicais livres neste período deve-se principalmente ao aumento da atividade metabólica e da taxa respiratória, à lipomobilização de ácidos graxos e ao baixo nível de glicose.
Este período é caracterizado por um certo grau de inflamação que representa uma adaptação dos processos patológicos. De fato, um nível controlado de inflamação é necessário e benéfico para a produção e adaptação bem-sucedida na transição.
Os processos de mobilização excessiva de lipídios, as disfunções inflamatória e imunológica e o estresse oxidativo estão interligados, contribuindo para o aumento das doenças durante o período de transição.
– Ondas de calor e o estresse oxidativo. O estresse térmico participa da indução do estresse oxidativo, uma vez que níveis elevados de radicais livres foram observados em vacas leiteiras expostas a condições de calor.
– Início da vida dos bezerros. O desenvolvimento do sistema imune dos bezerros acontece lentamente até a sua maturidade plena, observada por volta dos seis meses de idade. Dessa forma, bezerros em condições de subnutrição e em péssimas condições de higiene são mais propensos a apresentarem infecções.
Um dos mecanismos bactericidas para controlar infecções é denominado de “explosão respiratória”. Nesse processo, as células do sistema imunológico que fagocitam e matam patógenos geram grandes quantidades de radicais livres. Estes, podem causar a lipoperoxidação na membrana plasmática das células do sistema imune, reduzindo o potencial de defesa do organismo. Portanto, os antioxidantes são importantes para a proteção das células imunes, principalmente quando os animais apresentam baixa imunidade.
Suplementação com antioxidantes
Dentre os métodos disponíveis para suplementação de antioxidante, o acréscimo de vitaminas e minerais à dieta dos animais é provavelmente o mais utilizado nas fazendas leiteiras, principalmente na forma de núcleos adicionados à dieta total. Esta prática tenta minimizar os efeitos da produção excessiva de radicais livres, melhorando o estado de saúde dos animais e reduzindo a incidência de doenças.
Entretanto, a suplementação excessiva ocasiona alguns efeitos prejudiciais como o aumento na produção de pró-oxidantes, sendo necessário que o produtor sempre consulte o nutricionista animal antes de fazer a inclusão de vitaminas e minerais nas dietas.
Para validar se a suplementação com minerais e vitaminas antioxidantes está contribuindo para redução do estresse oxidativo, pesquisadores trabalham com enzimas biomarcadores antioxidantes como GPX-Px e Rd, GSH, SOD, CAT e o estado antioxidante total TAS. Suas elevações na circulação sanguínea demonstram o aumento da atividade de antioxidantes e evidenciam que a suplementação mineral vitamínica auxilia na redução do estresse oxidativo.
O mineral selênio (Se), por exemplo, está contido no centro ativo da enzima antioxidante GSH-Px e na tioredoxina redutase. O cobre (Cu) e o Zinco (Zn) fazem parte da enzima antioxidante CuZn-SOD, e o Manganês (Mn) está no sítio ativo da enzima antioxidante Mn-SOD. Estes minerais antioxidantes, Se, Cu, Mn e Zn, também influenciam no desempenho dos neutrófilos e em sua capacidade de neutralizar microorganismos. Os neutrófilos desempenham importante ação durante a fagocitose e atuam na linha de defesa contra microorganismos que invadem o organismo e a glândula mamária.
Período de transição nos bovinos de leite (pré e pós-parto)
A administração de vitamina E em combinação com Se aumenta a imunidade e o status antioxidante, demonstrando resultados na prevenção de retenção de placenta e infecções intramamárias. Estes dados foram evidenciados em estudo de metanálise em que as contagens de células somáticas eram significativamente reduzidas no leite em resposta ao tratamento com vitamina E e Se, o que mostra sua eficácia na redução da incidência de mastite.
Doenças uterinas pós-parto, como retenção de membranas fetais (RFM), endometrite ou metrite estão associados à baixa fertilidade e diminuição da produção de leite. Dentre os fatores que levam o animal a ter retenção da placenta está a falta de antioxidantes, principalmente de vitamina E, como demonstrado na metanálise realizada por Bourne e equipe. A limitação de vitamina E e selênio provocam redução do fluxo de células do sistema imunológico para as carúnculas da placenta, diminuindo a eficácia no descolamento da placenta.
Bicalho e seu grupo de estudos relataram concentrações séricas reduzidas de Ca, Mg, Mo e Zn em vacas com RFM. As vacas afetadas pela metrite apresentaram concentrações mais baixas de Ca, Mo, P, Se e Zn e as vacas que apresentaram endometrite tinham níveis significativamente mais baixos de Ca, Cu, Mo e Zn em comparação a animais não afetados por estas doenças.
O estresse oxidativo é um dos principais influenciadores na patogênese de doenças como a retenção de placenta e mastite e tem sido identificado como uma ligação entre o metabolismo de nutrientes e inflamação durante o período pós-parto.
Portanto, o controle do estresse oxidativo através de suplementação de antioxidantes, melhora potencialmente o estado de saúde dos animais e o desempenho produtivo e reprodutivo no pós-parto.
Início da vida dos bezerros
Na fase inicial da vida, os bezerros enfrentam um grande desafio que é desenvolver um sistema imune robusto o suficiente para protegê-los de uma variedade de patógenos. Essa jornada se torna ainda mais complexa devido à imunidade imatura desses animais durante o período neonatal, momento em que a resposta dos linfócitos aos estímulos é menor comparada com a dos animais adultos.
O estresse oxidativo no início da vida dos bezerros pode comprometer algumas funções dos linfócitos e, consequentemente, a capacidade de ativação e produção de anticorpos, deixando seu sistema imune mais debilitado.
Teixeira e seu grupo de estudo, avaliando bezerros leiteiros recebendo duas injeções subcutâneas (15, 10, 5 e 60 mg/mL de Cu, Mn, Se e Zn, respectivamente) de 1mL aos 3 e 30 dias de idade, observaram maior atividade de neutrófilos e da enzima GPX aos 14 dias após o nascimento, 42% de redução na ocorrência de casos de diarreia e 35% menos chance de apresentar pneumonia ou otite até o desmame com 50 dias, embora esses benefícios não tenham se refletido no ganho médio diário ou mortalidade reduzida. Outras pesquisas também verificaram aumento das enzimas antioxidantes CAT e SOD 10 dias após a aplicação injetável de Cu e Zn em bezerros, melhorando seu sistema imune.
Ondas de calor e o estresse oxidativo
Vacas em estresse térmico apresentam aumento na permeabilidade da parede intestinal e as causas desta disfunção não são totalmente compreendidas. A origem provavelmente seja multifatorial e inclui o desvio do fluxo sanguíneo dos órgãos internos para a periferia, na tentativa de dissipar o calor, mas causando a falta de oxigênio intestinal e isquemia, contribuindo para o aumento dos radicais livres.
Estudos mais recentes indicam que a suplementação com antioxidantes durante o período de estresse térmico pode contribuir para a melhor integridade da barreira intestinal, sendo capaz de aumentar a produtividade e imunidade dos animais de produção.
O selênio pode efetivamente retardar o estresse oxidativo e a inflamação em vacas leiteiras sob estresse térmico. Como demonstrado no estudo de Calamari, o Se levedura aumenta a atividade da enzima GSH, resultando em melhora no sistema antioxidante de vacas em lactação.
É esperado que os eventos de estresse oxidativo se ampliem no futuro como resultado do aumento da temperatura ambiental, agravada pelo melhoramento genético que busca aperfeiçoar o desempenho da produção que, inevitavelmente, resulta em maior calor metabólico para o animal.
Os antioxidantes adicionados nas dietas, como os minerais e vitaminas, são uma forma viável para evitar o estresse oxidativo e manter a saúde e bem-estar dos animais de produção.
As referências bibliográficas se encontram com a autora.
* Elissa Forgiarini Vizzotto é zootecnista, doutora em Nutrição e Produção de Ruminantes e coordenadora técnica de Bovinos de Leite da Premix
